2025届高三生物一轮复习课件：细胞中的无机物、糖类和脂质

第2课时　 细胞中的无机物、糖类和脂质 课标 要求 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.活动：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。 考情 分析 1.细胞中的元素和化合物 2024·重庆卷，2；2023·全国乙卷，2；2022·江苏卷，1 2.水和无机盐 2024·新课标卷，2；2024·河北卷，1；2024·浙江1月选考，2；2024·贵州卷，1；2024·湖南卷，8；2024·江西卷，5；2022·全国甲卷，1 3.糖类的种类和功能 2023·福建卷，1；2023·新课标卷，1；2023·北京卷，1；2023·重庆卷，2；2022·重庆卷，5；2022·浙江1月选考，9 4.脂质的种类和功能 2024·新课标卷，1；2024·甘肃卷，1；2024·北京卷，3；2024·湖南卷，1；2023·福建卷，1；2023·湖北卷，3；2022·全国甲卷，1 5.检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 2023·全国乙卷，1；2023·江苏卷，9；2022·江苏卷，5；2022·北京卷，12；2022·重庆卷，11 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)生物界与非生物界的统一性和差异性： 生物界和非生物界具有统一性： 组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到，没有一种化学元素是细胞所特有的。 生物界和非生物界具有差异性： 细胞中各种元素的相对含量与无机自然界的大不相同。 (2)组成细胞的元素具有统一性和差异性： 统一性： 不同生物体内所含元素种类基本相同。 差异性： 不同生物体内每种化学元素的含量不完全相同，同一生物体内不同化学元素的含量不同。 考点一 细胞中的元素和化合物、无机物 (2)种类：常见的有________多种。 20 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 虽分为大量和微量，但都是必需元素，缺一不可。 含量前四的元素：_____________________。 C、H、O、N （3）构成细胞的最基本元素--______。 (4)存在形式：大多以_____________的形式存在。 化合物 C 原因：________________________________________________________________。 组成生物体的生物大分子是以碳链为基本骨架形成的 组成人体和植物细胞的主要的元素 （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） 人体细胞和玉米细胞主要元素干重的百分比 (5)主要元素参与构成的物质： C:在细胞干重中一般含量最多，是________元素。是构成有机物的核心元素。 H:参与构成水和有机物。是细胞中___________最多的元素。 O:在细胞_____中含量最多，参与构成水和有机物。 最基本 原子个数 鲜重 N:主要参与构成______________________________________________有机物。 蛋白质、核酸、ATP、NADPH、NADH等 P:主要参与构成______________________________________等有机物。 核酸、ATP、NADH、NADPH、磷脂 S:主要参与构成某些____________。 蛋白质 (6)同位素和同位素标记法： 同位素并非都具有放射性，如15N、18O无放射性，3H、14C、32P、35S 有放射性。 高中课本出现的涉及到同位素的实验主要如下： 用_____标记__________，研究分泌蛋白合成运输过程。 用 18O 分别标记H2O和CO2，追踪光合作用产生的O2来自于哪里，结果证明O2来自于_________。 用 14C 标记CO2，探究得到卡尔文循环的碳元素去向依次是____________________。 