高三一轮复习元素和化合物无机物及糖类脂质 完整版课件PPT

1、第2讲细胞中的元素和化合物 细胞中的无机物及糖类、脂质组成地壳和组成细胞的部分元素含量()表元素地壳细胞O48.6065.0Si26.30极少C0.08718.0N0.033.0H0.7610.0一、细胞中的化学元素1、生物界与非生物界的统一性和差异性一、细胞中的化学元素原因：生物体根据生命活动的需要，有选择性的从无机自然界获取组成自身的物质。物质循环组成生物体的化学元素在无机自然界中都可以找到，没有一种是生物界所特有的。(1)统一性（种类）：原因：生物界起源于非生物界，组成生物体的化学元素可在生物界与非生物界之间循环流动。(2)差异性（含量）：组成生物体的化学元素，在生物体和自然界中的含量相

2、差很大。2、组成细胞的元素（20多种）（1）元素的分类按含量分Zn、Mo、Cu、Mn、B、Fe按作用分C、H、O、N、P、S微量元素：大量元素：最基本元素：基本元素：主要元素：C、H、O、N、 S、 P、 K 、 Ca、MgCC、H、O、N太太 请 杨 丹 留 您 家 盖 美新 木 桶 猛 碰 铁（门） C、H、O、N四种基本元素中，鲜重条件下：OCHN；干重条件下：CONH，这是因为细胞内自由水的含量不同。可以用谐音记忆法来记忆：鲜羊(氧)干碳。注意：无论大量元素还是微量元素，都是生物体必需的元素；微量元素虽然含量少，但其生理作用不可替代。细胞的多样性和统一性细胞中含量最多的元素是氧而不是碳

3、。 同种元素在不同的生物体细胞中含量不同；同种生物的体细胞中不同元素的含量不同。 不同种类的生物体，组成元素的种类基本相同。多样性（含量）：统一性（种类）： 生物界的统一性(科内综合)(1)从化学元素角度分析：组成生物体的化学元素种类大体相同。(2)从分子水平角度分析：生物都以核酸作为遗传物质，遗传信息的传递与表达遵循“中心法则”，共用一套密码子。(3)从结构角度分析：除病毒外，生物体都是由细胞组成的。(4)从能量角度分析：生物体共用ATP作为直接能源物质。(2)元素的作用组成化合物进而构成细胞。影响生物体的生命活动。几种重要化合物的组成元素蛋白质：ATP（ADP）:DNA （RNA）:糖类：

4、脂肪：固醇：磷脂：脂质NADPH（ NADH） :叶绿素：甲状腺激素：血红蛋白：C、H、OC、H、O、N,有的有SC、H、OC、H、OC、H、O、N、PC、H、O、N、PC、H、O、N、PC、H、O、N、PC、H、O、N、MgC、H、O、N、FeC、H、O、N、I1、从化合物的元素组成分析代谢终产物：3、动物、植物干重相比，由于植物含糖类较多，动物含脂肪、蛋白质较多，故植物体中含氧元素较多，动物体中含氮、氢元素较多，另外动物含Ca、P元素也比植物多。2、从化合物的元素含量上分析氧化分解释放能量的多少：糖类、脂质只含C、H、O,故其代谢终产物只有CO2和H2O；蛋白质中除了C、H、O，还有N，其

5、代谢产物中除了CO2和H2O还含有尿素。脂肪的含氢量多于糖类，因此等质量的脂肪彻底氧化分解时所消耗的O2比糖类多，释放的能量也多于糖类。注意：代谢终产物与水解终产物的区别NADPH结构式NADH结构式 HS-CH2-CH-COOH |NH2甲硫氨酸的结构式：半胱氨酸的结构式：血红蛋白的结构式 “C”构成生命物质的最基本元素，也是占干重比例最大的元素碳元素可以形成各种生物大分子（如蛋白质，核酸等）“O”占细胞鲜重比例最大的元素（人体细胞内氧约占鲜重的65%）“H”脂质分子中含量高，比例大。组成生物体化学元素的作用NN是蛋白质,ATP,ADP,NADPH,NADP+，叶绿素，DNA，RNA，磷脂的

