《第02讲 细胞中的无机物、糖类和脂质》

第一单元组成细胞的分子

第2讲细胞中的无机物、糖类和脂质1.元素的来源、分类和存在形式CHONPSKCaMgFeMn

B

Zn

Mo

CuC基本骨架CHON碳链构成了有机物的基本骨架一、细胞中的元素1.在组成细胞的元素中，占鲜重最多的是_____；2.占干重最多的是_____；3.活细胞中数量最多的元素是_____；4.无机自然界中含量最多的元素是_____。生物体含量很少的元素一定是微量元素吗？不一定生物体细胞中，不可缺少的且含量很少的元素才是微量元素，某些元素如锡等虽然含量少但不属于微量元素OO>C>H>NHCC>O>N>HO2.生物界和非生物界在元素种类和含量上的关系统一性差异性元素地壳细胞O48.665.0Si26.30极少Ｃ0.08718.0Ｎ0.033.0Ｈ0.7610.0地壳与活细胞中含量最多的元素均是氧。

（）组成生物体的化学元素在无机自然界都可以找到。

（）（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。

（

）

细胞是有生命的，它可以主动地、有选择地从无机环境中获取生命活动需要的元素。

细胞中元素均从无机环境中吸收，为什么细胞内各种元素的比例与无机环境大不相同？×√√××元素玉米人C43.7555.99H6.247.46O44.4314.62N1.469.33K0.921.09Ca0.234.67P0.203.11Mg0.180.16S0.170.78玉米与人体的化学元素组成（干重质量分数%）玉米和人体细胞中含量最多的四种元素都是CHON，原因是？比较两者的元素种类和含量，你还能得出哪些结论？因为组成两者细胞中主要成分是糖类、脂质、蛋白质等，都含C、H、O，蛋白质中还含N氧：玉米>人体，推论：玉米体内糖类的含量较高氮：人体>玉米，推论：人体内蛋白质含量较高钙、磷：人体>玉米，与牙齿和硬骨的组成有关无机盐干重ATP、磷脂、NADH、NADPH、dNTP丙酮酸脂肪、固醇（性激素、VD、胆固醇）大多以______的形式存在离子二、细胞中的化合物下列物质或结构在元素组成上是否相同①核糖、核糖核酸、核糖体②ATP、质粒、磷脂③纤维素、脂肪、乳糖、性激素④胆固醇、糖原、胰岛素用含32P的培养液培养细胞，一段时间后，下列结构中放射性最低的（）

A.核糖体B.染色体C.中心体D.高尔基体××二、细胞中的化合物√√CC、H、O、NC、H、O[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。一种脂肪分子C、H、O、N、PNADP＋NAD＋N指烟酰胺，A指腺嘌呤，D是二核苷酸。烟酰胺腺嘌呤二核苷酸烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸1.细胞中水的存在形式和功能细胞结构生物化学反应液体环境营养物质和代谢废物三、细胞中的水

水为什么是细胞内良好的溶剂？

水具有维持生命的独特性质的原因？分子的空间结构及电子的不对称分布，使得水分子成为一个极性分子。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。由于水分子的极性，当一个水分子的氧端（负电性区）靠近另一个水分子的氢端（正电性区）时，它们之间的静电吸引作用就形成一种弱的引力，这种弱的引力称为胞每个水分子可以与周围水分子靠氢键相互作用在一起。氢键比较弱，易被破坏，只能维持极短时间，这样氢键不断地断裂，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。同时，由于氢键的存在，水具有较高的比热容，这就意味着水的温度相对不容易发生改变，水的这种特性，对于维持生命系统的稳定性十分重要。水极性分子空间结构和电子的不对称分布O带负电，H带正点带有正电荷和负电荷的分子易与水结合氢键良好溶剂易断裂和形成→具有流动性高比热容→水温稳定→生命系统稳定2.自由水与结合水的比值和细胞代谢的关系旺盛缓慢差强减小①进入冬季，植物体内自由水/结合水的比值______。②新收获的种子晒干能降低细胞的代谢，是因为：___________________________。烘烤晒干的种子失去活性，原因是：______________________________。③由此可以推测癌细胞的____________________________________。丢失了结合水，破坏了细胞结构自由水相对含量越高，细胞代谢越旺盛种子晒干过程中丢失了自由水[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.细胞中水的综合归纳以协助扩散为主（水通道蛋白）3.细胞中水的综合归纳⑥光合作用的暗反应从细胞膜组成和结构的角度来推测，水分可经过细胞膜中的_______________、___________从细胞外进入细胞内。磷脂双分子层水通道蛋白2.人体细胞中的水除了充当溶剂外，也能参与化学反应，例如参与（）

