无机物糖类和脂质知识讲解.docx
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无机物糖类和脂质知识讲解
无机物、糖类和脂质知识讲解
组成细胞的分子：
无机物、糖类、和脂质
【学习目标】
1、理解细胞中水、无机盐的存在形式及其作用
2、理解细胞中糖类、脂质的分类及其在细胞中所起的作用
3、理解生物大分子以碳链为骨架
4、重点：
水和无机盐在细胞中的作用；糖类的种类和作用
5、难点：
结合水的概念及无机盐的作用；多糖的种类
【要点梳理】
要点一、细胞中的无机物
1、细胞中的水
〔1〕生物体内水的含量
①含量最多的化合物。
水在细胞的各种化学成分中含量最多，一般为60%~95%。
②不同生物体内水的含量有所差异，如水母的含水量到达97%。
③生物体在不同的生长发育期，含水量不同，如婴儿期>成年期，幼嫩局部>成熟局部。
④同一生物不同器官的含水量不同。
〔2〕水的存在形式及生理作用
形式
自由水
结合水
定义
细胞中绝大局部的水以游离的形式存在，可以自由流动
与细胞内的其他物质相结合的水
含量
约占细胞内全部水分的95.5%
约占细胞内全部水分的4.5%
功能
①细胞内良好的溶剂；②参与生化反响
③为细胞提供液体环境；④运送营养物质和代谢废物
是细胞结构的重要组成成分
联系
自由水和结合水能够随新陈代谢的进行而相互转化
要点诠释：
细胞中的水绝大局部以自由水的形式存在，自由水的主要功能阐述如下：
〔1〕做溶剂。
水分子的极性强，能是溶解于其中的许多物质解离成离子，利于化学反响进行。
〔2〕运输营养物质和代谢废物。
水溶液的流动性大，水在生物体内还起到运输物质的作用，将吸收来的营养物质运输到各组织中区，并将组织中的废物运输到排泄器官。
〔3〕调节温度。
水分子之间借助氢键连接，氢键的破坏吸收能量，反之释放能量。
人蒸发少量的汗就能散发大量的热。
再加上水的流动性大，能随血液循环迅速分布全身，因此对于维持生物体的温度起很大作用。
〔4〕调控代谢活动。
生物体内含水量多少以及水的存在状态改变，都影响新陈代谢的进行。
一般生物体内含水70%以上时，细胞代谢活泼；含水量降低，那么代谢不活泼或进入休眠状态。
2、细胞中的无机盐
〔1〕含量：
1~1.5%
〔2〕无机盐的存在形式：
多以离子形式存在
〔3〕无机盐的生理作用：
①有些无机盐是某些复杂化合物的重要组成成分
②无机盐参与维持正常的生命活动：
如酸碱平衡、离子平衡、渗透平衡
要点诠释：
〔1〕有些无机盐是细胞内某些复杂的化合物的重要组成局部，如Mg2+是叶绿素分子必需的成分；Fe2+是血红蛋白的主要成分；碳酸钙是动物和人体的骨、牙齿中的重要成分；P043-是生物膜的主要成分磷脂的组成成分；
〔2〕无机盐参与维持正常的生命活动，哺乳动物血液中必须含有一定量的Ca2+，如果某个动物血液中钙盐的含量过低就会出现抽搐。
〔3〕维持生物体内的平衡：
①渗透压的平衡Na+，Cl一对细胞外液渗透压起重要作用，K＋那么对细胞内液渗透压起决定作用。
②酸碱平衡〔即pH平衡〕，pH调节着细胞的一切生命活动，它的改变影响着原生质体组成物质的所有特性以及在细胞内发生的一切反响：
如人血浆中H2CO3/HCO3-，HPO42-/H2P04-等。
③离子平衡：
动物细胞内外Na+/K+/Ca2+的比例是相对稳定的。
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，是使细胞可以保持反响性能的重要条件。
