第01讲 细胞中的元素和化合物（上课课件）-2025年高考生物二轮复习（新高考通用）

这是一份第01讲 细胞中的元素和化合物（上课课件）-2025年高考生物二轮复习（新高考通用），共60页。PPT课件主要包含了考情透视·目标导航，知识导图·思维引航，细胞中的糖类，糖的调节，细胞结构，生命健康，蛋白质的三种状态，常见的蛋白质，DNA，RNA等内容，欢迎下载使用。
题型突破·命题预测（3大题型，4大预测）
核心整合·能力提升（3大核心，8大串联）
拓展应用·情境推理（阿尔茨海默病、生酮饮食与健康）
（1）重要的能源物质（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
一、细胞中的糖类1.合成部位2.生理功能：
（1）葡萄糖、淀粉:叶绿体（2）糖原:肝脏、肌肉（3）糖基团:内质网
参与激素: 胰岛素、胰高血糖素、糖皮质激素、肾上腺素和甲状腺激素5.鉴定 ① 还原糖:用斐林试剂检测，水浴加热条件下呈现砖红色沉淀 ② 淀粉:遇碘变蓝
3.9~6.1mml/L
几丁质含有N，用于废水处理和食品添加剂，制作人造皮肤
二、高中生物常考的与糖、脂有关的内容
细胞壁: 细胞膜:细胞质:细胞核:
原核生物成分主要是肽聚糖；植物的成分主要是纤维素和果胶；真菌的主要成分是几丁质细胞膜中的糖与蛋白质一起构成糖蛋白，参与信息交流细胞质中RNA，含有核糖；细胞质中有ATP，含有核糖细胞核中有DNA，含有脱氧核糖。
血液:肝脏、肌肉:糖尿病:血栓:减肥:
称之为血糖，正常范围0.8g/L~1.2gL，高于1.6g/L可导致糖尿。 餐后，将血糖转变为糖原储存起来。胰岛B细胞受损或胰岛素受体受损，导致高血糖胆固醇摄入过多，引起脂质在血管壁堆积，阻塞血管。糖类可以转化为脂肪引起肥胖，脂肪也可以转化为糖类，但是只有在功能障碍时才转化为糖类被分解利用，因此需要持之以恒节食并加强锻炼。
等质量脂肪和糖类相比，脂肪中H比例高，故脂肪氧化分解释放的能量多，需要的O2多，产生的H2O多。
油料作物种子播种时要比谷物类作物(含淀粉多)种子浅一些(与细胞呼吸耗O2多少有关)。
植物脂肪大多含有不饱和脂肪酸，大多数动物脂肪含有饱和脂肪酸。
【典例1】椰果是木质醋酸菌在液体培养基中生长所形成的代谢产物，主要成分是纤维素，是奶茶中常见的小料。但奶茶中通常会添加葡萄糖、麦芽糖和蔗糖等大量糖类，也含有一定量的脂质等，是一种高糖高脂的饮品，长期饮用会导致肥胖，甚至影响健康。下列说法错误的是（    ）A．人体不能消化吸收椰果中的纤维素，但适量食用椰果可以促进肠道蠕动B．大量摄入糖类后多余的糖类都会转化成脂肪，该过程中元素的种类不变C．喝奶茶的时候多添加椰果，并不能抵消高糖高脂给人体造成的负面影响D．木质醋酸菌利用液体培养基中的单糖合成纤维素的过程中会有水的生成
多余的糖类会转化成脂肪、非必需氨基酸
在某些物理和化学因素作用下，特定的空间结构被改变，导致其理化性质改变和生物活性丧失，但肽键没有破坏 蛋白质水溶液中加入中性盐，随着盐浓度增大而使蛋白质沉淀析出的现象。由溶解度的变化引起的，蛋白质的空间结构没有发生变化 在蛋白酶的作用下，肽键断裂，蛋白质分解为短肽，进而彻底水解为氨基酸，与脱水缩合是相反的过程
※变性、盐析未破坏蛋白质的肽键，水解破坏蛋白质的肽键
三、蛋白质结构和功能的关系
