2025届高三生物第一轮复习：第2讲 细胞中的无机物、糖类和脂质

第2讲 细胞中的无机物、糖类和脂质 新教材 新高考 高三一轮复习 名师精品铸造 SZ-LWH 考点一 细胞中的元素和化合物 1. 细胞中的元素 (1)生物界与非生物界在元素种类和含量上的关系 统一性 差异性 Why? 因为组成细胞的元素是细胞有选择地从无机自然界中吸收获得 (2)元素的来源、种类和存在形式 C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu C　 C、H、O、N (少数以离子形式存在) 化合物 微量元素是生物体内含量很少又不可缺少的元素。生物体内有一些含量很少，且对生物体而言不是必需元素，这些元素不属于微量元素，如铅、银、金等这些离子。 最基本的元素是________。是构成有机物的核心元素。 细胞中原子个数最多的元素是_______。 占细胞鲜重最多的元素为：___________ 占植物细胞干重最多的元素为：______ 占动物细胞干重最多的元素为：______ 氧元素 氧元素 碳元素 因植物细胞中糖类多 因动物细胞中蛋白质多 C H 占细胞鲜重含量前四位的元素： 占细胞干重含量前四位的元素： O＞C＞H＞N C＞O＞N＞H (3)元素含量最多情况分析 2. 组成细胞的化合物 水 无机盐 蛋白质　 核酸 含量最多或细胞鲜重最多的化合物: ___ 含量最多的有机物: _______ 占细胞干重最多的化合物: _______ 水 蛋白质 蛋白质 (2)含量 (1)种类 基于大量不同种类的细胞统计，含量最多的有机物化合物是蛋白质。 【检测】判断关于组成生物体元素和化合物说法的正误 (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)精瘦肉细胞中含量最多的化合物是蛋白质。(　　) (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。(　　) ×　 ×　 ×　 ×　 ×　 脂肪细胞中含量最多的有机物是______ 水稻种子细胞中含量最多的有机物是________ 脂肪 糖类（淀粉） 特殊细胞 生物界和非生物界在元素组成上具有统一性，组成生命体的化学元素在无机自然界中都可以找到;但是反过来，有些自然界存在的元素在生物体找不到例如:稀有气体元素，放射性元素等，因为生物从无机自然界获取物质有一定选择性，因此地壳中的元素在生物体内不一定都能找到，故该说法错误。 3. 组成细胞的元素与化合物的常见错误 (1)正确区分鲜重、干重的元素和化合物的含量(人体细胞） (教材必修1 P16 )玉米细胞干重元素含量: O＞C＞H＞N (2)易混淆“数量”与“含量” 人体活细胞中O的含量最多，但原子个数最多的是H。 (3)误以为生物体内大量元素重要，微量元素不重要 大量元素、微量元素是根据元素的含量划分的。 无论是大量元素还是微量元素，都是生物体生命活动必需的元素。 【素养新命题——突破长句问答】细胞中含量最多的两种化合物是水和蛋白质，这对细胞的生命活动有什么意义？(生命观念) 水是生命之源，生命活动离不开水，离开水生命活动就无法进行。 蛋白质是生命活动的主要承担者。两种化合物含量高有利于细胞生命活动的正常进行。 【检测】(2022·滨州一模) 下图表示部分化合物的元素组成，其中①②③④表示元素。下列相关叙述正确的是(　　) A. 图中所示①②③④分别为Fe、P、Mg、I B. 细胞核中的遗传物质主要为DNA C. 人体缺③会出现酸中毒 D. 甲状腺激素的化学本质 是蛋白质，因此不可以口服 C 判断：Mg参与构成叶绿体中的各种色素( ) × 叶绿素：C、H、O、N、Mg 胡萝卜素：C、H 叶黄素：C、H、O 解析：叶绿素、血红素和甲状腺激素的特征元素分别为Mg、Fe和I，图中①②③④分别为Mg、P、Fe、I，A项错误；有细胞结构的生物遗传物质就是DNA，而不是主要为DNA，B项错误；人体缺Fe会导致血液中血红蛋白少，进而使血液中携带氧气少，细胞因缺氧会大量进行无氧呼吸产生乳酸，乳酸积累会使机体出现酸中毒，C项正确；甲状腺激素的化学本质是氨基酸衍生物，可以口服，D项错误。 1. 判断化合物的种类和功能的三种方法 (1)元素组成分析法 (2)特征元素提示法 【检测】(2019·全国卷Ⅲ)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______________。 蛋白质 核酸 叶绿素 【检测】.下图A是组成人体细胞的主要元素及其比例，B是细胞中几种化合物的含量。 (1)如果图A表示的是活细胞中的元素含量比例，则甲～丁依次为___ 、 、 、 。 (2)若按干重计，图B中②为 ，其标志性元素是A图中的 (填甲、乙、丙、丁)，按鲜重计②应为 (此时①为 )。 (3)图A所示元素在非生物界中 (填“一定能”、“一定不能”或“不一定能”)找到。 (4)C、H、N三种元素在人体的化学成分中，质量分数共占73%左右(占细胞干重的百分比)，而在岩石圈的化学成分中，质量分数不到1%，这一事实说明生物界与非生物界具有 。 O H C N 蛋白质 丁 水 蛋白质 一定能 差异性 考向突破 落实必备知识 强化关键能力 A.若①为某种大分子的组成单位，则①可能是氨基酸 B.若②是细胞中重要的储能物质，则②可能是脂肪 C.若③为能储存遗传信息的大分子物质，则③一定是DNA D.若④是主要在动物肝脏和肌肉中合成的储能物质，则④是糖原 【典例】下图表示不同化学元素所组成的化合物，以下说法错误的是( ) C 解析：①的组成元素为C、H、O、N等，可能是蛋白质，若①为某种大分子的组成单位，则①最可能是蛋白质的组成单位氨基酸，A项正确；②的组成元素为C、H、O，可能是糖类或脂肪，若②是细胞中重要的储能物质，则②是脂肪，B项正确；③的组成元素为C、H、O、N、P，可能是核酸，若③为能储存遗传信息的大分子物质，则③可能是DNA或RNA，C项错误；④的组成元素为C、H、O，可能是糖类或脂肪，若④是主要在动物肝脏和肌肉中合成的储能物质，则④是糖原，D项正确。 【检测】.科学家发现了一种被称作GFAJ-1的独特细菌，这种细菌能利用剧毒化合物(砒霜)中的砷来代替磷元素构筑生命分子和生化反应。根据以上材料进行预测，以下说法错误的是( ) A.GFAJ-1细菌体内砷元素含量可能比铜、铁元素多 B.砷对多数生物有毒可能是因为砷能够替代磷参与生化反应，制造混乱 C.GFAJ-1细菌可利用砷元素合成蛋白质、核酸、糖类等物质 D.该发现使人类对生命的认识发生重大改变，拓宽了在地球极端环境寻 　找生命的思路 C 考向突破 落实必备知识 强化关键能力 细胞中 的元素 细胞中的化合物 生物界与非生物界的统一性与差异性 大量元素 微量元素 基本元素 主要元素 蛋白质 核 酸 糖 类 脂 质 水 无机盐 分类 含量 无机物 有机物 组成 作用 小 结： 考点一 细胞中的元素和化合物 细胞中的元素和化合物、无机物 考点一 考点一二 考点二 细胞中的水和无机盐 1.细胞中的水 (1)含量: 一般来说，_____是细胞中含量最多的化合物，约占70%～95%。 水 (2)在不同情况下细胞含水量的高低(填“>”或“<”)： ①生物种类：水生生物含水量________陆生生物含水量。 ②生长发育阶段：幼儿_________成年；幼嫩部分_______成熟部分。 ③组织器官种类：牙齿_______骨骼________血液。 ④代谢程度：代谢旺盛________代谢缓慢 > > < < > > 为什么心脏和血液含水量相似，但它们的形态不一样呢？ 牙齿含水量 10% 骨骼含水量 24% 大脑含水量 75% 心肌含水量 79% 血液含水量 83% (3)水的存在形式和作用 结合水 细胞结构　 自由水 生物化学反应 液体环境 营养物质和代谢废物 衰老的细胞内水分含量减少，细胞萎缩，体积减小，细胞代谢速率减慢。 旺盛 差 缓慢 强 (4)自由水/结合水比值和细胞代谢的关系 ①关系: ②实例: 将种子放在阳光下2天 重量 减轻 ________大量散失 晒干的种子用水浸泡 仍能 萌发 失去大部分________的种子仍保持其生理活性 晒干的种子不浸泡 不萌发 _______少，代谢弱 自由水 自由水 自由水 并不是不含有自由水，而是自由水含量大幅度降低。 水的存在及其功能的探究 19 水的存在及其功能的探究 将晒干的种子放在试管中，用酒精灯加热 管壁上有水珠 失去的主要是________ 失去________的种子浸泡 不萌发 失去________的种子失去生理活性 结合水 结合水 结合水 20 (1)晒干的种子和烘干的种子均不能萌发，原因是否相同? ______.你的理由是_____________________________________ ______________________________________________________ ______________________________________________________. 程序性思维 不同 晒干的种子不能萌发是因为自由水含量减少，细胞代谢减弱，而烘干的种子不能萌发是因为结合水减少，种子的细胞结构遭到破坏 (2)秋季，农民收获的玉米需经晾晒后才能入库储存。结合所学知识，试分析其中的生物学道理。_______________________________________________ ______________________________________________. 