2019高考生物一轮复习 第02讲 细胞中的元素和化合物细胞中的无机物教案 新人教版必修1.doc

第2讲细胞中的元素和化合物细胞中的无机物1水和无机盐的作用()2实验：检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质考查细胞中的元素和化合物1组成细胞的元素谐音巧记组成细胞的微量元素铁猛(锰)碰(硼)新(锌)木(钼)桶(铜)。2生物界与非生物界的统一性和差异性3细胞中化合物的种类与含量(1)分类(2)如图为构成细胞的化合物占鲜重的比例，请指出的名称。水、蛋白质、脂质、无机盐。1(必修1 P19拓展题T1改编)组成生物体的元素追根溯源来自无机环境，下列有关说法正确的是()A生物体内的元素比例和无机环境中相同B说明生物界和非生物界具有统一性C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、HD生物体内的元素种类和无机环境中相同答案：B2(深入追问)氧元素在细胞鲜重中所占比例最大，为什么不是最基本元素？提示：组成生物的大分子都是以碳链为骨架的而不是由氧原子构成的，所以碳是最基本元素。1利用集合图形巧记元素的分类2统一性与差异性的辨别关键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。3化合物的元素组成分析及应用(1)据特征元素推测化合物的种类 (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，故其代谢终产物都有CO2和H2O；蛋白质中还有N，其代谢产物中还含有尿素。(3)特殊元素在生物科研中的作用：利用同位素示踪法通过标记某物质中的特殊元素，研究该物质在生物体内的合成、运输等生理作用。如噬菌体侵染细菌的实验。【感知考题】下列有关细胞中元素和化合物的叙述，错误的是()ADNA与ATP中所含元素的种类相同(2015全国，1A)B图中含量最多的元素是a，这与细胞中含量最多的化合物无关C用、表示ATP上三个磷酸基团所处的位置(APPP)。某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的位上2016全国乙，29(1)改编D主动运输机制有助于维持细胞内元素组成的相对稳定(高考江苏卷)答案B 高分点拨类题通法利用扇形图或柱形图法分析元素和化合物含量的技巧图中A、B、C、D信息解读(1)表示细胞鲜重时元素含量：OCHN。化合物含量：水蛋白质脂质糖类。(2)表示细胞干重时元素含量：CONH。化合物含量：蛋白质脂质糖类。【跟进题组】 命题1细胞中元素含量、种类及作用1(2016高考上海卷，6)诺贝尔奖得主屠呦呦在抗疟药物研发中，发现了一种药效高于青蒿素的衍生物蒿甲醚，结构如图。下列与蒿甲醚的元素组成完全相同的物质是()A纤维素B胰岛素C叶绿素 D甲状腺素解析：选A。分析题图结构中的元素组成，可知蒿甲醚是由C、H、O三种元素组成的。纤维素的元素组成为C、H、O；胰岛素的元素组成为C、H、O、N等；叶绿素的元素组成为C、H、O、N、Mg；甲状腺(激)素的元素组成为C、H、O、N、I。由此可见，与蒿甲醚的元素组成完全相同的物质是纤维素。2(2017安徽蚌埠皖北月考)下列关于构成生物体的元素的叙述中，正确的是()A生物群落中，碳是以CO2的形式在生产者、消费者和分解者之间传递BO是构成有机物的基本元素之一，光合作用制造的有机物中的氧来自H2OCMg是植物必需的微量元素，因为合成叶绿素时需要Mg做原料DC是生命的核心元素，组成生物的大分子都是以碳链为骨架的解析：选D。生物群落中，碳是以有机物的形式在生产者、消费者和分解者之间传递，CO2是在生物群落和无机环境之间的循环形式，A错误；O是构成有机物的基本元素之一，光合作用制造的有机物中的氧来自CO2，H2O中的氧被光解产生了氧气，B错误；合成叶绿素时需要Mg做原料，Mg是植物必需的大量元素，不是微量元素，C错误；C是最基本元素，组成生物的大分子都是以碳链为骨架的，D正确。 