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专题02 细胞中的无机物、糖类和脂质
考点一 细胞中的元素和化合物、无机物
1、组成细胞的元素
大量元素：______________________________________等。
微量元素：______________________________________等。
基本元素：___________。
最基本元素：___________。
细胞中的元素大多以___________的形式存在。
2、生物界和非生物界在元素种类和含量上的统一性：
______________________________________。
生物界和非生物界在元素种类和含量上的差异性：__________________________________。
3、组成细胞的化合物：无机物（水和无机盐），有机物（糖类、蛋白质、核酸、脂质）。
4、人体活细胞中___________的含量最多，但氢原子的数量最多。
5、细胞中的水的存在形式：自由水和结合水。___________水是细胞结构的重要组成成分。
___________水是细胞的良好溶剂，参与许多生物化学反应，为细胞提供液体环境，运送营
养物质和代谢废物。自由水和结合水是可以相互转化的，当自由水占比升高时，代谢
___________但抗逆性___________，当结合水比值升高时代谢___________但抗逆性
___________。
6、细胞中的无机盐主要以___________形式存在，无机盐以离子形式被吸收，主要的吸收
方式是___________。细胞中的无机盐可以组成复杂的化合物，例如___________离子可以
构成叶绿素，___________离子构成血红素。无机盐可维持细胞和生物体的生命活动，对于
考点分布
重点难点
备考指南
单糖、二糖、多糖
脂质分类
糖类和脂质的元素组成及区别
检测生物组织中的还原糖、脂
肪和蛋白质
水和无机盐的作用
1.实验：检测生物组织中的还
原糖、脂肪和蛋白质
2. 糖类、脂质的种类和作用
(Ⅱ)
3.水和无机盐的作用(Ⅰ)
明确单糖的种类，二糖的组成单
位，多糖的组成单位和作用。
熟记脂质的作用和分类。
掌握糖类和各种脂质的元素组成。
掌握检测检测生物组织中的还原
糖、脂肪和蛋白质的方法和具体操
作。
掌握水的存在形式及作用。
明确无机盐作用及缺乏症
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维持细胞和生物体的渗透压、酸碱平衡也非常重要。
1、患急性肠炎的病人脱水时需要及时补充水分，同时也需要补充体内丢失的无机盐，因此，
常见的治疗方法是输入___________。
2、大量出汗会排出过多的无机盐，导致体内的水盐平衡和酸碱平衡失调，这时应多喝
___________。
验证某种矿质元素的生理功能
(1)实验设计
①对照组：植物＋完全培养液→正常生长。
②实验组：植物+缺乏某种矿质元素的完全培养液→若正常生长则该元素不是必需元素；若
不能正常生长则需要进一步实验，加入该元素后植物能正常生长则该元素是必需元素。
(2)实验成功关键：保证单一变量。实验中应保证实验材料的统一性，即材料的种类、生长
状况应一致等。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。
判断化合物的元素组成，需要明确化合物的化学本质。
糖类、固醇和脂肪的元素组成：C、H、O，蛋白质的元素组成C、H、O、N（S），核酸、磷
脂、ATP 的元素组成：C、H、O、N、P。
典例1.下列关于生物体内水分的叙述，错误的是( )
A．植物体内含有较多自由水，可作为多种生物化学反应的反应物
B．细胞内的结合水向自由水转化时，细胞的抗寒性得到增强
C．种子储存前晒干是为了减少自由水含量，降低种子代谢速率
D．细胞内核糖体合成蛋白质时生成水，水中的氢来自氨基和羧基
典例2.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( )
2
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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
考点二 糖类、脂质的种类和作用
