细胞中的元素和化合物胞中的无机物及糖类、脂质.ppt

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,糖类、脂质的种类和作用()水和无机盐的作用()实验：检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质,知识点一组成细胞的元素,1依据含量分(万分之一),C、H、O、N、S、P、K、Mg、Ca,微量元素,C,C、H、O、N,主要,化合物,化合物,生命活动,统一性,差异性,知识点二生物组织中糖类、脂肪和蛋白质检测,斐林试剂,水浴,蓝色,酒精,苏丹染液,橘黄色,红色,显微镜,双缩脲试剂,知识点三细胞中的糖类和脂质,1糖类种类及功能,（1）单糖,六碳糖：葡萄糖（C6H12O6）：细胞中的 重 要能源物质；还有果糖、半乳糖等,五碳糖,核糖（C5H10O5）：RNA组成成分脱氧核糖（C5H10O4）：_组成成分,DNA,麦芽糖,蔗糖,半乳糖,储能,细胞壁,糖原,2脂质种类及功能(1)组成元素：C、H、O，有些含有N、P等(2)脂肪：细胞内的_；动物及人体内还能够减少身体热量散失，维持体温恒定；缓冲和减压，保护内脏器官(3)磷脂：构成细胞膜及各种细胞器膜的主要成分,储能物质,(4)固醇,动物细胞膜,生殖细胞,1水(1)存在形式：_(2)功能：是_的重要组成成分，是细胞内的_(运送营养物质和代谢废物)，参与许多_并为细胞提供_2无机盐(1)存在形式：绝大多数以_的形式存在，少数是细胞内_的组成成分(2)功能：维持细胞和生物体的_，维持细胞的_等,知识点四细胞中的无机物,自由水和结合水,细胞结构,良好溶剂,生物化学反应,液体环境,离子,复杂化合物,生命活动,酸碱平衡,判一判1碳是最基本元素不是因为细胞干重含量最多()。2在生物体内常见的元素约有20种，没有一种元素是生物体特有的()。3微量元素含量虽少，但其生理作用不可替代，缺乏时动植物及微生物会出现特定缺素症()。4组成细胞的元素都以化合物的形式存在()。5占细胞鲜重最多的化合物是水，占细胞干重最多的化合物是蛋白质()。,6所有糖都有甜味()。7所有糖类及脂质都能做能源物质()。8水和无机盐不必消化就能吸收()。9所有有机物都需要经过消化才能被吸收()。答案：1.2.3.4.5.6.7.8.9.,答案：bdac,糖分类“三角度”据“水解”可分“单、二(双)、多”常见五“单”三“双”三“多”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)。据“性质”，分还原糖非还原糖常见五“还”六“非还”还原糖(葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖)、非还原糖(脱氧核糖、核糖、蔗糖、纤维素、淀粉、糖原)。据“功能”分结构糖、供能糖、储能糖,巧记：无机盐功能的“一一二”,组成化合物,调节酸碱度,组成生物体的化学元素和无机盐,高考地位：5年11考,(2012江苏卷、海南卷，2011江苏卷，2010全国卷),巧记微量元素和大量元素(1)微量元素：铁(Fe)猛(Mp)碰(B)新(Zn)木(Mo)桶(Cu)。(2)大量元素：洋人探亲，丹留人盖美家，即C(探)、O(洋)、H(亲)、N(丹)、S(留)、P(人)、Ca(盖)、Mg(美)、K(家)。,1细胞中的化学元素,2细胞中元素与化合物的含量解读(1)在组成细胞的元素中，占鲜重百分比：OCHN；占干重百分比：CONH，这是因为细胞内自由水的含量不同。(2)在组成细胞的化合物中，占鲜重百分比：水蛋白质脂质糖类，但在干重百分比中，蛋白质最多。