自由水含量降低，细胞代谢减弱，可减少有机物消耗，同时能防止种子发芽、霉变. 【典例】“浓霜打白菜，霜威空自严。不见菜心死，翻教菜心甜”是白居易的一首描写白菜的诗。研究表明，“霜打”后白菜细胞的细胞液浓度升高，冰点降低。下列叙述错误的是(　　) A. 该现象是白菜对低温环境的一种适应 B. 细胞内的结合水增多，抗寒能力增强 C. 细胞内的自由水增多，细胞代谢旺盛 D. 多糖水解成单糖，细胞液的浓度升高 C 解析：“霜打”后白菜细胞的细胞液浓度升高，冰点降低，抗寒抗冻能力增强，这是白菜对低温环境的一种适应，A项正确；低温来临，自由水转化为结合水，细胞内的结合水增多，增强其抗寒能力，B项正确；低温来临，自由水转化为结合水，细胞内的自由水减少，细胞代谢减慢，C项错误；低温来临，细胞质、细胞液中的多糖降解为单糖以提高细胞液浓度，冰点降低，提高抗寒抗冻能力，D项正确。 　(5)水与细胞代谢 抗利尿 渗透 光 三 线粒体内膜 合成 细胞质基质、线粒体及叶绿体类囊体薄膜 如高尔基体 核糖体 复制和转录 光 二 水解 叶绿体类囊体薄膜 线粒体基质 消化道 水解 细胞质基质、 叶绿体基质等 肝脏细胞 主要是细胞核 【教材拾遗】从细胞组成和结构的角度来推测，水分可以经过细胞膜中的 、 从细胞外进入细胞内。 磷脂双分子层 水通道 P一68生物科学史话 水通道蛋白 ( AQP) 是对水专一的通道蛋白, 普遍存在于动、植物及微生物中。它所介导的自由水快速被动的跨生物膜转运, 是水进出细胞的主要途径。 1.细胞中的水 鱼票月半出品，必是精品 (6)水分子的特点（教材P20~21） ①水是极性分子：带有正电荷或负电荷的分子（或离子）都容易与水结合，故是良好溶剂。 水分子由2个氢原子和1个氧原子构成，氢原子以共用电子对与氧原子结合。由于氧原子具有比氢原子更强的吸引共用电子的能力，使氧原子一端稍带负电荷，氢原子一端稍带正电荷。水分子空间结构及电子的不对称分布，使得水分子成为一个极性分子。 25 （2）水分子具有________，易于断裂和形成，使水具有________。 流动性 氢键 流动性 由于水分子的极性，一个水分子的负电性区(氧端)与另一个水分子的正电性区(氢端)之间通过静电吸引形成一种弱的引力，这种弱的引力称为氢键。(注意：氢键是一种引力，而不是化学键) 氢键易被破坏，也易形成，这样水中的氢键不断地断开，又不断地形成，使水在常温下能够维持液体的状态，具有流动性。 （3）较高的比热容：由于氢键的存在，水分子具有较高的比热容，水的温度相对不容易改变，水可以保持稳定性。 种子萌发过程 干燥种子吸水到种胚突破种皮的过程叫做是萌发。 【习题•常识拓展】种子的萌发 鱼票月半出品，必是精品 种子萌发过程：A.吸水过程 吸胀吸水 吸水缓慢 渗透性吸水 吸胀吸水 植物细胞吸水的一种方式。未形成液泡的细胞靠吸胀作用为动力的吸水过程。例如风干种子的吸水就是靠吸胀作用。分生组织细胞主要也靠吸胀作用吸水。吸胀作用是亲水胶体吸水并使其膨胀的现象。 急剧吸水 暂停吸水 重新吸水 【习题•常识拓展】种子的萌发 鱼票月半出品，必是精品 吸胀吸水 吸水缓慢 渗透性吸水 渗透吸水 渗透作用是溶剂分子通过半透膜的扩散作用。 具有中央大液泡的细胞主要靠渗透作用吸水。 急剧吸水 暂停吸水 重新吸水 种子萌发过程：A.吸水过程 【习题•常识拓展】种子的萌发 鱼票月半出品，必是精品 种子萌发过程：B.细胞呼吸过程 第Ⅰ阶段和第Ⅱ阶段 CO2释放量大大超过O2吸收量，以无氧呼吸为主。 第Ⅲ阶段 O2的吸收量大大增加，此时进行的主要是有氧呼吸。 【习题•常识拓展】种子的萌发 例：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。 小于 大于 从O2的吸收量可大于CO2的释放量看出，有脂肪参与呼吸作用。 鱼票月半出品，必是精品 种子萌发过程：C.有机物变化过程 实验过程中，导致种子干重增加的主要元素是_______（填“C”、“N”或“O”）。 O （2013年新课标全国Ⅰ卷节选）某油料作物种子中脂肪含量为种子干重的70%。为探究该植物种子萌发过程中干重及脂肪的含量变化，某研究小组将种子置于温度、水分（蒸馏水）、通气等条件适宜的黑暗环境中培养，定期检查萌发种子（含幼苗）的脂肪含量和干重，结果表明：脂肪含量逐渐减少，到第11d时减少了90%，干重变化如图所示。 【习题•常识拓展】种子的萌发 鱼票月半出品，必是精品 解析：从图中可以看出，种子的干重先增加后减少，在6-8 d时最大。培养条件为黑暗，蒸馏水。干重增加不可能是来源于光合作用和矿质元素的吸收，因而导致种子干重增加的主要元素不会是C和N，只能是O。吸收的水参与种子中物质代谢以及成为结合水等，导致种子干重增加。特别是胚乳中脂肪转化为幼苗中糖等亲水物质，会使细胞中结合水增加。 