第一单元第2讲细胞中的无机物、糖类和脂质 2024届高三生物一轮复习知识清单

第2讲 细胞中的无机物、糖类和脂质考点一 组成细胞的元素和化合物、无机物一、组成细胞的元素（1）明确生物界和非生物界在元素种类和含量上的关系统一性（元素的种类上）：组成细胞的化学元素都可以在无机自然界中找到。没有一种元素是细胞所特有的，（生命起源于非生命物质，生命与环境物质交换）（注意：不能说生物界与非生物界元素的种类上相同）(自然界中元素100多种，细胞常见的主要有20多种)差异性（元素含量上）：细胞中各种元素的相对含量与无机自然界的大不相同。地壳、细胞中O最多，地壳中Si多，细胞中C、N、H多。（2）生物与生物之间：组成细胞的化学元素种类上大体相同，含量上相差很大动物细胞N高（含量最多的有机化合物是蛋白质），人体细胞干重最多的是C植物细胞干重最多的是O（含量最多的有机化合物是糖类）Na在动植物细胞中差异大（3）细胞元素来源：生物体有选择的从自然界获取。（各种化学元素在生命体系中不是简单的堆积，而是以有序的方式结合在一起才体现出生命的现象。）（4）存在形式：大多数以化合物的形式存在（少数以单质、离子）（5）按含量分类 （不是生理作用）大量元素：占生物体总重量万分之一以上的元素。主要有：C、H、0、N、P、S、K、Ca、Mg等。（Na、Cl是构成人体细胞的大量元素）微量元素：生物体内含量很少（万分之一以下）的一些元素。主要有：Fe（半微量）、Mn、Zn、Cu、B、Mo、Cl、Ni等。注意：1）、生物体含有的元素不一定是必需的（可有可无可能有害），2）含量少的元素不一定是微量元素，含量少的必需元素是微量元素3）必需元素：（大量元素+微量元素）特点：不可缺少、不可替代 非必需元素：（除必需元素外例：重金属元素）（6）按作用分1）组成人体的最基本元素：C (原因;依据C的化学性质，不是依据含量，碳原子可以形成4个化学键，能够使碳原子之间、碳原子与其他元素的原子之间结合形成更多的链或环，从而形成各种复杂的生物大分子。C是生命的核心元素，“没有C就没有生命”，生物大分子都是以碳链以基本骨架。)2）组成人体的基本元素：C H O N （细胞无论是干重还是鲜重，C.H.O.N含量最多，生命活动中起重要作用的物质构成元素）3）组成人体的主要元素：C H O N P S（指含量占生物体总量97%以上的元素）了解：矿质元素：除C、H、O外的必需元素，主要由根尖以离子的形式从土壤中（主动运输）吸收。注意：C.H.O可以二氧化碳，水形式提供，也可以碳酸根离子，碳酸氢根离子形式从土壤中主动运输吸收。矿质元素在植物体内有三种存在形式：离子状态：易转移，可被再得用。如K不稳定的化合物：可转移，被再利用。如N、P、Mg（缺乏老叶先失去绿色）稳定的化合物：不能转移，不能被再利用。如Ca、Fe（缺乏嫩叶先失去绿色）（7）干重时：CONH （蛋白质含量最）鲜重时：OCHN（含水多，H原子质量小，H原子数目最多）二、组成细胞的化合物主要看有无C元素分有机物、无机物。（碳酸，碳酸盐，二氧化碳为无机物）（有机物氧化分解可为生命活动功能，无机物一般不作为能源物质）无机化合物：水：7090% 无机盐：11.5%（即灰分）有机化合物：蛋白质(C.H.O.N 可能还有P.S等)：710% 脂质(C.H.O)：12%糖类(C.H.O) 和 核酸(C.H.O.N.P)：11.5%关于水和蛋白质的几种说法：水：细胞内含量最多的化合物（干种子和成熟的脂肪细胞中水不是最多），细胞内含量最多的无机化合物，占细胞鲜重含量最多的化合物，占细胞鲜重50以上的化合物。