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1、必 修 分 子 與 細 胞 第一章走近細胞及其分子組成 第2講細胞中的元素及無機化合物 考綱考情識記要點1.水和無機鹽的作用2.檢測生物組織中還原糖、脂肪和蛋白質我的問題(記錄下來，重點突破)_1.大量元素、微量元素都是生物必需的元素，對于維持生物體的生命活動都起著非常重要的作用。2.占細胞鮮重含量最多的元素是氧，占細胞干重含量最多的元素是碳。3.占細胞鮮重最多的化合物是水，占細胞干重最多的化合物是蛋白質。4.水不僅是細胞代謝所需的原料，也是細胞代謝的產物，如有氧呼吸、光合作用、蛋白質和DNA的合成等過程中都有水的生成。5.一些無機鹽是細胞內復雜化合物的重要組成成分，許多種無機鹽對于維持細胞和
2、生物體的生命活動有非常重要的作用。 Z整合 核心考點 1元素的種類與含量 組成生物體的化學元素常見的有多種，各種元素的歸屬范圍歸納如下：20 2來源和存在形式 (1)來源：生物體有選擇地從無機自然界獲得。 (2)存在形式：大多數以的形式存在?；衔?4元素的生理功能 (1)維持機體正常的：如K可保持心肌正常興奮性，微量元素B能促進花粉的萌發(fā)和花粉管的伸長等。 (2)組成細胞的化合物生命活動 5組成細胞的化合物比例 比較兩圖數據，回答下列問題： (1)占細胞鮮重和干重最多的元素相同嗎？試從組成人體化合物的角度分析其原因。 (2)組成人體細胞的主要元素有哪些？試舉例說明它們分別參與了哪些生物 大分
3、子的組成。 提示：(1)不同，占鮮重最多的是O，占干重最多的是C，因為占細胞鮮重最多的化合物是水，水中含量最多的元素是O；占細胞干重最多的化合物是蛋白質，蛋白質中含量最多的元素是C。 (2)C、H、O、N、P、S。C、H、O參與糖類、脂肪的組成，C、H、O、N等參與蛋白質的組成。C、H、O、N、P參與核酸的組成。 【巧學助記】記憶微量元素可利用口訣：鐵錳碰新木桶(Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu)。 大量元素：洋人探親，丹留人蓋美家，即C(探)、O(洋)、H(親)、N(丹)、S(留)、P(人)、Ca(蓋)、Mg(美)、K(家)。 1如圖表示細胞中3種化合物含量的扇形圖，圖表示有活性的細胞中元素
4、含量的柱形圖，下列說法不正確的是() A若圖表示正常細胞，則A、B化合物共有的元素中含量最多的是a B若圖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中的b C圖中含量最多的元素是C，這與細胞中含量最多的化合物有關 D若圖表示正常細胞，則B化合物具有多樣性，其必含的元素為C、H、O、N 解析本題考查細胞中元素與化合物的種類及含量。從圖有活性的細胞中元素含量相對值分析，a代表氧元素，b代表碳元素。若圖表示正常細胞，則A表示H2O，B表示蛋白質，二者共有的元素在細胞中含量最多的是氧元素，故A項正確；若圖表示完全脫水后的細胞，則A為蛋白質，蛋白質中含量最多的元素為碳元素，故B
5、項正確；圖細胞中含量最多的元素是氧而不是碳，故C項錯誤；若圖表示正常細胞，B化合物表示蛋白質，其具有多樣性，必含的元素為C、H、O、N，故D項正確。 答案C 2如圖為2如圖為原生質的組成成分，如果該圖表示的是原生質的各種化學元素，則A應該是什么？如果該圖為原生質的化合物，則A應該是什么？如果該圖是已經完全脫水后的原生質的化合物，則A應該是什么() 碳氧水無機鹽葡萄糖蛋白質 AB C D 解析占細胞鮮重最多的元素是氧元素，其次是碳元素；占細胞鮮重最多的化合物是水，其次是蛋白質；占細胞干重最多的化合物是蛋白質。 答案C 1.(1)動物、植物干重相比，由于植物含糖類較多，動物含脂肪、蛋白質較多，故植
