1、第二章细胞的构成第一节细胞的化学组成考纲要求三年考情检测生物组织中还原性糖、脂肪和蛋白质2012江苏，2012海南，2012安徽，2012广东，2012福建，2011新课标全国卷，2011山东，2011福建，2011江苏，2010新课标全国卷，2010广东一、构成细胞的元素和化合物1.构成细胞的元素大量元素:_等(1)三种分类微量元素：_等半微量元素：_等(2)来源：生物体有选择地从_中获得。(3)存在：大多以_的形式存在。C、H、O、N、P、S、K、Ca、MgMn、Zn、Cu、B、Mo、NiFe无机自然界化合物2.组成细胞的化合物水蛋白质(1)细胞内含量最多的化合物：_(2)细胞内含量最多的
2、无机化合物：_(3)占细胞鲜重含量最多的化合物：_(4)细胞内含量最多的有机化合物：_(5)占细胞干重含量最多的化合物：_水水水蛋白质蛋白质二、检测生物组织中的还原性糖、脂肪和蛋白质1.还原性糖+班氏试剂_苏丹染液_2.脂肪+苏丹染液_3.蛋白质+双缩脲试剂_砖红色沉淀橘黄色红色紫色1.Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等是组成细胞的微量元素。()【分析】Ca、Mg属于大量元素，Fe是半微量元素。2.微量元素因含量少，所以对生命活动影响不大。()【分析】无论是大量元素还是微量元素，都是生物体必需的元素，都对维持生物体的生命活动起着非常重要的作用。3.因为细胞干重中C含量最多(达到55
3、.99%)，所以C是最基本的元素。()【分析】C作为最基本的元素是因为生物大分子都是以碳原子构成碳链作为生物体的基本骨架，该说法中的因果关系不准确。4.占细胞鲜重最多的化合物是水，占细胞干重最多的化合物是蛋白质。()【分析】细胞鲜重中含量最多的化合物是水，含量最多的有机物是蛋白质。细胞干重中含量最多的化合物是蛋白质。5.生物界和非生物界具有统一性。()【分析】组成生物体的化学元素，在无机自然界中都可以找到，没有一种化学元素是生物界所特有的。这个事实说明，生物界和非生物界具有统一性。6.鉴定可溶性还原性糖时，加入班氏试剂摇匀后，即可观察到砖红色沉淀。()【分析】用班氏试剂鉴定可溶性还原性糖时，摇
4、匀后要用沸水加热1 min2 min,否则不会显色。考点 一 细胞中的元素和化合物1.组成细胞的化学元素(1)上图的分类是依据元素在生物体内的含量，而不是生理作用。微量元素含量虽少，但其生理作用却不可替代。(2)大量元素和微量元素的划分是依据生物界中生物的整体情况，具体到某一种生物可能有一定差别。(3)组成生物体的常见的20多种化学元素是指必需元素，生物体内可能含一些非必需元素，如人体可能含Pb。2.细胞中的元素和化合物的含量在鲜重和干重下并不相同(1)细胞鲜重时：元素含量：OCHN。化合物含量：水蛋白质脂质糖类。(2)细胞干重时：元素含量：CONH。化合物含量：蛋白质脂质糖类。3.生物界与非
5、生物界的统一性和差异性(1)统一性：组成生物体的化学元素在无机环境中都可以找到，没有一种是生物体所特有的。(2)差异性：尽管组成生物体的化学元素在无机环境中都可以找到，但与无机环境中的相应元素的含量又有一定的差别。(3)细胞统一性和差异性的体现：不同生物体内所含的化学元素的种类基本相同，但在不同生物体内同种元素的含量差别较大；同一生物体内不同组织细胞中各元素的含量也不相同。【思维拓展】元素与化合物的关系(1)据特征元素推测化合物种类：Fe(S)蛋白质；Mg 叶绿素；I 甲状腺激素；P 核酸(ATP、磷脂)(2)从化合物的元素组成分析代谢产物：糖类、脂质和蛋白质都含有C、H、O，故其代谢产物都有
