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第一单元 细胞的分子组成
第1课 细胞的元素组成、无机物、糖类与脂质
学业质量水平:
1.基于对细胞元素组成的认知,认同生物界与非生物界具有统一性,并能说出大量元素与微量元素在细胞中的作用。(生命观念)
2.结合水和无机盐在细胞中的存在形式,分析水和无机盐的重要作用。(科学思维)
3.通过对糖类和脂质的结构和功能的理解,认同物质的结构和功能相适应的观点,并能结合糖类和脂质的功能,在生活中注意饮食,养成良好的生活习惯。(生命观念、社会责任)
主干 梳理
1.细胞的元素组成
课标要点一 细胞的元素组成和无机物
C、H、O、N
低
结构
C
O
种类
含量
2.水为生命活动提供了条件
课标要点一 细胞的元素组成和无机物
含量 活细胞中含量最__多__的化合物
存在形式 自由水和结合水
运输方式 ___________________
作用 ①水是________分子,凡是______________________都易溶于水中。水作为良好的________,能帮助溶解和运输营养物质及代谢产物
②水分子之间的氢键,使得水具有______________的作用
③水还是细胞中某些________的反应物和产物
④水在动、植物的分布、繁殖、____________以及动物体色、____________等方面也有深远影响
主要是渗透作用
极性
有极性的分子或离子
溶剂
调节温度
代谢
生长发育
动物行为
3.无机盐与细胞生活密切相关
课标要点一 细胞的元素组成和无机物
含量 存在形式 运输方式 作用
低 大多数以________的形式存在 ______________________
离子
易化扩散或主动转运
复杂化合物
生命活动
抽搐
◆自我诊断◆
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
1.同一生物体不同组织细胞中所含的化学元素的种类和含量大体相同。( )
2.不论是鲜重还是干重,组成细胞的元素中C、H、O、N的含量最多。( )
3.在人体活细胞中氢原子的数目最多。( )
课标要点一 细胞的元素组成和无机物
×
√
√
4.细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要。( )
5.真题节选水可作为维生素D等物质的溶剂。( )
6.细胞发生癌变后其自由水含量较正常细胞的低。( )
7.自由水可作为细胞内化学反应的反应物。( )
8.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。( )
9.真题节选大豆中的脂肪和磷脂均含有碳、氢、氧、磷4种元素。( )
课标要点一 细胞的元素组成和无机物
×
×
×
√
×
×
10.适应高渗环境的动物可排出体内多余的盐。( )
11.真题节选Mg2+存在于叶绿体的类胡萝卜素中。( )
12.真题节选 作为原料参与油脂的合成。( )
课标要点一 细胞的元素组成和无机物
√
×
×
◆精准答题◆
土壤中的磷主要是以 的形式存在,磷是植物生长的必需矿质元素,在植物的生长发育过程中发挥着重要作用。回答下列问题。
(1)农业上,中耕松土可促进磷的吸收,土壤中的 被植物根细胞通过______________的方式吸收。适当施磷肥可促进植物叶肉细胞中NADPH、ATP、磷脂等物质的合成,这个事实说明无机盐在细胞中的作用是_______________________________________。
(2)在低磷条件下,植物对磷吸收的调节主要是通过增加
课标要点一 细胞的元素组成和无机物
主动转运
组成细胞内某些复杂化合物的重要成分
