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细胞中的无机物、糖类和脂质
第2课时
第一单元 细胞的概述及其分子组成
考点1
组成细胞的元素和化合物
存在形式
组成细胞的元素
C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等
Zn、Mo、Cu、B、Fe、Mn等
大量 元素
微量 元素
元素
来源
种 类
从无机自然界有选择地吸收
大多以化合物地形式存在
常见的有20种
微量不微效
组成细胞的化合物
水
无机盐
鲜重含量最多
。
化合物
无机物
有机物
。
。
糖类
。
脂质
C、H、O等
C、H、O、N（S）
C、H、O（有的含N、P）
C、H、O、N、P
占细胞鲜重的1%-1.5%
干重含量最多
遗传信息的携带者
蛋白质
核酸
元素的统一性和差异性
统一性
差异性
体现
体现
元素
。
元素
。
种类
含量
表现
表现
生物界与非生物界之间
生物界不同生物之间
生物界与非生物界之间
生物界不同生物之间
(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)甘薯细胞中的钙铁锌属于微量元素，作用也很小(　　)
(3)活细胞中，氢原子数目多于氧原子数目(　　)
×
×
√
组成细胞的元素和化合物
1.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，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，这是为什么？
2.生物体内含量很少的元素都是微量元素吗？请说明理由。
玉米细胞中含糖较多，人体细胞中含蛋白质较多。
不都是。微量元素是生物体内含量很少但又不可缺少的元素。生物体内还有一些元素(如Pb)含量少，但又不是必需的，这些元素不属于微量元素。
拓展 提升科学思维
1.(2023·安徽合肥高三期末)下图1是细胞中化合物含量的扇形图，图2是有活性的细胞中元素含量柱形图。下列说法不正确的是
A.若图1表示细胞鲜重，则A、B化合物依次是水、蛋白质
B.若图2表示组成人体细胞的元素含量，则a、b、c依次是O、C、H
C.若图1表示细胞完全脱水后的化合
物含量，则A化合物具有多样性，
其一定含有的元素为C、H、O、N
D.地壳与活细胞中含量最多的元素
都是a，由此说明生物界与非生物界具有统一性
√
突破 强化关键能力
2.下列关于元素和化合物的叙述，正确的是
A.在人体细胞鲜重中O元素含量最多，说明O元素是构成细胞的最基本元素
B.脂肪只存在于动物的脂肪细胞中，而其他部位和植物细胞中没有
C.脱氧核糖核苷酸和ATP具有相同的元素组成
D.纤维素在人的肠道中彻底水解为葡萄糖
√
突破 强化关键能力
考点2
细胞中的水和无机盐
细胞中的水
1
含量
一般来说， 是细胞中含量最多的化合物。
不同生物的含水量不同
52%-58%
60%-65%
77%
同一生物在不同的生长发育时期含水量不同
同一生物不同组织器官含水量不同
水
2
含水量与生物种类及发育阶段的关系
① 不同，含水量不同，如水生生物含水量多于陆生生物。
②不同 ，含水量不同，如幼儿含水量高于成年人。
生物种类
生长发育期
细胞中的水
3
水的结构特点
①水是 分子，因此水是良好的溶剂。
②水分子具有 ，易于断裂和形成，使水具有 和较高的 。
极性
氢键
流动性
比热容
细胞中的水
4
水的存在形式和作用
项目 自由水（4.5%） 结合水（95.5%）
形式 在细胞中以 的形式存在 与细胞内其他物质相结合
作用 ①细胞内___________ ②参与_____________ ③为细胞提供液体环境 ④运送营养物质和_________ 是 的重要组成部分
游离
良好的溶剂
生物化学反应
细胞结构
代谢废物
细胞中的水
5
水与细胞代谢的关系
过程
关系
含量越高，代谢越旺盛；
衰老细胞内自由水含量少
含量越高，抗逆性越强
水与细胞代谢
产生水
消耗水
蒸发水
吸收水
有氧呼吸第 阶段
细胞内单糖合成多糖
核糖体上氨基酸脱水缩合
光合作用光反应阶段
有氧呼吸第 阶段
消化道重淀粉、蛋白质、脂肪的水解
植物通过蒸腾作用散失水分
人体汗腺分泌汗液、蒸发散热维持体温稳态
植物：主要通过根系吸水
动物：①消化道内吸水 ②肾小管、集合管吸水水
三
二
自由水
结合水
质量分数为 0.9% 的氯化钠溶液
细胞中的无机盐
存 在形 式
吸 收
方 式
主要是 形式
主要是 运输
作用
细胞结构及细胞内某些复杂化合物的组成成分
