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第2讲 细胞中的元素和化合物 细胞中的无机物,2017备考江苏最新考纲,1.水和无机盐的作用(A)。2.实验：检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质(b)。,考点一 细胞中的元素和化合物(5年4考),自主梳理,1.细胞中的元素,自然界,化合物,C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg,Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo,C,基本骨架,C、H、O、N,注 不同状态的细胞中4种基本元素的含量： (1)细胞鲜重时元素含量： 。 (2)细胞干重时元素含量： 。,OCHN,CONH,(1)记忆微量元素可利用口诀：铁猛碰新木桶(Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu)。 (2)三种常考元素 最基本的元素(或核心元素)为“C”(干重最多) 含量最多的元素为“O”(鲜重最多) 数目最多的元素为“H” (3)生物界与非生物界间及各种生物彼此之间就化学元素“种类”来看具有统一性，就元素“含量”来看却具有差异性。,2.细胞中的化合物,(1)分类,无机化合物： 和 。 有机化合物： 、脂质、 、核酸等。,水,无机盐,糖类,蛋白质,(2)细胞中化合物的比较,蛋白质,水,蛋白质,糖类和脂肪,蛋白质,核酸、磷脂、ATP等,(1)如图为构成细胞的化合物占鲜重比例，请指出名称。,提示 水 蛋白质 脂质 无机盐,(2)图甲是细胞中A、B、C 3种化合物含量的扇形图，图乙是有活性的细胞中元素含量的柱状图，请填出下列空白处内容。,若图甲表示细胞鲜重，则A、B化合物依次是 。 若图乙表示组成人体细胞的元素含量，则a、b、c依次是 。 图乙所示元素在非生物界中 (填一定能、一定不能、不一定能)找到 。 若图甲表示细胞完全脱水后的化合物含量，则A化合物为 ，其必含的元素为 。,H2O、蛋白质,O、C、H,一定能,蛋白质,C、H、O、N,跟进题组,题组一 以文字信息为载体考查元素与化合物,1.(2015扬州期末)C、H、N三种元素在人体的化学成分中,质 量分数共占73%左右(占细胞干重的百分比)，而在岩石圈的 化学成分中，质量分数不到1%，这一事实说明( ),A.生物界与非生物界具有相似性 B.生物界与非生物界具有统一性 C.生物界与非生物界具有差异性 D.生物界与非生物界的本质完全相同 解析 组成生物体的化学元素，在生物体内和在无机自然界中的含量相差很大，这个事实说明生物界与非生物界具有差异性。,C,2.下列有关碳元素的叙述，不正确的是( ),A.在细胞中，碳元素属于大量元素 B.碳元素是构成细胞的最基本的元素 C.碳元素参与生物体内所有化合物的组成 D.地球上的生命是在碳元素的基础上建立起来的 解析 碳元素参与生物体内有机化合物的组成，但无机化合绝大多数不含有碳元素，C错误。 答案 C,判断元素与化合物的四个“明确”,题组二 以图表信息为载体考查元素及化合物,3.(2015河南中原名校一模)下图表示不同化学元素所组 成的化合物，以下说法正确的是( ),A.若主要在人体肝脏和肌肉内合成，则只存在于动物细胞 B.若图中为免疫活性物质，则过程发生在内质网 C.若存在于皮下和内脏器官周围等部位，则这类物质只存在于动物细胞 D.