2024届高考生物一轮总复习第一单元走近细胞和组成细胞的分子第2讲细胞中的无机物糖类和脂质教师用书

第2讲细胞中的无机物、糖类和脂质1．组成细胞的各种元素大多以离子形式存在。(×)2．某些化学试剂能够使生物组织中的相关化合物产生特定的颜色反应，如苏丹Ⅲ染液可使脂肪呈红色。(×)3．脂肪检测时，用体积分数为95%的酒精，洗去浮色。(×)4．结合水是细胞结构的重要组成部分，大约占细胞内全部水分的4.5%。(√)5．P是组成细胞膜、细胞核的重要成分，也是细胞必不可少的许多化合物的成分。(√)系统学习(一)细胞中的元素、化合物及无机物(固基点)主干知识·记准理清(一)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方面的关系(二)细胞中的化合物1．细胞中化合物的分类2．组成人体细胞的元素和化合物的含量(三)细胞中的无机物1．水的存在形式和作用项目自由水结合水形式呈游离状态，可以自由流动与细胞内其他物质相结合含量约占95.5%约占4.5%作用①细胞内的良好溶剂；②参与生物化学反应；③为细胞提供液体环境；④运送营养物质和代谢废物主要是与蛋白质、多糖等物质结合，这样水就失去流动性和溶解性，成为生物体的构成成分2.细胞中的无机盐————————————■链教材资料·发展科学思维■————————————1．(必修1P19“拓展应用”T1)组成细胞的元素追根溯源来自无机环境，为什么细胞内各种元素的比例与无机环境大不相同？提示：细胞是有生命的，它可以主动的、有选择的从无机环境中获取生命活动需要的元素，因此细胞内各种元素的比例与无机环境大不相同。2．(必修1P20～21正文小字部分)分析水是细胞内良好溶剂的原因。提示：水分子为极性分子，带有正电荷或负电荷的分子或离子都容易与水结合，因此水是良好的溶剂。题点考法·练全练通考法(一)考查细胞中的元素和化合物1．富营养化水体中，藻类是吸收磷元素的主要生物，下列说法正确的是()A．磷是组成藻类细胞的微量元素B．磷是构成藻类生物膜的必要元素C．藻类的ATP和淀粉都是含磷化合物D．植物缺少磷元素会导致叶绿素无法合成解析：选BP是组成藻类细胞的大量元素，不属于微量元素，A错误；藻类生物膜主要由磷脂和蛋白质组成，而磷脂分子含有磷元素，因此磷元素是构成藻类生物膜的必要元素，B正确；ATP含有C、H、O、N、P五种元素，而淀粉属于糖类，只有C、H、O三种元素，不含有磷元素，C错误；叶绿素的元素组成是C、H、O、N、Mg，不含有磷元素，D错误。2．下图表示细胞中几种化学元素与相应化合物之间的关系，其中①③④代表单体。下列叙述正确的是()A．若⑤具有催化作用，则①可与双缩脲试剂反应显紫色B．若②具有保温、缓冲和减压作用，则②比同质量的多糖彻底氧化产能多C．若⑥主要分布在细胞核，则③中不含单糖D．若⑦是植物细胞壁的主要成分，则④只存在于植物细胞中答案：B[规律方法]判断化合物的种类和功能的三种方法元素组成分析法特征元素提示法代谢产物推理法考法(二)考查水和无机盐的功能3．(2022·全国甲卷)钙在骨骼生长和肌肉收缩等过程中发挥重要作用。晒太阳有助于青少年骨骼生长，预防老年人骨质疏松。下列叙述错误的是()A．细胞中有以无机离子形式存在的钙B．人体内Ca2＋可自由通过细胞膜的磷脂双分子层C．适当补充维生素D可以促进肠道对钙的吸收D．人体血液中钙离子浓度过低易出现抽搐现象解析：选B细胞中有以无机离子形式存在的钙，也有以化合物形式存在的钙(如CaCO3)，A正确；Ca2＋不能自由通过细胞膜的磷脂双分子层，需要载体协助，B错误；维生素D能有效地促进人体肠道对钙和磷的吸收，故适当补充维生素D可以促进肠道对钙的吸收，C正确；哺乳动物的血液中必须含有一定量的Ca2＋，Ca2＋的含量太低，会出现抽搐等症状，D正确。