1、组成细胞的分子最 新 考 纲考 向 提 示1.蛋白质、核酸的结构和功能()2.糖类、脂质的种类和作用()3.水和无机盐的作用()4.观察DNA、RNA在细胞中的分布5.检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质1.蛋白质与核酸的结构特点、功能及两者之间的关系2.蛋白质的脱水缩合过程及相关计算3.水和无机盐的存在形式及生理作用4.糖类、脂肪、蛋白质、DNA的鉴定原理及相关实验探究第1课时 细胞中的元素和化合物细胞中的无机物一、组成细胞的元素1最基本元素：_。2主要元素：_。3大量元素：_等。4微量元素：_等。5细胞鲜重含量最多的元素是_。6细胞干重含量最多的元素是_。CC、H、O、N、P、SC、H、O、
2、N、P、S、K、Ca、MgFe、Mn、Zn、Cu、B、MoOC二、组成细胞的化合物蛋白质水水、无机盐糖类、脂质、蛋白质、核酸三、生物组织中糖类、脂肪和蛋白质的检测原理检测物质试剂颜色变化还原糖_砖红色沉淀淀粉碘液_脂肪_橘黄色苏丹染液_蛋白质_紫色斐林试剂蓝色苏丹染液红色双缩脲试剂四、细胞中的无机物1细胞中的水自由水结合水细胞结构良好溶剂生化反应液体环境营养物质代谢废物离子复杂化合物生命活动酸碱组成细胞的化学元素1元素种类与含量(1)组成生物体的化学元素常见的有20多种，各种元素的归属范围归纳如下：(2)大量元素和微量元素都是组成生物体的必需元素。(3)占细胞干重最多的元素是C，占细胞鲜重最多
3、的元素是O；无论干重还是鲜重，C、H、O、N四种元素的含量最多，如人体细胞中按鲜重计OCHN，按干重计则为CONH。(4)微量元素是依据“含量”而不是依据“功能”划分的，含量虽少，但却是维持正常生命活动不可缺少的。(5)微量元素记忆口诀：铁锤猛(锰)碰(硼)新(锌)木(钼)桶(铜)。2生物界与非生物界的统一性和差异性(1)从元素“种类”上看统一性从元素“种类”上看，组成生物体的化学元素均可在非生物界中找到，没有一种是生物所特有的，事实上，生物体内的元素归根结底来自于非生物环境这表明生物界与非生物界具统一性。另一方面，各种生物之间，其组成元素在种类上也具统一性。(2)从元素“含量”上看差异性从“
4、含量”角度看，无论生物界与非生物界，还是不同生物之间，甚至同种生物的不同细胞或同一细胞的不同生长时期，其元素含量均有差异。3生物直接或间接获得无机环境中元素的方式及特点(1)方式(2)特点：元素在生物界与非生物界(生物圈)中可“反复出现，循环流动”。4化学元素的主要作用(1)维持机体的生命活动，如K可保持心肌正常的兴奋性。(2)组成细胞的化合物，如糖类和脂肪由C、H、O三种元素组成，核酸由C、H、O、N、P五种元素组成，蛋白质由C、H、O、N等元素组成。1如图1是细胞中3种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表示正常细胞，则A、B化合物共有的
5、元素中含量最多的是aB若图1表示细胞完全脱水后化合物的扇形图，则A化合物中含量最多的元素为图2中的bC若图1表示正常细胞，则B化合物必含的元素为C、H、O、N、P且具有多样性D图2中数量(个数)最多的元素是c，这与细胞中含量最多的化合物有关解析：若图1表示正常细胞，则A、B化合物分别是水和蛋白质，二者共有的元素是H、O，其中O含量最多，故A正确；若图1表示细胞完全脱水后化合物扇形图，则A化合物为蛋白质，其含量最多的元素是“C”(图2中b)；若图1表示正常细胞，B化合物应为蛋白质其必含的元素为C、H、O、N；细胞中含量最多的元素为“H”，故B、D选项均正确，C选项错误。答案：C细胞中的无机物1细