要点二、细胞中的糖类和脂质
1、细胞中的糖类
〔1〕细胞中糖的种类
种类
分子式
功能
单糖
葡萄糖
C6H12O6
细胞内最重要的能源物质
果糖
蔗糖的组成物质之一
半乳糖
乳糖的组成物质之一
核糖
C5H10O5
核酸RNA的组成物质之一
脱氧核糖
C5H10O4
核酸DNA的组成物质之一
二糖
蔗糖
C12H22O11
植物细胞特有的，水解为单糖，提供能量
麦芽糖
乳糖
动物细胞特有的〔乳汁中〕，水解为单糖
多糖
淀粉
〔C6H10O5〕n
植物细胞内贮存能量的物质
纤维素
植物细胞壁的组成成分
糖原
动物细胞内贮存能量的物质
〔2〕糖类的功能
糖类是主要的能源物质。
从能量供给方面来讲，生物体和细胞各项生命活动消耗的能量主要由糖类供给，虽然蛋白质、脂肪等也能为生命活动提供能量。
①单糖
单糖是不能水解的糖。
光合作用的产物主要是葡萄糖〔C6HI206〕，它与果糖〔C6HI206〕是生物界分布最普遍的六碳糖，虽然分子式相同，但属于结构不同的同分异构体。
半乳糖〔C6HI206〕与葡萄糖也是同分异构体，因两者结合构成乳糖而得名。
核糖〔C5H1005〕和脱氧核糖〔C5H1004〕是相差一个氧的两种五碳糖，它们的结构都成环状，是区分脱氧核糖核酸〔DNA〕和核糖核酸〔RNA〕的重要成分。
②二糖
二糖在植物细胞中有蔗糖和麦芽糖。
蔗糖是由一分子果糖和一分子葡萄糖脱水缩合而成，甘蔗和甜菜中含有大量的蔗糖；麦芽糖是由两分子葡萄糖组成，发芽的大麦里含有大量的麦芽糖。
在动物的乳汁中，含有由一分子葡萄糖和一分子半乳糖缩合而成的二糖——乳糖。
这三种二糖〔蔗糖、麦芽糖、乳糖〕分子式相同〔C12H22O11〕，但结构不同。
③多糖
多糖是由多个单糖分子脱水缩合而成的链状大分子，是自然界中含量最多的糖类。
淀粉是高等植物中糖的主要存在形式，以直链淀粉和支链淀粉两种形式存在，长链呈螺旋状盘曲。
在植物中，最重要的多糖是纤维素，纤维素是植物细胞壁组成成分。
动物细胞中量重要的多糖是糖原〔动物淀粉〕，它分为肝糖原和肌糖原两种。
因此，糖类是生物体生命活动的主要能源物质；另外，淀粉是植物细胞中储存能量的物质；糖原是动物细胞中储存能量的物质；核糖和脱氧核糖是组成核酸的重要物质，
2、细胞中的脂质
〔1〕细胞中脂质
脂质，最熟悉的是食用植物油和动物脂肪。
脂质分子主要由C、H、O三种元素构成，有的脂质还含有N、P。
常见的脂质有脂肪、磷脂、固醇等。
〔2〕脂质的种类及生理功能：
种类
生理功能
脂肪
〔1〕细胞内良好的储能物质
〔2〕很好的绝热体，有隔热、保温作用
〔3〕能缓冲和减压，可以保护内脏器官
磷脂
构成细胞膜、细胞器膜等生物膜的重要成分
固醇类
胆固醇
〔1〕构成细胞膜的重要成分〔2〕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以及生殖细胞的形成
维生素D
能有效地促进人和动物肠道对Ca、P的吸收
3、生物组织中糖类、脂肪、蛋白质的鉴定
物质
材料
试剂
操作要点
颜色反响
复原性糖
苹果，梨等浅色水果
斐林试剂〔甲液和乙液〕
临时混合，沸水浴加热
砖红色沉淀
脂肪
花生子叶
苏丹Ⅲ〔Ⅳ〕染液
切片，高倍镜观察
橘黄色〔红色〕
蛋白质
牛奶，豆浆或蛋清稀释液
双缩脲试剂〔A液和B液〕
先加试剂A，再滴加试剂B
紫色
淀粉
马铃薯等
碘液
直接滴加碘液
蓝色
要点诠释：
〔1〕生物组织中复原糖的鉴定：
①斐林试剂甲液和乙液混合后使用