4．下列有关细胞中水的叙述，错误的是()A．由于氢键的存在，水具有较高的比热容，对于维持生命系统的稳定性十分重要B．在抗体的合成过程中伴随着水的产生C．人体衰老细胞中自由水含量减少，代谢缓慢D．生活在盐碱地的柽柳根细胞液浓度小于土壤溶液浓度答案：Deq\a\vs4\al([归纳拓展])理清自由水与结合水比值和细胞代谢的关系(1)关系：①比值大：代谢旺盛，但抗逆性差；②比值小：代谢强度降低，但抗寒、抗旱、抗热等抗逆性强。(2)实例：衰老的细胞内水分含量减少，细胞萎缩，体积减小，细胞代谢速率减慢。考法(三)考查探究无机盐的功能5．为验证铁是植物生长发育所必需的元素，某生物兴趣小组成员将大豆幼苗放在相应的营养液中进行培养。下列与实验设计有关的叙述，正确的是()A．本实验必须设置对照组，对照组的培养液为溶有适量铁离子的蒸馏水B．为保证根系对铁离子的吸收，应尽量提高培养液中铁离子的浓度C．实验过程中需定期补充培养液，定期通入空气增加培养液中的溶解氧D．如果缺铁一组出现了叶片变黄的现象，说明铁元素是叶绿素的重要组成成分解析：选C本实验的自变量为铁离子的有无，且实验设计应遵循单一变量原则，故对照组的培养液为溶有适量铁离子的完全培养液，A错误；铁离子浓度过大会对植物造成损伤，故培养液中铁离子的浓度应适宜，B错误；为保证幼苗的正常生长，实验过程中需定期补充培养液，定期通入空气增加培养液中的溶解氧，C正确；如果缺铁一组出现了叶片变黄的现象，则还需添加补充实验，即在缺铁组加入铁元素，若叶片重新变绿，可说明铁元素是叶绿素的重要组成成分，D错误。6．“焦边”是由缺钾所引起的植物叶片边缘出现枯黄色的现象。某同学欲探究钾对植物叶片生长情况的影响，配制了两种培养液进行实验，培养液主要成分的配方如下表所示。以下说法错误的是()组别培养液类别培养液所含主要成分的质量浓度/(mg·L－1)KNO3CaCl2·2H2OMgSO4·7H2O(NH4)2SO4甲组完全培养液25000150250134乙组缺钾培养液0150250134A.因变量为叶片边缘是否出现枯黄色B．该实验不能证明镁是合成叶绿素的必需元素C．乙组实验结果可以证明缺钾会导致植物出现“焦边”现象D．可以增加一组二次对照实验，即在缺钾培养液中加入钾，观察植物叶片生长是否恢复正常解析：选C实验的自变量是培养液的种类，因变量是叶片边缘是否出现枯黄色，A正确；甲、乙两组培养液均含有Mg，不能得出镁是合成叶绿素的必需元素的结论，B正确；通过甲、乙两组实验的对比，才能证明缺钾会导致植物出现“焦边”现象，C错误；本实验可以增加一组二次对照实验(自身对照实验)，即在缺钾培养液中加入钾，观察植物叶片生长是否恢复正常，D正确。eq\a\vs4\al([规律方法]对照法探究植物生长必需的无机盐)(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)设计思路(以Fe为例)。(3)实验中的对照。空白对照对照组：植物＋完全培养液实验组：植物＋缺X培养液自身对照对照组：缺X培养液(加入无机盐X之前)实验组：加入无机盐X后系统学习(二)糖类和脂质的种类和作用(释疑点)基础知识·全面掌握1．细胞中的糖类2．细胞中的脂质3．糖类和脂肪的关系————————————■链教材资料·发展科学思维■————————————1．(必修1P25“批判性思维”)既然人类很难消化纤维素，为什么一些科学家还将纤维素等其他糖类称为人类的“第七类营养素”呢？