《第02講 細胞中的無機物、糖類和脂質(zhì)》

第一單元組成細胞的分子

第2講細胞中的無機物、糖類和脂質(zhì)1.元素的來源、分類和存在形式CHONPSKCaMgFeMn

B

Zn

Mo

CuC基本骨架CHON碳鏈構(gòu)成了有機物的基本骨架一、細胞中的元素1.在組成細胞的元素中，占鮮重最多的是_____；2.占干重最多的是_____；3.活細胞中數(shù)量最多的元素是_____；4.無機自然界中含量最多的元素是_____。生物體含量很少的元素一定是微量元素嗎？不一定生物體細胞中，不可缺少的且含量很少的元素才是微量元素，某些元素如錫等雖然含量少但不屬于微量元素OO>C>H>NHCC>O>N>HO2.生物界和非生物界在元素種類和含量上的關(guān)系統(tǒng)一性差異性元素地殼細胞O48.665.0Si26.30極少Ｃ0.08718.0Ｎ0.033.0Ｈ0.7610.0地殼與活細胞中含量最多的元素均是氧。

（）組成生物體的化學元素在無機自然界都可以找到。

（）（1）生物界和非生物界在元素組成上具有統(tǒng)一性，因此地殼中的元素在生物體內(nèi)都能找到。

（）（2）Ca、Mg、Fe、Mn、Cu是組成細胞的微量元素。

（

）（3）因為O是活細胞中含量最多的元素，所以O是最基本的元素。

（

）

細胞是有生命的，它可以主動地、有選擇地從無機環(huán)境中獲取生命活動需要的元素。

細胞中元素均從無機環(huán)境中吸收，為什么細胞內(nèi)各種元素的比例與無機環(huán)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玉米與人體的化學元素組成（干重質(zhì)量分數(shù)%）玉米和人體細胞中含量最多的四種元素都是CHON，原因是？比較兩者的元素種類和含量，你還能得出哪些結(jié)論？因為組成兩者細胞中主要成分是糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)等，都含C、H、O，蛋白質(zhì)中還含N氧：玉米>人體，推論：玉米體內(nèi)糖類的含量較高氮：人體>玉米，推論：人體內(nèi)蛋白質(zhì)含量較高鈣、磷：人體>玉米，與牙齒和硬骨的組成有關(guān)無機鹽干重ATP、磷脂、NADH、NADPH、dNTP丙酮酸脂肪、固醇（性激素、VD、膽固醇）大多以______的形式存在離子二、細胞中的化合物下列物質(zhì)或結(jié)構(gòu)在元素組成上是否相同①核糖、核糖核酸、核糖體②ATP、質(zhì)粒、磷脂③纖維素、脂肪、乳糖、性激素④膽固醇、糖原、胰島素用含32P的培養(yǎng)液培養(yǎng)細胞，一段時間后，下列結(jié)構(gòu)中放射性最低的（）

A.核糖體B.染色體C.中心體D.高爾基體××二、細胞中的化合物√√CC、H、O、NC、H、O[提醒]

S是蛋白質(zhì)的特征元素，常用35S標記病毒的蛋白質(zhì)外殼，用32P標記病毒內(nèi)的核酸。一種脂肪分子C、H、O、N、PNADP＋NAD＋N指煙酰胺，A指腺嘌呤，D是二核苷酸。煙酰胺腺嘌呤二核苷酸煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸1.細胞中水的存在形式和功能細胞結(jié)構(gòu)生物化學反應液體環(huán)境營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物三、細胞中的水

