高中生物第1轮总复习 第2讲 细胞中的元素和化合物课件 新人教版必修1（广东专版）

一、组成细胞的元素 1细胞常见的化学元素归纳如下： (1)组成生物体的化学元素常见的主要有20多种。最基本元素是指生命的核心元素C；主要元素是指含量占生物体总量的97%以上的元素；大量元素是指含量较多的元素；微量元素是指含量很少的元素。 (2)占细胞干重最多是C，占细胞鲜重最多的是O；无论干重还是鲜重，C、H、O、N都是含量最多的四种元素。 (3)无论是大量元素还是微量元素，都是生物体必需的元素，对于维持生物体的生命活动起着非常重要的作用。 调节机体生命活动：如K、Na、Ca2、 等。 参与重要化合物的组成：如P是组成ATP、膜结构等的重要成分； 是组成骨骼、牙齿的成分； 是叶绿素的成分； 是血红蛋白的成分。3HCO2Ca2Fe2Mg 2生物界与非生物界的统一性和差异性分析 (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)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的元素含量也不相同，这是细胞统一性和差异性的体现。 【例1】(2011广州模拟)下面摘录了某同学“检验生物体的元素组成”的实验报告中的几句话，你认为没有问题的是()A把生物组织放在酒精灯火焰上燃烧，将产生的气体导入澄清石灰水中，有沉淀产生，说明生物生物组织中含C、O元素B生物组织燃烧后的灰分，能促使植物生长，说明生物组织含N、P元素C生物组织燃烧时发光发热，说明生物组织中含有组成ATP的几种元素D干燥种子在密闭试管中加热，试管壁上出现水珠，说明种子中含有H、O元素D 【解析】生物组织燃烧产生的气体能使澄清石灰水产生沉淀，说明产生的气体为CO2，但CO2中的O可以来自大气，所以不能说明生物组织中含O元素。 二、细胞中的化合物 组成生物体的化学元素只有在活的机体内，在生物体特定的结构基础上，有机地结合成各种化合物，这些化合物与其他的物质相互作用才能体现出相应的生理机能。 1组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在。 2组成细胞的化合物包括无机化合物和有机化合物；其中无机化合物包括水和无机盐；有机化合物包括糖类、脂质、蛋白质和核酸。 3并不是所有细胞中的化合物的含量都相同，不同生物的细胞，同一个体不同种类的细胞，各种化合物的含量有所不同，但化合物的种类相同。 4细胞中的化合物含量 (1)含量最多的化合物是水。 (2)含量最多的有机物是蛋白质。 (3)细胞干物质中含量最多的化合物是蛋白质。 三、生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定 1.实验原理 某些化学试剂能够使生物组织中的有机化合物产生特定的颜色反应。 还原糖斐林试剂 砖红色沉淀 脂肪苏丹染液橘黄色 脂肪苏丹染液红色 蛋白质双缩脲试剂紫色 2.实验流程 (1)还原性糖的鉴定 (2)脂肪的鉴定 (3).蛋白质的鉴定 3.实验材料的选择 1可溶性还原糖的鉴定实验中，最理想的实验材料是还原糖含量较高的生物组织(或器官)，而且组织的颜色较浅，易于观察。可选用苹果、梨、白色甘蓝叶、白萝卜等。 2脂肪的鉴定实验中，实验材料最好选富含脂肪的生物组织(或器官)，若利用显微镜观察，则最好选择花生种子。 3蛋白质的鉴定实验中，最好选用富含蛋白质的生物组织(或器官)。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液。 4.实验操作中的注意事项 1在鉴定可溶性还原糖的实验中，加热试管中的溶液时，应该用试管夹夹住试管上部，放入盛5065 温水的大烧杯中水浴加热。注意试管底部不要接触烧杯底部；斐林试剂不稳定易变性，应现用现配。 2还原糖、蛋白质的鉴定实验中，在加相应试剂鉴定之前，要留出一部分组织样液，以便与鉴定后的样液颜色作对比，增强实验的说服力。 3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在试管的内壁上，使反应不彻底，试管也不易洗刷干净。 【例2】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_。【解析】 (1)由于稀蛋清和淀粉酶溶液的本质是蛋白质，蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应，而葡萄糖和淀粉不与双缩脲试剂反应，所以可以用双缩脲试剂将4种溶液分为两组； (2)葡萄糖属于还原糖，可与斐林试剂作用产生砖红色沉淀，而淀粉不能，所以可用斐林试剂将淀粉与葡萄糖区分开来； (3)淀粉可被淀粉酶分解形成还原糖，还原糖可与斐林试剂反应产生砖红色沉淀，而稀蛋清无这一特性，所以可以用淀粉将稀蛋清和淀粉酶区分开来。 【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，水浴加热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 (五)斐林试剂与双缩脲试剂比较 1. 