第1单元 第2讲 细胞中的无机物、糖类和脂质(教用Word)-【赢在微点·顶层设计】2025年高中生物学高考一轮总复习（不定项版）

第2讲　细胞中的无机物、糖类和脂质 课标内容 1.说出细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成,它们以碳链为骨架形成复杂的生物大分子。2.指出水是活细胞中含量最多的化合物,以自由水和结合水的形式存在,赋予了细胞许多特性,在生命活动中具有重要作用。3.举例说出无机盐在细胞内含量虽少,但与生命活动密切相关。4.概述糖类有多种类型,它们既是细胞的重要结构成分,又是生命活动的主要能源物质。5.举例说出不同种类的脂质对维持细胞结构和功能有重要作用。6.实验:检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。 微考点大突破 考点一　细胞中的元素和化合物、无机物 1.组成细胞的元素 (1)生物界和非生物界在元素种类和含量上的关系。 (2)元素的种类及分类。 ①种类:细胞中常见的化学元素有20多种。 ②分类 ③细胞中4种含量最多的元素是C、H、O、N。 提醒　①生物体含量很少的元素并非都是微量元素,微量元素含量虽少,但却是生命活动不可缺少的。 ②谐音记忆法。 2.组成细胞的化合物 3.细胞中的无机物 (1)细胞中的水。 ①水的性质。 ②细胞中水的存在形式和功能。 ③自由水与结合水的比值和细胞代谢的关系。 提醒　衰老细胞的特征之一为细胞内水分减少(主要是自由水),细胞萎缩,体积变小,新陈代谢速率减慢。 (2)细胞中的无机盐。 提醒　神经调节中静息电位维持时K+外流及动作电位形成时Na+内流均为协助扩散(不耗能)。 教考衔接 1.判断正误。 (1)细胞中结合水主要是与蛋白质、脂肪等结合,失去流动性和溶解性。(必修1 P21“正文”)(×) (2)小麦种子烧尽后留下的灰白色灰烬是无机盐。(必修1 P21“正文”)(√) (3)磷是组成藻类细胞的微量元素。(2021·天津卷,4A)(×) (4)与风干前相比,风干种子中结合水与自由水的比值大。(经典高考题)(√) (5)在酸性土壤中,小麦可吸收利用土壤中N2和N。(经典高考题)(×) 2.(经典高考题)农作物吸收氮元素的主要形式有铵态氮(N)和硝态氮(N)。已知作物甲对同一种营养液(以硝酸铵为唯一氮源)中N和N的吸收具有偏好性(N和N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。 答:__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 提示　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N和N剩余量。 预期结果和结论:若营养液中N剩余量小于N剩余量,则说明作物甲偏好吸收N;若营养液中N剩余量小于N剩余量,则说明作物甲偏好吸收N 1.水与细胞代谢的关系 2.常考无机盐的功能 角度一　通过对细胞中元素与化合物的推断,考查推理判断能力 1.(2022·全国甲卷,T1)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 解析　细胞中有以无机离子和化合物两种形式存在的钙,人体中的钙主要以化合物的形式存在于骨骼和牙齿中,少量以无机离子形式存在,A项正确;钙离子不能自由通过细胞膜的磷脂双分子层,通常以协助扩散或主动运输的方式进行跨膜运输,B项错误;适当补充维生素D能有效地促进人和动物肠道对钙的吸收,C项正确;哺乳动物的血液中必须含有一定量的钙离子,以维持正常的肌肉收缩与舒张功能,如果钙离子的含量太低,会出现抽搐等症状,D项正确。 答案　B 2.“白云峰下两枪新,腻绿长鲜谷雨春”赞美的是龙井茶。下列关于西湖龙井的说法,错误的是(　　) A.茶叶细胞和人体细胞所含元素种类大致相同,但含量有一定差异 B.采摘的新鲜茶叶的细胞中既含有大量元素,也含有微量元素 C.采摘的新鲜茶叶的细胞中,C、O、Ca、P四种元素的含量最多 D.