命题2利用图表分析细胞中的元素及化合物3(2017青岛高三联考)如图是活细胞中3种元素含量或3种化合物含量的扇形图，如表是几种细胞中6种大量元素的百分比含量，下列叙述不正确的是() 元素OCHNPS玉米细胞(干重)44434357624146020017人细胞(干重)1462559746933311078人活细胞65018010030140030A若扇形图代表化合物的含量，则甲、乙分别代表水和蛋白质B若扇形图代表元素的含量，则甲、乙、丙分别代表氧、碳、氢三种元素C由表中数据可以看出，在玉米细胞(干重)中所占比例明显高于人细胞(干重)中的元素是C，发生这种差异的一个主要原因是组成玉米细胞的化合物中糖类较多D组成生物界和非生物界的化学元素在含量上相差很大，说明生物界和非生物界具有一定的差异性解析：选C。玉米细胞(干重)中所占的比例明显高于人细胞(干重)中的元素是O。易错点1认为生物体内的各种元素的种类和含量都相同点拨(1)组成不同生物的化学元素的种类基本相同，但各种元素的含量相差较大。(2)同一生物体内的不同细胞中元素的含量也不相同。易错点2认为细胞内含量最多的元素是碳点拨细胞内含量最多的元素是氧而不是碳(组成细胞干重最多的元素是碳)。4如表是两种生物干重中有关元素的质量分数(%)。据表有人得出以下结论，其中正确的是()元素CHONPS生物甲43576244443146020017生物乙55997461462933311078A如果它们分别是动物和植物，则甲是动物，乙是植物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：选B。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，因此甲为植物，乙为动物，A错误；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。不能正确认识化合物氧化分解时的释放能量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。细胞中的水和无机盐1细胞中的水(1)水的存在形式及生理作用写出A、B、C、D所反映的以上两种水的功能：A组成细胞结构。B提供细胞生活的液体环境。C作为反应物，参与反应。D有利于物质运输。(2)水的含量规律生物种类：水生生物含水量陆生生物含水量。生长发育阶段：幼儿成年；幼嫩部分成熟部分。组织器官种类与代谢程度：如牙齿骨骼血液。2细胞中的无机盐1(必修1 P36技能训练拓展)无机盐能维持生物体正常的生命活动。下面列出了若干确定无机盐X是否是植物必需的实验方案，其中正确的设计是()以土壤为基质盆栽，浇缺少无机盐X的“完全培养液”以沙土为基质盆栽，浇缺少无机盐X的“完全培养液”只用缺少无机盐X的“完全培养液”，不用基质以土壤为基质盆栽，浇蒸馏水以沙土为基质盆栽，浇完全培养液不用基质，只用完全培养液不用基质，只用含无机盐X的培养液不用基质，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：A2(必修1 P38知识迁移改编)刚收获的玉米种子在阳光下晒干，重量减轻这个过程损失的主要是_，这样的种子在条件适宜时，仍能萌发成幼苗。把晒干后的种子放在一洁净的试管中加热，试管壁上有水珠出现，这些水主要是_，这样的种子将不能萌发。代谢旺盛的细胞内_的含量相对高些。提示：自由水结合水自由水1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，细胞与细胞之间也有，如动物体的细胞外液。2自由水与结合水是可以相互转化的(1)转化关系：自由水结合水。(2)实例：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。3自由水/结合水比值和细胞代谢的关系(1)关系(2)实例：衰老的细胞内水分含量减少，细胞萎缩，体积减小，细胞代谢速率减慢。4某种无机盐在植物体中的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【感知考题】下列关于水和无机盐的叙述，不正确的是()A细胞内结合水/自由水的比值，种子萌发时比休眠时低(2015山东，4A改编)B自由水可作为细胞内化学反应的反应物(2014海南，5C)C发生局部炎症反应时的肿胀，是由组织中的Na浓度增加所致(2016浙江，4C)D番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，与对照组相比，光反应强度降低，暗反应强度降低(新课标全国卷改编)答案C(1)生命活动离不开水，下图中进行的场所分别是线粒体内膜、核糖体、叶绿体类囊体薄膜。