1、细胞中的元素和化合物（导学案+综合测试）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。3作用4研究意义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。判一判1生物界和非生物界在元素组成的种类和含量上都相同()2Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等是组成细胞的
2、微量元素()3微量元素因含量少，所以对生命活动影响不大()二、组成细胞的化合物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化合物占细胞干重50%以上的化合物判一判精瘦肉细胞、沙漠植物细胞、成熟甜西瓜细胞中，含量最多的化合物分别为蛋白质、蛋白质和糖类()三、生物组织中糖类、脂肪和蛋白质检测的原理连一连四、细胞中的无机物1细胞中的水(1)存在形式：_。(2)功能2细胞中的无机盐(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)功能：
3、维持细胞和生物体的_，维持细胞的_等。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；而在干重中含量最多的元素是C，其次是O、N、H。2教材35页思考与讨论：Fe血红蛋白贫血；Mg叶绿素光合作用。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。考点4规范生物学术语聚焦“统一性”和“差异性”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，
4、则a、b、c依次是O、C、HC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，其必含的元素为C、H、O、N1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
5、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。拓展提升(1)元素组成化合物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PATP(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(2)元素影响生命活动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
6、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”。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等考点5归纳比较法细胞中的无机物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N
7、a而促进细胞吸收水分，该现象说明液泡内Na参与()A调节渗透压 B组成体内化合物C维持正常pH D提供能量排雷1水(1)水的含量、分类含量概念结合水4.5%与其他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。拓展提升(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
8、)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，因结合水不易结冰和蒸腾，从而使植物抗寒性加强。(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。(5)种子与水的关系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)。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
9、必需成分；Fe2是血红蛋白的主要成分；PO是生物膜的主要成分磷脂的组成成分，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HCO、HPO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考点6实验
10、技能提升生物组织中糖类、脂肪和蛋白质的鉴定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1实验原理及步骤2实验注意问题(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。还原糖含量高：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
11、而是浅蓝色Cu(OH)2的颜色。(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