①光合作用

②呼吸作用

③脱水缩合

④过氧化氢的分解⑤ATP水解

A.①②⑤B.②③C.②⑤D.②④C1.判断：①自由水主要存在于血浆、组织液、淋巴。

（

）②水影响光合作用强度的主要原因是水影响气孔的开闭。

（

）③秋冬季节，蒸腾作用弱，吸水减少，结合水含量相对提高有利于植物抗寒提高。

（

）×√√细胞内3.下列有关水的叙述中正确的是（）A.呼吸作用过程的第三阶段既有水的生成又有水的分解B.白天用H218O浇花草，在花草周围空气的H2O、O2、CO2中会出现18OC.苹果树不宜在热带地区栽种的主要限制因素是水D.核糖体是唯一具有碱基配对行为且能产生水的结构B[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）。离子

复杂化合物生命活动主动酸碱平衡Na+缺乏，引起_______和_______兴奋性下降血Ca2+过高：______；过低：_______神经

肌无力Na+、Cl-维持细胞外液渗透压；___维持细胞内液渗透压K+缓冲对：____________H2CO3/HCO3-如：______的NaCl生理盐水维持细胞正常的形态0.9%+协助扩散神经细胞：K+____，Na+___肌肉收缩：_____内流外流Ca2+4．细胞中的无机盐肌肉抽搐内流（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。

（

）×××4．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。

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。思考：如何验证P是植物体的生长发育所必须的？思考：如何验证P是植物体的生长发育所必须的？

（矿质元素，除C、H、O以外由植物从土壤中吸收）自变量：

因变量：

无关变量：培养液中有无元素P植物的生长发育情况植物的种类、大小、生长情况（长势）等；培养液的体积、浓度等；培养时间；温度，光照等环境条件3．验证某种矿质元素的生理功能【溶液培养法】注意：二次对照，增强说服力A．对照组是甲组、乙组实验后B．此实验的无关变量只是选一些相同的植物C．此实验是无土栽培，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。下列叙述正确的是（

）C例：铁是合成叶绿素所必需的元素，缺铁时植物在有光的条件下也不能合成叶绿素，而表现“黄叶病”。请利用溶液培养法，根据所给的实验材料、用具验证铁的生理作用。材料用具：长势相同的小麦幼苗若干，广口瓶若干，完全培养液，只含铁的培养液，缺铁的完全培养液，蒸馏水，滴管，量筒。根据实验目的结合表中所列具体内容，分析并回答相关问题：A管B管C管1a液b液c液2取长势相同的同种小麦幼苗等量分为三组，并分别放入ABC三个广口瓶中3相同且适宜条件下培养4变黄变黄变绿5？6？黄色？缺铁完全培养液缺铁完全培养液完全培养液变绿绿色（1）写出序号“1”中加入的三种液体的名称．确定a、b、c三种液体具体内容时主要以___________________________为依据。（3）请描述序号“5”表示的实验操作（4）写出表格中序号“6”所观察到的幼苗颜色序号“4”中表现的幼苗颜色向A、B两管中分别加入等量的只含铁培养液和蒸馏水，C管不做任何处理。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）。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）。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肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收降低土壤溶液的浓度，防止植物根细胞失水4．下表为一种无土栽培培养液的主要配方。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_____症状，此时应采取的措施是________________________。补充水分或更换培养液水思考：1.当土壤含水量过高时，反而不利于植物的正常生长，可能的原因是？

