第2讲-细胞中的无机物、糖类和脂质

第2讲细胞中的无机物、糖类和脂质目录内容考情——知考向内容要求1.说出细胞的主要元素组成及以碳链为骨架形成复杂的生物大分子2.指出水在细胞中的含量、存在形式及作用3.举例说出无机盐的含量和作用4.概述糖类、脂质的种类和作用5.活动：检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质近三年考情2018·全国卷Ⅰ(3)、2018·全国卷Ⅱ(1，4)、2018·全国卷Ⅲ(3)目录核心素养——提考能生命观念建立水和无机盐的存在形式与功能相适应，糖类与脂质的结构与其具有的功能相适应的观点科学思维分析细胞中的元素和化合物，培养图表信息的图文转换能力和判断能力科学探究探究植物生长必需无机盐的作用，检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质细胞中的元素和化合物、无机物糖类和脂质的种类和作用实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质课后·分层训练目录CONTENTS重温真题经典再现///////12345////////////////////////////细胞中的元素和化合物、无机物1(1)生物界和非生物界在元素种类和含量上的关系①在种类上存在统一性：组成生物体的元素在无机自然界都能找到。②在含量上存在差异性：组成生物体和无机自然界的元素在含量上相差很大。注意区分：细胞的统一性和多样性细胞中的元素1、来源：有选择地从无机自然界中获取2、分类：微量元素重要吗？根据其含量分为：大量元素（9）和微量元素（6）根据其作用分为：最基本元素（1）、基本元素（4）、主要元素（6）细胞中的元素3、存在形式：大多以化合物的形式存在4、含量排序：有选择地从无机自然界中获取――→FeS蛋白质――→I甲状腺激素Mg叶绿素P核酸、ATP等鲜重最多的四种元素：O、C、H、N干重最多的四种元素：C、O、N、H注意：活细胞中含量最多的元素是O；数量最多的元素是H。细胞中的元素细胞中的元素拓展(1)据特征元素推测化合物的种类：(2)利用同位素示踪法通过标记特殊物质中的标志性元素，研究该物质在生物体内的合成运输等生理作用。(3)从化合物的元素组成分析代谢产物：糖类、脂质和蛋白质都含有C、H、O，故其代谢产物都有CO2和H2O；蛋白质中还有N，其代谢产物中还含有尿素。(4)从化合物的元素含量上分析氧化分解释放能量的多少：脂肪的含氢量多于糖类，因此等质量的脂肪彻底氧化分解时所消耗的O2比糖类多，释放的能量也多于糖类。从五个角度理解生物界具有统一性(1)从化学元素角度：组成生物体的化学元素的种类大体相同。(2)从分子水平角度：①所有生物的DNA的化学组成和空间结构相同；②所有生物共用一套遗传密码。(3)从结构角度：除病毒等少数种类外，生物体都是由细胞构成的。(4)从能量角度：生物体都是以ATP作为能量“通货”的。(5)从进化角度：所有生物起源于共同的原始祖先。细胞中的元素拓展细胞中的化合物提醒不同细胞有差异，如小麦种子中淀粉较多，脂肪细胞中脂肪较多。无机化合物有机化合物水:鲜重最多，大多为自由水无机盐:大多以离子的形式存在糖类：脂质：1%～1.5%蛋白质：7%～10%核酸：能源物质储能物质结构物质、干重最多遗传物质1％～1.5％生物化学反应液体环境细胞中的无机物水细胞中的无机物水细胞代谢______抗逆性____水的含量与细胞代谢及抗逆性的关系2旺盛自由水/结合水的比值___大自由水/结合水的比值___小细胞代谢______抗逆性____缓慢萌发的种子晒干的种子吸水强弱细胞中的无机物水与代谢的关系结合自由抗利尿渗透暗三合成光二水解消化水解复制、转录思考1、图中产生水的过程①②③⑤⑥发生的场所分别是2、利用水的过程①②⑤发生场所分别叶绿体基质线粒体内膜细胞质基质和线粒体、叶