2027届高三生物一轮复习课件细胞中的无机物、糖类和脂质

🔥 暴汗服：是“减肥神器”还是“智商税”？ 一轮复习 · 组成细胞的分子 1.7.2013 大家好，欢迎来到今天的生物复习课。夏天快到了，很多同学可能都在为减肥发愁。最近，一种叫做“暴汗服”的装备非常流行，据说穿上它运动能让你大汗淋漓，体重骤降。那么，它真的是减肥神器吗？还是又一个需要我们警惕的“智商税”呢？今天，就让我们从生物学的角度，一起揭开这个谜底。 ‹#› 情境导入：数据打假 博主实测对比：穿着不同装备跑步1小时，记录体重变化数据 暴汗服组 -1.5 kg 数据来源：博主跑步1小时实测记录 普通运动服组 -0.8 kg 数据来源：博主跑步1小时实测记录 灵魂拷问 减掉的这1.5公斤体重，主要成分是什么？ 水 细胞中的水是什么存在形式？ 1.7.2013 我们来看一个真实的案例。一位博主做了个实验，穿暴汗服和普通运动服分别跑步一小时，结果显示，穿暴汗服体重减少了1.5公斤，而普通运动服只减少了0.8公斤。看起来效果惊人！但这里有两个关键问题：减掉的这1.5公斤，到底是什么？如果运动后喝一杯水，体重是不是就回来了？这背后隐藏着怎样的生物学原理呢？ ‹#› 模块一：无机物 —— 水的“两副面孔” 💧 存在形式：以游离状态存在，可自由流动。 🔗 存在形式：与蛋白质、多糖等物质结合。 自由水 (Free Water) 结合水 (Bound Water) （占细胞内全部水的4.5%） 1.7.2013 要回答刚才的问题，我们首先要了解细胞中含量最多的无机物——水。水在细胞中有两种存在形式：自由水和结合水。自由水是我们熟知的，可以流动，参与各种代谢活动，比如我们流的汗、血管里的血。而结合水则与细胞内的大分子结合，是细胞结构的一部分。一个重要的规律是，自由水和结合水的比例决定了细胞的代谢水平和抗逆性。 ‹#› 模块一：无机物 —— 水的“两副面孔” ⚡ 主要功能： 🌡典型情境： 🧱 主要功能： 🌰 典型情境： 自由水 (Free Water) 结合水 (Bound Water) 1.细胞内良好的溶剂 2.参与许多生物化学反应 3.提供液体环境 4.运输营养物质和代谢废物 细胞结构的重要组成成分。 人体排出的汗液、 流动的血液中。 晒干的种子中仍保留结合水 (维持生命)； 彻底烘干种子则失去结合水 (导致死亡)。 1.7.2013 要回答刚才的问题，我们首先要了解细胞中含量最多的无机物——水。水在细胞中有两种存在形式：自由水和结合水。自由水是我们熟知的，可以流动，参与各种代谢活动，比如我们流的汗、血管里的血。而结合水则与细胞内的大分子结合，是细胞结构的一部分。一个重要的规律是，自由水和结合水的比例决定了细胞的代谢水平和抗逆性。 ‹#› 水为什么会成为细胞内良好的溶剂？ 模块一：无机物 —— 水的“两副面孔” 水的结构特性 特性①:水分子是极性分子，由水分子的空间结构及电子的不对称分布决定；带正电荷或负电荷的分子(或离子)都容易与水结合，故水是良好的榕剂 特性②:氢键易断裂、易形成，使水在常温下维持液态，具有流动性 特性③:氢健的存在使水具有较高的比热容，水的温度相对不容易发生改变 模块一：无机物 —— 水的“两副面孔” 结合水 自由水 温度↓，代谢缓慢 温度↑，代谢旺盛 结合水 自由水 比值高 比值低 代谢旺盛 抗逆性差 代谢能力弱 抗逆性强 萌发的种子 晒干的种子 低温时自由水转化成结合水这对植物生存有什么意义？ 防止冻害 结合水比例越高，抗寒能力越强。 1.7.2013 要回答刚才的问题，我们首先要了解细胞中含量最多的无机物——水。