若是细胞膜的主要成分，则不具有物种的特异性,解析 若主要在人体肝脏和肌肉内合成，则分别是肝糖原和肌糖原，而葡萄糖不仅存在于动物细胞也可存在于植物细胞，A错误；如果为免疫活性物质，则的化学本质是蛋白质，为氨基酸，过程表示氨基酸的脱水缩合反应，发生在核糖体上，B错误；若存在于皮下和内脏器官周围等部位，则是脂肪，植物细胞如花生种子的细胞中也有脂肪，C错误；若是细胞膜主要成分，是磷脂分子，没有物种的特异性，D正确。 答案 D,4.(多选)下表是两种生物干重中有关元素的质量分数(%)。根据下表，有人得出下面结论，其中正确的是( ),A.如果它们分别是动物和植物，则甲是植物，乙是动物 B.等质量的组织中，甲所含的热量少于乙 C.两者体细胞中，乙的染色体(质)比甲多 D.两者的含水量比较，可推测甲比乙多,解析 动物和植物干重相比较，植物含糖类较多，动物含脂肪、蛋白质较多，由于脂肪的元素构成特点是含C、H较多而含O少，蛋白质的特征元素是N，故植物体中含O较多，动物体中含H、N元素较多，另外动物含Ca、P元素也比植物多，甲为植物，乙为动物，A正确；等质量的脂肪和糖类相比较，脂肪含热量较多，生物甲含糖量高，生物乙含脂肪多，B正确；生物干重中有关元素的含量不能作为判断其含水量和染色体(质)多少的依据，C、D均错误。 答案 AB,(1)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。 (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。,考点二 细胞中的无机物（5年4考）,自主梳理,1.细胞中的水,(1)存在形式： 和 。 (2)功能：,自由水,结合水,化学反应,营养物质和代谢废物,液体环境,(3)自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系,自由水/结合水,比值高代谢 ，但抗逆性 比值低代谢强度 ，但抗寒、抗旱、抗热等抗逆性,旺盛,差,降低,强,易错警示 生物体内的水细胞内的水。生物体内的水除了存在于细胞内以外，细胞与细胞之间也有，如动物体的细胞外液。,2.无机盐的存在形式及功能,离子,主动,复杂 化合物,生命活动,巧记无机盐功能的“一一二”,3.列举无机盐参与构成的常见化合物,N： 、ATP、叶绿素、核苷酸等 ：ATP、核苷酸、磷脂 ：叶绿素 ：甲硫氨酸、半胱氨酸等含硫氨基酸的组成成分(蛋白质的特征元素) ：动物血红蛋白 ：甲状腺激素等,蛋白质,P,Mg,S,Fe,I,(1)贮藏中的种子不含水分，以保持休眠状态。(2013江苏高考，T16A)( ) (2)自由水可作为细胞内化学反应的反应物(2014海南卷，T5C)( ) (3)细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要(2012江苏卷，T1D)( ) (4)在最基本生命系统中，H2O有自由水和结合水两种存在形式(2014四川高考，T2A)( ) (5)主动运输机制有助于维持细胞内元素组成的相对稳定(2012江苏卷，T1C)( ),1.高考重组 判断正误,教材P35涉及自由水和结合水的存在形式及功能，P16涉及大量元素、微量元素及其功能，以上内容，主要针对水存在形式及自由水的功能和元素种类及含量予以考查。,2.(教材必修1 P19 T1、T3改编)下列与组成细胞的元素及无机物相关的叙述正确的是( ),A.生物界中含量最多的三种元素是O、C、H，因此非生物界中含量最多的三种元素也是O、C、H B.相对于自由水，结合水在细胞中的作用较小 C.活细胞中无机盐含量最少，功能最小 D.