第02讲 细胞中的无机物、糖类和脂质-备战2025年高考生物一轮复习课件+知识清单

第2讲 细胞中的无机物、糖类和脂质 新人教版高考生物 一轮复习 by：Biology Teacher Yóu 1.细胞中的元素的来源：生物体有选择地从自然界中吸收。 2.生物界和非生物界在元素种类和含量上的关系 _______性：细胞中各种元素的___________与无机自然界的大体相同。 （组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到，没有一种化学元素为细胞所特有） _______性：细胞中各种元素的___________与无机自然界的大不相同。 一、细胞中的元素 统一 种类 差异 相对含量 2 3.细胞中常见的化学元素：常见的有_______种 （1）大量元素：___________________________________等 （2）微量元素：___________________________等（含量很少，但是为细胞所必需） （3）组成细胞的元素中，______________这四种元素的含量很高（称为基本元素） 鲜重：O＞C＞H＞N＞其他元素 （活细胞中，含量最多的元素是_____，数量最多的元素是____） 干重：C＞O＞N＞H＞其他元素 （干重中，含量最多的元素是_____） （4）最基本元素：______，生物大分子以__________为骨架。 一、细胞中的元素 20多 C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu C、H、O、N O H C C 碳链 3 4.部分元素的作用及相关知识 （1）组成细胞的化合物 一、细胞中的元素 化合物 组成元素 化合物 组成元素 蛋白质   血红蛋白   叶绿素   甲状腺激素   糖类(除几丁质)、脂肪、固醇、胡萝卜素、叶黄素、纤维素、丙酮酸   核酸（DNA、RNA） ATP、磷脂、NADPH   主要C、H、O、N（S） C、H、O、N、S、Fe C、H、O、N、Mg C、H、O、N、I C、H、O C、H、O、N、P ①脂质中的脂肪和固醇由____________构成，磷脂除此还含有_____甚至______。 ②光合色素中的叶绿素由___________________构成，类胡萝卜素由__________构成。 ③特别注意含有C、H、O、N、P的化合物。 C、H、O P N C、H、O、N、Mg C、H、O 4 一、细胞中的元素 （2）P是组成细胞膜、细胞核的重要成分，也是细胞必不可少的许多化合物的成分。 蛋白质 DNA （3）S：①“-S-S-”二硫键维持蛋白质的空间结构； ②SO2造成酸雨； ③用32S的同位素35S标记噬菌体的__________。 （用31P的同位素32P标记噬菌体的__________） 5 （5）Na：Na+参与维持细胞___液的渗透压；动作电位产生的原因是：_______。 人体内Na+缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最终引发____________、_______等，因此，当大量出汗排出过多的无机盐后，应多喝__________。 一、细胞中的元素 （4）K：K+参与维持细胞____液的渗透压；静息电位产生的原因是：________。 内 K+外流 外 Na+内流 肌肉酸痛 无力 淡盐水 6 一、细胞中的元素 （6）Ca：①人体中的钙99%沉积在骨骼和牙齿中 缺钙：______病(幼年)、_________病(成年)、__________病(老年) ②哺乳动物的血液中必须含有一定量的Ca2+，如果Ca2+的含量太低，动物会出现______等症状。 ③钙离子对神经、肌肉的兴奋和神经冲动的传导有重要作用 佝偻 骨软化 骨质疏松 抽搐 研究发现：当神经冲动通过轴突传导到突触小体时，神经细胞外的Ca2+即进入突触小体内，促使突触小泡内的神经递质释放到突触间隙中。当神经递质与突触后膜上的特异性受体结合后，便引起了突触后膜发生兴奋性或抑制性的变化。 7 一、细胞中的元素 （7）Mg2+是构成__________必需的元素；Fe2+是构成_________必需的元素。 叶绿素 （8）I：是合成_______________必需的元素 碘摄入过多，可能会引起甲亢。 缺碘：呆小症（幼年）、地方性甲状腺肿 血红素 血红蛋白是由珠蛋白和血红素结合而成的 甲状腺激素 （思考：呆小症体现了甲状腺激素的何种作用？缺碘引起地方性甲状腺肿的原因是什么？） 8 5.细胞中的元素，大多以________的形式存在，少数以______的形式存在。 （注意区别：细胞中大多数无机盐以______形式存在，少数以________形式存在） 一、细胞中的元素 化合物 离子 离子 化合物 9 1.种类： 二、组成细胞的化合物 无机化合物：_________、_________ 有机化合物：_________、_________、_________、_________ 水 无机盐 糖类 脂质 蛋白质 核酸 2.含量：组成活细胞的化合物：______ ＞ __________＞脂质＞糖类 （1）在细胞鲜重中，含量最多的化合物是__________。 （2）在细胞鲜重中，含量最多的有机化合物是_________。 （3）在细胞干重中，含量最多的化合物是__________。 水 蛋白质 水 蛋白质 蛋白质 10 1.细胞中的水的含量： ①水是活细胞中含量最多的化合物； ②生物种类不同、同一生物的不同发育时期、不同器官等，细胞中的含水量均有所不同。 水生生物_____陆生生物、幼儿_____成年、牙齿_____血液 三、细胞中的水 ＞ ＞ ＜ 11 2.细胞中水的存在形式和功能 水在细胞中以两种形式存在，绝大部分的水呈_________状态，可以自由流动，叫作自由水；一部分水与细胞内的其他物质（通过化学变化）相结合，叫作结合水。 结合水的作用是：__________________________，大约占细胞内全部水分的_____。 自由水的作用是：①细胞内良好的______；②参与细胞内的许多_____________； ③为细胞提供___________；④________营养物质和代谢废物。 三、细胞中的水 游离 是细胞结构的重要组成部分 4.5% 溶剂 生物化学反应 液体环境 运送 12 3.两种形式的水的相互转化： 在正常情况下，细胞内自由水所占的比例越_____，细胞的代谢就越旺盛；而结合水越______，细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越强。 当细胞内自由水与结合水比值升高时，细胞代谢的强度________，抗逆性________。（反之亦然） 三、细胞中的水 大 多 增大 降低 13 4.水的分子结构和特性 ①水分子的空间结构及电子的_________分布，使水分子成为一个_______分子。带有正电荷或负电荷的分子（或离子）都容易与水结合，因此，水是良好的溶剂。 ②每个水分子可以与周围水分子靠_____键相互作用在一起。 ③氢键不断地断裂，又不断地形成，使水在常温下能够维持液体状态，具有流动性。 ④由于氢键的存在，水具有较高的比热容，这就意味着水的温度相对不容易发生改变。 水的这种特性，对于维持生命系统的稳定性十分重要。 三、细胞中的水 不对称 极性 氢 14 5.拓展 （1）细胞吸收/排出水的主要方式是：_______________。 （2）在人和高等动物体内，依据______________________调节体内水分的平衡。调节的方式是：___________调节，神经中枢在_________。______________激素参与了调节的过程，它是由_________合成，_______释放的，它通过______________________________________________________________，保留了体内的水分。 三、细胞中的水 渗透作用 细胞外液的渗透压 神经-体液 下丘脑 抗利尿激素 下丘脑 垂体 促进肾小管和集合管对水分的重吸收，减少尿量的排出 15 1.存在形式：细胞中大多数无机盐以_________的形式存在。 2.含量：无机盐是细胞中含量很少的无机物，仅占细胞鲜重的1%-1.5%。 3.作用 ①________________________________（如：碘是合成甲状腺激素必需的元素） ②________________________________（如：缺碘会得地方性甲状腺肿） ③________________________________（如：NaH2PO4和Na2HPO4是人体重要的缓冲物质） ④________________________________（如：动物细胞需放入生理盐水中以保持正常形态） 四、细胞中的无机盐 离子 组成细胞中的复杂化合物 维持细胞和生物体的生命活动 维持细胞的酸碱平衡 维持细胞的渗透压平衡 16 4.“检验某种物质X（元素、无机盐、化合物、激素）是否是植物正常生长所必需”的实验方案 四、细胞中的无机盐 实验相关说明： ①实验中应保证实验材料的统一性，即材料的种类、生长状况等相同。 ②实验组加入X的目的是二次对照，使实验组前后对照，以增强说服力。 对照组：正常植物＋完全培养液，共同培养一段时间后，植物正常生长。 实验组：正常植物＋缺X培养液，共同培养一段时间后，表现相应的症状，再加入X后，症状消失。 17 糖类分子一般是_________三种元素构成的。（特殊：几丁质中还含有N元素） 五、细胞中的糖类 多数糖类分子中氢原子和氧原子之比是2:1，类似水分子，因而糖类又被称为“碳水化合物”，简写为________。（特殊：脱氧核糖不满足此比例） C、H、O （CH2O） 1.组成元素： 18 五、细胞中的糖类 2.种类 葡萄糖 果糖 麦芽糖 （1）按是否具有还原性划分 还原糖，包括_________、__________、__________等 非还原糖，包括淀粉、蔗糖等 19 （2）按是否能水解划分 单糖：是不能再_______的糖，可直接被细胞吸收 包括：果糖、半乳糖、______糖(C6H12O6)、____糖(C5H10O5)、 _________糖(C5H10O4) 二糖：必须水解成两分子单糖才能被细胞吸收（均为C12H22O11） _________ → 葡萄糖 + _________； _________ → 葡萄糖 + _________； _________ → 葡萄糖 + _________。 