水為什么是細胞內(nèi)良好的溶劑？

水具有維持生命的獨特性質(zhì)的原因？分子的空間結(jié)構(gòu)及電子的不對稱分布，使得水分子成為一個極性分子。帶有正電荷或負電荷的分子（或離子）都容易與水結(jié)合，因此，水是良好的溶劑。由于水分子的極性，當一個水分子的氧端（負電性區(qū)）靠近另一個水分子的氫端（正電性區(qū)）時，它們之間的靜電吸引作用就形成一種弱的引力，這種弱的引力稱為胞每個水分子可以與周圍水分子靠氫鍵相互作用在一起。氫鍵比較弱，易被破壞，只能維持極短時間，這樣氫鍵不斷地斷裂，又不斷地形成，使水在常溫下能夠維持液體狀態(tài)，具有流動性。同時，由于氫鍵的存在，水具有較高的比熱容，這就意味著水的溫度相對不容易發(fā)生改變，水的這種特性，對于維持生命系統(tǒng)的穩(wěn)定性十分重要。水極性分子空間結(jié)構(gòu)和電子的不對稱分布O帶負電，H帶正點帶有正電荷和負電荷的分子易與水結(jié)合氫鍵良好溶劑易斷裂和形成→具有流動性高比熱容→水溫穩(wěn)定→生命系統(tǒng)穩(wěn)定2.自由水與結(jié)合水的比值和細胞代謝的關(guān)系旺盛緩慢差強減?、龠M入冬季，植物體內(nèi)自由水/結(jié)合水的比值______。②新收獲的種子曬干能降低細胞的代謝，是因為：___________________________。烘烤曬干的種子失去活性，原因是：______________________________。③由此可以推測癌細胞的____________________________________。丟失了結(jié)合水，破壞了細胞結(jié)構(gòu)自由水相對含量越高，細胞代謝越旺盛種子曬干過程中丟失了自由水[提醒]

衰老細胞的特征之一為細胞內(nèi)水分減少（主要是自由水），萎縮變小，新陳代謝速率減慢。3.細胞中水的綜合歸納以協(xié)助擴散為主（水通道蛋白）3.細胞中水的綜合歸納⑥光合作用的暗反應從細胞膜組成和結(jié)構(gòu)的角度來推測，水分可經(jīng)過細胞膜中的_______________、___________從細胞外進入細胞內(nèi)。磷脂雙分子層水通道蛋白2.人體細胞中的水除了充當溶劑外，也能參與化學反應，例如參與（）

①光合作用

②呼吸作用

③脫水縮合

④過氧化氫的分解⑤ATP水解

A.①②⑤B.②③C.②⑤D.②④C1.判斷：①自由水主要存在于血漿、組織液、淋巴。

（

）②水影響光合作用強度的主要原因是水影響氣孔的開閉。

（

）③秋冬季節(jié)，蒸騰作用弱，吸水減少，結(jié)合水含量相對提高有利于植物抗寒提高。

（

）×√√細胞內(nèi)3.下列有關(guān)水的敘述中正確的是（）A.呼吸作用過程的第三階段既有水的生成又有水的分解B.白天用H218O澆花草，在花草周圍空氣的H2O、O2、CO2中會出現(xiàn)18OC.蘋果樹不宜在熱帶地區(qū)栽種的主要限制因素是水D.核糖體是唯一具有堿基配對行為且能產(chǎn)生水的結(jié)構(gòu)B[提醒]

神經(jīng)調(diào)節(jié)中靜息電位維持時K＋外流及動作電位形成時Na＋內(nèi)流均為協(xié)助擴散（不耗能）。離子

復雜化合物生命活動主動酸堿平衡Na+缺乏，引起_______和_______興奮性下降血Ca2+過高：______；過低：_______神經(jīng)

肌無力Na+、Cl-維持細胞外液滲透壓；___維持細胞內(nèi)液滲透壓K+緩沖對：____________H2CO3/HCO3-如：______的NaCl生理鹽水維持細胞正常的形態(tài)0.9%+協(xié)助擴散神經(jīng)細胞：K+____，Na+___肌肉收縮：_____內(nèi)流外流Ca2+4．細胞中的無機鹽肌肉抽搐內(nèi)流（4）在沙漠植物仙人掌的活細胞中含量最多的化合物是蛋白質(zhì)。