1．细胞中的糖类
根据是否水解及水解产物可以分为单糖（不能水解）、二糖（可以水解为两分子单糖）和
多糖（可水解为多个单糖）。
（1）糖类的元素组成是___________。
（2）蔗糖可水解为___________。麦芽糖可水解为两分子葡萄糖，乳糖可水解为
___________。
（3）淀粉、糖原和纤维素的基本单位都是___________，但是___________不同。其中只有
植物才有的多糖是___________,动物特有的是___________。
2．细胞中的脂质
（1）细胞中的脂质可以分为___________三类。
（2）脂肪的元素组成是C、H、O，作用是______________________________________。
（3）磷脂的元素组成是C、H、O、N、P，作用是构成生物膜的重要成分。
（4）固醇的元素组成是C、H、O 固醇可以分为胆固醇、___________三类，胆固醇的作用
是______________________________________。
1、糖类的种类、存在及作用
分类
概念
种类
分子式
分布
主要功能
单糖
不能水
解的糖
五碳糖
核糖
C5H10O5
动植物
细胞
组成核酸
的物质
脱氧
C5H10O4
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核糖
六碳糖
葡萄糖
C6H12O6
细胞中的重要
能源物质
果糖
植物细胞
组成其他复
杂化合物
半乳糖
动物细胞
二糖
水解后能
够生成两
分子单糖
的糖
蔗糖
C12H22O11
植物细胞
麦芽糖
乳糖
动物细胞
多糖
水解后能
够生成许
多单糖的
糖
淀粉
(C6H10O5)n
植物细胞
植物细胞中重
要的储能物质
纤维素
植物细胞壁的
主要组成成分
糖原
动物细胞
动物细胞中重
要的储能物质
2、糖类和脂质的比较
比较项目
糖类
脂质
区
别
元素组成
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构成细胞膜的重要成分，如磷
脂；
③调节新陈代谢和生殖，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
联系
糖类脂肪
3、磷脂是所有细胞必不可少的脂质。
4、胆固醇在许多动物性食物中含量丰富。饮食中如果过多地摄入胆固醇，会在血管壁上形
成沉积，造成血管堵塞，危及生命。因此，膳食中要注意限制高胆固醇类食物(如动物内脏、
蛋黄等)的过量摄入。要注意的是哺乳动物体内胆固醇并非有害无益，原因是胆固醇是构成
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。
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1、脂肪和糖类均由C、H、O 三种元素组成，但脂肪中“C”“H”含量高，而“O”含量低，
故脂肪氧化分解释放的能量多，需要O2多，产生的H2O 多。
2、葡萄糖可以通过静脉注射进入人体细胞，而蔗糖不可以的原因是葡萄糖属于单糖，可以
直接进入细胞，因此可以口服也可以静脉注射；蔗糖属于二糖，必须经过消化作用分解成
两分子单糖后才能进入细胞，因此不能直接静脉注射。
3、区分多糖的“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，蔗糖水解的终产物是
葡萄糖和果糖；糖氧化分解的终产物是CO2和H2O，即糖参与有氧呼吸后的最终产物。
4、种子形成和萌发过程中糖类和脂质的变化
种子类型
变化
非油料作物种子(如小麦)
油料作物种子(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
种子形成时，光合作用产物的输入导致其干重增加。种子萌发时，吸收水分导致其鲜重增
加，非油料作物的种子由于只进行细胞呼吸导致干重减少，油料作物种子萌发初期干重有
所增加(是因为脂肪转化为糖类的过程中增加了氧元素)，然后再减少。
典例1.分析组成糖类和脂肪的主要元素的质量分数,判断下列结论错误的是
( )
A.质量相同的脂肪和糖类彻底氧化分解时,糖类耗氧少
B.质量相同的脂肪和糖类彻底氧化分解时,脂肪产生的能量多
C.脂肪、糖类在体内代谢的终产物均是CO2和H2O
D.脂肪是生物体进行生命活动的主要能源物质
