资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
第2讲　细胞中的无机物、糖类和脂质
[课程导学]
内容要求 1.1.1.说出细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成。1．1.2.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，在生命中具有重要作用。1．1.3.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。1．1.4.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。1．1.5.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。实验：检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质。
与旧教材对比 增：①水的特性；②几丁质的分布及应用；③脂肪、磷脂的组成；④糖类和脂肪的转化。删：①苏丹Ⅳ检测试剂和脂肪匀浆的检测；②3种二糖组成；③脂肪和胆固醇摄入过量引起的危害。
考点一　细胞中的元素和化合物、无机物
1．细胞中的元素
(1)元素的来源、分类和存在形式
[提醒]　①生物体含量很少的元素并非都是微量元素，微量元素含量虽少，但却是生命活动不可缺少的。
②谐音记法
(2)生物界和非生物界在元素种类和含量上的关系
2．细胞中的化合物
[提醒]　S是蛋白质的特征元素，常用35S标记病毒的蛋白质外壳，用32P标记病毒内的核酸。
3．细胞中的水
(1)细胞中水的存在形式和功能
(2)自由水与结合水的比值和细胞代谢的关系
[提醒]　衰老细胞的特征之一为细胞内水分减少(主要是自由水)，萎缩变小，新陈代谢速率减慢。
(3)水分子是一种极性分子；由于氢键的存在，水具有较高的比热容。
4．细胞中的无机盐
[提醒]　神经调节中静息电位维持时K＋外流及动作电位形成时Na＋内流均为协助扩散(不耗能)。
(1)生物界和非生物界在元素组成上具有统一性，因此地壳中的元素在生物体内都能找到。(　　)
(2)Ca、Mg、Fe、Mn、Cu是组成细胞的微量元素。(　　)
(3)因为O是活细胞中含量最多的元素，所以O是最基本的元素。(　　)
(4)在沙漠植物仙人掌的活细胞中含量最多的化合物是蛋白质。(　　)
(5)晒干的种子细胞内不含有水分，导致细胞代谢停止，有利于种子长时间储存。(　　)
(6)细胞中的无机盐大多数以化合物的形式存在，如CaCO3构成骨骼、牙齿等。(　　)
答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×
1．(必修1 P16思考·讨论)玉米细胞和人体细胞干重中含量较多的四种元素都是C、H、O、N(其中在玉米细胞中的含量大小关系为O>C>H>N，而在人体细胞中的含量大小关系为C>O>N>H)，这是因为___________________________
_______________________________________________________________。
提示：玉米和人都是生物，组成它们的主要成分都是糖类、脂质和蛋白质等物质，这些物质含有C、H、O，蛋白质中还含有大量的N
2．(必修1 P20～21正文小字部分)水是细胞内良好的溶剂的原因：
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
提示：水分子为极性分子，带有正电荷或负电荷的分子或离子都容易与水结合，因此水是良好的溶剂
3．(必修1 P21正文小字部分)水具有维持生命的独特性质的原因：
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
提示：每个水分子可以与周围水分子靠氢键相互作用在一起，氢键不断地断裂，又不断地形成，使水在常温下能够维持液体状态，具有流动性；由于氢键的存在，水具有较高的比热容，水的温度相对不容易发生变化
4．(必修1 P22思考·讨论T3)植物体缺P常表现为生长发育不正常，这说明什么？分析为什么植物体缺P会影响其生长发育。
_______________________________________________________________。
提示：植物体缺P常表现为生长发育不正常，这说明P对于生命活动必不可少。P是组成细胞膜和细胞核的重要成分，也是细胞内必不可少的许多化合物的成分