②苹果或梨组织液要临时制备，因组织液容易被氧化成褐色，将产生的颜色掩盖
〔2〕生物组织中蛋白质的鉴定：
①先加A液，再加B液，且B液不能过多，防止CuSO4遮盖反响颜色；假设A、B同时参加会生成Cu〔OH〕2沉淀，使双缩脲试剂失效。
②如用蛋清那么必须先稀释，防止蛋清粘于试管壁，反响不彻底
〔3〕生物组织中脂肪的鉴定：
①切片尽可能薄，方便显微镜下观察
②染色时间不宜过长
③酒精脱色时间不能过长，防止脂肪颗粒溶解成油滴
【典型例题】
类型一：
细胞中的无机物
例1、以下植物细胞中结合水的相对含量最大的是〔〕
A．休眠的蚕豆子叶细胞
B．玉米的胚乳细胞
C．洋葱根尖分生区的细胞
D．成熟柑橘的果肉细胞
【答案】A
【解析】结合水是细胞结构的主要组成成分，大约占细胞内全部水分的4．5％。
由此可见，结合水在细胞内的含量是较少的。
题目中提供的四个选项中，蚕豆由于处于休眠状态，其细胞内的自由水大量散失，因此结合水的相对含量就增加了。
而其他结构的细胞都是处于正常状态的活细胞，其细胞内自由水的含量都远高于休眠细胞中的含量，而结合水的相对含量就比拟低了。
此题正确答案是A。
【总结升华】此题考查生物体内结合水和自由水的相互关系。
【举一反三】：
【变式一】
关于生物体中的水，以下表达不正确的选项是〔〕
A．不同物种，含水量不同
B．同一物种，同一年龄的不同个体，含水量大致相同
C．同一个体的不同器官，含水量不同
D．同一器官的不同组织，含水量一定相同
【答案】D
【变式二】
对于生物体内自由水的表达不正确的选项是〔〕
A．生物体代谢旺盛时含量最丰富的物质
B．不发生化学反响
C．生物体各种反响的介质
D．植物越冬时，自由水含量降低
【答案】B
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，可以作为各种反响的介质，还可作为水解反响、光合作用及呼吸作用的反响物。
夏季，植物体内温度较高，代谢异常旺盛，自由水含量也很高，但是随着温度的降低，进入冬季，代谢缓慢，自由水含量迅速下降，局部自由水转化为结合水使自由水含量降低，防止严寒环境下发生结冰，抗寒能力增强，以适应寒冷的冬季。
【变式三】
如果一个正在进行旺盛生命活动的细胞，假定在其生命活动过程中含水量不变，那么温度对结合水和自由水的比例有何影响，以下有关的表达正确的选项是〔〕
A．温度升高，结合水比例减小．自由水比例增加
B．温度升高，结合水比例增加，自由水比例减小
C．温度降低，结合水比例减小，自由水比例增加
D．温度降低，结合水和自由水比例不变
【答案】A
例2、Mn2+是许多酶的活化剂，加Mn2+能使硝酸复原酶激活，缺乏Mn2+植物就无法利用硝酸盐，这说明无机盐离子〔〕
A．对维持生物体的生命活动有重要作用
B．对维持细胞形态有重要作用
C．对维持酸碱平衡有重要作用
D．对维持和调节细胞内的渗透压有重要作用
【答案】A
【解析】“缺乏Mn2+植物就无法利用硝酸盐〞，也就是说植物的代谢就会出现障碍，没有无机盐在细胞形态上的影响，也没有提到对渗透压的影响，酸碱平衡就无从谈起了，据题意Mn2+是许多酶的激活剂，缺Mn2+酶不能正常发挥其功能，所催化的生化反响停止，生命活动受到影响，所以无机盐对维持生物体生命活动有重要作用。
【总结升华】此题考查无机盐的作用，注意此题中提到的情景和关键词。
【举一反三】：
【变式一】
人的红细胞必须生活在含有0.9%的氯化钠溶液中，假设将红细胞置于浓盐水中，红细胞那么会失水皱缩，从而丧失输送氧气的功能。
这些事实说明〔〕
