第2讲细胞中的元素及无机化合物.ppt

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1、第2讲细胞中的元素及无机化合物,一、组成细胞的元素和化合物1组成细胞的元素(1)大量元素：_等。(2)微量元素：_等。(3)来源：有选择地从_中获得。(4)存在：大多以_的形式存在。,抓住 3 个基础知识点,C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg,Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo,无机自然界,化合物,水和无机盐,糖类、脂质,水,蛋白质,蛋白质,归纳总结(1)生物界的组成元素在非生物界都能够找到，但在含量上有很大差别。(2)细胞中每种元素的作用各不相同。(3)微量元素含量虽少，但其生理作用和大量元素同等重要。,(4)主动运输机制有助于维持细胞内元素组成的相对稳定。(5)细胞鲜重中含量最多的元素是

2、O，细胞干重中含量最多的元素是C。(6)占细胞鲜重最多的化合物是水，占细胞鲜重最多的有机化合物是蛋白质，占细胞干重最多的化合物是蛋白质。,二、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质(连线)鉴定物质 鉴定试剂 颜色变化还原糖 a苏丹()染液.砖红色沉淀淀粉 b斐林试剂.橘黄色(红色)脂肪 c双缩脲试剂.蓝色蛋白质 d碘液.紫色【提示】bdac,易误易混(1)斐林试剂的甲液与双缩脲试剂的A液都是0.1 g/mL的NaOH溶液，但斐林试剂的乙液是0.05 g/mL的CuSO4溶液，双缩脲试剂的B液是0.01 g/mL的CuSO4溶液。(2)斐林试剂是甲液和乙液等量混合使用；双缩脲试剂是先加A液1 mL，

3、再加B液4滴。,三、细胞中的水和无机盐1水(1)写出A、B、C、D反映出的以上两种水的作用：A组成_；B提供细胞生活的_环境；C参与许多_；D运送_。,细胞结构,液体,生化反应,营养物质和代谢废物,(2)自由水与结合水的转换：一定限度内，温度升高后，_可转换为_，自由水与结合水的比例会_，新陈代谢会_。2无机盐(1)在细胞中的存在形式：主要是_。(2)生理作用,结合水,自由水,升高,加快,离子形式,叶绿素,血红蛋白,细胞和生物体的生命活动,名师点拨(1)结合水是细胞和生物体的组成部分。(2)细胞内自由水/结合水比例升高，则代谢旺盛；反之代谢缓慢。(3)秋冬季节，蒸腾作用弱，吸水减少，结合水含量

4、相对升高，有利于植物提高抗寒性。,1(2014哈尔滨模拟)下列有关水与生命活动的说法不正确的是()A细胞发生癌变其自由水含量较正常的细胞低B正在萌发的种子中结合水与自由水的比值下降C在线粒体和核糖体中进行的化学反应都有水生成D自由水和结合水在一定的条件下可以相互转化,【解析】癌细胞能够无限增殖，细胞内代谢比正常细胞旺盛，因此自由水含量较正常细胞高；正在萌发的种子，代谢旺盛，自由水含量较高，此时结合水与自由水的比值下降；有氧呼吸第三阶段产生水，氨基酸的脱水缩合也会产生水，对应的细胞器分别是线粒体和核糖体；自由水和结合水在一定条件下可以相互转化。【答案】A,2生长在含盐量高、干旱土壤中的盐生植物，

5、通过在液泡中贮存大量的Na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pHD提供能量【解析】液泡内的各种矿质离子等能够参与调节细胞液的渗透压，盐生植物液泡中贮存大量的Na，增大了细胞液的渗透压，吸水能力增强。【答案】A,3下列有关化合物鉴定的叙述中，不正确的是()A淀粉用碘液试剂检测呈蓝色B还原性糖用斐林试剂检测呈砖红色C脂肪用苏丹试剂检测呈橘黄色D蛋白质用双缩脲试剂检测呈蓝绿色【解析】本题考查物质的鉴定。蛋白质用双缩脲试剂检测呈紫色。【答案】D,4(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