（

）（5）曬干的種子細胞內(nèi)不含有水分，導致細胞代謝停止，有利于種子長時間儲存。

（

）（6）細胞中的無機鹽大多數(shù)以化合物的形式存在，如CaCO3構(gòu)成骨骼、牙齒等。

（

）×××4．植物體缺P常表現(xiàn)為生長發(fā)育不正常，這說明什么？分析為什么植物體缺P會影響其生長發(fā)育。

植物體缺P常表現(xiàn)為生長發(fā)育不正常，這說明P對于生命活動必不可少。P是組成細胞膜和細胞核的重要成分，也是細胞內(nèi)必不可少的許多化合物的成分。思考：如何驗證P是植物體的生長發(fā)育所必須的？思考：如何驗證P是植物體的生長發(fā)育所必須的？

（礦質(zhì)元素，除C、H、O以外由植物從土壤中吸收）自變量：

因變量：

無關(guān)變量：培養(yǎng)液中有無元素P植物的生長發(fā)育情況植物的種類、大小、生長情況（長勢）等；培養(yǎng)液的體積、濃度等；培養(yǎng)時間；溫度，光照等環(huán)境條件3．驗證某種礦質(zhì)元素的生理功能【溶液培養(yǎng)法】注意：二次對照，增強說服力A．對照組是甲組、乙組實驗后B．此實驗的無關(guān)變量只是選一些相同的植物C．此實驗是無土栽培，實驗前營養(yǎng)液要滅菌D．為防止外界影響，此實驗需在黑暗密閉條件下進行設計實驗探究X是否屬于植物生長所必需的無機鹽，某同學的構(gòu)思大致如下。下列敘述正確的是（

）C例：鐵是合成葉綠素所必需的元素，缺鐵時植物在有光的條件下也不能合成葉綠素，而表現(xiàn)“黃葉病”。請利用溶液培養(yǎng)法，根據(jù)所給的實驗材料、用具驗證鐵的生理作用。材料用具：長勢相同的小麥幼苗若干，廣口瓶若干，完全培養(yǎng)液，只含鐵的培養(yǎng)液，缺鐵的完全培養(yǎng)液，蒸餾水，滴管，量筒。根據(jù)實驗目的結(jié)合表中所列具體內(nèi)容，分析并回答相關(guān)問題：A管B管C管1a液b液c液2取長勢相同的同種小麥幼苗等量分為三組，并分別放入ABC三個廣口瓶中3相同且適宜條件下培養(yǎng)4變黃變黃變綠5？6？黃色？缺鐵完全培養(yǎng)液缺鐵完全培養(yǎng)液完全培養(yǎng)液變綠綠色（1）寫出序號“1”中加入的三種液體的名稱．確定a、b、c三種液體具體內(nèi)容時主要以___________________________為依據(jù)。（3）請描述序號“5”表示的實驗操作（4）寫出表格中序號“6”所觀察到的幼苗顏色序號“4”中表現(xiàn)的幼苗顏色向A、B兩管中分別加入等量的只含鐵培養(yǎng)液和蒸餾水，C管不做任何處理。1．[2017·全國Ⅲ，T30（4）]根系是植物吸收水分的主要器官。根細胞內(nèi)水分的主要作用有________________________________________________________（答出兩點即可）。3．[2020·全國Ⅰ，T30（2）]農(nóng)田施肥的同時，往往需要適當澆水，此時澆水的原因是____________________________________________________________________________________________________________（答出1點即可）。水是根細胞的重要組成成分；水參與根細胞內(nèi)的生物化學反應肥料中的礦質(zhì)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濃度，防止植物根細胞失水4．下表為一種無土栽培培養(yǎng)液的主要配方。用該培養(yǎng)液培養(yǎng)植物一段時間后植物出現(xiàn)萎蔫，這是植物缺乏_____癥狀，此時應采取的措施是________________________。補充水分或更換培養(yǎng)液水思考：1.當土壤含水量過高時，反而不利于植物的正常生長，可能的原因是？