1．细胞中的水综合归纳
2．无机盐的生理功能归纳
3．验证某种矿质元素的生理功能
(1)实验设计
①对照组：
②实验组：
(2)实验成功关键
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的完全培养液，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，使实验组前后对照，以增强说服力。
突破1 细胞中的元素和化合物
核心素养 生命观念
1．(2022·陕西榆林期中)下图为元素在生物体内的含量分布情况，下列叙述错误的是(　　)
A．P、S、K、Ca、Zn属于大量元素
B．Ⅰ在非生物界中都能找到，体现了生物界与非生物界的统一性
C．Ⅱ和Ⅲ为生物体的必需元素，一旦缺乏就可能会导致相应的病症
D．Ⅲ含量虽少，却是生物体正常生命活动不可缺少的
解析：选A。P、S、K、Ca属于大量元素，Zn属于微量元素，A错误。
2．(不定项)图1是人体细胞中化合物含量的扇形图，图2是有活性的人体细胞中元素含量的柱形图，下列叙述正确的是(　　)
A．若图1表示细胞鲜重，则A、B化合物依次是H2O、蛋白质
B．若图2表示组成人体细胞的元素含量(占细胞鲜重的百分比)，则a、b、c依次是O、C、H
C．地壳与活细胞中含量最多的元素都是a，因此说明生物界与非生物界具有统一性
D．若图1表示细胞完全脱水后的化合物含量，则A化合物是蛋白质
解析：选ABD。占细胞鲜重最多的化合物是H2O，其次是蛋白质，A正确；占细胞鲜重最多的元素是O，其次是C、H等，B正确；生物界与非生物界的统一性体现在元素的种类上，而不是含量上，C错误；占细胞干重最多的化合物是蛋白质，D正确。
突破2 水和无机盐的功能
核心素养 生命观念、科学思维
3．(2021·高考全国卷乙)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
解析：选C。细胞有氧呼吸过程中，第二阶段需要水的参与，第三阶段有水的生成，C错误。
4．(2022·山东济南高三联考)细胞内外大多数无机盐以离子的形式存在，如K＋、Na＋、HCO和Cl－等，这些离子对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用。下列关于无机盐的叙述，错误的是(　　)
A．血浆的pH之所以能够保持稳定，与它含有HCO等离子有关
B．神经细胞内K＋浓度低于膜外，K＋通过主动运输的方式运出细胞
C．受到刺激时，由于Na＋内流，神经元兴奋部位表现为内正外负
D．人的血浆渗透压的90%以上来源于Na＋和Cl－
解析：选B。神经细胞内K＋浓度高于膜外，K＋通过协助扩散的方式运出细胞，B错误。
突破3 无机盐功能的探究
核心素养 科学探究
5．设计实验探究X是否属于植物生长所必需的无机盐，某同学的构思大致如下：本实验中采用甲组、乙组之间的空白对照，以及乙组中实验前(无X)与实验后(有X)之间的自身对照。下列叙述正确的是(　　)
A．对照组是甲组、乙组实验后
B．此实验的无关变量只有植物的种类
C．此实验如果是无土栽培，则实验前营养液要灭菌
D．为防止外界影响，此实验需在黑暗密闭条件下进行
解析：选C。该实验中甲组和乙组实验前构成的对照组中，甲组为对照组；乙组实验前与实验后的自身对照中，乙组实验前为对照组。此实验的无关变量有植物的种类、每组中的植物数量、培养条件等。由于培养的是植物，故需在光照下进行。
[事实概述类]
1．[2017·全国Ⅲ，T30(4)]根系是植物吸收水分的主要器官。根细胞内水分的主要作用有_______________________________________________________
________________________________________________(答出两点即可)。
答案：水是根细胞的重要组成成分；水参与根细胞内的生物化学反应
2．衰老的细胞自由水含量相对低，而新生的细胞自由水含量相对高，由此说明自由水与细胞代谢的关系是_________________________________________
_______________________________________________________________。
答案：自由水相对含量越高，细胞代谢越旺盛
[原因分析类]
3．[2020·全国Ⅰ，T30(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)。