6、量最多的四种元素是C、O、H和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】不同植物的根系对同种无机盐离子的吸收不同，A不正确；细胞中含量最多的元素为C、O、H、N，B正确；植物根系吸收无机盐离子的方式为主动运输，需要消耗ATP，C正确；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，D正确。【答案】A,5(2012广东高考)分析下表，可推测()注：“”显色，“”显色更深；“”不显色。A甲溶液含有淀粉B乙溶液含有还原糖C混合溶液不含淀粉D混合溶液含有淀粉酶,【解析】蛋白质能与双缩脲试剂发生紫色反应，淀粉遇碘变

7、蓝色，斐林试剂与还原糖在水浴加热条件下生成砖红色沉淀。根据溶液甲中的颜色变化可知其含有蛋白质；根据乙溶液中的颜色变化可知其含有淀粉；甲、乙混合后，两溶液中的物质发生反应产生了还原糖，由此可知，甲溶液中含有淀粉酶，乙溶液中含有淀粉。【答案】D,6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，向组织样液中加入双缩脲试剂A摇匀，再向样液中

8、加入双缩脲试剂B摇匀。其中双缩脲试剂B的量只需4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_，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

9、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即CuSO4，CuSO4本身呈蓝色，与试剂A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/mLCuSO4溶液)烧杯底部实验者或其他人,纵横联系理脉络,关键语句熟记忆 1.大量元素、微量元素都是生物必需的元素，对于维持生物体生命活动都起着非常重要的作用。2占细胞鲜重

10、含量最多的元素是氧，占细胞干重含量最多的元素是碳。3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。,4活细胞中自由水/结合水的比值高低能反映该细胞的代谢水平。5生物体的一切生命活动都离不开水。6活细胞中的各种化合物的含量和比例都处在不断变化中，但又保持相对的稳定。,考点一 03组成细胞的元素,掌握 2 个核心考点+1个高考必备实验,一、细胞中元素的种类,二、生物界与非生物界的统一性和差异性1元素种类上的统一性(1)生物界元素都是从无机环境中获取的，如下图：(2)组成生物体的化学元素在生物界与非生物界之间反复出现、循环流动。,2元素含量上的差异性(1)组成生物体的化学元素在生物体内

11、和自然界中的含量差异很大。(2)生物体从自然界获取组成自身的元素是有选择的。三、元素的生理作用1维持机体正常的生命活动：如K可保持心肌的正常兴奋性，微量元素B能促进花粉的萌发和花粉管的伸长等。2组成细胞的化合物：,名师点拨(1)根据特征元素推测化合物种类Fe(S)蛋白质；Mg叶绿素；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CO2和H2O；蛋白质中还有N，其代谢产物中还含有尿素。,化合物的组成元素1(2013海南高考)关于生物体内有机化合物所含元素的叙述，错误的是()A叶绿素含有镁元素B血红蛋白含有铁元素C脱氧核

12、糖含有磷元素D胰岛素含有碳元素,考向预测练 1,【解析】脱氧核糖属于单糖，组成元素为C、H、O，无P元素；叶绿素由C、H、O、N、Mg元素组成；血红蛋白由C、H、O、N、Fe元素组成；胰岛素是由C、H、O、N组成。【答案】C,元素的作用2下列关于生物生命活动的叙述，不正确的是()A缺N可通过影响H及有关酶的合成而影响细胞呼吸BK是组成细胞的大量元素，对维持细胞正常功能有重要作用C当植物缺少B时，花药和花丝萎缩，花粉发育不良D哺乳动物血液中Ca2含量过高，会出现抽搐现象,考向预测练 2,【解析】H和酶的组成中含有氮元素，所以缺少N元素会影响细胞呼吸；K是组成细胞的大量元素，对细胞的生命活动有重要