水在细胞中有两种存在形式：自由水和结合水。自由水是我们熟知的，可以流动，参与各种代谢活动，比如我们流的汗、血管里的血。而结合水则与细胞内的大分子结合，是细胞结构的一部分。一个重要的规律是，自由水和结合水的比例决定了细胞的代谢水平和抗逆性。 ‹#› 无机盐 —— 不仅仅是咸味 情境思考：博主穿着不同装备跑步1小时后，建议喝运动饮料”为什么要喝“运动饮料”？ Na⁺ (钠离子) 缺乏会导致肌肉酸痛、无力。 Ca²⁺ (钙离子) 构成骨骼的重要成分，缺乏会引起肌肉抽搐。 Fe²⁺ (亚铁离子) 参与合成血红蛋白，缺乏会导致缺铁性贫血。 Mg²⁺ (镁离子) 参与构成叶绿素，植物缺乏会导致老叶发黄。 维持细胞和生物体的生命活动 组成细胞中复杂化合物 1.7.2013 除了水，无机盐也是无机物的重要组成部分。它们虽然含量少，但作用巨大。比如运动后喝的运动饮料，就是为了补充随汗液流失的钠离子。钙离子关乎骨骼和肌肉的正常功能，铁离子是血红蛋白的核心成分，镁离子则参与叶绿素的合成。每种无机盐都有其不可替代的生理功能。 ‹#› 低渗溶液 （0.09%） 高渗溶液 （9%） 生理盐水 （0.9%） 0.9%NaCl——生理盐水 细胞渗透压平衡的维持 HCO3-/H2PO4- 维持细胞的酸碱平衡 无机盐 —— 不仅仅是咸味 存在形式 大多数以离子形式存在 少数以化合物形式存在 吸收方式 主要是主动运输 含量 含量很少，仅占细胞鲜重的1%-1.5% 作用 无机盐 —— 不仅仅是咸味 ①组成细胞中复杂化合物 ②维持细胞和生物体的生命活动 ③维持细胞的酸碱平衡 ④细胞渗透压平衡的维持 细胞中无机盐 证明某种无机盐是否是植物必需的方法 无机盐 —— 不仅仅是咸味 设计实验探究无机盐Mg是否是植物必需的无机盐。 甲组：缺Mg的完全培养液 乙组：完全培养液 （3）实验材料 生长状况相同的正常同种植物，完全培养液，缺Mg的完全培养液，无机盐Mg2+ （4）实验设置 （2）培养方法： 无土栽培 （1）实验原则： 单一变量原则、对照原则、等量原则 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 证明某种无机盐是否是植物必需的方法 无机盐 —— 不仅仅是咸味 “暴汗服”这种减肥方式科学吗？ 如果不科学，真正的能量消耗涉及哪些物质呢？ 暴汗服减掉的主要是水 糖类、脂质 淀粉 葡萄糖 吸收 血液中葡萄糖 肝糖原 肌糖原 消化 水解 合成 水解 脂肪 转化 食物中的糖是如何成为人体细胞中的糖？ 合成 ATP 肌肉运动 模块二：糖类 —— 运动的“速效燃料” 细胞中的糖类 元素 组成 分类 功能 分布 C、H、O 结构物质 能源物质 单糖 多糖 二糖 五碳糖 六碳糖 核糖 脱氧核糖 葡萄糖 果糖 半乳糖 淀粉 糖原 纤维素 几丁质(含有N) 还原糖 乳糖 麦芽糖 蔗糖 还原糖 主要能源物质 储能物质 植物 动物 葡萄糖、果糖、核糖、 脱氧核糖、蔗糖、麦芽糖、 淀粉、纤维素等 葡萄糖、核糖、 脱氧核糖、半乳糖、乳糖、糖原等 基本单位 葡萄糖 种类 功能 糖 原 核糖 脱氧核糖 葡萄糖 果糖 半乳糖 麦芽糖 蔗糖 乳糖 淀粉 肝糖原 肌糖原 纤维素 几丁质 组成RNA的成分 组成DNA的成分 细胞的主要能源物质 植物细胞提供能量 动物细胞提供能量 植物细胞提供能量 植物细胞提供能量 动物细胞提供能量 植物细胞中重要的储能物质 动物肝脏细胞储存能量，调节血糖 动物肌肉细胞储存能量 植物细胞壁的主要组成成分 甲壳类动物和昆虫外骨骼的组成成分 废水处理 食品包装纸添和食品加剂 人造皮肤 模块二：糖类 —— 运动的“速效燃料” 区分糖的“水解”与“氧化分解” 酶 水解 淀粉 麦芽糖 酶 氧化分解 释放能量 酶 水解 葡萄糖 【辨析】 (1)还原糖与非还原糖:常见的还原糖包括葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖,非还原糖包括 蔗糖、多糖等。  (2)RNA、DNA、ATP中的糖依次为  核糖_、  脱氧核糖 、  核糖。  (3)植物细胞壁中的糖:  纤维素 。 (4)细胞膜中的糖:  糖蛋白 、糖脂。  (5)真菌细胞壁及昆虫外骨骼的糖：  几丁质_。 (6)病毒中的糖:  核糖_(RNA病毒)、  脱氧核糖 (DNA病毒)。 (7)存在于核糖体中的糖：  核糖_，染色体主要成分的糖：  脱氧核糖_。 思考：人体中的糖是怎么样代谢？ 葡萄糖、果糖、麦芽糖、半乳糖、乳糖 蔗糖 核糖、  脱氧核糖 、  核糖   纤维素  糖蛋白 几丁质 核糖 脱氧核糖 核糖_ 脱氧核糖 模块二：糖类 —— 运动的“速效燃料” 2. 人类很难消化纤维素， 为什么科学家将纤维素等 其他糖类称为人类的“第 七类营养素”？ 1. 葡萄糖在细胞内的“燃烧”过程区别于体外燃烧的特点是___________________________ _______________________________。 拓展： 糖在人体中的代谢 糖过剩时去向何方？ 细胞内“燃烧”过程能量是在酶的催化下通过一系列化学反应逐步释放出来的 纤维素能促进胃肠的蠕动和排空。 模块二：糖类 —— 运动的“速效燃料” 模块三：脂肪 —— 顽固的“储能仓库” 减肥为什么难？ 1g 糖原储能 ≈ 17 kJ 1g 脂肪储能 ≈39 kJ ⚡ 能量密度是糖类的2倍多！ 身体倾向于储存脂肪以备不时之需，这是进化留下的生存策略。 细胞中的脂质 分类 构成细胞膜、多种细胞器膜的重要成分 固醇 磷脂 脂肪 元素组成 分类 功能 特点 C、H、O，有的含N、P 通常不溶于水，而溶于脂溶性有机溶剂 元素组成 除C、H、O，还有含P甚至N 自由扩散进出细胞 元素组成 C、H、O 功能 ① 细胞内良好的储能物质 ② 保温作用 ③ 缓冲和减压作用， 保护内脏器官 （皮下脂肪） （内脏周围的脂肪） 性激素 胆固醇 维生素D 元素组成 C、H、O 1.7.2013 现在我们来谈谈大家最关心的——脂肪。为什么减肥这么难？因为脂肪是最高效的储能物质，1克脂肪储存的能量是1克糖原的两倍还多。脂肪的性质由其结构决定，饱和脂肪酸构成的动物油通常是固态的，而不饱和脂肪酸构成的植物油是液态的。这也解释了为什么深海鱼油富含不饱和脂肪酸，以适应寒冷的环境。 ‹#› 促进人和动物对 的吸收 ①促进 的发育以及 的形成 ②维持 。 ① 的重要成分， ②参与血液中 的运输 性激素 胆固醇 维生素D 动物细胞膜 脂质 生殖器官 生殖细胞 第二性征 钙和磷 模块三：脂肪 —— 顽固的“储能仓库” 固醇功能 原因？ 北京鸭细胞中的糖类和脂质是可以相互转化的。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。（肥育） 思考：为什么胖起来相对容易，减肥却比较困难？ 糖类代谢障碍时，引起供能不足时，少量转化 糖类充足时，大量转化 糖类 脂肪 某些氨基酸(非必需) 食物中的脂肪被消化吸收后，可以在皮下结缔组织等处以脂肪组织的形式储存起来。糖类在供应充足时可大量转化为脂肪。脂肪一般只能在供能不足时才会分解供能，且不可大量转化为糖类。 