采摘的新鲜茶叶的细胞中含量最高的有机物是蛋白质 解析　不同种类的细胞中所含元素种类大致相同,但含量往往有一定差异,A项正确;采摘的新鲜茶叶的细胞中既含有C、H、O、N等大量元素,也含有Fe、B等微量元素,B项正确;C、H、O、N是基本元素,采摘的新鲜茶叶的细胞中,C、H、O、N四种元素的含量最多,C项错误;采摘的新鲜茶叶的细胞中含量最高的有机物是蛋白质,D项正确。 答案　C 角度二　围绕细胞中的水和无机盐,考查生命观念 3.(2021·全国乙卷,T3)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 解析　植物在生长发育过程中,需要不断地从环境中吸收水,保持其固有的姿态,A项正确;细胞中的一部分水是以结合水的形式存在的,结合水是细胞结构的重要组成成分,B项正确;细胞在有氧呼吸第二阶段消耗水,在有氧呼吸第三阶段产生水,C项错误;自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动,比值越高,细胞的代谢活动越旺盛,D项正确。 答案　C 4.(不定项)“焦边”是由缺钾所引起的植物叶片边缘出现枯黄色的现象。某同学欲探究钾对植物叶片生长情况的影响,配制了两种培养液进行实验,培养液主要成分的配方如表所示。下列说法正确的是(　　) 组别 培养液 类别 培养液所含主要成分的 质量浓度/(mg·L-1) KNO3 CaCl2· 2H2O MgSO4· 7H2O (NH4)2SO4 甲组 完全 培养液 25 000 150 250 134 乙组 缺钾 培养液 0 150 250 134 A.因变量为叶片边缘是否出现枯黄色 B.该实验不能证明镁是合成叶绿素的必需元素 C.两组实验结果不能证明缺钾会导致植物出现“焦边”现象 D.可以增加一组二次对照实验,即在缺钾培养液中加入钾,观察植物叶片生长是否恢复正常 解析　实验的自变量是培养液的种类,因变量是叶片边缘是否出现枯黄色,A项正确;甲、乙两组培养液均含有镁,不能得出镁是合成叶绿素的必需元素的结论,B项正确;通过两组的对比,该实验能证明缺钾会导致植物出现“焦边”现象,C项错误;本实验可以增加一组二次对照实验(自身对照实验),即在缺钾培养液中加入钾,观察植物叶片生长是否恢复正常,D项正确。 答案　ABD 考点二　糖类、脂质的种类和作用 1.细胞中的糖类 提醒　①单糖可不经消化水解直接被吸收,而二糖、多糖必须经消化水解成单糖后才能被吸收。②糖类并非都是能源物质,如核糖、脱氧核糖、纤维素等不参与氧化分解提供能量。 2.细胞中的脂质 提醒　①脂质中只有脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。②与糖类相比脂肪中“C”“H”含量高,而“O”含量低,故脂肪氧化分解释放的能量多,需要O2多,产生的H2O多。 教考衔接 1.判断正误。 (1)几丁质是一种广泛存在于甲壳类动物和昆虫外骨骼中的脂质。(必修1 P25“正文”)(×) (2)体内脂肪过多将增加内脏器官尤其是心脏的负担,因此脂肪类食物的摄入量越少越好。(必修1 P26“思考·讨论”)(×) (3)糖类供应充足时可以大量转化为脂肪,糖类代谢发生障碍时,大量脂肪转化为糖类。(必修1 P27“正文”)(×) (4)磷脂水解的终产物为甘油和脂肪酸。(2020·海南卷,1B)(×) (5)糖类是大多数植物体干重中含量最多的化合物。(经典高考题)(√) 2.(必修1 P24“图2-3”)淀粉、糖原和纤维素的基本单位都是葡萄糖,为什么它们在化学性质上有很大差距? 答:____________________________________________________________________________________________________________________________。 提示　三种多糖的基本单位都是葡萄糖,但是葡萄糖连接的方式、数量等不同,因此它们具有不同的化学性质 角度一　通过糖类的种类及功能,考查生命活动 1.糖类是细胞的主要组成成分之一。下列叙述错误的是(　　) A.植物细胞壁的主要成分纤维素是多糖 B.糖原是人和动物细胞的储能物质 C.麦芽糖、乳糖和核糖均是二糖 D.葡萄糖与斐林试剂反应生成砖红色沉淀 解析　纤维素是多糖,是植物细胞壁的主要成分之一,A项正确;糖原是多糖,是人和动物细胞的储能物质,B项正确;麦芽糖、乳糖是二糖,核糖是单糖,C项错误;葡萄糖是还原糖,能与斐林试剂在水浴加热条件下反应生成砖红色沉淀,D项正确。 