生物第1單元 細胞的分子組成與結(jié)構(gòu) 第2講 細胞中的元素和化合物

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1、第2講細胞中的元素和化合物突破突破3 3實驗實驗檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)突破突破1 1細胞中的元素和化合物細胞中的元素和化合物突破突破2 2細胞中的水和無機鹽細胞中的水和無機鹽總綱目錄總綱目錄一、組成細胞的元素與化合物1.細胞中的元素(1)(2)注意注意 無論是大量元素還是微量元素,都是生物體必需的元素,二者的區(qū)分關(guān)鍵在于含量:大量元素含量占生物體總重量萬分之一微量元素2.生物界與非生物界的統(tǒng)一性與差異性巧學(xué)妙記巧學(xué)妙記(1)大量元素(C、H、O、N、S、P、Ca、Mg、K),可利用諧音“她請楊丹留人蓋美家”來記。(2)微量元素(Fe、Mn、B、Zn

2、、Mo、Cu),可利用諧音“鐵猛碰新木桶”來記。3.組成細胞的化合物(1)細胞內(nèi)含量最多的化合物水。(2)細胞內(nèi)含量最多的無機化合物水。(3)占細胞鮮重最多的化合物水。(4)細胞內(nèi)含量最多的有機化合物蛋白質(zhì)。(5)占細胞干重最多的化合物蛋白質(zhì)。二、生物組織中糖類、脂肪和蛋白質(zhì)檢測的原理AbBdCaDc巧學(xué)妙記巧學(xué)妙記 蘇丹遇脂肪,顏色變橘黃;磚紅色沉淀何時顯,斐林試劑把糖驗;蛋白質(zhì)類雙縮脲,紫色絡(luò)合無處藏。B1.水(1)寫出A、B、C、D反映出的以上兩種水的功能:A.組成細胞結(jié)構(gòu);B.提供細胞生活的液體環(huán)境;C.作為反應(yīng)物,參與反應(yīng);D.有利于物質(zhì)運輸。(2)自由水和結(jié)合水的轉(zhuǎn)換:溫度升高后,

3、結(jié)合水可轉(zhuǎn)換為自由水,自由水與結(jié)合水的比例會升高,細胞新陳代謝會增強。三、水和無機鹽的作用2.無機鹽(1)在細胞中的存在形式:主要是離子。(2)生理作用:a.細胞的組成成分,如Mg2+參與葉綠素合成,Fe2+參與血紅蛋白合成。b.維持細胞的酸堿平衡。1.DNA與ATP中所含元素的種類相同。()2.同時含有磷和氮元素的可能是核苷酸。()3.植物細胞中含量最多的四種元素是C、H、O和N。()4.細胞中含量最多的有機物是蛋白質(zhì)。()5.細胞中的脫氧核苷酸和脂肪酸都不含有氮元素。( )6.細胞內(nèi)結(jié)合水/自由水的值在種子萌發(fā)時比休眠時高。( )7.在最基本生命系統(tǒng)中,H2O有自由水和結(jié)合水兩種存在形式。

4、()8.貯藏中的種子不含水分,以保持休眠狀態(tài)。( )9.自由水在衰老、癌變的細胞中含量較少,而在分裂、成熟的細胞中含量較多。( )10.新鮮的玉米種子在烘箱中被烘干過程中,無機鹽的相對含量一直在增加。( )突破突破1 1細胞中的元素和化合物細胞中的元素和化合物1.細胞中的元素種類(1)分類圖示(2)分析大量元素和微量元素的分類依據(jù)是元素在生物體內(nèi)的含量,而不是生理作用。微量元素含量雖少,但其生理作用卻不可替代。大量元素和微量元素的劃分是依據(jù)生物界中生物的整體情況,具體到某一種生物可能有一定的差別。組成生物體的常見的20多種化學(xué)元素是指必需元素,生物體內(nèi)可能含一些非必需元素,如人體內(nèi)可能含Pb。

5、2.不同化合物的元素組成與單體組成種類元素組成單體合成場所糖類僅含C、H、O葡萄糖等單糖葉綠體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體(纖維素)脂質(zhì)脂肪和固醇:C、H、O;磷脂:C、H、O、N、P甘油、脂肪酸(脂肪的單體)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白質(zhì)C、H、O、N等氨基酸核糖體核酸C、H、O、N、PDNA:脫氧核苷酸RNA:核糖核苷酸細胞核、葉綠體、線粒體失分警示失分警示(1)易混淆元素與化合物的干重與鮮重百分比在組成細胞的元素中,占鮮重百分比:OCHN;占干重百分比:CONH。在組成細胞的化合物中,占鮮重百分比:水蛋白質(zhì)脂質(zhì)糖類;在占細胞干重百分比中,蛋白質(zhì)最多。(2)誤以為生物體內(nèi)大量元素重要,微量元素不重要大量元素、微量元素

