1、教 材 面 面 观一、组成细胞的元素细胞中常见的化学元素有_种，是生物体_地从_中获取的。1元素的分类(1)按元素在生物体内的含量可分为：大量元素，如_等。微量元素，如_等。(2)按元素在生物体内的作用可分为：最基本的元素是_。主要元素，如_。思考 1 生物体内所有的元素都是生物体完成正常的生命活动所必需的吗？2元素的含量特点(1)占细胞鲜重最多的元素是_。(2)占细胞干重最多的元素是_。(3)细胞中含量最多的四种元素是_。3元素的存在形式：大多以_的形式存在。二、组成细胞的化合物组 成 细 胞 的 化 合 物 分 为 无 机 化 合 物 和 _，前 者 中_的含量是最多的，后者中含量最多的是
2、_。三、生物组织中糖类、脂肪和蛋白质的检测检测原理是利用_与生物组织中的有关有机化合物产生_。1还原糖与_发生作用，生成_。2淀粉遇_变_。3脂肪被_染液染成_，或被_染液染成_。4蛋白质与_作用产生_。四、细胞中的无机物1细胞中的水(1)存在形式：_和_。(2)功能：是_的重要组成成分；是细胞内的_，运送_；参与许多_；为细胞提供_环境。思考 2 为什么说“水是生命之源”？2细胞中的无机盐(1)存在形式：绝大多数以_的形式存在，少部分是细胞内_的组成成分。(2)功能：维持_的生命活动，维持细胞的_平衡等。答案：一、20 多 有选择 无机自然界1(1)C、H、O、N、S、P、K、Ca、Mg F
3、e、Mn、Cu、Zn、B、Mo、Cl(2)C C、H、O、N、S、P思考 1 生物体内的化学元素有一些是生物体进行正常的生命活动所必需的，称为必需元素，其他的称为非必需元素。2(1)O(2)C(3)C、H、O、N 3.化合物二、有机化合物 水 蛋白质三、某些化学试剂 特定颜色反应1斐林试剂 砖红色沉淀 2.碘 蓝色 3.苏丹橘黄色 苏丹 红色 4.双缩脲试剂 紫色四、1.(1)自由水 结合水(2)细胞结构 良好的溶剂 营养物质和代谢废物 生化反应 液体思考 2 因为水既是细胞结构的重要组成部分，又是生物体进行各种生命活动所必须的物质，可以说，没有水就没有生命的存在。而且，原始生命也是起源于海洋
4、，所以说，水是生命之源。2(1)离子 某些复杂的化合物(2)生物体 酸碱考 点 串 串 讲考点一 细胞中某些物质的元素的分析在历年高考试题中，都会出现辨别细胞内某些化合物元素组成方面的题目，这是让许多考生感到困惑的一类题目。该类试题的难点在于很多考生不能准确辩别一些具体物质的元素组成。如何解决这个问题呢？1对细胞中的元素进行正确分类：2细胞鲜重含量前四位的元素(O、C、H、N)除蛋白质(主要含 C、H、O、N)和核酸(主要含 C、H、O、N、P)的组成元素以外，还要了解教材中提及的一些特殊物质的元素组成和作用：物质名称元素组成作用ATPC、H、O、N、P细胞内的直接供能物质叶绿素C、H、O、N
5、、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另外，该类试题还常常与一些具体的生理过程相联系，增加试题的综合性。特别提示运用元素的观点分析问题：(1)从化合物的元素组成上分析代谢产物糖类、脂质和蛋白质的组成元素中都有 C、H、O，可推知其代谢产物中都有 CO2 和 H2O；蛋白质中还含有 N，故其代谢产物中含有尿素。(2)从化合物的元素含量上分析其氧化分解时释放的能量多少脂肪分子中氧的含量远少于糖类，而碳和氢的含量则比糖类多，因此等
