1、第一单元走近细胞和组成细胞的分子第 2 课时 细胞中的 元素和化合物 回扣基础构建网络 一、组成细胞的元素 1分类 2存在形式 大多数以_的形式存在。根据含量分 根据作用分 化合物 3作用 4研究意义 大量元素：微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo等 C、H、O、N、S、P、K、Mg、Ca 最基本元素：基本元素：元素：组成 进而构成细胞，如蛋白质、核酸 影响生物体的 ，如B影响花粉萌发 生物界和非生物界具有 （种类相同）生物界和非生物界具有 （含量相同）C C、H、O、N C、H、O、N、S 基础导学化合物生命活动统一性差异性等主要特别提醒 大量元素和微量元素的划分依据是含量，而不是生理
2、作用的大小。记忆微量元素可利用口诀：铁 锰 碰 新 木 桶(Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu)。(谐音记忆法)记忆大量元素：C、H、O三种以H2O、CO2化合物形式吸收；N、P、K三大肥料元素；Mg、Ca、S美好的东西应该留住。碳是最基本元素不是因为干重含量最多，而是因为碳易构成基本骨架，是大分子物质形成的基础。二、组成细胞的化合物 信息转化 试将饼形图信息转化成表格或柱形图信息。水蛋白质特别提醒 细胞内含量最多的化合物 水 细胞内含量最多的无机化合物 占细胞鲜重含量最多的化合物 占细胞鲜重50%以上的化合物 细胞内含量仅次于水的化合物 蛋白质 细胞内含量最多的有机化合物 占细胞干重含量最多的
3、化合物 占细胞干重50%以上的化合物 三、生物组织中糖类、脂肪和蛋白质检测的原理 连一连 (1)存在形式：四、细胞中的无机物 1细胞中的水 (2)功能 是的重要组成成分 是细胞内的，运送营养物质和代谢废物 参与许多 为细胞提供 (1)存在形式：绝大多数以的形式存在，少数是细胞内的组成成分。2细胞中的无机盐 (2)功能：维持细胞和生物体的，维持细胞的等。自由水和结合水 细胞结构 良好溶剂 生物化学反应 液体环境 离子 复杂化合物 酸碱 平衡 生命活动 1据教材17页图21和图22可得出什么信息？提示 在干重和鲜重的情况下，人体细胞中含量最多的元素不同。在鲜重中含量最多的元素是O，其次是C、H、N
4、；而在干重中含量最多的元素是C，其次是O、N、H。Fe血红蛋白贫血；Mg叶绿素光合作用。2教材35页思考与讨论：3教材36页技能训练设计实验：证明某种元素是否是必需矿质元素的实验思路。回扣教材知识网络大量微量无机物有机物突破考点提炼方法 1如图1是细胞中化合物含量的扇形图，图2是有活性的细胞中元素含量的柱形图，下列说法不正确的是()A若图1表示细胞鲜重，则A、B化合物依次是H2O、蛋白质 B若图2表示组成人体细胞的元素含量，则a、b、c依次是O、C、H C地壳与活细胞中含量最多的元素都是a，由此说明生物界与非生物界具有统一性 D若图1表示细胞完全脱水后的化合物含量，则A化合物具有多样性，其必含
5、的元素为C、H、O、N 考点4 典例引领规范生物学术语 聚焦“统一性”和“差异性”解析 答案 C 考点剖析 1生物界与非生物界的统一性和差异性 (1)统一性是从化学元素的种类来分析的：组成生物体的化学元素没有一种是生物体所特有的。(2)差异性是从化学元素的含量来分析的：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。2生物界的统一性 (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：所有生物DNA分子的空间结构(规则的双螺旋结构)和化学组成(四种脱氧核苷酸)相同；所有生物共用一套遗传密码子；蛋白质的基本单位氨基酸的种类基本相同。(3)从结构角度