____________________的表达量来实现的。这些离子进入细胞,使根细胞吸水能力________(填“减弱”“不变”或“增强”)。
(3)施肥时往往需要适当浇水,有利于根细胞对肥料的吸收,原因是_________________________________________________________。
课标要点一 细胞的元素组成和无机物
转运磷的载体蛋白
增强
水作为良好的溶剂,能帮助溶解和运输营养物质及代谢产物
(2)细胞通过主动转运保证细胞的磷含量,影响主动转运的因素主要有载体蛋白的含量和能量,植物可通过调节转运磷的载体蛋白的表达量,增强对磷的吸收。离子进入细胞会导致细胞内液渗透压上升,使得细胞的吸水能力增强。
(3)水作为良好的溶剂,能帮助溶解和运输营养物质及代谢产物,故肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被植物根细胞吸收,所以施肥时往往需要适当浇水,以利于植物根细胞对无机盐的吸收。
课标要点一 细胞的元素组成和无机物
命题 探究
命题探究一 水的存在形式及其与代谢的关系、水的产生与利用
1.自由水、结合水的关系
自由水和结合水可相互转化。
课标要点一 细胞的元素组成和无机物
2.自由水、结合水与细胞代谢及抗逆性的关系
3.与水有关的两个注意点
(1)水能溶解多种物质的原因是水是极性分子,一端带正电,一端带负电。
(2)水具有调节温度的作用的原因是水分子之间的氢键断裂会吸收热量。
课标要点一 细胞的元素组成和无机物
4.水的产生与利用
课标要点一 细胞的元素组成和无机物
例1水在生物体内是一种良好的溶剂,是各种化学反应的介质,在代谢中有重要作用。下列有关水的说法,正确的是( )
A.只有成熟的植物细胞才可以通过渗透作用吸水,而动物细胞则不能
B.胰岛素作用于肝脏细胞时,肝脏细胞中只有水的生成,不消耗水
C.人由30 ℃的环境走进10 ℃的环境后,排尿量会增加
D.越冬的植物体内自由水与结合水的比值上升,有利于植物越冬
课标要点一 细胞的元素组成和无机物
C
【解析】 动物细胞和成熟的植物细胞都可以通过渗透作用吸水,A错误;胰岛素作用于肝脏细胞时,肝细胞进行需氧呼吸将葡萄糖氧化分解,该过程既有水的生成,也有水的消耗,B错误;人由30 ℃的环境走进10 ℃的环境后,温度降低、排汗减少,排尿量会增加,C正确;越冬的植物体内自由水与结合水的比值下降,有利于植物越冬,D错误。
课标要点一 细胞的元素组成和无机物
即时巩固
水被认为是生命的摇篮。下列关于水的叙述,错误的是( )
A.水是细胞内重要的溶剂,细胞的含水量一般超过60%
B.水分蒸发时要破坏氢键,因此出汗能有效降低体温
C.人体内淀粉水解成葡萄糖时会释放能量,可用于合成ATP
D.细胞呼吸和光合作用既有水的参与又有水的生成
课标要点一 细胞的元素组成和无机物
C
【解析】 细胞的含水量一般为60%~90%,A正确;水分子间大量的氢键使水蒸发时要消耗大量的热,因此出汗能有效地降低体温,B正确;淀粉酶催化淀粉水解成葡萄糖的过程不产生ATP,C错误;细胞呼吸(需氧呼吸)第二阶段消耗水,第三阶段产生水,光合作用光反应阶段消耗水,碳反应阶段产生水,D正确。
课标要点一 细胞的元素组成和无机物
命题探究二 无机盐的功能
常考无机盐功能归纳整合
课标要点一 细胞的元素组成和无机物
例2 [2025·浙江1月选考真题]无机盐对生物体维持生命活动有重要的作用。人体缺铁会直接引起( )
A.血红蛋白含量降低 B.肌肉抽搐
C.神经细胞兴奋性降低 D.甲状腺肿大
【解析】 Fe2+是血红蛋白的必需成分,缺铁会直接引起血红蛋白含量降低,A符合题意;血液中缺钙会导致肌肉抽搐,B不符合题意;神经细胞的兴奋性与钠离子和钾离子的浓度有关,C不符合题意;甲状腺肿大是由缺碘引起的,D不符合题意。
课标要点一 细胞的元素组成和无机物