植物根部因缺氧進行無氧呼吸，根部能量供應不足，影響物質(zhì)運輸；植物根部因無氧呼吸產(chǎn)生大量酒精而出現(xiàn)爛根現(xiàn)象。2.生長在鹽堿地中的植物液泡中貯存有大量的Na+，其生理意義是：維持細胞液的高滲透壓，使植物能從土壤中吸水（保持自身水分），以適應鹽堿土壤的高滲透壓環(huán)境。4．缺Fe會導致人體貧血，原因是____________________________________________________________________。思考：1.植物缺Mg，葉片發(fā)黃，植株矮小的原因是_____________________________________________________________________________________________________。5．從物質(zhì)循環(huán)的角度分析，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中要不斷施加氮肥的主要原因是____________________________________________________________________________________________________________________________。農(nóng)田中的氮元素隨農(nóng)產(chǎn)品大量輸出，需要不斷地補充農(nóng)田中的氮元素含量往往不足以使農(nóng)作物高產(chǎn)Fe是血紅素的組成元素，缺Fe會導致血紅素含量減少，人體出現(xiàn)缺鐵性貧血

Mg是葉綠素的組成元素，缺Mg會導致葉綠素含量減少，植物光合作用減弱，有機物合成量減少，植株葉片發(fā)黃矮小2.患急性腸胃炎的病人脫水時需要及時補充______，同時也需要補充______，因此輸入___________是常用的治療方法。大量出汗會排出過多的無機鹽，導致體內(nèi)的________________平衡失調(diào)，這時應多喝_______。水分無機鹽葡萄糖鹽水水鹽平衡和酸堿淡鹽水3.生理鹽水一般是指__________________________________，其濃度正是人體細胞所處液體環(huán)境的濃度，符合人體生理條件。生理鹽水主要用于創(chuàng)口的清洗和通過靜脈滴注補充液體時作為_______。如果錯用了蒸餾水會導致_____往濃度高血細胞里滲透，結(jié)果就會引起血細胞_______，甚至是破裂，發(fā)生溶血現(xiàn)象。溶劑水腫脹質(zhì)量分數(shù)為0.9%的氯化鈉溶液的濃度

五碳糖_______________、六碳糖______________________核糖、脫氧核糖葡萄糖、果糖、半乳糖麥芽糖乳糖淀粉、纖維素糖原，________（昆蟲等）幾丁質(zhì)單糖果糖蔗糖麥芽糖淀粉纖維素乳糖葡萄糖核糖脫氧核糖_____、_____糖原幾丁質(zhì)糖蛋白脫氧核糖淀粉糖原不供能________構(gòu)成核酸纖維素幾丁質(zhì)核糖_________1葡+1果2葡1葡+1半乳糖①____________________________________②____________________________________③____________________________________能與重金屬離子結(jié)合，用于廢水處理食品包裝紙和食品添加劑人造皮膚甲殼類動物和昆蟲的外骨骼一、細胞中的糖類糖脂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？

葡萄糖是單糖，可直接被細胞吸收利用；蔗糖是二糖，細胞無法直接吸收，需要被酶分解為單糖后才能被細胞吸收利用，但血漿中沒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.單糖不能分解，可以被細胞直接吸收。

（）2.葡萄糖存在于葉綠體中，不存在于線粒體中。

（）3.糖原與斐林試劑反應呈現(xiàn)磚紅色。

（）

4.所有的糖都由C、H、O組成，并不是所有的糖都能提供能量。

（）

5.淀粉和糖原是人體內(nèi)儲能物質(zhì)。

（）6.

淀粉和脂肪代謝的終產(chǎn)物是二氧化碳和水。

（）

7.肌糖原在人體內(nèi)不能直接轉(zhuǎn)化為葡萄糖。

（）8.糖類還可以參與細胞識別與免疫調(diào)節(jié)。

（）×√××幾丁質(zhì)（CHON）×√√肌糖原只為骨骼肌收縮供能，不能直接補充血糖√11.