(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。,生物界的统一性(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。,高考对本考点的考查即可单独命题，如下面，也可与其他知识综合在一起，如下面、不仅考查元素的功能，也涉及主动运输和共生关系。,【典例1】(真题组合).(2010全国理综，(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_。缺镁时植物叶片发黄，其原因是_。.(2012江苏单科，1)下列关于细胞中化学元素的叙述，正确的是()。A细胞中一种元素的作用能被其他元素替代B细胞中的脱氧核苷酸和脂肪酸都不含有氮元素C主动运输机制有助于维持细胞内元素组成的相对稳定D细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要,.(2012海南单科，7)关于植物细胞中元素的叙述，错误的是()。A番茄和水稻根系吸收Si元素的量相等B细胞中含量最多的四种元素是C、O、H和NC植物根系通过主动运输吸收无机离子需要ATPD与豆科植物共生的根瘤菌可为豆科植物生长提供N元素解析.生命活动的直接能源物质是ATP，组成元素有C、H、O、N、P，因此在N、P、Mg三种元素中，构成ATP的元素有N、P。构成细胞膜的元素有C、H、O、N、P等，因此在上述三种元素中也同样有N、P两种元素。镁是组成叶绿素的重要元素，缺少镁叶绿素的合成受阻。,.细胞中每种元素的作用各不相同；脱氧核苷酸由C、H、O、N、P五种元素组成；细胞中的微量元素虽含量极少，但其作用和大量元素同等重要。故A、B和D都不正确。主动运输机制有助于维持细胞内元素组成的相对稳定，C正确。.本题考查了组成细胞的化学元素、植物对矿质元素的吸收等方面的知识。C、H、O、N四种元素是组成细胞的基本元素，含量最多。番茄和水稻根细胞运输Si的载体数量不同，所以吸收Si元素的量也不相等。植物根吸收无机离子是主动运输，需消耗ATP。与豆科植物共生的根瘤菌可固氮，可为自身和豆科植物提供N元素。答案.N、PN、P镁是组成叶绿素的重要元素，缺少镁叶绿素的合成受阻.C.A,1部分元素参与形成的化合物(理解熟记),2.部分无机盐离子的具体功能分析(熟记),【训练1】(2013江西省丰、樟、高、宜四市联考)下列有关组成生物体的化学元素的说法，正确的是()。A相对于K来说，Na对于维持细胞内液的渗透压具有更重要的作用B血液中钙离子含量太低，会出现抽搐现象C由Fe参与组成的血红蛋白，是内环境的成分之一DP是磷脂、ATP及核糖等多种化合物的组成元素,解析K对于维持细胞内液的渗透压具有重要的作用；由Fe参与组成的血红蛋白，存在于红细胞中，不是内环境的成分；磷脂、ATP中含有P，核糖由C、H、O三种元素组成，不含P。答案B,1水的含量、分类及生理作用,细胞中的水及其在生产实践中的应用,高考地位：5年0考,2 影响细胞含水量的因素(1)生物种类：水生生物含水量陆生生物含水量。(2)生长发育阶段：幼儿成年；幼嫩部分成熟部分。(3)组织器官种类与代谢程度：如牙齿骨骼血液。3水的存在形式与新陈代谢、生物抗逆性的关系自由水和结合水在一定条件下可相互转化：自由水 结合水细胞中自由水/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；反之，该比值越小，生物新陈代谢越缓慢，其抗逆性则越强。