2024届 一轮复习 人教版 细胞中的无机物、糖类和脂质 学案

第2课细胞中的无机物、糖类和脂质►学业质量水平要求◄1．基于对细胞元素组成的认知，认同生物界与非生物界具有统一性，并能说出大量元素与微量元素在细胞中的作用。(生命观念)2．结合水和无机盐在细胞中的存在形式，分析水和无机盐的重要作用。(科学思维)3．通过对糖类和脂质的结构和功能的理解，认同物质的结构和功能相适应的观点，并能结合糖类和脂质的功能，在生活中注意饮食，养成良好的生活习惯。(生命观念、社会责任)4．学会检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的方法。(科学探究)考点一细胞中的元素和化合物一、细胞中的元素和化合物1．组成细胞的元素(1)元素的来源、分类和存在形式。(2)生物界和非生物界在元素组成上的统一性和差异性。①统一性：组成生物体的元素在无机自然界中都能找到，在元素种类上具有统一性。②差异性：同一种元素在生物界和无机自然界中的相对含量差别很大。2．组成细胞的化合物(1)上图中a表示水，b表示蛋白质，c表示脂质，d表示糖类和核酸，e表示无机盐。(2)化合物的种类无机化合物：(3)化合物的含量鲜重含量最多的有机化合物：二、细胞中的无机物1．细胞中的水(1)(2)自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系。比值高2．细胞中的无机盐1．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。 (×)2．在人体活细胞中氢原子的数目最多。 (√)3．细胞中的微量元素因含量极少，而不如大量元素重要。 (×)4．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。 (×)5．Mg参与构成叶绿体中的各种色素。 (×)【教材细节命题】(必修1P22“思考·讨论”改编)1．绿色植物长期缺Mg会导致叶子变黄，其原因是Mg是叶绿素的组成成分，缺Mg会导致叶绿素无法合成，而类胡萝卜素不含Mg，叶子显出类胡萝卜素的颜色，即黄色。2．人长期缺Fe会导致贫血，请分析原因：Fe是血红素的组成成分，缺Fe会导致血红蛋白无法合成。1．有关细胞中无机物的归纳与整合(1)衍射法归纳水。(2)无机盐功能归纳整合。2．验证某种矿质元素的生理功能(1)实验设计。①对照组：植物＋完全培养液→正常生长。②实验组：(2)实验中的对照分析。①空白对照对照组：植物②自身对照对照组：缺(3)实验成功的关键。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的缺素培养液，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。考向1|组成细胞的元素和化合物1．下列有关细胞中化合物的叙述正确的是()A．碳是构成细胞的最基本的元素，细胞中的化合物都含有碳B．在细胞代谢过程中，糖类、脂质和核酸均可以作为能源物质C．等质量脂肪氧化分解比糖类释放能量多是因为脂肪分子中氧含量多D．RNA具有信息传递、催化反应、物质转运等功能D解析：碳是构成细胞的最基本的元素，水中不含碳，A错误；一般来说，核酸不是生物体的能源物质，核酸是遗传信息的携带者，B错误；等质量脂肪氧化分解比糖类释放能量多是因为脂肪分子中氢含量多，C错误；RNA具有信息传递、催化反应、物质转运等功能，D正确。2．我们如何找到回家的路？荣获2014年诺贝尔生理学或医学奖的三位科学家发现大脑里的神经细胞——“位置细胞”和“网格细胞”起到了重要作用。下列叙述正确的是()A．“位置细胞”鲜重中质量百分比最高的元素是CB．“网格细胞”干重中质量百分比最高的元素是OC．上述两种细胞鲜重中原子数量最多的元素均是HD．P和S分别是“位置细胞”中的大量元素和微量元素C解析：“位置细胞”鲜重中质量百分比最高的元素是O，A错误；“网格细胞”干重中质量百分比最高的元素是C，B错误；两种细胞鲜重中原子数量最多的元素均是H，C正确；P和S均属于大量元素，D错误。考向2|细胞中水的种类和作用3．