绿体核糖体主要是细胞核叶绿体基粒线粒体基质消化道水在生产实际中的应用生活中的现象对此现象的解释种子贮存时需将种子晒干减少自由水含量，降低种子的代谢，延长种子寿命干种子用水浸泡后仍能萌发失去自由水的种子仍保持其生理活性低温环境下减少花卉浇水提高花卉对低温的抗性鲜种子放在阳光下曝晒，重量减轻自由水散失，代谢减弱干种子放在试管中，用酒精灯加热，试管壁上有水珠种子晒干后，仍含有结合水，用酒精灯加热会失去结合水炒熟的种子浸泡后不萌发失去结合水的细胞失去生理活性细胞中的无机物水(2)细胞中的无机盐1、存在形式：细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。2、吸收方式：主要为主动运输3、作用：1、组成复杂化合物2、可维持细胞和生物体的生命活动3、对维持细胞和生物体正常的渗透压、酸碱平衡非常重要如：Na+主要维持细胞外渗透压，K+主要维持细胞内渗透压细胞中的无机物无机盐常考无机盐功能归纳整合细胞中的无机物无机盐（1）元素缺乏症状缺Fe：缺Zn：缺Ｉ：缺Ca：植物缺Mg：植物缺B：贫血症发育受影响，性器官的发育不良等;甲状腺肿大抽搐缺叶绿素，影响光合作用影响花粉管的发育无机盐维持的三大平衡(1)渗透压的平衡：Na＋、Cl－对细胞外液渗透压起重要作用，K＋则对细胞内液渗透压起决定作用。(2)酸碱平衡(即pH平衡)：pH影响细胞的一切生命活动，它的改变影响着生物大分子的功能特性以及在细胞内发生的一切反应：如人血浆中的HCO－3、HPO2－4对维持pH稳定的作用。(3)离子平衡：细胞膜外Na＋高、K＋低，细胞膜内K＋高、Na＋低。K＋、Na＋这两种离子在细胞膜内外分布的浓度差，是使细胞保持反应性能的重要条件。细胞中的无机物无机盐1实验目的：探究无机盐X是否是植物生长发育所必需的2实验设计：自变量←对照组←实验组完全培养液缺X培养液生长状况相同的某植物1实验目的：探究无机盐X是否是植物生长发育所必需的2实验设计：自变量完全培养液缺X培养液生长状况相同的某植物生长正常生长正常生长不良生长不良非必需非必需生长正常加X必需糖类和脂质的种类和作用2细胞中的糖类（C、H、O）3、储存能量：淀粉（植物）、糖原（动物）1、构成细胞结构：糖蛋白、糖脂、核糖、脱氧核糖2、构成植物细胞壁：纤维素1．按能否水解和分布分：动植物共有半乳糖动物细胞果糖植物细胞多糖二糖单糖分布麦芽糖蔗糖淀粉纤维素乳糖糖原脱氧核糖核糖2.按功能分：葡萄糖果糖葡萄糖水解蔗糖葡萄糖葡萄糖水解麦芽糖半乳糖葡萄糖水解乳糖1.高考常考的“糖”(1)还原糖与非还原糖：还原糖包括葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖，非还原糖包括蔗糖、多糖等。(2)RNA、DNA、ATP中的糖依次为核糖、脱氧核糖、核糖。(3)植物细胞壁中的糖：纤维素。(4)细胞膜中的糖：糖蛋白、糖脂。(5)病毒中的糖：RNA病毒含核糖，DNA病毒含脱氧核糖。(6)血浆中的糖(葡萄糖)：血糖浓度为0.8～1.2g/L，高于1.6g/L可致尿糖。细胞中的糖类（C、H、O）细胞中的脂质细胞中的脂质脂肪磷脂固醇良好的储能物质保温、缓冲和减压构成生物膜的重要成分胆固醇：构成动物细胞膜的重要成分，参与血液中脂质的运输性激素：促进人和动物生殖器官的发育和生殖细胞的形成维生素D：促进人和动物肠道对钙和磷的吸收1、脂质≠脂肪2、仅含C、H、O元素3、动植物细胞共有的储能物质1、仅含C、H、O元素2、特异性受体在靶细胞内3、自由扩散进入靶细胞内1、糖类与脂质的共性和特性归纳总结1、元素组成共性：都含有C、H、O特性有些脂质还含有N和P，如磷脂脂肪中O的含量少，而H的含量更高，更适合作为储能物质2、生理功能共性：都能作为能源物质和结构物质特性：有些脂质具有调节功能，如性激素思考：为什么等量的脂肪比糖类含能量多，但在一般情况下脂肪却不是生物体利用的主要能源物质？