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2022版高考生物一轮复习第1单元细胞及其分子组成第2课组成细胞的元素化合物糖类和脂质学案新人教版
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这是一份2022版高考生物一轮复习第1单元细胞及其分子组成第2课组成细胞的元素化合物糖类和脂质学案新人教版，共12页。学案主要包含了细胞中的元素和化合物，糖类，检测生物组织中的糖类等内容，欢迎下载使用。
一、细胞中的元素和化合物
1．组成细胞的元素
(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组成上的统一性和差异性
①统一性：组成生物体的元素在无机自然界中都能找到，在元素种类上具有统一性。
②差异性：同一种元素在生物界和无机自然界中的相对含量差别很大。
2．组成细胞的化合物
(1)上图中a表示水，b表示蛋白质，c表示脂质，d表示糖类和核酸，e表示无机盐。
eq \a\vs4\al(（2）化合物,的种类)eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(无机化合物： ae（填字母，下同）,有机化合物： bcd))
eq \a\vs4\al(（3）化合物,的含量)eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(鲜重含量最多的有机化合物： b,鲜重含量最多的化合物： a,干重含量最多的化合物： b))
3．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
eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(比值高→细胞代谢旺盛，但抗逆性差,比值低→细胞代谢强度降低，但抗寒、抗旱, 等抗逆性增强))
(2)细胞中的无机盐
二、糖类、脂质的种类和作用
1．细胞中的糖类
(1)组成元素：一般由C、H、O三种元素构成。
(2)种类和功能
2．细胞中的脂质
(1)脂肪
①组成：由三分子脂肪酸和一分子甘油反应形成。
②功能：良好的储能物质；保温、缓冲和减压。
(2)磷脂：构成生物膜的重要成分。
(3)固醇
①胆固醇：构成动物细胞膜的重要成分，在人体内还参与血液中脂质的运输。
②性激素：促进人和动物生殖器官的发育和生殖细胞的形成。
③维生素D：促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。
三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1．检测原理
(1)还原糖的检测：还原糖＋斐林试剂eq \(――→,\s\up7(水浴加热))砖红色沉淀。
(2)脂肪的检测：脂肪＋苏丹Ⅲ染液―→橘黄色。
(3)蛋白质的检测：蛋白质＋双缩脲试剂―→紫色。
2．实验步骤
(1)还原糖的检测
(2)脂肪的检测
(3)蛋白质的检测
1．组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在
(1)在沙漠植物仙人掌的活细胞中含量最多的化合物是蛋白质。(×)
(2)在人体活细胞中氢原子的数目最多。(√)
(3)晒干的种子细胞内不含有水分，导致细胞代谢停止，有利于种子长时间储存。(×)
(4)Mg参与构成叶绿体中的各种色素。(×)
(5)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。(×)
2．不同种类的糖类和脂质分别具有不同的作用
(1)淀粉水解的终产物是二氧化碳和水。(×)
(2)脂肪酸和磷脂含有的元素相同。(×)
(3)脂肪比相同质量的多糖彻底氧化产能少。(×)
(4)膜中的磷脂分子是由甘油、脂肪酸和磷酸组成的。(√)
3．检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
(1)取成熟香蕉匀浆，用斐林试剂检测还原糖。(√)
(2)花生子叶经苏丹Ⅲ染液染色后，在显微镜下观察脂肪颗粒。(√)
(3)检测还原糖、蛋白质都需要进行水浴加热。(×)
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1．斐林试剂与双缩脲试剂的“一同、三不同”
2.三类有机物检测在操作步骤上的“三个唯一”
(1)唯一需要加热的实验：还原糖检测，若不加热，则无砖红色沉淀出现。
(2)唯一用到显微镜的实验：脂肪检测，用于观察细胞内的脂肪颗粒。
(3)唯一使用酒精的实验：脂肪的检测，用体积分数为50%的酒精洗去浮色。
3．实验过程中的注意事项
