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

该高中生物学高考复习课件聚焦“细胞中的无机物、糖类和脂质”核心考点，依据新课标生命观念、科学思维和科学探究要求，梳理水和无机盐的作用、糖类脂质的组成功能及有机物检测实验，明确水的代谢关系、糖类分类等高频考点，归纳选择、实验等常考题型，体现高考备考针对性。 课件亮点在于“真题小练+实验精讲+易错突破”，如结合冬小麦抗寒锻炼实例分析自由水/结合水比值与抗逆性，通过斐林试剂和双缩脲试剂对比培养科学探究能力。帮助学生掌握实验规范和物质功能辨析技巧，教师可精准定位薄弱环节，提升复习效率。

第2讲 细胞中的无机物、糖类和脂质 大概念一:细胞是生物体结构与生命活动的基本单位 1 复习目标 1.说出细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成。 2.通过比较自由水和结合水在生物体内的含量及作用，形成“生命活动都离不开水”的观念。(生命观念) 3．运用归纳与概括的思维方法，探讨组成细胞的化学元素的种类和含量，总结水和无机盐的种类和作用。 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．通过检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质实验，掌握检测原理和方法。(科学探究) 2 二、细胞中的无机物 1.水的结构特点 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，故水是良好的溶剂。 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。 细胞中的水呢？ （一）细胞中的水 2.水的存在形式和功能 以游离形式存在，可自由流动 自由水 结合水 分布: 与蛋白质、多糖等物质结合 功能: 是细胞结构的重要组成部分 分布: 功能: ③为细胞提供液体环境 ①细胞内良好的溶剂 ②参与许多生物化学反应 ④运送营养物质和代谢废物 （占细胞内全部水的95.5%） （占细胞内全部水的4.5%） 温度升高 代谢旺盛 温度降低 代谢缓慢 地球上最早的生命孕育在海洋中，生命从开始就离不开水。下列有关水的说法错误的是（     ） A．水是无机物，不能为生物化学反应提供电子，也不能提供能量 B．水是极性分子，带有不同性质电荷的分子（或离子）都易与水结合 C．水分子之间能够形成氢键，使水具有流动性，在常温下维持液体状态 D．水具有较高的比热容，农业上据此采用灌深水的措施预防气温过低造成的稻谷减产 A 在气温过低时，水可以放出较多热量而温度下降幅度小，从而预防因气温过低造成的稻谷减产。 氢键易断裂、易形成，使水在常温下维持液态，具有流动性 课堂小练 3.自由水/结合水比值和细胞代谢的关系 【实例】衰老的细胞内水分含量减少，细胞萎缩，体积减小，细胞代谢速率减慢。 调节 产生水 消耗水 吸收 抗利尿激素 下丘脑 合成、分泌 垂体释放 水 ①暗反应（叶绿体基质） ③ATP的合成（叶绿体类囊体薄膜、细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜） ②有氧呼吸第三阶段（线粒体内膜） ④单糖合成多糖 ⑤氨基酸脱水缩合（核糖体） ⑥DNA分子复制、转录（细胞核、叶绿体、线粒体） 实 例 肾脏对水的重吸收 渗透作用 & 水通道蛋白 ①光反应（叶绿体类囊体薄膜） ②有氧呼吸第二阶段（线粒体) ③ATP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（消化道） ⑥ DNA、RNA的水解 存在 形式 温度升高   温度降低 结合水 自由水  ②人体汗腺分泌汗液，肾脏排出尿液。 ①植物通过蒸腾作用散失水分 散失 小 结 在冬季来临过程中，随着气温的逐渐降低，植物体内会发生一系列适应低温的生理变化，抗寒力逐渐加强，该过程称为抗寒锻炼。我国北方晚秋及早春时，寒潮入侵，气温骤然下降，会造成植物体内发生冰冻，因而受伤甚至死亡，这种现象称为冻害。