6、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：生物体都是以ATP作为能量“通货”的。元素 参与形成的物质及结构 N 蛋白质、ATP(ADP)、NADPH、NADH、叶绿素、核苷酸(DNA、RNA)等 P ATP(ADP)、NADPH、NADH、核苷酸(DNA、RNA)、磷脂 Mg 叶绿素的组成成分 S 甲硫氨酸、半胱氨酸等含硫氨基酸的组成成分；蛋白质的特征元素 Fe 动物血红蛋白 I 甲状腺激素等 拓展提升元素组成化合物 Ca可调节肌肉收缩和血液凝固，血钙过高会造成肌无力，血钙过低会引起抽搐。K可维持人体细胞内液的渗透压、心肌舒张和保持心肌正常的兴奋性。K在植物体内可促进光合作
7、用中糖类的合成和运输。B可促进植物花粉的萌发和花粉管的伸长，植物缺B会造成“花而不实”。拓展提升元素影响生命活动 1下列关于构成细胞的化学元素种类及作用的叙述中，不正确的是()A因为C是构成有机物的骨架，所以C是构成生物体的最基本元素 B生物界和非生物界的统一性表现在组成生物体的化学元素的种类和无机自然界相同 C构成生物体的化学元素的重要功能之一是组成细胞中各种化合物 D构成生物体的大量元素包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等 对位训练 答案 B 解析 C是构成有机物的骨架，所以C是构成生物体的最基本元素；生物界与非生物界的统一性应该是指组成生物体的化学元素在无机自然界中都可以找到，而
8、不是相同；细胞中的各种化合物是由各种化学元素组成的；构成生物体的大量元素包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。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 2(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()解析 液泡内的各种矿质离子、酸、碱等能够参与调节细胞液的渗透压，盐生植物液泡中贮存大量的Na，增大了细胞液的渗透压，吸水能力增强。答案 A 考点5 典例引领归纳比较法细胞中的无机物 排雷 事实：Na 影响水分吸收 无机盐的生 理功能之一 渗透压 的调节 分析判断 得出结论 含量 概念
9、 结合水 4.5%与其它物质结合在一起 自由水 95.5%能够自由流动、以游离状态存在 (2)不同生物的含水量特点 细胞和生物体中含量最多的物质(如精瘦肉、沙漠植物中含量最多的都是水)。含水量：水生陆生、幼年成年老年、代谢旺盛代谢缓慢、幼嫩细胞衰老细胞。1水 (1)水的含量、分类 考点剖析 (1)水的存在形式与器官形态的关系 心肌和血液总的含水量差不多，但心肌呈固态，血液呈液态，原因是二者自由水和结合水的比例不同。(2)水的存在形式与代谢的关系 若细胞内自由水比例升高，则代谢旺盛，反之代谢缓慢。(3)水的存在形式与抗寒性的关系 秋冬季节，蒸腾作用减弱，吸水减少，结合水相对含量升高，因结合水不易
10、结冰和蒸腾，从而使植物抗寒性加强。拓展提升 (4)水的存在形式与温度的关系 在活细胞内，受温度的影响，自由水和结合水可相互转化，具体转化如下：即适当升高温度时，自由水增多，反之，结合水增多。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；试管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。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)。(5)种子与水的关系 2无机盐的生理作用 (1)是细胞的结构成分。如Mg2是叶绿素的必需成分；Fe2是血红蛋白的主要成分；PO43-是生物膜的主要成分磷脂的组成成分
11、，也是ATP、NADPH的主要组成成分。(2)参与并维持生物体的代谢活动。如哺乳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 渗透压的平衡：Na对细胞外液渗透压起重要作用，K则对细胞内液渗透压起决定作用。酸碱平衡(即pH平衡)：如人血浆中HCO3-、HPO42-等的调节。2关于生物体内水和无机盐的叙述中，不正确的是()A体内参与运输营养物质和代谢废物的水是自由水 B某些无机盐是组成ATP、RNA和纤维素的必需成分 C生物体内无机盐浓度的大小会影响细胞的吸水或失水 D自由水与结合水的比例随生物个体代谢的强弱而变化 解析 水在生物体内的流动可以把营养物质运送到各个细胞，同时也把代