6、物體中含氧元素較多，動物體中含氮、氫元素較多，另外動物含Ca、P元素也比植物多。 (2)判斷元素和化合物的四點“明確” 判斷元素的含量時要明確是鮮重還是干重。 判斷元素的差異時要明確是種類還是含量。 判斷化合物的元素組成時要明確每種化合物的化學本質。 2(1)各種化合物的組成元素化合物糖類脂質蛋白質核酸ATP葉綠素類胡蘿卜素脂肪、固醇磷脂胡蘿卜素葉黃素組成元素C、H、O C、H、O C、H、O、N(P)C、H、O、N(P、S等) C、H、O、N、P C、H、O、N、P C、H、O、N、Mg C、H C、H、O (2)從化合物的元素組成分析代謝產物：糖類、脂質和蛋白質都含有C、H、O，故其代謝產
7、物都有CO2和H2O；蛋白質中還有N，其代謝產物中還含有尿素。 (3)從化合物的元素含量上分析氧化分解釋放能量的多少：脂肪的含氫量多于糖類，因此等質量的脂肪徹底氧化分解時所消耗的O2比糖類多，釋放的能量也多于糖類。 (4)判斷微量元素時，要明確含量和是否是生物體所必需的。 1結合下圖探究以下問題 (1)探究自由水/結合水的比值與新陳代謝、生物抗逆性的關系 比值越大，生物新陳代謝，但其抗逆性；反之，生物新陳代謝_，但抗逆性。 (2)探究自由水和結合水的轉化 自由水和結合水在一定條件下存在著動態(tài)轉化，自由水和結合水的轉化受_和的影響，細胞內代謝越旺盛，_含量相對越多。 (3)水在生產中的應用 種子
8、貯存前，先要晾曬，目的是減少的含量，降低種子的代謝速率，以延長種子的壽命。 越冬作物減少灌溉，可提高作物對。越旺盛下降緩慢增強代謝強度溫度自由水自由水低溫的抗性 2無機鹽 (1)存在形式：絕大多數以的形式存在，少數以_的形式存在。離子化合物 脂質和蛋白質等都是細胞的結構物質，水也是細胞的結構物質嗎？ 提示是。如結合水。 1(2016山東濰坊模擬)下列關于無機鹽的敘述，錯誤的是() A鐵是合成血紅蛋白不可缺少的成分 B所有蛋白質中都含有硫元素 C植物缺鎂會影響光合作用 D食鹽中加碘可預防地方性甲狀腺腫解析并非所有蛋白質都含有S元素。答案B 2(2016武漢調研)下列有關水的判斷不正確的是() A
9、膝跳反射的興奮能正常傳導與水無關 B自由水的比例越高，人體細胞的代謝活動越旺盛 C用于留種的曬干種子中也含自由水 D基因表達的翻譯過程有水生成解析本題考查細胞內的化合物水的相關知識，意在考查考生綜合分析能力。神經遞質分泌到突觸間隙后，與突觸后膜上受體結合而傳遞興奮，此過程中有水的參與，A錯。翻譯過程中氨基酸脫水縮合形成肽鏈，D正確。答案A 3下列有關無機鹽的敘述，正確的是() A人體的血漿滲透壓由無機鹽維持 B細胞中的無機鹽主要以化合物形式存在 C細胞進行脂肪、DNA、RNA等物質合成時都需要磷酸鹽 DK是構成細胞的大量元素，對維持細胞正常功能有重要作用解析人體血漿滲透壓的大小主要與無機鹽、蛋
10、白質含量有關，A項錯誤；細胞中的無機鹽主要以離子形式存在，B項錯誤；脂肪的構成元素只有C、H、O，不含P，其合成時不需要磷酸鹽，C項錯誤。答案D 1.水的兩種存在形式轉變與生理特性關系 (1)在一定范圍內，自由水與結合水比值的大小決定了細胞或生物體的代謝強度：比值越大說明細胞(或生物體)中自由水含量越多，代謝越強；反之，代謝越弱。 (2)當自由水向結合水轉化較多時，代謝強度就會下降，抗寒、抗熱、抗旱的性能提高。旱生植物比水生植物具有較強的抗旱能力，其生理原因之一就是結合水含量較高。 (3)判斷細胞內水分變化的三個條件 2無機鹽在細胞中的功能 (1)某些復雜化合物的組成成分無機鹽參與形成的化合物