答案：肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收
4．缺Fe会导致人体贫血，原因是________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
答案：Fe是血红素的组成元素，缺Fe会导致血红素含量减少，人体出现缺铁性贫血
5．从物质循环的角度分析，农田生态系统中要不断施加氮肥的主要原因是
_______________________________________________________________。
答案：农田中的氮元素随农产品大量输出，需要不断地补充
[实践应用类]
6．下表为一种无土栽培培养液的主要配方。
成分 Ca(NO3)2 MgSO4 KH2PO4 KCl FeCl3 H2O
含量/g 1.0 0.25 0.25 0.12 0.005 1 000
用该培养液培养植物一段时间后植物出现萎蔫，这是植物缺乏________的症状，此时应采取的措施是_____________________________________________
_______________________________________________________________。
答案：水　补充水分或更换培养液
[开放思维类]
7．请以刚收获的、籽粒饱满程度相同的新鲜花生种子为实验材料，验证“自由水含量越高，代谢越强”的结论。写出简单的实验思路：
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
答案：取刚收获的、籽粒饱满程度相同的新鲜花生种子适量，均分为甲、乙两组，甲组迅速风干，乙组保持新鲜状态，置于相同的密闭容器内，在适宜条件下保温一段时间，检测甲、乙两组干重减少量(或者二氧化碳增加量)
8．农作物吸收氮元素的主要形式有铵态氮(NH)和硝态氮(NO)。已知作物甲对同一种营养液(以硝酸铵为唯一氮源)中NH和NO的吸收具有偏好性(NH和NO同时存在时，农作物对一种离子的吸收量大于另一种)。某生物小组设计实验对这种偏好性进行验证。
(1)实验思路：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________和________的剩余量。
(2)预期结果和结论：若营养液中NO剩余量小于NH剩余量，则说明_________；若营养液中NH剩余量小于NO剩余量，则说明________________。
答案：(1)NH　NO
(2)作物甲偏好吸收NO　作物甲偏好吸收NH
考点二　糖类和脂质的种类和作用
1．细胞中的糖类
(1)元素：一般由C、H、O构成。
(2)糖类的种类和功能
项目 概念 常见种类 分布 功能
单糖 不能水解的糖 核糖、脱氧核糖 动植物细胞 组成DNA、RNA的物质
葡萄糖 细胞的主要能源物质
半乳糖 主要在动物细胞中
果糖 主要在植物细胞中
二糖 由两分子单糖脱水缩合而成的糖 蔗糖、麦芽糖 植物细胞
乳糖 主要在人和动物乳汁中
多糖 水解后能够生成多分子单糖的糖 淀粉 植物细胞 植物细胞中的储能物质
纤维素 植物细胞壁的主要成分
糖原 动物细胞 动物细胞中的储能物质
几丁质(壳多糖) 甲壳类动物和昆虫的外骨骼中 外骨骼的重要组成成分
(3)多糖的水解产物
淀粉、纤维素和糖原的水解产物都是葡萄糖。
[提醒]　①单糖可不经消化水解直接被吸收，而二糖、多糖必须经消化水解成单糖后才能被吸收。
②糖类并非都是能源物质，如核糖、脱氧核糖、纤维素等不参与氧化分解提供能量。
2．细胞中脂质的种类和作用
[提醒]　(1)固醇只含C、H、O，磷脂含C、H、O、N、P。
(2)磷脂是所有细胞必不可少的脂质。
(3)脂肪是主要的储能物质，但不构成膜结构。
3．糖类和脂质的关系
(1)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。(　　)
(2)不是所有细胞的组成成分都含有纤维素，淀粉水解的终产物是二氧化碳和水。(　　)
(3)脂肪酸和磷脂含有的元素相同，所有的脂质都能参与膜结构的构成。(　　)
(4)细胞膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的。(　　)
(5)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。(　　)
答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×