6、组成元素；可促进分裂和生长，使叶面积增大增从而大光合面积；延长叶片寿命，从而延长光合时间。N与人体健康：主要以氨基酸形式摄取，蛋白质在人体内不能储存，每天必须摄取一定量蛋白质。P是ATP,ADP,NADPH,NADP+，DNA,RNA，磷脂的组成元素；是叶绿体双层膜、基粒、ATP等的组成元素，在光合作用的物质转化中起重要作用；磷与人体健康： Ca、P是骨骼、牙齿的重要成分。K抗倒伏，保持挺拔，接受充足光照； K可以维持细胞内液渗透压 K与人体健康： K可维持心肌舒张，保持心肌正常兴奋性。促进植物体内淀粉的运输。Ca：原生质中以磷酸盐和碳酸盐的形式存在。作用降低神经系统的兴奋性；调节生物膜的通透

7、性；对血液的凝固和肌肉收缩有调节作用。血钙缺Ca过低：抽搐过高：肌无力儿童：佝偻病成年人：骨质软化症老年人：骨质疏松症Mg叶绿素的组成成分缺乏时叶片叶片发黄，无法进行光合作用S甲硫氨酸、半胱氨酸等含硫氨基酸的组成成分；蛋白质的特征元素I甲状腺激素的组成成分缺乏时患地方性甲状腺肿Fe2细胞色素（线粒体内与有氧呼吸有关的蛋白质）、血红蛋白、许多含Fe酶类的组成元素植物缺Fe，叶绿素合成受阻幼叶先黄，引起白化苗人体缺乏时患贫血B促进花粉的萌发和花粉管的伸长油菜缺硼时，会出现“花而不实”Na维持细胞外液的渗透压缺乏会导致细胞外液渗透压下降ZnDNA聚合酶和RNA聚合酶的辅酶成分缺乏将导致DNA复制和R

8、NA合成不能正常合成。（3）示踪元素 同位素示踪（标记）法光合作用中O2的产生、C的转移噬菌体侵染细菌实验（4）存在形式：大多以化合物的形式存在。一些金属离子如Na Ka Mg等都是以离子的形式存在。 分泌蛋白的合成与分泌DNA半保留的复制二、组成细胞的化合物分类:无机化合物：水、无机盐有机化合物：糖类、脂质、蛋白质、核酸等在组成细胞的化合物中，鲜重中含量最多的化合物是水，干重中含量最多的是蛋白质，有机化合物中含量最多的是蛋白质。1组成生物体的化学元素在生物体中起重要作用，下列对几种元素与光合作用关系的叙述中，正确的是()AC是组成碳水化合物的基本元素，在光合作用中C元素从CO2经C3、C5形

9、成(CH2O)BN是叶绿素的组成成分，缺少N会影响植物进行光合作用CO是构成有机物的基本元素之一，光合作用制造的有机物中的氧来自H2ODP是构成ATP的必需元素，光合作用中光反应和暗反应过程中有ATP的合成2下列有关细胞中元素和化合物的叙述，正确的是()AC是构成细胞的基本元素，在人体活细胞中含量最多B脂肪分子中含H比糖类多，是主要的能源物质C氨基酸脱水缩合产生水，水中的氧来自氨基酸的羧基DRNA和DNA主要组成元素的种类不同，碱基种类不完全相同【典例1】.(2010全国，(1)请回答下列问题。氮、磷、镁3种元素中，构成生命活动所需直接能源物质的元素是_，构成细胞膜的元素是_。缺镁时植物叶片发