多糖：多糖的基本单位是__________（几丁质除外，不能写成单糖） 包括_________、_________、_________，分子式均为（C6H10O5）n 以及广泛存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼中的________(C8H13O5N)n 五、细胞中的糖类 水解 葡萄 核 脱氧核 蔗糖 果糖 麦芽糖 葡萄糖 乳糖 半乳糖 葡萄糖 淀粉 糖原 纤维素 几丁质 20 （3）植物细胞中特有的糖类是_________________________________________； 动物细胞中特有的糖类是_________________________________________； 动植物细胞中都有的糖类是_______________________________________。 五、细胞中的糖类 果糖*、麦芽糖、蔗糖、淀粉、纤维素 半乳糖、乳糖、糖原、几丁质* 葡萄糖、核糖、脱氧核糖 21 五、细胞中的糖类 4.生物体内的糖类绝大多数以__________的形式存在。 5.合成场所 合成葡萄糖、淀粉的细胞器是________________； 合成纤维素的细胞器是_________________； 糖原的合成器官主要是_________________。 多糖 叶绿体 高尔基体 肝脏、肌肉 22 五、细胞中的糖类 6.糖类的功能 （1）__________是细胞生命活动所需要的主要能源物质； （2）__________是动物细胞中特有的储能物质； __________是植物细胞中特有的储能物质。 （注意区别：________是细胞内良好的储能物质） （3）糖类参与构成细胞结构和其他化合物（如核糖、脱氧核糖、纤维素、几丁质、糖被等） 葡萄糖 糖原 淀粉 脂肪 23 六、细胞中的脂质 2.常见的脂质包括_______、 _______ 、 _______三大类，通常都不溶于______，而溶于________________。 其中固醇又分为_________ 、 _________ 、 _________三种。 1.组成元素：组成脂质的化学元素主要是_________，有些脂质还含有_______。 C、H、O P和N 脂肪 磷脂 固醇 胆固醇 性激素 维生素D 水 脂溶性有机溶剂 24 六、细胞中的脂质 脂质 组成元素 功能     ①细胞内良好的储能物质；②保温；③缓冲；④减压     是构成细胞膜、细胞器膜等生物膜的重要成分       ①构成_____________的重要成分； ②在人体内还参____________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     能有效地促进人和动物肠道对__________的吸收 脂肪 C、H、O C、H、O、N、P 磷脂 固醇 胆固醇 C、H、O 动物细胞膜 血液中脂质 性激素 C、H、O 维生素D C、H、O 钙和磷 25 六、细胞中的脂质 3.脂肪是由三分子_________与一分子_________发生反应而形成的酯，即三酰甘油（又称甘油三酯）。 脂肪酸可以是饱和的，也可以是不饱和的（饱和脂肪酸的熔点较高，容易凝固；不饱和脂肪酸的熔点较低，不容易凝固）。植物脂肪大多含有________脂肪酸，在室温时呈____态；大多数动物脂肪含有_______脂肪酸，室温时呈____态。 脂肪酸 甘油 不饱和 液 饱和 固 26 六、细胞中的脂质 4.细胞内良好的储能物质是脂肪而不是糖类的原因： ①等质量的脂肪和糖类，储存能量更多的是________。 因为，脂质分子中_____的含量远远低于糖类，而_____的含量更高。 释放能量时，_______消耗的O2更多。 ②等能量的脂肪和糖类，质量更小的是________。 脂肪 氧 氢 脂肪 脂肪 27 六、细胞中的脂质 5.糖类和脂质的相互转化 ①糖类在供应充足的情况下，可以大量转化为脂肪； ②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。 ③当脂肪转化为糖类时，需要吸收_____元素。 氧 6.脂质合成的场所（细胞器）：_____________。 内质网 28 七、实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 1.实验原理： 某些化学试剂能够使生物组织中的相关化合物产生特定的_______反应。 糖类中的_______糖，如葡萄糖，与__________发生作用，生成____________。 脂肪可以被______________染成_______色（或被______________染成_____色）。 蛋白质与_______________发生作用，产生____________。 颜色 还原 斐林试剂 砖红色沉淀 苏丹Ⅲ染液 橘黄 苏丹Ⅳ染液 红 双缩脲试剂 紫色反应 29 七、实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 2.还原糖的检测和观察 （1）试剂名称：______________； 试剂配制方法：_______________________________________； 试剂颜色：___________； （2）反应条件：____________________。 