1、第2讲 细胞中的元素和化合物 第2讲 细胞中的元素和化合物 第2讲 考点整合 C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg 考点整合 蛋白质 双缩脲试剂 斐林试剂C第2讲 考点整合 细胞结构液体环境离子酸碱平衡要点探究 探究点一 细胞中的化学元素第2讲 要点探究 细胞中常见的化学元素有20多种，这些组成生物体的化学元素虽然在生物体体内有一定的生理作用，但是单一的某种元素不可能表现出相应的生理功能。第2讲 要点探究 (1)组成生物体的化学元素在不同的生物体内种类大体相同；不同的生物体内各种化学元素的含量一般相差很大。(2)微量元素尽管在生物体内含量少，但它是必需元素。(3)碳原子本身的化学性质使它能够
2、通过化学键连接成链或环，从而形成各种生物大分子，正是由于碳原子在组成生物大分子中的重要作用，科学家才说“碳是生命的核心元素”“没有碳，就没有生命”，与其在生物体内的含量无关。(4)不同生物干重中元素含量 第2讲 要点探究 O C 2 C O 1 人(动物)玉米(植物)含量排序 H N 4 N H 3 易错点 在鲜重和干重条件下，细胞中各种元素的含量是不同的，如以人体为例：鲜重条件下：O(65%)C(18%)H(10%)N(3%)；干重条件下：C(48.4%)O(23.7%)N(12.9%)H(6.6%)。第2讲 要点探究 例1 2011合肥月考一种植物和一种哺乳动物体内细胞的某些化学元素含量(
3、占细胞干重的百分比)如下表数据，下列有关叙述正确的是()0.78 4.67 3.11 9.33 14.62 7.46 55.99 动物(%)0.17 0.23 0.20 1.46 44.43 6.24 43.57 植物(%)S Ca P N O H C 元素 第2讲 要点探究 A碳元素的含量说明有机物是干物质的主要成分 B这两种生物体内所含的化学元素的种类差异很大 CN、S含量说明动物组织含蛋白质较多，若该动物血钙高则会发生肌肉抽搐 D经测定该植物某有机物含C、H、O、N、S，此化合物可能携带氨基酸进入核糖体 第2讲 要点探究 A 解析 比较表中数据可知，C的含量很高，C是组成有机物的必需元素
4、，碳链是构成大分子有机物的基本骨架，说明有机物是干物质的主要成分；B错误，这两种生物体内所含的化学元素的种类基本相同，但含量相差很大；C错误，N、S是组成蛋白质的元素，动物细胞中N、S含量比植物高，说明动物组织含蛋白质较多，当动物血钙过低时才会发生肌肉抽搐；D错误，含有C、H、O、N、S五种元素的化合物最可能是蛋白质，而携带氨基酸进入核糖体的是tRNA。第2讲 要点探究 点评 要了解组成细胞的化学元素的归属，并理解这些元素在生命活动中是不可缺少的，可以从含量、种类、组成、性质等方面来理解它们的功能和作用。组成生命有机体的基本元素主要有4种：C、H、O、N。占组成元素总量的90%。在组成生命的元
5、素中，根据其含量的多少分为大量元素和微量元素。大量元素有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等，其中C、H、O、N、P、S占95%；微量元素有Fe、Mn、Zn、Cu、B、Cl、Mo等。归纳起来化学元素的基本功能是：第2讲 要点探究 是组成原生质的成分，如 C、H、O、N、P、S等，约占原生质总量的95%以上；是多种化合物的组成成分，如蛋白质、糖类、酸、脂肪等；也有一些元素能影响生物体的生命活动。第2讲 要点探究 【2011靖安中学】组成人体细胞的主要元素的种类以及基本元素的含量的描述中正确的是()A主要的元素是C、H、O、N、P、S，其中C、H、O、N基本元素占鲜重的比例从大到小的顺序是：C
6、ONH B主要的元素是C、H、O、N、P、S，其中C、H、O、N基本元素占干重的比例从大到小的顺序是：OCHN C主要的元素是C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg，基本元素占鲜重的比例从大到小的顺序OCHN D主要的元素是C、H、O、N、P、S，其中基本元素占干重的比例从大到小的顺序CONH 第2讲 要点探究 D 解析 组成细胞的最基本的元素是C。在人体细胞干重中C的含量达到55.99%；组成细胞的基本元素有4种：C、H、O、N。在细胞中这四种元素的含量，占组成细胞元素总量的90%左右。组成细胞的主要元素有6种：C、H、O、N、P、S。这6种元素占细胞总量的97%。细胞中常见的化学元素有20