10、黄，其原因是_。.(2011上海生命科学卷)生长在含盐量高、干旱土壤中的盐生植物，通过在液泡中贮存大量的Na而促进细胞吸收水分，该现象说明液泡内的Na参与()。A调节渗透压 B组成体内化合物C维持正常pH D提供能量【训练1】在高等植物细胞中有两种大量元素，淀粉中不含有，但核酸中含有。关于这两种元素的叙述中，错误的是()。A这两种元素是生物膜、染色体的重要组成元素B这两种元素是组成ATP分子不可缺少的C这两种元素是构成蛋白质不可缺少的D这两种大量元素也是动物生活必需的二、无机盐1、存在形式：2、生理功能：细胞中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生物体平衡渗透压平衡酸碱平衡K维持

11、动物细胞内液渗透压Na维持细胞外液的渗透压血液中NaHCO3/H2CO3、NaH2PO4/Na2HPO4等缓冲 对，调节机体的酸碱平衡Ca2降低神经系统的兴奋性，血钙过低时，会出现抽搐现象；血钙过高时，会患肌无力 大多以离子形式存在，少数以化合物形式存在。Mg2+叶绿素，Fe2+血红蛋白I-甲状腺激素，PO43-磷脂、ATP、核酸(1)对照组：(2)实验组：3、无机盐生理功能的实验验证溶液培养法（水培法）植物完全培养液正常生长特别提醒实验中应保证实验材料的统一性，即材料的种类、生长状况等。实验组加入X盐的目的是二次对照，使实验组前后对照，以增强说服力。例如：验证镁是否为植物生长的必需元素？配制

12、完全培养液、缺镁完全培养液，并编号；将长势良好的小麦幼苗随机等分成两组，置于上述两种培养液中，在适宜条件下培养；一段时间后观察是否出现叶片失绿变黄；如果完全培养液中小麦幼苗生长正常，而缺镁完全培养液中小麦幼苗叶片出现失绿变黄症状,则说明镁是植物生长的必需元素。向缺镁培养液中添加适量的镁离子继续培养；一段时间后若上述症状消失，则再次说明镁是植物生长的必需元素。1、水的存在形式及生理功能：（1）结合水：细胞内良好的溶剂，参与许多生物化学反应。为细胞提供液体环境。（2）自由水：运送营养物质和代谢废物。是细胞结构的重要组成成分。三、水 自由水和结合水的存在及其功能的验证（1）鲜种子放在阳光下暴晒，重量

13、减轻 （2）干种子放在试管中，用酒精灯加热，试管壁上有水珠（3）干种子用水浸泡后仍能萌发 （4）失去结合水的种子浸泡后不萌发自由水散失。失去自由水的种子仍保持其生理活性。失去结合水。失去结合水的细胞丧失生理活性。2、生物体内水含量分布规律（1）不同生物体内水的含量差别很大。（2）同一生物不同发育阶段水含量不同。（3）同一生物不同器官水的含量不同。幼儿成年,幼嫩部分成熟部分水生生物含水量陆生生物含水量。如水母达97%。如牙齿骨骼血液。3、水的存在形式与器官形态的关系：例如：心肌与血液总的含水量差不多，但心肌呈固态，血液呈液态，原因是两者自由水与结合水的比例不同。4、水的存在形式与温度、代谢、抗性

14、的关系： 降低温度自由水 结合水 升高温度自由水和结合水在一定条件下可相互转化：细胞中自由水/结合水的比值越小，生物新陈代谢越缓慢，其抗逆性则越强。细胞中自由水/结合水的比值越大，生物新陈代谢越旺盛，该生物的抗逆性(如抗寒性、抗旱性)越差；5、水在生产实践上的应用：（1）种子储存：晒干种子的目的是降低自由水，降低种子的代谢过程，延长种子的寿命；（2）低温环境下减少花卉浇水，可提高花卉对低温的抗性。特别关注：自由水主要存在于细胞液、细胞质基质及某些细胞器基质中；结合水与细胞中某些物质结合在一起存在。晒干的种子细胞中仍含有水分，主要是结合水，自由水极少。自由水、结合水的作用都非常大，不能认为自由水