提示：虽然人类很难消化纤维素，但是纤维素能够刺激胃肠蠕动，改善胃肠环境，有利于排出体内有害物质。2．(必修1P26“思考·讨论”延伸思考)油料作物种子如花生、蓖麻在播种时，播种的深度相对较浅，从物质代谢的角度分析，可能的原因是什么？提示：油料作物种子含脂肪较多，种子萌发时消耗的氧气量相对较大。重难盲点·讲练疏通eq\a\vs4\al(———————)eq\a\vs4\al(微点释解)————————————————————————————比较法助记糖类和脂质的关系————————————————————————————————————————比较项目糖类脂质区别元素组成C、H、O(一般情况)C、H、O(N、P)种类单糖、二糖、多糖脂肪、磷脂、固醇合成部位淀粉：叶绿体纤维素：高尔基体糖原：主要是肝脏、肌肉主要是内质网生理作用①主要的能源物质②构成细胞结构，如糖被、细胞壁③核酸的组成成分，如核糖、脱氧核糖①生物体的储能物质，如脂肪②构成细胞膜的重要成分，如磷脂③调节新陈代谢和生殖，如性激素联系糖类脂肪[典例]糖类和脂质是细胞中两种重要的有机物，下列有关叙述错误的是()A．淀粉和脂肪水解的终产物是二氧化碳和水B．动物细胞膜上的脂质包括磷脂、胆固醇等C．糖类中的淀粉、纤维素和糖原都完全由葡萄糖脱水缩合而成D．几丁质也是一种多糖，广泛存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼中[解析]淀粉水解的终产物为葡萄糖，脂肪水解的终产物为甘油和脂肪酸，A错误。[答案]Aeq\a\vs4\al([易错点拨]有关糖类、脂质的五个易错点)(1)多糖的单体都是葡萄糖，但二糖并不都是由葡萄糖组成的，如蔗糖是由葡萄糖和果糖组成的。(2)并非所有的糖都是能源物质，如核糖、脱氧核糖、纤维素等不参与氧化分解提供能量。(3)并非所有的糖都是还原糖，如淀粉、纤维素、蔗糖都是非还原糖，不能用斐林试剂检测。(4)脂肪是主要的储能物质，但不构成膜结构，磷脂和胆固醇均参与膜结构的组成。(5)等质量的脂肪和糖类相比，脂肪中“H”比例高，故脂肪氧化分解释放的能量多，需要O2多，产生H2O多。[对点练习]1．如图为某单糖的概念模型，下列相关叙述正确的是()A．若M为果糖，则①与斐林试剂共热有砖红色沉淀产生B．若②均由M构成，则②不都为细胞的生命活动供能C．若③为ATP，则单糖M可以是脱氧核糖D．若M为核糖，则③可以是T2噬菌体的遗传物质解析：选B果糖与葡萄糖缩合形成的糖为蔗糖，蔗糖是非还原糖，与斐林试剂共热(水浴加热)没有砖红色沉淀产生，A错误；纤维素、淀粉、糖原等多糖都由葡萄糖构成，淀粉、糖原是细胞内的储能物质，纤维素是构成植物细胞壁的主要物质，一般不为细胞的生命活动供能，B正确；ATP为腺苷三磷酸，腺苷由核糖和腺嘌呤组成，C错误；T2噬菌体的遗传物质是DNA，构成DNA的五碳糖为脱氧核糖，D错误。2．糖类是地球上最丰富的生物分子，地球生物量干重的50%以上由葡萄糖的多聚体构成。脂质是一类低溶于水而高溶于非极性溶剂的生物有机分子。下列有关糖类和脂质的叙述，错误的是()A．脂质具有构成生物膜、储存能量和调节生命活动等功能B．葡萄糖被形容为“生命的燃料”，生物体内的糖类绝大多数以葡萄糖形式存在C．脂肪是非极性化合物，可以以无水的形式储存在体内D．脂质存在于所有细胞中，是组成细胞和生物体的重要有机化合物解析：选B生物体内的糖类绝大多数以多糖的形式存在，B错误。