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第②
课时
细胞中的无机物、糖类和脂质
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指出水大约占细胞重量的2/3,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,又是生命活动的重要能源物质。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还原糖、脂肪和蛋白质的检测。
知识自主梳理
细胞中的元素和化合物
1.细胞中的元素
(1)元素的种类、分类及存在形式
种类
细胞中常见的化学元素有20多种
大量元素:圆C,H.O、N、P、S
K,Ca、Mg等
元
类
素
微量元素:02Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等
桃据“会量”区公而蜂“重
季性”
存在形式
大多以☒化合物的形式存在
特别提醒
1.细胞中含量最多的4种元素是C、H、O、N。
2.大量元素和微量元素都是组成生物体的必需元素,但生物体内含有的元素不一定都是必需
元素,如人体内可能含有Pb,但Pb不是必需元素。
3.占玉米细胞干重最多的元素是O,占人体细胞干重最多的元素是C。
(②)生物界和无机自然界在元素组成上的统一性和差异性
①统一性:组成细胞的化学元素在无机自然界中都能找到,在元素sup1(O4)种类上具有统一
性。
②差异性:同一种元素在生物界和无机自然界中的sup1(O5)相对含量差别很大。
2.细胞中的化合物
1
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无机物
四水:鲜重含量最多
⑦无机盐:占细胞鲜重的1%~1.5%
般为G.H.O糖类
C、H,O、N
(有的含S)
有机物
☒蛋白质:干重含量最多
C.H,O,N,P四核酸:遗传信总的携
带者
C、H、O(有的含P基至N)脂质
二细胞中的无机物
1.水
(1)水的性质
带电荷分子或离子
良好溶剂
都容易与水结合
空间结
极
性
水
构及电
可
易断裂易形成.使水在常
子不对
分
称分布
温下呈液态,可流动
子
成氢
具有较回高的比热容,使水
的温度相对不易发生改变
(2)水的功能:细胞内良好的sup1(02)溶剂:细胞内的许多sup1(03)生物化学反应都需要水的
参与:多细胞生物体的绝大多数细胞必须浸润在以水为基础的supl(O4)液体环境中;还可以
sup1(O5)运送营养物质和代谢废物。
(3)细胞中水的存在形式和功能
细胞中水有两种形式,绝大部分的水呈游离态,可以自由流动叫作sup1(O6自由水;一部分
与细胞内的其他物质相结合,叫作supl(O7)结合水。supl(08)自由水是细胞内良好的溶剂,
supl(O9)结合水是细胞结构的重要组成部分,细胞内结合水的存在形式主要是水与supl(1O)
蛋白质、多糖等物质结合。
(④)自由水结合水与代谢、抗逆性的关系
在正常情况下,细胞内supl(1I)自由水所占比例越高,细胞的代谢就s\upl(l2)越旺盛:而结
合水越多,细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就supl(13)越强。
2.无机盐
2
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团
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存在
主要是4离子形式
某些化合
固Mg一叶绿素
如固Fe一血红素
物的组成
P→☑ATP、核酸.