12、列有关说法不正确的是() 试剂种子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斐林试剂和双缩脲试剂的比较比较项目斐林试剂双缩脲试剂不同点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
13、CuSO4浓度为0.05 g/mLB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次加入物第3次加入物1号1 mL 0.1 g/mL NaO
14、H溶液1 mL 0.05 g/mL CuSO4溶液2 mL苹果汁2号1 mL 0.1 g/mL NaOH溶液2 mL苹果汁1 mL 0.05 g/mL CuSO4溶液3号2 mL苹果汁1 mL 0.1 g/mL NaOH溶液1 mL 0.05 g/mL CuSO4溶液4号1 mL 0.05 g/mL CuSO4溶液2 mL苹果汁1 mL 0.1 g/mL NaOH溶液5号1 mL 0.05 g/mL CuSO4溶液1 mL 0.1 g/mLNaOH溶液2 mL苹果汁6号1 mL 0.1 g/mL NaOH溶液4滴 0.01 g/mL CuSO4溶液2 mL苹果汁请分析回答下列问题：(1)该同学
15、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。_。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。对细胞中化合物的元素组成认识不到位典例(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胆固醇和血红蛋白纠错笔记除了要记住糖类(C
16、、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ATPC、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
17、白质RNA病毒C、H、O、N、P蛋白质核酸答案回扣基础构建网络一、1.C、H、O、N、S、P、K、Mg、Ca微量元素CC、H、O、N主要2.化合物3.化合物生命活动4.统一性差异性判一判1.2.3.二、水蛋白质判一判三、连一连四、1.(1)自由水和结合水(2)细胞结构良好溶剂生物化学反应液体环境2(1)离子复杂化合物(2)生命活动酸碱平衡知识网络大量微量无机物有机物突破考点提炼方法典例引领1C对位训练1B典例引领2A对位训练2B典例引领3D对位训练3A方法体验典例(1)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
18、性还原糖的鉴定(2)1号试管(3)加热(或答水浴加热)(4)在相同的条件下重复该实验(5)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易错警示典例C组成细胞的元素及无机化合物（综合测试）解析：无机盐在生物体内主要以离子的形式存在；脂质的组成元素主要是C、H、O，还有N、P，糖类的组成元素是C、H、O；高温、强酸、强碱会导致蛋白质变性，使蛋白质的空间结构发生改变，但不涉及肽键断裂。有细胞结构的生物遗传物质是DNA，病毒只含一种核酸，DNA或RNA。答案：D解析：DNA与甲基绿反应呈现绿色，脂肪与苏
19、丹反应生成橘黄色物质；淀粉遇碘变蓝，蛋白质可与双缩脲试剂发生紫色反应。答案：D3(2013淮北一模)下列关于组成细胞的化合物的叙述，正确的是()A碳元素是构成生物体的基本元素，可形成链式或环式结构，在一个二十三肽的化合物中，最多含有肽键22个B在烟草细胞中，由A、G、T、U四种碱基参与构成的核苷酸的种类有6种C糖原、脂肪、蛋白质和核糖都是生物体内的高分子化合物DFe、Na、K等大量元素在细胞内有重要作用，如组成复杂化合物、参与细胞电位形成解析：若为环肽最多可含有肽键23个；核糖不是高分子化合物；Fe是微量元素。答案：B4(2013石家庄一模)下列关于生物体内化合物的叙述正确的是()A细胞内的化
20、合物都以碳链为骨架B蔗糖和乳糖水解的产物都是葡萄糖C蛋白质是细胞代谢的主要能源物质D核糖是构成ATP和RNA的基本成分解析：本题考查组成细胞的化合物。细胞内的有机化合物都是以碳链为骨架；蔗糖的水解产物是葡萄糖和果糖，乳糖的水解产物是半乳糖和葡萄糖；糖类是细胞代谢的主要能源物质；ATP和RNA中的五碳糖均是核糖。答案：D6人体红细胞呈圆饼状，具有运输氧气的功能。下面是将人体红细胞分别放在三种不同的液态环境中，如图为一段时间内的变化示意图，请分析该图说明的问题是()A水分容易进出细胞B无机盐离子容易进出细胞C红细胞有运输氧气的功能D水分和无机盐对于维持细胞的形态和功能有重要作用解析：据图，盐浓度的
21、大小能够改变红细胞的形态和功能。因此水分和无机盐对于维持细胞的形态和功能有重要作用。答案：D7在下列生理状态下，细胞内自由水与结合水比值增加的是()A细胞衰老 B作物越冬C种子萌发 D细胞质壁分离解析：自由水与结合水比值增加时，细胞的代谢将加强(如处于萌发状态的种子)。而A、B两种状态的代谢水平都将降低，D失去的主要是自由水。答案：C9(2013淮安模拟)元素和化合物是细胞的物质基础，下列叙述正确的是()AATP、染色体中含有的五碳糖都是核糖B磷脂、质粒都含有的元素是C、H、O、N、PC具有生物催化作用的酶都是由氨基酸组成的D性激素和胰岛素与双缩脲试剂反应均呈紫色解析：ATP中的五碳糖是核糖，