系统学习(三)检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质(实验探究)(一)三类有机物检测的原理和操作方法1．糖类的检测(1)检测原理：还原糖中的醛基(—CHO)在加热条件下能将Cu(OH)2中的Cu2＋还原成Cu＋，从而生成砖红色的Cu2O沉淀。①还原糖＋斐林试剂eq\o(→,\s\up7(水浴加热),\s\do5())砖红色沉淀。②淀粉＋碘液→蓝色。(2)检测步骤。2．脂肪的检测(1)检测原理：脂肪＋苏丹Ⅲ染液→橘黄色(2)检测步骤。3．蛋白质的检测(1)检测原理。(2)检测步骤。(二)理清三类实验中的关键点、疑难点1．实验材料的选取原则(1)凡是用到染色剂或观察颜色变化的实验，一般都需要选择无色材料，如检测生物组织中糖类、脂肪、蛋白质；观察细胞的有丝分裂和减数分裂。(2)在选择实验材料时，不仅要考虑材料本身颜色的影响，还要特别注意材料中是否包含实验对象，如甘蔗汁不能用来检测还原糖，菠菜叶的表皮细胞不能用来观察叶绿体。(3)有的实验材料必须是新鲜的，放置时间不能过长。如蔗糖本身没有还原性，但如果放置时间过长，蔗糖可能会被微生物分解，产生还原糖。2．区分斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同”eq\a\vs4\al([注意事项])(1)检测还原糖时使用的斐林试剂要现配现用的原因：斐林试剂很不稳定，容易产生蓝色的Cu(OH)2沉淀，所以应将甲液和乙液分别保存，使用时现配现用。(2)在还原糖检测实验中，若待测组织样液中不含还原糖，加入斐林试剂水浴加热后的现象不是无色，而是蓝色，即Cu(OH)2自身的颜色。(3)检测蛋白质时，加入双缩脲试剂B液后，如果没有产生明显的紫色反应，可能的原因是加入的双缩脲试剂B液过量，CuSO4在碱性溶液中生成大量的Cu(OH)2产生蓝色絮状沉淀，会遮蔽实验中所产生的紫色，影响观察效果。(4)斐林试剂甲液和双缩脲试剂A液完全相同，将斐林试剂乙液用蒸馏水稀释5倍后便成为双缩脲试剂B液，可用于蛋白质的检测。3．检测三类有机物时操作步骤上的“三个唯一”唯一需要加热还原糖检测，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唯一需要显微镜切片法检测生物组织中的脂肪唯一使用酒精脂肪的检测，用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色4.实验成功的4个关键点(1)三个实验中都不宜选取有颜色的材料，否则会干扰实验结果的颜色反应。(2)脂肪检测的过程中滴加1～2滴体积分数为50%的酒精溶液的目的是洗去浮色，原因是苏丹Ⅲ染液易溶于酒精。(3)物质检测实验一般不设立对照实验，若需设立对照实验，对照组应加入成分已知的物质，如验证唾液淀粉酶是蛋白质，对照组可加入稀释的鸡蛋清。(4)实验中，在加相应试剂之前要留出部分组织样液，目的是作为对照，以便与检测后的样液颜色作对比，增强实验的说服力。[考法全训]1．某同学用豆浆和梨匀浆进行还原糖和蛋白质的检测，所有操作均正确无误，实验结果如下：比较项目豆浆梨匀浆添加试剂斐林试剂双缩脲试剂斐林试剂双缩脲试剂实验现象蓝紫色紫色砖红色沉淀淡蓝色下列说法错误的是()A．豆浆中还原糖含量过少，用斐林试剂难以检测到B．梨匀浆中蛋白质含量过少，用双缩脲试剂难以检测到C．梨匀浆中的化合物与双缩脲试剂反应生成淡蓝色物质D．实验结果表明豆浆适宜用做蛋白质检测的生物材料解析：选C双缩脲试剂是用来检测蛋白质的，如果有蛋白质将会出现紫色，双缩脲试剂中的CuSO4是蓝色，所以淡蓝色不是梨匀浆中的化合物与双缩脲试剂反应生成的，C错误。