结合水、无机盐在细胞中含量均较少，但作用不能被取代 解析 生物界和非生物界在元素种类上具统一性，但在含量上具较大差异；结合水、无机盐含量虽较少但其作用非常重要，不可被取代。 答案 D,跟进题组,题组一 以代谢为基础考查细胞中的水,1.(2015南通中学期中考)生物体的生命活动离不开水。下列关于水的叙述，错误的是( ),A.在最基本生命系统中，H2O有自由水和结合水两种存在形式 B.由氨基酸形成多肽链时，生成物H2O中的氢来自氨基和羧基 C.有氧呼吸时，生成物H2O中的氢来自线粒体中丙酮酸的分解 D.H2O在光下分解，产生的H将固定的CO2还原成(CH2O) 解析 有氧呼吸第三阶段，O2与第一阶段葡萄糖分解产生的H和第二阶段丙酮酸分解产生的H结合形成H2O，同时释放出大量能量。,C,2.(多选)下表是部分生物体中水分的含量：,表中数据说明( ) A.代谢旺盛的组织器官含水量较多 B.生物体中水分的含量超过了50%，是各种化合物中最多的 C.水生生物体内的含水量比陆生生物多 D.同一生物体不同的组织器官中水的含量差异很大,解析 该表格没有对不同组织器官的代谢水平和含水量的关系进行统计，A错误；表格中生物水的含量超过50%，是各种化合物中最多的，B正确；分析表格信息可知，不同生物体内水的含量不同，水生生物体内的含水量多于陆生生物，C正确；该表格没有对同一生物体的不同组织器官的含水量进行统计，D错误。 答案 BC,衍射法归纳细胞中的水,题组二 结合细胞代谢考查无机盐的功能及存在形式,3.(2015陕西西安模拟)下列无机盐的含量、存在形式和生理作 用的叙述中错误的是( ),A.无机盐在细胞内含量很少，主要以离子形式存在；具有维持渗透压、酸碱度及细胞正常生命活动的功能 B.人体内Na主要存在于细胞内液，K主要存在于细胞外液，血液中Ca缺乏时导致肌肉抽搐 C.某些无机盐是细胞内一些大分子物质的组成成分，如Fe参与血红蛋白的构成，Mg参与叶绿素的形成 D.氮是植物体内的重要元素之一，酶、核酸、ATP中都含有氮元素,解析 无机盐在细胞内含量很少，主要以离子形式存在，具有维持渗透压、酸碱度及细胞正常生命活动的功能，A正确；人体内Na主要存在于细胞外液，K主要存在于细胞内液，B错误；某些无机盐是细胞内一些大分子物质的组成成分，如Fe参与血红蛋白的构成，Mg参与叶绿素的形成，C正确；氮元素是植物体内的重要元素之一，酶、核酸、ATP中都含有氮元素，D正确。 答案 B,4.(2015银川一中模拟)为了确定某种矿质元素是否是植物的必 需元素，应采用的方法是( ),A.检测正常叶片中该矿质元素的含量 B.分析根系对该矿质元素的吸收过程 C.分析环境条件对该矿质元素吸收的影响 D.观察在完全培养液中去掉该矿质元素前后植株生长发育状况,解析 判断元素是否是必需元素通常用溶液培养法。在人工配制的完全培养液中，除去某种矿质元素，然后观察植物的生长发育情况：如果植物的生长发育仍正常，说明该元素不是植物所必需的；如果植物的生长发育不正常(出现特定的缺乏症状)，且只有补充了该种元素(其他元素无效)后，植物的生长发育又恢复正常(症状消失)，说明该元素是植物生长必需的矿质元素。 答案 D,检验某种矿质元素生理功能的实验方案 (1)实验组：正常植物缺X培养液共同培养一段时间后，表现出相应的症状，再加入X后，症状消失。 (2)对照组：正常植物完全培养液共同培养一段时间后，植物正常生长。,考点三 (实验)检测生物组织中的糖类、 脂肪和蛋白质(5年6考),自主梳理,1.检测原理,(1)糖类的检测,斐林试剂,砖红色沉淀,蓝色,(2)脂肪的检测：脂肪,苏丹染液 苏丹染液,橘黄色,红色,(3)蛋白质的检测：蛋白质 紫色,双缩脲试剂,2.