2025届高三生物一轮复习：细胞中的元素、无机物、糖类和脂质课件

第二讲 细胞中的元素、无机物、糖类和脂质 2025届高三一轮复习 素养目标1．列表比较自由水和结合水在生物体内的含量以及作用，形成“一切生命活动都离不开水”的观念。(生命观念)2．运用归纳与概括的思维方法，探讨组成细胞的化学元素种类和含量，以及总结出水和无机盐的种类和作用。(科学思维)3．通过检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质实验，掌握检测原理和方法。(科学探究)4．借助糖类、脂质的作用，养成健康的生活方式和习惯。(社会责任) 高考真题 1．(2021·浙江卷)无机盐是生物体的组成成分，对维持生命活动有重要作用。下列叙述错误的是 (　　)A．Mg2＋存在于叶绿体的类胡萝卜素中B．HCO3－对体液pH起着重要的调节作用C．血液中Ca2＋含量过低，人体易出现肌肉抽搐D．适当补充I－，可预防缺碘引起的甲状腺功能减退症 A 考点一 细胞中的元素和化合物 一、组成细胞的元素有20多种（大多以化合物的形式存在） 1、按作用分类 最基本元素：C 基本元素：C、H、O、N 主要元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg 2、按含量分类 大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg 微量元素：Fe、Mo、Cu、Mn、B、Zn等 注意：任何元素的功能都不能被其他元素替代。大量元素和微量元素都是生物体生命活动所必需的元素。区分大量元素和微量元素的依据是“含量” 而不是“重要性” 3、组成人体细胞的元素占比 鲜重：O>C>H>N 干重：C>O>N>H 组成人体细胞的主要元素 （占细胞鲜重的百分比） 组成人体细胞的主要元素 （占细胞干重的百分比） 4、元素在生物界与非生物界的统一性与差异性 统一性：组成生物体的元素在非生物界都可以找到，没有一种元素是生物界特有的 差异性：在含量上相差很大 元素 地壳 细胞 O 48.60 65.0 Si 26.30 极少* C 0.087 18.0 N 0.03 3.0 H 0.76 10.0 比较组成玉米细胞和人体细胞中的元素种类和含量，你还能得出哪些结论？ 统一性/差异性 由表中数据还可得出什么结论？ 同一生物体内，不同元素含量也有差异 5、元素的作用 Fe:Fe不足会导致缺铁性贫血 Mg:Mg不足导致叶绿素合成受阻、叶片发黄，光合作用下降 Ca:Ca不足导致幼儿佝偻病、成人抽搐、老年人骨质疏松；Ca过多导致肌无力 B：促进花粉萌发及花粉管的伸长，缺B导致花而不实 I：I不足导致幼儿呆小症、成人甲状腺肿大；I过多导致甲亢 6、利用同位素标记法研究元素的转移 光合作用：H218O和C18O2 卡尔文循环：14CO2→2C3→（14CH2O） 噬菌体侵染大肠杆菌的实验：32P和35S DNA的半保留复制：15N 7、组成细胞的化合物 组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在 无机化合物 有机化合物 水（ 占细胞鲜重的85％～90％） 无机盐（1％～1.5％） 糖类和核酸（1％～1.5％） 脂质（1％～2％） 蛋白质（7％～10％） (1)细胞内含量最多的化合物 。 (2)细胞内含量最多的无机化合物 。 (3)占细胞鲜重含量最多的化合物 。 (4)细胞内仅次于水的化合物 。 (5)细胞内含量最多的有机化合物 。 (6)占细胞干重含量最多的化合物 。 水 水 蛋白质 蛋白质 水 蛋白质 回答下列问题： 例、如图甲是有活性的细胞中元素含量的柱形图，图乙是细胞中化合物含量的扇形图，下列说法正确的是(　　) A．