某科研团队对冬小麦在不同时期细胞内水的含量进行了研究，结果如图： (1)小麦细胞中结合水的存在形式主要是水与_____________等物质结合 蛋白质、淀粉 (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 (3)从9月至12月，小麦细胞内水分发生的变化为__________________________________，出现这种变化的意义是 _。 总含水量减少和结合水含量相对增多(或自由水含量相对减少) 避免气温下降时自由水过多导致结冰而损害自身 即时小练 3.无机盐的生理功能 ①构成细胞中某些复杂化合物的组成成分 物质名称 特征元素 共有元素 ATP C、H、O、N 叶绿素 血红蛋白 甲状腺激素 胰岛素 ATP P Mg S、Fe I S （二）细胞中的无机盐 血钙过高，肌无力；血钙过低，肌肉抽搐。 B能促进花粉萌发，花粉管生长，缺B会导致“花而不实”。 Na+、K+ 维持神经细胞、肌肉细胞的兴奋性 Na+人体内缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋降低，最终引发肌肉酸痛、无力等。当大量出汗排除过多无机盐后，应该多喝淡盐水。 ②维持细胞和生物体正常的生命活动 细胞外液渗透压： Na+、Cl- 细胞内液渗透压： K+ ③维持细胞的渗透压平衡 进行激烈运动时，会感到腰酸、膝盖酸等。这是因为运动时产生了乳酸，但体液的pH没有因此而降低，还是维持在7.35~7.45之间，为什么呢？ 乳酸＋NaHCO3=乳酸钠＋H2CO3 CO2＋H2O 人体依靠无机盐离子H2CO3/HCO3— 等组成的缓冲体系来调节并维持平衡。 ④维持细胞的酸碱平衡 4.无机盐的运输方式 协助扩散 主动运输 如：静息电位、动作电位的形成 如：钠钾泵 Zn2＋是激活色氨酸合成酶的必要成分，小麦缺乏Zn2＋会影响生长素合成导致植物生长受阻，通常会出现节间缩短,叶片变小呈簇生状,俗称“小叶病”。 锌为微量元素。说明无机盐的作用是维持细胞和生物体的正常生命活动。 (4)锌属于大量元素还是微量元素？该现象说明无机盐的作用是什么？ (5)在某地区种植的冬小麦经常出现白苗病，有人认为可能是土壤中缺镁引起的，理由是镁是构成__________的元素，这说明无机盐的生理作用是__________________________。 叶绿素 构成细胞内某些复杂化合物 即时小练 13 (6)为探究小叶病是否由缺锌引起，对照组、实验组应分别怎样设置？ 对照组应使用完全培养液，实验组使用缺锌的完全培养液。 步骤：将长势相同的幼苗分成2等份，分别培养在上述2种培养液中；放在适宜的条件下培养一段时间，观察幼苗的生长发育状况。 Zn2＋是激活色氨酸合成酶的必要成分，小麦缺乏Zn2＋会影响生长素合成导致植物生长受阻，通常会出现节间缩短,叶片变小呈簇生状,俗称“小叶病”。 即时小练 14 Zn2＋是激活色氨酸合成酶的必要成分，小麦缺乏Zn2＋会影响生长素合成导致植物生长受阻，通常会出现节间缩短,叶片变小呈簇生状,俗称“小叶病”。 (7)若实验证明小叶病是由缺锌引起的，从科学研究的严谨角度出发，还应增加的实验步骤是什么？增加步骤后的实验结果是什么？ 在实验组缺锌的完全培养液中再加入一定量的含锌的无机盐，培养一段时间。一段时间后小叶病消失，植株恢复正常生长。 即时小练 15 对照组： 实验组： 归纳总结：验证某种矿质元素的生理功能 实验成功关键 （控制变量法：单一变量原则） 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。 三、细胞中的有机物 1.糖类的元素组成 糖类(列举) 分子式 核糖 C5H10O5 脱氧核糖 C5H10O4 葡萄糖 C6H12O6 果糖 C6H12O6 半乳糖 C6H12O6 鼠李糖 C6H12O5 麦芽糖 C12H22O11 蔗糖 C12H22O11 乳糖 C12H22O11 淀粉 (C6H10O5)n 思考：结合左表，你能总结出糖类的的那些特点吗？ ①糖类分子都是由C、H、O三种元素构成。 ②多数糖类分子中氢原子和氧原子之比是 2 : 1，类似水分子（H2O），所以糖类又被称为“碳水化合物”。 符合Cx (H2O) y的一定是糖？ ③分子式特点： Cx (H2O) y 只有C、H、O三种元素构成吗？ 几丁质由C、H、O、N构成 甲醛（CH2O） （一）细胞中的糖类 2.糖类的分类 单糖 二糖 多糖 葡萄糖 核糖 脱氧核糖 果糖 （主要） 半乳糖 （主要） 蔗糖 麦芽糖 乳糖 （主要） 淀粉 纤维素 糖原 几丁质(壳多糖) 植物 共有 动物 麦芽糖在发芽的小麦、谷粒中含量丰富(植物细胞中) 蔗糖在甘蔗、甜菜中含量丰富(植物细胞中) 乳糖在人和动物乳汁中含量丰富(动物细胞中) 按分布分： 2.糖类的分类 糖类是既是细胞的重要结构成分，又是生命活动的重要能源物质。 按化学性质分 蔗糖、多糖（淀、纤、糖、几） 单糖（葡、果、半）、二糖（麦芽糖、乳糖） 非还原糖： 按功能分 ①构成细胞的成分 纤维素：植物细胞壁的主要成分 脱氧核糖：DNA的组成成分 核糖：RNA的组成成分 ③储能物质： ②主要能源物质： 葡萄糖 淀粉、糖原 还原糖： (2025·湖北武汉调研)几丁质是由1 000～3 000个N－乙酰葡糖胺聚合而成，是广泛存在于甲壳类动物和昆虫外骨骼中的一种多糖。下列叙述正确的是(　　) A.从昆虫外骨骼中提取到的几丁质与糖原的元素组成相同 B.若干个相连的氮原子构成的结构是几丁质的基本骨架 C.可用斐林试剂鉴定几丁质是否为还原糖 D.糖原和几丁质都是动物细胞内的储能物质 C 即时小练 ②葡萄糖在细胞内的“燃烧”过程区别于体外燃烧的特点是__ ________________________ _______________________________。 食物 葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 氨基酸 磷酸丙糖 3-磷酸甘油 5-磷酸核糖 核苷酸 DNA,RNA 乙酰CoA 丙酮酸 脂肪酸 蛋白质 脂肪 CO2 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。科学家将纤维素等其他糖类称为人类的“第七类营养素”。 ①食物中的糖都能供能？ 3.糖在人体中的代谢 1.脂质的组成及特点 (1)合成场所： (2)特点: (3)分类: 主要在(光面)内质网， 主要合成胆固醇和磷脂。 ②通常不溶于水，易溶于脂溶性有机溶剂。 自由扩散进出细胞 脂质 固醇 C、H、O 脂肪 胆固醇 性激素 维生素D 磷脂 ①脂质分子中氧的含量远远低于糖类，氢含量更高。 相同质量的脂肪彻底氧化分解耗氧量、释放的能量均高于糖类。 （二）细胞中的脂质 2.脂质的分类——脂肪 C、H、O 三分子脂肪酸一分子甘油 甘油 脂肪酸 三酰甘油 饱和脂肪酸 不饱和脂肪酸 脂肪 (甘油三酯、甘油三酯) 元素： 单位: 种类: 功能: 分布： 主要在皮下、大网膜、肠系膜 不饱和脂肪酸 动物脂肪大多含有饱和脂肪酸，熔点高室温时呈固态。 植物脂肪大多含有不饱和脂肪酸，熔点低，室温时呈液态。 饱和脂肪酸 ①细胞内良好的储能物质； ③具有缓冲和减压作用，可以保护内脏器官 ②很好的绝热体，有隔热、保温作用； 脂肪和糖相比，脂肪中“C”“H”含量高，“O”含量低，脂肪的彻底氧化分解，需要O2多，释放的能量多，产生的H2O多。 1g脂肪 17KJ 1g糖原 39kJ C H O 脂肪 75% 12% 3% 糖类 44% 6% 50% 细胞只进行有氧呼吸时，若氧化分解的底物只有葡萄糖，则消耗的氧气（ ）产生的二氧化碳 细胞只进行有氧呼吸时，若氧化分解的底物有脂肪，则消耗的氧气（ ）产生的二氧化碳 等于 大于 (单位质量的脂肪体积比糖原小很多，有利于储藏) 思考：为什么等质量的脂肪比糖类含能量多，却不是生物体利用的主要能源物质？ 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也可以在无氧条件下进行分解 脂肪为什么是良好的储能物质？ 2.脂质的分类——磷脂 甘油、脂肪酸、磷酸及其他衍生物 构成细胞膜、细胞器膜等生物膜的重要成分 C、H、O、N、P 磷酸 甘油 脂肪酸 其他衍生物 磷脂 元素: 单位: 功能： 2.