A．无机盐对维持生物体的新陈代谢有重要作用
B．无机盐对维持细胞的形态和功能有重要作用
C．无机盐离子容易进出细胞
D．水分子容易进出细胞
【答案】B
【变式二】
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，该现象说明液泡内的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
【答案】A
通过题目可知，植物在液泡中贮存大量的Na＋，使细胞液中的溶液浓度大于外界土壤中的溶液浓度，才能使细胞从土壤中吸收水分，调节其内部渗透压。
【变式三】
医生给严重腹泻的病人注射一定量的0.9％的NaCl溶液，其目的是〔〕
A．补充无机盐B．补充能量C补存水分D．供给营养
【答案】C
类型二：
细胞中的糖类和脂质
例3、以下关于糖的表达，正确的选项是〔〕
A．葡萄糖和果糖分子均有复原性 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
【答案】A
【解析】细胞内的复原性糖有葡萄糖和果糖〔单糖〕还有麦芽糖〔二糖〕。
麦芽糖水解产生一个葡糖和一个果糖，都有复原性，可以和斐林试剂〔本尼迪特试剂〕反响产生砖红色沉淀。
蔗糖没有复原性。
纤维素是有葡萄糖单体缩合而成，不含果糖。
乳糖分子量大，必须经过水解形成单糖，葡萄糖和半乳糖才能被小肠上皮吸收。
【总结升华】此题考查了糖的性质、功能和鉴定。
【举一反三】：
【变式一】
以下有关糖类生理作用的描述中错误的选项是〔〕
A．核糖和脱氧核糖是核酸的组成成分
B．葡萄糖是重要的能源物质
C．糖元是所有生物体储藏的能源物质
D．纤维素是植物细胞壁的主要成分
【答案】C
【变式二】
人体内磷脂的重要生理作用是〔 〕
A．细胞各种膜结构的骨架物质
B．协助脂溶性物质的吸收
C．氧化分解为机体提供能量
D．合成脂质激素和维生素D的原料
【答案】A
【解析】构成细胞膜、细胞器膜等生物膜的重要成分，细胞膜和细胞器膜都是由磷脂双分子层及蛋白质分子等构成。
【变式三】
以下关于纤维素的表达中正确的选项是（）
A.细菌细胞壁的
主要成分B.分子式可表示为（C6H10O5）n
C.水解最终产物为葡萄糖D.生物体进行生命活动的能源物质
【答案】C
例4、在鉴定复原性糖的实验中，加人斐林试剂时必须要（）
A．先加人斐林试剂甲液，后加人乙液
B．先加人斐林试剂乙液，后加人甲液
C．将斐林试剂的甲液和乙液混合均匀后再加
D．以上A、B、C三项操作方法都正确
【答案】C
【解析】斐林试剂的甲液是氢氧化钠的质量浓度为0.1g/mL的溶液；乙液是硫酸铜的质量浓度为0.05g/mL的溶液。
只有将甲液和乙液混合后，才能生成浅蓝色的Cu〔OH〕2。
而复原性糖就是与Cu〔OH〕2在加热条件下，才能生成砖红色的Cu20沉淀，起到鉴定复原性糖的作用。
【总结升华】此题考查斐林试剂的使用方法
【举一反三】：
【变式一】
以下关于实验操作步骤的表达中，正确的选项是（ ）
A．用于鉴定可溶性复原糖的斐林试剂甲液和乙液，可直接用于蛋白质的鉴定
B．脂肪的鉴定需要用显微镜才能看到花生子叶切片上被染成橘黄色的脂肪滴
C．鉴定可溶性复原糖时，要参加斐林试剂甲液摇匀后，再参加乙液
D．用于鉴定蛋白质的双缩脲试剂A液和B液要混合均匀后，再参加含样品的试管中，且必须现混现用
【答案】B
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