2025届高三生物一轮复习课件第2讲：细胞中的无机物、糖类和脂质

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细胞中的元素和化合物、无机物
实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
考点一 细胞中的元素和化合物、无机物
1.组成细胞的元素(1)元素的种类、分类及存在形式
C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg
Fe、Mn、Zn、Cu、B、M
①细胞中含量最多的4种元素是C、H、O、N。②大量元素和微量元素都是组成生物体的必需元素，但生物体内含有的元素不一定都是必需元素，如人体内可能含有Pb，但Pb不是必需元素。③占玉米细胞干重最多的元素是O，占人体细胞干重最多的元素是C。　　　
(2)生物界和非生物界在元素种类和含量上的关系
3.细胞中的水(1)水的性质
(2)细胞中水的存在形式和功能
(3)自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系
提醒　水、无机盐是细胞需要的营养物质，但不能为细胞的生命活动提供能量。
(1)南极帝企鹅的核酸、多糖和蛋白质合成过程中都有水的产生。(2023·湖南卷，1B)( )(2)由葡萄糖合成糖原的过程中一定有H2O产生。(2021·山东卷，16A)( )(3)磷是组成藻类细胞的微量元素。(2021·天津卷，4A)( )磷是大量元素。
(4)无机盐参与维持细胞的酸碱平衡，不参与有机物的合成。(2020·江苏卷，1C)( )无机盐也参与有机物的合成，如Mg2＋参与构成叶绿素。
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？玉米细胞中含糖较多，人体细胞中含蛋白质较多。
2.“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)[2017·全国卷Ⅲ，30(4)]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2点即可)。
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)[2020·全国卷Ⅰ，30(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)。
肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收
2.“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。(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)。 (4)增施有机肥有利于叶绿素分子合成的主要原因是_______________________________________________________________。
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
有机肥被微生物分解产生N、Mg等无机盐，有利于叶绿素的合成
考向1　通过对细胞中的元素和化合物的推断，考查判断推理能力1.(2024·福建厦门市质检)在玉米细胞中O元素的含量明显高于人体细胞，而N元素的含量又明显低于人体细胞。下列有关这两种细胞中元素和化合物的叙述，错误的是(　　)A.两种细胞中含量较多的四种元素都是C、H、O、NB.玉米细胞中O元素含量更高可能与细胞中糖类较多有关C.两种细胞中1 g葡萄糖彻底氧化分解释放出的能量相等D.两种细胞中蛋白质存在差异的原因是基因的选择性表达
2.(2024·广东名校联考)下列有关生物体中元素和化合物的叙述，正确的是(　　)A.性激素在核糖体上合成，经内质网加工再由高尔基体分泌B.血红蛋白含有Mg2＋且参与O2运输，叶绿素含有Fe2＋且吸收可见光C.通道蛋白通过自身构象的改变来完成物质的跨膜运输D.控制细菌性状的基因位于拟核的DNA分子上和质粒上
考向2　围绕细胞中的水，考查生命观念3.(2022·湖北卷，1)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
4.(2024·广东省百师联盟联考)下列关于细胞中水的叙述，错误的是(　　)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
归纳概括与水相关的知识点
考向3　围绕无机盐的作用及实验，考查科学探究的能力5.(2022·全国甲卷，1)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
(1)常考无机盐的功能
(2)验证某种矿质元素的生理功能①实验设计a.对照组：植物＋完全培养液―→正常生长。b.实验组
②实验成功关键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。　　　