(1)生物组织中无还原糖时：与斐林试剂混合，水浴加热后的现象不是无色，而是浅蓝色。
(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)蛋白质检测
①若用大豆作材料，必须提前浸泡。
②若用蛋清液作材料，必须稀释，防止其黏在试管壁上不易刷洗。
(4)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变化。
(5)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，对照组可加入蛋白质溶液。
1．(2020·山东潍坊模拟)某校生物兴趣小组进行了生物组织中还原糖检测的实验(如图)。下列叙述正确的是( )
A．在实验材料选择方面，用苹果比用植物叶片的效果要好
B．在制备生物组织样液时，加入石英砂的主要目的是促进还原糖的溶解
C．用于该实验检测的斐林试剂也可用于检测蛋白质，只是添加试剂的顺序不同
D．由于斐林试剂不稳定，在使用斐林试剂时要先加入0.1 g/mL的NaOH溶液，后加入0.05 g/mL的CuSO4溶液
A 解析：苹果含还原糖量高、颜色浅，比植物叶片更适合用于还原糖的检测，A正确；在制备生物组织样液时，加入石英砂的主要目的是使实验材料研磨充分，B错误；斐林试剂和双缩脲试剂中CuSO4溶液的浓度不同，C错误；在使用斐林试剂时应将NaOH和CuSO4溶液等量混匀后再加入组织样液中，D错误。
2．实验测得小麦、大豆、花生三种生物干种子中三大类有机物含量如图，有关叙述正确的是( )
A．通过高倍显微镜可以看到花生切片中被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色的脂肪颗粒
B．向小麦种子的研磨滤液中加入斐林试剂，就会呈砖红色
C．用双缩脲试剂检验大豆组织样液中存在蛋白质，加热呈蓝色
D．萌发时相同质量的三种种子需要的O2量基本相同
A 解析：选用花生检验细胞中有脂肪存在时需要制临时切片，然后借助显微镜观察，可以看到花生切片中被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色的脂肪颗粒，A正确；由于小麦种子中含有的淀粉是非还原糖，所以向小麦种子的研磨滤液中加入斐林试剂，不会呈砖红色，即使小麦种子中含有还原糖，加入斐林试剂后也需进行水浴加热才会出现砖红色沉淀，B错误；用双缩脲试剂检验大豆组织样液中存在蛋白质，不需要加热，呈紫色而不是蓝色，C错误；由于脂肪中的碳氢比例高，所以萌发时相同质量的三种种子需要的O2量不相同，D错误。
细胞中的水和无机盐
人体的许多生理活动一定要有水的参与才能进行，水是运输媒介，它可以将氧气和各种营养物质直接或间接地带给人体各个组织器官，并将新陈代谢的废物和有害有毒的物质通过大小便、出汗、呼吸等途径及时排出体外。无机盐的代谢可以通过分析血液、尿液或组织中的浓度来判断。在我国，钙、铁和碘的缺乏较常见。硒、氟等随地球化学环境的不同，既有缺乏病如克山病和大骨节病、龋齿等，又有过多症如硒中毒和氟骨症现象。
(1)水是如何参与细胞中的生化反应的？
答案：提供反应的介质；作为反应物直接参与生化反应。
(2)细胞中的无机盐多以何种形式存在？无机盐的生理功能有哪些？
答案：大多数以离子形式存在，少数以化合物的形式存在。无机盐的功能：是某些化合物的重要组成成分；维持细胞和生物体的生命活动；维持细胞的渗透压平衡和酸碱平衡。
(3)缺铁会导致哺乳动物血液运输O2的能力下降，请分析原因。
答案：铁是血红素的组成成分，而血红素又是血红蛋白的组成成分，血红蛋白的主要作用是运输O2，缺铁会导致哺乳动物血红蛋白合成受阻，血液运输O2的能力下降。
1．水的产生、利用、吸收及其调节
2．验证某种无机盐生理功能的实验方案
实验组：正常植物＋缺X培养液培养一段时间后，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一致性，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无机盐是否是植物正常生长所必需的。
考向1| 水功能的分析
1．(2020·湖北武汉模拟)下列关于细胞中水的说法，不正确的是( )
A．细胞中的含水量与细胞代谢速率密切相关
B．DNA复制和转录都有水产生，翻译不产生水
C．线粒体中产生大量ATP的同时一定有水生成
D．癌细胞中自由水所占比例比衰老细胞中高
B 解析：细胞中的含水量与细胞代谢速率密切相关，自由水与结合水的比值越高，细胞代谢越旺盛，A正确；DNA复制和转录过程都涉及相应的核苷酸聚合为核苷酸链，因此都有水产生，在翻译过程中氨基酸脱水缩合也会产生水，B错误；线粒体中产生大量ATP发生在有氧呼吸的第三阶段，该阶段发生的反应是前两个阶段产生的[H]与氧结合生成H2O，并释放大量的能量，C正确；癌细胞的代谢较衰老细胞的旺盛，因此癌细胞中自由水所占比例比衰老细胞中高，D正确。
