2024届高三生物一轮复习课件：考点3 细胞中的元素和化合物

细胞中的元素和化合物 1 (1)生物界和非生物界在元素组成上具有统一性，因此地壳中的元素在生物体内都能找到(　　)(2)Ca、Mg、Fe、Mn、Cu是组成细胞的微量元素(　　)(3)细胞中的一种元素的作用能被其他元素所替代(　　)(4)因为O是活细胞中含量最多的元素，所以O是最基本的元素(　　)(5)细胞中的微量元素因含量极少从而不如大量元素重要(　　) 牛刀小试 ✖ ✖ ✖ ✖ ✖ 一、细胞中的元素 1.生物界和非生物界在元素种类和含量上的关系 生物界 非生物界 组成生物体的元素在无机自然界中都能找到 种类 统一性 组成元素在含量上相差很大 含量 差异性 有选择地吸收 生物界 非生物界 元素种类 一、细胞中的元素 2.细胞中的元素分类 （组成细胞的化学元素常见的有20多种） 元素 来源 存在形式 有选择地从无机自然界中吸收 C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu 分类 依据 含量 作用 大量元素： 微量元素： 最基本元素： C 大多数以化合物的形式存在 （构成生物大分子及其单体的基本骨架） 判断：某种功能型饮料广告称“含丰富的N、P、Zn等微量元素 练习：如图为真核生物体内由不同化学元素组成的化合物的示意图，下列说法正确的是（　　） A．若①是一种生物大分子，则其不可能为生物体提供能量 B．若②为储能物质，则②可能是固醇、淀粉、糖原 C．若①③共同构成染色体，则③主要分布在细胞核中 D．若③是某生物遗传信息的携带物质，则③是DNA和RNA 二、细胞中的化合物 C 二、细胞中的化合物 细胞中的化合物 水 无机盐 C、H、O　 C、H、O、N（S或Fe）　 糖类 蛋白质 C、H、O、N、P　 核酸 脂质 1.化合物的种类、含量及元素组成 （鲜重含量最多的化合物） （干重含量最多的化合物） （鲜重含量最多的有机化合物） 无机物 C、H、O　 C、H、O　 C、H、O、N、P　 脂肪 磷脂 固醇 有机物 二、细胞中的化合物 1.构成蛋白质的氨基酸不一定含S元素，但绝大多数蛋白质含S元素。 2.有的蛋白质含Fe元素。 半胱氨酸 起始密码子： AUG、GUG 形成二硫键 二、细胞中的化合物 练习： 右图是人体细胞中三种重要有机物A、C、E的元素组成及相互关系图，请据图回答： ①图中X所指的元素为 　 　，A的中文名称为 　 　，其基本单位是 　 　。②b的结构通式是 　 　，过程②叫做 　 　。③细胞结构Ⅰ由A 　 　和E 　 　紧密结合形成。细胞结构Ⅱ的名称为 　 　，在细胞中分布场所为 　 。 N、P 脱氧核糖核酸 脱氧核苷酸 脱水缩合 DNA 蛋白质 糖蛋白 膜外侧 二、细胞中的化合物 （1）存在形式及功能 细胞中的水 存在 形式 结合水 自由水 功能 是细胞结构的重要组成部分 功能 细胞内的良好溶剂 参与许多生物化学反应 为细胞提供液体环境 运送营养物质和代谢废物 2.