考点二　细胞中的糖类和脂质
①单糖可不经消化直接被吸收，而二糖、多糖必须经消化水解成单糖后才能被吸收。②构成淀粉、糖原和纤维素的基本单位都是葡萄糖分子，但是葡萄糖的数量和连接方式不同。③多糖水解的终产物是其单体，如淀粉水解的终产物是葡萄糖；糖氧化分解的终产物是CO2和H2O等。　　　
①磷脂是所有细胞必不可少的脂质，但脂肪不参与生物膜的构成。②脂质中只有脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。③与糖类相比脂肪中“C”“H”含量高，而“O”含量低，故脂肪氧化分解释放的能量多，需要O2多，产生的H2O多。④脂肪不是生物大分子，但脂肪也是以碳链为骨架的。　　　
3.细胞中糖类与脂质的关系
(1)糖可以大量转化为______，如家禽、家畜用谷类育肥。(2)脂肪不能大量转化为糖类。一般只在糖类代谢发生障碍，供能______时才会分解供能。
(1)血液中的葡萄糖进入人体脂肪组织细胞可转变为甘油三酯。(2023·全国新课标卷，1D)( )(2)纤维素不能被人体吸收利用。(2021·重庆卷，1A改编)( )(3)糖类、脂质、蛋白质和核酸等有机物都是生物大分子。(2020·江苏卷，2B)( )单糖、二糖和脂质等不是生物大分子。(4)磷脂水解的终产物为甘油和脂肪酸。(2020·海南卷，1B)( )甘油和脂肪酸是脂肪水解的终产物。(5)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。(2020·海南卷，1D)( )CaCO3是构成骨骼的重要成分。
蓖麻种子的胚乳呈白色，脂肪含量为种子的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，结果如图所示。
(1)种子中储存的脂肪大多含有哪种脂肪酸？不饱和脂肪酸。(2)据图2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。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。
(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？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。
种子形成和萌发过程中糖类和脂质的变化
考向1　围绕糖类、脂质的种类和功能，考查生命观念1.(2022·重庆卷，5)合理均衡的膳食对维持人体正常生理活动有重要意义。据下表分析，叙述错误的是(　　)
A.含主要能源物质最多的是②B.需控制体重的人应减少摄入①和②C.青少年应均衡摄入①、②和③D.蛋白质、脂肪和糖类都可供能
2.(2024·西工大附中质检)几丁质是由1 000～3 000个N-乙酰葡萄糖胺聚合而成，是广泛存在于甲壳类动物和昆虫外骨骼中的一种多糖。下列叙述正确的是(　　)A.从昆虫外骨骼中提取到的几丁质与糖原的元素组成相同B.若干个相连的氮原子构成的结构是几丁质的基本骨架C.可用斐林试剂鉴定几丁质是否为还原糖D.糖原和几丁质都是动物细胞内的储能物质
3.(2024·广州市模拟)脂质可为机体提供所需的能量、必需脂肪酸等，但摄入过多会导致高脂血症、动脉粥样硬化等疾病。下列有关叙述正确的是(　　)A.脂肪、磷脂、固醇都属于脂质，且都是储能物质B.植物脂肪大多含有饱和脂肪酸，在室温时呈液态C.磷脂中甘油的两个羟基与磷酸及其他衍生物结合D.胆固醇是人体细胞膜的重要成分，高脂血症可能与胆固醇偏高有关
考向2　围绕糖类和脂肪的相互转化，考查生命观念4.(2023·新课标卷，1)葡萄糖是人体所需的一种单糖。下列关于人体内葡萄糖的叙述，错误的是(　　)A.葡萄糖是人体血浆的重要组成成分，其含量受激素的调节B.葡萄糖是机体能量的重要来源，能经自由扩散通过细胞膜C.血液中的葡萄糖进入肝细胞可被氧化分解或转化为肝糖原D.血液中的葡萄糖进入人体脂肪组织细胞可转变为甘油三酯
5.(2024·厦门外国语学校适应考)科研人员将某油料种子置于条件适宜的环境中培养，定期检测种子萌发过程(含幼苗)脂肪含量和干重，结果如图所示，下列叙述错误的是(　　)A.导致AB段种子干重增加的元素主要是氧元素B.BC段细胞中“结合水/自由水”的值会下降C.有机物的氧化分解导致BC段种子干重减少D.C点幼苗开始光合作用，种子干重开始增加
考点三　实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
2.实验步骤(1)还原糖的检测
葡萄糖、果糖、半乳糖、麦芽糖和乳糖等是还原糖，可以用斐林试剂检测。蔗糖和所有的多糖都不具有还原性，不能与斐林试剂发生反应。
唯一需要加热——还原糖的检测，且必须水浴加热，不能用酒精灯直接加热；若不加热，则无砖红色沉淀出现。唯一需要使用显微镜——脂肪的检测。唯一使用酒精——脂肪的检测，实验中用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色。