考向2| 无机盐的相关实验
2．(2021·山东潍坊模拟)设计实验探究X是否属于植物生长所必需的无机盐，某同学的构思大致如下：本实验中采用甲组、乙组之间的空白对照；以及乙组中实验前(无X)与实验后(有X)之间的自身对照。下列叙述正确的是( )
A．对照组是甲组、乙组实验后
B．控制此实验的无关变量只需选一些相同的植物
C．此实验如果是无土栽培，则实验前营养液要灭菌
D．为防止外界影响，此实验需在黑暗密闭条件下进行
C 解析：该实验中对照组是甲组、乙组实验前，A错误；此实验的无关变量有植物的种类、生长状况和培养条件等，B错误；若此实验是无土栽培，则实验前营养液要灭菌，C正确；由于培养的是植物，故此实验需在光照条件下进行，D错误。
糖类、脂质的种类和作用
当人体内血糖浓度过高时，就可以以糖原的形式贮存在肝脏和肌肉中，以这种方式所贮藏的葡萄糖有限，当肝脏与肌肉达到贮藏极限时，多余的葡萄糖就会被转换成脂肪而贮藏于脂肪组织中，这就是糖类引起肥胖的因素之一。
(1)糖尿病病人的饮食受到严格的限制，但受限制的并不仅仅是甜味食品，米饭和馒头等主食为什么也需要定量摄取？
答案：米饭、馒头等主食富含淀粉，淀粉经消化分解后可以生成葡萄糖，进而使血糖升高。
(2)平时的膳食中是否应杜绝或禁止胆固醇的摄入？为什么？
答案：不应该。胆固醇参与细胞膜组成，参与血液中脂质的运输。
(3)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？
答案：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。
1．糖类和脂质的区别
2.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)动脉粥样硬化
①原因：长期高血脂导致动脉内膜脂质和复合糖类积聚。
②症状：动脉壁增厚变硬、血管腔狭窄，严重时会导致动脉阻塞，从而使相应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)梗死。
③预防途径：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。
3．种子形成和萌发过程中糖类和脂质的变化
(1)种子形成和萌发过程中物质变化
(2)种子形成和萌发过程中“量”的变化
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，吸收水分导致鲜重增加，种子萌发初期干重有所增加(是由于有机物水解)，然后再减少(细胞呼吸消耗)。
考向1| 脂质的类型及功能
1．脂质在细胞中具有独特的生物学功能。下列叙述正确的是( )
A．脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成紫色
B．磷脂主要参与生命活动的调节
C．胆固醇使动物细胞膜具有刚性
D．脂肪是细胞内各种膜结构的组成成分
C 解析：脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，A错误；磷脂是细胞内各种膜结构的重要成分，不参与生命活动的调节，B错误；胆固醇安插在细胞膜的结构中，使细胞膜的结构具有稳定性和刚性，C正确；脂肪不参与膜结构组成，D错误。
考向2| 种子形成和萌发过程中化合物的变化分析
2．某油料植物的种子中脂肪含量为种子干重的70%。为探究该植物种子萌发过程中干重及脂肪含量的变化，某研究小组将种子置于温度、水分(蒸馏水)、通气等条件适宜的黑暗环境中培养，定期检测萌发种子(含幼苗)的脂肪含量和干重。结果表明：脂肪含量逐渐减少，到第11 d时减少了90%，干重变化如图所示。
回答下列问题：
(1)为了观察胚乳中的脂肪，常用________染液对种子胚乳切片染色，然后在显微镜下观察，可见________色的脂肪颗粒。
(2)实验过程中，导致萌发种子干重增加的主要元素是________(填“C”“N”或“O”)。
(3)实验第11 d后，如果要使萌发种子(含幼苗)的干重增加，必须提供的条件是________和______________。
解析：(1)欲观察胚乳中的脂肪，可将种子中的胚乳切片，用苏丹Ⅲ染液进行染色，放在显微镜下即可观察到橘黄色的脂肪颗粒。(2)由题干可知，某油料作物的种子中脂肪占干重的70%。在种子萌发的过程中，脂肪含量逐渐减少，而在此过程中，干重却先增加后减少，干重增加最可能的原因是脂肪转化为糖类。由于脂肪与糖类相比，其碳、氢比例高，当脂肪转化为糖类时，氧元素增加。(3)实验到第11 d时，脂肪减少了90%，种子干重的增加不再来源于脂肪的转化，而来源于光合作用。由于种子处于黑暗环境，并且提供的是蒸馏水，因而欲完成光合作用必须提供的条件是光照和所需的矿质元素。