答案　C 2.在真菌细胞壁、甲壳类动物和昆虫的外骨骼中存在一种多糖,称为几丁质。下列相关叙述正确的是(　　) A.几丁质是细胞中的重要储能物质之一 B.蘑菇、虾壳中的几丁质能被人体细胞直接吸收 C.几丁质的组成元素与糖原、脂肪、脱氧核糖相同 D.几丁质的基本骨架是若干个相连的碳原子构成的碳链 解析　在真菌细胞壁、甲壳类动物和昆虫的外骨骼中存在一种多糖,称为几丁质,属于结构物质,不能作为储能物质,A项错误;蘑菇、虾壳中的几丁质是多糖,不能被人体细胞直接吸收,B项错误;糖原、脂肪、脱氧核糖的组成元素是C、H、O,而几丁质的组成元素是C、H、O、N,C项错误;几丁质是多糖,其基本骨架是由若干个相连的碳原子构成的碳链,D项正确。 答案　D 多糖的“水解”与“氧化分解” 角度二　结合脂质与人体健康的关系,考查社会责任 3.(2023·湖北卷,T3)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 解析　肾功能下降会导致维生素D3的活性下降,进而减少小肠和肾小管等部位对钙的吸收,导致机体出现骨质疏松,A项正确;因为在阳光下皮肤中可以进行维生素D3的转化,而它又能促进对钙的吸收,因此适度的户外活动,有利于少年儿童的骨骼发育,B项正确;细胞外液渗透压主要由钠离子和氯离子提供,小肠吸收钙减少并不会导致细胞外液渗透压明显下降,C项错误;肾功能障碍时,维生素D3的活化受阻,只有活化的维生素D3才能促进钙的吸收,因此补充维生素D3不能有效缓解血钙浓度下降,D项正确。 答案　C 4.(不定项)如图是食物被人体消化吸收后,通过一系列代谢为人体提供营养的示意图。下列相关叙述错误的是(　　) A.人小肠上皮细胞以主动运输的方式吸收葡萄糖 B.人体内脂肪和糖类之间的转化程度没有明显的差异 C.人成熟的红细胞能完成图中“”内的全部过程 D.细胞呼吸能为人体提供能量,也是物质代谢的枢纽 解析　人小肠上皮细胞以主动运输的方式吸收葡萄糖,以满足人体细胞对葡萄糖的需要,A项正确;人体内脂肪和糖类之间的转化程度有明显的差异,糖类容易转化成脂肪,而脂肪转化成糖类比较少,B项错误;人成熟的红细胞没有线粒体,不能进行有氧呼吸形成CO2和H2O,C项错误;细胞呼吸能为人体提供能量,形成的中间产物能转化成其他物质,也是物质代谢的枢纽,D项正确。 答案　BC 考点三　检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 1.还原糖的检测 2.脂肪的检测 (1)检测原理:脂肪+苏丹Ⅲ染液→橘黄色。 (2)检测步骤。 3.蛋白质的检测 教考衔接 1.判断正误。 (1)检测生物组织中的还原糖实验,在待测液中先加NaOH溶液,再加CuSO4溶液。(2021·湖南卷,2A)(×) (2)NaOH与CuSO4配合使用在还原糖和蛋白质检测实验中作用不同。(2021·河北卷,3A)(√) (3)脂肪被苏丹Ⅲ染液染成红色。(经典高考题)(×) (4)检测氨基酸的含量可用双缩脲试剂进行检测。(经典高考题)(×) 2.脱脂奶粉中不含糖类和脂肪,受到大多数老年人的喜爱,要检验某种脱脂奶粉是否合格,可能用到哪些试剂? 答:____________________________________________________________________________________________________________________________。 提示　符合要求的脱脂奶粉应该无糖和脂肪,同时还应该含有丰富的蛋白质,因此要用斐林试剂、苏丹Ⅲ染液和双缩脲试剂来检测 1.区分斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同” 2.实验成功的3个关键点 (1)三个实验中都不宜选取有颜色的材料,否则会干扰实验结果的观察。 (2)物质鉴定实验一般不设立对照实验,若需设立对照实验,对照组应加入成分已知的物质,如验证唾液淀粉酶是蛋白质,对照组可加入稀释的鸡蛋清。 (3)实验中,在加相应试剂之前要留出部分组织样液,目的是作为对照,以便与鉴定后的样液颜色作对比,增强实验的说服力。 3.