水 O H H 二、细胞中的化合物 常考点1：种子中自由水与结合水的判断 鲜种子 晒干 干种子 H2O 烘干 死种子 H2O 燃烧 灰分（无机盐） H2O、CO2 常考点2：自由水与结合水比值和代谢的关系 自由水/结合水 比值高 比值低 代谢旺盛，但抗逆性差 代谢缓慢，但抗逆性强 结合水 自由水 升温 降温 二、细胞中的化合物 （2）水的运输方式 自由扩散（通过磷脂双分子层） （3）人体水的调节 抗利尿激素： 下丘脑合成分泌，垂体储存释放，作用于肾小管集合管，促进对水的重吸收 协助扩散（借助水通道蛋白，如肾小管重吸收水） 二、细胞中的化合物 练习：水在植物的生命活动中具有重要作用。风干种子只有吸收足够的水才能进行旺盛的代谢活动，使胚生长。小麦种子萌发过程中吸水量随时间变化的趋势如图所示。回答下列问题： （1）植物细胞中的水通常以结合水和自由水两种形式存在，风干种子细胞中的水 主要以　 　的形式存在。经阶段I吸水后，种子中的水主要是以　 　的形式存在。（2）在阶段II，种子吸水速率　 　（填“大于”、“小于”或“等于”） 阶段I，呼吸速率　 　（填“大于”、“小于”或“等于”）阶段I。（3）从细胞膜组成和结构的角度来推测，水分可经过细胞膜中 的　 　、　 　从细胞外进入细胞内。 结合水 自由水 小于 大于 磷脂双分子层 水通道 二、细胞中的化合物 （4）与水有关的生化反应 产生水 消耗水 ①小分子 大分子 脱水缩合 ①大分子 小分子 水解 单糖→多糖、氨基酸→蛋白质、核苷酸→核酸 ②ATP的合成 （细胞内） ②ATP的水解 （核糖体） （细胞核、线粒体、叶绿体） （细胞质基质、线粒体、叶绿体） ③有氧呼吸Ⅲ （线粒体内膜） ③有氧呼吸Ⅱ ④光反应阶段 糖类、脂肪、蛋白质的消化 核酸的水解 （叶绿体基质等） （线粒体基质） （类囊体薄膜） 二、细胞中的化合物 3.无机盐 无机盐 主要以离子形式 存在 形式 作用 吸收 方式 组成复杂化合物 维持生命活动 维持渗透压、酸碱平衡（缓冲物质：HCO3-、HPO42-） 哺乳 动物 Mg2+ 叶绿素 Fe2+ 血红蛋白 血钙过高 肌无力 血钙过低 抽搐 主要为主动运输 还有协助扩散 (1)无机盐的存在形式、作用和吸收方式 三、细胞中的无机物 （2）常见无机盐功能 无机盐 Mg2＋ I－ Fe2＋ Ca2＋ K＋ Na＋ Cl- 功能 血红蛋白组成成分 维持细胞内液渗透压，与静息电位维持与恢复有关 叶绿素组成成分 维持细胞外液渗透压，与动作电位产生有关 甲状腺激素组成成分 影响神经系统兴奋性 与Na+共同维持细胞外液渗透压 含量异常 成人缺乏患大脖子病； 幼儿缺乏患呆小症 叶片发黄 血液中含量过低，抽搐； 血液中含量过高，肌无力 患缺铁性贫血 三、细胞中的无机物 （3）与无机盐有关的探究实验设计 N、Mg元素为构成叶绿素分子的必需元素，若缺乏会使得植株嫩叶枯黄，植株不能正常生长。现欲证明N、Mg元素确实为植株正常生长的必须元素，请你设计实验。实验材料：长势相同的玉米幼苗若干、蒸馏水、含植物必需元素的各种化合物。实验步骤： 1. 。 2. 。 3. 。预期结果及实验结论：若 ，则 。 将四组幼苗分别置入适量的完全培养液、等量的仅缺N的培养液、等量的仅缺Mg的培养液和等量的蒸馏水。 将长势相同的玉米幼苗平均分为四组，每组幼苗若干，编号A、B、C、D组 在相同且适宜的条件下培养玉米幼苗，观察记录玉米幼叶是否变黄，植株是否正常生长 仅有A组玉米幼苗不变黄，能正常生长 N、Mg为玉米植株正常生长的必需元素 （2023重庆）几丁质是昆虫外骨骼和真菌细胞壁的重要成分。