答案：(1)苏丹Ⅲ 橘黄 (2)O (3)光照 所需的矿质元素
(1)随着种子的成熟，种子中水分减少的主要原因是自由水散失过多。由此引起的细胞呼吸的变化及益处是细胞呼吸减弱，有机物消耗减少，有利于种子的储存。
(2)在小麦种子成熟过程中，取第20天和第50天的种子分别制成组织样液，加入斐林试剂后水浴加热，发现第20天的砖红色沉淀更多，其原因是小麦种子成熟过程中，可溶性的还原糖转变成了不具有还原性的淀粉。
命题生长点1 组成细胞的元素和化合物
(1)茅草根细胞中鲜重最多的两种化合物依次是水、蛋白质。
(2)若茅草根完全脱水后，含量最多的化合物具有多样性，其一定含的元素是C、H、O、N。
(3)大肠杆菌体内的各种元素的含量是否和茅草根内的完全相同？
答案：不完全相同。不同生物体内的各种元素的含量存在较大差异。
命题生长点2 细胞内糖类的种类和功能
下列关于茅草根内糖类的叙述，正确的是( D )
A．单糖可以被进一步水解为更简单的化合物
B．构成淀粉、糖原和纤维素的单体均为果糖
C．细胞识别与糖蛋白中蛋白质有关，与糖链无关
D．糖类是大多数植物体干重中含量最多的化合物
解析：单糖不能被进一步水解，A错误；构成淀粉、糖原和纤维素的单体均为葡萄糖，B错误；细胞膜上糖类与蛋白质分子结合而成的糖蛋白与细胞识别有着密切关系，其中糖链具有重要作用，C错误；大多数植物体干重中含量最多的化合物是纤维素，D正确。
命题生长点3 实验探究
(1)利用茅草根开发成的一种保健饮料是否适用于糖尿病患者呢？我们可以鉴定茅草根中是否含有还原糖和淀粉，还原糖可用斐林试剂来检测，淀粉可用碘液来检测。
(2)简述在利用茅草根检测是否含有还原糖和淀粉的实验中可能出现的实验现象及分析。
答案：如果在茅草根提取液中加入斐林试剂并水浴加热后出现砖红色沉淀，说明茅草的根内含有还原糖；否则没有。如果在茅草根提取液中加入碘液出现蓝色，说明茅草的根内含有淀粉；否则没有。
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＞糖类和核酸，但在干重百分比中，蛋白质最多。
脂肪与糖类的区别
(1)相对于糖类分子，脂肪分子中含C、H的比例高，而含O的比例低。故在氧化分解时，单位质量的脂肪较糖类消耗的氧气多，产生的水多，产生的能量也多。
(2)油料植物种子萌发过程中脂肪会转变为糖类，与糖类相比，脂肪中氧含量较低，故导致萌发种子干重增加的元素主要是O。
课程标准要求
学业质量水平
1.1.1 说出细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成，它们以碳链为骨架形成复杂的生物大分子
1.1.2 指出水大约占细胞重量的2/3，以自由水和结合水的形式存在，赋予了细胞许多特性，在生命活动中具有重要作用
1.1.3 举例说出无机盐在细胞内含量虽少，但与生命活动密切相关
1.1.4 概述糖类有多种类型，它们既是细胞的重要结构成分，又是生命活动的主要能源物质
1.1.5 举例说出不同种类的脂质对维持细胞结构和功能有重要作用
实验：检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质
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)
4．学会检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的方法。(科学探究)
比较项目
斐林试剂
双缩脲试剂
不同点
原理
斐林试剂的实质是新配制的Cu(OH)2溶液
双缩脲试剂的实质是碱性环境中的Cu2＋
方法
将甲、乙两液等量混匀后立即使用
先加A液1 mL摇匀，然后加B液4滴
成分
CuSO4溶液的质量浓度为0.05 g/mL
CuSO4溶液的质量浓度为0.01 g/mL
相同点
都含有NaOH和CuSO4两种成分，且NaOH溶液的质量浓度都为0.1 g/mL
比较项目
糖类
脂质
元素组成
一般是C、H、O
C、H、O(N、P)
种类
单糖、二糖、多糖等
脂肪、磷脂、固醇等
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构成细胞膜和多种细胞器膜的重要成分，如磷脂；
③促进人和动物生殖器官的发育和生殖细胞的形成，如性激素
相同质量
的物质分
解情况
耗O2少，产H2O少，释放能量少
耗O2多，产H2O多，释放能量多
种子类型
单子叶植物种子(如小麦)
双子叶植物种子(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
学习探索情境