15、作用大，其实两种水在不同时期的作用各有所侧重。6、细胞中产生水的结构及代谢过程：（1）暗反应合成有机物时产生水（叶绿体基质）；（2）有氧呼吸第三阶段（线粒体内膜）；（6）氨基酸脱水缩合（核糖体）；（4）合成纤维素（高尔基体）；（5）糖元的合成（肝细胞、肌细胞等）；（7）DNA复制和转录中产生水（细胞核、线粒体、叶绿体）；（3）ADP转化成ATP时产生水（细胞质基质、线粒体、叶绿体）。（5）糖类、蛋白质、脂肪的分解（细胞质基质、消化道）（4）肝糖原分解（肝细胞）；7、 消耗水的代谢过程：（3）ATP水解（细胞各处）；（2）有氧呼吸第二阶段（线粒体基质）；（1）光反应（叶绿体类囊体薄膜）；（6）D

16、NA、RNA的水解（胞基质、线粒体、叶绿体、消化道等）。8、水的吸收 渗透吸水：（自由扩散）吸胀吸水：具有大液泡的植物细胞、动物细胞等，吸水原理：渗透装置。分生区等无大液泡的植物细胞、干种子。吸水原理：亲水性物质：蛋白质淀粉纤维素4.植物水分的散失和利用 利用：散失： 蒸腾作用（主要）吐水（如伤流）影响因素：意义： 风速、温度、湿度等 吸收、运输水分的动力； 促进矿质元素的运输； 降低植物体的温度。1%5%用于光合、呼吸作用，其余散失。9、水的运输、释放动物：植物：循环系统导管水的运输水的排出：蒸腾作用、吐水动物：植物：泌尿系统、皮肤、呼吸系统10、水的调节水平衡调节机制：调节激素：神经-体液

17、调节抗利尿激素四、糖类的元素组成、种类和功能元素组成：种类单糖二糖多糖六碳糖五碳糖葡萄糖：细胞的主要能源物质。果糖、半乳糖等。核糖：RNA组成成分。脱氧核糖： DNA组成成分。植物：动物：麦芽糖蔗糖乳糖水解水解水解2葡萄糖果糖+葡萄糖半乳糖+葡萄糖淀粉：植物细胞的储能物质。植物：动物：纤维素：构成植物细胞壁的主要成分。糖原：动物细胞储能物质（如肝糖原、肌糖原）。脱水缩合脱水缩合水解水 解C、H、O（1）糖类概念图（2）糖类分类按归属分类按水解产物分单糖：脱氧核糖、核糖、葡萄糖、果糖、半乳糖二糖：蔗糖、麦芽糖、乳糖多糖：纤维素、淀粉、糖原按还原性质分还原糖：葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖非还

18、原糖：脱氧核糖、核糖、蔗糖、纤维素、 淀粉、糖原按功能分结构糖：脱氧核糖、核糖、纤维素供能糖：葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、 乳糖、半乳糖。储能糖：淀粉、糖原（3）糖类功能的全面分析糖类是生物体的主要能源物质糖类是生物体进行生命活动的主要能源物质(70%)。淀粉和糖原分别是植物、动物细胞内的储能物质，而纤 维素为结构物质，非储能物质。糖类是细胞和生物体的重要结构成分五碳糖是构成核酸的主要成分。纤维素和果胶是植物细胞壁的主要成分。细菌的细胞壁主要由肽聚糖组成。糖类是细胞通讯、识别作用的基础，也是细胞膜的成分 在细胞膜上糖类常与蛋白质结合在一起构成糖蛋白，糖 蛋白在细胞与细胞之间的相互识别、信息传递