13、作用；B对植物花粉、花药和花丝的发育有重要作用；哺乳动物血液中钙离子含量过低会出现抽搐现象。【答案】D,考点二 04水和无机盐,一、细胞中的水1细胞中水的产生和利用,(2)细胞中产生水的结构及代谢过程：,二、细胞中无机盐的生理功能1组成某些复杂的化合物：,特别提醒(1)Na、K与渗透压的关系：Na主要维持细胞外液的渗透压，K主要维持细胞内液的渗透压。(2)无机盐与光合作用的关系：N、Mg是组成叶绿素的成分，P是组成类囊体膜及ATP的成分。缺乏N、Mg和P元素，植物的光合作用将会受到影响。,细胞中的水和无机盐的作用3关于细胞内水和无机盐的叙述，不正确的是()A水是光合作用和有氧呼吸的原料B植物缺

14、Mg引起光反应和暗反应强度均减弱CK和Na对神经细胞功能有重要作用D细胞内结合水的含量增加，抗逆性减弱,考向预测练 1,【解析】本题考查水和无机盐。光合作用和有氧呼吸都需要水。Mg是合成叶绿素的原料，植物缺Mg引起叶绿素合成减少，光反应和暗反应强度均减弱。在神经细胞的兴奋产生和传导过程中，细胞内外的K和Na起着重要作用。细胞内结合水的含量增加，抗逆性会增强。【答案】D,细胞内无机盐组成的复杂化合物4由细胞合成的化合物分子中，有许多含一个或多个磷酸基，这样的化合物不可能()A直接为各项生命活动提供能量B组成各种生物膜的支架C在蛋白质合成中转运氨基酸D使血糖浓度降低,考向预测练 2,【解析】ATP

15、、生物膜的结构、tRNA中都含有磷酸基；胰岛素能够使血糖的浓度降低，但胰岛素的化学本质是蛋白质，其组成成分中不含有磷酸基。【答案】D,高考必备实验2检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质一、实验原理某些化学试剂能够使生物组织中的相关有机化合物产生特定的颜色反应。,二、实验流程1还原糖的检测,2脂肪的检测：,3蛋白质的检测：,特别提醒一、斐林试剂与双缩脲试剂比较,二、物质鉴定实验中的7个易错问题(1)还原糖鉴定的实验材料要求浅色：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(富含淀粉)、甘蔗、甜菜(富含蔗糖)。(2)唯一需要加热还原糖鉴定，且必须水浴加热，不能用酒精

16、灯直接加热。若不加热则无砖红色沉淀出现。,(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“脲”不可错写成“尿”。,1下列有关生物实验所用试剂及实验现象的叙述中，正确的是()A苏丹可将花生子叶细胞中的脂肪颗粒染成红色B健那绿可将活细胞中的线粒体染成蓝绿色C蛋白质与双缩脲试剂在5065 水浴条件下呈现紫色D在含有还原糖的溶液中加入斐林试剂立即出现砖红色沉淀,【解析】本题考查物质的鉴定，考查教材基础实验。脂肪颗粒与苏丹产生橘黄色的显色反应。蛋白质与双

17、缩脲试剂产生紫色的显色反应。用斐林试剂检测还原性糖时需要加热。【答案】B,2(2013江苏高考改编)在1、3、5号试管中分别加入2 mL蒸馏水，2、4、6号试管中分别加入2 mL发芽的小麦种子匀浆样液，然后在14号试管中适量滴加斐林试剂，5、6号试管中合理滴加双缩脲试剂，摇匀。预期观察到的实验现象是(),A1、3、5号试管内都为无色B3组实验中甲组和乙组的实验结果相同C4号试管内呈砖红色，其余试管内都呈蓝色D4号试管内呈砖红色，6号试管内呈紫色【解析】小麦匀浆中含有糖类和蛋白质等物质，还原糖和斐林试剂水浴加热呈砖红色，而蛋白质和双缩脲试剂反应呈紫色，不能发生反应的试管中则呈现出斐林试剂和双缩脲