淀粉+H2O→可溶性糖 脂肪 +H2O→甘油+脂肪酸 甘油→糖类 蛋白质 +H2O→氨基酸 氧 化 分 解 CO2+H2O+尿素等+能量 总结：大分子 小分子有机物 CO2+H2O等+能量 水解 氧化分解 有机物质量(鲜重)增加(如脂质) 有机物种类增加 有机物质量减少 【习题•常识拓展】种子的萌发 　 种子 类型 变化　　　　　 非油料作物种子 (如水稻、小麦) 油料作物种子 (如油菜、大豆) 种子形成时 种子萌发时 而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的过程中增加了氧元素)，然后进行细胞呼吸导致干重减少。 可溶性糖(还原糖)→淀粉 糖类→脂肪 淀粉→可溶性糖(还原糖) ①脂肪→甘油、脂肪酸②甘油→糖类 种子形成时，光合作用产物的输入导致干重增加。 种子萌发时，吸收水分导致鲜重增加。 种子萌发过程: 有机物变化过程 非油料作物的种子萌发时由于只进行细胞呼吸导致干重减少; 比较项目 水分变化 细胞呼吸变化 有机物变化 植物激素变化 种子萌发 种子成熟 自由水增多 吸胀吸水 ↓ 暂停吸水 ↓ 渗透吸水 无氧呼吸为主 ↓ 有氧呼吸为主 呼吸速率 逐渐增强 大分子水解为小分子有机物 淀粉→可溶性还原糖（非油料作物） 脂肪→糖类 （油料作物） 小分子有机物合成大分子有机物 可溶性还原糖→淀粉（非油料作物） 糖类→脂肪 （油料作物） 自由水减少 呼吸速率 逐渐下降 脱落酸↓ 赤霉素和生长素↑ 脱落酸↑ 赤霉素和生长素↓ 拓展.种子萌发与成熟专题 二.糖类和脂质 鱼票月半出品，必是精品 鱼票月半出品，必是精品 例.下图是小麦种子成熟过程中干物质和水分的变化曲线，据图分析下列叙述不正确的是(　　) A.随着种子的成熟，种子的生命活动由代谢活跃状态转入休眠状态 B.种子的鲜重随着种子的成熟而逐渐减小 C.种子中水分减少的主要原因是植物吸收的水分减少 D.种子成熟期间的这两种物质的变化和种子萌发时相反 C 含水量越低，代谢越缓慢，故随着种子的成熟，含水量逐渐下降，种子的生命由代谢活跃状态转入休眠状态，A正确 B、种子的鲜重在成熟过程中由于含水量降低的幅度大于干物质增加的幅度，因此种子的鲜重随着种子的成熟而逐渐减少.B正确; C、种子中水分减少的主要原因是生物体自身的调节，不是植物吸收的水分减少，C错误 D、种子成熟期间干物质相对含量升高，水分的相对含量下降，种子萌发时干物质的相对含量降低，水的相对含量下降，D正 确 2. 细胞中的无机盐 离子形式 复杂化合物 细胞和生 物体的生命活动 抽搐　 渗透压 酸碱平衡 Na+、Cl- （细胞外液） 、K+ （细胞内液）、HPO42-、HCO3-等 绝大多数主动运输 有些无机盐利用通道蛋白进行协助扩散（如K+、Na+） 缓冲对：H2CO3/HCO3- 无机盐的功能归纳与整合 缺B:华而不实 细胞中的元素和化合物、无机物 考点一 考点一二 例.某科研小组将选自同一海滩的长势相同、生长良好的互花米草幼苗平均分成5组，每天分别以0 h、3 h、6 h、12 h和24 h进行水淹处理。处理50 d后，测定植株自由水与结合水含量，并计算二者的比值(曲线甲)，测定K＋吸收速率(曲线乙)。下列有关分析判断中，错误的是（ ） 考点二.细胞中的无机物 A.实验中应该用互花米草采样地点的海水进行水淹处理 B.互花米草在水淹时间为3 h/d的环境下抗逆性最强 C.互花米草在水淹时间为6 h/d的环境下，代谢活动最旺盛 D.互花米草以主动运输方式吸收K＋ C 鱼票月半出品，必是精品 (2)实验组: (1)对照组: 植物+完全培养液 生长正常 (表现出某种症状) (症状消失) 3.生物体内无机盐生理作用的实验验证 植物+完全培养液 植物+缺X培养液 ①空白对照 对照组： 实验组： ②自身对照 对照组： 实验组： 缺X培养液(加入X之前) 加入无机盐X后 【易错提醒】设计实验时应注意: (1)实验中应保证实验材料的统一性，即材料的种类、生长状况应一致等，每组放入的植物不能是一株，因为一株植物存在偶然性。 (2)实验组用缺素培养液，对照组用完全培养液，不能用蒸馏水做对照。 (3)实验组加入X盐的目的是二次对照，使实验组前后对照，以增强说服力。 （4）该方案也可用于检测某种矿质元素是否是植物正常生长的必需元素。 【素养新命题——突破长句问答】小麦幼苗的正常生长需要多种无机盐，如何设计实验证明某种无机盐A是幼苗生长所必需的？请写出实验思路，并根据实验结果做出判断。 ①将生长状况相近的小麦幼苗随机均分为两组，编号为甲组和乙组； ②甲组(对照组)将小麦幼苗培养在完全培养液中，小麦幼苗正常生长； ③乙组(实验组)将小麦幼苗培养在缺A的完全培养液中，若小麦幼苗正常生长，则说明无机盐A不是幼苗生长所必需的无机盐，若小麦幼苗不正常生长，加入无机盐A后又恢复正常生长，则说明无机盐A是小麦幼苗生长所必需的无机盐。 (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，要求简要写出实验思路、预期结果和结论。 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+。 实验思路: 配制营养液(以硝酸铵为唯一氮源)，用该营养液培养作物甲，一段时间后，检测营养液中NH4+和 NO3—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—; 例.铁是合成叶绿素所必需的元素，缺铁时植物在有光的条件下也不能合成叶绿素，而表现“黄叶病”．请利用溶液培养法，根据所给的实验材料、用具验证铁的生理作用． 材料用具：长势相同的小麦幼苗若干，广口瓶若干，完全培养液，只含铁的培养液，缺铁的完全培养液，蒸馏水，滴管，量筒． 根据实验目的结合表中所列具体内容，分析并回答相关问题： A管 B管 C管 1 a液 b液 c液 2 取长势相同的同种小麦幼苗等量分为三组，并分别放入ABC三个广口瓶中 3 相同且适宜条件下培养 鱼票月半出品，必是精品 A管 B管 C管 1 a液 b液 c液 2 取长势相同的同种小麦幼苗等量分为三组，并分别放入ABC三个广口瓶中 3 相同且适宜条件下培养 4 变黄 变黄 变绿 5 ？ 6 ？ 黄色 ？ （1）写出序号“1”中加入的三种液体的名称． a液_______________，b液_______________，c液_______________．确定a、b、c三种液体具体内容时主要以____________为依据． 缺铁完全培养液 缺铁完全培养液 完全培养液 序号“4”中表现的幼苗颜色 鱼票月半出品，必是精品 （2）从序号1～4看，A管、B管的实验操作及实验现象是相同的，试分析为什么还要设置A、B两个试管． A、B管都能说明在缺铁时植物表现“黄叶病”，从而证明铁是必需元素，但为了使结论更加可靠，尚需对A、B两管继续进行二次对照实验． A管 B管 C管 1 a液 b液 c液 2 取长势相同的同种小麦幼苗等量分为三组，并分别放入ABC三个广口瓶中 3 相同且适宜条件下培养 4 变黄 变黄 变绿 5 ？ 6 ？ 黄色 ？ 鱼票月半出品，必是精品 （3）请描述序号“5”表示的实验操作．______ 向A、B两管中分别加入等量的只含铁培养液和蒸馏水（可以不考虑B管加蒸馏水），C管不做任何处理． A管 B管 C管 1 a液 b液 c液 2 取长势相同的同种小麦幼苗等量分为三组，并分别放入ABC三个广口瓶中 3 相同且适宜条件下培养 4 变黄 变黄 变绿 5 ？ 6 ？ 黄色 ？ 鱼票月半出品，必是精品 （4）写出表格中序号“6”所观察到的幼苗颜色．A管______，C管______． 变绿 绿色 A管 B管 C管 1 a液 b液 c液 2 取长势相同的同种小麦幼苗等量分为三组，并分别放入ABC三个广口瓶中 3 相同且适宜条件下培养 4 变黄 变黄 变绿 5 ？ 6 ？ 黄色 ？ 鱼票月半出品，必是精品 1.细胞中的糖类 (1)元素组成: 一般由____________三种元素组成。 (2)主要作用: 糖类是主要的________物质。 (3)分类: C、H、O 能源 水解 葡萄糖 考点三 细胞中的糖类和脂质 单糖 蔗糖 纤维素 糖原 几丁质(壳多糖) （4）.区分动植物含有的糖类 ①植物特有的糖类: 果糖、蔗糖、麦芽糖、纤维素、淀粉。 ②动物特有的糖类: 半乳糖、乳糖、糖原。 ③动植物共有的糖类: 核糖、脱氧核糖、葡萄糖 （5）糖类的功能(归纳总结) ①作为生物体的主要能源物质 ❶__________是细胞利用的主要能源物质 ❷ 是植物的储能物质 ❸ 是动物的储能物质 葡萄糖 (主要能源物质) ②构成细胞的某些物质或结构 ❶核糖参与形成____________ ❷脱氧核糖参与形成__________ ❸_________参与构成细胞壁 ❹__________参与形成真菌细胞壁和甲壳类动物和昆虫的外骨骼。 RNA、ATP DNA 纤维素 几丁质 (结构物质) 淀粉 糖原 ③与蛋白质结合形成糖蛋白，与脂质结合形成糖脂，进行细胞表面识别、细胞间的信息传递、润滑、保护等。 ❶通常细胞膜上的糖蛋白，其中的糖链位于外表面，具有识别和信息传递的作用 ❷红细胞膜上的ABO血型抗原是糖蛋白或糖脂，起识别作用的主要是糖链 (信息物质) 特别提醒 (1) 单糖中的 ________ 、________等及二糖中的__________________是还原糖，可用斐林试剂鉴定，蔗糖、多糖都是______________. (2) 蔗 糖=__________+葡萄糖 麦芽糖=_____________+葡萄糖 乳 糖=_____________+葡萄糖 (4) 并非糖类都是能源物质，如______________________________________。 