6、是根據(jù)元素的含量劃分的。無論是大量元素還是微量元素,都是生物體必需的元素,對于維護生物體的生命活動都起著非常重要的作用。1.判斷元素與化合物分子的四個“明確”2.元素和化合物種類的判斷(1)據(jù)特征元素推測化合物的種類(2)從化合物的元素組成分析代謝產(chǎn)物糖類、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)都含有C、H、O,故其代謝終產(chǎn)物都有CO2和H2O;蛋白質(zhì)中還有N,故其代謝產(chǎn)物中還含有尿素。(3)從化合物中的元素含量上分析氧化分解釋放能量的多少。脂肪的碳氫比高于糖類,因此等質(zhì)量的脂肪徹底氧化分解時所消耗的O2量多于糖類,釋放的能量也多于糖類?？枷蚩枷?以基礎(chǔ)判斷的形式以基礎(chǔ)判斷的形式,考查元素和化合物的種類、含量考查元素和

7、化合物的種類、含量1.如圖甲是細胞中3種化合物含量的扇形圖,圖乙是有活性的細胞中元素含量的柱形圖,下列說法不正確的是()A.若圖甲表示正常細胞,則A、B化合物共有的元素中含量最多的是aB.若圖甲表示細胞完全脫水后化合物含量的扇形圖,則A化合物中含量最多的元素為圖乙中的bC.圖乙的正常細胞中數(shù)量最多的元素是c,這與細胞中含量最多的有機物有關(guān)D.若圖甲表示正常細胞,則B化合物具有多樣性,其必含的元素為C、H、O、N答案答案 C根據(jù)扇形圖甲的比例可判斷正常細胞中A、B分別為H2O和蛋白質(zhì),它們共有的元素為H、O,而在活細胞中O含量最多,A正確;細胞完全脫水后含量最多的化合物為蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)是以碳鏈為

8、骨架建立的大分子物質(zhì),其中碳含量最多,對應(yīng)于圖乙中的b,B正確;活細胞中氫元素數(shù)量最多,但由于其原子量最小,所以其含量僅占第三,這與活細胞中含量最多的無機化合物H2O有關(guān),C錯誤;蛋白質(zhì)具有多樣性,必含的元素為C、H、O、N,可能還含有S、P等其他元素,D正確。2.如圖表示細胞內(nèi)的主要元素及比例。下列相關(guān)敘述錯誤的是()A.在活細胞中數(shù)量最多的是H原子B.圖中所示為各元素占細胞鮮重的比例C.組成細胞的元素大多以化合物的形式存在D.O元素含量最多,所以O(shè)是最基本元素D答案答案 D在活細胞中數(shù)量最多的是H原子,A正確;圖中所示為各元素占細胞鮮重的比例,B正確;組成細胞的元素大多以化合物的形式存在,

9、C正確;細胞鮮重中O元素含量最多,C是最基本元素,D錯誤?？枷蚩枷?以基礎(chǔ)判斷的形式以基礎(chǔ)判斷的形式,考查生物體內(nèi)有機化合物的特征元素考查生物體內(nèi)有機化合物的特征元素3.下列物質(zhì)中同時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B答案答案 B組成丙酮酸和脂肪酸的化學(xué)元素均為C、H、O;組成核苷酸的化學(xué)元素為C、H、O、N和P;組成氨基酸的基本元素為C、H、O、N,有的氨基酸還含有S等。故B項符合題意。4.如圖是細胞中幾種重要化合物的元素組成。下列相關(guān)敘述中,錯誤的是()A.植物組織培養(yǎng)過程中,如果缺乏了Mg,植物的葉片呈黃色B.蛋白質(zhì)若含F(xiàn)e或S,這些元素一定位于R基團中C.

