2016高考总复习-跳出题海-生物高分攻略-专题一组成细胞的分子 wo

2016高考总复习-跳出题海-生物高分攻略

专题一组成细胞的分子

试卷名称命题范围和内容

全国新课标卷一种子萌发过程中脂肪的代谢(2013)

全国新课标卷二DNA和RNA的知识(2013)，核酸的知识(2014)北京卷生命结构层次(2012)

安徽卷DNA和RNA的鉴定与观察(2012)

广东卷物质的鉴定(2012)，糖的知识(2013)，RNA的知识、

糖和脂质的鉴定(2014)

山东卷蛋白质的鉴定(2014)

试卷名称命题范围和内容

福建卷蛋白质的知识(2014)

重庆卷物质组成(2013)

四川卷物质代谢(2013)，水的知识、糖原(2014)

江苏卷化学元素(2012)，有机物的代谢(2013)，细胞中化合物

(2014)

海南卷蛋白质、细胞中的元素(2012)，化合物中所含元素(2013)，脂质、水的知识(2014)

上海卷物质的水解(2013)，化学元素(2014)

从近三年各套高考生物试题分析来看，对本专题的知识点都是进行综合性考查。如：对蛋白质的考查，常常以酶、激素、抗体及有关作用为背景，综合考查与蛋白质的元素组成、结构、功能、特性有关的知识，甚至涉及基因表达、基因工程等；对核酸的考查，常常涉及遗传的物质基础、细胞分裂、观察DNA和RNA实验的有关知识；对糖类的考查，常常涉及光合作用、呼吸作用等与糖代谢有关的知识点；对水的考查，常常以动物、植物的水分代谢为背景，综合考查与水有关的内容。

从高考试题命题的取材和立意来看，进行本专题内容的复习时，一定不能孤立地学习和理解所涉及的知识，而应该采取联系、发散的思维，找到“物质→结构→代谢”这条主线的联系，把重要物质与之相关的代谢过程也纳入复习范围，从而达到立体化、全方位地理解和掌握细胞中这些重要物质的组成、结构、功能和特性。

由于细胞的物质基础，涉及有关物质的鉴定，在掌握有关知识的同时，一定要熟悉和掌握有关物质的鉴定实验，对实验的原理、材料、试剂、操作、步骤、结果分析、结论和问题分析等都应有所知晓。

第1讲水和无机盐

一、细胞中的化学元素

1．细胞鲜重中含量前四位的元素(O、C、H、N)与细胞干重含量前四位的元素(C、O、N、H)排序不同，这是因为细胞内自由水的含量不同。

2．不同生物体内各种化学元素的含量差异较大，同一生物体内不同元素的含量也相差很大，但“C”却是所有生物体的最基本的元素。

3．动物与植物干重相比，由于植物含糖类较多，动物含脂肪、蛋白质较多，故植物体中含氧元素较多，动物体中含氮、氢元素较多，另外动物含Ca、P元素也比植物多。

4．生物界与非生物界的统一性和差异性

(1)统一性从化学元素的种类来分析：组成生物体的化学元素没有一种是生物体所特有的。

(2)差异性从化学元素的含量来分析：组成生物体的化学元素与无机环境中的相应元素的含量有一定的差别。

5．生物界的统一性(科内综合)的不同角度理解

(1)从化学元素角度分析：组成生物体的化学元素种类大体相同。

(2)从分子水平角度分析：生物都以核酸作为遗传物质，遗传信息的传递与表达遵循“中心法则”，共用一套密码子。

(3)从结构角度分析：除病毒外，生物体都是由细胞组成的。

(4)从能量角度分析：生物体共用ATP作为直接能源物质。

【拓展提升】

1．化学元素与人体健康

随着科学的发展，人类对生物体内各种化学元素的作用有了更加科学的认识。不同的化学元素在维持正常生命活动过程中，均有不可替代的作用，一旦缺乏，将导致不能正常代谢。

(1)缺钙

①动物血钙过低，就会引起肌肉抽搐(俗称“抽筋”，即骨骼肌的强制收缩)。因为肌肉的收缩和舒张是接受神经传导的兴奋产生的，而神经系统的兴奋又与内环境中钙盐的含量密切相关，当血液中的钙离子浓度减小时，神经肌肉的兴奋性过高，从而引起肌肉的抽搐。