斐林试剂 （甲液和乙液）混合使用，现配现用 蓝色 50-65℃水浴加热 30 七、实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 （3）实验步骤 ①取材：应选取还原糖含量高，颜色为白色或浅色的植物组织，如苹果或梨。 不选择甘蔗，原因是___________________________________； 不选择西瓜，原因是___________________________________。 ②制备组织样液 ③向试管内注入2mL待测组织样液，再向试管内注入1mL斐林试剂(甲液和乙液等量混合均匀后再注入)。将试管放入盛有50-65℃温水的大烧杯中加热约2min。 甘蔗富含蔗糖，是非还原糖 西瓜汁为红色，会产生颜色干扰 （4）实验现象： 若待测组织样液中存在还原糖，试管中出现的颜色变化是____________________。否则为_____色。 由蓝色变为砖红色 蓝 31 七、实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 3.非还原糖（淀粉）的检测和观察 试剂名称：____________ 颜色变化：_______________________ 碘液 由棕黄色变为蓝色 32 七、实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 4.脂肪的检测和观察 （1）取材、切片：浸泡过的花生种子 （2）制片：①选取最薄的切片，放在载玻片中央； ②滴2-3滴_______________，染色3min； ③用吸水纸吸去染液，再滴加1-2滴体积____________________________，目的是____________。 ④制成临时装片 （3）镜检：换用高倍镜后，可观察到被染成橘黄色的脂肪颗粒。 苏丹Ⅲ染液 体积分数为50%的酒精溶液 洗去浮色 33 七、实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 5.蛋白质的检测和观察 （1）试剂名称：_______________ 试剂使用方法：先加_____________（制造碱性环境），再加______________（在碱性环境下，Cu2+与蛋白质中的肽键反应，生成紫色络合物） （2）反应条件：_____________。 双缩脲试剂 双缩脲试剂A 双缩脲试剂B 震荡摇匀 （3）实验步骤 ①向试管内注入2mL待测组织样液（鸡蛋清、豆浆等）； ②向试管内注入1mL_________________，摇匀； ③向试管内注入4滴_________________，摇匀； ④观察颜色变化：试管中变为______色。 双缩脲试剂A 双缩脲试剂B 紫 34 七、实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 6.注意事项 （1）还原糖的鉴定需要水浴加热，脂肪的鉴定需要使用显微镜（但不是一定要用，如材料是食用油） （2）斐林试剂和双缩脲试剂的区别 ①成分不同： ②使用方法不同 ③反应原理不同 斐林试剂 甲液（0.1g/mL的NaOH溶液） 乙液（0.05g/mL的CuSO4溶液） 双缩脲试剂 A液（0.1g/mL的NaOH溶液） B液（0.01g/mL的CuSO4溶液） 35 练习 1.下列物质或结构在元素组成上都相同的有下面哪几组（ ） ① 核糖、核糖核酸、核糖体 ② ATP、质粒、磷脂 ③ 纤维素、脂肪、乳糖 ④ 胆固醇、糖原、胰岛素 A.①② B.②③ C.②④ D.①④ B 36 练习 2.(经典高考题)无机盐对于维持生物体的生命活动具有重要作用。下列相关叙述错误的是（ ） A.蔬菜中的草酸不利于机体对食物中钙的吸收 B.缺铁会导致哺乳动物血液运输O2的能力下降 C.和ATP一样，KH2PO4也能为生物体提供能量 D.植物秸秆燃烧产生的灰烬中含有丰富的无机盐 C 37 练习 3.(经典高考题)无机盐是某些化合物的重要组成成分，具有维持生物体生命活动的重要作用。下列叙述正确的是（ ） A.Ca2＋与肌肉的兴奋性无关 B.Mg2＋是类胡萝卜素的必要成分 C.H2PO4-作为原料参与脂肪的合成 D.HCO3-具有维持人血浆酸碱平衡的作用 D 38 练习 4.(2021·天津，4)富营养化水体中，藻类是吸收磷元素的主要生物，下列说法正确的是(　　) A.磷是组成藻类细胞的微量元素 B.磷是构成藻类生物膜的必要元素 C.藻类的ATP和淀粉都是含磷化合物 D.生态系统的磷循环在水生生物群落内完成 B 39 练习 5.(2022·全国甲，1)钙在骨骼生长和肌肉收缩等过程中发挥重要作用。晒太阳有助于青少年骨骼生长，预防老年人骨质疏松。下列叙述错误的是(　) A.细胞中有以无机离子形式存在的钙 B.人体内Ca2＋可自由通过细胞膜的磷脂双分子层 C.适当补充维生素D可以促进肠道对钙的吸收 D.人体血液中钙离子浓度过低易出现抽搐现象 B 40 练习 6.(经典高考题)下列关于植物体内水分的叙述，错误的是(　　) A.植物体内的水分参与营养物质的运输 B.