1.蛋白质在细胞的增殖和分化、能量转换、信息传递及物质运输等方面发挥着重要作用，蛋白质的空间结构遭到破坏时，其功能也会丧失。2.蛋白质中氨基酸的排列顺序发生变化时会影响其正常功能，可能进一步引发疾病，如镰状细胞贫血。3.分布在细胞膜外侧的糖蛋白具有识别作用，如精卵细胞的识别与结合、激素与靶细胞膜上的受体结合、神经递质与突触后膜上的特异性受体结合等都离不开糖蛋白。4.分布在细胞膜表面的糖蛋白的含量并不是一成不变的，如癌细胞膜上的糖蛋白减少，使癌细胞容易在体内分散和转移。5.细胞膜上的载体蛋白有运输作用，载体蛋白的特异性与其结构是分不开的。6.有些蛋白质具有催化作用，如“诱导契合学说”认为底物与酶的活性部位结合，会诱导酶发生构象改变，从而发挥催化功能。
【典例2】球状蛋白分子空间结构为外圆中空，氨基酸侧链极性基团分布在分子的外侧，而非极性基团分布在内侧。蛋白质变性后，会出现生物活性丧失及一系列理化性质的变化。下列叙述错误的是（    ）A．蛋白质变性后添加双缩脲试剂不会出现紫色B．球状蛋白多数可溶于水，不溶于乙醇C．加热变性的蛋白质不能恢复原有的结构和性质D．变性后生物活性丧失是因为原有空间结构破坏
蛋白质变性只是其空间结构被破坏，肽键并未断裂，所以添加双缩脲试剂仍会出现紫色
+某种蛋白质，组成DNA病毒（生物） +某种蛋白质，构成染色体（染色质）+DNA聚合酶等，参与复制，使DNA加倍+RNA聚合酶等，参与转录，产生RNA
（1）DNA相关复合体
+某种蛋白质，组成RNA病毒（生物） +某种蛋白质，构成核糖体+RNA聚合酶等，参与复制，使RNA加倍 +逆转录酶等，参与逆转录，产生DNA
（2）RNA相关复合体
①RNA中也可能有氢键，如tRNA的“三叶草”结构中局部含有氢键。②DNA单链中连接磷酸基团和脱氧核糖的不是氢键，而是磷酸二酯键。③由于基因的选择性表达(不考虑变异)，同一个体的不同体细胞中核DNA相同；mRNA和蛋白质不完全相同；tRNA相同。④rRNA参与核糖体的构成，且具有催化肽键形成的作用。⑤1个tRNA中含有1个反密码子，但不能认为其只含有3个碱基。
【典例3】核酸蛋白质复合体是指由核酸和蛋白质共同构成的一类结构。下列关于核酸蛋白质复合体的说法，正确的是（    ）A．病毒都是由DNA和蛋白质构成的核酸蛋白质复合体B．核糖体是真核生物和原核生物都有的核酸蛋白质复合体C．染色体这种核酸蛋白复合体是真核细胞DNA的唯一载体D．将细胞中的核酸蛋白复合体完全水解，可以得到四种碱基
RNA病毒是由RNA和蛋白质构成的
叶绿体、线粒体中也存在DNA
可以得到五种碱基（A、U、C、G、T）
①细胞内的良好溶剂；②参与生物化学反应；③为细胞提供液体环境；④运送营养物质和代谢废物
主要是与蛋白质、多糖等物质结合，这样水就失去流动性和溶解性，成为生物体的构成成分
二、水进出细胞的方式（1）方式： 自由扩散、协助扩散 （渗透作用：半透膜和膜两侧具有浓度差）（2）验证： ①红细胞--吸水膨胀、失水皱缩 ②成熟植物细胞--质壁分离与复原
氨基酸脱水缩合（核糖体）多糖的合成（细胞内） DNA的复制与转录（细胞核、线粒体、叶绿体）
有氧呼吸第三阶段（线粒体内膜）
多糖、蛋白质、脂肪、核酸的分解（水解）
有氧呼吸第二阶段中水的利用（线粒体基质）
1.感受器：2.调节中枢：3.渴觉中枢：4.参与激素：5.激素作用的靶细胞：6.激素调节结果：