②少年儿童缺钙——佝偻病。

③成年人缺钙——软骨病。

缺钙的原因：①食物中缺钙或缺维生素D；②大运动量造成缺钙(运动员“抽筋”)。饮食补钙成为补钙的主要手段，如无糖加钙酸牛奶、钙奶饼干和葡萄糖酸钙等。

(2)缺碘

缺碘能导致发育不正常：使婴幼儿神经系统发育不正常，患呆小症；使成年人患地方性甲状腺肿大。

缺碘症预防：食盐加碘，多食海产品。

(3)缺铁

缺铁能导致营养不良性贫血，因为铁参与血红蛋白的合成。

2. 常见化合物的组成元素

ATP和ADP的组成元素：C、H、O、N、P

NADPH(还原型辅酶Ⅱ)：C、H、O、N、P

血红蛋白的组成元素：C、H、O、N、Fe

叶绿素的组成元素：C、H、O、N、Mg

秋水仙素的组成元素：C、H、O、N

甲状腺激素的组成元素：C、H、O、N、I

3. N、P、K与植物光合作用及人体健康的关系

N每天必须从外界摄取一定量的蛋白质

与人体健康的关系：人体主要以氨基酸形式摄取氮元素，

P与人体健康的关系：Ca、P都是牙齿、骨骼的重要成分

要作用

K肌舒张状态，保持心肌正常兴奋性

与人体健康的关系：可维持细胞内液渗透压，维持心

二、细胞中的水和无机盐

1．细胞中的水及其在生产实践中的应用

(1)水的含量、分类及生理作用

含量概念生理作用

结合水 4.5% 与其他物质结合在一起细胞结构的组成成分

自由水95.5% 能够自由流动、以游离状态存在良好溶剂、运输作用、反应场所、

原料

(2)影响细胞含水量的因素

①生物种类：水生生物含水量>陆生生物含水量。

②生长发育阶段：幼儿>成年；幼嫩部分>成熟部分。

③组织器官种类与代谢程度：如牙齿<骨骼<血液。

(3)水的存在形式与新陈代谢、生物抗逆性的关系

自由水和结合水在一定条件下可相互转化：

自由水 结合水

细胞中自由水/结合水的比值越大，生物新陈代谢越旺盛，该生物的抗逆性(如抗寒性、抗旱性)越差；反之，该比值越小，生物新陈代谢越缓慢，其抗逆性则越强。

(4)水在生产实际中的应用

①种子的贮存：晒干种子是为了减少自由水含量，降低种子的代谢，延长种子寿命。

②低温环境下减少花卉浇水，可提高花卉对低温的抗性。

【特别关注】a.自由水主要存在于细胞液、细胞质基质及某些细胞器基质中；结合水与细胞中某些物质结合在一起存在。b.晒干的种子细胞中仍含有水分，主要是结合水，自由水极少。c.自由水、结合水的作用都非常大，不能认为自由水作用大，其实两种水在不同时期的作用各有所侧重。

【拓展提升】

a．细胞代谢产生水的结构和过程

结构代谢过程

叶绿体基质 暗反应合成有机物 线粒体 有氧呼吸的第三阶段 核糖体 氨基酸的脱水缩合 高尔基体 合成纤维素 细胞核 DNA 复制、转录

动物肝脏和肌肉 合成糖原 细胞质基质、线粒体、叶绿体

ADP 生成ATP

b.新陈代谢利用水(消耗水)的生理过程及结构

①淀粉、蛋白质、脂肪等大分子有机物的消化(水解) ②肝脏和肌肉细胞中糖原的分解过程消耗水

③光合作用的光反应：H 2O 光――→2[H]＋21

O 2；部位：叶绿体囊状结构薄膜 ④有氧呼吸第二阶段：2C 3H 4O 3＋6H 2O 酶――→

6CO 2＋20[H]；部位：线粒体

⑤A TP 的水解：ATP ＋H 2O 酶――→

ADP ＋Pi ＋能量；部位：细胞质基质、叶绿体基质、线粒体等

2．细胞中无机盐的存在形式及其功能

(1)细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。 (2)无机盐的生理功能

①复杂化合物的组成成分43－——ATP 、核酸3－

②维持正常的生命活动。

③维持酸碱平衡(如HCO 3－/H 2CO 3、H 2PO 4－/HPO 42－)和渗透压平衡(K ＋、Na ＋、Cl －

…)。

(3)部分无机盐离子的具体功能分析 无机盐 功能

含量异常

I －

甲状腺激素的组成成分 缺乏时患地方性甲状腺肿

Fe 2＋

血红蛋白的组成成分 缺乏时患贫血

Ca 2＋

降低神经系统的兴奋性 血钙过低时，会出现抽搐现象；血钙过

高时，会患肌无力 B 促进花粉的萌发和花粉管的伸长 油菜缺硼时，会出现“花而不实” K ＋

促进植物体内淀粉的运输；动物细胞内

液渗透压的维持

缺乏时植物抗逆能力减弱，易受病害侵

袭 Na ＋

维持细胞外液的渗透压

缺乏会导致细胞外液渗透压下降

一、细胞中的化学元素

“元素→化合物→生理作用→细胞→生命现象和生命规律”，这是一条元素到生命的主

线。一切生命现象的原点都是元素，元素是生命现象的物质基础。单独考查元素的高考试题很少见，一般都是以“元素→化合物、元素→生理作用”的形式出现，且多为叙述性选择题。试题都比较简单。

(2013海南卷，1)关于生物体内有机化合物所含元素的叙述，错误的是()

A．叶绿素含有镁元素

B．血红蛋白含有铁元素

C．脱氧核糖含有磷元素

D．胰岛素含有碳元素

【解析】本题考查化合物的元素组成及识记能力。叶绿素含有镁元素；血红蛋白含有铁元素；脱氧核糖的元素组成为碳、氢、氧；胰岛素的本质为蛋白质，含有碳元素。

【答案】C

变式(一)从元素与化合物进行考查

元素，常常要通过组成某些重要化合物来实现其对生命现象和生命活动的作用。所以，从“元素与化合物”的角度进行考查，也是常见考查方式。

(2014上海卷，1)下列物质中同时含有磷和氮元素的是()