三类有机物检测在操作步骤上的“三个唯一” (1)唯一需要水浴加热——还原糖检测。若不加热,则无砖红色沉淀出现。 (2)唯一需要显微镜——脂肪颗粒的观察。 (3)唯一使用酒精——脂肪的检测,实验用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色。 角度一　结合糖类、脂肪和蛋白质的检测原理与基本操作,考查实验基本过程 1.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.在无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 解析　斐林试剂为蓝色,在新鲜的梨汁中加入斐林试剂,混匀后在水浴加热条件下由蓝色变成砖红色,A项错误;无氧发酵时果汁中有酒精生成,在无氧发酵的果汁中加入酸性重铬酸钾溶液,混匀后由橙色变成灰绿色,B项错误;蛋白质和多肽中含有肽键,与双缩脲试剂可发生作用,产生紫色反应,但氨基酸中不含有肽键,不能与双缩脲试剂发生紫色反应,D项错误。 答案　C 2.(2024·铁岭模拟)实验测得小麦、大豆、花生三种生物干种子中三大类有机物的含量如图。下列有关叙述正确的是(　　) A.用双缩脲试剂检测大豆种子研磨液呈紫色 B.蛋白质检测实验最好选用花生作为材料 C.三种种子都常用来做成面粉或榨食油 D.萌发时相同质量的三种种子需要的氧气量相同 解析　大豆含量最多的化合物是蛋白质,双缩脲试剂与蛋白质反应呈紫色,A项正确;花生中含量最多的是脂肪,不宜用来检测蛋白质,B项错误;小麦中含量最多的化合物是淀粉,常用来做成面粉,而大豆和花生中含有较多的脂肪,常用来榨食油,C项错误;由于脂肪中碳氢比例较高,因此其氧化分解时消耗氧气量较高,据题图可知,不同种子中脂肪比例不同,同样质量的三种种子萌发时需氧量不同,D项错误。 答案　A 角度二　借助种子的成熟和萌发,考查与物质检测相关的科学探究 3.为探究玉米籽粒发芽过程中一些有机物含量的变化,研究小组利用下列供选材料用具进行了实验。材料用具:玉米籽粒;斐林试剂,双缩脲试剂,碘液,缓冲液,淀粉,淀粉酶等;研钵,水浴锅,天平,试管,滴管,量筒,容量瓶,显微镜,玻片,酒精灯等。请回答下列问题: (1)为了检测玉米籽粒发芽过程中蛋白质(肽类)含量变化,在不同发芽阶段玉米提取液中,分别加入_____________试剂,比较颜色变化。该实验需要选用的器具有_____________(填序号)。 ①试管　②滴管　③量筒　④酒精灯　⑤显微镜 (2)为了检测玉米籽粒发芽过程中淀粉含量变化,将不同发芽阶段的玉米籽粒纵切,滴加_____________,进行观察。结果显示,胚乳呈蓝色块状,且随着发芽时间的延长,蓝色块状物变小。由此可得出的结论是____________________________________________________________________________________________________________________________。 (3)为了验证上述蓝色块状物变小是淀粉酶作用的结果,设计了如下实验:在1~4号试管中分别加入相应的提取液和溶液(如图所示),40 ℃温育30 min后,分别加入斐林试剂并60 ℃水浴加热,观察试管内颜色变化。请继续以下分析: ①设置试管1作为对照,其主要目的是____________________________________________________________________________________________________________________________。 ②试管2中应加入的X是____________________的提取液。 ③预测试管3中的颜色变化是_____________。若试管4未出现预期结果(其他试管中结果符合预期),则最可能的原因是_______________________________。 解析　(1)用双缩脲试剂检验蛋白质或多肽时,选用的器具有试管、滴管、量筒。(2)利用淀粉遇碘液变蓝色的原理可以检测淀粉,在用碘液检测玉米籽粒发芽过程中胚乳中淀粉含量的变化时,胚乳呈蓝色块状,且随着发芽时间的延长,蓝色块状物变小,说明玉米籽粒发芽过程中胚乳中的淀粉含量逐渐减少。