6、CO2和H2O；蛋白质中还有N，其代谢产物中还含有尿素。(3)从化合物中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。【典例1】下列有关组成生物体细胞的化学元素的叙述中，错误的是()A.组成生物体的最基本元素是CB.H1N1病毒和桃树共有的元素是C、H、O、N、PC.占人体细胞干重百分比最多的元素是OD.Cu、Mn、Mo、B都是组成生物体的微量元素【解析】选C。H1N1病毒由蛋白质和核酸组成，其组成元素有C、H、O、N、P；占人体细胞干重百分比最多的元素是C。【变式训练】下列哪一实例能说明微量元素是生命活
7、动所必需的()A.Mg是叶绿素不可缺少的组成成分B.油菜缺少B时只开花不结果C.哺乳动物血液中Ca2+含量太低会抽搐D.人体内Mn的含量过高会导致运动失调【解析】选B。题中提到的“微量元素”中只有“B”“Mn”符合，而D项“Mn的含量过高会导致运动失调”不能说明该微量元素是生命活动所必需的。考点 二 检测生物组织中的还原性糖、脂肪和蛋白质1.实验步骤(1)还原性糖的检测：(2)脂肪的检测：食用油2 mL+45滴苏丹染液橘黄色方法一清水2 mL+45滴苏丹染液不变色方法二：(3)蛋白质的检测：2.实验材料选择及处理(1)最好选择白色或无色的实验材料，因为有颜色材料中的颜色会干扰实验结果，如西瓜、
8、胡萝卜汁、血液、含还原性糖多的绿色叶片等。(2)最好选择富含检测物质的材料，如含糖量高的甘蔗(含蔗糖)、甜菜(含蔗糖)和马铃薯(含淀粉)不能选择，因为蔗糖、淀粉是非还原性糖。(3)材料浓度要适宜。在蛋白质检测实验中，如果使用蛋清稀释液作为实验材料，一定要稀释到一定倍数，否则蛋清液与双缩脲试剂反应生成黏稠度较高的络合物粘附在试管上，使反应不彻底，且试管难以清洗。【高考警示】实验中重要操作归纳提示(1)加热。只有鉴定还原性糖时，需要在沸水浴中加热才能出现砖红色沉淀，其余两个实验不加热。(2)用量。鉴定蛋白质时，必须保证双缩脲试剂A液是过量，且加液体的次序不能颠倒。因为如果B液过量会产生Cu(OH)
9、2蓝色沉淀，干扰实验的紫色现象。(3)显微镜。脂肪鉴定时可用显微镜。如要观察橘黄色油滴，则一定要在显微镜下观察。【典例2】下图为大豆种子在25、黑暗、无菌、潮湿的条件下萌发和生长过程中糖类和蛋白质的含量变化，请据图回答：(1)在观察时间内，图中可溶性糖含量的变化是_。(2)试分析大豆种子萌发过程中总糖量下降的原因：_；_。(写出两点即可)(3)在上述定量测定之前，进行了蛋白质含量变化的预测实验，请填充实验原理、实验步骤和实验结果。实验原理：蛋白质_，其颜色深浅与其含量成正比。实验步骤：第一步：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
10、；第二步：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；第三步：向3支试管中均先加入_，摇匀；_，观察对比颜色变化。实验结果：_。【解析】(1)由曲线可看出可溶性糖含量先增加，后保持稳定。(2)总糖量不断下降说明种子萌发过程中不断消耗糖类，因为此时种子在黑暗条件下不能进行光合作用，所以可推测种子萌发过程中糖类被呼吸作用消耗，也有部分糖类转化成了蛋白质等其他物质。(3)由曲线知蛋白质的含量不断增多，检测蛋白质含量变化可利用蛋白质与双缩脲试剂作用产生紫色反应的原理，并且颜色深浅与蛋白质含量有关。答案：(1)先增加，然后保持相对稳定(2)进行呼吸作用消耗转化成其他物质(其