若甲表示组成人体细胞的元素含量，则a、b、c依次是O、H、CB．若乙表示细胞干重，则A化合物是蛋白质C．若乙表示细胞鲜重，则A化合物在细胞内主要存在于细胞液中D．地壳与活细胞中含量最多的元素都是a，说明生物界与非生物界具有统一性 B 解析：若甲表示组成人体细胞的元素含量，则a、b、c依次是O、C、H，A错误；若乙表示细胞鲜重，则A化合物是水，在成熟植物细胞内主要存在于细胞液中，C错误；生物界与非生物界的统一性表现在元素的种类上，而不是元素的含量上，D错误。 考点二 细胞中的无机物 1、细胞中的水 形式 定义 含量 功能 自由水 结合水 细胞中游离态的水，可以自由流动 细胞中与其他化合物结合的水 95% 以上 约占4.5% 1.是细胞内的良好溶剂 2.参与细胞内的生化反应 3.为细胞提供液体生活环境 4.运送养料和代谢废物 是细胞的组成成分 水分子 水是细胞内良好溶剂的原因？ 水分子是由2个氢原子和一个氧原子构成，氢原子以共用电子对与氧原子结合。氧吸引共用电子的能力更强，使氧的一端稍带负电荷，氢的一端稍带正电荷，因此水是极性分子。当带有正电荷或带有负电荷的分子（或离子）都容易与水结合，因此，水是良好的溶剂。 自由水与结合水的转化： 比值增大 比值减小 新陈代谢增强，抗逆性较差 新陈代谢缓慢，抗逆性较强 自由水 结合水 如:萌发的种子 如:冬小麦在冬季来临时，结合水增多，自由水减少，增强抗冻能力。 注意：种子晒干时，失去自由水烘干时，失去结合水；燃烧时，失去有机物，剩余无机盐。 细胞含水量差异： 水生>陆生 幼年>成年>老年 幼嫩细胞>成熟部分 血液>骨骼>牙齿 与水有关的化学反应： 细胞内产生水： 有氧呼吸第三阶段 小分子脱水缩合形成生物大分子，如氨基酸、单糖、核苷酸等 ADP形成ATP 光合作用中的暗反应 细胞内消耗水： 有氧呼吸第二阶段 生物大分子水解成小分子，如蛋白质、多糖、核酸等 ATP水解产生ADP 光合作用中的光反应 2、细胞中的无机盐 （1）存在形式：主要以离子形式存在，少部分以化合物的形式存在。 成分 质量浓度/g.L-1 蔗糖 30 其他糖类 10 柠檬酸 10 柠檬香精 0.8 NaCl 1.0 KCl 0.1 NaH2PO4 0.1 KH2PO4 0.1 NaHCO3 0.1 某运动饮料中的化学成分： （2）功能 功能一：组成复杂化合物 名称 生理作用 Mg Fe Na+ Ca2+ P 构成叶绿素的元素，缺乏影响光合作用。 构成血红素的元素，缺乏导致缺铁性贫血。 Ca2+ 浓度太低动物出现抽搐等症状 是组成细胞膜、细胞核的重要组分， 也是细胞必不可少的化合物的组分。 人体内Na+ 缺乏引起神经、肌肉的兴奋性降低，最终引发肌肉酸痛，大量出汗排出过多的无机盐后，应多喝淡盐水。 功能二：维持细胞和生物体正常的生命活动 功能三：维持细胞的渗透压 9%NaCl 0.09%NaCl 皱缩 膨胀 注意：血浆渗透压取决于无机盐和蛋白质 细胞内液渗透压取决于K+ 细胞外液渗透压取决于Na+和Cl_ 功能三：维持细胞的pH 进行剧烈运动时，会感到小腿很酸。这是因为运动时产生了乳酸，但体液的PH没有因此而降低,还是维持在7.35—7.45之间，这是因为： 乳酸＋NaHCO3 乳酸钠＋H2CO3 CO2＋H2O 酸碱缓冲对：H2CO3／HCO3-，H2PO4-／HPO42-等 例1．下列关于生物体内水分和无机盐的叙述，错误的是（ ） A．干种子内结合水的相对含量较低，不能进行旺盛的生命活动 B．旱生植物比水生植物具有较强的抗旱能力，其原因之一是结合水的相对含量较高 C．镁离子是叶绿素的重要成分，缺镁会造成叶片发黄 D．生理盐水能维持人体渗透压的平衡，防止细胞过度吸水而涨破 A 例2．下图表示对刚收获的种子所做的一系列处理，据图分析下列有关说法正确的是（ ） A．①和②均能够萌发形成幼苗 B．