脂质的分类——固醇 ①构成动物细胞膜的重要成分； ②参与血液中脂质的运输 C、H、O 固醇 元素： 分类及功能 胆固醇： 性激素： 维生素D： 能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收 促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成 性激素的受体在细胞内，不在细胞膜上。 建议缺钙的婴幼儿在服用钙片的同时，还要服用少量的鱼肝油（富含维A和维D）。 胆固醇在体内不能彻底氧化分解，只能转化为其他化合物 3.细胞中糖类与脂质的关系 甘油三酯、某些氨基酸 思考：为什么胖起来相对容易，减肥却比较困难？ 糖类供能不足时，少量转化 糖类充足时，大量转化 糖类 脂肪 供能物质 储能物质 种子中储藏着大量淀粉、脂质和蛋白质，不同植物的种子中，这些有机物的含量差异很大。通常根据有机物的含量将种子分为淀粉种子、油料种子和豆类种子。图是油料种子成熟和萌发过程中营养物质的含量变化示图 (1)向萌发第7天的种子匀浆中滴加适量碘液，匀浆变蓝，说明有_______形成，该物质具有__________的作用 (2)油料种子成熟与萌发过程中，糖类和脂肪是 的，图中给出的依据是______________________________。 淀粉 储存能量 相互转化 糖类和脂肪二者的含量变化相反 即时小练 28 种子中储藏着大量淀粉、脂质和蛋白质，不同植物的种子中，这些有机物的含量差异很大。通常根据有机物的含量将种子分为淀粉种子、油料种子和豆类种子。图是油料种子成熟和萌发过程中营养物质的含量变化示图 即时小练 (3)种子中储存的脂肪大多含有哪种脂肪酸？ 不饱和脂肪酸 要播种浅一些。因为脂肪中氧的含量远远低于糖类，而氢的含量更高。等质量的脂肪与糖类氧化分解时，脂肪释放的能量更多，需要的O2多，产生的H2O多。 (4)相比于淀粉类作物种子，种油料作物种子时要播种浅一些还是深一些？为什么？ 29 (1)种子的水含量变化 随种子成熟： 随种子风干： 随种子萌发： 随种子烘烤： 水分由多到少，在种子成熟时自由水/结合水的值下降，代谢减弱 丧失的主要是自由水，种子活性未丧失 自由水/结合水的值大幅上升，代谢旺盛 结合水丧失，种子活性丧失 种子代谢特点与化合物含量变化 (2)种子中的有机物及检测 形成初期 随种子成熟过程 种子萌发 种子可溶性糖较多 斐林试剂检测 呈砖红色 可溶性糖转化为淀粉（粮食作物）或脂肪（油料作物）或蛋白质（如大豆） 有机物 干重增加 储存有机物（淀粉、脂肪等）转化为可溶性糖，一般有机物干重下降 (3)种子萌发过程中的物质代谢 在种子萌发的第Ⅰ阶段： 在种子萌发的第Ⅱ阶段： 种子快速吸水，呼吸速率 。 子叶展开之前，萌发种子的干物质一般会出现 的现象，主要原因是： 细胞产生CO2的量要比消耗O2的量 ，说明此期间主要进行 。 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。 上升 质量减少而种类增多 大得多 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 种子萌发时 种子形成时，光合作用产物的输入导致其 。 可溶性糖(还原糖)→淀粉 糖类→脂肪 淀粉→可溶性糖(还原糖) 脂肪→甘油、脂肪酸→糖类 种子萌发时，吸收水分导致其鲜重 ，非油料作物的种子由于只进行细胞呼吸导致干重 ，油料作物种子萌发初期干重有所 (是因为脂肪转化为糖类的过程中增加了 )，然后再减少。 干重增加 增加 氧元素 减少 增加 体系构建·思维领航 主要能源物质 葡萄糖 C、H、O,有的含有N、P 胆固醇 动物细胞膜成分，参与血液中脂质的运输 性激素 促进生殖器官发育和生殖细胞的形成 维生素D Ca、P的吸收 植物：葡萄糖、果糖(主要)、核糖、脱氧核糖、蔗糖、麦芽糖、症粉、纤维素等 细胞中的糖类和脂质 细胞中的糖类 单糖 元素：C、H、O 分类 多糖 二糖 五碳糖 六碳糖 葡萄糖 果糖 半乳糖 核糖 脱氧核糖 乳糖 麦芽糖 蔗糖 淀粉 糖原 纤维素 几丁质(含有N) 核糖、脱氧核糖、 纤维素、几丁质 功能 淀粉(植物)、糖原(动物) 结构物质 储能物质 能源物质 还原糖 还原糖 细胞中的脂质 ：元素 良好的 储能物质 脂肪 分类 生物膜的 主要成分 磷脂 固醇 相互转化 动物：葡萄糖、核糖、脱氧核糖、半乳糖(主要)、乳糖(主要)、糖原等 分布 蛋白质： 脂肪： 糖类 ①还原糖＋ 斐林试剂 ②淀粉＋碘液→ 。 