11、他答案合理也可)(3)与双缩脲试剂作用产生紫色反应2 mL(或等量)的双缩脲试剂A液再加入34滴双缩脲试剂B液1、2、3号试管中颜色依次加深【变式训练】常温下进行下列处理，没有颜色变化的是()A.用苏丹染液处理动物的皮下脂肪B.用碘液处理淀粉溶液C.在豆浆中加入双缩脲试剂D.在葡萄糖溶液中加入班氏试剂【解析】选D。常温下，脂肪遇苏丹染液即被染成橘黄色；淀粉溶液遇到碘液变蓝色；豆浆中含有蛋白质，遇到双缩脲试剂变紫色；葡萄糖溶液中加入班氏试剂，经沸水加热后才出现砖红色。1.下列广告语在科学性上没有错误的是()A.没有水就没有生命B.这种饮料不含任何化学物质C.这种纯净水绝对纯净，其中不含任何离子D
12、.这种口服液含有丰富的N、P、Zn等微量元素【解析】选A。纯净水中也存在H+、OH-；N、P在生物体内属于大量元素。2.用含32P的磷酸盐培养动物细胞，一段时间后，细胞的结构及其化合物中不具有放射性的是()A.脱氧核糖B.核膜C.基因D.tRNA【解析】选A。构成脱氧核糖的基本元素是C、H、O；核膜由磷脂双分子层组成，含有P；基因、tRNA中均含有磷酸。3.下图表示细胞中各种化合物或主要元素占细胞鲜重的含量。依次为()A.水、蛋白质、糖类、脂质；N、H、O、CB.蛋白质、水、脂质、糖类；O、C、N、HC.水、蛋白质、脂质、糖类；H、O、C、ND.蛋白质、水、脂质、糖类；C、O、H、N【解析】选
13、D。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O最多，其余依次是C、H、N、P、S。图中显示最多，其次，较少，最少，故为水或O，为蛋白质或C。4.下列关于组成生物体的化学元素的说法中，正确的是()A哺乳动物血液中钙过多时会出现抽搐现象B氧元素是活细胞中含量最多的元素，碳元素是生物体内最基本的元素C玉米和人体内所含有的元素种类大体相同，同一种元素在两者体内的含量相差不大D随着叶龄的增加，叶片中各种元素的含量将逐渐增加【解析】选B。哺乳动物血液中缺钙时会出现抽搐现象。碳元素是生
14、物体内最基本的元素，氧元素是活细胞中含量最多的元素。玉米和人体内所含有的元素种类大体相同，同一种元素在两者体内的含量相差很大。随着叶龄的增加，叶片中部分元素的含量将逐渐减少，部分难分解的元素，如Fe、Ca等含量基本保持不变。5.(2013聊城模拟)鉴定脱脂奶粉是否属于假冒伪劣产品，肯定不需用到的化学试剂是()A.苏丹染液B.双缩脲试剂C.班氏试剂D.甲基绿【解析】选D。鉴定假冒伪劣脱脂奶粉，一要用苏丹或苏丹染液检验它是否脱脂；二要用双缩脲试剂检验是否含有蛋白质；三要用班氏试剂检验是否以还原性糖类充当奶粉。6.(2013延安模拟)下列有关实验的叙述中，正确的是()A.马铃薯块茎中含有较多的糖且接
15、近于白色，可用于还原性糖的检测B.使用班氏试剂鉴定还原性糖时，将班氏试剂直接滴到含葡萄糖的试管中即会出现砖红色沉淀C.用鸡蛋清作原料鉴定蛋白质时，应先将鸡蛋清充分稀释D.脂肪的鉴定实验中需用显微镜才能看到被苏丹染成橘黄色的脂肪粒【解析】选C。马铃薯块茎中含有较多的糖是淀粉，而不含还原性糖，故不宜用作还原性糖的检测。班氏试剂鉴定还原性糖需要沸水浴加热。以鸡蛋清为材料进行蛋白质鉴定实验时，对鸡蛋清要充分稀释，搅拌均匀，否则蛋白液与双缩脲试剂发生反应后，会粘固在试管壁上，较难清除。苏丹将脂肪染成红色，苏丹将脂肪染成橘黄色。7.向一定浓度的淀粉溶液中加入适量的唾液淀粉酶，37 水浴保温后再加入适量的双
16、缩脲试剂，摇匀试管中溶液后可观察到的变化现象应该是()A.产生砖红色沉淀B.溶液呈蓝色C.溶液呈紫色D.溶液不变化【解析】选C。题干中起干扰作用的信息是“向淀粉溶液中加入唾液淀粉酶”，尽管试管中有还原性糖麦芽糖生成，但由于没有班氏试剂，所以不会出现砖红色沉淀。由于没加碘液，不会呈现蓝色。唾液淀粉酶的本质是蛋白质，与双缩脲试剂反应呈紫色。8.人体所需要的营养物质主要是水、无机盐、维生素、糖类、脂质和蛋白质。这些营养物质在人体细胞中有着重要的作用。(1)自由水的生理作用：_。(2)牛奶、奶粉中都添加钙、铁等元素。其中碳酸钙是人体骨骼和牙齿中的重要组成部分，铁是血红蛋白的主要成分，这说明无机盐的生理
