2027届高三生物一轮复习课件 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 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.活动：检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质。 考情 分析 1.细胞中的元素 2025·江苏卷，1；2025·北京卷，1；2025·云南卷，1；2024·重庆卷，2；2023·全国乙卷，2 2.水和无机盐 2025·黑吉辽蒙卷，3；2025·陕晋宁青卷，1；2025·湖北卷，7；2025·浙江1月选考，2； 2024·新课标卷，2；2024·河北卷，1；2024·贵州卷，1；2024·湖南卷，8；2024·江西卷，5 2025·福建卷，1；2025·贵州卷，1 3.糖类的种类和功能 2025·福建卷，1；2025·贵州卷，1，2025·河北卷，3；2025·甘肃卷，2；2023·福建卷，1； 2023·新课标卷，1；2023·北京卷，1；2023·重庆卷，2 4.脂质的种类和功能 2025·河北卷，3；2025·江苏卷，1；2025·北京卷，1；2024·新课标卷，1；2024·甘肃卷，1；2024·北京卷，3；2024·湖南卷，1；2024·江苏卷，1；2023·福建卷，1；2023·湖北卷，3 5.检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质 2025·广东卷，2；2025·安徽卷，4；2025·黑吉辽蒙卷，11；2025·甘肃卷，2； 2024·江苏卷，4；2023·全国乙卷，1；2023·江苏卷，9 必需元素 体系构建·思维领航 统一性与差异性 生物界与非生物界 不同生物之间 不同状态同种细胞 细胞中的元素 C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等 Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu等 细胞中的化合物 水 结合水—抗逆性 自由水—代谢 调节渗透压和酸碱平衡 无机盐 离子 组成化合物 维持生命活动 物质鉴定实验 脂肪 还原糖 蛋白质 现象：橘黄色 试剂：斐林试剂 现象：砖红色沉淀 试剂：双缩脲试剂 现象：紫色 试剂：苏丹Ⅲ染液 唯一需要使用显微镜 大量 元素 微量 元素 主要存在形式 功能 相互转换 实验 有机物 无机物 鲜重含量最多 C、H、O、N、P核酸遗传信息的携带者 C、H、O、糖类 C、H、O、N(S)蛋白质。干重含量最多 C、H、O(有的含N、P)脂质 细胞内良好的溶剂 参与生物化学反应 运输物质 功能 鲜重： C›H›O›N 干重： C›O›H›N 最基本元素：C 最多元素：C、H、O、N 1.细胞中常见的元素有多少种？大量元素有哪些？微量元素有哪些？P17 元素主要以什么形式存在？P17 2.组成细胞的化合物有哪些？P17 3.水的特征：（1）水为什么是良好溶剂？（2）为什么水在常温下维持液 体状态？(3)为什么水具有较高比热容？ 4.细胞中的水存在形式与功能？P21 不同形式的水与细胞的代谢以及抗逆性的关系？P21 5.细胞中的无机盐的存在形式与功能？P21-22 6.如何设计实验探究某种矿质元素是否是植物生长的必需元素？ 自主梳理课本必修1《分子与细胞》P16-22 细胞有选择地从无机环境获取元素 原因 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。 细胞膜的功能特点：选择透过性 生物体要和外界环境进行物质交换 生态系统物质循环 非生物界 非生物界 组成细胞的元素在自然界都能找到 组成元素含量上相差很大 统一性 种类 差异性 含量 1.组成细胞的元素 考点一 细胞中的元素和化合物、无机物 （1）生物界和非生物界在元素种类和含量上的关系 5 C​：有机物的骨架 H​​：参与水、有机分子及能量代谢(如NADH、NADPH)。 O​​：水、有机分子 N​​：蛋白质(氨基酸)、核酸(碱基)、ATP、 NADH、 NADPH等的必需成分。 P​​：核酸、ATP、 NADH、 NADPH、磷脂等的关键元素。 S：存在于部分氨基酸(半胱氨酸、甲硫氨酸) (2)元素的来源、分类和存在形式 1.组成细胞的元素 考点一 细胞中的元素和化合物、无机物 思维拓展 不都是，微量元素是生物体内含量很少，但不可缺少，而生物体内有些元素(如：Pb、Hg等)含量很少，但不是必需的，这些元素不属于微量元素。 2.生物体内含量很少的元素都是微量元素吗？ 1.为什么碳元素是生命的核心元素？ 因为生物体是有机体，有机物是以碳链为骨架形成，所以碳元素是生命的核心元素。 1.组成细胞的元素 考点一 细胞中的元素和化合物、无机物 （1）细胞中化合物的分类 植物干重最多化合物是糖类。 动物干重最多的是蛋白质。 大多数可溶于水 不溶于水 2.