6、质量的脂肪彻底氧化分解时所消耗的氧气比糖类多，释放的能量也多于糖类。(3)化合物的特殊元素组成在同位素标记法中的应用利用同位素标记法可以示踪光合作用和细胞呼吸中碳、氧原子的去向；示踪分泌蛋白的合成、运输和分泌途径；在噬菌体侵染细菌实验中，证明 DNA 是遗传物质；证明 DNA 分子的半保留复制方式，还可用于基因诊断和 DNA 分子杂交。即时应用几十年前，新西兰有一个牧场的大片牧草长势很弱，有的甚至发黄枯萎，即使施用了大量氮、磷、钾也无济于事。后来人们偶然发现牧场内的一小片牧草长得十分茂盛。原来，这一小片“绿洲”的附近有一座钼矿，矿工上下班总是抄近路走，他们的鞋子上黏有钼矿粉，正是矿工鞋子踩过的
7、地方，牧草长得绿油油的。经过科学家的化验和分析，一公顷牧草只需 150g 钼就足够了。下列关于这种现象的解释，不正确的是()A钼是植物生长发育所必需的一种化学元素B钼是植物生长发育所必需的一种微量元素C钼是一种高效肥料，只要有了钼，植物就能正常生长发育D植物虽然对钼的需要量很少，但钼的作用不可用其他化学元素代替答案：C解析：在解题时，要善于根据题目提供的材料，提取有效信息。题目中的信息说明，钼是植物正常生长和发育所必需的化学元素，但需要量很少，并且钼的作用不可代替。考点二 从元素水平分析生物界与非生物界的统一性和差异性1.生物界和非生物界的统一性(1)生物界和非生物界都是由化学元素组成的。(2
8、)组成生物体的化学元素是从无机自然界中获取的。(3)组成生物体的化学元素在无机自然界中都能找到，没有一种元素为生物所特有。(4)生命起源于非生物界。2生物界和非生物界的差异性(1)组成生物体的化学元素在生物体内和自然界中含量相差很大。(2)生物体有选择地从无机自然界获取组成自身的物质。(3)无机自然界中的各种化学元素不能表现出生命现象，只有在活的有机体中，各种化学元素有机地结合在一起，才能表现出生命现象。3统一性和差异性的图解(见图)即时应用下列有关组成生物体化学元素的论述，正确的是()A组成生物体和组成无机自然界的化学元素中，碳元素的含量最高B人、动物与植物所含的化学元素种类差异很大C组成生
9、物体的化学元素在无机自然界中都可以找到D不同生物体内各种化学元素的含量比例基本相似答案：C解析：生物界与非生物界之间存在着统一性和差异性，统一性体现在它们所含的元素种类基本相同，差异性体现在所含元素的含量显著不同。碳元素在生物界中含量较高，而在非生物界中含量很少，非生物界中含量最多的元素是 O，所以 A 项不对；动植物之间所含元素的种类相差不大，但各种化学元素的含量不同，所以 B、D 两项不对。考点三 细胞中水的存形式及生理功能1.水在细胞中以两种形式存在自由水和结合水。两者比较如下：形式自由水结合水定义细胞中绝大部分的水以游离的形式存在，可以自由流动与细胞内的其他物质相结合的水含量 约占细胞
10、内全部水分的85.5%约占细胞内全部水分的 4.5%特点 流动性强、易蒸发、加压可析离，可参与物质代谢不流动、不蒸发、不能析离，与其他物质结合功能细胞内良好的溶剂参与生化反应为细胞提供液体环境运送营养物质和代谢废物是细胞结构的重要组成成分联系 自由水和结合水能够随新陈代谢的进行而相互转化2.自由水和结合水的转化与代谢的关系：(1)自由水和结合的转化：水在细胞中的存在形式有自由水和结合水两种，但这两者不是各行其道的，在细胞内可以相互转换。自由水和结合水的相互换取决于水分子的自由能和大分子物质对水分子的束缚力，当水分子的自由能大于大分子物质对其束缚力时，水以自由水形式存在，反之，当水分子的自由能小