(3)淀粉酶水解淀粉会形成还原糖,可用斐林试剂检测,据此可推测淀粉酶水解淀粉的情况。①设置试管1的主要目的是排除用于实验的淀粉溶液中含有还原糖。②该实验的目的是验证玉米籽粒发芽过程中淀粉逐渐减少是淀粉酶作用的结果,因此试管2中加入的X是发芽前玉米的提取液,检测发芽前玉米籽粒中是否含有还原糖。③斐林试剂本身的颜色是蓝色,水浴加热过程中,试管3中的颜色变化是由蓝色逐渐变成砖红色。试管4中未出现预期结果(其他试管中结果符合预期)最可能的原因是淀粉酶失活,导致淀粉没有被水解成还原糖。 答案　(1)双缩脲　①②③　(2)碘液　玉米发芽过程中胚乳的淀粉含量逐渐减少　(3)①排除用于实验的淀粉溶液中含有还原糖　②发芽前玉米　③蓝色→砖红色　淀粉酶已失活 微真题重体悟 1.(2023·北京卷,T1)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 解析　分析题意可知,该示踪剂由细胞能量代谢的主要能源物质改造而来,应是糖类,且又知该物质进入细胞后不易被代谢,可以反映细胞摄取能源物质的量,则该物质应是被称为“生命的燃料”——葡萄糖。B项符合题意。 答案　B 2.(2023·湖南卷,T1)南极雌帝企鹅产蛋后,由雄帝企鹅负责孵蛋,孵蛋期间不进食。下列叙述错误的是(　　) A.帝企鹅蛋的卵清蛋白中N元素的质量分数高于C元素 B.帝企鹅的核酸、多糖和蛋白质合成过程中都有水的产生 C.帝企鹅蛋孵化过程中有mRNA和蛋白质种类的变化 D.雄帝企鹅孵蛋期间主要靠消耗体内脂肪以供能 解析　帝企鹅蛋的卵清蛋白中N元素的质量分数低于C元素,A项错误;核酸、糖原、蛋白质的合成都经历了“脱水缩合”过程,故都有水的产生,B项正确;帝企鹅蛋孵化过程涉及基因的选择性表达,故帝企鹅蛋孵化过程中有mRNA和蛋白质种类的变化,C项正确;脂肪是良好的储能物质,雄帝企鹅孵蛋期间不进食,主要靠消耗体内脂肪以供能,D项正确。 答案　A 3.(2020·江苏卷,T1)下列关于细胞中无机化合物的叙述,正确的是(　　) A.自由水是生化反应的介质,不直接参与生化反应 B.结合水是细胞结构的重要组成成分,主要存在于液泡中 C.无机盐参与维持细胞的酸碱平衡,不参与有机物的合成 D.无机盐多以离子形式存在,对维持生命活动有重要作用 解析　自由水是生化反应的介质,有些水还直接作为反应物参与生物化学反应,如有氧呼吸,A项错误;结合水是组成细胞结构的重要成分,主要存在形式是水与蛋白质、多糖等物质结合,成为生物体的构成成分,而液泡中的水主要是自由水,B项错误;细胞中大多数无机盐以离子的形式存在,对维持细胞和生物体的生命活动有重要作用,能参与维持细胞的酸碱平衡,也能参与有机物的合成,如Mg2+是合成叶绿素的原料,C项错误、D项正确。 答案　D 4.(2020·海南卷,T1)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.磷脂水解的最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 解析　脂肪和糖原的元素组成都是C、H、O,A项错误;脂肪的最终水解产物是甘油和脂肪酸,B项错误;性激素属于固醇类物质,能激发和维持人体第二性征,C项正确;钙和磷是构成人体骨骼的主要成分,维生素D能有效促进人和动物肠道对钙和磷的吸收,D项错误。 答案　C 5.(2021·辽宁卷,T6)科研人员发现,运动能促进骨骼肌细胞合成FNDC5蛋白,该蛋白经蛋白酶切割,产生的有活性的片段被称为鸢尾素。鸢尾素作用于白色脂肪细胞,使细胞中线粒体增多,能量代谢加快。下列有关叙述错误的是(　　) A.脂肪细胞中的脂肪可被苏丹Ⅲ染液染色 B.鸢尾素在体内的运输离不开内环境 C.蛋白酶催化了鸢尾素中肽键的形成 D.更多的线粒体利于脂肪等有机物的消耗 解析　脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色,A项正确;有活性的片段鸢尾素通过体液运输作用于脂肪细胞,促进脂肪细胞的能量代谢,B项正确;蛋白酶切割FNDC5蛋白形成有活性的鸢尾素片段,蛋白酶催化肽键的断裂,C项错误;线粒体是有氧呼吸的主要场所,脂肪细胞线粒体增多,有利于脂肪细胞消耗更多的脂肪,D项正确。 答案　C 学科网（北京）股份有限公司 $$