22、染色体中DNA的五碳糖是脱氧核糖，A错误；磷脂含有C、H、O、N、P，质粒是小型环状DNA分子，其元素组成也是C、H、O、N、P，B正确；绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，所以酶的基本单位是氨基酸或核糖核苷酸，C错误；性激素属于脂质，不含肽键，故不与双缩脲试剂反应，D错误。答案：B10小麦种子萌发时产生淀粉酶，将淀粉水解为麦芽糖、葡萄糖等。小麦种子萌发的最适温度为30左右。取适量小麦种子在20和30培养箱中培养4天后，做如下处理：在3支试管中加入等量斐林试剂并加热至50左右，摇匀后观察试管中的颜色。结果是()A甲呈蓝色，乙呈砖红色，丙呈无色B甲呈无色，乙呈砖红色，丙呈蓝色C甲、乙皆呈蓝色，丙
23、呈砖红色D甲呈浅砖红色，乙呈砖红色，丙呈蓝色解析：丙试管中淀粉是非还原糖，试管中的颜色为斐林试剂的颜色；提取液中含有酶和麦芽糖及葡萄糖，30时的酶的活性较20时的高，故甲试管内生成的还原性糖较乙试管少，所以甲试管呈浅砖红色，乙呈砖红色。答案：D解析：细胞鲜重含量最多的化合物是水，占85%90%，其次为蛋白质，占7%10%，脂质占1%2%，糖类和核酸占1%1.5%；细胞中的主要元素有C、H、O、N、P、S等，其中占细胞鲜重含量最多的元素是O，其余依次是C、H、N、P、S等。图中显示最多，其次，较少，最少，故为水或O，为蛋白质或C。答案：D12下表表示人体肌细胞受刺激后，细胞内钙含量和肌肉收缩力量
24、随时间的变化关系。时间(ms)0306090120150180钙含量(mmol/mL)07.82.20.5000肌肉力量(N)02.053.52.10.50表中数据可以说明()A细胞内钙浓度越高肌肉收缩力量越大B肌肉收缩力量随时间不断增强C钙离子进入肌细胞的方式是主动运输D肌肉在达到最大收缩力前钙离子释放解析：由表格数据可看出：在肌肉力量未达到最大时，钙含量已经达到最大，当肌肉力量达到最大时，钙含量已经下降了，说明肌肉力量达到最大前钙已经开始释放。所以并不是钙离子浓度越高肌肉力量越大，肌肉的收缩力量与时间无关，表中的数据不足以说明钙离子进入细胞的方式。答案：D13从一动物细胞中得到两类大分子有
25、机物x、y，已知细胞中x的含量大于y，用胃液处理，x被分解而y不变。x含有化学元素N，有的还含有S，y含有化学元素N和P，它们与苏丹染液都没有颜色反应，细胞膜上有x没有y。下列有关x、y的叙述，错误的是()Ax可能是蛋白质By的基本组成单位可能是核苷酸C细胞膜上的x可能是载体Dy可能在核糖体上合成解析：x是蛋白质，y是核酸。y在细胞核或线粒体中合成。答案：D二、非选择题14探究钾是否属于植物生长发育所必需的元素。(1)实验思路：利用缺素培养液和完全培养液的培养作对照并得出结论。(2)实验步骤：培养液的配制：_。取材：选取_两株植物。培养：将两株植物分别培养在盛有上述两种培养液的容器中，培养条件
26、要_。观察：_。(3)预测可能的结果及结论。如下表：缺素培养液完全培养液结论生长正常正常状况异常正常_。_。解析：该题重点考查实验设计的对照原则和单一因子变量原则。运用完全培养液和缺钾培养液分别培养植物，前者为对照组，后者为实验组。取长势相同的植株，在适宜且相同的条件下培养，排除无关变量的干扰。若植物对这种元素的需要是必需的，缺乏时，植物就会出现特殊的缺乏症状，只有满足这种元素，症状才会消除。答案：(2)配制完全培养液和缺钾培养液长势相同的相同且适宜两株植物的生长状况(3)钾不是植物生长发育所必需的元素钾是植物生长发育所必需的元素15根据“生物组织中可溶性还原糖、脂肪和蛋白质的鉴定”实验，回答
27、下列问题：(1)鉴定成熟苹果果肉中存在还原糖所用的试剂是_，该试剂与细胞内还原糖发生作用，形成_沉淀。(2)在鉴定花生子叶中的脂肪的实验中，能将脂肪染成橘黄色的染液是_，用其染色时，冲洗浮色要用酒精，这是因为酒精_ _。(3)鉴定黄豆组织中存在蛋白质时，向组织液中加入双缩脲试剂A摇匀，再向样液中加入双缩脲试剂B摇匀。其中双缩脲试剂B的量只有34滴，而不能过量，为什么？_。(4)本实验注意事项：斐林试剂极不稳定，其甲液和乙液需_，使用时再临时混合均匀用于实验。双缩脲试剂的使用，应先加试剂_，造成碱性环境，再加试剂_。在可溶性还原糖的鉴定中，对试管中溶液加热时，试管底部不要触及_；试管口不要朝向_
28、，以免溶液沸腾时冲出试管造成烫伤。解析：本题考查“生物组织中可溶性还原糖、脂肪和蛋白质的鉴定”实验的操作和基本知识。(1)还原糖具有还原性，能将斐林试剂中的Cu2还原成Cu，生成Cu2O砖红色沉淀，所以可用斐林试剂鉴定还原糖的存在；(2)苏丹可将脂肪染成橘黄色。苏丹能溶解在酒精中，根据这一性质可用酒精洗去浮色，便于观察。(3)双缩脲试剂鉴定蛋白质的原理是蛋白质与双缩脲试剂反应形成紫色。若加入过量的双缩脲试剂B液即CuSO4，CuSO4本身呈蓝色，与试剂A液反应产生的Cu(OH)2也呈蓝色，会掩盖生成的紫色，影响实验观察。答案：(1)斐林试剂砖红色(2)苏丹能溶解苏丹(3)过量的双缩脲试剂B会与试剂A反应，使溶液呈蓝色，而掩盖生成的紫色(4)分别配制、储存A液(0.1 g/mL NaOH溶液)B液(0.01 g/mL CuSO4溶液)烧杯底部实验者或其他人