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课标版 生物 第2讲 组成细胞的元素、无机物与有机物的检测,知识一 组成细胞的元素与化合物 一、组成细胞的元素 1.细胞中的元素 (1),注意:无论是大量元素还是微量元素,都是生物体必需的元素,二者区分关 键在于含量的区别: 大量元素 含量占生物体总重量万分之一 微量元素,2.生物界与非生物界的统一性与差异性 轻松记忆 (1)大量元素(C、H、O、N、S、P、Ca、Mg、K),可利用谐 音“她请杨丹留人盖美家”来记。,(2)微量元素(Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu),可利用谐音“铁猛碰新木桶” 来记。 二、组成细胞的化合物,1.组成细胞的化合物 (1) (2)含量,2.细胞中有机化合物的检测(连线),1.判断有关细胞中元素和化合物说法的正误。 (1)核苷酸同时含有磷和氮元素。(2014上海单科,1B)() (2)在人体活细胞中氢原子的数目最多。(2013重庆理综,1A)() (3)细胞中一种元素的作用能被其他元素替代。(2012江苏单科,1A)() (4)细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要。(2012江苏单科, 1D)() (5)脂肪酸和磷脂含有相同的元素组成。(2010上海单科,9B)(),2.下列有关组成生物化学元素的叙述,正确的是 ( ) A.微量元素在生物体内含量很少,所以人体不存在微量元素缺乏症 B.人、动物与植物所含的化学元素的种类差异很大 C.组成生物体的化学元素在无机自然界中都可以找到 D.不同生物体内各种化学元素的含量比例基本相同 答案 C 大量元素与微量元素都是生物体的必需元素,缺乏其中任何一 种都会表现相应的缺乏症,A错误;生物界与非生物界的元素种类大致相同, 但含量差别较大,组成生物体的元素没有一种是生物特有的,都来自于非生 物界,B、D错误,C正确。,3.下列有关化合物鉴定的叙述中,不正确的是 ( ) A.脂肪用苏丹试剂检测呈红色 B.还原糖用斐林试剂检测呈砖红色 C.淀粉用碘液试剂检测呈蓝色 D.蛋白质用双缩脲试剂检测呈紫色 答案 A 脂肪遇苏丹应该显橘黄色,A错误。,4.“挂牛肉卖马肉”意为兜售低劣的货色或指代那种表里不一的人。下 列与牛、马细胞相关的叙述中,正确的是 ( ) A.牛肉细胞的鲜重中含量最多的元素是C B.组成马肉细胞的有机物中含量最多的是蛋白质 C.牛肉与马肉细胞中DNA相同,RNA与蛋白质不同 D.牛肉和马肉细胞中所含的化学元素的种类差异较大 答案 B 细胞的鲜重中含量最多的元素是O,组成细胞的有机物中含量 最多的是蛋白质,A错误、B正确;不同生物细胞中的DNA、RNA和蛋白质 都不同,C错误;牛肉和马肉细胞中所含的化学元素的种类基本相同、含量 差异较大,D错误。,知识二 细胞中的无机物 1.细胞中的水 (1)存在形式: 自由水 和 结合水 。 (2) 2.组成细胞的无机盐,(1)存在形式:主要以 离子 形式存在。 (2) 轻松记忆 无机盐功能的“三个一”,1.判断下列有关水和无机盐的说法的正误。 (1)水是构成叶肉细胞的重要化合物之一。(2014海南单科,5B) () (2)自由水可作为细胞内化学反应的反应物。(2014海南单科,5C)() (3)贮藏中的种子不含水分,以保持休眠状态。(2013江苏单科,16A)() (4)缺铁性贫血是因为体内缺乏铁,血红蛋白不能合成。 () (5)细胞中的无机盐多以化合物形式存在,如CaCO3构成牙齿、骨骼。(),2.在下列生理过程中,细胞内自由水与结合水比值增加的是 ( ) A.细胞衰老 B.作物越冬 C.种子萌发 D.细胞质壁分离 答案 C 衰老细胞新陈代谢的速率减慢,细胞内自由水和结合水的比值 下降,A选项错误。越冬植物细胞的结合水含量相对增多,抗逆性增强,B选 项错误。细胞质壁分离失去的是自由水,D选项错误。种子萌发过程中不 断吸水,表现为自由水的含量增高,自由水与结合水比值增大,C选项正确。,3.下列有关无机盐的叙述,正确的是 ( ) A.人体的血浆渗透压由无机盐维持 B.细胞中的无机盐主要以化合物形式存在 C.