1．(必修 1 P23知识链接)葡萄糖在细胞内的“燃烧”过程区别于体外燃烧的特点_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
提示：葡萄糖在细胞内的“燃烧”过程是“无火焰”的过程，能量是通过一系列化学反应逐步释放出来的
2．(必修 1 P24图2－3)构成淀粉、糖原和纤维素的基本单位都是________分子，但是____________方式不同。
提示：葡萄糖　葡萄糖的连接
3．(必修 1 P25批判性思维)科学家将________等其他糖类称为人类的“第七类营养素”。
提示：纤维素
4．(必修1 P26正文及小字部分)构成脂肪的脂肪酸的____________不相同，若脂肪酸长链中的碳原子之间都以________相连，则为______________，若脂肪酸长链中碳原子之间存在________相连，则为______________。植物脂肪大多含有______________，在室温时呈________，而大多数动物脂肪含有________________，室温时呈________。
提示：种类和分子长短　单键　饱和脂肪酸　双键　不饱和脂肪酸　不饱和脂肪酸　液态　饱和脂肪酸　固态
5．[必修 1 P27概念检测T1(1)]磷脂是________(填“真核细胞”“原核细胞”或“所有细胞”)必不可少的脂质。
提示：所有细胞
突破1 糖类、脂质的种类及功能
核心素养 生命观念
1．(2021·湖南适应性考试)糖类是细胞的主要组成成分之一。下列叙述错误的是(　　)
A．植物细胞壁的主要成分纤维素是多糖
B．糖原是人和动物细胞的储能物质
C．麦芽糖、乳糖和核糖均是二糖
D．葡萄糖与斐林试剂反应生成砖红色沉淀
答案：C
2．(2022·福建福州高三月考)下列有关脂质的叙述，不正确的是(　　)
A．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
B．脂肪是生物体内良好的储能物质，只存在于动物体内，而植物细胞中没有
C．磷脂是构成细胞膜的重要成分
D．性激素可以促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成
解析：选B。脂肪是细胞内良好的储能物质，在动物和植物细胞内均含有，B错误。
突破2 糖类和脂质间的相互转化
核心素养 科学思维
3．下图是人体内葡萄糖转化成脂肪的部分过程示意图。下列有关叙述错误的是(　　)
A．长期偏爱高糖膳食的人，图示过程会加强，从而导致体内脂肪积累
B．细胞质基质中有催化过程①的酶，该过程会产生少量[H]和ATP
C．酒精是过程②产生的二碳化合物之一
D．在糖尿病患者体内，图示过程减弱，脂肪分解增加
解析：选C。图示表示葡萄糖转化为脂肪的过程，在此过程中糖代谢产生一种非常重要的二碳化合物，经复杂变化后可以转化为脂肪酸，用于合成脂肪，而酒精是某些植物或酵母菌无氧呼吸产生的代谢产物，人体细胞代谢不能产生酒精。
4．(不定项)(2022·山东潍坊模拟)为探究蓖麻种子(脂肪含量达70%)萌发过程中的物质变化，某研究小组将种子置于温度、水分(蒸馏水)、通气等条件均适宜的黑暗环境中培养，定期检查萌发种子(含幼苗)的脂肪、蔗糖、葡萄糖的含量和干重变化，结果如下图所示，据图分析，下列说法不正确的是(　　)
A．图甲表示脂肪在酶的作用下水解为葡萄糖，其中一部分进一步转化为蔗糖
B．糖类是胚生长发育的主要能源物质，由脂肪转化为糖类需要蛋白质参与
C．用苏丹Ⅲ染液对蓖麻种子切片染色，可通过肉眼观察到橘黄色脂肪颗粒
D．据图乙分析蓖麻种子萌发初期时干重增加，增加的主要元素是H
解析：选ACD。脂肪在酶的作用下水解为甘油、脂肪酸，再转化为糖类，A错误；用苏丹Ⅲ染液对蓖麻种子切片染色，需在显微镜下才能观察橘黄色的脂肪颗粒，C错误；蓖麻种子萌发初期时干重增加的原因主要是脂肪在不断转变成糖类等其他形式的有机物，糖类物质中O的比例大于脂肪，因此导致种子干重增加的主要元素是O，D错误。
(1)脂肪中氧元素比例低、碳元素和氢元素比例高，因此相同质量的脂肪和糖类氧化分解，脂肪消耗的氧气多，产生的水多，产生的能量也多。
(2)多糖的“水解”与“氧化分解”
　
[原因分析类]
1．葡萄糖可以口服和注射，但蔗糖只能口服而不能注射，主要原因是
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
答案：葡萄糖是单糖，可直接被细胞吸收利用；蔗糖是二糖，细胞无法直接吸收，需要被酶分解为单糖后才能被细胞吸收利用，但血浆中没有直接分解蔗糖的酶，而消化道中有分解蔗糖的酶，所以蔗糖只能口服