A
即时巩固
下列关于无机盐和其他化合物对人体与动物机能影响的叙述,正确的是( )
A.摄入过多较咸的食物后,会引起细胞内液的量增加
B.骨骼肌纤维内乳酸积累过多,会引起细胞体积增大
C.发生局部炎症反应时的肿胀,是由组织液中的Na+浓度增加所致
D.将蛙神经纤维置于适宜的溶液中,再适当增加溶液的KCl浓度,其静息电位绝对值增大
课标要点一 细胞的元素组成和无机物
B
【解析】 人或动物摄入过多较咸的食物后会导致细胞外液渗透压升高,水从细胞内更多地流向细胞外,引起细胞内液的量减少,A错误;细胞内乳酸积累过多导致细胞内液渗透压升高,细胞吸水,进而使细胞体积增大,B正确;炎症反应引起的肿胀主要是由毛细血管壁通透性增强,导致组织液渗透压增大所致,C错误;细胞外的K+浓度增大会导致K+外流的量减少,从而导致静息电位绝对值减小,D错误。
课标要点一 细胞的元素组成和无机物
命题探究三 推断化合物种类或某一结构元素组成的方法
1.根据常见化合物元素组成推断化合物种类
2.根据特征元素推断化合物的种类
课标要点一 细胞的元素组成和无机物
3.根据代谢产物先推断化合物的元素组成,再推断化合物种类
4.推测某一结构(或物质)的元素组成
首先分析该结构或物质的组成成分,再推测其元素组成。如:
细胞膜→蛋白质+糖类+磷脂→C、H、O、N、P;
染色体→蛋白质+DNA+RNA(少量)→C、H、O、N、P;
课标要点一 细胞的元素组成和无机物
核糖体→蛋白质+RNA→C、H、O、N、P;
病毒→蛋白质+核酸→C、H、O、N、P。
课标要点一 细胞的元素组成和无机物
例3 下图是构成细胞的某些化合物的元素组成情况。对①②③所表示的物质及其生理功能,推测错误的是( )
A.①不可能是叶黄素,但能吸收光能进行光合作用
B.②可能是血红蛋白,具有运输氧的作用
C.③可能是磷脂,是细胞膜的主要成分
D.①②③必为同一类物质
课标要点一 细胞的元素组成和无机物
D
【解析】 叶黄素中不含Mg,①不可能是叶黄素,叶绿素中含有Mg,①可能是叶绿素,能吸收光能进行光合作用,A正确;血红蛋白中含有Fe,所以②可能是血红蛋白,具有运输氧的作用,B正确;磷脂含有的元素是C、H、O、P,有些磷脂还含有N元素,所以③可能是磷脂,是细胞膜的主要成分,C正确;①②③组成元素不同,不一定是同一类物质,D错误。
课标要点一 细胞的元素组成和无机物
即时巩固
[2025·长兴中学模拟]下图表示不同化学元素所
组成的化合物,以下说法错误的是( )
A.若①为某种大分子物质的基本组成单位,则①最可能是氨基酸
B.若②是细胞中重要的储能物质,则②可能是油脂
C.若③为能储存遗传信息的大分子物质,则③一定是DNA
D.若④是主要在动物肝脏和肌肉中合成的储能物质,则④是糖原
课标要点一 细胞的元素组成和无机物
C
【解析】 由题图可知,①的组成元素为C、H、O、N,若①为某种大分子物质的组成单位,则①最可能是蛋白质的基本组成单位——氨基酸,A正确;②的组成元素只有C、H、O三种,②可能是糖类、油脂等,若②是细胞中重要的储能物质,则②可能是油脂,B正确;③的组成元素为C、H、O、N、P,若③是能储存遗传信息的大分子物质,则③可能是DNA或RNA,C错误;④只含C、H、O三种元素,若④是主要在动物肝脏和肌肉中合成的储能物质,则④是糖原,D正确。
课标要点一 细胞的元素组成和无机物
主干 梳理
1.细胞中的糖类
(1)元素组成:大多数由C、H、______三种元素组成。
(2)细胞中糖类的种类、分布和生理作用
课标要点二 细胞中的糖类与脂质
O
课标要点二 细胞中的糖类与脂质
种类 分布 生理作用
单糖 五碳糖 核糖 动、植物细胞 构成________的重要物质
脱氧核糖 细胞生命活动的主要________物质
六碳糖 葡萄糖
二糖 蔗糖 植物
细胞 水解产物中都有