19、过程中起着非常重要的作用。五、脂质的元素组成、种类及功能储存脂质：（脂肪）结构脂质：（磷脂）功能脂质：（固醇）细胞内的储能物质。隔热、保温。缓冲和减压，保护内脏器官。磷脂是细胞膜和细胞器膜的重要组成成分。胆固醇：构成细胞膜的重要成分，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：促进肠道对Ca、P的吸收。1、脂质概念图2、资料P8糖类与脂质比较糖类脂质区别项目名称与细胞膜关系合成部位生理作用叶绿体（淀粉）、高尔基体(纤维素)、肝脏和肌肉细胞（糖原）主要是内质网糖被的重要组成成分磷脂是细胞膜的基本骨架,胆固醇是动物细胞膜的组成成分主要的能源物质构成细胞结构：如糖被、

20、细胞壁核酸的组成成分生物体的储能物质生物膜的重要组成成分调节新陈代谢和生殖构成单体甘油、脂肪酸(脂肪的单体)葡萄糖等1、三大能源物质的供能顺序依次为：糖类、脂肪、蛋白质，这是由它们的生理功能所决定的。三者之间的相互转化： 脂肪 糖类 蛋白质2、主要的储能物质：脂肪，含能量高；其他储能物质还有动物细胞中的糖原、植物细胞中的淀粉。3、主要的能源物质：糖类4、直接能源物质：ATP5、最终的能源物质：太阳能单体：多糖、蛋白质、核酸等生物大分子的基本单位 叫单体，如淀粉葡萄糖、蛋白质氨基酸、 核酸核苷酸。多聚体：每个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链 为基本骨架，由许多连接而成多聚体。【典例2】(易错

21、题)近日，美国国家航空航天局的科学家首次证实，月球上存在大量的水，这是航天史上仅次于火星生命探测的重大发现。月球上的冰态水可供未来的定居者饮用，而且为建立月球基地提供可能。下列有关水对生命活动影响的叙述中，正确的是()。A细菌必须在有水的环境中才能繁殖B当人体缺水时，下丘脑会产生渴觉C生活在干燥米中的“米虫”，获得水分的主要来源是消化淀粉D在休眠的种子内自由水与结合水的比值较高，有利于提高种子的新陈代谢，以适应不利的环境条件【训练2】甲物质的分子式为C12H22O11，乙物质的分子式为C57H110O6。如这两种物质作为生物体内的能源物质，则在相同条件下，质量相等的甲、乙两种物质被彻底分解时，

22、甲物质比乙物质()。A耗氧少，产生能量少 B耗氧多，产生能量多C耗氧多，产生能量少 D耗氧少，产生能量多解析甲、乙两种物质都只含C、H、O三种元素，故只能是糖类或脂肪。其中，由甲的分子式中H和O的比例知甲为糖类，则乙为脂肪。质量相同的糖类、脂肪在被彻底分解时，糖类比脂肪耗氧少、释放的能量也少。答案A五、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 实验原理：生物组织中某些有机化合物能与某些化学试剂产生特定的颜色反应。有机物还原糖脂肪蛋白质淀粉鉴定试剂斐林试剂苏丹染液(或苏丹染液)双缩脲试剂碘液颜色反应砖红色沉淀橘黄色(或红色)紫色蓝色选材：含还原糖量高、白色或近于白色的植物组织，如苹果、梨制备组织样液呈

23、色反应：实验步骤结论:如出现图示现象,则说明组织样液中有可溶性还原糖。(1)还原糖的检测和观察颜色变化：浅蓝色棕色砖红色班氏试剂：是改良的婓林试剂，用法、实验结果与婓林试剂一样，不同的是配制方法，A液为CuSO4，B液为柠檬酸钠和H2CO3的混合液。因柠檬酸钠和H2CO3形成缓冲体系，故班氏试剂可以久置，避免了婓林试剂需现配现用的缺点。取材:选富含脂肪的种子，如花生种子(实验前浸泡3-4h),将 子叶削成薄片。制片结论:圆形小颗粒呈橘黄色（用苏丹染色呈红色）,说明有 脂肪存在。(2)脂肪的检测和观察观察:先在低倍镜下寻找已着色的颗粒再用高倍镜观察。取最理想的薄片去浮色（12滴体积分数为50%的