水是构成叶肉细胞的重要化合物之一 C.自由水可作为细胞内化学反应的反应物 D.同种植物萌发种子的含水量和休眠种子的相同 D 41 练习 7.(经典高考题)有些作物的种子入库前需要经过风干处理。与风干前相比，下列说法错误的是（ ） A.风干种子中有机物的消耗减慢 B.风干种子上微生物不易生长繁殖 C.风干种子中细胞呼吸作用的强度高 D.风干种子中结合水与自由水的比值大 C 42 练习 8.(2021·全国乙，3)植物在生长发育过程中，需要不断从环境中吸收水。下列有关植物体内水的叙述，错误的是(　　) A.根系吸收的水有利于植物保持固有姿态 B.结合水是植物细胞结构的重要组成成分 C.细胞的有氧呼吸过程不消耗水但能产生水 D.自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动 C 43 练习 9.(2022·湖北，1)水是生命的源泉，节约用水是每个人应尽的责任，下列有关水在生命活动中作用的叙述，错误的是(　　) A.水是酶促反应的环境 B.参与血液中缓冲体系的形成 C.可作为维生素D等物质的溶剂 D.可作为反应物参与生物氧化过程 C 44 练习 10.(经典高考题)关于糖分解代谢的叙述，错误的是(　　) A.甜菜里的蔗糖经水解可产生葡萄糖和果糖 B.乳汁中的乳糖经水解可产生葡萄糖和半乳糖 C.发芽小麦种子中的麦芽糖经水解可产生果糖 D.枯枝落叶中的纤维素经微生物分解可产生葡萄糖 C 45 练习 11.(2023·北京，1)PET－CT是一种使用示踪剂的影像学检查方法。所用示踪剂由细胞能量代谢的主要能源物质改造而来，进入细胞后不易被代谢，可以反映细胞摄取能源物质的量。由此可知，这种示踪剂是一种改造过的(　　) A.维生素 B.葡萄糖 C.氨基酸 D.核苷酸 B 46 练习 12.(2023·新课标，1)葡萄糖是人体所需的一种单糖。下列关于人体内葡萄糖的叙述，错误的是(　　) A.葡萄糖是人体血浆的重要组成成分，其含量受激素的调节 B.葡萄糖是机体能量的重要来源，能经自由扩散通过细胞膜 C.血液中的葡萄糖进入肝细胞可被氧化分解或转化为肝糖原 D.血液中的葡萄糖进入人体脂肪组织细胞可转变为甘油三酯 B 47 练习 13.(经典高考题)下列关于淀粉、脂肪、蛋白质和核酸4种生物分子的叙述，正确的是(　　) A.都能被相应的酶水解 B.都是水溶性物质 C.都含C、H、O、N这4种元素 D.都是人体细胞中的能源物质 A 48 练习 14.(经典高考题)下列关于生物体内有机物的叙述，正确的是(　 ) A.脂质不参与生命活动的调节 B.蛋白质是生物体主要的能源物质 C.核酸是生物体储存遗传信息的物质 D.糖类不参与细胞识别和免疫调节 C 49 练习 15.(2020·海南，1)下列关于人体脂质的叙述，正确的是(　　) A.组成脂肪与糖原的元素种类不同 B.磷脂水解的终产物为甘油和脂肪酸 C.性激素属于固醇类物质，能维持人体第二性征 D.维生素D是构成骨骼的主要成分，缺乏维生素D会影响骨骼发育 C 50 练习 16.(2023·湖北，3)维生素D3可从牛奶、鱼肝油等食物中获取，也可在阳光下由皮肤中的7－脱氢胆固醇转化而来，活化维生素D3可促进小肠和肾小管等部位对钙的吸收。研究发现，肾脏合成和释放的羟化酶可以促进维生素D3的活化。下列叙述错误的是(　　) A.肾功能下降可导致机体出现骨质疏松 B.适度的户外活动，有利于少年儿童的骨骼发育 C.小肠吸收钙减少可导致细胞外液渗透压明显下降 D.肾功能障碍时，补充维生素D3不能有效缓解血钙浓度下降 C 51 练习 17.现提供可配制斐林试剂的溶液：甲液(0.1g/mL的NaOH溶液)、乙液(0.05 g/mL的CuSO4溶液)以及蒸馏水，如果充分利用上述试剂及必需的实验用具，可灵活性地鉴别出下列哪些物质(　　) ①葡萄糖　 ②蔗糖　 ③胃蛋白酶　 ④RNA A.只有① B.①和② C.①和③ D.②、③和④ C 52 练习 18.(经典高考题)下列关于细胞结构与成分的叙述，错误的是（ ） A.细胞膜的完整性可用台盼蓝染色法进行检测 B.检测氨基酸的含量可用双缩脲试剂进行显色 C.若要观察处于细胞分裂中期的染色体可用醋酸洋红液染色 D.斐林试剂是含有Cu2＋的碱性溶液，可被葡萄糖还原成砖红色 B 53 练习 19.(经典高考题)分析下表，可推测(　　) A.甲溶液含有淀粉 　　 B.乙溶液含有还原糖 C.混合溶液不含淀粉 　　 D.混合溶液含有淀粉酶 D 溶液 双缩脲试剂 碘液 斐林试剂 甲 ＋ － － 乙 － ＋＋ － 甲和乙混合 ＋ ＋ ＋ 54 练习 20.(2022·江苏，13)下列物质的鉴定实验中所用试剂与现象对应关系错误的是(　　) A.还原糖－斐林试剂－砖红色 B.DNA－台盼蓝染液－蓝色 C.脂肪－苏丹Ⅲ染液－橘黄色 D.淀粉－碘液－蓝色 B 55 21.(2019·全国Ⅲ，29)氮元素是植物生长的必需元素，合理施用氮肥可提高农作物的产量。回答下列问题： (1)植物细胞内，在核糖体上合成的含氮有机物是________，在细胞核中合成的含氮有机物是_________，叶绿体中含氮的光合色素是_________。 (2)农作物吸收氮元素的主要形式有铵态氮（NH4+）和硝态氮（NO3-）。