11、于大分子物质对其束缚力时，水分子便以结合水形式存在。(2)水的含量与代谢的关系：一般情况下，代谢活跃时，生物体含水量在 70%以上。含水量降低，生命活动不活跃或进入休眠。当自由水比例增加时，生物体代谢活跃，生长迅速，例如干种子内所含的主要是结合水，干种子只有吸足水分，获得大量自由水，才能进行旺盛的生命活动。当自由水向结合水转化较多时，代谢强度就会下降，抗寒、抗热、抗旱的性能提高。旱生植物比水生植物具有较强抗旱能力。其生理原因之一就是结合水含量较高。特别提示即时应用1.美国宇航局 2008 年 6 月 20 日宣布火星探测器“凤凰”号已经找到火星表面存在水冰的证据，美国宇航局希望借助这一发现，继
12、续探索火星上是否存在过生命。下面与水相关的叙述不正确的是()A借助水冰的证据探索火星表面是否存在过生命是因为水是生化反应的介质B苹果树不宜在热带地区栽种的主要限制因素是水C蛙红细胞中的核糖体和线粒体都能产生水D休眠或越冬的植物体细胞内自由水与结合水的比值下降答案：B解析：苹果树不宜在热带地区栽种的主要限制因素是温度，此题易错选 C，误认为蛙的红细胞结构与成熟的哺乳动物的红细胞结构相同。2下列有关水的叙述不正确的是()A结合水是细胞的重要组成成分B血液细胞中的水大部分是自由水C肌肉细胞内的水大部分是结合水D自由水可参与细胞内物质的运输和化学反应答案：C解析：细胞内的结合水只占细胞内全部水分的 4
13、.5%左右，其余的水都以自由水的形式存在，因此，细胞内的水大部分是自由水。考点四 无机盐1.存在形式主要是离子形式，如 Na、K、Ca2、Fe2、Fe3、Cl、HCO3、SO242吸收的主要方式：主动运输。3生理功能(1)是细胞的结构成分：有些无机盐是细胞内某些复杂的化合物的重要组成部分，如 Mg2叶绿素；Fe2血红蛋白；PO34 磷脂、ATP、NADPH。(2)参与并维持生物体的代谢活动：如哺乳动物血液中必须含有一定量的 Ca2，如果某个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：体内平衡使细胞有稳定的结构和功能，是生物能维持正常的代谢和生理活动的必要条件。渗透压的平衡：
14、Na、Cl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)：pH 调节着细胞的一切生命活动，它的改变影响着原生质体组成物质的所有特性以及在细胞内发生的一切反应：如人血浆中的 HCO3、HPO24 等。离子平衡：动物细胞内外 Na/K/Ca2的比例是相对稳定的。细胞膜外 Na高、K低，细胞膜内 K高、Na低。K、Na这两种离子在细胞膜内外分布的浓度差，是使细胞可以保持反应性能的重要条件。即时应用近几年来的电视广告中，有许多推广中老年人补铁、钙和锌等的保健器和药品的广告，说明了无机盐对人体的健康起着重要作用。人体无机盐主要来自于食物，比如海带中含有丰富的碘，无
15、机盐对于维持植物的生命活动也起着重要的作用。结合所学生物学知识，联系日常生活分析回答下列问题：(1)铁、钙和锌等无机盐在细胞内主要以_形式存在，是组成细胞的重要组成成分，如铁是合成_不可缺少的成分，人体缺铁可引起贫血症，血液运输_的能力低。钙在人体内的总量达 1300 g，其中 99%存在于骨骼，一旦钙离子在血浆中的浓度明显下降，会出现_症状。(2)人体的内环境中含有多种无机盐，如维持渗透压的离子：_，维持 pH 稳态的离子：_，概括地说，细胞外液实质就是一种盐溶液，类似于海水，在一定程度上反映了：_。答案：(1)离子 血红蛋白 氧气 手足抽搐(2)Na和 Cl HCO3 和 HPO24 生命