③在生物体内主要以化合物的形式存在 C．点燃后产生的CO2中的碳原子全部来自种子中的糖类 D．④和⑤是同一种物质，但是在细胞中的存在形式和含量不同 D （3）设计实验探究某无机盐X是否是植物生长所必需的？ 对照组：植物+完全培养液→正常生长 实验组：植物+等量缺X的完全培养液 →正常生长，则X必需元素 →不正常生长→加入X→则X是必需元素 注意： 实验中存在空白对照和自身前后对照 植物吸收无机盐离子主要通过主动运输，少数是协助扩散 考点三 检测生物组织中的糖类、脂质和蛋白质 1、还原糖的检测 斐林试剂(蓝色) 斐林试剂与还原糖反应呈砖红色 还原糖+斐林试剂 50℃~65℃ 水浴加热2min 砖红色沉淀 实验原理： 斐林试剂： 甲液：质量浓度0. 1g/mlNaOH 乙液：质量浓度0. 05g/mlCuSO4 甲、乙液等量混匀，现配现用 注意：蔗糖和多糖为非还原糖 选材： 实验过程 结论 含(还原糖)糖量高、白色或近于白色的植物组织 制浆→过滤（一层纱布）→取液 组织样液含有还原糖。 注入2mL梨组织样液 振荡、混合摇匀 注入1mL刚配制好的斐林试剂 变成砖红色 50-65℃的温水 制备 样液 颜色 反应 蓝色 棕色 砖红色 新制Cu(OH)2 Cu2O(沉淀） 2、脂肪的检测 脂肪+苏丹Ⅲ 橘黄色 实验原理： 实验过程： 方法一： 花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ染液→橘黄色 注意：不需要用显微镜，直接用肉眼观察。 方法二： 取材： 花生种子(浸泡3～4h），将子叶削成薄片 切片： 用刀片在子叶的横断面上平行切下若干薄片，放入盛有清水的培养皿中待用。 制片 ①取最理想的薄片 ②在薄片上滴苏丹Ⅲ染液(3min） ③去浮色（用50﹪酒精：染料易溶于有机溶剂） ④ 制成临时装片(滴蒸馏水，盖盖玻片) 现象: 有被染成橘黄色的脂肪微粒 显微观察: 先在低倍镜下找到花生子叶的最薄处，移至视野中央后用高倍镜观察 3、蛋白质的检测 实验原理： 蛋白质+双缩脲试剂 紫色 乙:双缩脲试剂与蛋白质反应呈紫色. 甲:双缩脲试剂B液(浅蓝色) ; 双缩脲试剂：A液：质量浓度0. 1g/mlNaOH；B液：质量浓度0.01g/mlCuSO4 用法：先加A液营造碱性环境、再加B液 1、取材 2、制备组织样液 黄豆组织样液（或鸡蛋蛋清稀释液） 鸡蛋清 蛋清稀释液 加水稀释 黄 豆 （侵泡1-2d） 豆浆 研磨 滤液 过滤 实验过程： 3、显色反应 4、现象 摇匀 2mL组织样液 1mL双缩脲试剂A液 营造碱性环境 4滴双缩脲试剂B液 提供Cu2+ 无色 蓝色 紫色 注意： 使用双缩脲试剂时为什么B液只能加3～4滴而不能过量，防止形成Cu（OH）2沉淀。 蛋白质中肽键在碱性环境遇到Cu2+会形成紫色络合物 0. 1g/mlNaOH 0. 05g/mlCuSO4 0. 1g/mlNaOH 0. 01g/mlCuSO4 还原糖+Cu(OH)2 ↓Δ Cu2O(沉淀） 肽键与Cu2+在碱性的条件下结合成紫色络合物 新制Cu(OH)2 碱性条件下的Cu2+ 等量混合，现配现用 先A摇匀，后B要少 50-65℃水浴加热 无需加热 浅蓝→棕色→砖红色沉淀 紫色 斐林试剂与双缩脲试剂的对比 选材： 显色反应 结论 组织样 液2mL 碘液2滴 组织样液中存在淀粉。 摇匀后变成蓝色 马铃薯匀浆 4、淀粉的检测 例：下列关于“检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质”实验的操作步骤的叙述中，正确的是（ ） A．用于鉴定可溶性还原糖的斐林试剂甲液和乙液，可直接用于蛋白质鉴定 B．利用花生子叶进行脂肪的鉴定需要用显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪滴 C．