(2022·湖北卷)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C解析：自由水是化学反应的介质，故水是酶促反应的环境，A正确；血液中的缓冲对是由离子组成的，离子溶解在水中才能形成缓冲体系，B正确；维生素D属于脂质，脂质通常都不溶于水，C错误；自由水能参与化学反应，故水可作为反应物参与生物氧化过程，D正确。4．显微镜下分别观察小麦的叶肉细胞和干种子的胚细胞，发现叶肉细胞中有明显的细胞质流动现象，而胚细胞的细胞质流动不明显，原因是()A．叶肉细胞是活细胞，而胚细胞是死细胞B．叶肉细胞中有自由水，胚细胞没有自由水C．叶肉细胞的自由水与结合水的比值大D．胚细胞的自由水与结合水的比值大C解析：休眠细胞仍是活细胞，种子在晒干的过程中，自由水大量蒸发，胚细胞中有自由水但含量较少，结合水的相对比值增大，代谢不活跃，所以细胞质流动不明显。考向3|无机盐的存在形式、功能及相关实验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．HCOC．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A解析：Mg2+存在于叶绿体的叶绿素中，类胡萝卜素是由碳氢链组成的分子，不含Mg2+，A错误；HCO3-、H2PO4-对体液pH起着重要的调节作用，B正确；哺乳动物血液中Ca2+含量过低，易出现肌肉抽搐，C6．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C解析：该实验中对照组是甲组、乙组实验前，A错误；此实验的无关变量有植物的种类、生长状况和培养条件等，B错误；由于培养的是植物，故此实验需在光照条件下进行，D错误。【归纳总结】对照实验的类型及实验组、对照组的确认空白对照对照组为自然状态下不做处理的对象组，实验组为施加实验变量处理的对象组自身对照实验处理前的对象组为对照组，实验处理后的对象组为实验组相互对照不单设对照组，而是几个实验组相互对照。如“影响酶活性的条件”的实验中，探究温度对酶活性的影响时，要用热水、正常温度的水、冰水三个实验组来探究温度对酶活性的影响，进行相互对照，以得出相应的实验结论条件对照即给对象施加某种实验处理，虽不是检验假设需要的，但更能充分说明实验变量的对照。例如，在用动物激素饲喂小动物的实验方案中，饲喂甲状腺激素的为实验组；饲喂甲状腺抑制剂的是条件对照组；不饲喂药剂的是空白对照组考点二糖类和脂质的种类和作用1．细胞中的糖类(1)组成元素：一般由C、H、O三种元素构成。(2)种类和功能。2．细胞中的脂质(1)脂肪。①组成：由三分子脂肪酸和一分子甘油反应形成，即三酰甘油(又称甘油三酯)。②功能：良好的储能物质；保温、缓冲和减压。(2)磷脂：构成生物膜的重要成分。(3)固醇。①胆固醇：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。②性激素：促进人和动物生殖器官的发育和生殖细胞的形成。③维生素D：促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。3．糖类和脂质的相互转化(1)生物体内葡萄糖和脂肪的主要去路。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食物中的脂肪被消化吸收后，可以在皮下结缔组织等处以脂肪组织的形式储存起来。(2)细胞中糖类和脂质的相互转化。①糖类在供应充足的情况下，可以大量转化为脂肪。②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。1．在小鼠的口腔细胞中可以检测到麦芽糖。 (×)2．细胞中的糖类不与其他分子结合。 (×)3．脂肪酸和磷脂含有的元素相同。 (×)4．所有的脂质都能参与膜结构的构成。 (×)5．脂肪、淀粉和蛋白质都是生物大分子。 (×)6．胆固醇存在于所有细胞中，是组成细胞和生物体的重要有机化合物。 (×)【教材细节命题】1．(必修1P24正文)在植物组织培养的培养基中要加入蔗糖，可作为能源物质，据此推测植物细胞能否吸收蔗糖？