A．丙酮酸B．核苷酸C．氨基酸D．脂肪酸

【解析】丙酮酸只含有C、H、O；核苷酸含有C、H、O、N、P；氨基酸含有C、H、O、N，但不含有P；脂肪酸只含有C、H、O。

【答案】B

变式(二)以元素二字进行综合考查

由于高考试题具有很强的综合性，常常一道试题会涉及多个知识点。在历年的高考试题中，以“元素”二字进行综合考查是最为常见的题型。

(2012江苏卷，1)下列关于细胞中化学元素的叙述，正确的是()

A．细胞中一种元素的作用能被其他元素替代

B．细胞中的脱氧核苷酸和脂肪酸都不含有氮元素

C．主动运输机制有助于维持细胞内元素组成的相对稳定

D．细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要

【解析】细胞中的化学元素具有不可替代性，不同的元素有不同的作用，A错；脱氧核苷酸含有含氮碱基，故含N，脂肪酸由C、H和O三种元素组成，B错；主动运输使细胞能对外界物质有选择地吸收和排出，能维持细胞内元素的平衡，C正确；细胞内化学元素种类的界定是依其在细胞内含量来确定，而非依作用界定的，微量元素也是维持正常生命活动不可缺少的，D错。

【答案】C

1．元素特征方面：注意理解和区别，特别是细胞中含量最多的元素和最基本的元素，考生常常混淆不清，建议稍做强化记忆。组成细胞的元素占鲜重最多的是O，占干重最多的是C(其含量占生物体干重的50%以上)，组成细胞的最基本元素是C，碳元素本身的化学性质，使它能够通过化学键连接成链或环，从而形成各种生物大分子，生物大分子以碳链为骨架。

2. 元素组成的重要化合物：建议考生进行归纳整理，特别是一些重要的化合物。

3. 元素的生理作用：生物体含有多种元素，每一种元素对生物体都有一定的生理作用。我们不可能把所有元素的生理作用完全死记硬背，但我们可以把出现较多、高考试题中出现过的整理出来，稍加记忆。其实，元素的生理作用与无机盐的生理作用通常相似。

4. 解题策略：历年来，考查元素的高考试题，都比较简单。通过分析不难发现，凡是考查元素的试题，一定会出现“元素”二字，解答时我们一定要紧紧抓住“元素”二字，然后从“元素→化合物、元素→生理作用”的思路去进行思考和辨析，一般都能轻松找到正确答案。

二、水的作用

水是生命之源，一切生命活动都离不开水，水对生物体(细胞)有多方面的重要生理作用；水是判定外太空是否存在生命的一个重要要素。由于水与许多重要生命过程密切相关，有关水的考题几乎年年都有，考查形式有选择题、非选择题、叙述题、图表题、实验题等，但可以肯定地说，试题都不仅仅是考查一个“水”字，而是考查与水有关的生理过程。试题难度较小。

(2013江苏卷，16)下列关于生物体与水分的关系，叙述正确的是()

A．贮藏中的种子不含水分，以保持休眠状态

B．水从根系向地上部分的运输与细胞壁无关

C．适应高渗环境的动物可排出体内多余的盐

D．缺水时，动物体的正反馈调节能促使机体减少水的散失

【解析】本题综合考查水分的相关知识，属于考纲理解层次。贮藏种子中含结合水以及少量自由水；水分从根系向上运输主要通过导管，导管由死亡细胞的细胞壁构成；高渗环境中，一些盐分可以通过协助扩散的方式进入生物体内，生物体则通过主动运输方式排出多余的盐；机体通过负反馈调节维持体内水分平衡。

【答案】C

变式(一)根据水与生命活动进行考查

水是生命之源，水参与各种生命活动。从“水与生命活动”的角度进行考查比较常见。

(2014海南卷，5)下列关于植物体内水分的叙述，错误的是()

A．植物体内的水分参与营养物质的运输

B．水是构成叶肉细胞的重要化合物之一

C．自由水可作为细胞内化学反应的反应物

D．同种植物萌发种子的含水量与休眠种子的相同

【解析】植物体内的自由水参与营养物质的运输；水在活细胞中的含量最高，因此，水是构成叶肉细胞的重要物质之一；自由水参与植物的光合作用和有氧呼吸等生命活动；萌发种子中的含水量高于休眠种子。

【答案】D

变式(二)根据自由水与代谢进行考查

自由水是水在生物体中重要的存在形式，自由水在细胞中有多方面的生理作用，特别是与代谢有着十分密切的关系。从这个角度考查水的有关知识非常常见。

(广西玉林联考)对于生物体内自由水的叙述不正确的是()

A．生物体代谢旺盛时含量最丰富的物质

B．不发生化学反应

C．生物体内各种反应的介质

D．植物越冬时，自由水含量降低

【解析】自由水是可以参与代谢的，以游离形式存在的水，代谢旺盛时含量多，可以作为各种反应的介质，还可作为水解反应、光合作用及细胞呼吸的反应物；进入冬季，部分自由水转化为结合水使自由水含量降低，抗寒能力增强。

【答案】B

1．知识层面：

在掌握教材上有关水的内容之后，稍微进行适当的扩充，以达到能够理解水与其他章节知识点联系的要求。如：

(1)种子与水的关系：

①种子晒干时减少的为自由水，但仍能保持生命活性，仍能萌发；如果加热或炒熟则丧失结合水，种子死亡不萌发；种子萌发吸水主要是增多自由水，代谢加强，呼吸作用加快。

②不同种子亲水能力不同，大豆(主要含蛋白质)>小麦、玉米、大米(主要含淀粉)>花生(主要含脂肪)。

(2)正确辨析水与代谢强度、抗逆性的关系：

自由水/结合水比值的大小决定细胞(或生物体)的代谢强度，比值越大表明细胞(或生物体)中自由水含量越多，代谢越强，反之代谢越弱。但是生物的抗性与此相反，即二者比值越大，抗寒、抗旱、抗热性能越差；反之，则越强。