蛋白质：细胞内仅次于水的化合物，细胞内含量最多的有机化合物，占细胞干重含量最多的化合物（糖类是大多数植物体干重中含量最多的化合物），占细胞干重50以上的化合物三、细胞中的无机物（一）细胞中的水（1）水的含量：生物体的含水量随着生物种类的不同而有所差别。（一般为60%95%，水母含水量达97%）生物种类：水生生物含水量陆生生物含水量。生长发育阶段：幼儿成年；幼嫩部分成熟部分。 组织器官种类与代谢程度：牙齿骨骼血液。 男性女性，代谢旺盛的细胞含水量多思考：心脏和血液的含水量很接近为何心脏呈坚韧的形态而血液却呈流动的液态？原因：自由水和结合水比例不同（也有细胞内水和细胞外水的区别）（2）归纳水的特性水分子具有极性，是良好的溶剂。 水分子之间的氢键不断地断裂，又不断地形成，使水具有流动性。 水具有较高的比热容，水的温度相对不容易改变。 水分子之间形成氢键，水分子内部形成共价键水为什么成为细胞内良好的溶剂？ 这是由它的分子结构决定的。水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成，氢原子以共用电子对与氧原子结合。由于氧具有比氢更强的吸引共用电子的能力，使氧的一端稍带负电荷，氢的一端稍带正电荷。水分子的空间结构及电子的不对称分布，使得水分子成为一个极性分子。带有正电荷或负电荷的分子都容易与水结合，因此水是良好溶剂。水为什么具有支持生命的独特性质呢？ 这是由它的分子结构决定的。氢键较弱，易被破坏，氢键不断断裂，又不断形成，使水在常温下能够维持液体状态，具有流动性。同时，由于氢键的存在，水具有较高的比热容，这就意味着水的温度相对不容易发生改变，水的这种特性，对维持生命系统的稳定性十分重要。（3）水的存在形式和功能结合水(4.5%)：一部分水与细胞内的其他物质（亲水性物质，如蛋白质、多糖）相结合。（亲水性：蛋白质淀粉脂肪纤维素）作用：结合水是细胞结构的重要组成成分，不参与细胞代谢（可转化为自由水）自由水：细胞中绝大部分的水以游离的形式存在，可以自由流动。作用：自由水是细胞内良好溶剂（水是极性分子，如味觉的产生）参与细胞内的许多生化反应（不是所有，如无氧呼吸）为细胞提供生存必须的液体环境运送营养物质和代谢废物（因为水的流动性大）。其他功能：调节生物的体温（水的比热容大），维持植物固有的姿态，润滑作用，对生命活动起重要的调节作用等。总之：各种生物的一切生命活动都离不开水联系生活：种子晒干失去自由水，火烤干种子失去结合水，死种子燃烧后的产生二氧化碳和水，灰分为无机盐（4）明确自由水与结合水的比值和细胞代谢的关系联系：随着机体代谢变化而变化例：血液凝固时，部分自由水转变为结合水。（二）细胞中的无机盐（1）含量：很少，占鲜重11.5%（即灰分）（2）存在形式：大多数以离子形式存在（主动运输、选择吸收），少数与其他化合物结合。（如Ca 在牙齿骨骼中为碳酸钙，I在甲状腺激素中，Mg在叶绿素中，亚铁在血红蛋白中（血红素是组成血红蛋白的一种物质），铁在细胞色素中，磷酸根离子在磷脂，ATP，NADPH中以化合物形式存在）注意；叶绿素组成元素：C、H、O、N、Mg 类胡萝卜素组成元素：C、H、O 血红素分子元素组成：C、H、O、N、Fe注意：Fe不存在于氨基酸的侧链基团中 （3）功能1）细胞内复杂化合物的重要组成成分2）维持细胞和生物体的生命活动。（最重要）Ca：降低神经系统的兴奋性（血钙多肌无力，血钙少抽搐），凝血作用。