24、酒精溶液）滴23滴苏丹染液（染色3min）制成临时装片（滴一滴蒸馏水，加盖玻片）苏丹染色1min即可：因苏丹与脂肪的亲和力 比苏丹强。注意：切片要薄，避免细胞重叠 。选材与制备:稀释蛋清液（蛋清：水按1:10稀释）或豆浆滤液。呈色反应:(4)淀粉的检测和观察取材:马铃薯匀浆检测结论:组织样液中含有淀粉。(3)蛋白质的检测和观察结论:说明组织样液中存在蛋白质。注意：先加A液后加B液；组织样液要留样对照；在碱性环境中Cu2+与蛋白质（肽键）结合成紫色络合物；如Cu2SO4不能过量，否则其蓝色会掩盖紫色。比较项目斐林试剂双缩脲试剂成分甲液乙液A液B液0.1 g/mL NaOH溶液0.05 g/mLC

25、uSO4 溶液0.1 g/mLNaOH溶液0.01 g/mLCuSO4 溶液反应原理含醛基的可溶性还原糖将Cu(OH)2还原为Cu2O沉淀具有两个或两个以上肽键的化合物在碱性条件下与Cu2+反应生成络合物，如使用方法甲、乙两液等量混匀后立即使用先加入A液2 mL摇匀,再加3-4滴B液摇匀反应条件50 -65水浴加热不需加热反应现象样液：浅蓝色棕色砖红色样液变紫色斐林试剂与双缩脲试剂比较：实验注意事项：（1）三个实验中都不宜选取有颜色的材料,否则会干扰实验结果的颜色变化（2）还原糖的鉴定中：不能用马铃薯(富含淀粉)、甘蔗和甜菜(富含蔗糖)。(3)非还原糖(如蔗糖)斐林试剂水浴加热现象不是无色而是

26、浅蓝色Cu(OH)2的颜色。(4)若用大豆做材料，必须提前浸泡；若用蛋清作材料，必须稀释，防止其粘在试管壁上不易涮洗；且该实验应预留部分组织样液做对比。(5)易写错别字提示：“斐林试剂”中的“斐”不可错写成“非”，双缩脲试剂中“脲”不可错写成“尿”。【训练1】(2012南昌调研)鉴定可溶性还原糖、蛋白质、脂肪，观察DNA、RNA在细胞中的分布，所用实验材料均较合理的一组是()。A韭菜叶、豆浆、大豆、洋葱鳞片叶内表皮B梨、鸡蛋清、花生子叶、人口腔上皮细胞C苹果、花生子叶、大豆、洋葱鳞片叶外表皮D番茄、豆浆、花生子叶、人口腔上皮细胞解析由于韭菜叶和番茄都具有颜色，会干扰实验效果，不能用于鉴定可溶性

27、还原糖，A和D项错误；花生子叶含脂肪较多而大豆含蛋白质较多，C项错误；正确选项为B。答案B【训练2】(经典易错题)下列关于实验操作步骤的叙述中，正确的是()。A用于鉴定还原糖的斐林试剂甲液和乙液，可直接用于蛋白质的鉴定B脂肪的鉴定实验中可能需要用显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪滴C鉴定还原糖时，要加入斐林试剂甲液摇匀后，再加入乙液D用于鉴定蛋白质的双缩脲试剂A液与B液要混合均匀后，再加入含样品的试管中，且必须现用现配探究目的探究牛奶中有无还原糖探究牛奶中有无蛋白质实验步骤ABCDEF第一步2 mL牛奶2 mL蒸馏水2 mL葡萄糖样液2 mL牛奶2 mL蒸馏水2 mL样液第二步2 mL斐林试剂2 mL斐林试剂2 mL斐林试剂2mLNaOH溶液b2mLNaOH溶液第三步c水浴加热水浴加热d34滴CuSO4溶液34滴CuSO4溶液结