核糖、脱氧核糖、纤维素等结构糖 非还原糖 果 糖 葡萄糖 半乳糖 葡萄糖 果糖 麦芽糖、乳糖 【教材隐性知识】 (1)源于必修1P23“知识链接”: 葡萄糖在细胞内的“燃烧”过程区别于体外燃烧的特点是 。 (2)源于必修1P24“图2-3”: 构成淀粉、糖原和纤维素的基本单位都是 分子,但是____________________________方式不同。但是，并不是所有的多糖的基本单位都是葡萄糖，如______________。 (3)源于必修1 P25“批判性思维”: 科学家将 等其他糖类称为人类的“第七类营养素”。 细胞内“燃烧”过程是“无火焰”过程，能量 是通过一系列化学反应逐步释放出来的 葡萄糖 葡萄糖之间的连接方式和排列 纤维素 几丁质 (1)常见的脂质有 等。 (2)特点：a.各种脂质分子结构差异很大，通常_________水，而________有机溶剂，如：丙酮、氯仿、乙醚等。 不溶于 溶于 （3）元素组成 主要元素是__________，有些脂质还含有_______。 b.脂质分子中______的含量远远少于糖类，而_____的含量多于糖类。 氧 C、H、O N和P 氢 脂肪、磷脂和固醇 (4)合成场所：___________________ 主要合成胆固醇和磷脂。 (滑面)内质网 (5)脂质的种类、作用、分布 2.细胞中的脂质 脂质种类 作 用 分 布 脂 肪 （C、H、O) 磷 脂 （C、H、O、P、甚至含有N) 固醇 (C、H、O) 胆固醇 性激素 维生素 D 主要的储能物质，保温，缓冲和减压 构成细胞膜和各种细胞器膜的重要成分 动物细胞膜的重要成分，参与血液脂质运输 促进动物生殖器官发育以及生殖细胞形成 促进Ca 和 P的吸收 动物皮下、大网膜、肠系膜；植物种子 脑、卵细胞、肝脏、大豆种子 动物内脏、蛋黄 动物细胞 动物细胞 1甘油+3脂肪酸 1脂肪+3H2O 酶 C54H115O6 又称三酰甘油、甘油三酯 ①脂肪 （两种） 长链中存在双键 饱和脂肪酸 不饱和脂肪酸 不易凝固 熔点较低 熔点较高 容易凝固 长链中每个碳原子与相邻碳原子以单键连接，该碳原子可以连接2个氢原子 CH2-O-C-R1 CH-O-C-R2 CH2-O-C-R3 = O = O = O a.甘油部分简单，且不可变化。 b.脂肪酸部分可变 分子长短不同 植物脂肪大多数是不饱和脂肪酸 动物脂肪大多数是饱和脂肪酸 种类不同：（可以是饱和，也可以是不饱和）。 脂肪的生理作用： 1g糖原分解 kJ能量 17 1g脂肪分解 kJ能量 39 ①细胞内 ； ②很好的绝热体，有 作用； ③具有 作用，可以保护内脏器官 脂肪分子氧含量远远低于糖类，而氢的含量更高，相同质量的糖类和脂肪，脂肪彻底氧化分解消耗的氧气更多，产生的水更多，释放的能量更多。 为什么等量的脂肪比糖类含能量多? 良好的储能物质 保温 缓冲和减压 VCO2释放量 VO2吸收量 呼吸商 糖类:等于1 脂肪:小于1 为什么等量的脂肪比糖类含能量多，但在一般情况下脂肪却不是生物体利用的主要能源物质？(书P27拓展应用-2) 🤔 讨论 首先：脂肪与糖类氧化相比，在生物细胞内脂肪的氧化速率比糖类慢，而且需要消耗大量的氧； 其次：糖类氧化既可以在有氧条件下也可以在无氧条件下进行。 总结：糖类和脂肪都可以作为储能物质，但是糖类是生物体生命活动利用的主要能源物质。 细胞中的糖类与脂质相互转化 糖类 脂肪 糖类充足时，大量转化 糖类代谢障碍时，少量转化 【教材隐性知识】 (必修1P27 “教材正文”)细胞中的糖类和 是可以相互转化的。但是糖类和 之间的转化程度是有明显差异的。例如, 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 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。 脂质 脂肪 糖类 A.干重相等的可溶性糖和脂肪,所储存的能量大致相同 B.种子发育过程中，由于可溶性糖更多地转变为脂肪，种子需要的N增加 C.种子萌发时，脂肪酶的活性很高 D.种子萌发时，脂肪转变为可溶性糖，说明可溶性糖是种子生命活动的直接能源物质 【检测】如图是油菜种子在发育和萌发过程中，糖类和脂肪的变化曲线。下列分析正确的是( ) C 例.如图表示油菜种子在成熟过程中种子内有机物相对含量的变化趋势，下列相关叙述不正确的是(　) A.第36天，种子内含量最高的有机物可用苏丹Ⅲ染液检测 B.细胞代谢利用大量糖类，导致淀粉相对含量降低 C.糖类不断转化为脂质，导致脂质相对含量持续增加 D D.