12、谢废物运送到排泄器官或直接排出体外；纤维素属于糖类，只含有C、H、O三种元素,不含无机盐；生物体内无机盐浓度的变化会改变细胞内外的浓度差,从而影响细胞吸水或失水；自由水与结合水的比例越大,代谢越强,反之越弱。答案 B 对位训练 3下列关于无机盐在生物体中的功能的叙述中，错误的是 ()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Ca2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 镁是叶绿体中叶绿素的组成元素，类胡萝卜素中不含有，故A错误；铁是血红蛋白的重要组成元素，人体缺铁会导致运输氧的功能减弱，影响
13、有氧呼吸，故B正确；血钙偏低会导致抽搐，故C正确；细胞中的HCO3-、HPO42-等都参与维持酸碱平衡，故D正确。答案 A 3在下列四支试管中分别加入一些物质。甲试管：豆浆；乙试管：人体必需的8种氨基酸溶液；丙试管：牛奶和蛋白酶；丁试管：人血液中的红细胞和蒸馏水。上述四支试管中加入双缩脲试剂振荡后，有紫色反应的是()A甲、丁 B甲、乙、丁 C甲、乙、丙 D甲、丙、丁 实验技能提升生物组织中糖类、脂肪和蛋白质的鉴定典例引领考点6 双缩脲试剂只能与蛋白质发生颜色反应。氨基酸是组成蛋白质的基本单位，不能与双缩脲试剂发生颜色反应。答案 D 解析 1实验原理及步骤 2实验注意问题 考点剖析 还原糖含量高
14、：不能用马铃薯(含淀粉)、甘蔗、甜菜(含蔗糖)。(2)唯一需要加热还原糖鉴定，且必需水浴加热，不能用酒精灯直接加热。若不加热则无砖红色沉淀出现。(3)非还原糖(如蔗糖)斐林试剂 现象不是无色而是浅蓝色Cu(OH)2的颜色。(1)还原糖鉴定实验 材料的要求 浅色：不能用绿色叶片、西瓜、血液等材料，防止颜色的干扰。(4)唯一需要显微镜脂肪鉴定，实验中50%酒精的作用洗掉浮色。(5)记准混合后加入斐林试剂，且现配现用；分别加入双缩脲试剂(先加A液，后加B液，且B液不能过量)。两者成分相同，但CuSO4的浓度不同，所以不能混用。(6)若用大豆做材料，必须提前浸泡；若用蛋清作材料，必须稀释，防止其粘在试
15、管壁上不易刷洗；且该实验应预留部分组织样液做对比。(7)易写错别字提示：“斐林试剂”中的“斐”不可错写成“非”；双缩脲试剂中的“脲”不可错写成“尿”。3用碘液、苏丹染液和双缩脲试剂测得甲、乙、丙三种植物的干种子中三大类有机物的颜色反应如下表，其中“”的数量代表颜色反应深浅程度，下列有关说法不正确的是()种子试剂碘液苏丹染液双缩脲试剂甲乙丙 A.乙种子中主要含蛋白质 B碘液、苏丹染液和双缩脲试剂与相应的物质发生的颜色反应分别是蓝色、橘黄色和紫色 C在观察颜色时有可能用到光学显微镜 D这三种试剂的使用均不需要水浴加热 对位训练 解析 碘液用于检验淀粉的存在，其颜色反应为蓝色；苏丹染液用于检验脂肪的
16、存在，其颜色反应为橘黄色；双缩脲试剂用于检验蛋白质的存在，其颜色反应为紫色。分析表格可知，甲种子中主要含淀粉，乙种子中主要含脂肪，丙种子中主要含蛋白质。在脂肪的切片法鉴定实验中需要用光学显微镜进行观察。答案 A 不 同 点 比较项目 斐林试剂 双缩脲试剂 使用方法 甲液和乙液混合均匀后即可使用，且现配现用 使用时先加A液再加B液 实质 新配制的Cu(OH)2反应 碱性条件下的Cu2 呈色反应条件 需水浴加热 不需加热即可反应 反应原理 还原糖中的醛基被Cu(OH)2氧化，Cu(OH)2被还原为Cu2O 具有两个以上肽键的化合物在碱性条件下与Cu2反应生成络合物 颜色 砖红色 紫色 浓度 乙液C