(2)验证植物体内无机盐的生理功能时实验组用缺素培养液，对照组不能(“能”或“不能”)用蒸馏水做对照。 高分点拨类题通法1衍射法归纳细胞中的水2无机盐在维持生物体内环境平衡方面的体现(1)渗透压平衡：Na对维持细胞外液渗透压起重要作用，K对维持细胞内液渗透压起决定作用；(2)酸碱平衡：血液中存在NaHCO3/H2CO3等缓冲对，调节机体的酸碱平衡。【跟进题组】 命题1考查水与代谢的关系1(2017安徽六安一中高三月考)显微镜下分别观察小麦的叶肉细胞和干种子的胚细胞，发现叶肉细胞的细胞质中有明显的细胞质流动现象，而胚细胞则无此现象，原因是()A叶肉细胞是活细胞，而胚细胞是死细胞 B叶肉细胞中有自由水，胚细胞没有自由水C叶肉细胞的自由水与结合水的比值大 D胚细胞的自由水与结合水的比值大解析：选C。休眠细胞仍是活细胞，种子在晒干的过程中，自由水大量蒸发，胚细胞中有自由水但含量较少，结合水的相对比值增大，代谢不活跃，所以细胞质流动不明显。 命题2考查与水相关的生理过程2(高考四川卷改编)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神经冲动传导时，消耗自由水，分解ATPB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DH2O在光下分解，产生的H将经CO2固定生成的C3还原成(CH2O)解析：选C。A项，ATP分解需要水的参与。B项，在氨基酸脱水缩合形成多肽链的过程中，生成物H2O中的两个氢原子分别来自两个氨基酸中的氨基和羧基。C项，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。线粒体中丙酮酸的分解要利用H2O，产生CO2。D项，光合作用的光反应阶段发生在叶绿体类囊体薄膜上，H2O在光下被分解成O2和H，H用于叶绿体基质中的暗反应，将经CO2固定生成的C3还原成(CH2O)。 命题3无机盐的功能分析3(2017长沙模拟)下列关于生物体内无机盐的相关叙述，错误的是()A细胞中的无机盐主要以离子形式存在BMg是叶绿体中参与光合作用的各种色素的组成元素C人体血液中Ca2浓度太低会出现抽搐症状D在探究小麦生长发育需要Mg2的实验中必须设置对照实验解析：选B。细胞中无机盐的主要存在形式是离子，A正确；Mg是叶绿素的组成成分，类胡萝卜素中不含有Mg，B错误；人体血液中Ca2浓度太低会出现抽搐症状，C正确；探究小麦生长发育需要Mg2的实验中必须设置对照实验，D正确。4(2017河北邢台月考)下图中能正确表示植物根细胞对K吸收量与有关因素的关系的是()解析：选B。植物对水分的吸收和对矿质元素的吸收是两个相对独立的过程，没有必然联系。K的吸收是主动运输，需要呼吸作用提供能量，呼吸强度的强弱决定了生成能量的多少，呼吸生成能量的多少决定离子的吸收量。O2的浓度只决定有氧呼吸的强度，离子的吸收所需能量还可以来自无氧呼吸，O2的浓度为0时，离子吸收量不为0。离子的吸收取决于两个条件：载体和能量，温度为0 时，仍然进行细胞呼吸，离子的吸收量应不为0。(实验2)检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质1还原糖的检测(1)检测原理：还原糖中的醛基(CHO)在加热条件下能将Cu(OH)2中的Cu2还原成Cu，从而生成砖红色的Cu2O沉淀。(2)检测步骤2脂肪的检测(1)检测原理：脂肪苏丹()染液橘黄色(红色)。(2)检测步骤方法一：花生种子匀浆3滴苏丹()染液橘黄色(红色)方法二：3蛋白质的检测(1)检测原理：肽键结构在碱性溶液中能与Cu2结合生成紫色络合物，即蛋白质双缩脲试剂紫色。(2)检测步骤1实验成功关键点实验材料的选择、处理、染色(1)还原糖的检测要选择可溶性还原糖含量高、组织颜色较浅或近于白色的植物，如苹果、梨、白萝卜。(2)脂肪的检测所用材料最好是富含脂肪的种子，如花生种子。染色后，一定要用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色。(3)蛋白质的检测富含蛋白质的生物组织(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。