下丘脑渗透压感受器 下丘脑 大脑皮层 抗利尿激素(由下丘脑合成分泌，但由垂体释放) 肾小管、集合管细胞 增强对水分重吸收，尿液减少
【典例1】水是生命之源，是生命必需的物质。下列关于生物体内水的叙述，错误的是（    ）A．水具有调节温度的作用B．水是生物体中含量最多的化合物C．需（有）氧呼吸既产生水也消耗水D．光反应中水裂解的场所是叶绿体基质
一、无机盐功能验证实验
甲乙两组：甲+全素培养液→正常； 乙+缺X完全培养液→缺素症，再加X→正常（甲乙空白对照、乙自身前后对照）
1.调节渗透压：血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关， 细胞外液渗透压，90%以上来源于Na+和C1-
2.调节PH稳定：血浆pH为7.35~7.45, 之所以能够保持稳定调节PH稳定与它含有HCO-3、HPO2-等离子有关
3.影响神经兴奋：（1）静息电位: K+外流（2）影响神经兴奋动作电位: Na+内流（3）抑制性递质:静息电位差扩大，与阴离子(C1-)内流有关（4）人体健康：生理盐水质量分数为0.9%, 高温作业下喝淡盐水； 幼年缺碘易患呆小症； 成年缺碘易患大脖子病 血钙含量过低，会出现抽搐等症状； 血钙含量过高，会导致肌无力
【典例2】某地种植的水稻由于营养因素出现白苗病（叶片白化，全白的叶片一段时间后会枯死），农业科技人员对病因提出了两种观点。观点一：土壤中缺锌引起；观点二：土壤中缺镁引起。为探究上述哪种观点是出现白化苗的原因，某同学利用A、B、C三组长势相同的正常水稻幼苗进行了如下实验。出现白苗后，为进一步验证该观点正确，立即增设D组实验。下列说法错误是（    ）注：全素培养液就是含有植物所需的全部的大量元素和微量元素的培养液。
【典例2】观点一：土壤中缺锌引起；观点二：土壤中缺镁引起。下列说法错误是（    ）A．C组①为缺镁培养液，观点二成立的理由为镁是叶绿素的组成元素B．若B组和C组均出现白化苗，说明两种微量元素缺失都会导致白化苗出现C．D组实验应选择已出现白苗病组别的幼苗，为其添加全素培养液D．上述现象说明无机盐具有维持细胞和生物体的正常生命活动的功能
还应增加的实验步骤是将B组和C组幼苗更换为全素培养液，一段时间后观察幼苗生长情况，才能确定是否是两种微量元素缺失都会导致白化苗出现
C、H、O、N、（S）
大量和微量元素都是生物体必需的；含量少的元素不一定是微量元素，如Pb。
【典例1】下列有关细胞中化合物的叙述，正确的是（　　）A．ATP、DNA和NADPH的组成元素相同B．食物中的Na2CO3进入血液可作为调节血浆pH平衡的缓冲物质C．构成血红蛋白的某些氨基酸中含有S、Fe等元素D．煮熟牛肉中的蛋白质，不能与双缩脲试剂发生反应
含有肽键，能与双缩脲试剂发生反应，
血浆中的缓冲物质是NaHCO3和H2CO3
构成血红蛋白的血红素中含有Fe元素，构成血红蛋白的某些氨基酸中含有S元素，但这些氨基酸都不含Fe元素
1. 同位素类型：2.同位素应用实例 
放射性同位素--14C、32P、35S、3H；稳定同位素--18O、15N
【典例2】同位素标记技术在生物学领域中应用广泛。下列对该技术的叙述错误的是（    ）A．科学家用同位素3H标记亮氨酸，追踪并研究分泌蛋白合成和分泌过程B．科学家用同位素标记法进行人鼠细胞融合实验，表明细胞膜具有流动性C．卡尔文利用14C标记CO2，探明光合作用中有机物的转化途径D．鲁宾和卡门利用18O分别标记H2O和CO2，证明了光合作用释放的O2来自H2O