___________
麦芽糖
________ 动物
细胞
多糖 淀粉 植物
细胞 植物细胞中的
________物质
纤维素 ____________的组成成分之一
________ 动物
细胞 动物细胞中的储能物质
核酸
能源
乳糖
葡萄糖
储能
细胞壁
糖原
(3)糖类的不同分类标准
①据“水解”,可分为____________________。
②据“性质”,可分为还原糖、____________。
③据“功能”,可分为结构糖、供能糖、___________。
课标要点二 细胞中的糖类与脂质
单糖、二糖和多糖
非还原糖
储能糖
【特别提醒】
细菌的细胞壁主要由肽聚糖组成。糖类是细胞通讯、识别作用的基础,也是细胞膜的组成成分;在细胞膜上糖类常与蛋白质结合构成糖蛋白,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。
课标要点二 细胞中的糖类与脂质
2.细胞中的脂质
(1)元素组成:主要是______________,有些脂质中还含有__________。
(2)特点
①相对于糖类,脂质分子______的含量低,______的含量高。
②脂质分子结构差异很大,通常不溶于水,而溶于______________。
(3)脂质的种类和功能
课标要点二 细胞中的糖类与脂质
C、H、O
N、P
氧
氢
有机溶剂
(4)脂质的合成主要在________________中进行,运输方式是________。
课标要点二 细胞中的糖类与脂质
C、H、O
良好的储能物质;保温、缓冲和减压
C、H、O、P,有些含有N
生物膜
C、H、O
细胞膜
钙和磷
光面内质网
扩散
◆自我诊断◆
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
1. 糖类物质不都是能源物质,如纤维素、核糖和脱氧核糖。( )
2.糖原的基本组成单位是葡萄糖分子,主要功能是提供能量,与本尼迪特试剂反应呈现红黄色。( )
3.真题节选香蕉中的纤维素可作为人们运动时的补给品且被吸收利用。( )
课标要点二 细胞中的糖类与脂质
√
×
×
4.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,麦芽糖水解的产物是葡萄糖。( )
5.细胞中的糖类不与其他分子结合。( )
6.蔗糖是淀粉的水解产物之一,麦芽糖是纤维素的水解产物之一。( )
7.葡萄糖在植物细胞的叶绿体内合成,在线粒体内被消耗。( )
8.细胞生命活动所需的能量直接来自糖类。( )
课标要点二 细胞中的糖类与脂质
×
×
×
×
×
9.油脂分子中氧的含量远远少于糖类,而氢的含量多于糖类。( )
10.油脂和磷脂含有的元素相同。( )
11.糖类分子中氢、氧原子的个数之比是2∶1,分子式都可简写为Cn(H2O)m。( )
12.有的脂质能够参与人的生命活动调节。( )
13.真题节选磷脂水解的终产物为甘油和脂肪酸。( )
14.真题节选维生素D是构成骨骼的主要成分,缺乏维生素D会影响骨骼发育。( )
课标要点二 细胞中的糖类与脂质
√
×
×
√
×
×
◆精准答题◆
专业的马拉松运动员,体内往往具备较好的糖原储存能力和高效的脂肪供能机制。回答下列有关问题。
(1)参加马拉松的人员在比赛过程中会消耗大量的能源物质,其中包括脂质中的________,该物质不仅是细胞内良好的储能物质,还具备________、缓冲和减压的功能。脂质中的________是构成细胞膜的主要成分。
(2)细胞中的糖类和脂质可以____________。血液中的葡萄糖除供细胞
课标要点二 细胞中的糖类与脂质
油脂
保温
磷脂
相互转化
利用外,多余部分可以合成________储存起来;如果葡萄糖还有富余,就可以转变成_____________________。