成分
NADPH、磷脂
生理
维持细胞
功能
无
维持细
正常的酸如HC0和
碱平衡
H,C0,等
胞和生
盐
物体正
如
维持血浆渗如Na和
GI等
常的生
透压平衡
命活动
影响神经兴如Na和
奋性
Ca2等
对照组植物+完全培养液一→图正常
生长
验证
作用
1国正常生长
植物+只
一非必需
实验组缺元素X
的完全培
2四生长不正常
养液
一→补充团X后
☑生长正常一
X是必需元素
三糖类
1.糖类是重要的supl(01)能源物质。糖类分子一般是由sup1(O2)C、H、O三种元素构成。
糖类大致可以分为supl(O3)单糖、二糖、s\up1(O4)多糖等几类。
2.糖类的分类
六碳糖:supl(O5)葡萄糖,细胞生命活动所需的主要能源物质
单糖
五碳糖:supl(O6核糖,RNA组成成分:脱氧核糖,supl(O7)DNA组成成分
植物:麦芽糖,水解生成两分子supl(O8)葡萄糖;supl(O9)蔗糖,水解生成果糖
二糖
和葡萄糖
动物:乳糖,水解生成半乳糖和葡萄糖
植物:supl(10)淀粉,植物细胞中储能物质;纤维素,植物sup1(11)细胞壁主要
成分
多糖
动物:糖原,动物细胞储能物质,主要分布在人和动物的sup1(12)肝脏和肌肉中:
几丁质,又称为壳多糖,广泛存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼中
归纳总结
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不能水解单糖,如葡萄糖、果糖、
半乳糖、核游、脱氧核糖
按能否
可水解为
2分子单糖二糖,如蔗糖、乳糖、麦
茅糖
可水解为
多个单糖多糖,如淀粉、纤维素、
糖原、几丁质
动植物共有
前萄糖、核糖、脱氧核糖等
植物蔗糖、纤维素、淀粉、麦芽糖等
布
动物乳籍、糖原、几丁质
分
类
细脆生命活动的
主要能源物质
葡萄韬
参与细脆
按
结构组成
核糖、脱氧核糖、纤维素
能
储存能量
淀粉、糖原
甲壳类动物和昆虫
外骨格组成成分一几丁质
按是
是葡萄糖、果糟、半乳糖,麦芽糖、
否是
乳糖
还原
蔗糟、淀粉、纤维素、糖原
四脂质
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元素组成
圆C,H、O
饱和脂
脂肪
「肪酸
(三酰
结构组成「
三分子配脂肪酸
不饱和
甘油)
分子☒甘油
脂肪酸
功能网细胞内良好的储能物质;保
温、缓冲和减压
元素组成国除C、H、O外,还含有P
甚至N
脂
磷
结构组成一分子甘油、二分子脂肪酸
质
脂
一分子磷酸及其他衍生物
功能
构成©生物膜的重要成分
分布在人和动物的脑、卵细胞、肝脏
以及大豆种子中,含量丰富
元素组成回C、H、0
固
胆固醇:國构成动物细胞膜的
醇
重要成分,参与人体血液中
分类及
功能
脂质的运输
性激素:促进人和动物生殖器官
发育和生殖细胞形成
O©维生素D:促进人和动物肠
道对四钙和磷的吸收
特别提醒
1,磷脂是所有细胞必不可少的脂质,脂肪不参与生物膜的构成。
2.脂质中只有脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。
3.与糖类相比,脂肪中“C“H”含量高,面“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。
4.脂肪不是生物大分子,但脂肪也是以碳链为骨架的。
五糖与脂质的转化
1.血液中的葡萄糖除供细胞利用外,多余部分可以合成sup1(O1)糖原储存起来,还有富余
可以转化成stupl(O2)脂肪和某些supl(O3)氨基酸。
2.糖类在供应充足的情况下,可以大量转化为脂肪:而脂肪一般只在糖类供能不足时,才会
分解供能,而且不能大量转化为糖类。
六实验:检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1,检测原理(颜色反应)
(1)糖类的检测
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☑50~65℃水浴加