(1)洋葱匀浆中加入新配制的斐林试剂，溶液即呈砖红色。(2023·江苏卷，9B)( )需水浴加热。(2)检测样品中的蛋白质时，需加热使双缩脲试剂与蛋白质发生显色反应。(2022·江苏卷，5C)( )不需加热。(3)检测生物组织中的还原糖实验，在待测液中先加NaOH溶液，再加CuSO4溶液。(2021·湖南卷，2A)( )斐林试剂的甲液和乙液应混合使用，现配现用。
(4)在新鲜的梨汁中加入斐林试剂，混匀后在加热条件下由无色变成砖红色。(2020·江苏卷，17A)( )斐林试剂实际上是新配制的Cu(OH)2，呈蓝色，不是无色。(5)在氨基酸溶液中加入双缩脲试剂，混匀后逐渐变成紫色。(2022·江苏卷，17D)( )双缩脲试剂用于检测蛋白质或多肽，不能检测氨基酸。(6)脂肪被苏丹Ⅲ染液染成红色。(2019·海南卷，6D改编)( )脂肪被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。
1.为什么利用斐林试剂的甲液、乙液和蒸馏水也能鉴定蛋白质？斐林试剂的甲液、乙液的成分分别与双缩脲试剂的A液、B液相同，只是斐林试剂乙液的CuSO4溶液的质量浓度比双缩脲试剂的B液大，故只需将斐林试剂乙液用蒸馏水稀释即可。
2.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？蛋白质中的肽键结构在碱性条件下能与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＋。其中双缩脲试剂B液的量不能过多，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。
3.若研究小组欲探究洋葱肥大的鳞片叶中所含的糖是淀粉还是可溶性还原糖，或者是二者均含有。现有斐林试剂、碘液等试剂，请简要写出实验思路。①制备洋葱组织样液，取4支试管，编号为A、B、C、D，向A、B两试管内加入2 mL洋葱组织样液，向C、D两试管内加入2 mL的水。②向A、C试管中加入1 mL现配的斐林试剂，摇匀，放入盛有50～65 ℃温水的大烧杯中加热约2 min，观察试管中是否出现砖红色沉淀。向B、D试管中加入碘液，摇匀，观察试管中液体是否变蓝。
4.提供染色体提取液、稀释的鸡蛋清溶液等材料用具。设计一个简单的实验方案，验证组成染色体的成分有蛋白质。①向2支试管中分别加入等量且适量的染色体提取液和稀释的鸡蛋清溶液。②再向2支试管中分别加入等量且适量的双缩脲试剂，振荡摇匀，对比观察2支试管中的颜色变化。
考向　结合有机物的检测，考查科学探究能力1.(2024·广东珠海质检)染色剂或指示剂常用作生物成分的检测和鉴定，请分析下表中相关实验。
下列有关上述生物实验的叙述，正确的是(　　)A.上述实验中，完全正确的有③⑤B.实验中需要水浴加热的有②③④C.以上实验都可不使用显微镜观察D.若各实验均正确操作，则各实验结果颜色各不相同
2.(2022·重庆卷，11)在一定条件下，斐林试剂可与葡萄糖反应生成砖红色沉淀，去除沉淀后的溶液蓝色变浅，测定其吸光值可用于计算葡萄糖含量。下表是用该方法检测不同样本的结果。下列叙述正确的是(　　)
A.斐林试剂与样本混合后立即生成砖红色沉淀B.吸光值与样本的葡萄糖含量有关，与斐林试剂的用量无关C.若某样本的吸光值为0.578，则其葡萄糖含量大于0.4(mg·mL－1)D.在一定范围内葡萄糖含量越高，反应液去除沉淀后蓝色越浅
区分斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同”
1.(2021·全国乙卷，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
2.(2023·北京卷，1)PET－CT是一种使用示踪剂的影像学检查方法。所用示踪剂由细胞能量代谢的主要能源物质改造而来，进入细胞后不易被代谢，可以反映细胞摄取能源物质的量。由此可知，这种示踪剂是一种改造过的(　　)A.维生素 B.葡萄糖 C.氨基酸 D.核苷酸
3.(2022·浙江6月选考，5)生物体中的有机物具有重要作用。下列叙述正确的是(　　)A.脂肪对植物细胞起保护作用B.鸟类的羽毛主要由角蛋白组成C.糖原是马铃薯重要的储能物质D.纤维素是细胞膜的重要组成成分
4.(2021·海南卷，1改编)下列关于纤维素的叙述正确的是(　　)A.是植物和蓝细菌细胞壁的主要成分B.易溶于水，在人体内可被消化C.与淀粉一样都属于多糖，二者的基本组成单位不同D.水解的产物与斐林试剂反应产生砖红色沉淀
5.(2023·重庆卷，2)几丁质是昆虫外骨骼和真菌细胞壁的重要成分，中国科学家首次解析了几丁质合成酶的结构，进一步阐释了几丁质的合成过程(如下图)。该研究结果在农业生产上有重要意义。下列叙述错误的是(　　)A.细胞核是真菌合成几丁质的控制中心B.几丁质是由多个单体构成的多糖物质C.细胞通过跨膜运输将几丁质运到胞外D.几丁质合成酶抑制剂可用于防治病虫害
6.(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(　　)