典例2.（2021 吉林长春质量监测）下列有关脂质的叙述,错误的是( )
A.有些脂质的组成元素是C、H、O、N、P
B.胆固醇能参与血液中糖类物质的运输
C.有些脂质可作为生物体内的储能物质
D.有些脂质能作为信号分子起调节作用
考点三 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1、检测原理
①糖类的检测
还原糖＋斐林试剂→砖红色沉淀。
淀粉＋碘液→蓝色。
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②脂肪的检测：脂肪＋苏丹Ⅲ→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
方法一：花生种子匀浆＋3 滴苏丹Ⅲ染液→橘黄色
方法二
③蛋白质的检测
选材与制备：蛋清稀释液或豆浆滤液
↓
颜色反应：
↓
结论：组织样液中含有蛋白质
2.注意事项：
（1）非还原糖(如蔗糖)如果与斐林试剂混合，水浴加热后的现象不是无色，而是浅蓝色
（Cu(OH)2的颜色）。
（2）脂肪鉴定现象观察
①若要观察被染色的脂肪颗粒，则需使用显微镜。
②若要观察溶液颜色变化，则不必使用显微镜。
（3）蛋白质鉴定
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。
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区分斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同”
（1）鉴定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）鉴定蛋白质时，加入过量的双缩脲试剂B 液后，如果没有产生明显的紫色反应，可能
的原因：加入的双缩脲试剂B 液过量，CuSO4在碱性溶液中生成大量的蓝色Cu(OH)2絮状沉
淀，会遮蔽实验中所产生的紫色，影响观察结果。
（3）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，可用于蛋白质的鉴定。
2．实验成功的3 个关键点
选材
(1)上述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。
(2)蛋白质检测中，若用大豆作材料，必须提前浸泡；若用蛋清作材料，必须
稀释，防止其黏在试管上不易刷洗；且该实验应预留部分组织样液作对比
设置
对照
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
实验
试剂
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，原理是苏丹Ⅲ染液易溶于酒精
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——还原糖检测，且必须水浴加热，一般不能用酒精灯直接加热。若不
加热，则无砖红色沉淀出现。
（2）唯一需要显微镜——脂肪检测。
（3）唯一使用酒精——脂肪检测，用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色。
典例1.(2021 湖北武汉部分学校质量检测）关于还原糖、淀粉、脂肪和蛋白质的鉴定实验,
下列叙述正确的是( )
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A.在葡萄糖溶液中加入双缩脲试剂,溶液由蓝色变成砖红色
B.在小麦种子匀浆中滴加碘液,需经水浴加热才有蓝色反应
C.花生子叶经苏丹Ⅲ染色,显微镜下可见橘黄色颗粒
D.在大豆种子匀浆中加入斐林试剂,溶液由蓝色变成紫色
典例2.（2021 山西运城开学考）下列对相关实验操作及实验结果的叙述正确的是( )
A.用苏丹Ⅲ染液对花生种子匀浆染色后,需用50%的酒精洗去浮色
B.向待测样液中滴加斐林试剂,未立即观察到砖红色沉淀说明其不含还原糖
C.用NaCl 溶液处理蛋白质样液后再添加双缩脲试剂,依然会出现紫色反应
D.用菠菜叶观察叶绿体时需要取表皮细胞做成装片
1、结合水与细胞内的其他物质相结合。细胞中绝大部分的水是自由水，以游离的形式存在，
可以自由流动。
2、生物界与非生物界在元素种类上具有统一性，而在元素含量上具有差异性。占细胞鲜重