检测步骤,洗去浮色,3.实验成功关键点实验材料的选择、处理、染色,(1)还原糖的检测 还原糖的含量、生物组织中有无色素是影响实验结果和观察的重要因素，因此要选择可溶性还原糖含量 、组织颜色 或近于 的植物，如苹果、梨、白萝卜。 斐林试剂应该 ，且先将甲液和乙液混合均匀后再加入组织样液中，并进行 。 (2)脂肪的检测 所用材料最好是富含 的种子,如花生种子,取其子叶,但必须提前浸泡 h。 染色后，一定要用体积分数为 的酒精溶液洗去浮色。,较浅,白色,高,34,50%,脂肪,现配现用,水浴加热,(3)蛋白质的检测 富含 的生物组织(或器官)，如大豆、鸡蛋。如用大豆可直接用豆浆做实验材料；如用鸡蛋要用蛋清，并注意稀释，一般稀释10倍以上，否则实验后易黏附在试管壁上，使反应不彻底，且试管不易清洗。,蛋白质,深度思考,1.检测还原糖时使用的斐林试剂为何要现配现用？,提示 因为斐林试剂很不稳定，容易产生蓝色的Cu(OH)2沉淀，所以应将甲液和乙液分别配制，使用时现配现用。,2.下图是进行检测还原糖的实验，2 min后试管内能否出现砖 红色沉淀？,提示 不能。检测还原糖时加入斐林试剂后需要5065 温水浴加热，图中没有进行水浴加热，因此不会出现砖红色沉淀，而应呈现斐林试剂自身的蓝色。,3.向某试管内无色液体中加入斐林试剂，经加热若出现砖红色沉淀，则表明试管内含有葡萄糖，对吗？,提示 不对。有砖红色沉淀，只能表明含还原糖(如葡萄糖、果糖、麦芽糖等)，未必是葡萄糖。,跟进题组,题组 糖类、脂肪与蛋白质检测原理及方法,1.(2014广东，15)油菜种子成熟过程中部分有机物的变化如 图所示，将不同成熟阶段的种子匀浆后检测，结果正确的 是( ),解析 分析曲线可知，油菜种子在成熟过程中，可溶性糖和淀粉不断转化为脂肪储存起来。第10天时仍然存在较多的可溶性糖，可溶性糖中的还原糖与斐林试剂在水浴加热条件下会出现砖红色沉淀，A错误；蛋白质是生物体生命活动的体现者，在整个种子成熟过程中都能检测到蛋白质的存在，B错误；在第30天时，脂肪含量较高，脂肪与苏丹试剂发生反应呈现橘黄色，C正确；在第40天时，淀粉已经消耗殆尽，用碘液检测不会发生显色反应，D错误。 答案 C,2.(多选)(2013江苏卷)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号试管中滴加适量斐林试剂，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( ),A.1、3、5号试管内都呈蓝色 B.3组实验中甲组和乙组的实验结果相同 C.4号试管内呈砖红色，其余试管内都呈蓝色 D.4号试管内呈砖红色，6号试管内呈紫色 解析 1、3、5号试管加入的是蒸馏水，分别作为对照组，1、3号试管呈现斐林试剂的颜色蓝色，5号试管呈现双缩脲试剂的颜色，也为蓝色，A正确；发芽的小麦种子匀浆液含有还原糖，加入斐林试剂后，水浴加热，4号试管内呈现砖红色，2号试管没加热，试管内不发生反应呈现蓝色，B错误；匀浆液中还含有蛋白质，加入双缩脲试剂，室温下6号试管内呈现紫色，C错误，D正确。 答案 AD,3.下列关于实验操作步骤的叙述中，正确的是( ),A.用于鉴定还原糖的斐林试剂甲液和乙液混合后要节约使用，以备下次再用 B.脂肪的鉴定需要用显微镜才能看到被染色的脂肪颗粒 C.用于鉴定蛋白质的双缩脲试剂A液与B液与斐林试剂甲液和乙液浓度可以相同 D.在鉴定脂肪的实验中，苏丹染液将脂肪染成橘黄色，苏丹染液将脂肪染成红色 解析 斐林试剂需现配现用，不能留到下次再用，A错误；双缩脲试剂和斐林试剂的成分相同，但成分的浓度不同，C错误；脂肪鉴定中，苏丹染液将脂肪染成橘黄色，而苏丹染液将脂肪染成红色，D错误；脂肪鉴定中需要借助于显微镜才能观察到脂肪颗粒，B正确。