17、uSO4浓度为0.05 g/mL B液CuSO4浓度为0.01 g/mL 相 同 点 都含有NaOH、CuSO4两种成分，且所用NaOH浓度都是 0.1 g/mL 方法体验斐林试剂和双缩脲试剂的比较典例 典例 斐林试剂的甲液是质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液，乙液是质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液。双缩脲试剂的A液是质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液，B液是质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液。某同学在“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”的实验中，产生了一些疑问，在征得老师同意后，他利用课外时间进行了探究。下列是其探究实验的部分操作：试管 第1次加入物 第2
18、次加入物 第3次加入物 1号 1mL 0.1g/mL NaOH溶液 1mL 0.05g/mL CuSO4溶液 2mL苹果汁 2号 1mL 0.1g/mL NaOH溶液 2mL苹果汁 1mL 0.05g/mL CuSO4溶液 3号 2mL苹果汁 1mL 0.1g/mL NaOH溶液 1mL 0.05g/mL CuSO4溶液 4号 1mL 0.05g/mL CuSO4溶液 2mL苹果汁 1mL 0.1g/mL NaOH溶液 5号 1mL 0.05g/mL CuSO4溶液 1mL 0.1g/mL NaOH溶液 2mL苹果汁 6号 1mL 0.1g/mL NaOH溶液 4滴 0.01g/mL CuSO
19、4溶液 2mL苹果汁 请分析回答下列问题：(1)该同学试图通过上述实验解决什么问题？；_。(2)上述试管中，作为对照的是_。(3)要使上述试管中的溶液发生显色反应，还必须做处理。(4)要提高该实验结果的可信度，还应该。(5)你认为该同学的这种活动有意义吗？请简要说明。_。斐林试剂的甲液和乙液是否必须混合后才能加入组织样液中(或答加入斐林试剂甲液和乙液的顺序是否可以改变)双缩脲试剂是否可以用于可溶性还原糖的鉴定 1号试管加热在相同的条件下重复该实验对于这种活动的意义可以从两个方面来回答：一是该活动的意义不大，因为此实验探究性不强；二是该活动有意义，因为如将甲液和乙液分别与苹果汁接触结果不同(水浴
20、加热)体会 还原糖的鉴定是新制得的Cu(OH)2与醛基的反应，产生Cu2O沉淀，而蛋白质的鉴定是在碱性环境下Cu2与肽键结合成特定化合物的显色反应，原理的不同决定了实验操作方法的不同。解析 典例 (2010上海卷，9)下列选项中，含有相同元素的一组化合物是()A纤维素和尿素 B脂肪酸和磷脂 C三磷酸腺苷和核糖核酸 D胆固醇和血红蛋白 错因分析 本题主要错因是不清楚一些化合物的元素组成，如不清楚纤维素的本质是多糖，其组成元素是C、H、O；另外，记不清胆固醇的组成元素只含C、H、O会错选D项；脂肪酸和磷脂都属于脂质，所以认为组成元素相同，易错选B。易错警示对细胞中化合物的元素组成认识不到位 解析
21、A项纤维素的组成元素为C、H、O，而尿素为C、H、O、N；B项脂肪酸的元素组成为C、H、O，而磷脂中还含有P和N元素；C项腺苷三磷酸和核糖核酸的组成元素都是C、H、O、N、P；D项胆固醇的组成元素为C、H、O，而血红蛋白是蛋白质，组成元素为C、H、O、N等。答案 C 纠错笔记 除了要记住糖类(C、H、O)，脂肪、甘油、脂肪酸、胆固醇(C、H、O)，蛋白质(主要含C、H、O、N)和核酸及磷脂(主要含C、H、O、N、P)的组成元素外，还要了解教材中提及的一些特殊物质或特殊结构的元素组成和作用。物质名称 元素组成 作用/组成 ATP C、H、O、N、P 细胞内的直接能源物质 叶绿素 C、H、O、N、Mg 吸收、传递并转换光能 血红蛋白 C、H、O、N、S、Fe 主要运输氧气和部分二氧化碳 胰岛素、胰高 血糖素 C、H、O、N、S 调节血糖浓度 甲状腺激素 C、H、O、N、I 促进生长发育和新陈代谢，提高神经系统的兴奋性 细胞膜 C、H、O、N、P 蛋白质糖类脂质中的磷脂 染色体 C、H、O、N、P 蛋白质DNA 核糖体 C、H、O、N、P 蛋白质RNA 病毒 C、H、O、N、P 蛋白质核酸