16、起源于海洋解析：本题考查无机盐在生物体内的存在形式与功能等。无机盐在细胞内主要以离于形式存在。Fe2是血红蛋白的重要组分；Ca2可维持肌细胞正常的机能。无机盐离子还可以维持细胞外液与内液的渗透压平衡及酸碱平衡，以维持细胞正常的生命活动。其中维持渗透压的主要是 Na、Cl等，维持 pH 的则是一些缓冲对，如NaHCO3/HCO3、HPO4/NaH2PO4。实 验 关 关 顺实验类型 生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质的检测【实验流程图】实验名称实验材料实验步骤 可溶性还原糖的检测和观察去皮的苹果或梨的匀浆脂肪的检测和观察花生种子蛋白质的检测和观察大豆种子【实验原理】某些化学试剂能够使生物组织中的有关
17、有机化合物产生特定的颜色反应。糖类中的还原糖(如葡萄糖、果糖)与斐林试剂发生作用，在水浴加热的条件下，生成砖红色沉淀。脂肪可以被苏丹染液染成橘黄色(或被苏丹染液染成红色)。蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。因此可以根据与某些化学试剂所产生的颜色反应，检测生物组织中还原糖、脂肪或蛋白质的存在。【疑难点拨】1实验材料的选择(1)可溶性还原糖的检测实验中，最理想的实验材料是还原糖含量较高的生物组织(或器官)，而且组织的颜色要较浅，易于观察。(2)脂肪的检测实验中，实验材料最好选择花生种子。新鲜的花生种子，可不必浸泡，干种子浸泡 34 h 最适宜切片(浸泡时间短，不容易切片；浸泡时间过长，组织
18、太软，切下的薄片不易成形)。(3)蛋白质的检测实验，最好选用富含蛋白质的生物组织。植物材料常用大豆，且浸泡 12 d，适于研磨，动物材料常用鸡蛋清。2实验试剂的使用(1)在检测可溶性还原糖的实验中，由于斐林试剂不稳定易变性，应现配现用。(2)在蛋白质的鉴定实验中，如果用蛋清稀释液作为实验材料，一定要稀释到一定程度，否则，与双缩脲试剂发生反应后会粘固在试管的内壁上，使反应不彻底，试管也不易洗刷干净。3斐林试剂与双缩脲试剂的比较(1)溶液浓度不同：斐林试剂中 NaOH 溶液的质量浓度为0.1g/mL，CuSO4 溶液的质量浓度为 0.05g/mL；双缩脲试剂中 NaOH溶液的质量浓度为 0.1g/
19、mL，CuSO4 溶液的质量浓度为 0.01g/mL。(2)使用原理不同：斐林试剂的实质是新配制的 Cu(OH)2 溶液；双缩脲试剂的实质是在碱性环境下的 Cu2。(3)使用方法不同：斐林试剂使用时要现配现用，先把 NaOH 溶液和 CuSO4 溶液混合，并立即使用；双缩脲试剂使用时，先加入NaOH 溶液，然后再加入 CuSO4 溶液。(4)使用的条件不同：在使用斐林试剂检测还原糖的存在时要使用水浴加热；而双缩脲试剂的使用不需要加热，在常温条件下就可以观察到颜色变化。(5)出现的实验现象不同：使用斐林试剂检测还原糖的存在时的颜色变化：浅蓝色棕色砖红色沉淀；使用双缩脲试剂检测蛋白质的存在时出现紫