维持细胞和生物体的生命活动
维持细胞的 和正常渗透压
。→。 。
。→。 。
。→。肌肉酸痛、无力
血钙过低。→。 。
离子
主动
酸碱平衡
缺乏
抽搐
叶绿素
血红素
无机盐
(1)同一株植物中，老叶细胞比幼叶细胞中自由水含量高(　　)
(2)结合水是细胞结构的重要组成成分，赋予各种组织、器官一定的形状、硬度和弹性(　　)
(3)种子入仓前通过充分晾晒丢失全部自由水，以减少有机物消耗(　　)
(4)将植物秸秆充分晒干后，其体内剩余的物质主要是无机盐(　　)
(5)用含钙的生理盐水灌注蛙心，可跳动数小时，因为钙盐可维持细胞的酸碱平衡(　　)
×
√
×
×
×
细胞中的水和无机盐
1.将少量干燥种子放入干燥的试管内，放在酒精灯火焰上烘烤，试管内壁上出现少量水珠。该水分在细胞中以哪种形式存在？如果用上述烘烤后的种子播种，种子能否萌发？
以结合水形式存在。如果将烘烤后的种子播种下去，种子不能萌发，因为结合水是细胞内的结构物质，失去结合水，细胞结构被破坏，细胞死亡，导致种子失去活性。
鲜种子
干种子
死种子
晒干
烘烤
自由水大量散失
代谢减弱
失去结合水
种子失去生理活性
用水浸泡
仍能萌发
失去大部分自由水的种子
仍保持其生理活性
可自由流动
易蒸发散失
与物质结合稳定难散失
拓展 提升科学思维
2.Zn2＋是激活色氨酸合成酶的必要成分，缺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”。
(1)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？
锌属于微量元素。该现象说明无机盐的作用是维持细胞和生物体的正常生命活动。
(2)为探究小叶病是否由缺锌引起，对照组、实验组分别怎样设置？写出简要步骤。
①对照组应使用完全培养液，实验组使用缺锌的完全培养液。
②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。
③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。
(3)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。
拓展 提升科学思维
验证某种矿质元素的生理功能
生长状况相同的正常同种植物分两组
甲组：缺Fe的完全培养液
乙组：完全培养液
出现缺乏症
加入Fe元素再培养
缺乏症消失
Fe为植物生长的必需元素
植物正常生长
植物正常生长
Fe为植物生长的非必需元素
a.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。
b.实验组加入X的目的是使实验组前后对照，以增强说服力。
3.(2023·山东青岛高三模拟)下列关于细胞中水的叙述，不正确的是
A.水是极性分子，易与带正电荷或负电荷的分子结合，因此水是良好的
溶剂
B.水在常温下维持液体状态与氢键的不断断裂和形成有关
C.自由水和结合水都能参与细胞内的生物化学反应
D.自由水和结合水在一定条件下可以互相转化
√
突破 强化关键能力
常考无机盐的功能
元素 功能
N 蛋白质、ATP、NADP+、叶绿素、核苷酸等
P ATP、NADP+、核苷酸、磷脂等
Mg2+ 叶绿素（与光反应有关）
I- 甲状腺激素（幼年时缺乏引起“呆小症”）
Cl- 与Na+共同维持细胞外液渗透压
Fe2+ 血红素（人体缺Fe2+时，贫血，无氧呼吸加强，可引发乳酸中毒）
S 甲硫氨酸等组成成分
Na+ 维持细胞外液渗透压，动作电位的形成离不开Na+内流
K+ 维持细胞内液渗透压，静息电位的形成离不开K+外流
Ca+ 可调节肌肉收缩
4.(2023·江苏苏州中学高三期末)下列关于无机盐的叙述，错误的是
A.P是组成细胞膜、细胞核的重要成分，也是细胞必不可少的化合物的成分
B.高温作业时喝淡盐水是为了维持体内水盐平衡
C.缺铁会导致哺乳动物血液运输O2的能力上升
D.细胞中的无机盐大多数以离子形式存在，有些可形成复杂化合物
√
缺铁会导致血红素含量减少，哺乳动物血液运输O2的能力下降，C错误。
突破 强化关键能力
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.控制此实验的无关变量
只需选一些相同的植物
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
√
突破 强化关键能力
考点3
糖类、脂质的种类和作用
细胞中的糖类
1/元素组成
C
H