含量最多的元素是氧，占细胞干重含量最多的元素是碳。占细胞鲜重最多的化合物是水，
占细胞干重最多的化合物是蛋白质。
3、一些无机盐是细胞内复杂化合物的重要组成成分，许多种无机盐对于维持细胞和生物体
的生命活动有重要的作用。生物体内的无机盐离子对维持细胞的酸碱平衡、渗透压平衡非
常重要。
4、糖类是主要的能源物质。脂肪是细胞内良好的储能物质。
5、淀粉和糖原分别是植物细胞和动物细胞的主要储能物质，纤维素是构成植物细胞壁的主
要成分，构成它们的基本单位都是葡萄糖。
6、脂质包括脂肪、磷脂和固醇等。
7、磷脂是构成生物膜的重要成分；固醇类物质包括胆固醇、性激素和维生素D 等。
8、还原糖遇斐林试剂加热可生成砖红色沉淀，脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，而蛋白质
遇双缩脲试剂呈紫色。
1.(2020·山东省邹城市第一中学月考)美国宇航局科学家在加利福尼亚州东部的莫诺湖里
发现了一种被称作GFAJ-1 的独特细菌，这种细菌能利用某剧毒化合物中的砷来代替磷元素
构筑生命分子，进行一些关键的生化反应(在元素周期表中，砷排在磷下方，两者属于同族，
化学性质相似)。根据上述材料进行预测，下列说法错误的是( )
A．GFAJ-1 细菌体内含量较多的六种元素可能是碳、氢、氧、氮、砷、硫
B．砷元素存在于GFAJ-1 细菌细胞膜以及糖类、DNA 和RNA 等物质中
C．砷对多数生物有毒可能是因为砷能够代替磷参与生化反应，制造混乱
D．该发现将使人类对生命的认识发生重大改变，拓宽了在地球极端环境乃至外星球寻找生
命的思路
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2.(2020·河北正定中学联考)如图甲是有活性的细胞中元素含量的柱形图，图乙是细胞中
化合物含量的扇形图，下列说法正确的是( )
A．若甲表示组成人体细胞的元素含量，则a、b、c 依次是O、H、C
B．若乙表示细胞干重中的化合物含量，则A 化合物是蛋白质
C．若乙表示细胞鲜重中的化合物含量，则A、B 化合物依次是蛋白质和水
D．地壳与活细胞中含量最多的元素都是a，因此说明生物界与非生物界具有统一性
3.(2020·山东，16 改编)棉花纤维由纤维细胞形成。蔗糖经膜蛋白SUT 转运进入纤维细胞
后逐渐积累，在纤维细胞的加厚期被大量水解后参与纤维素的合成。研究人员用普通棉花
品系培育了SUT 表达水平高的品系F，检测两品系植株开花后纤维细胞中的蔗糖含量，结
果如图所示。下列说法正确的是( )
A．纤维素的基本组成单位是葡萄糖和果糖
B．曲线乙表示品系F 纤维细胞中的蔗糖含量
C．15～18 天曲线乙下降的主要原因是蔗糖被水解后参与纤维素的合成
D．提高SUT 的表达水平会使纤维细胞加厚期延后
4.（2020·江苏·统考高考真题）下列关于细胞中生物大分子的叙述，错误的是( )
A.碳链是各种生物大分子的结构基础
B.糖类、脂质、蛋白质和核酸等有机物都是生物大分子
C.细胞利用种类较少的小分子脱水合成种类繁多的生物大分子
D.细胞中生物大分子的合成需要酶来催化
5.(2021 山东枣庄质量检测）下列对生物学实验的相关叙述,正确的是( )
A.鉴定蛋白质时,应把双缩脲试剂A 液和B 液混合均匀后再加入组织样液
B.甘蔗是一种糖分含量很高的植物,是还原糖鉴定实验的理想材料
C.在观察植物细胞质壁分离和复原时,蔗糖溶液浓度越高实验效果越好
D.在研究Mg 是否植物必需矿质元素时,可用完全培养液和只缺Mg 的“完全培养液”进行对
照实验
6.(2019·全国Ⅲ，29)氮元素是植物生长的必需元素，合理施用氮肥可提高农作物的产量。
回答下列问题：
(1)植物细胞内，在核糖体上合成的含氮有机物是 ，在细胞核中合成的含氮有机物
是 ，叶绿体中含氮的光合色素是 。
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(2)农作物吸收氮元素的主要形式有铵态氮(NH)和硝态氮(NO)。已知作物甲对同一种营养液
(以硝酸铵为唯一氮源)中NH 和NO 的吸收具有偏好性(NH 和NO 同时存在时，对一种离子的
吸收量大于另一种)。请设计实验对这种偏好性进行验证，要求简要写出实验思路、预期结
果和结论。
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