10、ATP中含有腺嘌呤D.人體缺乏I,促甲狀腺激素釋放激素分泌減少,促甲狀腺激素分泌增加D答案答案 D由于Mg是合成葉綠素的必需元素,所以植物組織培養(yǎng)過程中,如果缺乏了Mg,植物的葉片會因葉綠素缺乏而呈黃色,A正確;氨基酸的結(jié)構(gòu)通式中,除R基團以外的其他部位只含有C、H、O、N四種元素,若氨基酸含有其他元素,則一定位于R基團中,B正確;ATP去掉兩個磷酸基團后,就成為腺嘌呤核糖核苷酸,所以ATP中含有腺嘌呤,C正確;人體缺乏I,甲狀腺激素合成減少,會導(dǎo)致促甲狀腺激素和促甲狀腺激素釋放激素分泌增加,D錯誤。突破突破2 2細胞中的水和無機鹽細胞中的水和無機鹽1.水與細胞代謝的關(guān)系提示:()內(nèi)為生理活動

11、發(fā)生的場所。歸納提升歸納提升(1)細胞內(nèi)自由水/結(jié)合水的值升高,則代謝旺盛;反之代謝緩慢,如衰老細胞與癌變細胞相比,前者的該比值下降,后者的該比值升高。(2)秋冬季節(jié),蒸騰作用弱,吸水減少,結(jié)合水含量相對升高,有利于植物抗寒性的提高。2.細胞中的無機鹽歸納提升歸納提升(1)無機鹽離子中Na+、Cl-對維持血漿滲透壓至關(guān)重要,人體血漿滲透壓90%以上來源于Na+和Cl-。(2)Na+、K+對細胞內(nèi)外滲透壓大小所起的作用不同。Na+主要維持細胞外液的滲透壓,K+主要維持細胞內(nèi)液的滲透壓。1.判斷三種條件下細胞內(nèi)水分變化規(guī)律(1)環(huán)境惡化自由水,結(jié)合水。(2)細胞衰老自由水,結(jié)合水。(3)生命活動增

12、強自由水,結(jié)合水。2.自由水和結(jié)合水的存在及其功能的驗證(1)鮮種子放在陽光下曝曬,質(zhì)量減輕自由水散失,代謝減弱。(2)干種子用水浸泡后仍能萌發(fā)失去大部分自由水的種子仍保持其生理活性。(3)干種子放在試管中,用酒精燈加熱,試管壁上有水珠失去大部分結(jié)合水。種子浸泡后不萌發(fā)失去大部分結(jié)合水的細胞喪失生理活性。3.生物體內(nèi)無機鹽生理功能的實驗驗證對照組:植物+完全培養(yǎng)液正常生長實驗組:分析實驗中應(yīng)保證實驗材料的統(tǒng)一性,即材料的種類、生長狀況等應(yīng)相同。實驗組加入X鹽的目的是二次對照,使實驗組前后對照,以增強說服力。考向考向1依托相關(guān)生理過程依托相關(guān)生理過程,考查水的存在形式、生理作用及其與代謝考查水的

13、存在形式、生理作用及其與代謝的關(guān)系的關(guān)系1.(2018北京五十五中期中階段性調(diào)研)生物體的生命活動離不開水。下列關(guān)于水的敘述,錯誤的是()A.在最基本生命系統(tǒng)中,H2O有自由水和結(jié)合水兩種存在形式B.由氨基酸形成多肽鏈時,生成物H2O中的氫來自氨基和羧基C.有氧呼吸時,生成物H2O中的氫來自線粒體中丙酮酸的分解D.H2O在光下分解,產(chǎn)生的H將固定的CO2還原成(CH2O)C答案答案 C細胞中水的存在形式有自由水和結(jié)合水兩種,A正確;氨基酸之間脫水縮合形成多肽鏈的過程中生成物H2O中的氫一個來自NH2,一個來自COOH,B正確;有氧呼吸生成物H2O中的氫來自葡萄糖和水,C錯誤;光反應(yīng)階段,H2O

14、的光解產(chǎn)生的H用于暗反應(yīng)C3的還原,D正確。2.下列關(guān)于植物體內(nèi)水分的敘述,錯誤的是()A.植物體內(nèi)的水分參與營養(yǎng)物質(zhì)的運輸B.水是構(gòu)成葉肉細胞的重要化合物之一C.自由水可作為細胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)物D.同種植物萌發(fā)種子的含水量與休眠種子的相同D答案答案 D植物體內(nèi)的水分參與營養(yǎng)物質(zhì)的運輸,A正確;水是構(gòu)成葉肉細胞的重要化合物之一,B正確;自由水可以參與細胞呼吸、光合作用等過程中的化學(xué)反應(yīng),C正確;萌發(fā)種子充分吸水,代謝旺盛,因此,同種植物萌發(fā)種子的含水量大于休眠種子的,D錯誤。考向考向2以相關(guān)實例為載體或以實驗探究的形式以相關(guān)實例為載體或以實驗探究的形式,考查無機鹽的功能及考查無機鹽的功能及實