还原糖+sup1(O1)斐林试剂
→supl(03)砖红色沉淀。
(2)脂肪的检测:脂肪+苏丹Ⅲ染液-→sup1(04)橘黄色
(3)蛋白质的检测:蛋白质十supl1(O5)双缩脲试剂一一紫色。
2.材料的选择:要检测的物质含量高;sup1(06白色或无色。
3.实验步骤
(1)还原糖的检测和观察
待测组织样液2mL
s'upl(07)斐林试剂1mL(甲液和乙液supl(O8)等量混合均匀)
supl(09)水浴加热约2min(50~65℃)
砖红色沉淀
(2)脂肪的检测和观察
取材:花生种子(浸泡,去掉种皮)
切片:将子叶切成薄片,放入盛有清水的培养皿
中待用
①取最薄的切片,放在载玻片中央
②染色:滴2~3滴苏丹Ⅲ染液,染色3min
③去浮色:吸去染液,滴加1~2滴四体积
制片
分数为50%的酒精溶液
④制成临时切片:吸去酒精,滴一滴蒸榴
水,盖上盖玻片
观察:先在低倍显微镜下找到花生子叶的最薄
处,移到视野中央,将物像调节清晰,再用
高倍显微镜观察,视野中被染成皿橘黄色
的脂肪颗粒清晰可见
(3)蛋白质的检测和观察
待测组织样液2mL
6
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双缩脲试剂sup1(12)A液1mL,摇匀
双缩脲试剂sup1(13)B液4滴,摇匀
溶液呈supl(14)紫色
特别提醒
1.因为本实验是利用颜色反应进行检测,生物材料原有颜色会影响实验结果,所以应远白色
或无色的材料进行实验。
2.蛋白质中的肽键在碱性条件下能与C2+生成紫色络合物,所以先加双缩脲试剂A液营造
碱性环境,后加B液提供Cu2+。其中双缩脲试剂B液的量不能过多,因为过多的双缩脲试
剂B液会与双缩脲试剂A液反应生成C(OD,使溶液呈蓝色进而掩盖实骏生成的紫色。
易错判断
1.细胞中不存在无机自然界没有的特殊元素。(√)
2.细胞中微量元素很少,作用也很微小。(×)
3.不同种类的细胞其组成元素和化合物种类基本相同,但含量又往往有一定差异,这既体现
了细胞的统一性,又反映了细胞的多样性。(√)
4.细胞内的自由水和结合水都是良好的溶剂,都能参与物质运输和化学反应。(×)
5.同一植株中,老叶细胞比幼叶细胞中自由水的含量高。(×)
6.将作物秸秆充分晒干后,其体内剩余的物质主要是无机盐。(×)
7.磷脂是所有细胞必不可少的脂质。(√)》
8.植物细胞和动物细胞的组成成分都含有纤维素。(×)
9.脂肪、淀粉、糖原都是人体细胞内的储能物质。(×)
10.检测还原糖所用的试剂是斐林试剂,使用时需要把甲液和乙液混合后再加入待测溶液。(√
)
11.检测脂防所用的试剂是苏丹类染料,染色后需要用酒精洗去浮色。(√)
12.常用番茄、苹果等组织样液作为鉴定植物组织内还原性糖的实验材料。(×)
13.结合水是细胞结构的重要组成部分,为细胞代谢提供了重要的液体环境。(×)
14.结合水的存在形式主要是水与蛋白质、多糖等物质结合,失去流动性与溶解性,成为生
命体的构成部分。(√)
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15.自由水/结合水比值下降,细胞的代谢会随之减弱,且细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的
能力也会随之减弱。(×)
16.将种子晒干,其失去的主要是结合水,种子细胞仍然能够保持活性。(×)
17.无机盐在细胞中多为离子状态,进出细胞的方式都为主动运输。(×)
18.胆固醇是动物细胞膜的重要组成成分,不参与血液中脂质的运输。(×)
19.人和动物皮下组织中含量丰富的储能物质是糖原。(×)
经典考题训练
考向一通过对元素与化合物的推断,考查推理判断能力
[例1]下图①~⑤表示某些化学元素所组成的化合物,下列相关叙述正确的是()
5-①YC.H.0一3一6
A.若②是构成细胞膜的主要成分,则具有物种的特异性
B.若④存在于皮下等部位,则④这类物质只存在于动物细胞
C.若⑤为人体某种蛋白质,则①中可能含有硒元素