茅草，多年生草本植物。根、茎密生鳞片；叶多丛集基部；叶片线形或线状披针形，顶端渐尖，基部渐狭，根生叶长，几与植株相等，茎生叶较短。通过血清药理学方法确定白茅根水提物含有抗肿瘤有效物质组分，白茅根多糖可以增强动物的免疫能力并延缓肾脏纤维化的进程。一种茅草的根内含有降血糖的因子及多种有益于健康的成分。
一、细胞中的元素和化合物
1．组成细胞的元素
(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组成上的统一性和差异性
①统一性：组成生物体的元素在无机自然界中都能找到，在元素种类上具有统一性。
②差异性：同一种元素在生物界和无机自然界中的相对含量差别很大。
2．组成细胞的化合物
(1)上图中a表示水，b表示蛋白质，c表示脂质，d表示糖类和核酸，e表示无机盐。
eq \a\vs4\al(（2）化合物,的种类)eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(无机化合物： ae（填字母，下同）,有机化合物： bcd))
eq \a\vs4\al(（3）化合物,的含量)eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(鲜重含量最多的有机化合物： b,鲜重含量最多的化合物： a,干重含量最多的化合物： b))
3．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
eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(比值高→细胞代谢旺盛，但抗逆性差,比值低→细胞代谢强度降低，但抗寒、抗旱, 等抗逆性增强))
(2)细胞中的无机盐
二、糖类、脂质的种类和作用
1．细胞中的糖类
(1)组成元素：一般由C、H、O三种元素构成。
(2)种类和功能
2．细胞中的脂质
(1)脂肪
①组成：由三分子脂肪酸和一分子甘油反应形成。
②功能：良好的储能物质；保温、缓冲和减压。
(2)磷脂：构成生物膜的重要成分。
(3)固醇
①胆固醇：构成动物细胞膜的重要成分，在人体内还参与血液中脂质的运输。
②性激素：促进人和动物生殖器官的发育和生殖细胞的形成。
③维生素D：促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。
三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1．检测原理
(1)还原糖的检测：还原糖＋斐林试剂eq \(――→,\s\up7(水浴加热))砖红色沉淀。
(2)脂肪的检测：脂肪＋苏丹Ⅲ染液―→橘黄色。
(3)蛋白质的检测：蛋白质＋双缩脲试剂―→紫色。
2．实验步骤
(1)还原糖的检测
(2)脂肪的检测
(3)蛋白质的检测
1．组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在
(1)在沙漠植物仙人掌的活细胞中含量最多的化合物是蛋白质。(×)
(2)在人体活细胞中氢原子的数目最多。(√)
(3)晒干的种子细胞内不含有水分，导致细胞代谢停止，有利于种子长时间储存。(×)
(4)Mg参与构成叶绿体中的各种色素。(×)
(5)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。(×)
2．不同种类的糖类和脂质分别具有不同的作用
(1)淀粉水解的终产物是二氧化碳和水。(×)
(2)脂肪酸和磷脂含有的元素相同。(×)
(3)脂肪比相同质量的多糖彻底氧化产能少。(×)
(4)膜中的磷脂分子是由甘油、脂肪酸和磷酸组成的。(√)
3．检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
(1)取成熟香蕉匀浆，用斐林试剂检测还原糖。(√)
(2)花生子叶经苏丹Ⅲ染液染色后，在显微镜下观察脂肪颗粒。(√)
(3)检测还原糖、蛋白质都需要进行水浴加热。(×)
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1．斐林试剂与双缩脲试剂的“一同、三不同”
2.三类有机物检测在操作步骤上的“三个唯一”
(1)唯一需要加热的实验：还原糖检测，若不加热，则无砖红色沉淀出现。
(2)唯一用到显微镜的实验：脂肪检测，用于观察细胞内的脂肪颗粒。
(3)唯一使用酒精的实验：脂肪的检测，用体积分数为50%的酒精洗去浮色。
3．实验过程中的注意事项
(1)生物组织中无还原糖时：与斐林试剂混合，水浴加热后的现象不是无色，而是浅蓝色。
(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)蛋白质检测
①若用大豆作材料，必须提前浸泡。
②若用蛋清液作材料，必须稀释，防止其黏在试管壁上不易刷洗。