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。2.生长在盐碱地中的植物液泡中贮存有大量的Na+，其生理意义是：维持细胞液的高渗透压，使植物能从土壤中吸水（保持自身水分），以适应盐碱土壤的高渗透压环境。4．缺Fe会导致人体贫血，原因是____________________________________________________________________。思考：1.植物缺Mg，叶片发黄，植株矮小的原因是_____________________________________________________________________________________________________。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____________________________________________________________________________________________________________________________。农田中的氮元素随农产品大量输出，需要不断地补充农田中的氮元素含量往往不足以使农作物高产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

Mg是叶绿素的组成元素，缺Mg会导致叶绿素含量减少，植物光合作用减弱，有机物合成量减少，植株叶片发黄矮小2.患急性肠胃炎的病人脱水时需要及时补充______，同时也需要补充______，因此输入___________是常用的治疗方法。大量出汗会排出过多的无机盐，导致体内的________________平衡失调，这时应多喝_______。水分无机盐葡萄糖盐水水盐平衡和酸碱淡盐水3.生理盐水一般是指__________________________________，其浓度正是人体细胞所处液体环境的浓度，符合人体生理条件。生理盐水主要用于创口的清洗和通过静脉滴注补充液体时作为_______。如果错用了蒸馏水会导致_____往浓度高血细胞里渗透，结果就会引起血细胞_______，甚至是破裂，发生溶血现象。溶剂水肿胀质量分数为0.9%的氯化钠溶液的浓度

五碳糖_______________、六碳糖______________________核糖、脱氧核糖葡萄糖、果糖、半乳糖麦芽糖乳糖淀粉、纤维素糖原，________（昆虫等）几丁质单糖果糖蔗糖麦芽糖淀粉纤维素乳糖葡萄糖核糖脱氧核糖_____、_____糖原几丁质糖蛋白脱氧核糖淀粉糖原不供能________构成核酸纤维素几丁质核糖_________1葡+1果2葡1葡+1半乳糖①____________________________________②____________________________________③____________________________________能与重金属离子结合，用于废水处理食品包装纸和食品添加剂人造皮肤甲壳类动物和昆虫的外骨骼一、细胞中的糖类糖脂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？

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。1.单糖不能分解，可以被细胞直接吸收。

（）2.葡萄糖存在于叶绿体中，不存在于线粒体中。

（）3.糖原与斐林试剂反应呈现砖红色。

（）

4.所有的糖都由C、H、O组成，并不是所有的糖都能提供能量。

（）

5.淀粉和糖原是人体内储能物质。

（）6.

淀粉和脂肪代谢的终产物是二氧化碳和水。

（）

7.肌糖原在人体内不能直接转化为葡萄糖。

（）8.糖类还可以参与细胞识别与免疫调节。

（）×√××几丁质（CHON）×√√肌糖原只为骨骼肌收缩供能，不能直接补充血糖√11.

—○＋水

＋○图可表示乳糖或麦芽糖水解的过程

（）9.淀粉、糖原、纤维素的彻底水解产物全是葡萄糖。

（）10.脱氧核糖只存在于细胞核中，核糖只存在于细胞质中。

（）酶麦芽糖由_______和_______脱水缩合而成，蔗糖由_______和______脱水缩合而成，乳糖由_______和_______脱水缩合而成，二糖的分子式为_____________多糖均由基本单位________脱水缩合而成，但________________不同，分子式为___________果糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖半乳糖C12H22O11葡萄糖葡萄糖连接方式（C6H10O5）n淀粉在_______合成，纤维素在_____________合成，糖原在_________合成

细胞分裂过程细胞壁的形成与_________有关？

内质网叶绿体细胞膜的外侧高尔基体半纤维素、果胶√××C、H、O脂肪酸甘油储能保温缓冲减压C、H、O、N、P甘油脂肪酸磷酸细胞膜细胞器膜C、H、O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合成部位：主要是______________滑面内质网二、细胞中的脂质分类、作用37依据脂肪的功能，试分析“胖子怕热、瘦子怕撞”的原因。胖子脂肪含量较多，脂肪是很好的绝热体，具有保温作用，导致胖子热量不易散失，故胖子怕热；瘦子脂肪含量较少，脂肪还具有缓冲和减压的作用，故瘦子怕撞。甘油脂肪酸磷酸胆碱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。（）细胞膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的。（）××脂肪氨基酸供能不足大量三、糖类和脂质的关系玉米、谷类等富含淀粉，被消化后产生大量葡萄糖，多余的葡萄糖转化成脂肪在鸭体内储存。1.通过向北京烤鸭饲喂玉米、谷类和菜叶达到育肥的原因？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？