细胞进行脂肪、DNA、RNA等物质合成时都需要磷酸盐 D.K是构成细胞的大量元素,对维持细胞正常功能有重要作用 答案 D 血浆渗透压由无机盐与蛋白质共同维持。细胞中无机盐主要 以离子形式存在。细胞进行脂肪合成时不需磷酸盐。,突破一 细胞中的水分与无机盐 1.水与细胞代谢的关系,提示:( )内为生理活动发生的场所。,2.无机盐在生物体内的存在形式及功能,1.自由水和结合水的转化及与代谢的关系 (1)自由水与结合水是可以相互转化的:自由水 结合水 烘干种子时,部分结合水转化为自由水散失;水果放入冰箱冷藏时,部分自 由水转化为结合水。 (2)自由水与结合水比值和细胞代谢的关系,2.某种无机盐在植物体中生理功能的验证思路 (1)实验组 (2)对照组 正常植物+完全培养液正常生长,典例1 (2014山东威海一中月考,7)下列有关生物体内水和无机盐的叙述 正确的是 ( ) A.不同种生物细胞的自由水和结合水的比值相同,它们的代谢强度也相同 B.癌变细胞和衰老细胞内的水分减少,新陈代谢速率减慢 C.给水中毒患者注射质量分数为1.8%的盐水,是为了降低细胞外液的 渗透压 D.血浆pH能维持相对稳定,与它含有的HC 、HP 等离子有关,解析 细胞代谢的强弱不仅与自由水和结合水的比值有关,还与温度等 因素有关,A错误;衰老细胞内的水分减少,新陈代谢速率减慢,而癌变细胞 不具有这些特征,B错误;水中毒患者由于饮水过多,细胞外液渗透压下降, 注射质量分数为1.8%的盐水,是为了升高细胞外液的渗透压,C错误;HC 、HP 等离子与维持内环境的酸碱平衡有关,D正确。 答案 D,解题关键,1-1 下列有关生物体内水和无机盐的叙述错误的是 ( ) 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值随生物个体代谢的强弱而变化 答案 B 解析 水在生物体内的流动可以把营养物质运送到各个细胞,同时也把 代谢废物运送到排泄器官;纤维素属于糖类,只含有C、H、O三种元素,不 含无机盐;生物体内无机盐浓度的大小,影响细胞的吸水或失水;生物体代 谢越旺盛,自由水与结合水的比值越大,反之越小。,1-2 下面列出了若干种为研究确定矿质元素X是否为植物所必需的实验 方案,其中最科学合理的设计是 ( ) 以土壤为基质盆栽,浇缺少元素X的“完全营养液” 以沙土为基质盆栽,浇缺少元素X的“完全营养液” 只用缺少元素X的“完全营养液”,不用基质 以土壤为基质盆栽,浇蒸馏水 以沙土为基质盆栽,浇完全营养液 不用基质,只用完全营养液 不用基质,只用含元素X的蒸馏水 不用基质,只用蒸馏水,A.以为实验组,为对照组 B.以为实验组,为对照组 C.以为实验组,为对照组 D.以为实验组,为对照组 答案 C 解析 对照实验要符合单一变量原则,该题中的变量为“X元素”的有 无,不做处理的为对照组。,突破二 实验 检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质 1.实验原理 某些化学试剂能够使生物组织中的有关有机化合物产生特定的颜色反应。,2.实验流程 (1)还原糖的检测和观察: 结论:可溶性还原糖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、切片:花生种子(浸泡,去掉种皮),将子叶削成薄片 制片 观察:先在低倍显微镜下寻找已着色颗粒,再用高倍显微镜观察,结论:圆形小颗粒呈橘黄色,说明有脂肪存在,(3)蛋白质的检测和观察 选材与制备:蛋清稀释液或豆浆滤液,结论:组织样液遇双缩脲试剂呈紫色,说明组织样液中存在蛋白质,易混辨析 还原糖、脂肪和蛋白质的检测中: (1)唯一需要加热还原糖鉴定,且必须水浴加热,不能用酒精灯直接加 热。若不水浴加热,则无砖红色沉淀出现。 (2)唯一需要显微镜脂肪鉴定。 (3)混合后加入斐林试剂;分别加入双缩脲试剂(先加A液,后加B液, 且B液不能过量)。斐林试剂和双缩脲试剂两者成分相同,但CuSO4的浓度 不同,所以不能混用。,典例2 用碘液、苏丹染液和双缩脲试剂测得甲、乙、丙三种植物的干 种子中三大类有机物颜色反应如表,其中“+”的数量代表颜色反应深浅 程度,下列有关说法不正确的是 ( ),A.乙种子中主要含蛋白质,B.碘液、苏丹染液和双缩脲试剂与相应的物质发生的颜色反应分别是 蓝色、橘黄色和紫色 C.在观察颜色时有可能用到光学显微镜 D.