二糖一般要水解为单糖才能被细胞吸收，但植物细胞可以直接吸收蔗糖。2．(必修1P27图“北京鸭”)在北京鸭育肥时，每天给其食用大量的玉米、谷类食物，并没有过多提供脂肪类食物，但其体内积聚大量脂肪。请分析其中的原因：细胞中的糖类和脂质是可以相互转化的。当摄入的糖类过多时，就可以大量转化成脂肪储存在皮下结缔组织导致肥胖。1．糖类和脂质的比较比较项目糖类脂质区别元素组成一般为C、H、OC、H、O(N、P)种类单糖、二糖、多糖脂肪、磷脂、固醇合成部位淀粉：叶绿体；纤维素：与高尔基体有关；糖原：主要是肝脏、肌肉主要是内质网生理作用①主要的能源物质；②构成细胞结构，如糖被、细胞壁；③核酸的组成成分，如核糖、脱氧核糖①生物体的储能物质，如脂肪；②构成细胞膜的重要成分，如磷脂；③调节新陈代谢和生殖，如性激素联系糖类和脂肪可以相互转化提醒：明辨糖类、脂质有关的六个易错点(1)多糖的单体大都是葡萄糖，但二糖并不都是由葡萄糖组成的，如蔗糖是由葡萄糖和果糖组成的。(2)并非所有的糖都是能源物质，如核糖、脱氧核糖、纤维素等不参与氧化分解提供能量。(3)并非所有的糖都是还原糖，如淀粉、纤维素、蔗糖都是非还原糖，不能用斐林试剂检测。(4)并非所有的糖都只含C、H、O，几丁质的单体是葡萄糖胺，含C、H、O、N。(5)脂肪是主要的储能物质，但不构成膜结构；磷脂和胆固醇均参与膜结构的组成。(6)等质量的脂肪和糖类相比，脂肪中H的比例高，故脂肪氧化分解释放的能量多，需要O2多，产生H2O多。2．种子形成和萌发过程中糖类和脂质的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→糖类种子形成时，光合作用产物的输入导致其干重增加。种子萌发时，吸收水分导致其鲜重增加，非油料作物的种子由于只进行细胞呼吸导致干重减少，油料作物种子萌发初期干重有所增加(是因为脂肪转化为糖类的过程中增加了氧元素)，然后再减少。提醒：播种含脂肪较多的油料作物的种子应比播种含淀粉多的谷类作物的种子要浅一些(浅层氧气多)。考向1|糖类的种类及功能1．(2021·重庆卷)香蕉可作为人们运动时的补给品，所含以下成分中，不能被吸收利用的是()A．纤维素 B．钾离子C．葡萄糖 D．水A解析：人体内没有分解纤维素的酶，不能吸收利用食物中的纤维素，A符合题意；钾离子是人体所需要的无机盐，香蕉中钾的含量特别高，能够快速补充人体所需的钾，B不符合题意；葡萄糖是人体所需的主要能源物质，可以被人体吸收利用，C不符合题意；水是人体所需的无机物，可以被人体吸收利用，D不符合题意。2．(2023·广东深圳模拟)糖类是细胞的主要能源物质，也是细胞的结构成分。下图为与糖类有关的物质组成示意图。据图分析，下列叙述正确的是()A．①所示的二糖都能与斐林试剂发生作用，生成砖红色沉淀B．若A为脱氧核糖，则⑤是蓝细菌染色体的组成成分C．若A为葡萄糖，则③所示的多糖均为细胞的储能物质D．若A为核糖，则⑥可由核仁控制合成，经核孔进入细胞质D解析：二糖中的蔗糖没有还原性，不能与斐林试剂发生作用，生成砖红色沉淀，A错误；蓝细菌没有染色体，B错误；葡萄糖缩合成的多糖中，纤维素不是细胞的储能物质，C错误；若A为核糖，④为核糖核苷酸，若缩合形成的⑥为rRNA，则是由核仁控制合成，经核孔进入细胞质，D正确。考向2|脂质的种类和功能3．糖类和脂质是细胞中两种重要的有机物，有关叙述错误的是()A．淀粉和脂肪水解的终产物是二氧化碳和水B．动物细胞膜上的脂质包括磷脂、胆固醇等C．糖类中的淀粉、纤维素和糖原都完全由葡萄糖缩合而成D．质量相同的糖类和脂肪被彻底氧化分解时，糖类耗氧少A解析：淀粉水解的终产物是葡萄糖，脂肪水解的终产物是甘油和脂肪酸，A错误；动物细胞膜上的脂质包括磷脂、胆固醇等，B正确；淀粉、纤维素和糖原的单体均是葡萄糖，C正确；糖类分子中氧原子比例较高，质量相同的糖类和脂肪被彻底氧化分解时，糖类耗氧少，D正确。4．(2023·广东东莞模拟)脂肪细胞分为白色脂肪细胞和褐色脂肪细胞。褐色脂肪细胞产热是肌肉细胞产热的5倍以上，褐色脂肪细胞内含有产热蛋白，该蛋白可被游离的脂肪酸激活，游离脂肪酸的产生又受去甲肾上腺素的调节。下列有关说法正确的是()A．