糖类不转化为蛋白质，导致含氮物质含量不变 蛋白质是细胞的结构成分，糖类可以转化为蛋白质，含氮物质相对含量不变，但由于种子干重增加，蛋白质总量实际在增加。 【教材隐性知识】 (1)源于教材P26“正文小字部分”: 构成脂肪的脂肪酸的________________不相同,若脂肪酸长链中的碳原子之间都以 相连, 则为 ,若脂肪酸长链中碳原子之间存在 , 则为 。植物脂肪大多数含有 , 在室温时呈 , 而大多数动物脂肪含有 ,室温时呈 。 (2)源于必修1P27“练习与应用·概念检测”: 磷脂是 (填“真核细胞”“原核细胞”或“所有细胞”)必不可少的脂质。 种类和分子长短 单键 饱和脂肪酸 双键 不饱和脂肪酸 不饱和脂肪酸 液态 饱和脂肪酸 固态 所有细胞 ❶组成： ②磷脂 ❷组成： a.磷脂分子由 等组成。 b.磷脂与脂肪的不同之处在于甘油的一个羟基不是与脂肪酸结合成酯，而是与磷酸及其他衍生物结合。 c.X部分可变，因此，磷脂分子是一类物质，有些X部分含有N元素。 脂肪酸、甘油、磷酸 头部 尾部 ❸特点： 两亲性 头部：亲水 尾部：疏水 ❹磷脂在水中的分布情况 脂质体 微团 脂单分子层 在水—空气界面上： 在水中： 水—油混合溶剂中： 磷脂的头部将与水接触,尾部与苯接触,磷脂分子分布成单层。 2.脂肪≠脂质，胆固醇≠固醇 3.胆固醇可以通过代谢转化为维生素D 和性激素。 4.磷脂和胆固醇都是动物细胞膜的重要组成成分 5.脂质中只有脂肪可被苏丹Ⅲ染成橘黄色 1、脂肪是主要储能物质，脂肪并不是只存在于动物细胞中，植物细胞中也有，如花生种子中。脂肪不是唯一的储能物质，动物细胞中还有糖原，植物细胞中还有淀粉。 易错提醒 胆固醇 维生素D 性激素 紫外线 6.性激素的受体在细胞内，不在细胞膜上。 7.高血脂:血脂中的主要成分是甘油三酯和胆固醇,血脂过高会导致动脉粥样硬化、冠心病、胰腺炎等。 例.胆固醇是人体中的一种重要化合物，血浆中胆固醇的含量受LDL（含有胆固醇的脂蛋白）影响．如图表示细胞中胆固醇的来源，分析并回答： （1）脂蛋白是蛋白质和脂质的复合体，细胞中既是蛋白质加工又是脂质合成“车间”的是________________。 （2）人体中胆固醇是构成细胞膜的重要成分，还参与血液中________的运输。 内质网 脂质 （3）LDL受体的化学本质是___________，LDL可以与细胞膜上的LDL受体结合，通过__________（方式）进入细胞，此过程说明细胞膜的结构特点是具有___________。 糖蛋白 胞吞 流动性 （4）从图中可以看出，当细胞中胆固醇含量较高时，它可以抑制酶的合成和活性，也可以抑制__________的合成，由此可知，细胞对胆固醇的合成过程存在________机制。 LDL受体 负反馈 例.胆固醇是人体中的一种重要化合物，血浆中胆固醇的含量受LDL（含有胆固醇的脂蛋白）影响．如图表示细胞中胆固醇的来源，分析并回答： （5）图中结构a由_____层磷脂分子组成，结构b由______磷脂分子组成。 4 2 （6）当LDL受体出现遗传性缺陷时，会导致血浆中的胆固醇含量______。 升高 糖类 脂质 区别 元素组成 种类 合成部位 淀粉： 纤维素： 糖原： 区别 生理作用 相同质量的物质分解情况 联系 糖类和脂肪可以相互转化 3.糖类和脂质的比较 叶绿体 高尔基体 主要是肝脏、肌肉 主要是内质网 一般为C、H、O C、H、O、(N、P) 单糖、二糖、多糖 脂肪、磷脂、固醇等 ①主要的能源物质； ②构成细胞结构，如糖被、细胞壁； ③核酸的组成成分，如核糖、脱氧核糖 ①生物体的储能物质，如脂肪；②构成细胞膜的重要成分，如磷脂； ③调节新陈代谢和生殖，如性激素 耗O2少，产H2O少，释放能量少 耗O2多，产H2O多，释放能量多 4.能源物质的3个“一”与1个“二” 三大能源物质的供能顺序为: 糖类→脂肪→蛋白质 能源物质为生命活动供能的过程: lenovo (l) - 【检测】判断正误 (1)糖类均由C、H、O三种元素组成。(　　) (2)淀粉水解的终产物是CO2和水。(　　) (3)在小鼠的口腔细胞中可以检测到麦芽糖。(　　) (4)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。(　　) (5)胆固醇存在于所有细胞中，是组成细胞和生物体的重要有机化合物。(　　) (6)不饱和脂肪酸的熔点较低，不容易凝固。(　　) (7)脂肪酸和磷脂含有的元素相同(　　) × × × √ × √ 植物细胞无 × 考点五 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 1. 