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第2讲细胞中的无机物、糖类和脂质[考纲要求]1.水和无机盐的作用(Ⅰ)。2.糖类、脂质的种类和作用(Ⅱ)。3.实验：检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质。考点一细胞中的元素与无机物1.细胞中的元素(1)元素的来源、分类和存在形式(2)生物界和非生物界在元素种类和含量上的关系统一差异(3)细胞中的化合物无机盐干重细胞鲜重和干重中元素与化合物的含量不同(1)在组成细胞的元素中，占鲜重百分比：O＞C＞H＞N；占干重百分比：C＞O＞N＞H。(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。2．细胞中的无机物(1)细胞中的水②自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系自由水/结合水比值____→细胞代谢旺盛，但抗逆性差比值____→细胞代谢强度降低，但抗寒、抗旱、抗热等抗逆性增强生物化学反应液体环境高低(2)细胞中的无机盐离子主动复杂化合物生命活动1．衍射法归纳水的产生、利用、吸收及其调节2．验证某种矿质元素生理功能的实验方案实验组：正常植物＋缺X培养液共同培养一段时间后，表现出相应的症状，再加入X后，症状消失。对照组：正常植物＋完全培养液共同培养一段时间后，植物正常生长。实验相关说明：(1)实验中应保证实验材料的统一性，即材料的种类、生长状况等相同。(2)实验组加入X的目的是二次对照，使实验组前后对照，以增强说服力。(3)该方案也可用于检测某种矿质元素是否是植物正常生长的必需元素。[教材对接高考]1．(2016·高考全国卷Ⅱ，T4B)构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收。()探源：必修1P35“思考与讨论”图示信息。2．(2017·高考全国卷Ⅲ，T30(4))根系是植物吸收水分的主要器官。根细胞内水分的主要作用有____________________________________________________(答出两点即可)。探源：必修1P35文字叙述。√水是根细胞的重要组成成分，水参与根细胞内的生化反应3．[必修1P35]烘干种子燃烧尽剩下的白色灰烬应含有哪些元素？这些元素叫什么？以什么物质存在？从哪里来？提示：除C、H、O以外的元素，这些元素叫矿质元素，以无机盐存在，植物从土壤中吸收而来。4．[必修1P37“拓展题”]说出生理盐水的含义是什么？提示：质量分数为0.9%的氯化钠溶液的浓度，正是人体细胞所处液体环境的浓度，所以叫生理盐水。思维探究1．在探究水对种子萌发的影响时进行了如图的实验。(1)实验中无关变量有哪些(至少答两点)?提示：温度、空气、种子的种类、数量、生理状态等。(2)该实验缺少对照组，写出对照组的设计思路。提示：除加入适量的水外，其余都与实验组相同。2．写出探究某元素是植物必需矿质元素的实验设计思路。提示：用完全营养液和缺少某种矿质元素的“完全营养液”对相同植物进行无土栽培，若实验组出现生长异常，则在实验组的培养液中补加这种元素，观察异常症状能否消除。题点一细胞中元素种类、含量及功能的判断1．我们如何找到回家的路？荣获2014年诺贝尔生理学或医学奖的三位科学家发现大脑里的神经细胞——“位置细胞”和“网格细胞”起到了重要作用。下列叙述中正确的是()A．“位置细胞”鲜重中质量百分比最高的元素是CB．“网格细胞”干重中质量百分比最高的元素是OC．上述两种细胞鲜重中原子数量最多的元素均是HD．细胞中的能源物质的主要功能是供能C解析：选C。“位置细胞”鲜重中质量百分比最高的元素是O，A项错误；“网格细胞”干重中质量百分比最高的元素是C，B项错误；上述两种细胞鲜重中水是细胞中含量最多的化合物，而水分子中H原子数大于O原子数，因此，细胞鲜重中原子数量最多的元素均是H，C项正确；细胞中的能源物质的主要功能不一定都是供能，例如糖类和脂肪都是细胞中的能源物质，但是糖类的主要功能是供能，而脂肪的主要功能是储能备用，D项错误。