老人缺钙骨质疏松，幼儿缺钙佝偻病，钙过多白内障，胆结石等I：缺乏患地方性甲状腺肿或呆小症Fe:缺乏患缺铁性贫血 F: 持骨骼的结构，防止蛀牙,缺乏导致龋齿，过量导致氟斑牙，氟骨症Mg：与酶活性有关，保持肌肉功能正常，植物缺乏Mg叶片变黄，影响光合作用B：B促进花粉管的萌发和花粉管分伸长，油菜缺硼“花而不实”Zn：若干跟消化有关的酶，记忆有关的酶的结构中心，缺乏Zn导致人发育，生殖腺功能受影响3）维持生物体内的渗透压（Na+、Cl-、K+等）和酸碱平衡（HCO3-、HPO4 2-等缓冲物质）4）维持细胞的形态和功能 （等渗 生理盐水质量分数为0.9%的NaCl）实验：验证某种矿质元素生理功能的实验方案 溶液培养法（不用土壤基质）（1）对照组：植物含X 的完全培养液正常生长。（2）实验组：实验组再加入X的目的是二次对照，使实验前后对照，增强说服力。注意：控制无关变量相同且适宜，（对照原则、控制单一变量原则） 考点二细胞中的糖类和脂质一.细胞中的糖类（糖类是主要的能源物质）(1)元素：一般由C、H、O构成。【几丁质含C、H、O、N】（2）糖类分子中H:O=2：1，类似水分子，又称“碳水化合物” 简写为(CH2O)【注：脱氧核糖分子式为C5H10O4】（3）含量：占植物干重85%90%，占动物干重少于2%（4）分类：依据是否能水解或水解产生单糖多少或按结构组成单糖是指不能再水解的糖，可直接被细胞吸收。二糖(C12H22O11)：由两分子单糖脱水缩合而成，一般要水解为单糖才能被细胞吸收。多糖(C6H10O5)n：生物体内的糖类绝大多数以多糖的形式存在。由多个单糖脱水缩合而成。葡萄糖排列方式和连接方式不同，形成了结构不同的淀粉、糖原和纤维素。几丁质：又称壳多糖，形成与高尔基体有关。基本单位是N-乙酰葡糖胺。种类分布功能单糖五碳糖核糖(C5H10O5)细胞中都有组成RNA的成分脱氧核糖(C5H10O4) 细胞中都有组成DNA的成分六碳糖(C6H12O6)葡萄糖细胞中都有主要的能源物质“生命的燃料”果糖植物细胞中提供能量半乳糖动物细胞中提供能量二糖(C12H22O11)麦芽糖（2个葡萄糖）发芽的小麦、谷粒中含量丰富都能提供能量蔗糖（葡萄糖+果糖）甘蔗、甜菜中含量丰富乳糖（葡萄糖+半乳糖）人和动物的乳汁中含量丰富多糖淀粉植物粮食作物的种子、变态根或茎等储藏器官中储存能量纤维素植物细胞的细胞壁中支持保护细胞糖原肝糖原动物的肝脏中储存能量，调节血糖肌糖原动物的肌肉组织中储存能量几丁质真菌细胞壁的主要成分，广泛存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼中。（5）功能参与构成细胞的重要组成成分：纤维素、脱氧核糖、核糖细胞生命活动的主要能源物质：葡萄糖“生命的燃料”细胞的储能物质。植物：淀粉 动物：糖原 在生物体内转变为其他物质（中间代谢产物）如非必需氨基酸作为细胞识别信号分子，如糖蛋白小结：糖类是既是细胞的重要结构成分，又是生命活动的主要能源物质注：不是所有的糖都是能源物质，如核糖、脱氧核糖、纤维素（人体不能消化纤维素）、几丁质。【纤维素不溶于水，人和某些动物体能很难消化。草食类动物和白蚁本身不能消化纤维素，其共生的某些微生物能将纤维素分解】分类按还原性质分还原糖：主要有单糖（葡、果、半、核、脱氧核糖）、二糖（麦芽糖、乳糖）等。非还原糖：常见的非还原糖如二糖（蔗糖）、多糖（淀、纤、糖、几）等。按功能分结构糖类：核糖、脱氧核糖、纤维素、几丁质供能糖类：六碳糖（葡萄糖、果糖、半乳糖）二糖（蔗糖、麦芽糖、乳糖）储能糖类：淀粉、糖原多糖的“水解”与“氧化分解”多糖和二糖水解的终产物是其单体，如淀粉水解的终产物是葡萄糖，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。不是所有的糖都有甜味，如多糖没有甜味。 资料：阿斯巴甜不是糖类，是一种有机化合物，化学式是C14H18N2 O5 ，是一种人工甜味剂。它比食糖甜200倍。 思考：为