11、N(NO)蛋白質、ATP(ADP)、葉綠素、核酸(DNA或RNA)P(PO) ATP(ADP)、磷脂、核酸(DNA或RNA)Mg2葉綠素組成成分S(SO)某些蛋白質的特征元素Fe 2動物血紅蛋白I甲狀腺激素 (2)維持細胞和生物體的正常生命活動。例如，哺乳動物血液中Ca2含量過低就會出現抽搐，I缺乏易患地方性甲狀腺腫，Fe2缺乏易患貧血等，缺乏N、Mg和P元素，植物的光合作用將會受到影響。 (3)維持生物體內的平衡。體內平衡使細胞能有穩(wěn)定的結構和功能，是生物維持正常的代謝和生理活動的必要條件。 滲透壓的平衡：Na、Cl對細胞外液滲透壓起重要作用，K則對細胞內液滲透壓起決定作用。 酸堿平衡(即p
12、H平衡)：pH調節(jié)著細胞的一切生命活動，它的改變影響著原生質體組成的所有特性以及在細胞內發(fā)生的一切反應：如人血漿中的HCO、HPO等。 離子平衡：動物細胞內外Na/K/Ca2的比例是相對穩(wěn)定的。細胞膜外Na高、K低，細胞膜內K高、Na低。K、Na這兩種離子在細胞膜內外分布的濃度差，是使細胞可以保持反應性能的重要條件。 磚紅色沉淀 (3)蛋白質雙縮脲試劑_紫色 2實驗步驟 (1)還原糖的檢測 (2)脂肪的檢測 方法一：花生種子勻漿3滴蘇丹染液 方法二橘黃色 1在檢測生物組織中還原糖、脂肪和蛋白質的實驗中，對于選材有什么要求？ 提示主要有兩個方面的要求： (1)含量較高，如檢測還原糖時宜選用蘋果，
13、蘋果含大量還原糖，不能選擇甘蔗、甜菜等，因為這兩種實驗材料中含蔗糖較高，蔗糖不具有還原性。 (2)顏色為白色或淺色。白色或淺色的材料可以避免材料本身的顏色遮蓋反應結果，如檢測還原糖時一般不選擇西瓜，檢測蛋白質時一般不選擇血紅蛋白等。2.蔗糖溶液中加入斐林試劑后呈現什么顏色？ 提示蔗糖屬于非還原糖，不與斐林試劑發(fā)生反應。觀察到的現象不是無色，而是淺藍色Cu(OH) 2的顏色。 3斐林試劑與雙縮脲試劑成分相同，但在使用時，斐林試劑甲液與乙液必須混合作用，而雙縮脲試劑則先滴加A液，再滴加B液，請分析原因。 提示兩個實驗的反應原理不同，所以使用方法不同。 (1)檢測還原糖：反應原理是Cu(OH)2與還
14、原糖反應生成磚紅色的Cu2O沉淀，所以先將甲液和乙液混合生成Cu(OH)2后再與還原糖反應。 (2)檢測蛋白質：反應原理是肽鍵在堿性環(huán)境中與Cu2反應產生紫色絡合物，所以先滴加A液的目的是制造堿性環(huán)境。 1(多選)關于生物組織中還原糖的鑒定，下列敘述正確的是() A量取2 mL斐林試劑時應優(yōu)先選用5 mL量筒而不用10 mL量筒 B隔水加熱時，試管中液體的液面應低于燒杯中水的液面 C在組織樣液中加入斐林試劑后試管內液體呈現無色，加熱后變成磚紅色 D實驗結束時將剩余的斐林試劑裝入棕色瓶，以便長期保存?zhèn)溆媒馕隽咳? mL試劑時，用5 mL量筒比10 mL的誤差要小，故A項正確。水浴加熱時，為了加熱
15、均勻，試管中的液面要比燒杯中水面低，故B項正確。本題考查還原糖的鑒定實驗。斐林試劑要現用現配，并呈現淡藍色，在組織樣液中加入斐林試劑后試管內液體呈現淡藍色，加熱后變成磚紅色，故C、D兩項錯誤。 答案AB 2下表中有關人體細胞化合物的各項內容，正確的是() AB C D編號化合物實驗檢測組成單位主要功能檢測試劑顏色反應脂肪蘇丹染液橘黃色脂肪酸儲存能量糖原斐林試劑磚紅色葡萄糖提供能量蛋白質雙縮脲試劑紫色氨基酸承擔生命活動核酸甲基綠染液綠色核苷酸攜帶遺傳信息 解析本題考查幾種有機化合物的鑒定、組成單位及其功能的基本知識。列表中編號所述內容中脂肪的組成單位是甘油和脂肪酸，故A項不正確；所述內容中糖原是