首先，脂肪与糖类氧化相比，在生物细胞内脂肪的氧化速率比糖类慢，而且需要消耗大量的氧；其次，糖类氧化既可以在有氧条件下也可以在无氧条件下进行。2、糖类与脂质的转化：过量的糖类可以大量转化为脂肪，而脂肪不能大量转化为糖类归纳总结（1）并非所有的糖都是能源物质，如核糖、纤维素不提供能量3、糖类和脂质的理解误区（2）并非所有的糖都可以用斐林试剂检测，如蔗糖、淀粉均为非还原糖（3）多糖和二糖不能直接被吸收，只能水解为单糖才能被人体吸收，这是由细胞膜的选择透过性决定的（4）脂肪是主要的储能物质，但不构成膜结构，而磷脂和胆固醇参与膜结构的组成（5）构成淀粉、糖原和纤维素的基本单位都是葡萄糖分子，但是葡萄糖的连接方式不同归纳总结4、多糖的“水解”与“氧化分解”多糖和二糖水解的终产物是其单体，如淀粉水解的产物是葡萄糖，蔗糖水解的产物是葡萄糖和果糖；糖氧化分解的终产物是CO2和H2O。归纳总结5、糖脂代谢异常与人体健康（1）高血糖（糖尿病）：长期高血糖导致各种组织，特别是眼、肾、心脏、血管等器官的慢性损伤和功能障碍（2）低血糖：血液中葡萄糖含量低导致身体无力、眩晕等症状（3）高血脂：血脂中的主要成分是甘油三酯和胆固醇，血脂过高会导致动脉粥样硬化、冠心病、胰腺炎等（4）动脉粥样硬化：长期高血脂导致动脉内膜脂质和复合糖类积聚，使动脉壁增厚变硬、血管腔狭窄，由于在动脉内膜积聚的脂质外观呈现黄色粥样，因此成为动脉粥样硬化。严重时会导致动脉阻塞，从而使相应的组织或器官缺血或坏死，发生在大脑和心脏部位会导致脑（心）梗塞预防以上疾病的最佳途径就是控制饮食，维持低脂、低糖、高蛋白、高膳食纤维的饮食结构，另外还要多做有氧运动，促进糖脂的消耗归纳总结6、种子形成和萌发过程中糖类和脂质的变化注意：1、种子形成时：光合作用产物的输入，导致干重增加。2、种子萌发时：（1）鲜重—--吸收水分，导致鲜重增加（2）干重—--非油料作物种子，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（由于脂肪转化为糖的过程中增加了氧元素），然后再减少非油料作物种子（如小麦）油料作物种子（如大豆）种子形成时可溶性糖（还原糖）淀粉糖类脂肪种子萌发时淀粉可溶性糖（还原糖）脂肪甘油、脂肪酸糖类实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质3检测糖类、脂肪和蛋白质还原糖的检测1还原糖+斐林试剂水浴加热砖红色沉淀原理取材含糖量较高、白色或者近于白色的植物组织检测组织样液2mL刚配置的斐林试剂1mL水浴加热50-65℃脂肪的检测2原理检测①★脂肪+苏丹Ⅲ染液橘黄色★脂肪+苏丹Ⅳ染液红色2mL花生种子匀浆3滴苏丹Ⅲ(Ⅳ)染液橘黄色（或红色）脂肪的检测2原理检测②★脂肪+苏丹Ⅲ染液橘黄色★脂肪+苏丹Ⅳ染液红色取材制片观察结论(花生种子浸泡，切片)(选理想薄片，染色)酒精洗去浮色显微镜下橘黄色的脂肪滴蛋白质的检测3原理★蛋白质+双缩脲试剂紫色反应蛋清稀释液或黄豆浆滤液取材检测组织样液2mL双缩脲试剂A液1mL紫色双缩脲试剂B液4滴甲液：0.1g/mLNaOH溶液乙液：0.05g/mLCuSO4溶液A液：0.1g/mLNaOH溶液B液：0.01g/mLCuSO4溶液Cu(OH)2与还原糖发生氧化还原反应，生成Cu2O沉淀碱性条件下，Cu2+与肽键反应，生成紫色化合物成分原理使用方法高中生物的颜色反应化合物鉴定试剂颜色反应反应条件蛋白质双缩脲试剂紫色络合物常温脂肪苏丹Ⅲ（Ⅳ）橘黄色（红色）切片，显微镜观察还原糖斐林试剂砖红色沉淀水浴加热淀粉碘液蓝色常温DNA和RNA甲基绿吡罗红混合染色液DNA被染成红色，RNA被染成绿色线粒体健那绿染液蓝绿色细胞要保持活性染色体龙胆紫（醋酸洋红）紫色（红色）死细胞台盼蓝染液蓝色酒精重铬酸钾（橙黄色）灰绿色二氧化碳溴麝香草酚兰水溶液由蓝变绿再变黄DNA二苯胺蓝色水浴加热