17、作用是_；质量分数为0.9%的生理盐水，对维持细胞内外渗透压非常重要，这说明无机盐的生理作用是_。(3)俗话说“一方水土养一方人”，饮水是提供人体必需的矿物质和微量元素的重要途径之一。在天然无污染的泉水中，含有Cu、K、Ca、Zn、P、Mg、Na、Fe等人体必需元素，其中属于大量元素的是_，在神经兴奋的传导中起重要作用的元素是_。【解析】(1)生物体内的水包括自由水和结合水，自由水的生理作用有：是细胞内的良好溶剂，参与多种生物化学反应，运送营养物质和代谢废物。(2)由“碳酸钙是人体骨骼和牙齿中的重要组成部分，铁是血红蛋白的主要成分”的信息可知，无机盐是细胞内某些化合物的重要组成成分。由“对维持
18、细胞内外渗透压非常重要”的信息可知，无机盐可以维持生物体的生命活动。(3)在Cu、K、Ca、Zn、P、Mg、Na、Fe中，K、Ca、P、Mg属于大量元素，K+维持静息电位，Na+维持动作电位。答案：(1)是细胞内的良好溶剂，参与多种生物化学反应，运送营养物质和代谢废物(2)构成细胞内某些化合物维持生物体的生命活动(3)K、Ca、P、Mg K、Na9.(2012海南高考)关于植物细胞中元素的叙述，错误的是()A.番茄和水稻根系吸收Si元素的量相等B.细胞中含量最多的四种元素是C、O、H、NC.植物根系通过主动运输吸收无机盐离子需要ATPD.与豆科植物共生的根瘤菌可为豆科植物生长提供N元素【解析】
19、选A。不同植物的根系对同种无机盐离子的吸收量不同；细胞中含量最多的元素为C、O、H、N；植物根系吸收无机盐离子的方式为主动运输，需要消耗ATP；豆科植物和根瘤菌为共生关系，根瘤菌具有固氮作用，可为豆科植物提供N元素。10.(2012江苏高考)下列关于细胞中化学元素的叙述，正确的是()A.细胞中一种元素的作用能被其他元素替代B.细胞中的脱氧核苷酸和脂肪酸都不含有氮元素C.主动运输机制有助于维持细胞内元素组成的相对稳定D.细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要【解析】选C。不同的元素有不同的作用，在细胞内不能被别的元素替代；脱氧核苷酸由C、H、O、N、P五种元素组成，脂肪酸由C、H、O三种元
20、素组成；主动运输使细胞能对外界物质有选择地吸收和排出，能维持细胞内元素的平衡；微量元素虽然含量极少，但却是维持正常生命活动不可缺少的，也非常重要。11.(2011江苏高考)研究发现，砷(As)可以富集在植物体内，转化为毒性很强的金属有机物，影响水稻的株高、根长和干重；加P(与As原子结构相似)处理后水稻茎叶和根中P含量增加、As含量相对减少，水稻生长加快，干重增加。对此现象的解释不合理的是()A.As在水稻细胞内富集，由细胞膜的结构特点决定B.As进入水稻细胞，导致有关酶失去活性，影响细胞代谢C.P影响As的吸收，与细胞膜上的载体种类和数量有关D.P是构成磷脂、核酸和ATP的重要元素，能促进水稻生长发育【解析】选A。As在水稻细胞内富集，是由细胞膜的功能特点决定的；As可能是有关酶的抑制剂，与酶结合后使酶的构象发生改变，使酶丧失活性，从而影响细胞的代谢；P与As以主动运输方式被吸收时，载体的种类相同，而P更易与载体结合，从而抑制植物对As的吸收；磷脂、核酸和ATP中都含P，而这些化合物是水稻正常生长发育所必需的，可见P能促进水稻的生长发育。