,4在生产实际中的应用(1)种子的贮存：晒干种子是为减少自由水含量，降低种子的代谢，延长种子寿命。(2)低温环境下减少花卉浇水，可提高花卉对低温的抗性。(1)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。(2)晒干的种子细胞中仍含有水分，主要是结合水，自由水极少。,本考点多年没在理综高考试卷及单科试卷中出现，是典型的冷考点。2014年要关注水在代谢和调节中的作用。,【典例2】(2013洛阳统考)下列有关水的叙述正确的是()。A若不同种生物细胞中的自由水和结合水的比值相同，则它们的代谢强度相同B在有氧呼吸过程中，线粒体既消耗水又产生水C酵母菌的有氧呼吸和无氧呼吸均不产生水D线粒体、核糖体、中心体在其生理活动中都可以产生水,解析细胞代谢的强度不仅与自由水和结合水的比值有关，还与温度等因素有关，A错误；有氧呼吸第二阶段丙酮酸在水的参与下彻底氧化分解，第三阶段H与氧结合生成水，B正确；有氧呼吸过程有水产生，C错误；中心体的功能是形成纺锤体，无水产生，D错误。答案B,生物体内水的代谢图解,【训练2】(2012浙江台州模拟)下列关于水的叙述错误的是()。A没有水就没有生命B水是生物体内物质运输的主要介质C出汗能有效地降低体温D生物体内的水均达到90%以上解析生物体中水的含量一般为60%90%，特殊情况下可能超过90%，如水母的含水量达97%。答案D,糖类、脂质的种类和功能,高考地位：5年10考,(2012江苏卷，2011四川卷、海南卷，2010海南卷),1糖类、脂质概念图(1)糖类,(2)脂质,2糖类功能的全面分析(1)糖类是生物体进行生命活动的主要能源物质(70%)。(2)糖类是细胞和生物体的重要结构物质。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。(3)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、信息传递过程中起着非常重要的作用。,(1)淀粉和糖原分别是植物、动物细胞内的储能物质(共有的储能物质是脂肪)，而纤维素为结构物质，非储能物质。(2)细胞中的糖类、脂肪、蛋白质都含有大量的化学能，都可以氧化分解为生命活动供能，产物中都有CO2、H2O。,多糖、脂质及糖蛋白的合成场所(1)淀粉叶绿体内(2)糖原肝脏和肌肉细胞内(3)纤维素高尔基体内(4)糖蛋白内质网内(5)脂质内质网内,近几年糖类、脂质知识的考查多出现在单科试卷，理综试题少有涉及，考查时涉及种类、成分、功能等识记内容多，也可综合考查有机物之间的相互转化。,【典例3】(2012江苏高考改编)下列关于细胞内化合物的叙述，正确的是()。AATP中含有糖类成分B糖原代谢的最终产物是葡萄糖C蔗糖和乳糖水解的产物都是葡萄糖D脂肪和生长激素是生物体内的能源物质破题关键,解析ATP中含有核糖；糖原代谢的最终产物是CO2和H2O；蔗糖水解的产物是葡萄糖和果糖，而乳糖水解的产物是半乳糖和葡萄糖；生长激素不能作为能源物质。答案A,水解终产物为大分子水解成其“基本组成单位”，如糖类水解终产物为葡萄糖，脂肪水解终产物为甘油、脂肪酸等，代谢终产物为彻底氧化分解的产物，如CO2、H2O、含氮废物等。,【训练3】下列有关糖类和脂质的叙述，不正确的是()。A脂质中的磷脂是构成细胞膜的重要物质，所有细胞都含有磷脂B植物细胞中的多糖主要是淀粉和纤维素，动物细胞中的多糖主要是乳糖和糖原C固醇类物质在细胞的营养、调节和代谢中具有重要功能D葡萄糖、核糖、脱氧核糖是动植物细胞共有的单糖,解析磷脂是组成细胞膜和细胞器膜的重要成分，所有细胞都含有膜结构，因此都含有磷脂。