2．下列有关组成生物体的化学元素的说法中，不正确的是()A．组成细胞的元素同样存在于自然环境中B．C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg都是大量元素，C在各种有机物中都存在C．在细菌的化学组分中，P元素仅存在于DNA和RNA分子中D．微量元素虽然含量少，但它们既参与细胞结构组成，也参与细胞的代谢调节C解析：选C。组成细胞的元素同样存在于自然环境中，没有一种是生物特有的，A正确；C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg都是大量元素，C是构成有机物的基本骨架，在各种有机物中都存在，B正确；在细菌的化学组分中，构成细胞膜的成分——磷脂中也含有P元素，C错误；微量元素虽然含量少，但它们既参与细胞结构组成，也参与细胞的代谢调节，D正确。细胞中元素的三个易错点(1)碳是最基本元素不是因为干重含量最多，而是因为构成碳链的基本骨架，是大分子物质形成的基础。(2)活细胞含量最多的元素是O而不是C，组成细胞干重最多的元素是C；无论干重、鲜重氢原子的数量最多。(3)生物体内大量元素和微量元素都是生物体生命活动必需的元素。题点二水的存在形式及功能分析3．(2018·高考全国卷Ⅱ)有些作物的种子入库前需要经过风干处理。与风干前相比，下列说法错误的是()A．风干种子中有机物的消耗减慢B．风干种子上微生物不易生长繁殖C．风干种子中细胞呼吸作用的强度高D．风干种子中结合水与自由水的比值大C解析：选C。风干的种子中自由水含量极少，细胞呼吸作用强度非常弱，因此有机物消耗减慢，A正确，C错误；风干的种子含水量少，不利于微生物的生长繁殖，B正确；风干的种子中自由水含量极少，导致结合水与自由水的比值增大，D正确。4．水是生命之源，下列有关生物体内水的叙述，不合理的是()A．结合水是细胞的组成成分，越冬植物体内结合水的比例会升高B．人体细胞中的内质网、线粒体和核糖体都会产生水C．胰岛素在肝脏细胞发挥作用的过程中只产生水，不消耗水D．绿色植物暗反应所需的还原剂最终来自叶绿体中的水的光解C解析：选C。结合水的比例越高，植物抗逆性越强，A正确；人体细胞中的内质网中脂质的合成、线粒体内膜上有氧呼吸第三阶段和核糖体中蛋白质的合成都会产生水，B正确；促进血糖的氧化分解是胰岛素的作用之一，该过程中既有水的消耗也有水的产生，C错误；绿色植物暗反应所需的还原剂是[H]，其是光反应中水的光解产生的，D正确。题点三无机盐的功能判断5．无机盐对于维持生物体的生命活动具有重要作用。下列相关叙述错误的是()A．蔬菜中的草酸不利于机体对食物中钙的吸收B．缺铁会导致哺乳动物血液运输O2的能力下降C．和ATP一样，KH2PO4也能为生物体提供能量D．植物秸秆燃烧产生的灰烬中含有丰富的无机盐C解析：选C。草酸与食物中钙结合形成沉淀物不利于吸收，A正确。铁是血红蛋白的组成成分，血红蛋白的主要作用是运输氧，缺铁会导致哺乳动物血液运输O2的能力下降，B正确。KH2PO4是缓冲物质维持酸碱平衡，不作为能源物质，C错误。燃烧过程中有机物被分解，剩下来的是无机物，D正确。6．图1表示甲、乙两种无机盐离子处于不同浓度时与作物产量的关系；图2表示不同浓度的钙对某种植物花粉萌发和花粉管生长的影响。下列相关描述错误的是()A．同一种作物对甲、乙两种无机盐离子的需求量不同B．乙的浓度为d时，对提高产量最有利C．适宜浓度的钙有利于花粉管的生长D．在一定范围内，钙的浓度对花粉萌发率无影响B解析：选B。分析题图1可知，当甲的浓度为a时，而乙的浓度在c～d范围内时，作物的产量相对较高，A项正确，B项错误；分析题图2可知，钙离子浓度对花粉管的生长有影响，适宜浓度的钙有利于花粉管的生长，C项正确；从花粉萌发率看，在一定范围内钙离子浓度对其没有影响，D项正确。考点二糖类、脂质的种类和作用1．细胞中的糖类麦芽糖乳糖乳糖糖蛋白脱氧核糖纤维素果糖蔗糖麦芽糖脱氧核糖2．