用___________分别标记噬菌体DNA和蛋白质，证明DNA是遗传物质。 用________标记DNA，证明DNA的半保留复制方式。 3H 亮氨基酸 H2O CO2→C3 →（CH2O） 32P、35S 15N 考点一 细胞中的元素和化合物、无机物 2.组成细胞的化合物 (1)种类 细胞内含量最多的化合物是_____;含量最多的有机化合物是__________。 水 蛋白质 细胞中化合物 无机化合物 __________（70-90%） __________（1-1.5%） 有机化合物 __________（干重中含量最多） __________（主要的能源物质） __________（组成元素一般是C、H、O） __________（生物的遗传物质） 水 无机盐 蛋白质 糖类 脂质 核酸 考点一 细胞中的元素和化合物、无机物 2.组成细胞的化合物 (2)各种化合物的元素组成 糖类(几丁质等除外) 脂肪、固醇 +N（S、Fe等） +N、P 蛋白质 磷脂、ATP、NADPH、NADN、核酸等 +N、Mg 叶绿素 C、H、O 练习： 写出下列重要化合物或结构的元素构成： (1)单糖、二糖和多糖(几丁质除外)，以及脂肪、固醇的元素组成都是____________。 (2)所有蛋白质均有的元素为C、H、O、N，有的蛋白质还含有________等。 (3)叶绿素的元素组成是C、H、O、N、________。血红素的元素组成是C、H、O、N、________。甲状腺激素中含有________等。 (4)DNA、RNA、ATP和NADPH的元素组成是C、H、O、________。磷脂含C、H、O、P，大部分还含N。 (5)在构成细胞的结构中，生物膜、染色体、核糖体和叶绿体等含C、H、O、________。 C、H、O S Mg Fe I N、P N、P 考点一 细胞中的元素和化合物、无机物 3.细胞中的水 (1)水的特性 水是极性分子，带正电或负电的分子容易与之结合，故是良好溶剂。 水分子之间容易形成氢键也容易断裂，保证水分子具有流动性。 由于氢键的存在，水分子具有较大的比热容，水的温度可以保持稳定性。 考点一 细胞中的元素和化合物、无机物 3.细胞中的水 (2)水的存在形式和功能 存在形式 自由水 结合水 概念 含量 多、占细胞水分的95.5% 少、占细胞水分的4.5% 功能 是细胞结构的重要组成部分 相互关系 自由水与结合水可以相互转换 与代谢和抗性之间的关系 水以游离的形式存在，可以自由流动，叫做自由水。 与细胞内的其他物质相结合，叫做结合水。 ①细胞中的良好溶剂； ②参与细胞内的许多生化反应； ③运输营养物质和代谢废物； ④为细胞提供液体环境。 含量高，新陈代谢旺盛，抗逆性差。 含量高，新陈代谢慢抗逆性强。 将种子放在阳光下2天 重量 减轻 ________大量散失 自由水 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 自由水 晒干的种子不浸泡 不萌发 自由水 _______少，代谢弱。 将种子放在试管中，用酒精灯加热。 管壁上有水珠 失去的主要是结合水 失去结合水的种子浸泡 不萌发 失去结合水的种子失去生理活性 实例： (3)生物体内水的代谢和调节 调节 产生 消耗 ①暗反应（叶绿体基质） ②有氧呼吸第三阶段（线粒体内膜） ③ ATP的合成（叶绿体、线粒体、细胞质基质） ④单糖合成多糖（内质网、高尔基体） ⑤氨基酸脱水缩合（核糖体） ⑥ DNA分子复制、转录（细胞核、叶绿体、线粒体） ①光反应（叶绿体类囊体薄膜） ②有氧呼吸第二阶段（线粒体基质） ③ ATP的水解（细胞质基质、叶绿体基质） ④肝糖原水解（肝细胞） ⑤淀粉、蛋白质、脂肪消化 ⑥ DNA、RNA的水解 抗利尿激素 渗透作用&水通道蛋白 吸收 实例 肾小管和集合管对水的重吸收 自由扩散 生物体散失 植物通过蒸腾作用散失水分 人体汗腺分泌汗液，蒸发散热维持体温稳态 练习：　 回答下列有关水的问题： (1)有氧呼吸时，在线粒体基质中水是______，在线粒体内膜上水是______(填“底物”或“产物”)。 光合作用中水被分解的场所是____________________。