2. 解题策略方面：

解答与水有关的考题时，不要仅仅抓住一个“水”字，而应该梳理出试题所涉及的生理

过程，从生理过程的层面去理解水在相应生理过程中的作用。如果出现坐标图和表格，可以采取对比思维，通过曲线、数据的比较，找出规律，再从水的角度进行解答。

三、无机盐的作用

无机盐是无机化合物中的盐类，包括的种类很多。在生物体(细胞)内含量在1%～1.5%，对生物体有多方面的重要生理作用。试题多以“无机盐→重要化合物→对生命活动的调节、作用、影响”为切入点，但难度较小。

(2011上海卷，13)生长在含盐量高、干旱土壤中的盐生植物，通过在液泡中贮存大量的

Na ＋

而促进细胞吸收水分，该现象说明液泡内Na ＋参与 ( )

A ．调节渗透压

B ．组成体内化合物

C ．维持正常pH

D ．提供能量 【解析】液泡中贮存大量的Na ＋

而促进细胞吸收水分，水分的吸收取决于细胞内外物质浓度大小，通过自我调整细胞内外物质浓度大小来保证细胞对水分的吸收，属于调节渗透压范畴，故选A 。

【答案】A

变式(一) 根据无机盐的含量及存在形式进行考查

无机盐在生物体中含量较少，但有重要作用，无机盐虽然一般以离子形式存在，但存在形式有离子态和化合态。从含量、存在形式进行考查比较常见。

(辽宁大连二模)离子态的无机盐(如血液中的H ＋、K ＋、Ca 2＋)的生理作用不包括( )

A ．细胞结构物质之一

B ．维持细胞正常生理功能

C ．维持细胞的形态

D ．调节细胞的渗透压

【解析】本题主要考查无机盐的作用，但是要注意题目中的“离子态”，离子态的无机盐是可以自由移动的。如果是细胞结构物质之一，则参与了化合物的组成，不能自由移动，不是离子态。

【答案】A

变式(二) 根据无机盐的生理作用进行考查

无机盐在生物体中有着多方面的重要生理作用，从生理作用角度进行考查，也比较常见。 (沈阳测试)下列关于无机盐在生物体中功能的叙述不正确的是( )

A ．镁是叶绿体中参与光合作用的各种色素的组成元素

B ．人体缺铁会影响正常的有氧呼吸功能

C ．人体血液中Ca 2＋浓度太低，会出现抽搐症状

D ．细胞中的某些无机盐离子对维持细胞的酸碱平衡具有一定作用

【解析】镁是构成叶绿素的元素；人体缺铁会影响血红蛋白的合成，从而影响有氧呼吸

功能；人体血液中Ca 2＋浓度太低，会出现抽搐症状；细胞中的某些无机盐离子(如HCO 3－)

对维持细胞的酸碱平衡有一定作用。

【答案】A

1．由于教材中在无机盐存在形式上的阐述一般是“细胞中大多数无机盐以离子的形式

存在”，许多考生就误认为无机盐都是离子形式，其实，无机盐在细胞中还有化合态形式。

2．无机盐的生理功能，特别是一些无机盐的重要作用、缺乏某些重要无机盐后的病症及治疗措施，考生可以根据平时的试题及有关资料，注意收集整理，以防高考试题出现新背景。

3．试题无论怎么变，但考查的知识几乎都是“无机盐→重要化合物→对生理作用的调节、作用和影响”，只要我们遵循这条路径去理解、分析，即能找到所需答案。

高考试题由于题量少而考查的知识点却很多，因而单独考查某一个知识点的现象并不多见，往往带有综合性，特别是针对像本讲内容所涉及的元素、水、无机盐这些知识，由于知识本身比较简单，综合考查、多角度联系考查，已经是历年高考命题的常见模式。

交汇(一)元素的综合考查与综合分析

1．元素→化合物→生命过程

(广西梧州检测)如图表示构成细胞的元素、化合物及其作用示意图，a、b、c、d代表不同的小分子物质，A、B、C代表不同的大分子，请分析回答：

(1)物质a是____________，在动物细胞内，与物质A作用最相近的物质是____________；若物质A在动植物细胞中均含有，并作为细胞内的最理想的储能物质，则A是____________，可以用____________鉴定。

(2)若某物质B的生理功能是催化淀粉水解，则B是________。

(3)物质c共有____________种，染色体与染色质的关系是________________________________________________________________________。

(4)与d同属于一类的还有____________。

【解析】(1)淀粉是植物细胞中重要的能源物质，淀粉的基本组成单位是葡萄糖，因此物质a是葡萄糖；糖原是动物细胞中重要的能源物质；脂肪是动植物内共有的储能物质，其可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，也可以被苏丹Ⅳ染液染成红色。(2)图中物质B是蛋白质，根据酶的专一性可知，催化淀粉水解的酶是淀粉酶。(3)图中物质C是DNA，DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，脱氧核苷酸有4种；染色质和染色体是同样的物质在细胞不同时期的两种存在状态。(4)图中d是雄激素，胆固醇、性激素、维生素D都属于固醇类物质。