2．下列关于生物组织中有机物检测的实验，叙述正确的是()A．变性的蛋白质不能与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应B．斐林试剂和双缩脲试剂的构成物质都是相同浓度的NaOH和CuSO4溶液，只是使用的方法不同C．还原糖检测实验的实验材料可选用西瓜和甘蔗D．苏丹Ⅲ染液染色后的花生子叶细胞，用显微镜可观察到被染成橘黄色的脂肪颗粒解析：选D变性的蛋白质存在肽键，可与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应，A错误；斐林试剂与双缩脲试剂具有相同浓度的NaOH溶液，不同浓度的CuSO4溶液，B错误；西瓜有颜色，会对实验结果产生干扰，甘蔗里含有的是蔗糖，不属于还原糖，C错误；苏丹Ⅲ染液可将脂肪染成橘黄色，在显微镜下可观察到被染色的脂肪颗粒，D正确。[课时验收评价]1．下列关于茶叶的说法，错误的是()A．新鲜茶叶的细胞内含量最多的有机物中通常含有微量元素SB．刚采摘的新鲜茶叶的细胞中含量最高的化合物是H2OC．制好的成品茶叶的化学元素含量依次是C>O>N>HD．茶叶和人体所含元素种类大致相同，但含量有差异答案：A2．(2023·北海期末)植物的生长和发育过程离不开水和无机盐，适时适量地灌溉和追施各种肥料是农作物高产、稳产的保障。下列关于水和无机盐的叙述，正确的是()A．细胞内结合水与自由水的比值，种子萌发时比休眠时高B．结合水是细胞结构的重要组成成分，主要存在于液泡中C．生物体内无机盐浓度的大小会影响细胞的吸水或失水D．叶绿素含有Mg，分布在叶绿体内膜上，可以吸收光能解析：选C自由水含量越多，代谢越旺盛，结合水含量越多，植物抗逆性越强，种子萌发时自由水含量增加，结合水含量减少，休眠时自由水含量降低，结合水含量升高，故细胞内结合水与自由水的比值，种子萌发时比休眠时低，A错误；结合水是细胞结构的重要组成成分，液泡中存在的是自由水，B错误；无机盐对维持细胞的生命活动起着非常重要的作用，无机盐浓度的大小会影响细胞的吸水或失水，C正确；Mg2＋是叶绿素的必要成分，叶肉细胞的叶绿素分布在叶绿体的类囊体膜上，可吸收红光和蓝紫光，D错误。3.如图所示为水分子结构示意图，根据所学知识判断，下列相关叙述正确的是()A．水之所以是良好的溶剂，是因为结构①这种弱引力的存在B．结构②使水分子成为极性分子，从而使水具有较高的比热容C．水在细胞中多以自由水形式存在，在生命活动中承担重要作用D．细胞中结合水的含量是不断变化的，结合水越多，细胞代谢越旺盛解析：选C结构①是氢键，由于氢键这种弱引力的存在，使得水在常温下具有流动性、具有较高的比热容；结构②是共价键，氢、氧原子对电子的吸引能力不同，使得水分子具有不对称性，带有正电荷或负电荷的分子(或离子)都容易与水结合，使水成为良好的溶剂，A、B错误。4．下列有关细胞中糖类和脂质的叙述，正确的是()A．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B．脂质中的某些物质能够促进动物生殖器官发育及生殖细胞形成C．细胞吸收的N可作为合成糖类、脂质和蛋白质等物质的原料D．糖类和脂肪是生命活动的重要能源物质，二者都含特殊的化学键解析：选B淀粉的初步水解产物是麦芽糖，彻底水解产物是葡萄糖，纤维素的初步水解产物是纤维二糖，彻底水解产物是葡萄糖，A错误；脂质中的性激素能够促进动物生殖器官发育及生殖细胞形成，B正确；糖类和脂质中的脂肪、固醇不含N，C错误；糖类和脂肪都不含特殊的化学键，ATP才含有特殊的化学键，D错误。