—○＋水

＋○圖可表示乳糖或麥芽糖水解的過程

（）9.淀粉、糖原、纖維素的徹底水解產(chǎn)物全是葡萄糖。

（）10.脫氧核糖只存在于細胞核中，核糖只存在于細胞質(zhì)中。

（）酶麥芽糖由_______和_______脫水縮合而成，蔗糖由_______和______脫水縮合而成，乳糖由_______和_______脫水縮合而成，二糖的分子式為_____________多糖均由基本單位________脫水縮合而成，但________________不同，分子式為___________果糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖半乳糖C12H22O11葡萄糖葡萄糖連接方式（C6H10O5）n淀粉在_______合成，纖維素在_____________合成，糖原在_________合成

細胞分裂過程細胞壁的形成與_________有關(guān)？

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)葉綠體細胞膜的外側(cè)高爾基體半纖維素、果膠√××C、H、O脂肪酸甘油儲能保溫緩沖減壓C、H、O、N、P甘油脂肪酸磷酸細胞膜細胞器膜C、H、O膽固醇動物細胞膜血液中脂質(zhì)的運輸生殖器官的發(fā)育生殖細胞的形成合成部位：主要是______________滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)二、細胞中的脂質(zhì)分類、作用37依據(jù)脂肪的功能，試分析“胖子怕熱、瘦子怕撞”的原因。胖子脂肪含量較多，脂肪是很好的絕熱體，具有保溫作用，導致胖子熱量不易散失，故胖子怕熱；瘦子脂肪含量較少，脂肪還具有緩沖和減壓的作用，故瘦子怕撞。甘油脂肪酸磷酸膽堿脂肪酸和磷脂含有的元素相同，所有的脂質(zhì)都能參與膜結(jié)構(gòu)的構(gòu)成。（）細胞膜中的磷脂分子是由膽固醇、脂肪酸和磷酸組成的。（）××脂肪氨基酸供能不足大量三、糖類和脂質(zhì)的關(guān)系玉米、谷類等富含淀粉，被消化后產(chǎn)生大量葡萄糖，多余的葡萄糖轉(zhuǎn)化成脂肪在鴨體內(nèi)儲存。1.通過向北京烤鴨飼喂玉米、谷類和菜葉達到育肥的原因？2.肥胖的人患糖尿病等慢性疾病的風險增高。某人長期以淀粉類食物為主，攝入脂肪很少，但還是出現(xiàn)了肥胖，主要原因是？

糖類可以轉(zhuǎn)化成脂肪儲存在體內(nèi)。物質(zhì)氧化分解時CO耗氧量釋放能量產(chǎn)物H2O產(chǎn)物CO2脂肪75%13%糖44%50%H12%6%較多較多較多較多P16脂肪CH%含量高，而O的比例小2.油料作物種子如花生、蓖麻在播種時，播種的深度相對較淺，從物質(zhì)代謝的角度分析，可能的原因是_________________________________________________________。

油料作物種子含脂肪較多，種子萌發(fā)時消耗的氧氣量相

對較大1.等質(zhì)量的脂肪比糖類含能量多，但脂肪卻不是生物體利用的主要能源物質(zhì)的原因是________________________________________________________________________________。

脂肪不溶于水，脂肪氧化分解慢且消耗大量O2；糖類在有氧和無氧時都能進行氧化分解

脂肪分子中氧的含量遠遠少于糖類，而氫的含量卻比糖類多，因此等質(zhì)量的脂肪與糖類相比，脂肪氧化分解時消耗的O2多于產(chǎn)生的CO2。3.呼吸熵（CO2/O2）是物質(zhì)氧化分解時釋放CO2與消耗O2的比值，糖類的呼吸熵等于1，而脂肪的呼吸熵卻小于1，請從糖類和脂肪的元素組成方面分析，其原因是？4.女性皮下脂肪厚，在沒有食物和飲水的條件下，女性的生存期限會比男性長。請從脂肪的元素組成及主要作用角度分析出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因？

脂肪是良好的儲能物質(zhì)，其含氫量高，氧化分解時釋放能量多，產(chǎn)生的水多。（1）與等質(zhì)量的糖類、蛋白質(zhì)比，脂肪C、H%含量高，而O的比例小。因此，氧化分解耗氧多，產(chǎn)水多、產(chǎn)能多。①油料種子種植要_______

②葡萄糖有氧呼吸時，呼吸熵（CO2/O2）=1；脂肪呼吸熵_______1<淺些歸納：1.脂肪與糖類的比較2.（2020·湖南岳陽模擬）根據(jù)表中同質(zhì)量的脂肪和糖類在氧化分解時的差異分析，以下說法錯誤的是（