【答案】(1)葡萄糖糖原脂肪苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)染液

(2)淀粉酶

(3)4同样的物质在细胞不同时期的两种存在状态

(4)胆固醇、维生素D

2．元素的综合考查

(河北唐山一模)磷是组成生物体细胞的大量元素。

(1)试写出高等动植物细胞内共有的两种含磷的化合物及功能。

(2)高大乔木叶片主要可通过哪些生理过程从土壤中获得磷元素？

(3)生产生活中使用的含磷制品(洗涤剂等)，随污水排放到海洋中，可导致海洋哪些类型的污染？

(4)用32P 标记一噬菌体的DNA ，让此噬菌体去侵染含31P 的细菌，待细菌解体后，检测到有128个噬菌体放出，则所释放出的噬菌体中，含32P 的噬菌体与含31P 的噬菌体的比例为________。

【解析】(1)所有高等动植物的细胞中，能量的“货币”都是ATP ，它是细胞中的直接能源物质；组成细胞膜的成分中都由磷脂双分子层构成基本骨架；细胞中的遗传物质都是DNA 。(3)农业杀虫剂中的很多剧毒农药是有机磷农药，它们进入水体可导致海洋污染，并通过食物链的富集，可对海洋生物造成很大的毒害作用；还有一些磷以磷酸根的形式随生活污水进入水体，造成海洋污染，这类污染将引起海洋赤潮的发生。(4)由于DNA 分子的半保留复制，在子代的128个噬菌体内，其中126个噬菌体中只含有31P ，2个噬菌体中既含有32P 又含有31P ，所以两者比例为2∶128。

【答案】(1)①ATP ——细胞中的直接能源物质；②磷脂——各种膜结构的成分。

(2)高大乔木叶片从土壤中获得磷元素首先是根通过主动运输的方式从土壤中吸收PO 43－；然后通过叶片蒸腾作用产生的蒸腾拉力，PO 43－等随水分子的运输而到达叶片。

(3)农药污染和无机物污染。

(4)2∶128

交汇(二) 水参与的代谢过程

(甘肃一诊)土壤干旱使植物叶片的光合速率下降。某研究性学习小组采用盆栽实验，模拟干旱环境，探究植物叶片光合速率下降的原因。实验开始时土壤水分充足，然后实验组停止浇水，对照组土壤水分条件保持适宜，实验结果如图所示。请回答：

实验组叶片光合速率下降，这是由于：

(1)水是________的原料，又是光合产物在植物体内________的主要介质。

(2)缺水使叶绿体中的________合成受阻，影响光合作用的光反应。

(3)缺水导致气孔关闭，叶片内________浓度下降，光合速率下降。

【解析】本题考查影响光合作用的因素、光合作用的过程，属于考纲理解、分析层次。

(1)水是光合作用的原料，也是光合产物在植物体内运输的主要介质。(2)缺水使叶绿体中的叶绿素合成受阻。(3)缺水时气孔关闭，气孔是外界二氧化碳进入植物体的通道，气孔关闭后叶片内二氧化碳浓度下降。

【答案】(1)光合作用运输

(2)叶绿素

(3)二氧化碳

1．下列化合物中含有的化学元素种类最少的一组是()

A．抗体和胆固醇

B．纤维素和脱氧核糖

C．性激素和磷脂

D．ATP和酶

2．下列关于细胞中化学元素的叙述，正确的是()

A．细胞中一种元素的作用能被其他元素替代

B．主动运输机制有助于维持细胞内元素组成的相对稳定

C．由Fe参与组成的血红蛋白，是内环境的成分之一

D．P是磷脂、A TP及核糖等多种化合物的组成元素

3．下列有关对生物体内水的描述，错误的是()

A．幼小的生物体内自由水与结合水的比值越大时，代谢越活跃

B．自由水是良好的溶剂，是各种代谢活动的介质

C．结合水是组成细胞结构的一部分，约占细胞内全部水分的4.5%

D．心肌坚韧、血液液态，但含水量相差无几，原因是心肌内全是结合水

4．细胞内的某些代谢过程可以产生水。请判断下列生理过程中能产生水的是()

①合成抗体

②淀粉消化成麦芽糖

③人体骨骼肌进行无氧呼吸

④ADP与磷酸合成ATP

⑤叶肉细胞的光合作用

⑥酵母菌有氧呼吸

A．①②⑤⑥B．①③⑤⑥

C．①④⑤⑥D．①②④⑤

5．下列哪一组结构或物质的元素组成一定是不相同的()

A．细菌体内的基因与细胞膜

B．蓝藻细胞内的核糖体与玉米的细胞壁

C．骨骼肌细胞内的线粒体与染色体

D．植物细胞的细胞壁与动物细胞中的糖原

6．人的红细胞必须生活在NaCl浓度为0.9%的血浆中。若将红细胞置于浓盐水中，红细胞则会失水皱缩，从而丧失输送O2的功能。这些事实说明()

A．无机盐对维持生物体的细胞代谢有重要作用

B．水分子容易进出细胞

C．无机盐对维持生物体的形态和功能有重要作用

D．无机盐离子容易进出细胞

7．如图中①②③④表示不同化学元素所组成的化合物，以下说法不正确的是()