18、试剂原本的颜色，即蓝色，因此试管1、2、3、5为蓝色、4号为砖红色、6号为紫色，因此答案为D。【答案】D,植物必需元素的判断,一、植物必需元素的判断依据1由于缺乏某种元素，植物的生长发育遇到障碍，不能完成它的生活史。2除去某种元素以后，植物体表现出专一的病症，而且这种缺素症是可以利用该元素进行预防和恢复的。3某种元素在植物营养上表现的效果是直接的，而不是由土壤的物理、化学或微生物等因素的改变而产生的间接效果。,二、判断方法溶液培养法，具体操作过程可归纳如下图：,华北某地区经常出现苹果小叶病，有人认为是土壤中缺锌引起的，有人认为是土壤中缺镁引起的。现有如下材料，请你完成下列实验，探究上面的猜测哪

19、个正确。材料用具：三十株长势相同的苹果幼苗、蒸馏水、含有植物必需元素的各种化合物。实验原理：任何一种必需元素在植物体内都有一定的作用，一旦缺乏，就会表现出相应的症状，根据全素培养液和相应缺锌、缺镁的培养液对苹果生长发育影响的比较，判断小叶病的病因。,1个示范例,方法步骤：(1)首先配制全素培养液和相应的缺锌培养液和_培养液，分别放入三个培养缸并编号为A、B、C。(2)_。(3)放在适宜的条件下培养一段时间，_。,(4)结果预测和分析：A缸内的苹果幼苗正常生长。若B缸内苹果幼苗表现出小叶病，而C缸中的没有，则说明_。若_，则说明苹果小叶病是由缺镁引起的。若_，则说明苹果小叶病既与缺镁有关，又有缺

20、锌有关。若_，则说明苹果小叶病与缺镁、缺锌都无关。,【解析】本题通过植物必需元素的实验验证，考查实验设计的对照原则和单一变量原则。实验设对照组全素培养液和实验组缺锌的全素培养液、缺镁的全素培养液。分别将两个实验组的结果与对照组比较，得出实验结论。还要注意平衡无关变量和对因变量的观察。,【答案】(1)缺镁(2)将三十株长势相同的苹果幼苗均分为三组，分别栽培在上述三个培养缸中(3)观察苹果幼苗的生长发育状况(4)苹果小叶病是由缺锌引起的C缸内苹果幼苗表现出小叶病，而B缸中的没有B、C两缸内苹果幼苗都表现出小叶病B、C两缸内苹果幼苗都不表现出小叶病,设计实验探究X是否属于植物生长所必需的无机盐，某同

21、学的构思大致如下：本实验中采用甲组、乙组之间的空白对照，以及乙组中实验前(无X)与实验后(有X)之间的自身对照。再次对照中属于实验组的依次是(),1个押题练,A甲组、乙组实验前B甲组、乙组实验后C乙组、乙组实验前D乙组、乙组实验后【解析】在实验的对照中，改变实验条件的为实验组。与甲组相比乙组中不含X，与乙组实验前相比，乙组实验后添加了X。【答案】D,1(2014江西宜春五校联考)下列有关生物体内化学元素的叙述错误的是()A同一生物体不同组织细胞内化学元素种类和含量大体相同BC、H、O、N是组成生物体内酶所必需的元素C蛋白质中的S元素存在于氨基酸的R基中D核酸中的N存在于碱基中，蛋白质中的N主要