组成细胞的化合物 考点一 细胞中的元素和化合物、无机物 （2）判断化合物种类和功能的3种方法 ②特征元素提示法 ①元素组成拆分法 蛋白质与核酸相区别的特征元素分别是S和P 大多数糖类 大多数磷脂含有N。 2.组成细胞的化合物 考点一 细胞中的元素和化合物、无机物 ③代谢产物推理法 从化合物的元素组成分析氧化分解释放能量的多少： 脂肪的含氢量多于糖类，因此等质量的脂肪氧化分解时消耗氧气和释放能量都多于糖类。 从化合物的元素组成分析代谢终产物： 糖类、脂质和蛋白质都含有C、H、O，故其代谢终产物都有CO2和H2O；蛋白质中还有N，其代谢终产物中还含有尿素。 2.判断化合物种类和功能的3种方法 2.组成细胞的化合物 考点一 细胞中的元素和化合物、无机物 (1)水的性质 考点一 细胞中的元素和化合物、无机物 3.细胞中的水 稳定 液体环境 良好的溶剂 自由水 结合水 水 细胞内的良好溶剂； 参与许多生化反应； 为细胞提供液体环境； 运输营养物质和代谢废物 细胞结构的重要组成成分 概念 作用 细胞中绝大部分的水以 游离 的形式存在， 可以自由流动，叫做自由水。 概念 作用 95.5% 4.5% 与细胞内其他化合物（蛋白质、多糖等）相结合的水； 失去 。 比值 →细胞代谢旺盛，但抗逆性差 比值 →细胞代谢强度降低，但抗旱、抗寒等抗逆性增强 自由水/结合水 高 低 存在 形式 流动性、溶解性 ②有氧呼吸第二阶段 ③淀粉、蛋白质、脂肪的水解 ①光反应 亲水物质：蛋白质、多糖等 疏水物质：脂类 考点一 细胞中的元素和化合物、无机物 3.细胞中的水 (1)水的功能 P11 消耗水 vs 生成水 无机盐 主要是 形式 吸收 方式 主要是 运输 存在 形式 细胞结构及复杂化合物的组成成分 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平衡 Mg2+→ Fe2+→ I- → 人体Na+缺乏→ 血钙过低→ 血钙过高→ 渗透压平衡： 酸碱平衡： 离子 主动 阳离子：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等 阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等 神经、肌肉的兴奋性降低，引发肌肉酸痛、肌无力等。 叶绿素 血红素 甲状腺激素 特征元素： 作用 抽搐 肌无力 Na+ 、Cl- 、K+ H2 PO42-/ H PO42--等 H2CO3 / HCO3- 考点一 细胞中的元素和化合物、无机物 4.无机盐的功能和相关实验 细胞内外渗透压 抑制性神经递质与突触后面特异性受体结合后，可使突触后膜上的Cl-通道开放，Cl-内流，从而使突触后神经元产生抑制。 起始密码子同时编码甲硫氨酸，但为什么有些蛋白质不含有S元素呢？ 有些蛋白质在加工时将含有甲硫氨酸的部分切除了。 考点一 细胞中的元素和化合物、无机物 4.无机盐的功能和相关实验 生长状况相同的正常同种植物分两组 甲组：缺X的完全培养液 乙组：完全培养液 出现缺乏症 加入X元素再培养 缺乏症消失 X为植物生长的必需元素 植物正常生长 植物正常生长 X为植物生长的非必需元素 思考：该实验是如何设计对照实验的？ 甲组、乙组的空白对照; 乙组中实验前与实验后之间的自身对照。 考点一 细胞中的元素和化合物、无机物 4.无机盐的功能和相关实验 归纳总结：验证某种矿质元素的生理功能 例.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______。 （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。 蛋白质 核酸 叶绿素 实验思路： 预期结果和结论： 实验思路：自变量的处理+因变量的检测 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。 大本P12 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﹣ ；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﹢ 。 1.原理 (1)糖类的检测 ①还原糖＋ 。 ②淀粉＋碘液―→ 。 (2)脂肪的检测：脂肪＋ (3)蛋白质的检测：蛋白质＋ ―→ 紫色。 斐林试剂 砖红色沉淀 蓝色 橘黄色 红色 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 考点二 活动：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 2.还原糖的检测 葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖、半乳糖 考点二 活动：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 砖红色 还原糖 砖红 色沉 淀 18 3.