中国科学家首次解析了几丁质合成酶的结构，进一步阐明了几丁质合成的过程，该研究结果在农业生产上具有重要意义。下列叙述错误的是（　　） A．细胞核是真菌合成几丁质的控制中心 B．几丁质是由多个单体构成的多糖物质 C．细胞通过跨膜运输将几丁质运到胞外 D．几丁质合成酶抑制剂可用于防治病虫害 一、细胞中的糖类 一、细胞中的糖类 知识点一、糖类的种类和作用 1.糖的共同点： 共同点 形成途径：__________ 3 元素：C、H、O 1 糖类是主要的______物质 2 能源 脱水缩合 HO OH 葡萄糖 HO OH 葡萄糖 水解 脱水缩合 + H2O 麦芽糖 HO O OH 一、细胞中的糖类 2.糖的分类：（按种类） （1）单糖： 水解的糖 不能 单糖 五碳糖 六碳糖 半乳糖 葡萄糖C6H12O6 果糖 核糖C5H10O5 脱氧核糖C5H10O4 （RNA的基本组成成分） （DNA的基本组成成分） （细胞生命活动的主要能源物质） （植物特有） （主要分布在动物乳汁中） 生命的燃料 一、细胞中的糖类 2.糖的分类：（按种类） (2)二糖——可水解成 （由两分子单糖 而成的糖。） 种类 分布 功能 蔗糖（ ） 细胞 能量 麦芽糖（ ） 细胞 乳糖（ ） 细胞 两分子单糖 脱水缩合 葡萄糖+果糖 葡萄糖+葡萄糖 葡萄糖+半乳糖 植物 植物 动物 提供 一、细胞中的糖类 2.糖的分类：（按种类） (3)多糖——可水解成 （由多分子单糖脱水缩合而成的糖。） 多个葡萄糖 葡萄糖 ( )n (C6H10O5)n 纤维素 淀 粉 糖 原 几丁质（昆虫、甲壳动物的结构材料） （植物细胞内的储能物质） （构成植物细胞的细胞壁） （动物细胞内的储能物质） 基本单位都是葡萄糖， 为什么淀粉、糖原和纤维素的基本单位相同，功能上有很大差异？ 葡萄糖之间的连接方式和排列方式不同。 几丁质的基本单位是乙酰葡萄糖胺,还含N 一、细胞中的糖类 知识点一：教材中与糖有关的知识（常考点） 1.葡萄糖 葡萄糖(C6H12O6) 主动运输 协助扩散 葡萄糖转运蛋白 组织分布 主要功能 SGLT 肾脏、小肠 钠离子依赖的主动运输 GLUT 大多数组织细胞 协助扩散 一、细胞中的糖类 糖原主要分布在人和动物的肝脏和肌肉中，是人和动物细胞的储能物质。糖原参与血糖调节。 2.糖原 一、细胞中的糖类 3.几丁质 几丁质又称壳多糖。广泛分布于甲壳类动物和昆虫的外骨骼。 几丁质及其衍生物在医药、化工等方面有广泛的用途。例如：几丁质能与溶液中的重金属离子有效结合，因此可用于废水处理；可以用于制作食品的包装纸和食品添加剂；可以用于制造人造皮肤等。 真菌细胞壁成分 二、细胞中的脂质 知识点一、脂质的种类和作用 共同点 特点： 3 主要是 ,磷脂还含有_________ 1 合成场所：______ 2 内质网 C、H、O N、P ①相对于糖类，脂质分子______含量低，_________含量高 ②通常不溶于________，易溶于___________________ O C、H 水 脂溶性有机溶剂 自由扩散进出细胞 二、细胞中的脂质 构成动物细胞 膜的重要成分 参与人体血液 中脂质的运输 促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成 激发并维持第二性征 脂质 固醇 C、H、O 胆固醇 性激素 维生素D 磷脂 C、H、O、N、P 脂肪 C、H、O 构成细胞膜的重要成分 构成细胞器膜的重要成分 最常见的脂质，是细胞内良好的储能物质 保温、缓冲减压作用 有效促进肠道对钙和磷的吸收 二、细胞中的脂质 同为脂肪，为什么常温下动物脂肪呈现固态，而植物脂肪却呈液态？ 