细胞中的脂质性激素维生素D糖类、脂质的区别与联系比较糖类脂质元素组成C、H、OC、H、O(N、P)，其中脂肪、固醇只含C、H、O,磷脂含C、H、O、N、P合成部位葡萄糖、淀粉：叶绿体纤维素：高尔基体糖原：主要是肝脏、肌肉主要是内质网比较糖类脂质生理作用①主要的能源物质②参与细胞(细胞壁)的构成，核糖、脱氧核糖参与核酸的组成③细胞中的储能物质，如糖原、淀粉①生物体的主要(良好)储能物质，如脂肪②构成生物膜的重要成分，如磷脂、胆固醇③调节新陈代谢和生殖，如性激素联系糖类糖过剩糖不足脂肪[教材对接高考]1．(2017·高考海南卷，T5B)人体大脑活动的能量主要来自脂肪的有氧氧化。()探源：必修1P30文字信息。2．(高考全国卷Ⅱ，T1D)哺乳动物的细胞可以合成蔗糖，也可以合成乳糖。()探源：必修1P31文字信息。××3．[必修1P33“与生活的联系”]说出过多摄入胆固醇的危害。提示：过多的胆固醇会在血管壁上形成沉积，造成血管堵塞，危及生命。4．[必修1P33拓展题1]为什么等量脂肪比糖类含能量多，却不是生物体利用的主要能源物质？提示：①脂肪分子是非极性、不溶于水的物质；②脂肪占体积少，贮能高；③脂肪在体内氧化慢，且耗氧多。思维探究1．葡萄糖可以口服和注射，但蔗糖只能口服而不能注射的主要原因是什么？提示：主要原因是葡萄糖是单糖，可直接被细胞吸收利用；蔗糖是二糖，细胞无法直接吸收，而且血浆中没有分解蔗糖的酶，而消化道中有分解蔗糖的相关酶。2．哺乳动物越冬时，褐色脂肪组织在维持体温恒定方面具有重要作用。为了解寒冷条件下褐色脂肪组织产热的调节机理，研究人员以雄性布氏田鼠为实验材料展开相关研究。实验的部分结果如下表所示：检测项目对照冷处理1d冷处理4周褐色脂肪组织线粒体中的蛋白质总量(mg)3.55.310.4具有生物活性的甲状腺激素含量(ng/mL血清)0.571.001.48(1)随冷处理时间的延长，褐色脂肪组织中蛋白质总量发生了怎样的变化？有何生理意义？提示：分析表中数据可知，实验过程中，随冷处理时间的延长，褐色脂肪组织线粒体中的蛋白质总量逐渐增多，生理意义是：线粒体是细胞有氧呼吸的主要场所，线粒体中的酶数量增多，促使产热增多。(2)根据上表中的数据，推测雄性布氏田鼠在寒冷条件下褐色脂肪组织产热的调节机理。提示：根据上表中的数据，可推测雄性布氏田鼠在寒冷条件下褐色脂肪组织产热的调节机理是：田鼠处于寒冷环境中，在神经调节下，由下丘脑释放的TRH(促甲状腺激素释放激素)增多，进而导致垂体分泌的TSH(促甲状腺激素)和甲状腺分泌的甲状腺激素分泌增多，甲状腺激素作用于脂肪组织细胞，促进细胞代谢增强，有机物氧化分解增多，最终产热增多。题点一糖类、脂质的种类与功能1．关于哺乳动物体内脂质与糖类的叙述，错误的是()A．固醇在动物体内可转化成性激素B．C、H、O、P是构成脂质和糖原的元素C．脂肪与糖原都是细胞内储存能量的物质D．胆固醇是细胞膜的组分，也参与血脂运输B解析：选B。性激素属于固醇，因此固醇在动物体内可转化为性激素，A正确。糖原属于糖类，只有C、H、O三种元素组成，B错误。脂肪与糖原都属于储能物质，C正确。在哺乳动物体内，胆固醇不仅是细胞膜的组分，也参与血脂运输，D正确。2．下列有关糖类生理作用的叙述中，错误的是()A．纤维素是植物细胞壁的主要成分B．糖原是动、植物细胞的贮能物质C．脱氧核糖是组成DNA的成分D．葡萄糖是最重要的能源物质解析：选B。纤维素为植物多糖，是植物细胞壁的主要成分，A正确；糖原是动物细胞的贮能物质，B错误；脱氧核糖是组成脱氧核苷酸的成分，脱氧核苷酸是组成DNA的成分，C正确；葡萄糖是细胞内重要的能源物质，D正确。B3．下列关于脂质的叙述，错误的是()A．有些固醇类物质是构成细胞膜的成分B．有些脂质能激发和维持动物第二性征C．磷脂是细胞膜的主要成分，它的基本组成单位是甘油和脂肪酸D．性激素在动物细胞的减数分裂中具有重要作用解析：选C。脂质包括脂肪、磷脂和固醇，固醇类物质包括胆固醇、性激素和维生素D。胆固醇是构成动物细胞膜的成分；性激素能激发和维持第二性征，促进生殖细胞的形成，故在减数分裂中具有重要作用；脂肪是由甘油和脂肪酸组成的。C糖类与脂质的三个易错点(1)糖类是主要的能源物质，但并非所有的糖都