2．肥胖的人患糖尿病等慢性疾病的风险增高。某人长期以淀粉类食物为主，摄入脂肪很少，但还是出现了肥胖，主要原因是
_______________________________________________________________。
答案：糖类可以转化成脂肪储存在体内
3．播种时，玉米种子和油菜种子相比，油菜种子的种植深度相对较浅，其原因是_______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
答案：油菜种子脂肪含量高，且脂肪分子中氢比例高，因而在氧化分解时消耗氧气比较多
4．女性皮下脂肪厚，在没有食物和饮水的条件下，女性的生存期限会比男性长。请从脂肪的元素组成及主要作用角度分析出现上述现象的原因：
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
答案：脂肪是良好的储能物质，其含氢量高，氧化分解时释放能量多，产生的水多
[开放思维类]
5．[2019·江苏，T30(2)]为了检测玉米籽粒发芽过程中淀粉含量变化，将不同发芽阶段的玉米籽粒纵切，滴加________，进行观察。结果显示，胚乳呈蓝色块状，且随着发芽时间的延长，蓝色块状物变小。由此可得出的结论是
_______________________________________________________________。
答案：碘液　玉米发芽过程中胚乳的淀粉含量逐渐减少
6．洋葱的鳞茎中可以储存大量营养物质，为探究其营养物质中是否含有还原糖，请写出简要的实验思路，并推测可能的实验结果：_________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
答案：将白色洋葱鳞片叶捣碎榨汁，再用斐林试剂进行检测。若出现砖红色沉淀，说明洋葱的鳞茎中含有还原糖；若未出现砖红色沉淀，说明洋葱的鳞茎中不含还原糖
考点三　检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1．糖类的检测
(1)原理
①还原糖＋斐林试剂砖红色沉淀。
②淀粉＋碘液→蓝色。
(2)检测步骤
[提醒]　①常见的单糖(葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖、脱氧核糖等)及二糖中的麦芽糖、乳糖都是还原糖；蔗糖、多糖(淀粉、糖原和纤维素)都不是还原糖。
②非还原糖(如蔗糖)＋斐林试剂水浴加热后的现象不是无色而是浅蓝色[Cu(OH)2的颜色]。
2．脂肪的检测
(1)原理：脂肪＋苏丹Ⅲ染液→橘黄色。
(2)检测步骤
3．蛋白质的检测
(1)原理：蛋白质＋双缩脲试剂→紫色。
(2)检测步骤
[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。
1．(2021·河北省选择性考试模考)某农场技术员对作物种子发育过程中有机物积累及转化进行动态监测。关于检测方法及出现结果的叙述，错误的是(　　)
A．嫩大豆种子切片→苏丹Ⅲ染液染色→显微镜观察细胞内被染成橘黄色的脂肪颗粒
B．嫩小麦籽粒加水研磨→离心取上清液→加碘液→观察被染成深蓝色的淀粉
C．嫩花生种子加水研磨→加双缩脲试剂→依据紫色反应检测蛋白质
D．嫩甜玉米籽粒加水研磨→离心取上清液→加斐林试剂并水浴加热→观察砖红色沉淀检测还原糖
答案：B
2．(不定项)某白酒在生产发酵中需用麦芽浆，对萌发且带有小芽的大麦充分研磨后，过滤得到组织样液。在组织样液中加入下列试剂后振荡摇匀，则有关实验现象及结论的叙述，不正确的是(　　)
A．加入苏丹Ⅲ染液，溶液呈橘黄色，证明发芽的大麦中含有脂肪
B．加入斐林试剂并水浴加热，溶液出现砖红色沉淀，说明发芽的大麦中含有麦芽糖
C．加入碘液，溶液呈蓝色，说明发芽的大麦中含有淀粉
D．如果发芽的大麦中含有蛋白质，那么加入双缩脲试剂，水浴加热后溶液会呈紫色
解析：选BD。加入斐林试剂并水浴加热，溶液出现砖红色沉淀，说明发芽的大麦中含有还原糖，但不能说明此还原糖就是麦芽糖，B错误；双缩脲试剂遇蛋白质变紫色，不需要水浴加热，D错误。
斐林试剂与双缩脲试剂的“一同、三不同”
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com/" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