可溶性糖变成淀粉等非蛋白质转变成蛋白质糖类转变成脂肪
淀粉水解成葡萄糖蛋白质水解成氨基酸脂肪水解成甘油和脂肪酸
脱落酸增加，赤霉素、生长素逐渐减少
脱落酸减少，赤霉素、生长素逐渐增加
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。
【典例3】下图是油菜种子在形成和萌发过程中，糖类和脂肪的变化曲线。下列分析正确的是（    ）A．种子形成过程中，甜味逐渐变淡是因为大量可溶性糖氧化分解供能B．种子萌发时消耗的能源物质主要是来自细胞中脂肪C．脂肪中氧的含量比糖类高，所以单位质量所含能量也比糖类多D．种子萌发29天后，不宜用苏丹Ⅲ染液鉴定种子中脂肪的存在
大量可溶性糖转变为脂肪
碳、氢比例高，所以单位质量的糖类和脂肪中，所含有的能量脂肪多于糖类
1．（2024·甘肃·高考真题）甘肃陇南的“武都油橄榄”是中国国家地理标志产品，其果肉呈黄绿色，子叶呈乳白色，均富含脂肪。由其生产的橄榄油含有丰富的不饱和脂肪酸，可广泛用于食品、医药和化工等领域。下列叙述错误的是（    ）A．不饱和脂肪酸的熔点较低，不容易凝固，橄榄油在室温下通常呈液态B．苏丹Ⅲ染液处理油橄榄子叶，在高倍镜下可观察到橘黄色的脂肪颗粒C．油橄榄种子萌发过程中有机物的含量减少，有机物的种类不发生变化D．脂肪在人体消化道内水解为脂肪酸和甘油后，可被小肠上皮细胞吸收
发生了有机物的转化，故有机物的种类增多
1.植物脂肪大多含有不饱和脂肪酸，在室温下呈液态，动物脂肪大多含有饱和脂肪酸，在室温下呈固态。2.细胞呼吸的消耗，有机物被消耗总量减少，但由于发生了有机物的转化，故有机物的种类增多。
2．(2024·重庆·高考真题)下表据《中国膳食指南》得到女性3种营养元素每天推荐摄入量，据表推测，下列错误的是(    )A．以单位体重计，婴儿对碘的需求高于成人B．与孕前期相比，孕中期女性对氧的需求量升高C．对25岁与65岁女性，大量元素的推荐摄入量不同D．即使按推荐量摄入钙，部分女性也会因缺维生素D而缺钙
大量元素主要有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg
1.(2024·全国·高考真题)干旱缺水条件下，植物可通过减小气孔开度减少水分散失。下列叙述错误的是(    )A．叶片萎蔫时叶片中脱落酸的含量会降低B．干旱缺水时进入叶肉细胞的CO2会减少C．植物细胞失水时胞内结合水与自由水比值增大D．干旱缺水不利于植物对营养物质的吸收和运输
植物气孔开度减小，吸收的二氧化碳会减少，植物的光合速率会降低
2.（2024·浙江·高考真题）下列不属于水在植物生命活动中作用的是（    ）A．物质运输的良好介质B．保持植物枝叶挺立C．降低酶促反应活化能D．缓和植物温度变化
降低酶促反应活化能的是酶，水不具有此功能
1．(2024·北京·高考真题)胆固醇等脂质被单层磷脂包裹形成球形复合物，通过血液运输到细胞并被胞吞，形成的囊泡与溶酶体融合后，释放胆固醇。以下相关推测合理的是(    )A．磷脂分子尾部疏水，因而尾部位于复合物表面B．球形复合物被胞吞的过程，需要高尔基体直接参与C．胞吞形成的囊泡与溶酶体融合，依赖于膜的流动性D．胆固醇通过胞吞进入细胞，因而属于生物大分子