6、胞中的水(1)不同生物含水量特点是细胞和生物体中含量最多的物质。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。(2)水的存在形式与细胞代谢的关系自由水比例上升代谢旺盛生物体代谢越旺盛，其体内自由水相对比例越高。如种子萌发时，先要吸取大量的水分，以增加自由水的含量，并加快代谢速度。结合水比例上升代谢速率减小，生物抗逆性增强结合水的相对含量与生物的抗逆性有关。如冬季，植物吸水减少时，细胞内结合水相对含量升高，由于结合水不易结冰和蒸腾，从而使植物抗寒性加强；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比例较高。2细胞中的无机盐(1)存在形式大多数以离子形式存在
7、，如Na、K、Ca2、Mg2、Fe2、Fe3、Cl、HCO、SO2等。少数与其他化合物结合，如I是甲状腺激素的成分。(2)生理功能是细胞的“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成分，如Mg2是叶绿素分子必需的成分；Fe2是血红蛋白的重要成分；碳酸钙是动物和人体的骨骼、牙齿中的重要成分；PO3是生物膜的主要组成成分，也是核苷酸、磷脂、ATP、NADPH的主要组成成分。维持细胞和生物体的正常生命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；Mg2是许多酶的激活剂等。维持生物体内环境的平衡a渗透压的平衡Na、Cl对细胞外液渗透压起重要作用
8、，K则对细胞内液渗透压起决定作用。b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的所有特性以及在细胞内发生的一切反应。如人的血浆pH约为7.357.45，在酸碱平衡的维持中，无机盐直接参与了缓冲对的构成。血液中最主要的缓冲对是由碳酸氢钠(钾)和碳酸所构成的，即NaHCO3/H2CO3或KHCO3/H2CO3。除此之外，还存在其他的缓冲对，如在血浆中有Na2HPO4/NaH2PO4等。c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
9、件。2关于生物体内水和无机盐的叙述，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：纤维素中只含有C、H、O三种元素，不存在无机盐。答案：B考向1细胞中的元素下列关于组成细胞的化合物的叙述，正确的是()A在任何活细胞中含量最多的化学元素都是氧B在活细胞中各种化合物含量从多到少的顺序是：蛋白质、脂质、无机盐、糖类、核酸C在活细胞中的各种化合物与食物中的各种成分相同D在不同的细胞中各种化合物的种类基本相同，含量有所差别【解析】活细胞中含量
10、最多的元素是氢，A错。水才是活细胞中最多的化合物，B错。活细胞中的各种化合物是生物体利用食物重新合成的，所以并不相同，C错。【答案】D【拓展提升】(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氧化分解释放能量的多少，脂肪的含氢量多于糖类，因此等质量的脂肪彻底氧化分解时所消耗的O2比糖类多，释放的能量也多于糖类。考向2细胞中的水和无机盐医生给病人输液时，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
11、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【解析】无机盐对于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】D【实验技能节节练】之二检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质1实验流程(1)还原糖的检测选材：含糖量较高、白色或近于白色的植物组织结论：组织样液与斐林试剂在加热的过程中生成砖红色沉淀，说明组织样液中含有可溶性还原糖(2)脂肪