植物细胞中的多糖是淀粉和纤维素，动物细胞中的多糖是糖原，乳糖属于二糖。固醇类物质包括胆固醇、性激素和维生素D，它们在细胞的营养、调节和代谢中具有重要作用。动物和植物细胞共有的糖有葡萄糖、核糖和脱氧核糖。答案B,误区1认为生物体内大量元素重要，微量元素不重要点拨无论是大量元素还是微量元素，都是生物体必需的元素。微量元素虽含量少，但其生理作用却不可替代，如Zn是DNA聚合酶和RNA聚合酶的辅酶成分，缺Zn将导致DNA复制和RNA合成不能正常进行。误区2认为细胞内含量最多的元素是碳点拨细胞内含量最多的元素是氧而不是碳(组成细胞干重最多的元素是碳)。误区3认为自由水的作用比结合水作用大点拨自由水、结合水的作用都非常大，两种水在不同时期的作用各有所侧重。,规避3个误区、突破2个疑难点,疑难点1三大营养物质的转化关系及在代谢中的供能顺序点拨糖类、脂肪、蛋白质在动植物及微生物细胞内都能够相互转化，但转化并不对等而且是有条件的。例如在动物体内糖类、蛋白质很容易相互转化并都能转化成脂肪，但脂肪不容易再转化成糖类或蛋白质，关系如下：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。,疑难点2脂肪的元素组成与氧化分解特点点拨相对于糖类、蛋白质分子，脂肪分子中C、H的比例高，而O比例小。故在氧化分解时，单位质量的脂肪较糖类、蛋白质消耗的氧气多，产生的水多，产生的能量也多。1 g糖原或1 g蛋白质氧化分解解释放出约17 kJ的能量，1 g脂肪可以放出约39 kJ的能量。,纠错演练1(2011四川理综，4)如图表示油菜种子在成熟过程中种子质量和有机物相对含量的变化趋势，下列相关叙述不正确的是()。,A大量糖类输入并参与代谢，导致种子质量不断增加B细胞代谢利用大量糖类，导致淀粉含量降低C糖类不断转化为脂质，导致脂质含量持续增加D糖类不转化为蛋白质，导致含氮物质含量不变解析由图中曲线变化可看出，在种子成熟的过程中，千粒重、粗脂肪的量不断增加，可溶性糖、淀粉的量不断减少，含氮物质的量不变。糖类能转化成非必需氨基酸，参与蛋白质的合成，选项D错误。答案D,题后反思植物体内三大类营养物质的转化教材从来没有涉及，本题是否超纲呢？答案是否定的。事实上命题专家的意图是考查学生在全新题境中分析曲线信息作出准确的判断。由图知在油菜种子成熟过程中，可溶性糖和淀粉不断地转化为粗脂肪而贮存起来，这一过程在人和动物体内也能进行，当糖类供应充足时，糖类可以大量转化为脂肪，但脂肪并不能大量转化为糖类，所以发胖容易、减肥难。,2(2012宁波模拟)下表是糖类、脂肪主要组成元素的质量分数。分析数据得出的下列结论中，不正确的是()。,A质量相同的脂肪和糖类被彻底分解时，糖类耗氧少B质量相同的脂肪和糖类被彻底分解时，脂肪产生的能量多C脂肪、糖类在体内代谢的共同代谢终产物是CO2和H2OD脂肪是生物体进行生命活动的主要能源物质,解析本题主要考查糖类与脂肪的相同点和不同点。(1)相同点有：都含有C、H、O三种元素；代谢终产物都是二氧化碳和水；都与能量代谢有关，氧化分解过程中均有能量的释放。(2)不同点有：在相同质量的糖类和脂肪中，脂肪中C、H所占比例高；脂肪的水解终产物是甘油和脂肪酸；糖类的水解终产物是葡萄糖；相同质量脂肪和糖类被彻底氧化分解时，脂肪释放的能量多，产生的水多，消耗的氧气多；功能不同：糖类是主要能源物质，脂肪是主要贮能物质。答案D,检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质,高考地位：5年22考,(2012安徽卷、广东卷、江苏卷，2011全国新课标卷、福建卷),1实验原理及步骤,2实验注意问题(1)还原糖鉴定的实验材料要求浅色：不能用绿色叶片、西瓜、血液等材料，防止颜色的干扰。