已知作物甲对同一种营养液（以硝酸铵为唯一氮源）中NH4+和NO3-的吸收具有偏好性（NH4+和NO3-同时存在时，对一种离子的吸收量大于另一种）。请设计实验对这种偏好性进行验证，要求要写出实验思路、预期结果和结论。 练习 蛋白质 核酸 叶绿素 实验思路：配制以硝酸铵为唯一氮源的营养液，用该营养液培养作物甲，一段时间后，检测营养液中NH4+和NO3-的剩余量。 预期结果和结论：若营养液中NO3-剩余量小于NH4+剩余量，则说明作物甲偏好吸收NO3-；若营养液中NH4+剩余量小于NO3-剩余量，则说明作物甲偏好吸收NH4+。 56 本课结束 57 $$ 第2讲 细胞中的无机物、糖类和脂质 一、细胞中的元素 1.细胞中的元素的来源：生物体有选择地从自然界中吸收 2.生物界和非生物界在元素种类和含量上的关系 _________性：细胞中各种元素的____________与无机自然界的大体相同 （组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到，没有一种化学元素为细胞所特有） _________性：细胞中各种元素的____________与无机自然界的大不相同 3.细胞中常见的化学元素：常见的有_______种 （1）大量元素：_______________________________等 （2）微量元素：_______________________________等（含量很少，但是为细胞所必需） （3）组成细胞的元素中，__________________这四种元素的含量很高（称为基本元素） 鲜重：O＞C＞H＞N＞其他元素（活细胞中，含量最多的元素是_____，数量最多的元素是____） 干重：C＞O＞N＞H＞其他元素（干重中，含量最多的元素是_____） （4）最基本元素：______，生物大分子以__________为骨架。 4.部分元素的作用及相关知识 （1）组成细胞的化合物 化合物 组成元素 化合物 组成元素 蛋白质 血红蛋白 叶绿素 甲状腺激素 糖类（除几丁质）、脂肪、固醇、胡萝卜素、叶黄素、纤维素、丙酮酸 核酸（DNA、RNA）、ATP、 磷脂、NADPH ①脂质中的脂肪和固醇由____________构成，磷脂除了含有C、H、O外，还含有_____甚至______。 ②光合色素中的叶绿素由____________构成，类胡萝卜素由__________构成。 ③特别注意含有C、H、O、N、P的化合物。 （2）P是组成细胞膜、细胞核的重要成分，也是细胞必不可少的许多化合物的成分。 （3）S：①“-S-S-”二硫键维持蛋白质的空间结构； ②SO2造成酸雨； ③用32S的同位素35S标记噬菌体的__________ （用31P的同位素32P标记噬菌体的__________） （4）K：K+参与维持细胞______液的渗透压；静息电位产生的原因是：____________________ （5）Na：Na+参与维持细胞______液的渗透压；动作电位产生的原因是:_____________________ 人体内Na+缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最终引发____________、_______等，因此，当大量出汗排出过多的无机盐后，应多喝________。 （6）Ca： ①人体中的钙99%沉积在骨骼和牙齿中 缺钙：________病（幼年）、________病 （成年）、________病（老年） ②哺乳动物的血液中必须含有一定量的Ca2+，如果Ca2+的含量太低，动物会出现________等症状。 ③钙离子对神经、肌肉的兴奋和神经冲动的传导有重要作用 ( 研究发现：当神经冲动通过轴突传导到突触小体时， 神经细胞外 的Ca 2+ 即进入突触小体内，促使突触小泡内的神经递质释放到突触间隙中。当神经递质与突触后膜上的特异性受体结合后，便引起了突触后膜发生兴奋性或抑制性的变化 。 ) （7）Mg2+ 是构成___________必需的元素；Fe2+ 是构成___________必需的元素 （8）I：是合成___________必需的元素 碘摄入过多，可能会引起甲亢。 缺碘：呆小症（幼年）、地方性甲状腺肿 （思考：呆小症体现了甲状腺激素的何种作用？缺碘引起地方性甲状腺肿的原因是什么？） 5.细胞中的元素，大多以________形式存在，少数以________形式存在。 （注意区别：细胞中大多数无机盐以________的形式存在，少数以________形式存在） 二、组成细胞的化合物 1.种类： 无机化合物：_________、_________ 有机化合物：_________、_________、_________、_________ 2.含量：组成活细胞的化合物：______ ＞ _______＞脂质＞糖类 （1）在细胞鲜重中，含量最多的化合物是__________。 （2）在细胞鲜重中，含量最多的有机化合物是_________。 （3）在细胞干重中，含量最多的化合物是__________。 三、细胞中的水 1.细胞中的水的含量： ①水是活细胞中含量最多的化合物； ②生物种类不同、同一生物的不同发育时期、不同器官等，细胞中的含水量均有所不同 水生生物_____陆生生物、幼儿_____成年、牙齿_____血液 2.