A．若①为某种多聚体的单体，则①最可能是氨基酸

B．若②大量存在于皮下和内脏器官周围等部位，则②是脂肪

C．若③为多聚体，且能贮存生物的遗传信息，则③是染色体

D．若④主要在人体肝脏和肌肉内合成，则④最可能是糖原

8．实验一：分别取茜草种子100粒，称重，至培养皿中，水浸1、2、4、8、12、16、20、24、36、48、52、56、60、72 h分别取出再称重。称前用吸水纸将种子表皮水分吸干，重复3次。实验二：随机取每份100粒种子均匀摆放在发芽床上，置于20℃的光照培养箱内培养，每日光照12 h，每日记录发芽粒数，每种重复处理3次，每次重复100粒种子。实验三：重复实验二各步骤，只需撤去培养箱内的光照装置。种子吸水率＝(吸水后质量－干质量)/干质量×100%。种子的吸水情况如图所示，光照、黑暗条件对茜草种子萌发的影响如表所示。

条件开始发芽时间/h 发芽率/%

黑暗8 68

光照11 69

据图表回答：

(1)从茜草种子吸水率曲线可知，吸水率在处理过程的前24 h阶段中，随处理时间的增加，吸水率呈________，但处理时间达到28 h之后，茜草种子的吸水渐渐达到________状态，吸水率在36 h达到________。这是由于在浸泡处理的初始阶段种子内外溶液的________几乎达到最大值，所以造成种子快速吸水，种子吸水率随处理时间的增加而不断升高，但当种子细胞内外________达到最小值，即平衡状态时，种子就不再吸水。

(2)由上表条件可知，在20℃的培养箱中，将种子分别置于______和______的条件下进行发芽实验，每日记录______。

(3)由上表数据可知，在其他条件相同时，茜草种子在黑暗条件下比在光照条件下的____________，在黑暗条件下和在光照条件下的发芽率____________。因此在生产上播种后适当覆土有助于____________。

【名师预测】

9．下列有关水和无机盐的叙述，正确的是( )

A ．人体的血浆渗透压由无机盐维持

B ．贮藏中的种子不含水分，以保持休眠状态

C ．细胞进行脂肪、DNA 、RNA 等物质合成时都需要磷酸盐

D ．N 是构成蛋白质、核酸和A TP 的重要元素

第2讲 糖类和脂质

一、糖类

1．糖类的化学组成和种类

【拓展提升】

类糖组成作用：组成细胞的重要成分、主要的能源物质、参与遗传物质的

2．糖类的功能(全面分析)

(1)糖类是生物体的主要能源物质

①糖类是生物体进行生命活动的主要能源物质(70%)。

②淀粉和糖原分别是植物、动物细胞内的储能物质，而纤维素为结构物质，非储能物质。

(2)糖类是细胞和生物体的重要结构成分

①五碳糖是构成核酸的主要成分。

②纤维素和果胶是植物细胞壁的主要成分。

③细菌的细胞壁主要由肽聚糖组成。

(3)糖类是细胞通讯、识别作用的基础，也是细胞膜的成分；在细胞膜上糖类常与蛋白质结合在一起构成糖蛋白，糖蛋白在细胞与细胞之间的相互识别、信息传递过程中起着非常重要的作用。

3．植物体内糖类代谢图解

【特别提醒】图解中应掌握的内容有：光合作用的概念、反应式、过程；温室作物栽培原理(如适当增加光照、提高CO2浓度等)；有氧呼吸和无氧呼吸的概念、反应式、过程；中耕松土、种子的储藏、蔬菜的保鲜原理。

4．人和动物糖类代谢图解

【特别提醒】图解中应掌握的内容有：糖类的化学性消化过程及部位；葡萄糖被吸收的方式、途径，葡萄糖在细胞内的代谢；血糖的正常值，低血糖症、高血糖症和糖尿病血糖浓度的范围及致病机理；高等动物和人体在剧烈运动时细胞呼吸的产物、能量；糖代谢与蛋白质代谢、脂肪代谢的关系。

二、脂质的类别与功能

种类生理功能

脂肪①储存能量、氧化分解释放能量

②维持体温恒定

类脂磷脂是构成细胞膜、线粒体膜、叶绿体膜等膜结构的重要成分

固醇类

胆固醇是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，代谢失调会引起心血管方面的疾病

性激素促进性器官的发育和两性生殖细胞的形成，激发并维持雌、雄性动物的第

二性征

维生素D 促进人体对钙、磷的吸收和利用

【特别提醒】脂肪氧化分解特点：相对于糖类、蛋白质分子，脂肪分子中C、H的比例高，而O比例小，故在氧化分解时，单位质量的脂肪较糖类、蛋白质消耗的氧气多，产生的水多，产生的能量也多。

三、糖类和脂质的比较

项目

名称

糖类脂质

化学组成和种类C、H、O→单糖(葡萄糖、果糖、半乳糖)→二糖(蔗糖、麦芽糖、乳糖)→多糖(淀粉、纤

维素、糖原)