糖类可以转化成脂肪储存在体内。物质氧化分解时CO耗氧量释放能量产物H2O产物CO2脂肪75%13%糖44%50%H12%6%较多较多较多较多P16脂肪CH%含量高，而O的比例小2.油料作物种子如花生、蓖麻在播种时，播种的深度相对较浅，从物质代谢的角度分析，可能的原因是_________________________________________________________。

油料作物种子含脂肪较多，种子萌发时消耗的氧气量相

对较大1.等质量的脂肪比糖类含能量多，但脂肪却不是生物体利用的主要能源物质的原因是________________________________________________________________________________。

脂肪不溶于水，脂肪氧化分解慢且消耗大量O2；糖类在有氧和无氧时都能进行氧化分解

脂肪分子中氧的含量远远少于糖类，而氢的含量却比糖类多，因此等质量的脂肪与糖类相比，脂肪氧化分解时消耗的O2多于产生的CO2。3.呼吸熵（CO2/O2）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，其原因是？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？

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。（1）与等质量的糖类、蛋白质比，脂肪C、H%含量高，而O的比例小。因此，氧化分解耗氧多，产水多、产能多。①油料种子种植要_______

②葡萄糖有氧呼吸时，呼吸熵（CO2/O2）=1；脂肪呼吸熵_______1<浅些归纳：1.脂肪与糖类的比较2.（2020·湖南岳阳模拟）根据表中同质量的脂肪和糖类在氧化分解时的差异分析，以下说法错误的是（

）物质各元素比例氧化分解时CO耗氧量释放能量产生的水脂肪75%13%较多较多Y糖类44%50%较少较少XA.相同质量的脂肪比糖类在氧化分解时耗氧量多B.脂肪中H的比例小于12%C.相同质量的脂肪和糖类氧化分解时产生的水量X<YD.脂肪中H的比例较高，所以释放的能量较多B4．（2022·湖北黄石模拟）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HC13.（2018·湖南长沙一模）蓖麻种子脂肪含量为种子的70%，置于温度、水分（蒸馏水）、通气等条件适宜等条件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，（1）据图1分析，脂肪含量下降并转变为_______________作为胚生长和呼吸消耗的原料。葡萄糖和蔗糖（2）油料种子萌发过程中脂肪吸收水分转变为糖类，故导致萌发种子干重增加的元素主要是O（近年多考）归纳：2.种子萌发过程中的转化（2）据图2可知，蓖麻种子萌发初期时干重增加？？导致萌发种子干重增加的主要元素是_________；第7天至第10天萌发种子（含幼苗）的干重变化趋势是____________，原因是__________________________________________________________________________________________________。（4）第11天后，如果要使萌发种子（含幼苗）的干重增加，必须提供的条件是_______________和________________。

黑暗条件下，幼苗不能进行光合作用合成有机物；而呼吸作用消耗有机物的量超过脂肪转化增加的有机物的量一定光照强度适宜矿质元素光照强度CO2浓度温度矿质元素含水量不断下降O1．糖类的检测（1）原理①还原糖＋__________

______________。②淀粉＋碘液→________。斐林试剂砖红色沉淀蓝色单糖、二糖中的麦芽糖、乳糖都是还原糖；而蔗糖、多糖都是非还原糖。甲液、乙夜等体积混合，现配现用试剂颜色：蓝色（2）检测步骤蓝色目的：避免材料颜色掩盖实验现象体积分数为50%的酒精2.脂肪的鉴定因为苏丹Ⅲ能溶解在酒精中体积分数实验作用50%70%-75%95%无水乙醇检测生物组织中脂肪洗去浮色消毒，固定土壤小动物微生物实验、土壤小动物类群丰富度调查观察细胞的有丝分裂，低温诱导染色体变化，DNA的粗提取组成解离液的成分，冲洗卡诺氏液，析出DNA溶解（提取）色素绿叶中色素的提取和分离3．蛋白质