5．下列关于脂质的叙述正确的是()A．磷脂是构成细胞膜的重要成分，在动物的脑、卵细胞、肝脏及大豆种子中含量丰富B．脂肪由三分子脂肪酸和一分子甘油组成，脂肪酸的结构组成都相同C．胆固醇也是构成细胞膜的重要成分，能够有效促进人和动物肠道对钙磷的吸收D．性激素可由性腺产生并分泌，可以促进生殖器官的发育，也是重要的储能物质答案：A6．(2023·乐清期末)在进行“检测生物组织中的有机物”活动中，下列叙述正确的是()A．向2mL样品中加入5滴碘液，出现蓝色说明有淀粉B．淀粉酶、核酶都可与双缩脲试剂发生紫色反应C．脂肪检测实验中滴加50%的酒精是为了溶解组织中的脂肪D．甘蔗茎含有较多的糖，且近于白色，是检测还原糖的理想材料解析：选A2mL样品中加入5滴碘液来检测淀粉，出现蓝色说明有淀粉，A正确；蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应，核酶的化学本质是RNA，RNA不能与双缩脲试剂发生紫色反应，B错误；在检测生物组织中的脂肪实验时，体积分数为50%的酒精溶液的作用是洗去浮色，原因是苏丹Ⅲ染液易溶于酒精溶液，C错误；因为甘蔗茎内含蔗糖较多，而蔗糖不是还原性糖，所以不能用于还原糖的检测，D错误。7．苏轼诗“小饼如嚼月，中有酥和饴”，“饴”是麦芽糖，“酥”是酥油。下列相关叙述正确的是()A．鉴定“饴”是否为还原糖，可将其溶解后滴加斐林试剂并进行水浴加热处理B．用显微镜观察苏丹Ⅲ染液染色后的“小饼”切片，可见细胞中橘黄色的脂肪滴C．人体细胞吸收麦芽糖后可以合成多糖，也可以转变成脂肪和某些氨基酸D．糖类和脂肪是细胞的重要能源物质，多食“小饼”等富含糖与脂肪的食品有益健康解析：选A将“饴”制成溶液，滴加斐林试剂并进行水浴加热处理，若出现砖红色沉淀，则“饴”是还原糖，A正确；加工制成的“小饼”已无细胞结构，无法观察细胞中的脂肪滴，B错误；麦芽糖是一种植物特有的二糖，人体细胞中没有麦芽糖，也不能直接吸收麦芽糖，C错误；糖类和脂肪是细胞的重要能源物质，但人过多食用高糖高脂食品会引发疾病，D错误。8．冠状动脉粥样硬化性心脏病指冠状动脉管腔内由于脂质斑块形成，导致管腔狭窄或闭塞，从而导致心肌缺血缺氧或坏死而引起的心脏病，简称冠心病。胆固醇是脂质的一种，下列有关叙述错误的是()A．血液中胆固醇含量过高易引起冠心病B．血液中胆固醇含量过低也易引起冠心病C．胆固醇属于脂溶性物质，较易通过细胞膜而被吸收D．胆固醇能有效地促进人体肠道对钙和磷的吸收解析：选D血液中胆固醇含量过高会在血管壁上形成沉积，造成血管堵塞，因此血液中胆固醇含量过高易引起冠心病，A正确；胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，胆固醇偏低会导致血管壁脆弱，容易出现血管破裂的情况，因此血液中胆固醇含量过低同样容易引起冠心病，B正确；胆固醇是脂溶性小分子，可以通过自由扩散进入细胞，因此容易通过细胞膜而被吸收，C正确；维生素D的功能是促进人和动物肠道对钙和磷的吸收，胆固醇的功能是组成动物细胞膜和参与血液中脂质的运输，D错误。9．甲、乙两个品系的大豆在正常的土壤中生长时，根系和叶片都不会积累Na＋。为了比较两者的耐盐性，实验小组将两个品系的大豆栽种在高盐土壤中，培养一段时间后检测两个品系大豆的根系和叶片中的Na＋浓度，实验结果如图所示。下列叙述错误的是()A．根系细胞积累Na＋有利于增强细胞的吸水能力B．适当松土可促进根系细胞对土壤中Na＋的吸收C．根据实验结果可推测品系甲比品系乙更加耐盐D．耐盐植