区

别

合成

部位

生理

作用

叶绿体、内质网、高尔基体、

肝脏和肌肉

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

主要是内质网

①生物体的储能物质，如脂肪

②生物膜的重要组成成分，如

磷脂

③调节新陈代谢和生殖，如性

激素

联系糖类可以大量转化成脂肪，但

脂肪却不能大量转化成糖类

【特别提醒】

(1)单糖中的葡萄糖、果糖及二糖中的麦芽糖是还原糖，可用斐林试剂鉴定，多糖不具有还原性，不能用斐林试剂鉴定。

(2)糖类和脂肪均由C、H、O三种元素组成，都能氧化分解产生CO2、H2O，同时释放能量。但脂肪中氢的含量远远高于糖类，所以同质量的脂肪储存的能量比糖类多。

【注意问题】糖类和脂质的理解误区

(1)并非所有的糖都是能源物质，如核糖、纤维素不提供能量。

(2)并非所有的糖都可以用斐林试剂鉴定，如蔗糖、淀粉均为非还原糖。

(3)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。

【变式理解】糖类、脂质的分类(集合)

一、糖类

糖类是细胞的主要能源物质，也可以是细胞结构的组成物质。在历年的高考试题命题中，常从糖类的元素组成、种类、功能、代谢、还原糖的鉴定等方面进行考查，试题包括选择题、非选择题，考查形式有叙述类、图表类、材料类、实验类等，一般难度不会太大。

(2013广东卷，1)有关糖的叙述，正确的是()

A．葡萄糖在线粒体中合成

B．葡萄糖遇碘变为蓝色

C．纤维素由葡萄糖组成

D．胰岛素促进糖原分解

【解析】本题考查糖类的相关知识。葡萄糖在叶绿体中合成，线粒体是有氧呼吸的场所；淀粉遇碘变蓝；纤维素为多糖，由葡萄糖组成；胰岛素具有降血糖作用，能促进糖原的合成。

【答案】C

变式(一)从糖类的种类及功能进行考查

糖类一般分为单糖、二糖、多糖三类，每一类包括几种；单糖经脱水形成二糖，多个单糖经脱水形成多糖；多糖和二糖都可水解成单糖。每种糖有着独特的功能。所以从“糖的种类及功能”的角度进行考查，是比较常见的考查方式。

(2010海南卷，1)下列关于糖的叙述，正确的是()

A．葡萄糖和果糖分子均有还原性

B．葡萄糖和麦芽糖可被水解

C．构成纤维素的单体是葡萄糖和果糖

D．乳糖可以被小肠上皮细胞直接吸收

【解析】葡萄糖和果糖属于单糖，均有还原性，所以A项正确；葡萄糖属于单糖不能再水解，所以B项错误；纤维素属于多糖，其基本单位是葡萄糖，所以C项错误；乳糖被水解成葡萄糖和半乳糖后才能被小肠上皮细胞吸收，所以D项错误。

【答案】A

变式(二)从糖类的代谢进行考查

糖类是细胞中的主要能源物质，涉及多个生理过程，如糖的合成、分解、转化，糖的代谢是细胞中多种重要代谢之一。因此，高考试题也常从“糖类的代谢”进行考查。

(北京卷，1)下列有关人体糖类代谢的叙述不正确的是()

A．糖类可由某些氨基酸经脱氨基后转化产生

B．糖类在供应过量的情况下可转化成为脂质

C．肌糖原可分解为葡萄糖以维持血糖浓度

D．肝糖原分解代谢出现障碍可导致低血糖

【解析】肌糖原不能直接分解为葡萄糖，只能经过糖酵解生成乳酸，然后乳酸再通过血液循环运输到肝脏中转化为葡萄糖等，因此肌糖原不能直接分解为葡萄糖，而是间接地维持血糖的浓度。

【答案】C

1．糖类易混知识分析：

并不是所有糖类中氢氧比都为2∶1，如脱氧核糖(C5H10O4)，也不要误认为分子中碳氢比为1∶2的都是糖类，如甲醛(CH2O)和乳酸(C3H6O3)等。并不是组成二糖的单糖都是葡萄糖，蔗糖、乳糖除含葡萄糖外，还分别含有果糖、半乳糖。糖类不仅能提供能量，还能与蛋白质组成糖蛋白，参与细胞膜的构成，有保护、信息传递等功能。糖类的合成也有专门的细胞器，如葡萄糖是在叶绿体中合成的，纤维素的合成与高尔基体有关。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供给能量。

2．糖类不是细胞中唯一的能源物质：

(1)细胞中的糖类、脂肪和蛋白质都含有大量的化学能，都可以被氧化分解，为生命活动供能，产物中都有CO2和H2O。正常情况下，脂肪、蛋白质除正常代谢产生部分能量供生命活动利用外，一般不供能，只有在病理状态或衰老状态下才氧化供能。

(2)ATP是直接能源物质，糖类是主要能源物质，脂肪是细胞内良好的储能物质，太阳能是最终能量来源；植物细胞内的储能物质是淀粉，动物细胞内的储能物质是糖原。

3．解题策略：

历年来，考查糖类的高考试题年年有、时时新。通过分析不难发现，凡是考查糖类的试题，总是以能源物质(能量)的身份出现，解答时我们一定要紧紧抓住“能量供应”进行分析，然后从“糖类的元素组成、种类、功能、特性”的角度进行思考和挖掘，一般都能整理出正确答案。

二、脂质

脂质不等同于脂肪，脂肪只是脂质中的一种。脂质中的脂肪是细胞中的重要储能物质，但类脂中的磷脂是生物膜的主要组成成分，固醇对细胞有重要的调节功能。虽然脂质有多种，且不同种脂质的功能相差很大，与脂质有关的试题主要有选择题、非选择题、叙述题、图表题等形式，涉及脂质的鉴定、功能等。试题考查的深度不大，一般为中低难度的题。