磷脂分子头部亲水，所以头部位于复合物表面
不需要高尔基体直接参与，直接由细胞膜形成囊泡
胆固醇属于固醇类物质，是小分子物质
2.(2024·海南·高考真题)海南黎锦是非物质文化遗产，其染料主要来源于植物。DNA条形码技术可利用DNA条形码序列(细胞内一段特定的DNA序列)准确鉴定出染料植物的种类。下列有关叙述正确的是(    )A．不同染料植物的DNA均含有元素C、H、O、N、SB．DNA条形码序列由核糖核苷酸连接而成C．染料植物的DNA条形码序列仅存在于细胞核中D．DNA条形码技术鉴定染料植物的依据是不同物种的DNA条形码序列不同
含有元素C、H、O、N、P，不含S，
1．茶叶生产在我国已有3000多年的悠久历史，不同的茶叶制作工序也是不同的。制作绿茶时，常把采下的茶叶立即焙火杀青，破坏多酚氧化酶（化学本质为蛋白质）的活性，以保持茶叶的绿色。下列有关叙述错误的是（　　）A．茶叶细胞和人体细胞所含元素种类大致相同但含量差异较大B．采摘的新鲜茶叶的细胞中既含有大量元素，也含有微量元素C．采摘的新鲜茶叶的细胞中C、O、Ca、P四种元素的含量最多D．绿茶能保持绿色与高温破坏了酶的空间结构有关
C、O、H、N四种元素的含量最多
2．螺旋藻是一种主要分布在热带、亚热带地区的多细胞蓝细菌，被联合国粮农组织（FAO）誉为“21世纪最理想的食品”，下列叙述错误的是（　　）A．螺旋藻和黑藻在细胞结构上的主要区别是有无以核膜为界限的细胞核B．螺旋藻能把无机物转化成有机物，是自养需氧型生物C．螺旋藻细胞中含量最多的有机化合物是蛋白质D．螺旋藻含有人体必需的Fe、Ca、Mn、Zn等微量元素
3．如图为氨基酸结构通式示意图，下列叙述错误的是（    ）A．①可为氨基或羧基B．两个氨基酸脱水缩合可形成氢键C．R基的种类决定氨基酸的种类D．氨基酸种类、数量及排列顺序会影响蛋白质的多样性
4．谷氨酸是人体中最丰富的氨基酸之一，广泛存在于人体各组织和食物以及母乳中。下列有关人体内谷氨酸的叙述正确的是（　　）A．谷氨酸是细胞中合成蛋白质的原料，必须从外界环境中直接获取B．谷氨酸至少含有一个氨基和一个羧基，且连接在同一个碳原子上C．若检测人体组织中谷氨酸的含量，可用双缩脲试剂观察颜色反应D．谷氨酸在核糖体上合成，经内质网、高尔基体加工后分泌到细胞外
谷氨酸是非必需氨基酸，人体可以合成
检测肽或蛋白质的试剂，不能检测氨基酸
核糖体上合成的是肽链，不是氨基酸
5．牛肝菌是常见的野生真菌，进食未加工成熟的牛肝菌会引起呕吐、腹痛及腹泻等中毒症状。环状八肽α-鹅膏蕈碱是毒蘑菇中常见的毒性物质。下列说法正确的是（　　）A．牛肝菌细胞与乳酸菌细胞结构相似，遗传物质主要存在于环状DNA中B．α-鹅膏蕈碱由8个氨基酸脱水缩合而成，共脱去7分子水，含有7个肽键C．组成α-鹅膏蕈碱的元素一定有C、H、O、N，N元素主要存在于R基团中D．食用牛肝菌造成患者出现腹泻症状，患者不仅要补充水分还需要补充无 机盐
牛肝菌是真菌，而乳酸菌是原核生物。真核生物的遗传物质主要位于染色体上
环状八肽，共脱去8分子水，含有8个肽键
N元素主要存在于主链上
6．下图表示某蛋白质的结构，其中“-S-S-”表示连接两条相邻肽链的二硫键（二硫键是由2个“-SH”连接而成的）。若该蛋白质由m个氨基酸构成，则形成该蛋白质分子的过程中，生成的水分子数和减少的相对分子质量分别为（　　）A．m个、18mB．（m-4）个、18（m-4）C．（m-3）个、18（m-3）+4D．（m-2）个、18（m-2）+4
