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第2讲:细胞中的无机物、糖类和脂质
考点1:细胞中的元素和化合物、无机物
考点2:有机物:糖类和脂质的种类及作用
考点3:检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
必属精品
1
细胞有选择地从无机环境获取元素
生物体总是和外界环境进行着物质交换
生态系统物质循环
组成细胞的元素在自然界都能找到
细胞与非生物相比,各种元素的相对含量又大不相同
统一性
含量
差异性
种类
原因
细胞膜的功能特点:
细胞膜的功能:
①将细胞与外界环境分隔开;
②控制物质进出细胞。
选择透过性
考点1: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
元素
有选择地从无机自然界中获取
大量元素:
微量元素:
C、H、O、N、P、S、K、 Ca、Mg等
Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu等
最基本元素:
基本元素:
C
C、H、O、N
核心元素(碳链参与构成生物大分子的基本骨架)
大多以化合物的形式存在(教材P17)
含量
作用
来源
分类依据
存在形式
常见20多种
铁猛碰新木桶
(干重、鲜重均最多)
②元素种类和存在形式
考点1:细胞中的元素和化合物、无机物
1、组成细胞的元素
人体:鲜重:
主要元素:
C、H、O、N、P、S
干重:
玉米:干重:
人干重中C最多,蛋白质多
玉米干重中O最多,纤维素多
(必修 “思考·讨论”)玉米细胞和人体细胞干重中含量较多的四种元素都是C、、、,在玉米细胞中的含量大小关系为 ,而在人体细胞中的含量大小关系为 ,这是为什么?
玉米和人都是生物,组成它们的主要成分都是糖类、脂质和蛋白质等物质,这些物质均含有C、、 ,蛋白质中还含有大量的 。玉米细胞中含糖较多,人体细胞中含蛋白质较多
缺Fe:
血红素的重要组成成分,人体患缺铁性贫血
缺B:
华而不实(只开花不结果)
缺Zn:
食欲减退、免疫力下降、影响生长发育等
缺Mg:
影响植物叶绿素合成,影响光合作用
缺Ca:
骨骼:儿童患佝偻病;成年人会患骨质疏松症;
人血液中缺钙:抽搐;血液中钙偏高:肌无力
缺I:
成年:甲状腺肿大 幼年:呆小症
③元素缺乏与疾病的相关性
考点1:细胞中的元素和化合物、无机物
1、组成细胞的元素
考点1:细胞中的元素和化合物、无机物
1、组成细胞的元素
注意:
a.微量元素含量虽少,但其生理作用不可替代,大量元素和微量元素都是必需元素。
b.生物体内的元素不一定都是必需元素,如人体可能含有Pb(铅),不是必需元素。
c.人体活细胞中氧的含量最多,但氢原子的数量最多。
判断:Mg参与构成叶绿体中的各种色素( )
d.叶绿素:C、H、O、N、Mg ;胡萝卜素:C、H ;叶黄素:C、H、O
❌
5
水
无机盐
蛋白质
核酸
(胆固醇、性激素、维生素D)
·
(活细胞)
脂肪
固醇磷脂
C、H、O、P(N)
C、H、O
2、细胞中的主要化合物
(70%~90%)
的化合物
为燃烧后的灰烬
(7%~10%)
(1%~1.5%)
(1%~1.5%)
一般为
(1%~2%)
Q:糖类的元素为C、H、O?
N主要存在于蛋白质的-CO-NH-中
Q:N元素主要存在于蛋白质的哪里?
3.正确区分鲜重、干重的元素和化合物的含量(以人体细胞为例)
O>C>H>N
水>蛋白质
C>O>N>H
判断:在沙漠植物仙人掌的活细胞中含量最多的化合物是蛋白质( )
❌
蛋白质
干重下,含量最多的化合物:
干重/鲜重时,含量最多的有机化合物:
蛋白质
4、细胞中的无机物
(1)细胞中的水
①细胞中水的含量
水生生物>陆生生物
a.不同生物的含水量____
不同
同一生物:幼年>成年>老年
男生>女生
b.同一生物在不同的生长发育时期,含水量____
不同
c.同一生物,不同组织、器官的含水量____
不同
牙齿含水最少,眼睛含水最多
衰老的细胞,细胞内的水分减少(主要是自由水),细胞萎缩,体积变小,新陈代谢变慢。
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4、细胞中的无机物
(1)细胞中的水
②细胞中水的分子结构及特性
a.水是极性分子,它的空间结构和电子的不对称分布,使很多物质都可以在水中溶解。
B.水分子间能形成氢键。氢键极易形成和断裂,氢键不断地断裂,又不断地形成,使水在常温下维持液态;
水是良好的溶剂
C.由于氢键的存在,水又有较大的比热容,水不易受温度影响,有较高的热稳定性,对维持生命系统的稳定性十分重要。
水具有流动性
氢 键
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4、细胞中的无机物
(1)细胞中的水
③细胞中水的存在形式和功能
细胞结构
化学反应
液体环境
(约占95.5%)
(约占4.5%)
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旺盛
差
弱
增强
④自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系
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⑤细胞中的水知识整理
下丘脑合成分泌,垂体释放,升高,减少水的排出
磷酸二酯键的形成(叶、线、细胞核)
(类囊体薄膜)
(线粒体基质)
脱水缩合
(线粒体内膜)
(水通道蛋白)主要
吸能反应
放能反应(与吸能反应相联系)
(与放能反应相联系)
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自由水含量升高,代谢速率加快
自由水
(大部分)
(浸泡在水中,
适宜条件下可萌发)
考查角度:
种子
晒干
烘烤
(不可萌发)
结合水
灰烬
燃烧
(无机盐)
4、细胞中的无机物
(2)细胞中的无机盐
存在形式:
大多数以离子形式,部分以化合物,如CaCO3构成骨骼、牙齿
吸收方式:
主动运输(主)
协助扩散:
耗能
如Na+内流
K+外流
(动作电位)
(静息电位)
作用:
组成复杂化合物。
可维持细胞和生物体的生命活动。
Mg2+ 叶绿素
Fe2+ 血红素
如 I- 甲状腺激素
成年缺碘:甲状腺肿
幼年缺碘:呆小症
如 血钙过高 肌无力
血钙过低 抽搐
Na+缺乏引起神经、肌肉细胞兴奋性降低
低钾
心跳加快
高钾
心跳过缓