还原糖含量高：不能用马铃薯(富含淀粉)、甘蔗、甜菜(富含蔗糖)。(2)唯一需要加热还原糖鉴定，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。(3)非还原糖(如蔗糖)斐林试剂 现象不是无色而是浅蓝色Cu(OH)2的颜色。,(4)唯一需要显微镜脂肪鉴定，实验用体积分数为50%酒精的作用洗掉浮色。(5)记准混合后加入斐林试剂，且现配现用；分别加入双缩脲试剂(先加A液，后加B液，且B液不能过量)。两者成分相同，但CuSO4溶液的浓度不同，所以不能混用。(6)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。(7)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”。,斐林试剂与双缩脲试剂的比较分析,本考点是历年的命题热点，命题的原则是“回归教材”而“高于教材”，考查时往往与其他实验结合或与食品、药品成分鉴定、疾病(如糖尿病、肾炎等)诊断结合。,【典例】(2012广东理综，3)分析下表，可推测()。,注：“”显色，“”显色更深；“”不显色。,A甲溶液含有淀粉 B乙溶液含有还原糖C混合溶液不含淀粉 D混合溶液含有淀粉酶解析本题主要考查蛋白质、淀粉和还原糖鉴定的相关知识。双缩脲试剂、碘液、斐林试剂分别用于检测蛋白质、淀粉和还原糖。根据实验结果可知：甲溶液中含有蛋白质，不含淀粉，A错误；乙溶液中含有淀粉，不含还原糖，B错误；混合溶液遇碘呈蓝色，说明混合溶液中含有淀粉，C错误；甲、乙混合后淀粉含量减少并产生了还原糖，说明甲溶液中的淀粉酶将淀粉部分水解产生了还原糖，D正确。答案D,【训练】根据“检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质”实验，回答下列问题。(1)鉴定成熟苹果果肉中存在还原糖所用的试剂是_，该试剂与细胞内的还原糖发生作用，形成_沉淀。(2)在鉴定花生子叶中脂肪的实验中，能将脂肪染成橘黄色的染液是_，用其染色时，冲洗浮色要用体积分数为50%的酒精，这是因为体积分数为50%的酒精_。,(3)鉴定黄豆组织中存在蛋白质时，向组织样液中加入双缩脲试剂A摇匀，再向样液中加入双缩脲试剂B摇匀。其中双缩脲试剂B的量只有34滴，而不能过量，为什么？_。(4)本实验的注意事项：斐林试剂极不稳定，其甲液和乙液需_，使用时再临时混合均匀用于实验。双缩脲试剂的使用，应先加_，造成碱性环境，再加_。在还原糖的鉴定中，对试管中的溶液加热时，试管底部不要触及_；试管口不要朝向_，以免溶液沸腾时冲出试管造成烫伤。,解析(1)还原糖具有还原性，能将斐林试剂中的Cu2还原成Cu，生成Cu2O砖红色沉淀，所以可用斐林试剂鉴定还原糖的存在。(2)苏丹染液可将脂肪染成橘黄色。苏丹染液能溶解在酒精中，根据这一性质可用酒精洗去浮色，便于观察。(3)双缩脲试剂鉴定蛋白质的原理是蛋白质与双缩脲试剂反应形成紫色络合物。若加入过量的双缩脲试剂B即质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液，CuSO4本身呈蓝色，与试剂A反应产生的Cu(OH)2也呈蓝色，会掩盖生成的紫色，影响实验观察。