供能物质 储能物质 模块三：脂肪 —— 顽固的“储能仓库” 血酮值6.8mmol/L（正常＜0.6）→ 酮酸中毒 减糖、减油=节食减肥吗？为什么还会生病？ 模块三：脂肪 —— 顽固的“储能仓库” 项目 糖类 脂质 元素组成 C、H、O C 、H 、O，有些含有N、P 种类 单糖、二糖、多糖 脂肪、磷脂、固醇 合成 部位 淀粉:叶绿体;纤维素:高尔基体 糖原：主要是肝脏、肌肉 主要是内质网 生理 作用 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。 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) 关系 C、H、O 单糖、二糖、多糖 淀粉:叶绿体;纤维素:高尔基体 糖原：主要是肝脏、肌肉 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。 C 、H 、O，有些含有N、P 脂肪、磷脂、固醇 主要是内质网 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。 模块三：脂肪 —— 顽固的“储能仓库” 课堂总结：构建“运动代谢”网络 大量出汗 运动过程中体温升高 → 大量排汗 → 丢失Na⁺ (无机盐) / 水 → 引起体内渗透压变化 消耗能量 (ATP) 肌肉收缩做功 → 快速消耗ATP → 首先消耗肌糖原(身体燃料) → 随后调动肝糖原供能 动员脂肪 糖原消耗殆尽后 → 启动脂肪动员 → 脂肪酸进入线粒体氧化 → 分解为 CO₂ + H₂O + 能量 结论：暴汗服减掉的主要是水，不是脂肪。 科学的减脂方法 = 合理的饮食控制 + 规律的有氧运动 1.7.2013 现在我们回到最初的问题。通过今天的学习，我们可以构建一个运动代谢的网络图。穿暴汗服运动，大量出汗，主要丢失的是水和无机盐，导致体重快速下降。而真正消耗能量的过程，是先消耗糖原，再动员脂肪。所以结论很明确：暴汗服减掉的主要是水，而不是我们真正想减的脂肪。科学的减肥方法，依然是“管住嘴，迈开腿”。 ‹#› 生命观念：结构与功能相适应 See you next class! 感 谢 聆 听 1.7.2013 最后，希望大家通过今天的学习，不仅掌握了知识，更能深刻理解“结构与功能相适应”这一核心的生命观念。无论是水的两种形式，还是糖类和脂质的不同功能，都体现了这一观念。感谢大家的聆听，我们下节课再见！ ‹#› 模块三：脂肪 —— 顽固的“储能仓库” （胆碱） 亲水性 疏水性 脂肪(甘油三酯)：分子组成 （甘油三酯/三酰甘油） 3H2O 模块三：脂肪 —— 顽固的“储能仓库” （1）甘油分子结构简单，且不可变化。 （2）脂肪酸分子种类、长短不同。 2、脂肪(甘油三酯)：结构特点： (单键) (存在双键) 植物脂肪含不饱和脂肪酸较多 如日常炒菜用的食用油（花生油、豆油和菜籽油等） 动物脂肪含饱和脂肪酸较多 猪油、牛油、奶油等 模块三：脂肪 —— 顽固的“储能仓库” ①二糖 HO OH 葡萄糖 HO OH 葡萄糖 水解 + 脱水缩合 + H2O 麦芽糖 HO O OH ——可水解成 （由两分子单糖 而成的糖。） 两分子单糖 脱水缩合 淀粉、糖原、纤维素的基本单位都是葡萄糖分子，但是葡萄糖的连接方式不同，导致了三种多糖的结构和性质上的差异。 ②多糖 ——可水解成 （由多分子单糖脱水缩合而成的糖。 ） 多个葡萄糖 糖的合成——脱水缩合 二糖及多糖分子式？ C12H22O11 （ C6H10O5 )n 27 $