这三种试剂的使用均不需要水浴加热 解题关键 解析 由表可知,甲中主要含淀粉,乙中主要含脂肪,丙中主要含蛋白质。,答案 A,2-1 在生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定实验中,对实验材料的选 择,下列叙述错误的是 ( ) A.可用斐林试剂甲液和乙液、蒸馏水来鉴定葡萄糖和尿液中的蛋白质 B.花生种子含脂肪多且子叶肥厚,是用于脂肪鉴定的理想材料 C.食用花生油最好选用苏丹染液来鉴定,而一般不选用苏丹染液来鉴 定 D.甘蔗茎的薄壁组织、甜菜的块根等,都含有较多糖且近于白色,因此可以 用于还原糖的鉴定 答案 D 解析 鉴定蛋白质用双缩脲试剂,双缩脲试剂由两种试剂组成:0.1 g/mL,的NaOH溶液和0.01 g/mL的CuSO4溶液,斐林试剂也由两种试剂组成:0.1 g/ mL的NaOH溶液和0.05 g/mL的CuSO4溶液,故双缩脲试剂可由斐林试剂和 蒸馏水配制而成。食用花生油颜色较深,而苏丹染液可将脂肪染成橘黄 色,染色较浅,不易区别,故最好选用苏丹染液,它可以将脂肪染成红色。 甘蔗茎的薄壁组织、甜菜的块根等含有较多的蔗糖,蔗糖不是还原糖。,2-2 现提供新配制的斐林试剂甲液(0.1 g/mL NaOH溶液)、乙液(0.05 g/ mL CuSO4溶液)、蒸馏水,充分利用上述试剂及必需的实验用具,能鉴别出 下列哪些物质 ( ) 葡萄糖 蔗糖 胰蛋白酶 DNA A.只有 B.和 C.和 D.和 答案 C 解析 斐林试剂:甲液(0.1 g/mL NaOH溶液)、乙液(0.05 g/mL CuSO4溶 液)可以用来鉴定还原糖,如葡萄糖、麦芽糖、果糖等;双缩脲试剂:A液(0.1 g/mL NaOH溶液)、B液(0.01 g/mL CuSO4溶液)可用来鉴定蛋白质,如绝大,多数的酶(包括胰蛋白酶)等。此题中用蒸馏水将斐林试剂中的乙液0.05 g/ mL CuSO4溶液稀释为0.01 g/mL CuSO4溶液,这样就可以得到双缩脲试剂, 用于鉴定胰蛋白酶。,一、生物界与非生物界的统一性和差异性分析,1.生物界与非生物界的统一性:从化学元素的种类来分析,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,说明了生物 界和非生物界具有统一性,这也为生命起源于非生命物质的化学进化学说 奠定了理论基础。,2.生物界与非生物界的差异性:从组成生物体的各种化学元素的含量来分 析,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 的相应元素的含量有一定的差别,这说明生物界和非生物界具有差异性,即 生命物质的特殊性。这种差异性是由于生物体有选择地从无机自然界吸 收各种物质组成自身结构所造成的。,3.生物的统一性和差异性 (1)统一性 从元素角度:组成生物体的各化学元素种类大体相同。 从分子水平:DNA的空间结构和基本单位相同;共用一套遗传密码。 从结构角度:除病毒外,生物体都由细胞构成。 从能量角度:生物体都以ATP作为直接能源物质。 (2)差异性:从元素角度看,组成生物体的各种化学元素在含量上有差异。 二、“同位素标记法”在生物学中的应用典例 同位素标记法是利用放射性元素作为示踪剂,对研究对象进行同位素标记 的微量分析方法,用以研究细胞或生物体内元素或化合物的来源、组成、,分布和去向等,进而了解化学物质的变化、反应机理或细胞的结构和功 能。用于示踪技术的放射性同位素一般是细胞化合物的重要组成元素,如3 H、14C、15N、18O、32P、35S等。例如:,1.用3H标记氨基酸,探究分泌蛋白在细胞中的合成、运输与分泌途径。,2.标记植物吸收的矿质元素(如42K),探究矿质元素在植物体内的运输途径。,3.分别以 O和C18O2作为原料,探究光合作用释放的氧全部来自于水。,4.用14CO2追踪光合作用暗反应过程 C3植物:14CO2 C3 (14CH2O),5.分别用32P和35S标记DNA和蛋白质,探究噬菌体的遗传物质是DNA。,6.用15N标记DNA单链探究DNA的复制方式。,7.用放射性同位素(32P)标记DNA分子,制成基因工程中的DNA探针,用于基 因诊断、检测饮用水中病毒的含量。,
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