水分子数=氨基酸数-肽链数=m-2，减少的相对分子质量是生成的水和形成二硫键时脱去的氢原子的质量（形成一个二硫键脱去两个H），即18（m-2）+4
7．生物体内参与生命活动的生物大分子由单体聚合而成，下列叙述错误的是（    ）A．生物大分子以碳链为基本骨架B．纤维素和糖原的单体是葡萄糖C．氨基酸和核苷酸都含有N元素D．DNA 彻底水解后的产物共4种
DNA 彻底水解后的产物磷酸，脱氧核糖核苷酸，以及4种碱基，共6种
8．生物大分子是构成细胞生命大厦的基本框架，研究组成生物体的成分对揭示生命现象具有十分重要的意义。下列关于生物大分子的叙述正确的是 （　　）A．DNA和蛋白质可分别用甲紫溶液和双缩脲试剂检测B．脂肪、RNA等生物大分子都由许多单体连接而成C．细胞核和细胞质中都存在核酸—蛋白质复合物D．生物大分子都含有C、H、O、N，且以碳链为骨架
DNA用二苯胺沸水浴检测
脂肪不是生物大分子，不是由许多单体连接而成的
多糖中的淀粉、纤维素和糖原都是由C、H、O三种元素组成
    阿尔茨海默病是一种多发于老年人群的神经系统退行性疾病，可导致老年性痴呆。此病的重要病理特征之一是β­淀粉样蛋白(Aβ)在大脑聚集沉积形成斑块。Aβ由淀粉样前体蛋白(一种膜蛋白)水解形成，如图1所示，Aβ的空间结构如图2。许多证据表明，Aβ在健康人的大脑中有营养神经的作用。但在遗传因素和环境因素的共同作用下，Aβ产生量过多，可形成不同的Aβ聚集体(图3为含12个Aβ的聚集体)，产生神经毒性并最终使患者出现认知功能障碍和记忆衰退的症状。
研究表明，引起阿尔茨海默病的β­淀粉样蛋白(Aβ)是由其前体蛋白 APP(一种含 695个氨基酸的跨膜蛋白)在病理状态下异常加工而成的。APP 形成Aβ的过程如图所示。根据上述信息，下列说法正确的是(　 )A．APP形成Aβ的过程中需要β­-分泌酶和γ-­分泌酶提供能量B．Aβ分子中至少含有39个肽键C．Aβ寡聚合物由多个Aβ分子脱水缩合形成D．Aβ的作用效果可能是引起大脑功能异常，说明所有蛋白质都可在细胞内发挥作用
酶不能提供能量，而是起到催化作用
含有39个氨基酸，有38个肽键
Aβ的作用效果可能是引起大脑功能异常，但不能说明所有蛋白质都可在细胞内发挥作用
生酮饮食(KD)是一种由高比例脂肪、极低碳水化合物和适量蛋白质组成的饮食方案①。但当葡萄糖摄入量极低时，无法为细胞供应足够能量，使得机体在肝脏中的脂肪代谢增加，导致酮体(如丙酮、乙酰乙酸等代谢产物)增多，肝脏中大量酮体的生成可导致血浆pH降至7.1以下②。科学研究发现肿瘤细胞消耗的葡萄糖约为正常细胞的200倍，部分肿瘤细胞存在线粒体功能障碍，缺乏利用酮体的关键酶③，这为KD治疗肿瘤奠定了理论基础。
情境2：生酮饮食与健康
(1)通常细胞内的主要能源物质是 ，KD方式中主要能源物质为 。(2)专家建议健康人不要自行通过KD方式减肥。请结合该方式的机理说明理由： 。(3)肿瘤细胞呼吸消耗的葡萄糖约为正常细胞的200倍，但ATP产量无显著增加，推测其原因是 ，KD方式对癌细胞的生命活动影响更大，原因是 。
KD可能导致大量酮体生成，破坏机体内环境稳态
大量葡萄糖用于无氧呼吸(或无氧呼吸比例增大)
部分肿瘤细胞存在线粒体功能障碍，缺乏利用酮体的关键酶