细胞中水的存在形式和功能 水在细胞中以两种形式存在，绝大部分的水呈______状态，可以自由流动，叫作自由水；一部分水与细胞内的其他物质（通过化学变化）相结合，叫作结合水。 结合水的作用是：_____________________________________，大约占细胞内全部水分的______。 自由水的作用是：①细胞内良好的_________；②参与细胞内的许多___________； ③为细胞提供___________；④________营养物质和代谢废物。 3.两种形式的水的相互转化： 在正常情况下，细胞内自由水所占的比例越____，细胞的代谢就越旺盛；而结合水越____，细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越强。 当细胞内自由水与结合水比值升高时，细胞代谢的强度________，抗逆性________。（反之亦然） 4.水的分子结构和特性 ①水分子的空间结构及电子的_________分布，使水分子成为一个_________分子。带有正电荷或负电荷的分子（或离子）都容易与水结合，因此，水是良好的溶剂。 ②每个水分子可以与周围水分子靠_____键相互作用在一起。 ③氢键不断地断裂，又不断地形成，使水在常温下能够维持液体状态，具有流动性。 ④由于氢键的存在，水具有较高的比热容，这就意味着水的温度相对不容易发生改变。 水的这种特性，对于维持生命系统的稳定性十分重要。 5.拓展 （1）细胞吸收/排出水的主要方式是：_________________。 （2）在人和高等动物体内，依据________________调节体内水分的平衡。调节的方式是：___________调节，神经中枢在___________。__________激素参与了调节的过程，它是由_______合成，_________释放的，它通过__________________________________________________________________，保留了体内的水分。 四、细胞中的无机盐 1.存在形式：细胞中大多数无机盐以_________的形式存在。 2.含量：无机盐是细胞中含量很少的无机物，仅占细胞鲜重的1%-1.5%。 3.作用 ①________________________________（如：碘是合成甲状腺激素必需的元素） ②________________________________（如：缺碘会得地方性甲状腺肿、碘摄入过多会加重甲亢） ③________________________________（如：NaH2PO4和Na2HPO4是人体重要的缓冲物质） ④________________________________（如：动物细胞需放入生理盐水（等渗溶液）中，才能保持正常形态） 4.“检验某种物质X（元素、无机盐、化合物、激素）是否是植物正常生长所必需”的实验方案 对照组：正常植物＋完全培养液，共同培养一段时间后，植物正常生长。 实验组：正常植物＋缺X培养液，共同培养一段时间后，表现相应的症状，再加入X后，症状消失。 实验相关说明：①实验中应保证实验材料的统一性，即材料的种类、生长状况等相同。 ②实验组加入X的目的是二次对照，使实验组前后对照，以增强说服力。 五、细胞中的糖类 1.组成元素：糖类分子一般是_______________三种元素构成的。（特殊：几丁质中还含有N元素） 多数糖类分子中氢原子和氧原子之比是2:1，类似水分子，因而糖类又被称为“碳水化合物”，简写为_______。（特殊：脱氧核糖不满足此比例） 2.种类 （1）按是否具有还原性划分 还原糖，包括_________、__________、__________等 非还原糖，包括淀粉、蔗糖等 （2）按是否能水解划分 单糖：是不能再_______的糖，可直接被细胞吸收 包括：果糖、半乳糖、______糖（C6H12O6）、________糖（C5H10O5）、________糖（C5H10O4） 二糖：必须水解成两分子单糖才能被细胞吸收（均为C12H22O11） _________ → 葡萄糖 +_________； _________ → 葡萄糖 +_________； _________ → 葡萄糖 +_________。 多糖：多糖的基本单位是__________（几丁质除外，不能写成单糖） 包括_________、_________、_________，分子式均为（C6H10O5）n，以及广泛存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼中的_________(C8H13O5N)n （3）植物细胞中特有的糖类是______________________；动物细胞中特有的糖类是______________________； 动植物细胞中都有的糖类是_______________________。 4.生物体内的糖类绝大多数以__________的形式存在。 5.合成场所 合成葡萄糖、淀粉的细胞器是________________； 合成纤维素的细胞器是_______________； 糖原的合成器官主要是_______________。 6.