动物脂肪大多数是含有饱和脂肪酸，熔点高，在室温时呈固态。 植物脂肪大多数是含有不饱和脂肪酸，熔点低，在室温时呈液态。 饱和脂肪酸 不饱和脂肪酸 储存能量、保温、缓冲、减压 二、细胞中的脂质 为什么等量的脂肪比糖类含能量多？但一般情况下脂肪却不是生物体利用的主要能源物质? 1 等量的脂肪比糖类含能量多原因 2 脂肪不是主要能源物质的原因 脂肪和糖相比，脂肪中“C”“H”含量高，“O”含量低，脂肪氧化分解释放的能量多，需要O2多，产生的H2O多。 ①脂肪不溶于水；糖类可以。②脂肪氧化分解速率慢；糖类则较快。 ③脂肪必须在有氧条件下分解；糖类在有氧或无氧条件下均可。 ④有些器官或组织（例如：大脑和神经组织）必须由糖类来供能。 元素： 。 C、H、O、P（N） 特性： 功能： 磷脂 二、细胞中的脂质 二、细胞中的脂质 固醇 ①元素：C、H、O ②种类及作用： 胆固醇 性激素 维生素D 动物细胞膜的重要成分，在人体中参与血液中的脂质的运输。 促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成。 促进钙和磷的吸收。 二、细胞中的脂质 知识点二、细胞中糖类和脂质的关系 葡萄糖 被细胞利用 被细胞储存 ----合成糖原（肝糖原、肌糖原） 被细胞储存 ----转化成脂肪、氨基酸 首先 富余 富余 糖类在供应充足的情况下可以大量转化为脂肪。而脂肪一般只在糖类代谢发生障碍引起供能不足时，才会分解供能，而且不能大量转化为糖类。 二、细胞中的脂质 知识点三、种子萌发与成熟专题（拓展延伸） 　　　种子类型 变化　　 非油料作物种子(如小麦) 油料作物种子(如大豆) 种子形成时 可溶性糖(还原糖)→淀粉 糖类→脂肪 种子萌发时 淀粉→可溶性糖(还原糖) 脂肪→甘油、脂肪酸→糖类 种子形成时，光合作用产物的输入导致其干重增加。种子萌发时，吸收水分导致其鲜重增加，非油料作物的种子由于只进行细胞呼吸导致干重减少，油料作物种子萌发初期干重有所增加(是因为脂肪转化为糖类的过程中增加了氧元素)，然后再减少。 研究小组研究了油菜种子成熟过程中糖类和脂肪的相互关系，实验结果如下图一所示。并将油菜种子置于28℃（±0.5℃）、恒温、无菌、无光照密闭温室条件下萌发，然后测定在不同时间种子和幼苗中相关物质的含量及温室中氧气浓度的变化情况，实验结果如下图二、三所示，回答下列问题。 (1)油菜种子内贮存能量的主要物质是 ，播种时，该类种子适合浅播，原因是 。图一、二曲线中有机物含量变化可以说明 。(2)据图三分析，该类种子长出幼叶的时间 （填“早于”“等于”或“晚于”）第10天，判断依据是 。种子萌发17天以后，限制温室内氧气浓度增加的外界因素主要是 。 脂肪 油菜种子中含脂肪较多，而脂肪含碳、氢比例比糖类高，种子萌发时消耗的氧气量相对较大 脂肪和糖类可以相互转化 早于 第10天氧气量开始上升，光合作用已经强于呼吸作用，说明在此之前幼叶已经长出并能进行光合作用 二氧化碳浓度 $$