,答案(1)斐林试剂砖红色(2)苏丹染液能溶解苏丹染液(3)过量的双缩脲试剂B会与双缩脲试剂A反应，使溶液呈蓝色，而掩盖了生成的紫色(4)分别配制、储存A液(质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液)B液(质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液)烧杯底部实验者或其他人,1(2011江苏单科，21)研究发现，砷(As)可以富集在植物体内，转化为毒性很强的金属有机物，影响水稻的株高、根长和干重；加P(与As原子结构相似)处理后水稻茎叶和根中P含量增加、As含量相对减少，水稻生长加快，干重增加。对此现象合理的解释是(多选)()。AAs在水稻细胞内富集，由细胞膜的结构特点决定BAs进入水稻细胞，导致有关酶失去活性，影响细胞代谢CP影响As的吸收，与细胞膜上的载体种类和数量有关DP是构成磷脂、核酸和ATP的重要元素，能促进水稻生长发育,组成细胞的化学元素和无机物,解析As等重金属元素可以使酶变性失活，影响细胞代谢进而影响水稻的生长；P可与As竞争细胞膜上的载体而影响As进入细胞；As在细胞内的富集由细胞膜的功能特性决定，故选B、C、D。答案BCD,2.判断正误(1)(2011海南，1A)动物细胞膜含有糖脂和糖蛋白()。(2)(2009江苏，1D)脂肪和生长激素是生物体内的能源物质()。(3)(2009福建，4D)胆固醇是构成细胞膜的重要成分，在人体内参与血液中脂质的运输()。(4)(2009江苏，1C)蔗糖和乳糖水解的产物都是葡萄糖()。(5)(2010海南，1C、A)构成纤维素的单体是葡萄糖和果糖，葡萄糖和果糖分子均有还原性()。,糖类、脂质相关知识的考查,解析(1)动物细胞膜上含糖脂和糖蛋白。(2)生长激素不能作为能源物质。(3)胆固醇在血液中以载脂蛋白的形式存在，参与血液中脂质的运输。(4)蔗糖水解的产物是果糖和葡萄糖，乳糖水解的产物是半乳糖和葡萄糖。(5)纤维素是由葡萄糖组成的大分子多糖，其单体只有葡萄糖，葡萄糖、果糖均为还原性糖，因而整体来看，C项错误，A项正确。答案(1)(2)(3)(4)(5),3.(2012江苏单科，19)下表中有关人体细胞化合物的各项内容，正确的是()。,物质鉴定类实验考查,A.B C D解析本题考查几种有机化合物的鉴定、组成单位及其功能的基本知识。列表中编号所述内容中脂肪的组成单位是甘油和脂肪酸，故A不正确；所述内容中糖原是非还原糖，不能用斐林试剂鉴定，故B不正确；中各项内容均正确；所述内容中核酸分为DNA和RNA，甲基绿染液只能用来鉴定DNA，故D不正确。答案C,4(2011山东理综，6)只有在保持细胞活性的条件下，才能显示细胞中某物质或结构的实验是()。A苏丹染色观察花生种子子叶细胞中的脂肪B龙胆紫染色观察洋葱根尖分生区细胞的有丝分裂C健那绿(詹纳斯绿B)染色观察动物细胞的线粒体D甲基绿、派洛宁(吡罗红)染色观察动物细胞中的DNA和RNA,解析依据题干中提供的信息“只有在保持细胞活性的条件下”来判断，选项A中不需要保持细胞活性；选项B中在用龙胆紫染色观察洋葱根尖分生区细胞之前需用盐酸和酒精混合液解离，此时细胞已被杀死；选项D中需用盐酸处理后再染色，故D中细胞也无需保持细胞的活性。答案C,考向借鉴他山之石5(2012上海单科，3)下列食物营养成分与鉴定试剂及显色反应之间的对应关系中，错误的是()。A淀粉：碘液，蓝紫色B还原糖：班氏试剂，砖红色C脂肪：苏丹染液，橘黄色 D蛋白质：双缩脲试剂，黄绿色,解析本题考查利用特定试剂与化合物的显色反应来鉴定待测化合物的相关知识。淀粉遇碘液呈蓝色，还原糖遇班氏试剂呈砖红色，脂肪可被苏丹染液染成橘黄色，而蛋白质遇双缩脲试剂呈紫色，D选项错误。答案D,见Word版活页训练,