机体供能不足时，脂肪可大量转化为糖类为机体供能B．机体去甲肾上腺素分泌减少时，白色脂肪细胞产热减少C．游离脂肪酸的产生需要蛋白酶催化三酰甘油水解得到D．产热蛋白可能存在于褐色脂肪细胞的线粒体中，并与细胞呼吸有关D解析：细胞中糖类能大量转化形成脂肪，脂肪只能少量转化为糖类，A错误；机体的去甲肾上腺素分泌减少时，游离脂肪酸产生减少，褐色脂肪细胞内产热蛋白激活减少，褐色脂肪细胞产热减少，B错误；脂肪是由甘油和脂肪酸组成的三酰甘油酯，脂肪酶催化三酰甘油水解得到游离的脂肪酸，C错误；由题干信息可知，去甲肾上腺素可诱导褐色脂肪细胞产热蛋白激活，使产热增加，推测产热蛋白可能存在于褐色脂肪细胞的线粒体中，并与细胞呼吸有关，D正确。考向3|种子形成和萌发过程中化合物的变化5．(2022·海南卷)种子萌发过程中，储藏的淀粉、蛋白质等物质在酶的催化下生成简单有机物，为新器官的生长和呼吸作用提供原料。下列有关叙述错误的是()A．种子的萌发受水分、温度和氧气等因素的影响B．种子萌发过程中呼吸作用增强，储藏的有机物的量减少C．干燥条件下种子不萌发，主要是因为种子中的酶因缺水而变性失活D．种子子叶切片用苏丹Ⅲ染色后，显微镜下观察到橘黄色颗粒，说明该种子含有脂肪C解析：种子的萌发需要一定的环境条件，如水分、温度和氧气等因素，A正确；种子萌发过程中，自由水含量增加，呼吸作用增强，消耗储藏的淀粉、蛋白质等物质，生成简单有机物增多，导致储藏的有机物的量减少，B正确；干燥条件下种子不萌发，主要是因为种子中缺水，特别是缺少自由水，导致细胞代谢强度非常弱，细胞呼吸产生的能量非常少，不能满足与种子萌发有关的生命活动对能量的需求，C错误；脂肪能被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，种子子叶切片用苏丹Ⅲ染色后，显微镜下观察到橘黄色颗粒，说明该种子含有脂肪，D正确。6．下图是油菜种子在发育(甲)和萌发(乙)过程中糖类和脂肪的变化曲线。下列分析正确的是()A．种子发育过程中，需要更多的N元素，可溶性糖才能转变为脂肪B．种子萌发时，需要更多的O元素，脂肪才能转变为可溶性糖C．质量相同的可溶性糖和脂肪，所储存的能量大致相同D．种子萌发时，可溶性糖是种子生命活动的直接能源物质B解析：可溶性糖和脂肪中都不含有N元素，可溶性糖转变为脂肪，不需要N元素，A错误；与糖类相比，脂肪中H元素的含量高，O元素的含量低，因此种子萌发时，需要更多的O元素，脂肪才能转变为可溶性糖，B正确；与糖类相比，脂肪中H元素的含量高，O元素的含量低，氧化分解时耗氧量高，因此干重相等的脂肪与糖类，脂肪所储存的能量多，C错误；生命活动的直接能源物质是ATP，D错误。考点三(探究·实践)检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质1．检测原理某些化学试剂能使生物组织中的相关化合物产生特定的颜色反应。(1)还原糖的检测：还原糖＋斐林试剂水浴加热(2)脂肪的检测：脂肪＋苏丹Ⅲ染液→橘黄色。(3)蛋白质的检测：蛋白质＋双缩脲试剂→紫色。2．实验步骤(1)还原糖的检测。(2)脂肪的检测。(3)蛋白质的检测。1．还原糖和蛋白质的检测都需要加热处理。 (×)2．斐林试剂和双缩脲试剂都需要现用现配。 (×)3．在脂肪检测的过程中，使用体积分数为50%的酒精的作用是洗去浮色。 (√)4．在检测还原糖时，应先加入斐林试剂的甲液，再加入斐林试剂的乙液。 (×)5．用于检测还原糖的斐林试剂的甲液和乙液，可直接用于蛋白质的检测。 (×)【教材细节命题】1．(必修1P18“探究·实践”拓展)蛋白质检测时，为什么先加A液再加B液？B液为什么不能过量？蛋白质中的肽键在碱性条件下能与Cu2+生成紫色络合物，所以先加A液营造碱性环境，后加B液提供Cu2+。因为过多的双缩脲试剂B液会与双缩脲试剂A液反应生成Cu(OH)2，使溶液呈蓝色进而掩盖实验生成的紫色，所以B液不能过量。2．(必修1P18“探究·实践”拓展)鉴定还原糖时使用的斐林试剂要现配现用的原因是斐林试剂很不稳定，容易产生蓝色的Cu(OH)2沉淀，所以应将甲液和乙液分别保存，使用时现配现用。1．