,B,4.下图为鉴定蛋白质的流程图，其中甲、乙、丙、丁的含义 分别是( ),A.黄豆浆、双缩脲、1 mL、4滴 B.花生种子研磨液、双缩脲、4滴、1 mL C.黄豆浆、双缩脲、4滴、1 mL D.花生种子研磨液、斐林试剂、1 mL、4滴 解析 鉴定蛋白质既可以用蛋清稀释液，也可以用黄豆浆滤液；鉴定蛋白质所用的试剂是双缩脲试剂，先加A液1 mL，再加B液4滴，故答案选A。 答案 A,1.区分斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同”,2.三类有机物检测在操作步骤上的“三个唯一” (1)唯一需要加热还原糖检测，且必须水浴加热，不能用酒精灯直接加热。若不加热，则无砖红色沉淀出现。 (2)唯一需要显微镜脂肪检测。 (3)唯一使用酒精脂肪的鉴定，实验用体积分数为50%的酒精洗去浮色。,易错易混 防范清零,易错清零,易错点1 认为生物体内大量元素重要，微量元素不重要,点拨 无论是大量元素还是微量元素，都是生物体必需的元素。微量元素虽含量少，但其生理作用却不可替代，如Zn是DNA聚合酶和RNA聚合酶的辅酶成分，缺Zn将导致DNA复制和RNA合成不能正常进行。,易错点2 认为细胞内含量最多的元素是碳,点拨 关注元素的“三多” 活细胞中含量最多的元素是“O”；细胞干重含量最多的元素是“C”；细胞中原子数最多的是“H”。,易错点3 认为自由水的作用比结合水作用大并认为干种子中已 无水,点拨 (1)自由水、结合水的作用都非常大，两种水在不同时期作用各有所侧重。 (2)自由水和结合水的存在形式及其功能的验证 鲜种子放在阳光下暴晒，重量减轻 主要是自由水散失。 干种子用水浸泡后仍能萌发 失去自由水的种子仍保持其生理活性。 干种子不浸泡则不萌发 自由水越少，代谢越缓慢。 干种子放在试管中，用酒精灯加热，试管壁上有水珠 失去的主要是结合水。 失去结合水的种子浸泡后不萌发 失去结合水的细胞失去生理活性。,易错点4 误认为质量大的分子就是“生物大分子”,点拨 生物大分子是指由许多“单体”构成的“多聚体”它们均以“C”构成基本骨架，如淀粉、纤维素、糖原。它们均由葡萄糖这种单体构成的多聚体；蛋白质是由氨基酸构成的多聚体，DNA是由脱氧核苷酸构成的多聚体，RNA是由核糖核苷酸构成的多聚体，它们均属“生物大分子”。 脂肪是由甘油和3分子脂肪酸构成的，其分子量虽然很大，但不属生物大分子。,纠错小练,1.(原创题)下列关于元素化合物的描述不正确的是( ),A.占细胞干重最多的元素是C，占细胞鲜重最多的是O B.大量元素、微量元素在生物体内的生理作用均不可替代，都是必需元素 C.自由水既是良好溶剂，又可参与生化反应，在生物体内其作用比结合水重要 D.无机盐多数以离子形式存在，也可参与复杂化合物的构成 解析 细胞内自由水、结合水的作用均非常重要。 答案 C,2.(2015玉林模拟)如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、C B.蛋白质、水、脂质、糖类；O、C、N、H C.水、蛋白质、脂质、糖类；H、O、C、N D.蛋白质、水、脂质、糖类；C、O、H、N,解析 细胞鲜重中含量最多的化合物是水()，其次是蛋白质()，脂质占12%，糖类占11.5%，细胞鲜重中含量最多的元素是O，其次为C，再次为H、N。 答案 D,
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