【解析】 (1)油脂不仅是细胞内良好的储能物质,还具备保温、缓冲和减压的功能。细胞膜主要由脂质中的磷脂和蛋白质组成,除此之外,还含有少量糖类。
(2)糖原是动物细胞特有的储能物质,血液中的葡萄糖除被氧化分解利用外,还可以合成糖原储存起来。由于糖类和脂肪可以相互转化,且糖类可以大量转化成脂肪,故如果葡萄糖还有富余,就可以转变成脂肪,此外,葡萄糖还可以转变成某些氨基酸。
课标要点二 细胞中的糖类与脂质
糖原
脂肪和某些氨基酸
命题 探究
命题探究一 有关糖类和脂质的误区辨析
课标要点二 细胞中的糖类与脂质
误区 辨析
所有的糖都是还原糖 葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖、半乳糖等是还原糖;蔗糖、淀粉、糖原、纤维素等不具有还原性
糖类就是能源物质 并非糖类都是能源物质,如纤维素
多糖种类不同的原因是组成多糖的单糖种类不同 多糖种类不同的原因不是组成多糖的单糖种类不同,而是单糖之间的连接方式不同,导致多糖的空间结构不同
所有的糖都能被人体直接吸收 单糖能被人体直接吸收,纤维素不能被人体消化吸收,其他的糖一般在被水解之后才能被人体吸收
“糖类水解”=“糖类氧化分解” 多糖和二糖水解的最终产物是单糖,糖类氧化分解的最终产物是CO2和H2O
课标要点二 细胞中的糖类与脂质
能源物质都是糖类 ①主要的能源物质——糖类
②主要的储能物质——油脂。除此之外,动物细胞中的糖原和植物细胞中的淀粉也是重要的储能物质
③直接能源物质——ATP(糖类、油脂、蛋白质中的能量只有转移到ATP中,才能被生命活动利用)
细胞壁的组成成分是纤维素 纤维素是构成植物细胞壁的主要成分,而细菌的细胞壁主要是由肽聚糖构成的,真菌的细胞壁主要是由几丁质构成的,不含纤维素
脂质中只有磷脂是构成生物膜的成分 胆固醇也是构成动物细胞膜的成分
所有脂质的元素组成都是C、H、O、N、P 油脂、胆固醇的元素组成只有C、H、O
脂质都会被苏丹Ⅲ染上颜色 能被苏丹Ⅲ染上颜色的物质是脂质中的油脂
脂质没有调节生命活动的作用 脂质中的性激素具有调节生命活动的作用
脂质的合成场所只涉及光面内质网 细胞溶胶也参与某些脂质的合成过程
例1[2025·乐清中学模拟]虾、蟹等甲壳类动物和昆虫的外骨骼中存在一种多糖,称为几丁质。几丁质在医药、化工等方面有广泛的用途。下列叙述正确的是( )
A.几丁质与脱氧核糖核酸的组成元素相同
B.几丁质的空间结构是以碳骨架作为结构基础的
C.几丁质和糖原等多糖都是动物体内的储能物质
D.几丁质和本尼迪特试剂混合后加热会出现红黄色现象
课标要点二 细胞中的糖类与脂质
B
【解析】 几丁质是糖类,组成元素是C、H、O,而脱氧核糖核酸的组成元素是C、H、O、N、P,两者的组成元素不同,A 错误;几丁质是多糖,是生物大分子,生物大分子都以碳链为基本骨架,B正确;几丁质广泛存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼中,不是储能物质,C错误;几丁质不是还原糖,所以和本尼迪特试剂混合后加热不会出现红黄色现象,D错误。
课标要点二 细胞中的糖类与脂质
即时巩固
1.[2022·浙江1月选考真题]植物体内果糖与X物质形成蔗糖的过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.X与果糖的分子式都是C6H12O6
B.X是植物体内的主要储能物质
C.X是植物体内重要的单糖
D.X是纤维素的结构单元
课标要点二 细胞中的糖类与脂质
B
【解析】 X为葡萄糖,葡萄糖和果糖都是六碳糖,分子式均为C6H12O6,A正确;X为葡萄糖,是生物体内重要的能源物质,植物体内的主要储能物质为淀粉和油脂,B错误;X是葡萄糖,是生物体内重要的单糖,C正确;X是葡萄糖,是构成淀粉、纤维素等多糖的基本单位,D正确。