(4)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变化。
(5)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，对照组可加入蛋白质溶液。
1．(2020·山东潍坊模拟)某校生物兴趣小组进行了生物组织中还原糖检测的实验(如图)。下列叙述正确的是( )
A．在实验材料选择方面，用苹果比用植物叶片的效果要好
B．在制备生物组织样液时，加入石英砂的主要目的是促进还原糖的溶解
C．用于该实验检测的斐林试剂也可用于检测蛋白质，只是添加试剂的顺序不同
D．由于斐林试剂不稳定，在使用斐林试剂时要先加入0.1 g/mL的NaOH溶液，后加入0.05 g/mL的CuSO4溶液
A 解析：苹果含还原糖量高、颜色浅，比植物叶片更适合用于还原糖的检测，A正确；在制备生物组织样液时，加入石英砂的主要目的是使实验材料研磨充分，B错误；斐林试剂和双缩脲试剂中CuSO4溶液的浓度不同，C错误；在使用斐林试剂时应将NaOH和CuSO4溶液等量混匀后再加入组织样液中，D错误。
2．实验测得小麦、大豆、花生三种生物干种子中三大类有机物含量如图，有关叙述正确的是( )
A．通过高倍显微镜可以看到花生切片中被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色的脂肪颗粒
B．向小麦种子的研磨滤液中加入斐林试剂，就会呈砖红色
C．用双缩脲试剂检验大豆组织样液中存在蛋白质，加热呈蓝色
D．萌发时相同质量的三种种子需要的O2量基本相同
A 解析：选用花生检验细胞中有脂肪存在时需要制临时切片，然后借助显微镜观察，可以看到花生切片中被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色的脂肪颗粒，A正确；由于小麦种子中含有的淀粉是非还原糖，所以向小麦种子的研磨滤液中加入斐林试剂，不会呈砖红色，即使小麦种子中含有还原糖，加入斐林试剂后也需进行水浴加热才会出现砖红色沉淀，B错误；用双缩脲试剂检验大豆组织样液中存在蛋白质，不需要加热，呈紫色而不是蓝色，C错误；由于脂肪中的碳氢比例高，所以萌发时相同质量的三种种子需要的O2量不相同，D错误。
细胞中的水和无机盐
人体的许多生理活动一定要有水的参与才能进行，水是运输媒介，它可以将氧气和各种营养物质直接或间接地带给人体各个组织器官，并将新陈代谢的废物和有害有毒的物质通过大小便、出汗、呼吸等途径及时排出体外。无机盐的代谢可以通过分析血液、尿液或组织中的浓度来判断。在我国，钙、铁和碘的缺乏较常见。硒、氟等随地球化学环境的不同，既有缺乏病如克山病和大骨节病、龋齿等，又有过多症如硒中毒和氟骨症现象。
(1)水是如何参与细胞中的生化反应的？
答案：提供反应的介质；作为反应物直接参与生化反应。
(2)细胞中的无机盐多以何种形式存在？无机盐的生理功能有哪些？
答案：大多数以离子形式存在，少数以化合物的形式存在。无机盐的功能：是某些化合物的重要组成成分；维持细胞和生物体的生命活动；维持细胞的渗透压平衡和酸碱平衡。
(3)缺铁会导致哺乳动物血液运输O2的能力下降，请分析原因。
答案：铁是血红素的组成成分，而血红素又是血红蛋白的组成成分，血红蛋白的主要作用是运输O2，缺铁会导致哺乳动物血红蛋白合成受阻，血液运输O2的能力下降。
1．水的产生、利用、吸收及其调节
2．验证某种无机盐生理功能的实验方案
实验组：正常植物＋缺X培养液培养一段时间后，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一致性，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无机盐是否是植物正常生长所必需的。
考向1| 水功能的分析
1．(2020·湖北武汉模拟)下列关于细胞中水的说法，不正确的是( )
A．细胞中的含水量与细胞代谢速率密切相关
B．DNA复制和转录都有水产生，翻译不产生水
C．线粒体中产生大量ATP的同时一定有水生成
D．癌细胞中自由水所占比例比衰老细胞中高
B 解析：细胞中的含水量与细胞代谢速率密切相关，自由水与结合水的比值越高，细胞代谢越旺盛，A正确；DNA复制和转录过程都涉及相应的核苷酸聚合为核苷酸链，因此都有水产生，在翻译过程中氨基酸脱水缩合也会产生水，B错误；线粒体中产生大量ATP发生在有氧呼吸的第三阶段，该阶段发生的反应是前两个阶段产生的[H]与氧结合生成H2O，并释放大量的能量，C正确；癌细胞的代谢较衰老细胞的旺盛，因此癌细胞中自由水所占比例比衰老细胞中高，D正确。
考向2| 无机盐的相关实验
2．(2021·山东潍坊模拟)设计实验探究X是否属于植物生长所必需的无机盐，某同学的构思大致如下：本实验中采用甲组、乙组之间的空白对照；以及乙组中实验前(无X)与实验后(有X)之间的自身对照。下列叙述正确的是( )
