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(共15张PPT)
第2讲　细胞中的无机物和糖类、脂质
第一单元　细胞的分子组成和结构
内容标准细化 核心素养
1.简述水在细胞中的存在形式和作用。
2.说出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用。
3.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。
4.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。
生命观念 能运用物质和能量观，分析糖类和脂质等在细胞生命活动中提供能量的物质。通过对核酸的结构和功能的学习，形成结构和功能相适应的观点。
科学思维 通过对水和无机盐的作用的学习，养成归纳与概括的科学思维方式。
社会责任 关注糖类、脂质等物质的过量摄入对健康的影响，在改进自己膳食行为的同时，向他人宣传有关的营养保健知识。
目标要求
PART
鲜重：O>C>H>N
干重：C>O>N>H
构成细胞的最基本元素---C
图2-1 组成人体和植物细胞的主要的元素
（占细胞鲜重的百分比）
图2-2 组成人体细胞的主要元素
（占细胞干重的百分比）
1.细胞中的元素
调节
产生
利用
①暗反应（叶绿体基质）
②有氧呼吸第三阶段（线粒体内膜）
③ ATP的合成（叶绿体、线粒体、细胞质基质）
④单糖合成多糖
⑤氨基酸脱水缩合（核糖体）
⑥ DNA分子复制、转录（细胞核、叶绿体、线粒体）
①光反应（叶绿体类囊体薄膜）
②有氧呼吸第二阶段（线粒体基质）
③ ATP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
抗利尿激素
渗透作用&水通道蛋白
吸收
实例
肾小管和集合管对水的重吸收
2.水与细胞代谢的关系
水是极性分子，带正电或负电的分子容易与之结合，故是良好溶剂
水分子之间容易形成氢键，保证水分子具有流动性。
由于氢键的存在，水分子具有较大的比热容，水可以保持稳定性
3.水为什么是细胞内的良好溶剂？
吸 收方 式
细胞中的无机盐
存 在形 式
作用
组成细胞中某些复杂的化合物
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
Mg2+→叶绿素
Fe2+ →血红蛋白
哺乳动物血钙过高→肌无力；血钙过低→抽搐
Na+ 、K+ 、Cl- 、HPO42-、HCO3-等
Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+等
Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等
4.细胞中的无机盐
*
澄清概念
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.细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要（ ）
3.晒干的种子细胞内不含水分，导致细胞代谢停止，种子能长时间储存（ ）
4.细胞中的无机盐大多数以化合物形式存在，如CaCO3构成骨骼、牙齿（ ）
5.镁是叶绿体中参与光合作用的各种色素的组成元素（ ）
6.在动物体内，Na+主要维持细胞内液的渗透压，K+主要维持细胞外液的渗透压（ ）
1.×　提示：组成生物体的元素在地壳中都能找到。
2.×　提示：微量元素对维持生命活动是不可缺少的。
3.×　提示：晒干的种子自由水与结合水的比值很低，代谢很弱，以保持休眠状态，并非不含水分。
4.×　提示：细胞中的无机盐大多数以离子形式存在。
5.×　提示：类胡萝卜素中不含镁。
6.×　提示：Na+主要维持细胞外液的渗透压，K+主要维持细胞内液的渗透压。
【思考探究1】“有收无收在于水，收多收少在于肥”“上粪不浇水，庄稼噘着嘴”“犁地深一寸，等于上层粪”。农业谚语是人民群众总结出的农业生产经验，它用简单通俗、精炼生动的话语反映出深刻的道理，是中华民族的文化瑰宝。
(1)植物根系既能从土壤中吸收水分也能吸收无机盐。根细胞内水分的作用有______(答出两点即可)
(2)农田施肥的同时，往往需要适当浇水，此时浇水的原因是_______ (答出一点即可)。
(3)当土壤含水量过高时，反而不利于植物的正常生长，可能的原因有___________(答出两点即可)
提示：(1)根细胞的组成成分；参与细胞内的生化反应；运送营养物质和代谢废物等
(2)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)植物根部因缺氧进行无氧呼吸，根部能量供应不足，影响物质运输；植物根部因无氧呼吸产生大量酒精而出现烂根现象。
【思考探究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)该现象说明无机盐的作用是_______________。
(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？　　
(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？