课标要点二 细胞中的糖类与脂质
2.脂质是细胞内一类重要的有机化合物,种类繁多,功能多样。下列关于脂质的叙述,错误的是( )
A.有些脂质可以作为化学信号,参与生命活动的调节
B.脂质作为生物膜的主要成分之一,参与某些物质的跨膜运输
C.鉴定油脂可以使用苏丹Ⅲ染色法,苏丹Ⅲ通过扩散方式进入细胞
D.脂质均含有C、H、O、N、P等元素,彻底氧化分解释放的能量多
课标要点二 细胞中的糖类与脂质
D
【解析】 有些脂质可以作为化学信号,参与生命活动的调节,如性激素,A正确;磷脂作为生物膜的主要成分之一,有些物质可以直接穿过磷脂双分子层,所以磷脂参与某些物质的跨膜运输,B正确;鉴定油脂可以使用苏丹Ⅲ染色法,苏丹Ⅲ是脂溶性分子,可通过扩散进入细胞,C正确;油脂只含有C、H、O元素,D错误。
课标要点二 细胞中的糖类与脂质
命题探究二 糖类和油脂的比较
课标要点二 细胞中的糖类与脂质
比较项目 油脂 糖类
相
同
点 元素组成 都含有C、H、O三种元素
代谢终产物 都是二氧化碳和水
能量代谢 氧化分解过程中都有能量的
释放(生成ATP)
不
同
点 相同质量时,C、
H元素所占比例 高 低
水解终产物 甘油和脂肪酸 葡萄糖
在相同质量,彻底氧化分解时 释放能量 多 少
产生的水 多 少
消耗氧气 多 少
主要功能 储能物质 能源物质
例2下列关于糖类和脂质的叙述,错误的是( )
A.糖类和脂质都由C、H、O三种元素组成
B.质量相同的糖类和油脂被彻底分解时,糖类耗氧少
C.多糖和油脂都由基本结构单元脱水缩合形成
D.淀粉、糖原和油脂都是生物体内的储能物质
课标要点二 细胞中的糖类与脂质
A
【解析】 有些脂质还含有N、P等元素,A错误;因油脂中C、H的比例比糖类中的高,故质量相同的糖类和油脂彻底氧化分解时油脂的耗氧量多,糖类的耗氧量少,B正确;多糖是由单体葡萄糖聚合而成的,油脂是由甘油和脂肪酸组成的,C正确;淀粉、糖原和油脂都属于生物体内的储能物质,D正确。
课标要点二 细胞中的糖类与脂质
即时巩固
1.下列关于葡萄糖和油脂的叙述,错误的是( )
A.油脂中氧的含量远远低于葡萄糖
B.都能够为细胞合成ATP提供能量
C.都能进入线粒体中参与需氧呼吸
D.两者在人体细胞内可以相互转化
【解析】 葡萄糖和油脂都不能进入线粒体,C错误。
课标要点二 细胞中的糖类与脂质
C
2.[2025·温州模拟]下列关于糖类和脂质的叙述,正确的是( )
A.葡萄糖和油脂均可作为细胞呼吸的底物
B.葡萄糖中氢原子的含量高于油脂
C.所有脂质都能参与膜结构的组成
D.淀粉、麦芽糖和蔗糖彻底水解的产物都是葡萄糖
课标要点二 细胞中的糖类与脂质
A
【解析】 糖类和油脂均可作为细胞呼吸的底物进行氧化分解,释放能量,A正确;与葡萄糖相比,等质量的油脂中含有的氢原子更多,故油脂氧化分解释放的能量更多,B错误;脂质包括油脂、磷脂和固醇等,其中磷脂可参与构成膜结构,此外动物细胞膜中也可含有胆固醇,油脂等脂质不参与构成膜结构,C错误;淀粉、麦芽糖彻底水解的产物都是葡萄糖,而蔗糖彻底水解的产物是葡萄糖和果糖,D错误。
课标要点二 细胞中的糖类与脂质
3.下列表述正确的是( )
A.在人和动物皮下含量最丰富的储能物质是蛋白质
B.所有细胞的组成成分都含有纤维素
C.组成糖原、淀粉、纤维素的单体都是核糖
D.磷脂是所有细胞必不可少的脂质
课标要点二 细胞中的糖类与脂质
D
【解析】 在人和动物皮下含量最丰富的储能物质是脂肪,A错误;纤维素是植物细胞壁的成分之一,动物细胞没有纤维素,B错误;组成糖原、淀粉、纤维素的单体都是葡萄糖,C错误;磷脂是构成膜(细胞膜、液泡膜、线粒体膜等)结构的重要成分,所有细胞都有细胞膜,故磷脂是所有细胞必不可少的脂质,D正确。
课标要点二 细胞中的糖类与脂质