例子:Ca是骨骼、牙齿组成,儿童佝偻病,成年软骨病、老人骨质疏松
对维持细胞和生物体正常渗透压、酸碱平衡很重要。
人体内环境的pH值维持在7.35~7.45之间
缓冲物质(血浆内):
H2CO3/NaHCO3(主要) ;
NaH2PO4/Na2HPO4
如Na+、Cl-维持细胞外液渗透压
K+维持细胞内液渗透压
细胞膜外:Na+高K+低
细胞膜内:Na+低K+高
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①常考无机盐功能归纳整合
可用35S标记蛋白质
成人缺碘:地方性甲状腺肿
可用32P标记DNA
协助扩散
内流:协助扩散
协助扩散
细胞中的无机物
细胞中的无机盐
A.实验设计
对照组:
植物+完全培养液
正常生长
实验组:
植物+只缺X的培养液
正常生长
X不是必需元素
生长不正常
加入X
生长正常
X是必需元素
②探究某种矿质元素是否是植物生长的必需元素
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细胞中的无机物
细胞中的无机盐
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。
②实验组用只缺X的培养液,对照组用完全培养液,不能用蒸馏水作对照。
③实验组加入X的目的是二次对照,使实验组前后自身对照,以增强说服力。
B.实验成功关键点
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C.实验设计遵循的原则
单一变量原则和等量原则
对照原则(为使实验结果有可信度,需设置对照组)
科学性原则
平行重复原则(避免偶然性,需多做几组平行实验)
(实验组和对照组相比只能有一个变量)
(无关变量相同且适宜)
项目 水分吸收 矿质元素吸收
区别 水分吸收为渗透作用,
不需要ATP 矿质元素吸收主要为主动运输,需要ATP
联系 (1)都发生在根毛区;
(2)矿质元素需要溶于水中才能进行;
(3)矿质元素的吸收增加细胞液浓度,从而促进水的吸收;
(4)水分能及时将吸收的矿质元素运走,在一定程度上也促进了矿质元素的吸收
矿质元素吸收和水分吸收的关系
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02
归纳总结
A.种子萌发时,吸收水分,自由水增多,代谢增强
B.种子晒干,自由水减少,代谢减弱,利于储存。
C.晒干的种子,经过加热,失去结合水,细胞的结构被破坏,不能萌发。
D.种子成熟:水分减少,自由水下降、结合水上升,代谢减弱,抗逆性增强。
微专题:探究种子形成与萌发过程中物质的变化
1、种子发育及处理过程中水的变化
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02
2、种子成熟和萌发过程中的物质变化
种子成熟
种子萌发时
有机物变化
有机物干重
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氧元素增加),然后再减少(只呼吸,无光合)。
可溶性糖→淀粉(小麦玉米等淀粉种子)
非蛋白质 蛋白质(大豆种子)
自由水→结合水→自由水
糖类→脂肪(油料种子)
→可溶性糖
→甘油、脂肪酸→糖类
→非蛋白质
增加
(非黑暗下,光合大于呼吸)
一般下降
非油料种子萌发:未长出叶,只呼吸,无光合作用,干重下降
待长出叶,光合大于呼吸,有机物增加。
种子萌发时,有机物种类增加。且吸收水分导致鲜重增加。
激素变化:
脱落酸降低,赤霉素、生长素、细胞分裂数增加。
脱落酸增加,赤霉素、生长素减少。
呼吸速率:
有机物迅速积累时,呼吸速率加快,当接近成熟时,呼吸速率逐渐减慢
长出胚根前,以无氧为主,长出胚根后,以有氧为主
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。
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。
3、种子萌发时吸水和呼吸方式变化
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02
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。是亲水胶体吸水并使其膨胀的现象。
未形成液泡的细胞靠吸胀作用为动力的吸水过程。 (如风干种子的吸水)。分生组织细胞主要也靠吸胀作用吸水。
急剧吸水
暂停吸水
重新吸水
亲水性:蛋白质>淀粉>脂肪
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
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02
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
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02
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
胚根突破种皮后,O2的吸收量大大增加,此时进行的主要是有氧呼吸。
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02
例.判断
①自由水主要存在于血浆、组织液、淋巴。( )
②水影响光合作用强度的主要原因是水影响气孔的开闭。( )
③秋冬季节,蒸腾作用弱,吸水减少,结合水含量相对提高有利于植物抗寒提高。( )
④细胞内自由水∕结合水比例升高,则代谢旺盛,反之,则代谢缓慢,如衰老细胞与癌细胞相比,前者该比例下降,后者该比例升高。( )
P一123
⑤小麦种子中水分减少的主要原因是植物吸收的水分减少( )
×
√
√
√
×
细胞内液
自由水散失过多
【考向分析】
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02
[2020·高考全国卷Ⅰ]农田施肥的同时,往往需要适当浇水,此时浇水的原因是__________________________________________________________。
肥料中的矿质元素(或无机盐)只有溶解在水中才能被作物根系吸收
体现了水是良好的溶剂
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