組成細(xì)胞的化合物：生命活動的物質(zhì)基礎(chǔ)一、化合物分類與含量分布細(xì)胞是生命活動的基本單位，其化學(xué)成分復(fù)雜而有序。按化學(xué)性質(zhì)可分為以下幾類：1.鮮重與干重組成差異化合物類型鮮重占比（%）干重占比（%）主要存在形式水60-951-1.5自由水/結(jié)合水無機(jī)鹽1-1.54-5離子態(tài)/化合態(tài)糖類1-1.515-20單糖/二糖/多糖脂質(zhì)1-210-20脂肪/磷脂/固醇蛋白質(zhì)7-1050-55結(jié)構(gòu)蛋白/功能蛋白核酸1-1.55-7DNA/RNA關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)："種子萌發(fā)時，鮮重增加（吸水）而干重先降后升（先消耗有機(jī)物，后光合作用合成有機(jī)物）——這是理解水與其他化合物關(guān)系的經(jīng)典案例。"二、無機(jī)化合物：細(xì)胞的溶劑與環(huán)境1.水——生命之源（1）自由水與結(jié)合水的辯證關(guān)系?自由水（95.5%）：以游離形式存在，具有流動性?功能：良好溶劑（溶解葡萄糖等物質(zhì)）、運輸介質(zhì)（血液中水運輸氧氣）、反應(yīng)原料（光合作用光反應(yīng)）?結(jié)合水（4.5%）：與蛋白質(zhì)/多糖等結(jié)合，失去流動性?功能：細(xì)胞結(jié)構(gòu)組成部分（心肌細(xì)胞結(jié)合水占7%，比血液高3倍，適應(yīng)收縮功能）（2）水的理化特性與生命活動?高比熱容：使細(xì)胞溫度變化≤2℃（海水晝夜溫差僅5℃，維持酶活性穩(wěn)定）?極性分子：形成氫鍵，使水具有表面張力（植物導(dǎo)管中水的上升動力）生活聯(lián)系："夏季中暑是因為高溫導(dǎo)致自由水過度蒸發(fā)，細(xì)胞脫水；而給農(nóng)作物灌溉要'見干見濕'，就是為了維持自由水/結(jié)合水的合理比值。"2.無機(jī)鹽——生命活動的調(diào)節(jié)劑（1）主要存在形式與功能離子存在形式典型功能缺乏癥狀Na?/Cl?細(xì)胞外液主要離子維持滲透壓（0.9%生理鹽水模擬血漿滲透壓）低鈉血癥（乏力/惡心）K?細(xì)胞內(nèi)液主要離子維持靜息電位（神經(jīng)細(xì)胞K?外流形成膜電位）心律不齊Ca2?骨骼/血液中肌肉收縮（Ca2?內(nèi)流觸發(fā)肌絲滑動）抽搐（血鈣過低）Mg2?葉綠素核心光合作用光反應(yīng)（激活A(yù)TP合成酶）葉片發(fā)黃（缺鎂導(dǎo)致葉綠素合成障礙）Fe2?血紅蛋白成分氧氣運輸（Fe2?與O?可逆結(jié)合）缺鐵性貧血（2）無機(jī)鹽的生理調(diào)節(jié)作用?pH緩沖：血漿中HCO??/H?CO?緩沖對維持pH7.35-7.45（劇烈運動產(chǎn)生乳酸時，HCO??中和H?）?酶活性調(diào)節(jié)：唾液淀粉酶需Cl?激活，凝血酶需Ca2?激活實驗驗證："在唾液淀粉酶催化淀粉實驗中，加入NaCl的組比清水組反應(yīng)速率快兩倍——證明Cl?是該酶的激活劑。"三、有機(jī)化合物：生命活動的承擔(dān)者1.糖類——主要能源物質(zhì)（1）分類與功能類別代表物質(zhì)結(jié)構(gòu)特征功能單糖葡萄糖/果糖C?H??O?，不能水解細(xì)胞呼吸底物（直接供能）二糖蔗糖/乳糖兩分子單糖脫水縮合植物運輸糖（蔗糖）、乳汁成分（乳糖）多糖淀粉/糖原/纖維素n個葡萄糖脫水縮合植物儲能（淀粉）、動物儲能（糖原）、植物細(xì)胞壁（纖維素）（2）還原糖與非還原糖?還原糖能與斐林試劑反應(yīng)生成磚紅色沉淀（葡萄糖、果糖、麥芽糖）?非還原糖無此反應(yīng)（蔗糖、淀粉——需水解為單糖后才反應(yīng)）實驗易錯點："學(xué)生用甘蔗汁做還原糖鑒定實驗失敗——因為甘蔗含蔗糖（非還原糖），應(yīng)選用梨汁（含果糖）。"2.