7、多种，分析人体细胞的元素组成可发现有如下规律：组成人体细胞的主要元素：第2讲 要点探究(占细胞鲜重的百分比)O 65%C 18%H 10%N 3%P 1.4%S 0.3%其他元素 少于3%(占细胞干重的百分比)C 55.99%O 14.62%N 9.33%H 7.46%Ca 4.67%S 0.78%P 3.11%K 1.09%Mg 0.16%第2讲 要点探究 探究点二 生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的显色实验 一、实验原理 生物组织中某些有机化合物能与某些化学试剂产生特定的颜色反应。1糖类 2脂肪苏丹染液橘黄色 脂肪苏丹染液红色 3蛋白质双缩脲试剂紫色 还原糖斐林试剂5065 水浴加热约2 m
8、in砖红色沉淀淀粉碘液蓝色 第2讲 要点探究 二、实验过程 先根据选材预测实验结果，然后再实验验证，因此本实验属验证性实验。1可溶性还原糖的检测和观察 第2讲 要点探究 第2讲 要点探究 2脂肪的检测和观察 方法一：花生种子匀浆3滴苏丹染液橘黄色 方法二：取材：花生种子(浸泡)，将子叶削成薄片 观察：先在低倍镜下寻找到已着色圆形颗粒，再用高倍镜观察 结论：圆形小颗粒呈橘黄色，说明有脂肪存在 制片取最理想的薄片滴23滴苏丹染液染色3 min去浮色12滴体积分数50%的酒精溶液制成临时装片1滴蒸馏水，加盖玻片第2讲 要点探究 3蛋白质的检测和鉴定 第2讲 要点探究 4淀粉的检测和观察 第2讲 要点
9、探究 斐林试剂 双缩脲试剂 鉴定物质 可溶性还原性糖 蛋白质或多肽 成分 甲液 乙液 A液 B液 0.1 g/mL NaOH溶液 0.05 g/mL CuSO4溶液 0.1 g/mL NaOH溶液 0.01 g/mL CuSO4溶液 添加顺序 甲、乙两液等量混合均匀后再注入(即现配现用)先加A液1 mL，摇匀；再加B液34滴，摇匀 反应条件 水浴加热 不需加热，摇匀即可 反应现象 砖红色沉淀 紫色 第2讲 要点探究 例2 2010广东卷假设你去某饲料研究所进行课外实践活动，需要完成以下任务：(1)选用恰当的试剂检测某样品中是否含有蛋白质。提供的试剂有：碘液，苏丹溶液，双缩脲试剂，斐林试剂。你选
10、用的试剂应该是_；蛋白质与相应试剂反应后，显示的颜色应为_。(2)完善以下实验设计并回答问题。第2讲 要点探究 探究A动物蛋白对小鼠生长的影响 资料：饲料中的蛋白含量一般低于20%；普通饲料可维持小鼠正常生长；A动物蛋白有可能用于饲料生产。一、研究目的：探究A动物蛋白对小鼠生长的影响。二、饲料：1.基础饲料：基本无蛋白质的饲料；2.普通饲料(含12%植物蛋白)：基础饲料植物蛋白；3.试验饲料：基础饲料A动物蛋白。第2讲 要点探究 三、实验分组：10 6 21 试验饲料4(含24%A动物蛋白)10 5 21 试验饲料3(含18%A动物蛋白)10 4 21 试验饲料2(含12%A动物蛋白)10 3
11、 21 试验饲料1(含6%A动物蛋白)10 2 21 基础饲料 10 1 饲养时 间(天)饲料 小鼠数 量(只)实验组号 备注：小鼠的性别组成、大小、月龄、喂饲量和饲养环境均相同。第2讲 要点探究 四、实验方法和检测指标：略 实验组6中，应该为_，原因是_；应该为_，原因是_；要直观和定量地反映小鼠的生长情况，可以测量小鼠的_和_。第2讲 要点探究 (1)双缩脲试剂 紫色(2)普通饲料 普通饲料可维持小鼠正常生长，作为对照组 21 实验中遵循单一变量原则，排除饲养时间对实验结果的影响(3)平均体重 平均体长 第2讲 要点探究 解析 本题主要考查学生的理解能力、获取信息能力、实验探究能力和综合运
12、用能力。要鉴定蛋白质，需要利用双缩脲试剂和蛋白质发生紫色反应的原理进行。要探究A动物蛋白对小鼠生长的影响，不同浓度A动物蛋白的组合即2、3、4、5为实验组，且为相互对照组；第1组为空白对照组，排除基础饲料对实验结果的影响；还缺乏另外一个对照组，来排除植物蛋白对实验结果的影响，即第6组，所以应该为普通饲料，饲养时间为无关变量，应处于相同且适宜的状态，所以应该为21；反应变量的检测方法可以选择测量小鼠的平均体长和平均重量。第2讲 要点探究 点评 本题要弄清楚实验组和对照组的区别。对照是实验控制的手段之一，目的还是消除无关变量对实验结果的影响。实验对照原则是设计和实施实验的准则之一。通过设置实验对照