16、非還原糖，不能用斐林試劑鑒定，故B項不正確；中各項內容均正確；所述內容中核酸分為DNA和RNA，甲基綠染液只能用來鑒定DNA，故D項不正確。 答案C 1.斐林試劑與雙縮脲試劑的“四個不同” 濃度不同：二者成分中CuSO4的濃度不同。 使用方法不同：斐林試劑是甲、乙液等量混合后使用，雙縮脲試劑是先加A液后加B液。 使用條件不同：斐林試劑需水浴加熱，而雙縮脲試劑不需要加熱。 實驗現象不同：斐林試劑檢測還原糖，產生磚紅色沉淀；雙縮脲試劑檢測蛋白質，產生紫色物質。 2三類有機物檢測在操作步驟上的差異 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。 可能需要
17、顯微鏡脂肪檢測。 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)。 T突破 考疑考技 1誤認為生物體內大量元素重要，微量元素不重要 無論是大量元素還是微量元素，都是生物體必需的元素。微量元素雖含量少，但其生理作用卻不可替代，如Zn是DNA聚合酶和RNA聚合酶的輔酶成分，缺Zn將導致DNA復制和RNA合成不能正常進行。 2誤認為細胞內含量最多的元素是碳 活細胞內含量最多的元素是氧而不是碳(組成細胞干重最多的元素是碳)。 3誤認為自由水的作用比結合水作用大 自由水、結合水的作用都非常大，兩種水在不同時期的作用各有所側重。 4誤認為脂肪的鑒定必須使用顯微鏡 若要觀察被染
18、色的脂肪顆粒，則使用顯微鏡，但若要通過溶液顏色變化確定，則不必使用顯微鏡。 【思維診斷】 1考題診斷： (1)(2015山東理綜T1A)細胞內結合水/自由水的比值，種子萌發(fā)時比休眠時高。( ) (2)(2014江蘇高考T16A)貯藏中的種子不含水分，以保持休眠狀態(tài)。( ) (3)(2013重慶高考T1A)在人體活細胞中氫原子的數目最多。( ) (4)(2012江蘇高考T1D)細胞中的微量元素因含量極少而不如大量元素重要。( ) 2易錯診斷： (1)細胞中的無機鹽大多數以化合物的形式存在，如CaCO3構成骨骼、牙齒。( ) (2)Ca、Mg、Fe、Mn、Cu是組成細胞的微量元素。( ) (3)心
19、肌呈固態(tài)是因為其細胞中的水以結合水的形式存在，血液呈液態(tài)是因為其水以自由水的形式存在。( ) 1(2014廣東理綜)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，結果正確的是() 選項取樣時間檢測試劑檢測結果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 解析本題考查有機物的鑒定及從坐標曲線中獲取信息的能力。第10天有可溶性糖的存在，可溶性糖中的葡萄糖、麥芽糖是還原性糖，用斐林試劑鑒定會有磚紅色沉淀，A項錯誤。細胞中含有蛋白質，各種有機物的轉化也離不開蛋白質類酶的催化，用雙縮脲試劑檢測會產生紫色反應，B項錯誤。第30天