A．对照组是甲组、乙组实验后
B．控制此实验的无关变量只需选一些相同的植物
C．此实验如果是无土栽培，则实验前营养液要灭菌
D．为防止外界影响，此实验需在黑暗密闭条件下进行
C 解析：该实验中对照组是甲组、乙组实验前，A错误；此实验的无关变量有植物的种类、生长状况和培养条件等，B错误；若此实验是无土栽培，则实验前营养液要灭菌，C正确；由于培养的是植物，故此实验需在光照条件下进行，D错误。
糖类、脂质的种类和作用
当人体内血糖浓度过高时，就可以以糖原的形式贮存在肝脏和肌肉中，以这种方式所贮藏的葡萄糖有限，当肝脏与肌肉达到贮藏极限时，多余的葡萄糖就会被转换成脂肪而贮藏于脂肪组织中，这就是糖类引起肥胖的因素之一。
(1)糖尿病病人的饮食受到严格的限制，但受限制的并不仅仅是甜味食品，米饭和馒头等主食为什么也需要定量摄取？
答案：米饭、馒头等主食富含淀粉，淀粉经消化分解后可以生成葡萄糖，进而使血糖升高。
(2)平时的膳食中是否应杜绝或禁止胆固醇的摄入？为什么？
答案：不应该。胆固醇参与细胞膜组成，参与血液中脂质的运输。
(3)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？
答案：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。
1．糖类和脂质的区别
2.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)动脉粥样硬化
①原因：长期高血脂导致动脉内膜脂质和复合糖类积聚。
②症状：动脉壁增厚变硬、血管腔狭窄，严重时会导致动脉阻塞，从而使相应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)梗死。
③预防途径：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。
3．种子形成和萌发过程中糖类和脂质的变化
(1)种子形成和萌发过程中物质变化
(2)种子形成和萌发过程中“量”的变化
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，吸收水分导致鲜重增加，种子萌发初期干重有所增加(是由于有机物水解)，然后再减少(细胞呼吸消耗)。
考向1| 脂质的类型及功能
1．脂质在细胞中具有独特的生物学功能。下列叙述正确的是( )
A．脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成紫色
B．磷脂主要参与生命活动的调节
C．胆固醇使动物细胞膜具有刚性
D．脂肪是细胞内各种膜结构的组成成分
C 解析：脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，A错误；磷脂是细胞内各种膜结构的重要成分，不参与生命活动的调节，B错误；胆固醇安插在细胞膜的结构中，使细胞膜的结构具有稳定性和刚性，C正确；脂肪不参与膜结构组成，D错误。
考向2| 种子形成和萌发过程中化合物的变化分析
2．某油料植物的种子中脂肪含量为种子干重的70%。为探究该植物种子萌发过程中干重及脂肪含量的变化，某研究小组将种子置于温度、水分(蒸馏水)、通气等条件适宜的黑暗环境中培养，定期检测萌发种子(含幼苗)的脂肪含量和干重。结果表明：脂肪含量逐渐减少，到第11 d时减少了90%，干重变化如图所示。
回答下列问题：
(1)为了观察胚乳中的脂肪，常用________染液对种子胚乳切片染色，然后在显微镜下观察，可见________色的脂肪颗粒。
(2)实验过程中，导致萌发种子干重增加的主要元素是________(填“C”“N”或“O”)。
(3)实验第11 d后，如果要使萌发种子(含幼苗)的干重增加，必须提供的条件是________和______________。
解析：(1)欲观察胚乳中的脂肪，可将种子中的胚乳切片，用苏丹Ⅲ染液进行染色，放在显微镜下即可观察到橘黄色的脂肪颗粒。(2)由题干可知，某油料作物的种子中脂肪占干重的70%。在种子萌发的过程中，脂肪含量逐渐减少，而在此过程中，干重却先增加后减少，干重增加最可能的原因是脂肪转化为糖类。由于脂肪与糖类相比，其碳、氢比例高，当脂肪转化为糖类时，氧元素增加。(3)实验到第11 d时，脂肪减少了90%，种子干重的增加不再来源于脂肪的转化，而来源于光合作用。由于种子处于黑暗环境，并且提供的是蒸馏水，因而欲完成光合作用必须提供的条件是光照和所需的矿质元素。
答案：(1)苏丹Ⅲ 橘黄 (2)O (3)光照 所需的矿质元素
(1)随着种子的成熟，种子中水分减少的主要原因是自由水散失过多。由此引起的细胞呼吸的变化及益处是细胞呼吸减弱，有机物消耗减少，有利于种子的储存。