13、对比，既可排除无关变量的影响，又可增加实验结果的可信度和说服力。通常，一个实验总分为实验组和对照组。一般来说，实验组是接受实验变量处理的对象组；对照组对实验假设而言，是不接受实验变量处理的对象组。两者不是绝对的，实验组和对照组是相对而言的。通过设置实验组和对照组，从理论上说，由于实验组和对照组的无关变量的影响是相等的，所以实验组和对照组两者的差异，则可认定是来自实验变量的效果，这样的实验结果是可信的。第2讲 要点探究 探究点三 细胞中水和无机盐的存在形式及生理功能种类 细胞含量(鲜重)存在形式 生理功能 水 最多，占细胞鲜重的85%90%不同种类生物含量不同，水生陆生 不同生长发育时期不同，幼
14、体成体，植物幼嫩部分老熟部分 结合水：一部分水与细胞内的其他物质相结合(4.5%)结合水是细胞结构的重要组成成分 自由水：绝大部分的水以游离的形式存在，可以自由流动(95.5%)细胞内的良好溶剂；参与许多生化反应；多细胞生物体的绝大多数细胞的生活环境；有助于物质运输 无机盐 很少，1%1.5%大多数以离子形式存在，较多的阳离子有Na、K、Ca2、Mg2、Fe2、Fe3等，阴离子有Cl、SO、PO、HCO等 许多种无机盐离子对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用；对维持细胞的酸碱平衡非常重要 第2讲 要点探究 说明 1生物体内含水量及比例与代谢(1)含水量降低，生命活动不活跃或进入休眠。(2)
15、当自由水向结合水转化时，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的抗旱能力。其生理原因之一就是结合水含量较高。2维持生物体内的平衡(1)渗透压平衡：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。第2讲 要点探究 (2)酸碱平衡(即pH平衡)：pH调节着细胞的一切生命活动，如人血浆中HCO3、HPO23。(3)离子平衡：动物细胞内外Na/K/Ca2的比例相对稳定。细胞膜外Na高、K低，细胞膜内K高、Na低。第2讲 要点探究 例3(双选)美国宇航局曾经宣布，该局科学家对“月球坑”观测和传感卫星获得的撞月数据进行初步分析后确认月球存在水。水在生
16、物体及细胞生命活动中具有重要的生理功能，下面相关叙述正确的是()A水在生物体的许多化学反应中充当载体 B植物在越冬时细胞内自由水含量下降 C线粒体中没有水的消耗，但有水的生成 D在人的一生中，细胞中自由水/结合水的比值逐渐下降 第2讲 要点探究 BD 解析 本题考查的是细胞中的自由水和结合水知识，属于考纲识记层次。选项A中水是许多化学反应的良好溶剂，而非载体；B选项植物越冬，代谢强度下降，自由水向结合水转化较多；选项C中在有氧呼吸的第二阶段，丙酮酸与水反应，生成二氧化碳及大量还原氢；D项中，随着年龄的增加，个体衰老时，自由水与结合水的比值降低，细胞代谢减弱。第2讲 要点探究 点评 解答本题时学
17、生很可能会因对基础知识掌握不牢而易错选选项。在组成细胞的化合物中含量最多的是水，理解自由水和结合水各有何作用是解决本题的关键。水在生物体中的生理功能是多方面的，如参与细胞中原生质的组成；参与生物体内各种化学反应；参与机体内物质的新陈代谢；参与养分和废物的输送和溶解；参与体温调节等等。因此可以说，没有水就没有生物体的生命活动。第2讲 要点探究 【2010安庆二联】铁是合成叶绿素所必需的，缺铁时植物在有光的条件下也不能合成叶绿素，而表现“黄叶病”。请利用溶液培养法，根据所给的实验材料、用具验证铁的生理作用。材料用具：长势相同的小麦幼苗若干，广口瓶若干，完全培养液，只含铁的培养液，缺铁的“完全培养液
18、”，蒸馏水，滴管，量筒。根据实验目的结合表中所列具体内容，分析并回答相关问题：第2讲 要点探究 序号 A管 B管 C管 1 a液 b液 c液 2 3 相同且适宜条件下培养 4 变黄 变黄 绿色 5 6 绿色 黄色 绿色 第2讲 要点探究 (1)写出序号“1”中加入的三种液体的名称。a液_，b液_，c液_。确定a、b、c三种液体具体内容时主要以_为依据。加入a、b、c三种液体的数量应遵循_原则。(2)请填入序号“2”所表示的主要实验内容。(3)请填入序号“5”表示的实验操作。第2讲 要点探究 (1)缺铁的“完全培养液”缺铁的“完全培养液”完全培养液 序号“4”中幼苗颜色 等量 (2)将长势相同的同种小麦幼苗等量分为三组，并分别放入A、B、C三个广口瓶中。(3)向A、B两管中分别加入等量的只含铁的培养液和蒸馏水。