20、脂肪含量較高，蘇丹檢測呈橘黃色，C項正確。第40天淀粉含量為0，碘液檢驗不顯藍色，D項錯誤。 答案C 2(2016鄭州質檢)下列關于元素、化合物的描述不正確的是() A占細胞干重最多的元素是C，占細胞鮮重最多的是O B大量元素、微量元素在生物體內的生理作用均不可替代，都是必需元素 C自由水既是良好溶劑，又可參與生化反應，在生物體內其作用比結合水重要 D無機鹽多數以離子形式存在，也可參與復雜化合物的構成解析自由水、結合水的作用都非常大，兩種水在不同時期的作用各有所側重。答案C 3(2016合肥統(tǒng)測)結合下列曲線，分析有關無機物在生物體內含量的說法，錯誤的是() A曲線可表示人一生中體內自由水與結
21、合水的比值隨年齡變化的曲線 B曲線可表示細胞呼吸速率隨自由水與結合水比值的變化 C曲線可以表示一粒新鮮的玉米種子在烘箱中被烘干的過程中，其內無機鹽的相對含量變化 D曲線可以表示人從幼年到成年體內含水量的變化 解析C項中隨著新鮮的玉米種子在烘箱中被烘干，水分不斷減少，無機鹽相對含量逐漸增多，因此C項是錯誤的。A、D項正確，隨著年齡增加，新陳代謝減慢，自由水與結合水比值下降。B項中自由水與結合水比值增加，會導致細胞呼吸速率加快。 答案C 4(2016貴陽監(jiān)測)下列關于細胞中化學元素的敘述，正確的是() A細胞中一種元素的作用能被其他元素替代 B細胞中的脫氧核苷酸和脂肪酸都不含有氮元素 C主動運輸機
22、制有助于維持細胞內元素組成的相對穩(wěn)定 D細胞中的微量元素因含量極少而不如大量元素重要解析本題主要考查細胞中化學元素的相關知識。細胞中每種元素的作用各不相同；脫氧核苷酸由C、H、O、N、P五種元素組成；細胞中的微量元素雖含量極少，但其作用和大量元素同等重要。故A、B和D項都不正確。主動運輸機制有助于維持細胞內元素組成的相對穩(wěn)定，C項正確。 答案C 5(2016福建質檢)現有無標簽的稀蛋清、葡萄糖、淀粉和淀粉酶溶液各一瓶，請你通過實驗將它們分開。提供的試劑有：雙縮脲試劑、斐林試劑和淀粉溶液。下列相關說法錯誤的是() A用雙縮脲試劑可將4瓶溶液分成2組：顯色的一組和不顯色的一組 B用淀粉溶液可以鑒定
23、稀蛋清和淀粉酶 C用斐林試劑可以鑒定葡萄糖和淀粉 D本實驗只使用斐林試劑一次解析本實驗的步驟是：先用雙縮脲試劑將4種溶液分成2組：顯紫色的一組是稀蛋清和淀粉酶，不顯色的一組是葡萄糖和淀粉；然后用斐林試劑將葡萄糖和淀粉分開(第一次使用斐林試劑)；再用淀粉溶液將顯色的一組分開，原理是利用了酶的專一性，最后是通過檢測哪個有還原糖產生來做出判斷(第二次使用斐林試劑)，所以要兩次使用斐林 試劑。答案D 6(2015河南調研)下列關于無機鹽在生物體內所起作用的敘述中，錯誤的是() A合成ATP、DNA、RNA、脂肪等物質時，都需要磷酸鹽作原料 B根瘤菌的固氮酶中含有鉬、鐵，說明某些金屬元素可以成為一些復雜
24、蛋白質的構成元素 C觀察人的口腔上皮細胞時要用濃度為0.9%的生理鹽水，觀察蛙的腸系膜中血液流動時使用的生理鹽水濃度為0.65%，這說明無機鹽在維持細胞的形態(tài)和功能中有重要作用 D人缺碘會患大脖子病，是因為碘是合成甲狀腺激素的重要原料 解析脂肪只是由C、H、O三種元素組成，并不含有P，因此合成脂肪不需要磷酸鹽做原料。本題考查各種重要生命物質的元素組成，同時考查審題技能，若將脂肪誤認為磷脂則該選項就沒有錯誤。 答案A 7(2015衡水模擬)大部分動植物體是不透明的，不能直接在顯微鏡下觀察，一般要經過特殊處理，如將標本做成很薄的切片。但酵母菌、水綿、洋蔥表皮等材料卻可以直接做成裝片放在顯微鏡下觀察，這主要是因為它們() A是無色透明的B都帶有特殊的顏色 C是單個或單層細胞 D是活的細胞解析以上這三種材料因為都是單個或單層活細胞構成的，適合進行光學顯微鏡觀察。答案C
高考生物一輪復習 第2講 細胞中的元素及無機化合物課件 新人教版必修1