15、驗驗證實驗驗證3.圖1表示甲、乙兩種無機鹽離子處于不同濃度時與作物產(chǎn)量的關(guān)系;圖2表示不同濃度的鈣對某種植物花粉萌發(fā)和花粉管生長的影響。下列相關(guān)描述錯誤的是()A.同一種作物對甲、乙兩種無機鹽離子的需求量不同B.乙的濃度為d時,對提高產(chǎn)量最有利C.適宜濃度的鈣有利于花粉管的生長D.在一定范圍內(nèi),鈣的濃度對花粉萌發(fā)率無影響答案答案 B分析題圖1可知,當(dāng)甲的濃度為a時,而乙的濃度在cd范圍內(nèi)時,作物的產(chǎn)量相對較高,所以A項正確、B項錯誤;分析題圖2可知,鈣離子濃度對花粉管的生長有影響,適宜濃度的鈣有利于花粉管的生長;從花粉萌發(fā)率看,在一定范圍內(nèi),鈣離子濃度對其沒有影響,所以C、D項正確。4.某科研

16、小組為研究某些因素對植物生命活動的影響,進行了如下實驗:分組步驟甲組乙組丙組丁組蒸餾水0.025mol/L的NaCl溶液含有全部必需元素且總濃度是0.025mol/L的溶液含有全部必需元素且總濃度是0.5mol/L的溶液將四組生長發(fā)育狀況相同的豌豆幼苗,分別放入甲、乙、丙、丁四種培養(yǎng)液中在光照、溫度等均適宜的條件下培養(yǎng),過一段時間觀察實驗結(jié)果死亡死亡生長發(fā)育正常死亡C.丁組幼苗因溶液濃度過大導(dǎo)致細胞失水過多而死亡D.通過改良土壤和種植耐鹽堿的作物可提高鹽堿化地區(qū)農(nóng)作物產(chǎn)量下列有關(guān)該實驗的分析錯誤的是()A.本實驗的目的是研究必需元素對豌豆幼苗生長發(fā)育的影響B(tài).甲、乙組幼苗死亡的原因分別是沒有必

17、需元素和必需元素不全答案答案 A本實驗的目的是研究必需元素種類和溶液濃度對豌豆幼苗生長發(fā)育的影響。A突破突破3 3實驗實驗檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)1.還原糖的檢測(1)檢測原理:還原糖中的醛基(CHO)在加熱條件下能將Cu(OH)2中的Cu2+還原成Cu+,從而生成磚紅色的Cu2O沉淀,即還原糖+斐林試劑磚紅色(水浴加熱)。(2)檢測步驟2.脂肪的檢測(1)檢測原理:脂肪+蘇丹()染液橘黃色(紅色)。(2)檢測步驟方法一:花生種子勻漿+3滴蘇丹()染液橘黃色(紅色)。方法二:3.蛋白質(zhì)的檢測(1)檢測原理:肽鍵結(jié)構(gòu)在堿性溶液中能與Cu2+結(jié)合生成紫色

18、絡(luò)合物,即蛋白質(zhì)+雙縮脲試劑紫色。(2)檢測步驟失分警示失分警示(1)易忽略斐林試劑本身的顏色:斐林試劑實際上是新配制的Cu(OH)2,呈淺藍色,不是無色,故非還原糖(蔗糖)+斐林試劑水浴加熱后的現(xiàn)象不是無色。(2)易混淆雙縮脲試劑和斐林試劑的使用:檢測還原糖的斐林試劑甲液、乙液必須混合后加入,且現(xiàn)用現(xiàn)配;檢測蛋白質(zhì)的雙縮脲試劑必須先加A液,后加B液,且B液不能過量。(3)易寫錯“斐”和“脲”字:“斐林試劑”中的“斐”不可錯寫成“非”,雙縮脲試劑中“脲”不可錯寫成“尿”。(4)誤認(rèn)為脂肪的鑒定必須使用顯微鏡:若要觀察被染色的脂肪顆粒,則應(yīng)使用顯微鏡;但若要觀察溶液顏色變化,則不必使用顯微鏡。1

19、.斐林試劑與雙縮脲試劑的“一同三不同”2.三類有機物檢測在操作步驟上的差異(1)唯一需要加熱還原糖檢測,且必須水浴加熱,不能用酒精燈直接加熱。若不加熱,則無磚紅色沉淀出現(xiàn)。(2)唯一需要顯微鏡脂肪(顆粒)檢測。(3)混合后加入斐林試劑;分別加入雙縮脲試劑(先加A液,后加B液,且B液不能過量)?？枷蚩枷?以基礎(chǔ)判斷或表格的形式以基礎(chǔ)判斷或表格的形式,考查實驗的原理、過程和操作考查實驗的原理、過程和操作1.關(guān)于生物組織中還原糖、脂肪、蛋白質(zhì)和DNA的鑒定實驗,下列敘述正確的是()A.還原糖、DNA的鑒定通常分別使用雙縮脲試劑、二苯胺試劑B.鑒定還原糖、蛋白質(zhì)和DNA都需要進行水浴加熱C.二苯胺試劑