脂肪＋苏丹Ⅲ→ 。 蛋白质＋ → 紫色。 砖红色沉淀 蓝色 橘黄色 双缩脲试剂 某些化学试剂能够使生物组织中的有关有机化合物产生特定的颜色反应。 【提醒】①唯一需要加热——还原糖的检测，且必须水浴加热，不能用酒精灯直接加热。若不加热，则无砖红色沉淀出现。 ②唯一需要使用显微镜——脂肪的检测。 ③唯一使用酒精——脂肪的检测，实验中用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色。 四、检测生物组织中的糖类、脂肪、蛋白质 选材： 结论： 含(还原糖)糖量高、白色或近于白色的植物组织 制浆→过滤（一层纱布）→取液 组织样液含有还原糖，但无法确定种类。 注入2mL梨匀浆组织样液 注入1mL刚配制好的斐林试剂 50-65℃水浴加热约2min 制备 样液 颜色 反应 甲液：质量浓度0. 1g/mL NaOH 乙液：质量浓度0. 05g/mL CuSO4 甲、乙液等量混匀、现配现用 变成砖红色沉淀(Cu2O) 甜菜、甘蔗、马铃薯？ 草莓、西瓜？ 振荡、混合摇匀呈现蓝色（ Cu(OH)2 ） 斐林试剂是甲液NaOH和乙液CuSO4混合后才可使用，因为其反应原理是还原糖中的醛基被Cu(OH)2氧化，Cu(OH)2被还原成Cu2O 且必须是可溶性还原糖 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 注：斐林试剂不可久置，否则Cu(OH)2沉淀到试管底部后无法使用。 四、检测生物组织中的糖类、脂肪、蛋白质 知识点1  还原糖的检测 取材 切片 花生种子(浸泡)去种皮，将子叶切成薄片 制片 结论 有被染成橘黄色的圆形小颗粒，说明有脂肪存在。 脂肪微粒 观察 先在低倍显微镜下寻找已着色颗粒，再用高倍显微镜观察 ①取最薄的切片，放在载玻片中央 ②滴2～3滴______染液，染色3 min ③滴1～2滴体积分数为___________溶液，洗去浮色 ④滴一滴蒸馏水，盖上盖玻片，制成临时装片 苏丹Ⅲ 50%的酒精 四、检测生物组织中的糖类、脂肪、蛋白质 知识点2  脂肪的检测 ❖切片要厚薄均匀，便于观察。如厚薄不均就会导致观察时有的地方清晰有的地方模糊。 取材: 制备样液 含丰富蛋白质的豆浆或鸡蛋清溶液 ❖蛋清必须稀释，以免实验后黏住试管壁，不易清洗。 显色反应 2mL组织样液 双缩脲试剂A液1mL 创设碱性环境 结论: 组织样液中含有蛋白质 双缩脲试剂B液4滴 摇匀后变成紫色 黄豆浆滤液或蛋清稀释液 提供Cu2+ A液:质量浓度0.1g/mL NaOH B液:质量浓度0.01g/mL CuSO4 使用时先加A液，再加B液，反应原理是具有两个或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。 四、检测生物组织中的糖类、脂肪、蛋白质 知识点3  蛋白质的检测 蛋白质中肽键在碱性环境遇到Cu2+会形成紫色络合物 斐林试剂（新制的Cu(OH)2） 双缩脲试剂(碱性条件下的Cu2+） 成分 使用方法 检测对象 颜色反应 甲液：0.1g/mL NaOH 溶液 乙液：0.05g/mL CuSO4 溶液 A液：0.1g/mL NaOH 溶液 B液：0.01g/mL CuSO4 溶液 等量混合、现配现用、 水浴加热 先A后B，不加热 还原糖（葡萄糖、果糖、麦芽糖） 蛋白质 样液浅蓝色→棕色→砖红色 发生紫色反应 注意：双缩脲试剂的B液不能过量，否则多余的B液将会与A液发生反应生成Cu(OH)2沉淀显蓝色而遮盖原有的颜色及避免Cu2+自身颜色影响显色观察。 拓展：斐林试剂与双缩脲试剂比较 四、检测生物组织中的糖类、脂肪、蛋白质 【名师提醒】 教材隐性知识：(必修1 P18～19“探究·实践”拓展)检测还原糖的斐林试剂能直接用于蛋白质的检测吗？若再提供蒸馏水，思考在斐林试剂的基础上，应如何用于蛋白质的检测？ 斐林试剂不能直接用于蛋白质的检测，因为斐林试剂的甲液、乙液成分虽然分别与双缩脲试剂的A液、B液相同，但乙液和B液的浓度不同。可以将斐林试剂乙液用蒸馏水稀释5倍后，边可以用于蛋白质的检测。 四、检测生物组织中的糖类、脂肪、蛋白质 $