D.若⑥主要在人体肝脏和肌肉内合成,则③只存在于动物细胞
答案:C
解析:分析题图,②是由C、H、O、N、P五种元素组成,若②是构成细胞膜的主要成分,
则为磷脂,其无物种的特异性,A错误:④由C、H、O组成,若④存在于皮下等部位,则
④为脂肪,动植物细胞中均含有,B错误:若⑤为人体某种蛋白质,则①为氨基酸,其R基
中可能含有硒元素,C正确:⑥由C、H、O组成,若⑥主要在人体肝脏和肌肉内合成,则
⑥为糖原,③为葡萄糖,而葡萄糖是动植物细胞共有的糖,D错误。
[例2]下列各组物质中组成元素都相同的是()
A.淀粉和淀粉酶
B.ATP和RNA
C.丙酮酸和丙氨酸
D.胰岛素和纤维素
答案:B
解析:淀粉是多糖,组成元素是C、H、O,淀粉酶是蛋白质,组成元素至少包括C、H、O、
N,A错误:ATP和RNA的组成元素都是C、H、O、N、P,B正确:丙酮酸组成元素是C、
H、O,丙氨酸的组成元素是C、H、O、N,C错误:胰岛素是蛋白质,组成元素是C、H、
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O、N、S,纤维素是多糖,组成元素是C、H、O,D错误。
考向二围绕细胞中水的存在形式和功能,考查生命观念
[例3)](2024江西,5)农谚有云:“雨生百谷”。“雨”有利于种子的萌发,是“百谷”丰收
的基础。下列关于种子萌发的说法,错误的是()
A.种子萌发时,细胞内自由水所占的比例升高
B.水可借助通道蛋白以协助扩散方式进入细胞
C.水直接参与了有氧呼吸过程中丙酮酸的生成
D.光合作用中,水的光解发生在类囊体薄膜上
答案:C
解析:种子萌发时,细胞代谢会增强,可推知细胞内自由水的比例升高,A正确;水进入细
胞的方式包括自由扩散和协助扩散,其中通过水通道蛋白进入细胞的方式属于协助扩散,B
正确:有氧呼吸过程中,丙酮酸是在第一阶段通过葡萄糖分解产生的,该阶段水没有直接参
与丙酮酸的生成,而第二阶段丙酮酸分解产生CO2和H]的过程需要消耗水,C错误:光合
作用的光反应阶段,叶绿体中的光合色素吸收的光能可以将水分解,该过程发生在类囊体薄
膜上,D正确。
[例4纠(2021全国乙卷)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
答案:C
解析:细胞的有氧呼吸过程第二阶段消耗水,第三阶段产生水。
题后归纳
衍射法归纳细胞中的水
9
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自由扩散和
协助扩发
方式
存在
形式
自由水一结合水
抗利尿激素
调节
①多梅、蛋白质
①有氧呼吸第
脂肪分解(水解)
三阶段
②光反应中水的
②氨基酸脱水
分解
缩合
③有氧呼吸第三
③多糖的合成
阶段中水的利用
④ADP形成
④ATP的水解
ATP
考向三围绕无机盐的功能,考查理解能力和实验探究能力
[例5)]“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下表所示。以
下说法错误的是(
培养液所含主要成分的质量浓度/(mgL一1)
组别
培养液类别
KNO3
CaCl2·2H2O
MgSO4·7H2O
NH2SO
甲组
完全培养液
25000
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.该实验证明镁是合成叶绿素的必需元素
C.若乙组出现“焦边”现象,则两组实验结果可以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
答案:B
[例6](不定项列下列关于元素与人体健康的描述,不正确的是()
A.下是构成人体的大量元素,缺乏时会出现一定程度的贫血
B.人体内Na+缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低,最终引起肌肉酸痛、无力等
C.细胞外液渗透压的90%以上来源于Ca2+,血液中Ca2+含量太低会出现抽搐
D.I是甲状腺激素的组成成分,缺乏时可能会引起神经系统兴奋性减弱
答案:AC
10