12、的检测方法一：花生种子匀浆3滴苏丹染液橘黄色方法二：2斐林试剂与双缩脲试剂的比较斐林试剂双缩脲试剂甲液乙液A液B液成分0.1 g/mLNaOH溶液0.05 g/mLCuSO4溶液0.1 g/mLNaOH溶液0.01 g/mLCuSO4溶液鉴定物质可溶性还原糖蛋白质斐林试剂双缩脲试剂甲液乙液A液B液添加顺序甲乙两液等量混匀后立即使用先加入A液1 mL，摇匀，再加入B液4滴，摇匀反应条件水浴50 65 加热不需加热，摇匀即可反应现象样液变砖红色样液变紫色(1)浓度不同。即斐林试剂中CuSO4溶液浓度与双缩脲试剂中CuSO4溶液浓度不同。(2)原理不同。斐林试剂的实质是新配制的Cu(OH)2溶液；双
13、缩脲试剂实质是碱性环境中的Cu2。(3)使用方法不同。斐林试剂是先将NaOH溶液与CuSO4溶液混匀后再使用；双缩脲试剂是先加入NaOH溶液，再滴加CuSO4溶液。【特别提示】生物实验中物质检测的方法：(1)淀粉碘液；(2)还原糖斐林试剂、班氏试剂(斐林试剂中加入柠檬酸稳定剂)；(3)蛋白质双缩脲试剂；(4)染色体龙胆紫、醋酸洋红；(5)脂肪苏丹、苏丹；(6)观察DNA、RNA分布甲基绿、吡罗红；(7)观察线粒体健那绿(活性染色剂)。3在过氧化氢酶溶液中加入双缩脲试剂，其结果应该是()A产生气泡B溶液呈蓝色C溶液呈紫色D产生砖红色沉淀解析：过氧化氢酶为蛋白质，加入双缩脲试剂，呈紫色。答案：C4
14、生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质三种有机化合物的检测实验中，以下操作错误的是()A只有脂肪的检测需要使用显微镜B用双缩脲试剂检测蛋白质不需要加热C使用斐林试剂和双缩脲试剂最好是现配现用D可溶性还原糖的检测，可用酒精灯直接加热产生砖红色沉淀解析：斐林试剂包括甲液和乙液，使用时一定要现配现用，双缩脲试剂最好也是现配现用，因为成分中的Cu2容易沉淀；斐林试剂检测还原糖时一定要水浴加热，而使用双缩脲试剂检测蛋白质时不需要加热；这个实验中只有脂肪的检测需要使用显微镜。答案：D5现有无标签的稀蛋清、葡萄糖、淀粉和淀粉酶溶液各一瓶，可用双缩脲试剂、斐林试剂和淀粉溶液将它们鉴定出来。请回答：(1)用一种试剂将上
15、述4种溶液区分为两组，这种试剂是_，其中发生显色反应的一组是_和_溶液，不发生显色反应的一组是_和_溶液。(2)用_试剂区分不发生显色反应的一组溶液。(3)区分发生显色反应一组溶液的方法及鉴定结果是_。答案：(1)双缩脲试剂 稀蛋清 淀粉酶 葡萄糖 淀粉(2)斐林(3)将淀粉溶液分别与发生显色反应的两种溶液混合，一段时间后，用斐林试剂分别处理上述两种混合液，观察到无颜色变化的溶液是稀蛋清溶液，出现砖红色沉淀的溶液是淀粉酶溶液1进行异体器官移植，器官在被剥离后必须马上放入一种“特殊液体”中，对这种“特殊液体”的成分及其作用的分析，正确的是()A有红细胞，为离体器官提供氧气B有氯化钠，保持细胞形态
16、C有免疫细胞，清除抗原D有多种水解酶，为细胞提供生物催化剂解析：题中提到“必须马上”，应首先保持细胞形态，用氯化钠溶液。A答案中，特殊液体中有红细胞，也不一定能进入剥离的器官内。答案：B2雄性羚羊角或犀牛角是治疗创伤的中药方剂中用量极少的成分，但是缺少这味药，疗效将大大下降甚至无效。已知动物的角主要是由死亡细胞的角化(变性)蛋白质组成的。则羚羊角等的有效成分最可能是()A特殊活性蛋白质BDNAC微量元素D大量元素解析：由题干可知，此有效成分的用量极少，由此可推测其为微量元素。答案：C3生物大分子在生物体生命活动中具有重要的作用。碳原子本身的化学性质，使它能够通过化学键连接成链状或环状，从而形成