鉴定可溶性还原糖时，要加入斐林试剂甲液摇匀后，再加乙液 D．用于鉴定蛋白质的双缩脉试剂 A 液与 B 液要混合均勺后再加入含样品的试管中，且必须现配现用 B 考点四 细胞中的糖类和脂质 一、糖类 元素组成：只由 组成 功能：主要的 。 C、H、O 能源物质 冰糖 红糖 淀粉 纤维素 1、单糖：不能水解的糖类 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） 2、二糖：由两分子单糖脱水缩合而成 C12H22O11 C6H12O6 C6H12O6 + 水解 脱水缩合 种类 分布 蔗糖（ ） 细胞 麦芽糖（ ） 细胞 乳糖（ ） 细胞 葡萄糖+果糖 葡萄糖+葡萄糖 葡萄糖+半乳糖 植物 植物 动物 注意：蔗糖属于非还原糖 3、多糖：由多个单糖脱水缩合而成，属于非还原糖 葡萄糖 ( )n (C6H10O5)n 纤维素 淀 粉 糖 原 注意：几丁质，昆虫、甲壳动物的结构材料，也属于多糖。除C、H、O外，还含有N。 （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） 肝糖原 葡萄糖 肌糖原 葡萄糖 二、脂质 元素组成：主要是 ,磷脂还含有 。 特点： 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 。 合成场所： 。 C、H、O N、P O C、H 水 有机溶剂 光面内质网 种 类 功 能 脂肪（ ） ①主要 物质； ② ； ③ 。 磷脂（ ） 组成 的重要成分 固醇 （ ） 胆固醇 ① 的重要成分， ②参与血液中 的运输 性激素 ①促进 的发育以及 的形成 ②维持 。 维生素D 促进人和动物对 的吸收 脂质的分类和功能： CHO CHONP CHO 储能 生物膜 动物细胞膜 脂质 生殖器官 生殖细胞 第二性征 钙和磷 保温 缓冲和减压 脂肪是由三分子脂肪酸与一分子甘油发生反应而形成的酯，即三酰甘油（又称甘油三酯）植物脂肪大多含有不饱和脂肪酸，室温时呈液态;大多数动物脂肪含有饱和脂肪酸，室温时呈固态。 与糖类相似，组成脂质的化学元素主要是C、H、O，有些脂质还含有P和N。与糖类不同的是，脂质分子中氧的含量远远低于糖类，而氢的含量更高。联系有氧呼吸的知识分析，为什么同等质量的脂肪储存的能量更多？ 例、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 √ 学会区分水解和氧化分解 物质 水解终产物 氧化分解终产物 蛋白质 氨基酸 二氧化碳、水、尿素 多糖 葡萄糖 二氧化碳、水 脂肪 甘油和脂肪酸 二氧化碳、水 例、(2022·山东潍坊模拟)为探究蓖麻种子(脂肪含量达70%)萌发过程中的物质变化，某研究小组将种子置于温度、水分(蒸馏水)、通气等条件均适宜的黑暗环境中培养，定期检查萌发种子(含幼苗)的脂肪、蔗糖、葡萄糖的含量和干重变化，结果如图所示，据图分析下列说法正确的是(　　) A．图甲表示脂肪在酶作用下水解为葡萄糖，其中一部分进一步转化为蔗糖B．糖类是胚生长发育的主要能源物质，由脂肪转化为糖类需要蛋白质参与C．用苏丹Ⅲ染液对蓖麻种子切片染色，可通过肉眼观察到橘黄色脂肪颗粒D．据图乙分析蓖麻种子萌发初期时干重增加，增加的主要元素是H B 解析：脂肪在酶的作用下水解为甘油、脂肪酸，再转化为糖类，A错误；糖类是生命活动的主要能源物质，脂肪转化为糖类过程中需要酶的参与，酶的本质主要是蛋白质，B正确；用苏丹Ⅲ染液对蓖麻种子切片染色，需在显微镜下才能观察到橘黄色的脂肪颗粒，C错误；脂肪不断转变成糖类等其他形式的有机物，糖类物质中O的比例大于脂肪，因此导致种子干重增加的主要元素是O，D错误。 The end!!!! $$