关注实验中的四个注意点选材不宜选有颜色的材料，因为有颜色的材料会干扰实验结果预留样品物质检测中，预留组织样液作对照待测液处理用蛋清作蛋白质检测材料，必须充分稀释，防止蛋清粘在试管内壁上材料处理脂肪检测时，用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色，不能用清水，因为染料溶于有机溶剂、不溶于水2．对斐林试剂与双缩脲试剂异同点的深度理解3．把握三类有机物检测在操作步骤上的“三个唯一”唯一需要加热还原糖检测，一般为水浴加热唯一需要显微镜切片法检测生物组织中的脂肪唯一使用酒精脂肪的检测，用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色1．(2022·江苏卷)下列物质的鉴定实验中所用试剂与现象对应关系错误的是()A．还原糖—斐林试剂—砖红色B．DNA—台盼蓝染液—蓝色C．脂肪—苏丹Ⅲ染液—橘黄色D．淀粉—碘液—蓝色B解析：还原糖与斐林试剂在水浴加热的条件下产生砖红色沉淀，A正确；在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺呈蓝色，B错误；苏丹Ⅲ染液将脂肪染成橘黄色，C正确；淀粉遇碘液变蓝，D正确。2．现有甲、乙两种溶液，相关内容如表所示，据此分析不能得出的推论是()溶液溶质的组成元素检测试剂颜色反应溶质的基本组成单位甲C、H、O①砖红色葡萄糖乙C、H、O、N等双缩脲试剂②③A．甲液可能是麦芽糖溶液B．①是斐林试剂，使用时需水浴加热C．乙液可能是一种酶溶液D．②是紫色，③是核苷酸D解析：斐林试剂用于检测还原糖，还原糖包括葡萄糖、麦芽糖和乳糖等，其中麦芽糖由两个葡萄糖缩合而成，A正确；斐林试剂用于检测还原糖，在水浴加热的条件下出现砖红色沉淀，B正确；大多数酶的本质是蛋白质，双缩脲试剂可与蛋白质发生紫色反应，因此乙液可能是一种酶溶液，②是紫色，③是氨基酸，C正确，D错误。【命题动态】高考中有关水的命题一般综合性较强，涉及水的含量、存在形式、水与细胞代谢的关系及细胞代谢中水的产生和消耗等，要求有较强的综合运用能力。高考中常考查生物体对无机盐的吸收及无机盐在生物体中的作用，另以实验探究形式考查某种无机盐是否是植物生长发育所必需的。一般只要掌握常见无机盐的生理作用及实验设计的一般原则即可作答。高考对细胞中的糖类和脂质的考查一般会融合到后续章节中进行综合考查，如糖类中的葡萄糖是细胞呼吸的反应物；葡萄糖与糖原在调节人体血糖平衡中有重要作用；磷脂是细胞膜等生物膜的基本骨架等。1．(2021·全国乙卷)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C解析：水是植物细胞液的主要成分，细胞液主要存在于液泡中，充盈的液泡使植物细胞保持坚挺，故根系吸收的水有利于植物保持固有姿态，A正确；结合水与细胞内其他物质相结合，是植物细胞结构的重要组成成分，B正确；细胞的有氧呼吸第二阶段消耗水，第三阶段产生水，C错误；自由水参与细胞代谢活动，故自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动，自由水与结合水比值越高，细胞代谢越旺盛，反之亦然，D正确。2．(2022·全国甲卷)钙在骨骼生长和肌肉收缩等过程中发挥重要作用。晒太阳有助于青少年骨骼生长，预防老年人骨质疏松。下列叙述错误的是()A．细胞中有以无机离子形式存在的钙B．人体内Ca2+可自由通过细胞膜的磷脂双分子层C．适当补充维生素D可以促进肠道对钙的吸收D．人体血液中钙离子浓度过低易出现抽搐现象[思维培养]B解析：细胞中有以无机离子形式存在的钙，也有以化合物形式存在的钙(如CaCO3)，A正确；Ca2+不能自由通过细胞膜的磷脂双分子层，需要载体协助，B错误；维生素D能有效地促进人体肠道对钙和磷的吸收，C正确；哺乳动物的血液中必须含有一定量的Ca2+，Ca2+的含量太低，会出现抽搐等症状，D正确。1．(生活、学习和实践情境)下表是人体血脂的正常生理指标数据。请分析判断下列有关脂质的说法，正确的是()项目含量总脂4.5～7.0g/L(450～700mg/dL)总胆固醇2.8～6.0mm