糖类的功能 （1）________是细胞生命活动所需要的主要能源物质； （2）________是动物细胞中特有的储能物质；_________是植物细胞中特有的储能物质。 （注意区别：________是细胞内良好的储能物质） （3）糖类参与构成细胞结构和其他化合物（如核糖、脱氧核糖、纤维素、几丁质、糖被等） 六、细胞中的脂质 1.组成元素：组成脂质的化学元素主要是_____________，有些脂质还含有_________。 2.常见的脂质包括_______、_______、_______三大类，通常都不溶于_______，而溶于______________。 其中固醇又分为________、________、________三种。 脂质 组成元素 功能 ①细胞内良好的储能物质；②保温；③缓冲；④减压 是构成细胞膜、细胞器膜等生物膜的重要成分 ①构成_____________的重要成分；②在人体内还参___________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 能有效地促进人和动物肠道对__________的吸收 3.脂肪是由三分子_________与一分子_________发生反应而形成的酯，即三酰甘油（又称甘油三酯）。 脂肪酸可以是饱和的，也可以是不饱和的（饱和脂肪酸的熔点较高，容易凝固；不饱和脂肪酸的熔点较低，不容易凝固）。植物脂肪大多含有________脂肪酸，在室温时呈____态；大多数动物脂肪含有_______脂肪酸，室温时呈____态。 4.细胞内良好的储能物质是脂肪而不是糖类的原因： ①等质量的脂肪和糖类，储存能量更多的是_____。 因为，脂质分子中_____的含量远远低于糖类，而_____的含量更高。 释放能量时，________消耗的O2更多。 ②等能量的脂肪和糖类，质量更小的是________。 5.糖类和脂质的相互转化 ①糖类在供应充足的情况下，可以大量转化为脂肪； ②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。 ③当脂肪转化为糖类时，需要吸收_____元素。 6.脂质合成的场所（细胞器）：_____________。 七、实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 1.实验原理： 某些化学试剂能够使生物组织中的相关化合物产生特定的_______反应。 糖类中的_______糖，如葡萄糖，与__________发生作用，生成____________。 脂肪可以被____________染成________色（或被____________染成________色）。 蛋白质与____________发生作用，产生____________。 2.还原糖的检测和观察 （1）试剂名称：______________； 试剂配制方法：___________________________； 试剂颜色：____________________； （2）反应条件：____________________。 （3）实验步骤 ①取材：应选取还原糖含量高，颜色为白色或浅色的植物组织，如苹果或梨。 （不选择甘蔗，原因是____________________________；不选择西瓜，原因是______________） ②制备组织样液 ③向试管内注入2mL待测组织样液，再向试管内注入1 mL斐林试剂（甲液和乙液等量混合均匀后再注入）。将试管放入盛有50-65 ℃温水的大烧杯中加热约2 min。 （4）实验现象：若待测组织样液中存在还原糖，试管中出现的颜色变化是_______________。否则为_____色。 3.非还原糖（淀粉）的检测和观察 试剂名称：____________ 颜色变化：__________________________ 4.脂肪的检测和观察 （1）取材、切片：浸泡过的花生种子 （2）制片：①选取最薄的切片，放在载玻片中央； ②滴2-3滴____________，染色3 min； ③用吸水纸吸去染液，再滴加1-2滴________________________，目的是____________。 ④制成临时装片 （3）镜检：换用高倍镜后，可观察到被染成橘黄色的脂肪颗粒。 5.蛋白质的检测和观察 （1）试剂名称：_______________ 试剂使用方法：先加________________（制造碱性环境） 再加________________（在碱性环境下，Cu2+与蛋白质中的肽键反应，生成紫色络合物） （2）反应条件：____________ （3）实验步骤 ①向试管内注入2mL待测组织样液（鸡蛋清、豆浆等）； ②向试管内注入1 mL______________，摇匀； ③向试管内注入4 滴______________，摇匀； ④观察颜色变化：试管中变为______色。 6.注意事项 （1）还原糖的鉴定需要水浴加热，脂肪的鉴定需要使用显微镜（但不是一定要用，如材料是食用油） （2）斐林试剂和双缩脲试剂的区别 ①成分不同： 斐林试剂 甲液（0.1g/mL的NaOH溶液） 乙液（0.05g/mL的CuSO4溶液） 双缩脲试剂 A液（0.1g/mL的NaOH溶液） B液（0.01g/mL的CuSO4溶液） ②使用方法不同 ③反应原理不同 7 学科网（北京）股份有限公司 $$