在细胞内，结合水与________________结合在一起，作用是细胞________________________。 底物 产物 类囊体薄膜腔内侧 蛋白质和多糖 结构的重要组成部分 考点一 细胞中的元素和化合物、无机物 4.细胞中的无机盐 吸 收方 式 细胞中的无机盐 主要是以离子的形式存在 一般为主动运输 存 在形 式 作用 组成细胞中某些复杂的化合物 维持细胞和生物体的生命活动 维持生物体内的酸碱平衡和细胞的渗透压 I- →甲状腺激素 Mg2+→叶绿素 Fe2+ →血红蛋白 哺乳动物血钙过高→肌无力；血钙过低→抽搐 Na+ 、K+ 、Cl- 、HPO42-、HCO3-等 提醒：水、无机盐是细胞需要的营养物质，但不能为细胞的生命活动提供能量。 考点一 细胞中的元素和化合物、无机物 4.细胞中的无机盐 探究某种矿质元素是否是植物生长的必需元素实验流程 生长状况相同的正常同种植物分两组 甲组：缺Fe的完全培养液 乙组：完全培养液 出现缺乏症 加入Fe元素再培养 缺乏症消失 Fe为植物生长的必需元素 植物正常生长 植物正常生长 Fe为植物生长的非必需元素 提醒：实验过程中存在两次对照，甲乙两组的空白对照和甲组实验组的自身对照。 练习： 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%。下列有关无机盐的叙述，错误的是________ ①人体中的无机盐都以离子形式存在 ②人体血液中的Ca2＋含量过低会引发抽搐 ③人体内Na＋缺乏会引发肌肉酸痛、无力 ④大量出汗后饮用淡盐水有利于维持体内渗透压 某地玉米植株矮小，根系发育差，叶片小呈暗绿偏紫色，缺少________元素。 ① P 练习： [2020·全国卷Ⅰ，30(2)]农田施肥的同时，往往需要适当浇水，此时浇水的原因是_________________________________________________________ (答出1点即可)。 肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收 提醒： 植物根部吸收水和吸收矿质元素是两个相对独立，但又有关联的过程。 关联性体现在： 矿质元素必须溶解在水中才能被根系吸收（矿质元素必须处于离子状态才能吸附在根表细胞表面）； 矿质元素的吸收会升高根系细胞的渗透压，从而促进水分的吸收和运输。 独立性体现在： 矿质元素的吸收主要通过主动运输；水分吸收通过主要通过渗透作用。 两者的动力来源和分配方向也不同。 考点二 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颜色反应。 还原糖的检测： 醛基 + Cu2+ 水浴加热 Cu2O （还原糖） （新制Cu(OH)2） 砖红色沉淀 蓝色 蛋白质的检测： 肽键 + Cu2+ 碱性环境 络合物 （两个以上） 紫色 蓝色 脂肪的检测： 苏丹Ⅲ是一种脂溶性偶氮染料，能与脂肪发生物理结合呈橘黄色。 考点二 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 2.还原糖的检测 且必须是富含可溶性还原糖 属于还原糖的有：单糖、麦芽糖、乳糖 属于非还原糖的有：蔗糖、多糖 斐林试剂要现用现配，将甲液（0.1 g/mL NaOH溶液）和乙液（0.05g/mLCuSO4溶液）等量混合均匀后注入匀浆中。 考点二 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 3.蛋白质的检测 双缩脲试剂是使用时先加1mlA液（0.1g/mLNaOH溶液），再加4滴B液（0.01g/mLCuSO4溶液），若先加B液或B液过量，则会生成Cu(OH)2，干扰颜色反应。 考点二 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 斐林试剂和双缩脲试剂的使用对比 斐林试剂 双缩脲试剂 成分 使用 方法 实质 甲液 0.1 g/mL NaOH溶液 乙液 0.05 g/mL CuSO4溶液 A液 0.1 g/mL NaOH溶液 B液 0.01 g/mL CuSO4溶液 A液 B液 使用时先加A液摇匀，再加B液摇匀 甲液 乙液 水浴 加热 甲液和乙液等量混合均匀后使用，且需现配现用、水浴加热。 