22、存在于肽键中,高效训练 6 道题,【解析】同一生物体不同组织细胞中所含的元素种类大体相同，但含量存在差异，A错误。【答案】A,2(2014山东省实验中学检测)下列与水有关的叙述中，不正确的是()A细胞有氧呼吸过程的第二阶段有水的分解B多糖分解成单糖的过程需要水的参与C癌细胞中自由水的含量较正常细胞要低D光合作用中还原CO2的还原剂最终来自于水【解析】癌细胞生命活动旺盛，可无限增殖，所以自由水含量高，代谢越旺盛，自由水含量越高。【答案】C,3(2013沈阳高三测试)下列关于无机盐在生物体中功能的叙述，错误的是()A镁是叶绿体中参与光合作用的各种色素的组成元素B人体缺铁会影响正常的有氧呼吸功能C人

23、体血液中Ca2浓度太低，会出现抽搐症状D细胞中的某些无机盐离子对维持细胞的酸碱平衡具有一定作用,【解析】镁是构成叶绿素的元素。人体缺铁会影响血红蛋白的合成，从而影响有氧呼吸功能。人体血液中Ca2浓度太低，会出现抽搐症状。细胞中的某些无机盐离子(如HCO)对维持细胞的酸碱平衡有一定作用。【答案】A,4现提供可配制斐林试剂的溶液：甲液(0.1 g/mL NaOH溶液)、乙液(0.05 g/mL CuSO4溶液)、以及蒸馏水，如果充分利用上述试剂及必需的实验用具，可灵活性地鉴别出下列哪些物质()葡萄糖乳糖胃蛋白酶RNAA只有B和C和D、和,【解析】由于本题还提供了蒸馏水，因此0.05 g/mL Cu

24、SO4溶液可用蒸馏水稀释至0.01 g/mL，以作为双缩脲试剂的组成成分。葡萄糖为还原糖，可用斐林试剂检测，胃蛋白酶的化学本质为蛋白质，可用双缩脲试剂检测。【答案】C,5(2013安徽师大附中摸底)在检测下列物质时所选用的实验材料、试剂和反应现象都正确的是(),【解析】物质检测中，选用的实验材料一般用白色或无色，这样可避免实验材料的颜色对实验现象产生掩盖作用，故A错误；蛋白质与双缩脲试剂反应呈紫色，故B错误；脂肪与苏丹染液反应呈橘黄色，故C正确；DNA与甲基绿产生绿色的显色反应。【答案】C,6华北某地区经常出现苹果小叶病，有人认为是土壤中缺锌引起的，有人认为是土壤中缺镁引起的。现有如下材料，请

25、你完成下列实验，探究上面的猜测哪个正确。材料用具：三十株长势相同的苹果幼苗、蒸馏水、含有植物必需元素的各种化合物。实验原理：任何一种必需元素在植物体内都有一定的作用，一旦缺乏，就会表现出相应的症状，根据全素培养液和相应缺锌、缺镁的培养液对苹果生长发育影响的比较，判断小叶病的病因。,方法步骤：(1)首先配制全素培养液和相应的缺锌培养液和_培养液，分别放入三个培养缸并编号为A、B、C。(2)_。(3)放在适宜的条件下培养一段时间，_。(4)结果预测和分析：A缸内的苹果幼苗正常生长。若B缸内苹果幼苗表现出小叶病，而C缸中的没有，则说明_。,若_，则说明苹果小叶病是由缺镁引起的。若_，则说明苹果小叶病既与缺镁有关，又有缺锌有关。若_，则说明苹果小叶病与缺镁、缺锌都无关。,【解析】本题通过植物必需元素的实验验证，考查实验设计的对照原则和单一变量原则。实验设对照组全素培养液和实验组缺锌的全素培养液、缺镁的全素培养液。分别将两个实验组的结果与对照组比较，得出实验结论。还要注意平衡无关变量和对因变量的观察。,【答案】(1)缺镁(2)将三十株长势相同的苹果幼苗均分为三组，分别栽培在上述三个培养缸中(3)观察苹果幼苗的生长发育状况(4)苹果小叶病是由缺锌引起的C缸内苹果幼苗表现出小叶病，而B缸中的没有B、C两缸内苹果幼苗都表现出小叶病B、C两缸内苹果幼苗都不表现出小叶病,