(2)在小麦种子成熟过程中，取第20天和第50天的种子分别制成组织样液，加入斐林试剂后水浴加热，发现第20天的砖红色沉淀更多，其原因是小麦种子成熟过程中，可溶性的还原糖转变成了不具有还原性的淀粉。
命题生长点1 组成细胞的元素和化合物
(1)茅草根细胞中鲜重最多的两种化合物依次是水、蛋白质。
(2)若茅草根完全脱水后，含量最多的化合物具有多样性，其一定含的元素是C、H、O、N。
(3)大肠杆菌体内的各种元素的含量是否和茅草根内的完全相同？
答案：不完全相同。不同生物体内的各种元素的含量存在较大差异。
命题生长点2 细胞内糖类的种类和功能
下列关于茅草根内糖类的叙述，正确的是( D )
A．单糖可以被进一步水解为更简单的化合物
B．构成淀粉、糖原和纤维素的单体均为果糖
C．细胞识别与糖蛋白中蛋白质有关，与糖链无关
D．糖类是大多数植物体干重中含量最多的化合物
解析：单糖不能被进一步水解，A错误；构成淀粉、糖原和纤维素的单体均为葡萄糖，B错误；细胞膜上糖类与蛋白质分子结合而成的糖蛋白与细胞识别有着密切关系，其中糖链具有重要作用，C错误；大多数植物体干重中含量最多的化合物是纤维素，D正确。
命题生长点3 实验探究
(1)利用茅草根开发成的一种保健饮料是否适用于糖尿病患者呢？我们可以鉴定茅草根中是否含有还原糖和淀粉，还原糖可用斐林试剂来检测，淀粉可用碘液来检测。
(2)简述在利用茅草根检测是否含有还原糖和淀粉的实验中可能出现的实验现象及分析。
答案：如果在茅草根提取液中加入斐林试剂并水浴加热后出现砖红色沉淀，说明茅草的根内含有还原糖；否则没有。如果在茅草根提取液中加入碘液出现蓝色，说明茅草的根内含有淀粉；否则没有。
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＞糖类和核酸，但在干重百分比中，蛋白质最多。
脂肪与糖类的区别
(1)相对于糖类分子，脂肪分子中含C、H的比例高，而含O的比例低。故在氧化分解时，单位质量的脂肪较糖类消耗的氧气多，产生的水多，产生的能量也多。
(2)油料植物种子萌发过程中脂肪会转变为糖类，与糖类相比，脂肪中氧含量较低，故导致萌发种子干重增加的元素主要是O。
课程标准要求
学业质量水平
1.1.1 说出细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成，它们以碳链为骨架形成复杂的生物大分子
1.1.2 指出水大约占细胞重量的2/3，以自由水和结合水的形式存在，赋予了细胞许多特性，在生命活动中具有重要作用
1.1.3 举例说出无机盐在细胞内含量虽少，但与生命活动密切相关
1.1.4 概述糖类有多种类型，它们既是细胞的重要结构成分，又是生命活动的主要能源物质
1.1.5 举例说出不同种类的脂质对维持细胞结构和功能有重要作用
实验：检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质
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)
4．学会检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的方法。(科学探究)
比较项目
斐林试剂
双缩脲试剂
不同点
原理
斐林试剂的实质是新配制的Cu(OH)2溶液
双缩脲试剂的实质是碱性环境中的Cu2＋
方法
将甲、乙两液等量混匀后立即使用
先加A液1 mL摇匀，然后加B液4滴
成分
CuSO4溶液的质量浓度为0.05 g/mL
CuSO4溶液的质量浓度为0.01 g/mL
相同点
都含有NaOH和CuSO4两种成分，且NaOH溶液的质量浓度都为0.1 g/mL
比较项目
糖类
脂质
元素组成
一般是C、H、O
C、H、O(N、P)
种类
单糖、二糖、多糖等
脂肪、磷脂、固醇等
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构成细胞膜和多种细胞器膜的重要成分，如磷脂；
③促进人和动物生殖器官的发育和生殖细胞的形成，如性激素
相同质量
的物质分
解情况
耗O2少，产H2O少，释放能量少
耗O2多，产H2O多，释放能量多
种子类型
单子叶植物种子(如小麦)
双子叶植物种子(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
学习探索情境
茅草，多年生草本植物。根、茎密生鳞片；叶多丛集基部；叶片线形或线状披针形，顶端渐尖，基部渐狭，根生叶长，几与植株相等，茎生叶较短。通过血清药理学方法确定白茅根水提物含有抗肿瘤有效物质组分，白茅根多糖可以增强动物的免疫能力并延缓肾脏纤维化的进程。一种茅草的根内含有降血糖的因子及多种有益于健康的成分。
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