还原糖中的醛基把Cu(OH)2 还原为Cu2O（砖红色） 具有两个以上肽键的化合物在 碱性条件下与Cu2+反应，生成 紫色络合物 考点二 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 4.脂肪的检测 脂肪的检测可以使用显微镜，也可以不使用显微镜。使用显微镜观察时会用到试剂50%的酒精溶液，作用是洗去浮色。 切片要厚薄均匀，如厚薄不均就会导致观察时有的地方清晰有的地方模糊 练习： 检测生物组织中的糖类、脂肪、蛋白质时，需根据实验要求选择合适的实验材料。请根据表中所列材料回答下列问题： 可供实验的材料 柑橘 西瓜 黄豆 黑豆 花生种子 大米 苹果 血红蛋白 (1)根据生物组织中的有机物可与某些化学试剂发生特定的________反应，检测生物组织中某种有机物的存在。如将表中材料________制成匀浆，其中的淀粉遇碘变成蓝色。 颜色 大米 (2)表中可作为检测还原糖的最理想材料是_______________，原因是该材料组织细胞____________________________________。 检测过程：向试管中加入2 mL待测组织样液，加入1 mL斐林试剂混匀，然后置于温度为________ ℃水浴锅中加热约2 min；颜色变化过程是蓝色→________→砖红色。 苹果 富含还原糖且果肉颜色接近无色 50～65 棕色 可供实验的材料 柑橘 西瓜 黄豆 黑豆 花生种子 大米 苹果 血红蛋白 (3)表中可作为检测脂肪的最理想材料是______________，检测时需将材料切片、染色；用苏丹Ⅲ染液染色后要用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色，依据的原理是__________________。制成临时装片后，将临时装片放在显微镜下观察，如果焦距已经调好，但发现视野中有的地方清晰，有的地方模糊，原因可能是______________。 花生种子 苏丹Ⅲ可溶于酒精 切片厚薄不均 (4)表中可作为检测蛋白质的最理想材料是________。检测过程：先向试管内加入2 mL待测组织样液；然后向试管内加入1 mL双缩脲试剂A液，摇匀；再向试管内加入4滴双缩脲试剂B液，摇匀。只加4滴双缩脲试剂B液而不能过量的原因是________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 黄豆 加入双缩脲试剂B液过多，可能会产生蓝色沉淀影响观察，且其本身的蓝色也可能会掩盖紫色 练习： 现有无标签的稀蛋清、葡萄糖、淀粉和淀粉酶溶液各一瓶。可用双缩脲试剂、斐林试剂和淀粉溶液将它们鉴定出来。请简要说明操作过程和实验结果。 提示： ①用双缩脲试剂将上述4种溶液区分为两组，其中发生显色反应的一组是稀蛋清和淀粉酶溶液，不发生显色反应的一组是葡萄糖和淀粉溶液。 ②用斐林试剂区分不发生显色反应的一组溶液，有砖红色沉淀生成的是葡萄糖溶液，没有砖红色沉淀生成的是淀粉溶液。 ③将淀粉溶液分别加入发生显色反应的两种溶液，一段时间后，用斐林试剂分别处理上述两种混合液，观察到无明显颜色变化的溶液是稀蛋清溶液，出现砖红色沉淀的溶液是淀粉酶溶液。 考点三 细胞中的糖类和脂质 1.细胞中的糖类 （1）分类 糖类分子一般由C、H、O三种元素构成，有些糖类还含有N，如几丁质。 按照糖类分子能否水解及其水解产物的情况，可以将糖类分为： ① 单糖： ② 二糖： ③ 多糖： 不能水解的糖； 水解后能够生成两分子单糖的糖； 水解后生成多分子单糖的糖。 ① 单糖： 五碳糖 六碳糖 核酸的组成成分（结构物质） 细胞生命活动的主要能源物质 提醒：葡萄糖等单糖能被人体细胞直接吸收； 半乳糖多存在于动物体内；果糖多存在于植物体内。 （2）功能 ② 二糖： 葡萄糖 半乳糖 葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖 果糖 乳糖 蔗糖 麦芽糖 人和动物乳汁中含量丰富 甘蔗、甜菜中含量丰富 发芽的小麦等谷粒中含量丰富 二糖可以水解成两单糖后供能，动物细胞不能直接吸收二糖。 ③ 多糖： 淀 粉： 纤维素： 糖原： 几丁质： 单体都是葡萄糖 植物细胞内的主要储能物质 构成植物细胞的细胞壁 动物细胞内的储能物质 功能不同主要是空间结构不同 昆虫、甲壳动物的外骨骼组成成分 N-乙酰葡萄糖胺 多糖 二糖 单糖 酶 水解 淀粉 麦芽糖 酶 水解 葡萄糖 酶 氧化分解 释能 练习： ①葡萄糖　②蔗糖　③麦芽糖　④乳糖　⑤纤维素　⑥淀粉　⑦几丁质 ⑧糖原 (1)糖类分子一般由C、H、O三种元素构成，有些糖类还含有N，如________(填序号，下同)。 (2)可被人体消化道直接吸收的是________；植物细胞中的二糖是________；可用斐林试剂检测的糖是________；动物细胞中储存能量的物质是________。组成昆虫、外骨骼的糖________。 ⑦ ① ②③ ①③④ ⑧ ⑦ 考点三 细胞中的糖类和脂质 2.细胞中的脂质 种类 元素组成 生理功能 脂肪 磷脂 固醇 胆固醇 性激素 维生素D C、H、O C、H、O、N、P C、H、O ①细胞内良好的储能物质 ②缓冲，减压，保温 构成细胞膜的重要成分 ①动物细胞膜的重要成分 ②参与血液中脂质的运输 促进人和动物肠道对钙和磷的吸收， 异常：抗维生素D佝偻病(伴X显) （1）分类和功能 ①促生殖器官发育和生殖细胞形成； ②激发和维持第二性征 （2）特点 相对于糖类，脂质分子O含量低，C、H含量高，其氧化分解时会消耗更多的氧气，释放更多的能量。 脂肪是良好的物质；相比于小麦种子，花生种子要浅播；花生种子的呼吸熵<1。 通常不溶于水，易溶于脂溶性有机溶剂。 （3）脂肪 脂肪是甘油和三分子脂肪酸合成的甘油三酯，又称为三酰甘油。 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。 （4）糖类和脂质的比较 糖类 项目 脂质 C、H、O 元素组成 C 、 H 、 O，有些含有N 、P 单糖、二糖、多糖 种类 脂肪、磷脂、固醇 淀粉：叶绿体；纤维素：高尔基体 糖原：主要是肝脏、肌肉 合成 部位 主要是内质网 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。 生理 作用 ①生物体的储能物质（脂肪） ②构成细胞膜的重要成分（磷脂） ③调节新陈代谢和生殖发育(性激素) 糖可以大量转化为脂肪；脂肪不能大量转化为糖类。一般只在糖类供能不足时，才会分解供能。 练习： 细胞中的脂质种类繁多，结构与功能也有所不同。下列关于脂质的比较，错误的是________ ①与动物脂肪相比，植物脂肪脂肪酸的饱和程度更高，室温下呈液态 ②磷脂与脂肪的不同之处在于甘油的一个羟基与磷酸及其他衍生物结合 ③磷脂与胆固醇都是构成细胞膜的成分，但构成磷脂的元素种类更多 ④脂肪与胆固醇都会出现在血液中，胆固醇会参与人体血液中脂质的运输 ① 练习： (2025·河南漯河高中模拟)种子成熟是种子发育阶段之一，发生在母株上。种子萌发是指种子成熟后从母株上脱落，遇到适宜的气候和温度等条件形成幼苗的过程。下列叙述错误的是(　　) A.种子成熟过程中有机物干重会增加，主要来源于光合器官的光合产物输入 B.油菜种子与小麦种子相比，播种时更适合浅播的是前者 C.种子萌发过程中有机物种类和含量变化，主要受植物激素的调节 D.导致油菜种子萌发初期干重增加的主要是C元素 D 种子的代谢特点与化合物含量变化 (1)种子的水含量变化 (2)种子中的有机物及检测 (3)种子萌发过程中的物质代谢 如上图所示，在种子萌发的第Ⅰ阶段，种子快速吸水，呼吸速率上升，子叶展开之前，萌发种子的干物质一般会出现质量减少而种类增多的现象，主要原因是种子不进行光合作用制造有机物，但进行细胞呼吸消耗有机物；在种子萌发的第Ⅱ阶段，细胞产生CO2的量要比消耗O2的量大得多，说明此期间主要进行无氧呼吸。 (4)种子形成和萌发过程中糖类和脂质的变化 变化 种子类型 非油料作物种子(如小麦) 油料作物种子(如大豆) 种子形成时 可溶性糖(还原糖)→淀粉 糖类→脂肪 种子萌发时 淀粉→可溶性糖(还原糖) 脂肪→甘油、脂肪酸→糖类 ①种子形成时，光合作用产物的输入导致其干重增加。 ②种子萌发时，吸收水分导致其鲜重增加，非油料作物的种子由于只进行细胞呼吸导致干重减少，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增加了氧元素)，然后再减少。 $$