还原糖的检测 (1)还原糖: 具有还原性的糖 常见还原糖: 葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖等 常见非还原糖: 蔗糖、淀粉、糖原、纤维素等 (2)原理: 还原糖+斐林试剂 砖红色沉淀 水浴加热 斐林 试剂 甲液 乙液 0.1g/mLNaOH 0.05g/mLCuSO4 等体积混合使用， 现配现用。 (3)还原糖的检测步骤 蓝色 不宜用甘蔗；不宜用西瓜汁和番茄汁等颜色较重的材料（颜色会掩盖实验结果） 2. 脂肪的检测 (1)检测原理: (2)操作步骤: 苏丹Ⅲ染液 体积分数为50%的酒精溶液 脂肪＋苏丹Ⅲ染液→橘黄色 3. 蛋白质的检测 (1)检测原理: (2)检测步骤 紫色 蛋白质＋双缩脲试剂―→________。 变性的蛋白质也可，或具有两个及两个以上肽键的化合物 比较项目 斐林试剂 双缩脲试剂 不 同 点 使用方法 呈现反应条件 反应原理 颜色 浓度 相同点 甲液和乙液混合均匀后 方可使用，且现配现用 使用时先加A液 再加B液 需水浴加热 不需加热即可反应 还原糖中的醛基被 Cu(OH)2 氧化, Cu(OH)2被还原为Cu2O 具有两个以上肽键的化 合物在碱性条件下 与Cu2+反应生成络合物 砖红色 紫色 乙液CuSO4浓度为0.05 g/mL B液CuSO4浓度为0.01 g/mL 都含有NaOH、CuSO4两种成分， 且所用NaOH浓度都是0.1 g/mL 斐林试剂与双缩脲试剂的比较 【检测】(2020·江苏卷)生物学实验常呈现“五颜六色”的变化。下列实验中溶液颜色变化的叙述，正确的是(　　) A.在新鲜的梨汁中加入斐林试剂,混匀后在加热条件下由无色变成砖红色 B.在厌氧发酵的果汁中加入酸性重铬酸钾溶液,混匀后由蓝色变成灰绿色 C.在DNA溶液中加入二苯胺试剂,混匀后在沸水浴条件下逐渐变成蓝色 D.在氨基酸溶液中加入双缩脲试剂，混匀后逐渐变成紫色 C 解析：斐林试剂为蓝色而非无色，A项错误；重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精发生化学反应，由橙色变成灰绿色，B项错误；DNA溶液中加入二苯胺在沸水浴条件下变为蓝色，C项正确；双缩脲试剂检测蛋白质，不能检测氨基酸，D项错误。 2. 物质鉴定实验中的易错问题 (1)还原糖鉴定的实验材料要求 ①浅色: 不能用绿色叶片、西瓜、血液等材料，防止颜色的干扰。 ②还原糖含量高: 不能用马铃薯(富含淀粉)、甘蔗、甜菜(富含蔗糖)。 (3)唯一需要显微镜—脂肪的鉴定，实验用50%酒精的作用—洗掉浮色。 (4)若用大豆作为材料，必须提前浸泡；若用蛋清作为材料，必须稀释，防止其粘在试管壁上不易刷洗；且该实验应预留部分组织样液做对比。 (5)易写错别字提示：“斐林试剂”中的“斐”不可错写成“非”，双缩脲试剂中的“脲”不可错写成“尿”。 (6)唯一需要显微镜—— ; 实验用50%酒精的作用—— 。 (7)若用大豆作为材料,必须提前浸泡; 若用蛋清作为材料, 必须稀释, 防止其粘在试管壁上不易刷洗; 且该实验应预留部分组织样液做对比。 脂肪的鉴定 洗掉浮色 3.【素养新命题——突破长句问答】 (1)鉴定蛋白质时，加入试剂B后，如果没有产生紫色反应，可能的原因是什么？(科学探究) 可能加入的双缩脲试剂B过量，CuSO4在碱性溶液中生成大量的蓝色Cu(OH)2絮状沉淀，会遮蔽实验中所产生的紫色，影响观察结果。 (2)某同学在鉴定还原糖和蛋白质时，只配制了斐林试剂甲液和乙液，忘记配制双缩脲试剂了，如果鉴定完还原糖后仍想鉴定蛋白质，该如何做才最快捷？(科学探究) 斐林试剂甲液和双缩脲试剂A液完全相同，将斐林试剂乙液用蒸馏水稀释5倍后便成为双缩脲试剂B液，可用于蛋白质的鉴定。 【典例】(2022·广东华大新高考联盟教学质量测评)某同学用豆浆和梨匀浆进行还原糖和蛋白质的检测,所有操作均正确无误,实验结果如下:   豆浆 梨匀浆 添加试剂 斐林试剂 双缩脲试剂 斐林试剂 双缩脲试剂 实验现象 蓝紫色 紫色 砖红色沉淀 淡蓝色 下列说法错误的是( ) A. 豆浆中还原糖含量过少，用斐林试剂难以检测到 B. 梨匀浆中蛋白质含量过少，用双缩脲试剂难以检测到 C. 梨匀浆中的化合物与双缩脲试剂反应生成淡蓝色物质 D. 实验结果表明豆浆适宜用作蛋白质检测的生物材料 C 解析：斐林试剂检测豆浆时，结果是蓝紫色，这是斐林试剂的颜色，说明豆浆中还原糖含量过少，用斐林试剂难以检测到，A项正确；用双缩脲试剂检测梨匀浆时，结果是淡蓝色，这是双缩脲试剂的颜色，说明梨匀浆中蛋白质含量过少，用双缩脲试剂难以检测到，B项正确；双缩脲试剂是用来检测蛋白质，如果有蛋白质，溶液将会呈现紫色，双缩脲试剂中的CuSO4是蓝色，所以不是梨匀浆中的化合物与双缩脲试剂反应生成淡蓝色物质，C项错误；双缩脲试剂与豆浆反应后产生紫色，说明豆浆中含有蛋白质，豆浆适宜用作蛋白质检测的生物材料，D项正确。 二糖 多糖 $$