提示：(1)维持细胞和生物体的正常生命活动
(2)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)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
作 用 实 例
作为细胞能源物质 葡萄糖、果糖、蔗糖(植物)、麦芽糖(植物)、乳糖(动物)等
作为细胞的储能物质 淀粉(植物)、糖原(动物)
组成细胞结构 纤维素(植物细胞壁)、壳多糖(真菌细胞壁)、肽聚糖(细菌)
参与信息识别 糖被(与蛋白质或脂质结合的糖类分子)
参与构成其他物质 核糖(RNA成分)、脱氧核糖(DNA成分)
作 用 实 例
贮存能量 脂肪(甘油三酯)，与糖类相比，H多O少，并且脂肪是疏水性的，几乎不与结合水结合，单位质量含有的能量高于糖类，是良好的储能物质。
作为细胞的结构 磷脂分子是细胞中细胞膜和细胞器膜的重要组成成分；胆固醇是动物细胞膜的重要成分，提高动物细胞膜的稳定性。
具有生物活性 性激素、维生素A、维生素D、维生素E等具有生物活性
1.糖类和脂质作用总结
2.糖类和脂质的相互转化
(1)糖类转化为脂肪
①血液中的葡萄糖除供细胞利用外，多余的部分可以合成糖原储存起来；如果葡萄糖还有富余，就可以转变成脂肪和某些氨基酸；②给家畜、家禽提供富含糖类的饲料，使它们肥育，就是因为糖类在它们体内转变成了脂肪。
(2)脂肪转化为糖类
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。即糖类和脂肪之间的转化程度是有明显差异的。
*
澄清概念
1.糖原的基本组成单位是葡萄糖，主要功能是提供能量，与斐林试剂反应呈现砖红色（ ）
2.细胞中的糖类都是能源物质（ ）
3.脂肪分子中氧的含量远远少于糖类，而氢的含量更少（ ）
4.细胞膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸等组成的（ ）
5.糖类供应充足时可大量转化为脂肪，糖类代谢发生障碍时，大量脂肪转化为糖类（ ）
6.淀粉水解的终产物是二氧化碳和水（ ）
1.×　提示：糖原不是还原糖。
2.×　提示：核糖、脱氧核糖和纤维素不是能源物质。
3.×　提示：脂肪分子中氧的含量远远少于糖类，而氢的含量更多。
4.×　提示：磷脂分子是由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的。
5.×　提示：糖类代谢发生障碍时，脂肪可以转化为糖类，但不能大量转化。
6.×　提示：淀粉水解的终产物是葡萄糖。
【思考探究】1.葡萄糖可以口服，也可以静脉注射；蔗糖只能口服不能注射，原因是什么？
2.呼吸熵是物质氧化分解时释放CO2与消耗O2的比值，糖类的呼吸熵等于1，而脂肪的呼吸熵却小于1，请从糖类和脂肪的元素组成方面分析原因？　　　　
1.提示：葡萄糖属于单糖，可以直接进入细胞，因此可以口服也可以静脉注射；蔗糖属于二糖，必须经过消化作用分解成两分子单糖才能进入细胞，因此不能直接静脉注射。
2.提示：脂肪和糖类均由C、H、O三种元素组成，但脂肪中C、H含量高，而O含量低，故质量相同的糖类和脂肪相比，脂肪氧化分解释放的能量多，需要的O2多，产生的H2O多。
3.（教材P27）为什么等量的脂肪比糖类含能量多，但在一般情况下脂肪却不是生物体利用的主要能源物质？
提示：①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；②糖类氧化既可以在有氧条件下也可以在无氧条件下进行。所以对于生物体的生命活动而言，糖类和脂肪都可以作为储备能源，但是糖类是生物体生命活动主要的能源物质。
对点练：（不定项）科学研究表明：花生种子发育过程中，可溶性糖的含量逐渐减少，脂肪的含量逐渐增加；花生种子萌发过程中，脂肪的含量逐渐减少，可溶性糖含量逐渐增加。下列分析正确的是（ ）
A.花生种子发育过程中，可溶性糖转变为脂肪，需要大量的氮元素
B.同等质量的花生种子和小麦种子，萌发过程中耗氧较多的是花生种子
C.花生种子发育过程中，可溶性糖转变为脂肪，更有利于能量的储存
D.花生种子萌发过程中脂肪转变为可溶性糖，与细胞内糖类的氧化速率比脂肪快有关
【解析】可溶性糖和脂肪中都不含氮元素，因此可溶性糖转变为脂肪，不需要氮元素，A错误；花生种子中脂肪含量高，脂肪分子中氢的比例高，因此同等质量的花生种子和小麦种子，萌发过程中耗氧较多的是花生种子，B正确；脂肪分子中储存的能量多，具有疏水性，不形成结合水，在细胞中占的体积小，所以花生种子发育过程中，可溶性糖转变为脂肪，更有利于能量的储存，C正确；在细胞内糖类的氧化速率比脂肪快，花生种子萌发过程中脂肪转变为可溶性糖，更容易利用，D正确。
BCD
2.糖类和脂质的相互转化
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
甲液和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
1.斐林试剂和双缩脲试剂的区别

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