20、和用于配制斐林試劑的NaOH溶液都呈無色D.脂肪、蛋白質(zhì)鑒定時分別可見橘黃色顆粒、磚紅色沉淀C答案答案 C鑒定還原糖、DNA可分別使用斐林試劑、二苯胺試劑,A項錯誤;鑒定還原糖和DNA都需要水浴加熱,而鑒定蛋白質(zhì)不需要水浴加熱,B項錯誤;二苯胺試劑和用于配制斐林試劑的NaOH溶液都呈無色,C項正確;用蘇丹鑒定脂肪時可見橘黃色顆粒,用雙縮脲試劑鑒定蛋白質(zhì)時會發(fā)生紫色反應(yīng),D項錯誤。2.(2017北京海淀期末)下列實驗所選試劑及實驗現(xiàn)象都正確的一組是()A.AB.BC.CD.D選項實驗?zāi)康臋z測試劑實驗現(xiàn)象A檢測還原糖雙縮脲試劑磚紅色沉淀B檢測蛋白質(zhì)碘液紫色C觀察DNA和RNA在細胞中的分布吡羅紅甲

21、基綠染液(甲基綠派洛寧染液)細胞核呈紅色,細胞質(zhì)呈藍色D檢測脂肪蘇丹染液橘黃色D答案答案 D斐林試劑可用于鑒定還原糖,在水浴加熱的條件下,產(chǎn)生磚紅色沉淀,A錯誤;蛋白質(zhì)可與雙縮脲試劑產(chǎn)生紫色反應(yīng),B錯誤;甲基綠能使DNA呈綠色,吡羅紅能使RNA呈紅色,而DNA主要存在于細胞核中,RNA主要存在于細胞質(zhì)中,因此細胞核呈綠色,細胞質(zhì)呈紅色,C錯誤;脂肪可用蘇丹染液(或蘇丹染液)鑒定,呈橘黃色(或紅色),D正確。3.油菜種子成熟過程中部分有機物的變化如圖所示。將不同成熟階段的種子勻漿后檢測,結(jié)果正確的是（）考向考向2以種子的萌發(fā)為背景以種子的萌發(fā)為背景,考查種子萌發(fā)過程中物質(zhì)變化的檢測考查種子萌發(fā)過

22、程中物質(zhì)變化的檢測與判斷與判斷選項取樣時間檢測試劑檢測結(jié)果A第10天斐林試劑不顯色B第20天雙縮脲試劑不顯色C第30天蘇丹試劑橘黃色D第40天碘液藍色答案答案 C由圖可知,隨著油菜種子發(fā)育天數(shù)的增加,可溶性糖和淀粉所占干重百分比在逐漸減少,到第40天時,淀粉減至零,而脂肪所占干重百分比在逐漸增加,故A、D錯誤,C正確;種子在成熟過程中,蛋白質(zhì)一直存在,故B錯誤。4.在1、3、5號試管中分別加入2mL蒸餾水,2、4、6號試管中分別加入2mL發(fā)芽的小麥種子勻漿樣液,然后在14號試管中適量滴加斐林試劑,5、6號試管中合理滴加雙縮脲試劑,搖勻。預(yù)期觀察到的實驗現(xiàn)象是(多選)()A.1、3、5號試管內(nèi)都呈藍色B.3組實驗中甲組和乙組的實驗結(jié)果相同C.4號試管內(nèi)呈磚紅色,其余試管內(nèi)都呈藍色D.4號試管內(nèi)呈磚紅色,6號試管內(nèi)呈紫色答案答案 AD1、3、5號試管內(nèi)分別加入2mL蒸餾水,故1、3號試管加入斐林試劑與5號試管加入雙縮脲試劑后,試管內(nèi)都呈藍色;2、4、6號試管中分別加入2mL發(fā)芽的小麥種子勻漿樣液,發(fā)芽的小麥種子勻漿樣液中有還原糖和蛋白質(zhì),斐林試劑與還原糖在水浴加熱條件下產(chǎn)生磚紅色沉淀,甲組為室溫,乙組為60水浴,故2號試管無磚紅色沉淀產(chǎn)生,4號試管內(nèi)呈磚紅色,雙縮脲試劑與蛋白質(zhì)反應(yīng)呈紫色,故6號試管內(nèi)呈紫色。核心構(gòu)建核心構(gòu)建