O
一般情况下，糖类由C、H、O三种元素组成（几丁质含有氮的取代基）
多数糖分子中H:O=2:1，因而糖类又称为“碳水化合物”,简写(CH2O)
但分子中H:O=2:1的不一定是糖类，如乳酸（C3H6O3）、甲醛（CH2O）
2/功能
主要的能源物质
3/种类
单糖
二糖
多糖
水解产生单糖的数量不同
细胞中的糖类
C5H10O5——组成RNA的成分
C5H10O4 ——组成DNA的成分
五碳糖
脱氧核糖
六碳糖
核糖
葡萄糖
果糖
半乳糖
C6H12O6——“生命的燃料”，主要能源物质
C6H12O6——植物细胞，提供能量
C6H12O6——动物细胞，提供能量
单糖
不能水解
细胞中的糖类
发芽的小麦等谷粒（植物）
水解后
麦芽糖
葡萄糖
葡萄糖
红糖、白糖、冰糖等
糖料作物甘蔗、甜菜里含量丰富，大多数水果和蔬菜中也含有（植物）
蔗糖
果糖
葡萄糖
水解后
二糖
可水解为2分子单糖
人和动物乳汁（动物）
乳糖
半乳糖
葡萄糖
水解后
（C12H22O11）
细胞中的糖类
种类 分布 功能 基本单位
多糖
淀粉
纤维素
肝糖原
肌糖原
植物粮食作物的种子、变态茎或根以及果实等储藏器官中
植物细胞的细胞壁中
动物的肝脏中
动物的肌肉组织中
储存能量
支持和保护细胞
储存能量，调节血糖
储存能量
糖原
葡萄糖
可水解为多个分子单糖
生物体内的糖类多数以多糖的形式存在
几丁质是外骨骼的重要组成成分
几丁质也是一种多糖，又称为壳多糖，广泛存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼中。
废水处理——几丁质能与溶液中的重金属离子有效结合
制作食品的包装纸和食品添加剂
制作人造皮肤
……
细胞中的糖类
细胞中的糖类
单糖
淀粉、
核糖
纤维素
纤维素
淀粉
糖原
葡萄糖
*多糖和二糖必须水解成单糖后才能被细胞吸收
糖类之间的相互转化
单糖
二糖
多糖
CO2+H2O+能量
水解
缩合
水解
缩合
水解
缩合
细胞利用
细胞内的“燃烧”与体外燃烧
(1)源于必修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是_______________________________
_________________________________________________。
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
淀粉、糖原和纤维素的比较
(2)源于必修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。
葡萄糖
葡萄糖的连接
淀粉
纤维素
糖原
结构 功能
决定
第七类营养素
(3)源于必修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”。
纤维素
除淀粉外的复杂糖类，如纤维素、果胶等，被称为膳食纤维。膳食纤维大量存在于蔬菜、水果、海藻和粮食（特别是粗粮）等植物性食物中；它们既不能被肠道消化、吸收，也不能产生能量、只是肠道里的匆匆过客，最终混在食物残渣里，随着粪便一起排除体外。但是膳食纤维能够促进胃肠的蠕动和排空。所以，多吃一些富含膳食纤维的食物，排便就会通畅，并且减少患大肠癌的机会；还有利于降低过高的血脂和血糖等，从而有利于维护心脑血管的健康、预防糖尿病、维持正常体重等。由于膳食纤维具有如此重要的保健作用，因此一些科学家把它称作人类的“第七营养素”。
细胞中的脂质
1/元素组成
C
H
O
P
N
2/特点
相对于糖类，脂质分子中氧的含量低于糖类，而氢的含量更高。
3/性质
通常不溶于水，而溶于脂溶性有机溶剂，如丙酮、氯仿、乙醚等。
4/种类
脂肪
磷脂
固醇
细胞中的脂质
脂肪
元素组成： 。
结构：由三分子 和一分子 反应形成的酯。
作用：细胞内良好的 物质，具有 、 和 作用。
C、H、O
脂肪酸
甘油
储能
保温
缓冲
减压
细胞中的脂质
磷脂
元素组成： 。
结构：是一种由 、 和 及其他衍生物所组成的分子。
作用：构成 、 等生物膜的重要成分。。
C、H、O、N、P
甘油
脂肪酸
磷酸
细胞膜
细胞器膜
细胞中的脂质
磷脂
元素组成： 。
作用：
C、H、O
① ：
构成 的重要成分；
在人体内参与 。
②性激素：
促进人和动物 以及 .
③维生素D：
促进人和动物肠道对钙和磷的吸收
胆固醇
动物细胞膜
血液中脂质的运输
生殖器官的发育
生殖细胞的形成
细胞中糖类与脂质的关系
二者关系
糖类在供应充足时，可以大量转化为 .