17、生物大分子。以上事实可以说明()碳元素参与生物体内所有化合物的组成地球上的生命是在碳元素的基础上建立起来的碳元素是各种化合物中含量最多的元素碳元素是组成生物体内有机化合物的基本元素ABCD解析：并非所有化合物都含有C，如H2O；C是最基本的元素，是组成有机化合物的基本元素。答案：C4在还原糖、脂肪和蛋白质的检测实验中，对实验材料的选择叙述错误的是()A马铃薯块茎中含有较多的糖且近于白色，可用于进行可溶性还原糖的鉴定B花生种子富含脂肪且子叶肥厚，是用于脂肪鉴定的理想材料C大豆种子蛋白质含量高，是进行蛋白质鉴定的理想材料D鸡蛋清含蛋白质多，是进行蛋白质鉴定的动物材料解析：马铃薯中含有的糖主要为淀粉
18、，淀粉为非还原糖不能用于进行可溶性还原糖的鉴定。答案：A5在正常人的血浆中，NaHCO3的含量约为H2CO3含量的20倍。当血浆中的NaHCO3含量减少时，会形成酸中毒；当血浆中H2CO3含量减少时，则形成碱中毒。这个事实表明，某些无机盐的作用是()A调节酸碱度B调节渗透压C影响细胞形态D影响生物膜透性解析：题中提到“酸中毒”，“碱中毒”，可知某些无机盐的作用是调节酸碱度。答案：A6(2010新课标全国卷)若要在普通显微镜下观察到质壁分离、RNA和脂肪，下列四组材料中应选择的一组是()A水稻胚乳和花生子叶B天竺葵叶和水稻胚乳C紫色洋葱和花生子叶D天竺葵叶和紫色洋葱解析：在普通光学显微镜下观察细
19、胞质壁分离所选择的材料应为成熟的植物组织细胞；观察RNA和脂肪时均需对材料进行染色处理，取材时应选用白色或近于白色的组织，以免造成对实验观察效果的干扰，而且花生子叶中脂肪的含量较多，所以C选项正确。答案：C7为了研究在大豆种子萌发和生长过程中糖类和蛋白质的相互关系，某研究小组在25、黑暗、无菌、湿润的条件下萌发种子，然后测定在不同时间种子和幼苗中相关物质的含量，结果如图所示：(1)在观察时间内，图中可溶性糖含量的变化是_。总糖含量变化是_，蛋白质含量的变化是_，由此可推测糖类和蛋白质的关系是_。(2)如果在同样条件下继续培养，预测图中曲线的最终变化趋势是_，其原因是_。(3)在上述定量测定之前
20、，进行了蛋白质含量变化的预测实验，请填充实验原理；判断实验步骤中画线部分是否正确，并更正错误之处；写出实验结果。实验原理：蛋白质_，其颜色深浅与蛋白质含量成正比。实验步骤：将三份等量大豆种子分别萌发1、5、9天后取出，各加入适量蒸馏水，研碎、提取，定容后离心得到蛋白质制备液；：取3支试管，编号1、2、3，分别加入等量的萌发1、5、9天的蛋白质制备液；：在上述试管中各加入等量的a：_。b：_。实验结果：_。解析：(1)经分析图像可知，可溶性糖的含量在13天增加，在3天后趋于稳定；蛋白质含量上升，而总糖含量下降，由此可推测糖类可转变为蛋白质。(2)在黑暗环境中，种子萌发和幼苗生长都只进行细胞呼吸而
21、消耗有机物，不能进行光合作用合成有机物，因此，随着培养时间的延长，有机物含量下降，曲线呈下降趋势。(3)用双缩脲试剂可鉴定蛋白质，且蛋白质的含量与颜色深浅呈正相关。双缩脲试剂由A液(0.1 g/mL NaOH溶液)和B液(0.01 g/mLCuSO4溶液)组成。使用时，应先加A液制造碱性环境，再加B液34滴，无需加热即可观察到紫色反应。由图像可知，在大豆种子萌发的9天时间内，蛋白质的含量是先增加后趋于稳定，所以用萌发至第1天、第5天和第9天的大豆种子制成的蛋白质制备液，蛋白质的含量逐渐升高，用双缩脲试剂检验，颜色也是依次加深。答案：(1)先增加，然后保持相对稳定 下降 上升 糖类可转变为蛋白质(2)下降 黑暗条件下无光合作用并且细胞呼吸消耗有机物(3)与双缩脲试剂作用产生紫色反应a：更正：双缩脲试剂A液，混合均匀后再加入双缩脲试剂B液b：更正：不加热或直接观察1、2、3号试管中颜色依次加深