脂質(zhì)——儲能與結(jié)構(gòu)分子（1）三類脂質(zhì)的差異類型組成元素結(jié)構(gòu)特點功能脂肪C/H/O甘油+3脂肪酸，疏水儲能（1g脂肪氧化放能約39kJ，是糖類的2倍多)磷脂C/H/O/N/P甘油+2脂肪酸+磷酸基團(tuán)，兩性分子細(xì)胞膜基本骨架（頭部親水，尾部疏水）固醇C/H/O環(huán)戊烷多氫菲衍生物膽固醇（細(xì)胞膜成分）、性激素（調(diào)節(jié)生殖）、維生素D（促進(jìn)鈣吸收）（2）脂質(zhì)與健康?必需脂肪酸：亞油酸（植物油中）人體不能合成，需從食物獲取?脂肪肝：肝臟脂肪堆積超過5%，是因為肝功能下降導(dǎo)致脂肪運輸障礙3.蛋白質(zhì)——生命活動的主要承擔(dān)者（1）結(jié)構(gòu)層次與多樣性1.氨基酸（基本單位）：20種，通式為NH?-CH(R)-COOH，R基決定種類2.肽鍵：氨基酸脫水縮合形成（-CO-NH-），n個氨基酸形成n-1個肽鍵3.空間結(jié)構(gòu)：?一級結(jié)構(gòu)（氨基酸序列）→二級結(jié)構(gòu)（α-螺旋/β-折疊）→三級結(jié)構(gòu)（空間構(gòu)象）→四級結(jié)構(gòu)（亞基組合，如血紅蛋白4個亞基）（2）功能多樣性（"蛋白質(zhì)是生命活動的體現(xiàn)者"）?催化：唾液淀粉酶催化淀粉水解?運輸：血紅蛋白運輸氧氣?免疫：抗體識別抗原（Y型結(jié)構(gòu)特異性結(jié)合病原體）?結(jié)構(gòu)：膠原蛋白構(gòu)成皮膚彈性纖維教師反思："學(xué)生常誤認(rèn)為'蛋白質(zhì)都是酶'——其實酶僅占蛋白質(zhì)的1%，結(jié)構(gòu)蛋白（如毛發(fā)角蛋白）占比更高。"4.核酸——遺傳信息的攜帶者（1）DNA與RNA的比較項目DNARNA基本單位脫氧核苷酸（A/T/C/G）核糖核苷酸（A/U/C/G）結(jié)構(gòu)雙螺旋（雙鏈穩(wěn)定）單鏈（局部雙鏈）分布細(xì)胞核（主要）細(xì)胞質(zhì)（主要）功能存儲遺傳信息轉(zhuǎn)錄/翻譯（蛋白質(zhì)合成）（2）核苷酸的組成?一分子核苷酸=一分子磷酸+一分子五碳糖（脫氧核糖/核糖）+一分子含氮堿基科學(xué)史鏈接："1953年沃森和克里克發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，揭示了核酸通過堿基配對（A-T、C-G）傳遞遺傳信息的機(jī)制——這是20世紀(jì)生物學(xué)最偉大的發(fā)現(xiàn)。"四、化合物的統(tǒng)一性與相互聯(lián)系1.碳鏈骨架的統(tǒng)一性所有有機(jī)物均以碳鏈為基本骨架（如葡萄糖C?H??O?、脂肪酸C??H??O?），體現(xiàn)"碳是生命的核心元素"——這也是生物界與非生物界統(tǒng)一性的表現(xiàn)。2.動態(tài)轉(zhuǎn)化關(guān)系?糖類→脂肪：攝入過多糖類在肝臟轉(zhuǎn)化為脂肪（肥胖的生化本質(zhì)）?蛋白質(zhì)→糖類：饑餓時肌肉蛋白質(zhì)分解為氨基酸，經(jīng)脫氨基作用生成葡萄糖（維持血糖穩(wěn)定）?核酸控制蛋白質(zhì)合成：DNA→RNA→蛋白質(zhì)（中心法則，決定生物性狀）健康啟示："減肥需減少糖類攝入，因為糖類比脂肪更容易轉(zhuǎn)化為體脂；而運動員補(bǔ)充蛋白質(zhì)能促進(jìn)肌肉合成，是因為氨基酸是肌肉的基本組成單位。"五、學(xué)習(xí)難點與突破方法1.概念辨析?脂質(zhì)≠脂肪：脂肪是脂質(zhì)的一種，脂質(zhì)還包括磷脂、固醇?核酸≠DNA：核酸包括DNA和RNA，病毒只有一種核酸（如新冠病毒只有RNA）2.實驗記憶口訣?還原糖鑒定："斐林試劑磚紅色，水浴加熱要記牢"?蛋白質(zhì)鑒定："雙縮脲紫顏色，先加A液后加B"3.聯(lián)系生活理解?為什么發(fā)燒時食欲不振？體溫升高使消化酶活性下降（37℃是酶的最適溫度）?為什么老年人骨質(zhì)