(2013全国新课标卷一，29)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】本题考查物质的鉴定以及种子萌发过程中干重和脂肪含量的变化，属于考纲理解层次。(1)苏丹Ⅲ能将脂肪染成橘黄色，苏丹Ⅳ能将脂肪染成红色。(2)在种子萌发过程中，脂肪被水解成甘油和脂肪酸，使得脂肪的含量逐渐减少，而萌发种子干重的增加主要是水解脂肪时水中的氧元素导致的。(3)幼苗进行光合作用合成有机物，使干重增加，光合作用需要光照、适宜的温度、水分以及所需的矿质元素离子。

【答案】(1)苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)橘黄(或红)

(2)O(3)光照所需的矿质元素离子

变式(一)以脂质的功能进行考查

脂质主要有脂肪、磷脂、固醇三种，且不同脂质的功能相差较大，有比较大的迷惑性。以“脂质的功能”为切入点进行考查，在高考试题中比较常见。

(2014海南卷，2)下列有关脂质的叙述，正确的是()

A．脂质中的磷脂是细胞膜的组成成分

B．维生素D和性激素不属于固醇类物质

C．脂肪比相同质量的多糖彻底氧化产能少

D．脂质在核糖体、内质网及高尔基体上合成

【解析】脂质中的磷脂是细胞膜的主要组成成分之一；维生素D和性激素都属于固醇类；与糖类分子比较，脂肪分子含有的H多、O少，因此，在氧化分解时同质量的脂肪释放的能量多；合成脂质的场所是内质网。

【答案】A

变式(二)以脂质的代谢进行考查

由于脂质有多种，参与多方面的代谢过程，且与糖类、蛋白质代谢之间也有一定的联系。从这个角度考查脂质的有关知识较常见。

(2009上海卷，13)下列关于人体内血脂代谢及其调节的叙述中，错误的是()

A. 血液中的甘油三酯可以来自于小肠的乳糜微粒

B. 血液中高密度脂蛋白偏高会导致高胆固醇血症

C. 脂肪细胞中甘油三酯与葡萄糖可以相互转化

D. 胰高血糖素促进甘油三酯的分解

【解析】高密度脂蛋白可将周围组织的胆固醇转送到肝脏而排出，体内高密度脂蛋白水平越高，则预示身体清除胆固醇的能力越强，患心血管疾病的危险性越小。

【答案】B

1．糖类与脂质的比较：

(1)解答能源物质方面的问题时应注意是储能物质还是直接能源物质。

(2)解答脂质方面问题时，注意区分脂肪与脂质、固醇与胆固醇等。

2．解题策略方面：

解答与脂质有关的试题，首先弄清楚试题考查的是脂肪、磷脂还是固醇，再从所考查的脂质的元素组成、功能、代谢等方面进一步思考。如果涉及与糖类、蛋白质的交叉考查，理清试题所考查的交叉点，此类试题的难度一般都不大；如果出现坐标图和表格，可以采取对比思维，通过曲线、数据的比较，找出规律，再从脂质及所关联的物质进行分析、解答。

高考试题往往带有综合性，由于涉及的知识本身比较简单，且各种组成物质之间常常不是单独起作用，而是相互联系、相互影响。可见，综合考查、多角度联系考查，已经是历年高考命题的常规考查形式。

交汇(一)糖类、脂质的代谢与能量供应

糖类、脂质(脂肪)→能量释放与能量供应

(湖南湘潭模拟)根据表中分析同质量的脂肪和糖类在氧化分解时的差异，以下说法不正确的是()

物质

各元素比例氧化分解时

C O 耗氧量释放能量产生的

水量

脂肪 75% 13% 较多 较多 X 糖类

44%

50%

较少

较少

Y

A ．相同质量条件下，脂肪比糖类在氧化分解时耗氧量多

B ．脂肪中的H 的比例是12%

C ．相同质量的脂肪和糖类氧化分解时产生的水量X ＜Y

D ．脂肪中H 的比例较高，所以释放的能量较多

【解析】糖类和脂肪都是由C 、H 、O 三种元素组成的，根据表中数据可知，脂肪中H 的比例是1－75%－13%＝12%，糖类中H 的比例是1－44%－50%＝6%，且脂肪中O C

比值大，故相同质量条件下，脂肪氧化分解耗氧量多，产生的水多，即X>Y 。

【答案】C

交汇(二) 糖类、脂质及其他有机物之间的转化

糖类→脂质(脂肪)，糖类→蛋白质，脂质(脂肪)→糖类，脂质(脂肪)→蛋白质

(2014广东卷，5)油菜种子成熟过程中部分有机物的变化如图所示，将不同成熟阶段的种子匀浆后检测，结果正确的是( )

选项 取样时间 检测试剂 检测结果 A 第10天 斐林试剂 不显色 B 第20天 双缩脲试剂 不显色 C 第30天 苏丹Ⅲ试剂

橘黄色 D

第40天

碘液

蓝色

【解析】由图可知，第10天时，可溶性糖含量较高，与斐林试剂反应可产生砖红色沉淀；第20天，种子中含有多种水解酶，其化学本质是蛋白质，与双缩脲试剂结合发生紫色反应；第30天时，脂肪含量较高，苏丹Ⅲ将其染成橘黄色；第40天，淀粉含量为0，不能与碘液反应变蓝色。

【答案】C

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