20、色。即时应用细菌具有细胞壁，为探究其化学成分，某课题小组设计了如下实验：(已知糖类加硫酸水解后用碱中和，再加斐林试剂，加热有砖红色沉淀生成；蛋白质与双缩脲试剂作用，生成紫色物质；且二者单独检验时互不干扰。)(1)将细菌粉碎后，用高速离心机分离得到细菌细胞壁。(2)将细菌细胞壁分成两等份，编号 A、B。(3)取 A 加硫酸水解后用碱中和，再加斐林试剂并加热；取 B 加双缩脲试剂，摇匀。(4)观察并记录实验现象。现象及结果分析：现象：A 出现砖红色沉淀，B 出现紫色；结论：_。现象：A_，B_；结论：细菌细胞壁中含有糖类而不含蛋白质。现象：A 不出现砖红色沉淀，B_；结论：_。现象：A 不出现砖红
21、色沉淀，B_；结论：_。答案：细菌细胞壁中含有糖类和蛋白质 出现砖红色沉淀 不出现紫色 出现紫色 细菌细胞壁中含蛋白质，不含糖类 不出现紫色 细菌细胞壁中不含糖类和蛋白质。典 例 对 对 碰类型一 细胞中组成元素的分析例 1下表是两种生物干重中有关元素的质量分数：元素CHONPS生物甲43.576.2444.431.460.200.17生物乙55.997.4614.629.333.110.78根据上表，有人得出下面的结论，其中正确的是()A如果它们分别是动物和植物，则甲是动物，乙是植物B等质量的组织中，甲所含的热量少于乙C两者体细胞中，乙的染色体和基因比甲多D两者的含水量比较，可推测甲比乙多答
22、案：B解析：动物和植物干重相比较，植物含糖类较多，动物含脂肪、蛋白质较多，故植物中含氧元素较多，动物含氮、氢元素较多，甲为植物，乙为动物。等质量的脂肪和糖类相比较，脂肪热量较多，生物甲含糖量高，生物乙含脂肪多，故 B 项正确。生物干重中有关元素的含量不能作为判断其含水量以及染色体和基因多少的依据，所以 C、D 两项都不正确。故正确答案为 B。方法技巧：由表中 N、O 含量可大致推断出，甲为植物，乙为动物。一般地说，动物中的脂肪含量比植物中的脂肪含量高，等质量的组织中，甲所含的热量比乙少。类型二 细胞中的水的作用及形式例 2今年我们迎来了第 18 个世界水日，今年的口号是“关注世界水日，关注饮水
23、健康”，水与我们息息相关，正因为它普通，所以很多人往往会忽略了对它的重视。下列有关体内水的叙述，错误的是()A水在病变细胞中以结合水和自由水的形式存在B在胰岛素合成过程中伴随着水的产生C冬季，植物体内结合水含量相对增多，提高抗寒能力D水在生物体的许多化学反应中充当还原剂答案：D解析：水在所有细胞中都是以结合水和自由水的形式存在的。胰岛素是蛋白质，在蛋白质合成过程中有水的产生。冬季植物细胞中结合水比例提高，植物的抗逆性增强，提高了作物的抗寒能力。水在生物体的化学反应中充当溶剂。类型三 细胞中的无机盐例 3医生给病人输液时，常把药剂溶解于生理盐水(0.9%的 NaCl 溶液)中，而不是溶解于蒸馏水中。这是因为()A蒸馏水不含营养物质B无机盐在生物体的生命活动中是不可缺少的C蒸馏水可增大细胞中自由水比例，使细胞代谢加快，加剧病情D生理盐水能维持人体内环境渗透压的稳定，防止细胞过度吸水答案：D解析：无机盐能维持细胞及生物体的渗透压从而维持细胞正常形态与功能具有重要作用。医生给病人输液时，常将药剂溶解于生理盐水中而不是溶于蒸馏水中，就是由于生理盐水可维持人体内环境渗透压的稳定，防止细胞过度吸水而涨破。答案为 D。方法技巧：生物体中的酸碱平衡、离子平衡及细胞外液与细胞内液渗透压维持均与无机盐离子的浓度密切相关。THANKS