蛋白质检测 双缩脲 1 mL 紫色 考点二 活动：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 19 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 甲乙液等量混合均匀后使用，且需现配现用 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 活动：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 20 4.脂肪的检测 苏丹Ⅲ 50%的酒精 考点二 活动：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 1.水的存在形式： ； 细胞内 所占比例越大，细胞的代谢越旺盛； 越多，细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越强（即抗逆性越强）P21 水的作用： 。 P20 2.无机盐主要以 形式存在； P21 无机盐的作用： 。 P22 3.糖类的作用： 。P23 自由水、结合水 ①细胞内良好的溶剂；②参与许多生物化学反应；③为细胞提供液体环境 ④运输营养物质和代谢废物；⑤结合水是细胞结构的重要组成成分 自由水 结合水 离子 细胞结构及复杂化合物的组成成分;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平衡 脂肪: ; 磷脂: ; 固醇 4.脂质的作用 P26-27 细胞内良好的储能物质；保温；缓冲、减压——保护内脏器官 生物膜（细胞膜、细胞器膜等）的重要成分 胆固醇: ; 性激素: ; 维生素D: ; 动物细胞膜的重要成分；参与血液中脂质运输 促进生殖器官发育及生殖细胞形成 促进人和动物肠道对钙、磷的吸收 10分钟：熟读以下内容及教材P23-27 糖类是重要的能源物质 5.细胞中的糖类与脂质是可以相互转化的。糖类在供应充足时，可以大量转化为脂肪； 而脂肪只有在糖类供能不足时，才会分解供能，而且不能大量转化为糖类。P27 种类 例举 动植物中分布 主要功能 单糖 二糖 多糖 果糖 糖原（肝脏、肌肉） 五碳糖 六碳糖 核糖 半乳糖 麦芽糖、蔗糖 乳糖 纤维素 淀粉 C5H10O5 C6H12O6 葡萄糖 C5H10O4 脱氧核糖 动植物细胞 植物细胞 动物细胞 组成RNA 组成DNA 葡萄糖是生命活动的主要能源物质 植物细胞 水解为单糖， 作为能源物质 动物细胞 植物细胞 动物细胞 细胞壁主要的组成成分 植物细胞主要的储能物质 动物细胞主要的储能物质 1.细胞中的糖类 几丁质（壳多糖） 甲壳类动物、昆虫、真菌 考点三 细胞中的糖类和脂质 单糖、二糖和多糖的转化 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 区分“水解”与“氧化分解”。多糖和二糖水解的终产物是其单体，；糖氧化分解的终产物是CO2和H2O。 1.细胞中的糖类 考点三 细胞中的糖类和脂质 思维延伸 ①淀粉、纤维素和糖原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？ 葡萄糖的数量以及葡萄糖之间的连接方式不同。 ②糖尿病患者的饮食受到严格的限制，受限制的并不仅仅是甜味食品，米饭和馒头等主食也需要定量摄取，其原因是什么？ 米饭、馒头富含淀粉，经消化产生葡萄糖，进而使血糖升高。 ③科学家将________等其他糖类称为人类的“第七类营养素”。 纤维素 1.细胞中的糖类 考点三 细胞中的糖类和脂质 教材 P25 糖被：必修1-P45 种类 分布 功能 脂肪（CHO） 皮下结缔组织、肠系膜 良好的储能物质，很好的绝热体。还具有缓冲和减压的作用 磷脂（CHONP） 动物脑、卵及大豆种子中含量多 构成细胞膜和细胞器膜的重要成分。 固醇类CHO 胆固醇 动物性食物普遍存在 构成动物细胞膜的重要成分，在人体内还参与血液中脂质的运输。 性激素 性腺分泌，血液中分布 促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成。 维生素D 动物卵黄中比较丰富；皮肤中的胆固醇在紫外线的照射下会转变为维生素D 促进人和动物肠道对Ca和P的吸收。 2.细胞中的脂质 考点三 细胞中的糖类和脂质 甘油 可变 长度可变 饱和度可变 （不变） 3条脂肪酸链部分 饱和 不饱和 —C—R1 —C—R3 熔点高，呈固态 (动物脂肪,如猪油) 熔点低，呈液态 (植物脂肪，如花生油) R1、R2、R3长度可相同也可不同 （没有双键） （有双键） (1)脂肪 O H2C—O H2C—O HC—O —C—R2 O O = = = 饱和脂肪酸 不饱和脂肪酸 考点三 细胞中的糖类和脂质 2.细胞中的脂质 深海鱼机体中的脂肪酸多为？为什么？ 思考：细胞为什么以糖类为主要能源物质而不以脂肪为主要能源物质？ ②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； 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。脂肪一般只在糖类代谢发生障碍，引起供能 不足，才会分解供能。 ③糖类氧化既可以在有氧条件下也可以在无氧条件下进行，脂肪 的氧化只能在有氧条件下进行。 ①脂肪不溶于水；糖类可以。 ④有些器官或组织（例如：大脑和神经组织）必须由糖类来供能。 (1)脂肪 考点三 细胞中的糖类和脂质 2.细胞中的脂质 葡萄糖 被细胞利用 被细胞储存 ----合成糖原（肝糖原、肌糖原） 被细胞储存 ----转化成脂肪、氨基酸 首先 富余 富余 [教材隐性知识]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。 (1)脂肪 考点三 细胞中的糖类和脂质 2.细胞中的脂质 先是糖类氧化供能，当糖类供能不足时，依次由脂肪、蛋白质供能，蛋白质除在正常代谢中提供部分能量外，一般不供能，当需要由蛋白质大量供能时，说明生物体已病重或生命接近终结。 糖类 葡萄糖 丙酮酸 有氧呼吸 第二、三阶段 脂肪 甘油 + 脂肪酸 蛋白质 氨基酸 有机酸 脱氨基 作用 NH3 细胞呼吸是蛋白质、糖类和脂质代谢的枢纽 β氧化 糖类、脂肪、蛋白质中的能量只有转移到ATP中，才能被生命活动利用。 (1)脂肪 考点三 细胞中的糖类和脂质 2.细胞中的脂质 含有大量能量的物质并不一定是生命活动主要的供能物质，如脂肪、糖原都有很高能量，但只有在葡萄糖供能不足时，才为生命活动供能。能源物质的主要功能不一定是供能，如蛋白质的主要功能是参与构成细胞的结构和调节代谢。 31 磷脂与脂肪的不同之处在于甘油的一个羟基（−OH）不是与脂肪酸结合成酯，而是与磷酸及其他衍生物结合。因此，磷脂除了含有C、H、O外，还含有P和N。 高密度脂蛋白胆固醇 低密度脂蛋白胆固醇 胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，在人体内还参与血液中脂质的运输。 饮食中如果过多地摄入胆固醇，会在血管壁上形成沉积，造成血管堵塞 2.细胞中的脂质 考点三 细胞中的糖类和脂质 胆固醇在体内不能彻底氧化分解，只能转化为其他化合物(性激素或VD)。 (1)蔗糖的水解产物是葡萄糖和果糖，乳糖的水解产物是半乳糖，麦芽糖的 水解产物是葡萄糖(　　) (2)糖原的基本组成单位是葡萄糖分子，主要功能是提供能量，与斐林试剂 反应呈现砖红色(　　) (3)不饱和脂肪酸的熔点较低，不容易凝固(　　) (4)细胞中可以检测到麦芽糖(　　) (5)淀粉水解的终产物是二氧化碳和水(　　) (8)细胞膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的(　　) (9)人体大脑活动所需要的能量主要来自脂肪的直接氧化分解(　　) (10)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( 　) (11)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(　) × × × √ × 易错辨析 × × × √ 考点三 细胞中的糖类和脂质 2.等量的脂肪比糖类所含能量更多，却不是生物体利用的主要能源物质， 原因是________________________________________________________ ____________________________________________________________。 油料作物种子中脂肪的含量高，脂肪中氧的含量远远低于糖类，而氢的含量更高。与糖类相比，等质量的脂肪氧化分解时，需要的更多 1.相比于淀粉类作物种子，种植油料作物种子时要播种得浅一些，原因是 ________________________________________________________________ ___________________________________________ __。 与糖类氧化分解相比，脂肪在细胞内的氧化速率慢，耗氧量大， 此外，糖类既可在有氧条件下进行分解，也可以在无氧条件下进行分解 3.北京鸭每天吃的都是一些玉米、谷类和菜叶，却长了一身肥肉，原因是 __________________________________________________________________ __________________________ ____________________。 细胞中的糖类和脂肪是可以相互转化的。当北京鸭摄入的糖类过多时，糖类在鸭体内就转变成了脂肪，并在皮下组织等处储存起来 规范表达 考点三 细胞中的糖类和脂质 在种子的成熟过程中，细胞内的自由水和结合水的比例会发生什么变化？有机物呢？这对于植物体有什么意义？ 在种子萌发前，为什么要先浸泡？在种子的萌发过程中，种子中的有机物会发生什么变化？有什么意义？ 种子成熟与萌发过程中物质含量的变化 大本P14 $