浓度不同：斐林试剂中CuSO4溶液浓度为0.05 g/mL，双缩脲试剂中CuSO4溶液浓度为0.01 g/mL。 2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溶液混合均匀后再使用；双缩脲试剂是先加入NaOH溶液，再滴加CuSO4溶液。 4用途不同：斐林试剂用于可溶性还原糖的鉴定，双缩脲试剂用于蛋白质的鉴定。 5颜色反应不同：斐林试剂与可溶性还原糖发生作用，产生砖红色沉淀，蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。 1.(2009上海)下列有机化合物中，只含有C、H、O三种元素的是( ) A氨基酸 B核苷酸 C脱氧核糖 D磷脂 C【解析】脱氧核糖属于糖类，只含有C、H、O三种元素。 2.(2011上海)就物质属性而言，蛋白质、抗原和多糖三者之间的关系是( ) 【解析】蛋白质和多糖都可能成为抗原；抗原的种类很多，包括一些蛋白质、多糖、脂类和生物体等。 A 3.(2011江苏)下列物质合成时，需要模板的是( )A磷脂和蛋白质 BDNA和酶C性激素和胰岛素 D神经递质和受体【解析】在高中生物中，DNA复制合成DNA、转录合成RNA、翻译合成蛋白质过程需要模板。A选项中磷脂的合成不需要模板；B选项中酶为蛋白质或RNA，所以B选项符合题意；C选项性激素为脂质，脂质的合成不需要模板；D选项神经递质为乙酰胆碱，乙酰胆碱的合成不需要模板。 B4.实验测得小麦、大豆、花生三种生物干种子中三大类有机物含量如下图，有关叙述正确的是( )A选用花生检验细胞中有脂肪存在时需要使用显微镜B向小麦种子的研磨滤液中加入斐林试剂，就会呈砖红色C用双缩脲试剂检验大豆组织样液中的蛋白质，加热呈蓝色D萌发时相同质量的三种种子需要的氧气量基本相同4.实验测得小麦、大豆、花生三种生物干种子中三大类有机物含量如下图，有关叙述正确的是( )A 【解析】花生种子中含脂肪较多，可以用作鉴定脂肪的材料，实验中需要用显微镜观察被染上颜色的脂肪微粒。小麦种子含淀粉最多，可以用作鉴定淀粉的实验材料，但需要用碘液来鉴定，呈现蓝色。大豆种子含蛋白质较多，所以研磨后的样液可以用双缩脲试剂来鉴定而呈现紫色。等质量的三种种子，萌发时消耗氧气最多的是花生种子，因为花生种子主要含脂肪，同质量的三种物质中脂肪消耗氧气最多。 5. (2011中山模拟)(双选)科学工作者研究了钙和硼对某种植物花粉粒萌发和花粉管生长的影响，结果如图所示。下列结论与结果不相符的是( )ACA钙或硼对花粉粒萌发和花粉管生长有同样的影响B适宜浓度的硼或钙明显有利于花粉粒萌发或花粉管生长C钙对花粉管生长无明显影响，而一定浓度范围内影响花粉粒的萌发D硼对花粉粒萌发有明显影响，而一定浓度范围内几乎不影响花粉管的生长【解析】从图中可看出钙或硼对花粉粒的萌发率和花粉管的生长速度的影响是不同的。钙的浓度变化影响花粉管的生长速度，但几乎不影响花粉粒的萌发率；硼的浓度变化影响花粉粒的萌发率，但对花粉管的生长速度几乎无影响。 6.(双选)对斐林试剂和双缩脲试剂的配方，叙述不正确的是 ( )A都含有NaOH溶液和CuSO4溶液B斐林试剂的配制是将45滴质量浓度为0.05g/mL的CuSO4溶液滴入2mL质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液中C双缩脲试剂是将34滴质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液滴入1mL质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液中混合而成D双缩脲试剂含有两种成分：质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液和质量浓度为0.05g/mL的CuSO4溶液BD【解析】正确区分斐林试剂和双缩脲试剂组成的异同点。两者都有NaOH溶液和CuSO4溶液两种成分，两试剂配制时CuSO4溶液的浓度不同，使用的方法不同。斐林试剂的配制是将0.1 g/mL的NaOH溶液和0.05 g/mL的CuSO4溶液等量混合。7.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，根据全素培养和相应缺锌、缺镁的培养对苹果生长发育的比较，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，缺镁。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。观察苹果幼苗的生长发育状况(4)结果预测和分析： 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，又与缺锌有关。若 则说明苹果小叶病与缺镁、缺锌都无关。，A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 ，【解析】 实验的自变量是锌、镁的有无，因变量是植物的生长状况。对照组应用全素培养液培养，实验组分别用缺锌培养液和缺镁培养液培养，根据植物的生长状况判断小叶病与镁和锌的关系。