）物質(zhì)各元素比例氧化分解時CO耗氧量釋放能量產(chǎn)生的水脂肪75%13%較多較多Y糖類44%50%較少較少XA.相同質(zhì)量的脂肪比糖類在氧化分解時耗氧量多B.脂肪中H的比例小于12%C.相同質(zhì)量的脂肪和糖類氧化分解時產(chǎn)生的水量X<YD.脂肪中H的比例較高，所以釋放的能量較多B4．（2022·湖北黃石模擬）為探究蓖麻種子（脂肪含量達70%）萌發(fā)過程中的物質(zhì)變化，某研究小組將種子置于溫度、水分（蒸餾水）、通氣等條件均適宜的黑暗環(huán)境中培養(yǎng)，定期檢查萌發(fā)種子（含幼苗）的脂肪、蔗糖、葡萄糖的含量和干重變化，結(jié)果如下圖所示，據(jù)圖分析，下列說法正確的是（

）A．圖甲表示脂肪在酶的作用下水解為葡萄糖，其中一部分進一步轉(zhuǎn)化為蔗糖B．糖類是胚生長發(fā)育的主要能源物質(zhì)，由脂肪轉(zhuǎn)化為糖類需要蛋白質(zhì)參與C．用蘇丹Ⅲ染液對蓖麻種子切片染色，可通過肉眼觀察到橘黃色脂肪顆粒D．據(jù)圖乙分析蓖麻種子萌發(fā)初期時干重增加，增加的主要元素是HC13.（2018·湖南長沙一模）蓖麻種子脂肪含量為種子的70%，置于溫度、水分（蒸餾水）、通氣等條件適宜等條件適宜的黑暗環(huán)境中培養(yǎng)，定期檢查萌發(fā)種子（含幼苗）的脂肪、蔗糖、葡萄糖的含量和干重，（1）據(jù)圖1分析，脂肪含量下降并轉(zhuǎn)變?yōu)開______________作為胚生長和呼吸消耗的原料。葡萄糖和蔗糖（2）油料種子萌發(fā)過程中脂肪吸收水分轉(zhuǎn)變?yōu)樘穷?，故導致萌發(fā)種子干重增加的元素主要是O（近年多考）歸納：2.種子萌發(fā)過程中的轉(zhuǎn)化（2）據(jù)圖2可知，蓖麻種子萌發(fā)初期時干重增加？？導致萌發(fā)種子干重增加的主要元素是_________；第7天至第10天萌發(fā)種子（含幼苗）的干重變化趨勢是____________，原因是__________________________________________________________________________________________________。（4）第11天后，如果要使萌發(fā)種子（含幼苗）的干重增加，必須提供的條件是_______________和________________。

黑暗條件下，幼苗不能進行光合作用合成有機物；而呼吸作用消耗有機物的量超過脂肪轉(zhuǎn)化增加的有機物的量一定光照強度適宜礦質(zhì)元素光照強度CO2濃度溫度礦質(zhì)元素含水量不斷下降O1．糖類的檢測（1）原理①還原糖＋__________

______________。②淀粉＋碘液→________。斐林試劑磚紅色沉淀藍色單糖、二糖中的麥芽糖、乳糖都是還原糖；而蔗糖、多糖都是非還原糖。甲液、乙夜等體積混合，現(xiàn)配現(xiàn)用試劑顏色：藍色（2）檢測步驟藍色目的：避免材料顏色掩蓋實驗現(xiàn)象體積分數(shù)為50%的酒精2.脂肪的鑒定因為蘇丹Ⅲ能溶解在酒精中體積分數(shù)實驗作用50%70%-75%95%無水乙醇檢測生物組織中脂肪洗去浮色消毒，固定土壤小動物微生物實驗、土壤小動物類群豐富度調(diào)查觀察細胞的有絲分裂，低溫誘導染色體變化，DNA的粗提取組成解離液的成分，沖洗卡諾氏液，析出DNA溶解（提?。┥鼐G葉中色素的提取和分離3．蛋白質(zhì)