脂肪一般只在糖类代谢发生障碍， 时，才会分解功能，而且不能 转化为糖类
脂肪
引起供能不足
大量
容易
糖
脂肪
难
糖类、脂质的种类和作用
(1)几丁质能与溶液中的重金属离子有效结合，可用于废水处理(　　)
(2)蔬菜中含有的纤维素是多糖，需经人体消化道分解为葡萄糖后，才能被吸收利用(　　)
(3)饱和脂肪酸的熔点较高，容易凝固(　　)
(4)糖类供应充足时会大量转化为脂肪，必要时脂肪也可以大量转化为糖类(　　)
×
√
√
×
饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸
(1)源于教材P26“正文小字部分”：
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 连接，则为 ，若脂肪酸长链中碳原子之间存在 ，则为 。植物脂肪大多数含有 ，在室温时呈 ，而大多数动物脂肪含有 ，室温时呈 。
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
饱和脂肪酸
不饱和脂肪酸
磷脂时构成生物膜的重要成分
(2)源于必修1 P27“练习与应用”：磷脂是 (填“真核细胞”“原核细胞”或“所有细胞”)必不可少的脂质。
所有细胞
1.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、馒头等主食富含淀粉，淀粉经消化分解后可以生成葡萄糖，进而使血糖升高。
淀粉
葡萄糖
麦芽糖
初步水解
彻底水解
消化酶
消化酶
拓展 提升科学思维
2.蓖麻种子的胚乳呈白色，脂肪含量占种子总质量的70%。为探究该植物种子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，结果如图所示。
(1)种子中储存的脂肪大多含有哪种脂肪酸？
提示　不饱和脂肪酸。
拓展 提升科学思维
(2)据图乙可知，导致种子萌发初期干重增加的主要元素是什么？请从脂肪和糖类的元素组成及比例角度分析其原因。
提示　主要元素是氧元素。原因是脂肪不断转变成糖类等，而糖类分子中氧的含量远高于脂肪。
拓展 提升科学思维
(3)相比于淀粉类作物种子，种植油料作物种子时要播种浅一些还是深一些？为什么？
提示　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。
拓展 提升科学思维
种子形成和萌发过程中糖类和脂质的变化
种子类型 变化 非油料作物种子(如小麦) 油料作物种子(如大豆)
种子形成时 可溶性糖(还原糖)→淀粉 糖类→脂肪
种子萌发时 淀粉→可溶性糖(还原糖) 脂肪→甘油、脂肪酸→糖类
6.(2023·江苏海门中学高三开学考试)下列关于糖类化合物的叙述，正确的是
A.多糖的单体不一定是葡萄糖
B.等质量的糖原比脂肪储能多
C.少数酶的组成结构中有葡萄糖
D.蔗糖、麦芽糖、乳糖都属于还原糖
√
突破 强化关键能力
7.(2023·福建三明中学高三检测)脂质与人体健康息息相关，下列叙述错误的是
A.分布在内脏器官周围的脂肪具有缓冲作用
B.蛇毒中的磷脂酶因水解红细胞膜蛋白而导致溶血
C.摄入过多的反式脂肪酸会增加动脉硬化的风险
D.胆固醇既是动物细胞膜的重要成分，又参与血液中脂质的运输
√
突破 强化关键能力
重温高考 真题演练
1.(2021·全国乙，3)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
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4
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5
2.(2022·湖北)水是生命的源泉，节约用水是每个人应尽的责任，下列有关水在生命活动中作用的叙述，错误的是
A.水是酶促反应的环境
B.参与血液中缓冲体系的形成
C.可作为维生素D等物质的溶剂
D.可作为反应物参与生物氧化过程
√
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5
3.(2021 浙江6月选考，5)无机盐是生物体的组成成分，对维持生命活动有重要作用。下列叙述错误的是
A.Mg2＋存在于叶绿体的类胡萝卜素中
B. 对体液pH起着重要的调节作用
C.血液中Ca2＋含量过低，人体易出现肌肉抽搐
D.适当补充I－，可预防缺碘引起的甲状腺功能减退症
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5
4.(2020·江苏，1)下列关于细胞中无机物的叙述，正确的是
A.自由水是生化反应的介质，不直接参与生化反应
B.结合水是细胞结构的重要组成成分，主要存在于液泡中
C.无机盐参与维持细胞的酸碱平衡，不参与有机物的合成
D.无机盐多以离子形式存在，对维持生命活动有重要作用
√
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5
5.(2020·海南，1)下列关于人体脂质的叙述，正确的是
A.组成脂肪与糖原的元素种类不同
B.磷脂水解的终产物为甘油和脂肪酸
C.性激素属于固醇类物质，能维持人体第二性征
D.维生素D是构成骨骼的主要成分，缺乏维生素D会影响骨骼发育
√
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3
4
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