2还原糖、脂肪、蛋白质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(5060 ，温水浴)，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。3试剂用量：鉴定蛋白质时，如待测组织样液为2 mL，则A液为1 mL，B液为4滴。注意B液用量不能过量，否则会与A液产生蓝色Cu(OH)2沉淀，干扰实验的紫色现象。【感知考题】(2016高考江苏卷，5)关于生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质和DNA的鉴定实验，下列叙述正确的是()A还原糖、DNA的鉴定通常分别使用双缩脲试剂、二苯胺试剂B鉴定还原糖、蛋白质和DNA都需要进行水浴加热C二苯胺试剂和用于配制斐林试剂的NaOH溶液都呈无色D脂肪、蛋白质鉴定时分别可见橘黄色颗粒、砖红色沉淀解析还原糖鉴定用斐林试剂，DNA的鉴定用二苯胺试剂，A项错误；用双缩脲试剂鉴定蛋白质时，先加A液，后加B液，不需要水浴加热，B项错误；鉴定DNA的二苯胺试剂和斐林试剂的NaOH溶液都是无色的，C项正确；用苏丹染液可将脂肪染成橘黄色，蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应，D项错误。答案C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？说出理由。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。 高分点拨类题通法关于颜色反应实验的归纳总结颜色原理红还原糖斐林试剂(水浴加热)砖红色沉淀；脂肪苏丹染液红色；RNA吡罗红溶液红色；染色体(质)醋酸洋红液红色黄脂肪苏丹染液橘黄色；叶绿体中色素分离的滤纸条中胡萝卜素橙黄色，叶黄素黄色蓝淀粉碘液蓝色紫蛋白质双缩脲试剂紫色；染色体(质)龙胆紫溶液紫色；叶绿体中的4种色素主要吸收蓝紫光【跟进题组】 命题1考查实验材料的选择1(2017烟台高三模拟)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斐林试剂和双缩脲试剂的成分中都含有NaOH溶液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解析：选D。双缩脲试剂由两种试剂组成：01 g/mL的NaOH溶液和001 g/mL的CuSO4溶液；斐林试剂也由两种试剂组成：01 g/mL的NaOH溶液和005 g/mL的CuSO4溶液。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。 命题2实验原理与过程的分析2某生物兴趣小组在野外发现一种组织颜色为白色的不知名野果，该小组把这些野果带回实验室欲鉴定其中是否含有还原糖、脂肪和蛋白质，下列叙述正确的是() A对该野果进行脂肪的鉴定实验不一定使用显微镜B若对该野果的组织样液加入斐林试剂并水浴加热出现较深的砖红色，说明该野果中含有大量的葡萄糖C进行蛋白质的鉴定时可用斐林试剂的甲液和乙液代替双缩脲试剂A液和B液，因为它们的成分相同D进行还原糖鉴定实验结束时将剩余的斐林试剂装入棕色瓶，以便长期保存备用解析：选A。脂肪的鉴定可以用含脂肪的组织样液加入苏丹染液直接观察，不需要使用显微镜，A项正确；向该野果的组织样液中加入斐林试剂并水浴加热出现较深的砖红色，说明该野果中含有大量的还原糖，但不能确定是葡萄糖，B项错误；双缩脲试剂和斐林试剂的成分相同，但成分的浓度不同，C项错误；斐林试剂使用时是将NaOH和CuSO4混合后立即使用，不能长期放置，D项错误。区分斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同” 命题3实验结果的分析3(2017湖南祁阳模拟)现有无标签的四种样品各一瓶：稀蛋清、葡萄糖、淀粉和淀粉酶溶液，某学生用双缩脲试剂和斐林试剂将它们正确鉴定出来了，其实验步骤和结果见表：样品号1234第一步加入双缩脲试剂蓝色紫色蓝色紫色第二步对1、3组溶液加入斐林试剂水浴蓝色砖红色第三步取1号样品与2号样品混合，37 保温10 min，加入斐林试剂水浴出现砖红色；取1号样品与4号样品混合，37 保温10 min，加入斐林试剂水浴不出现砖红色根据上述实验结果，下列判断中正确的是()A1葡萄糖、2淀粉酶、3淀粉、4稀蛋清B1葡萄糖、2稀蛋清、3淀粉、4淀粉酶C1淀粉、2淀粉酶、3葡萄糖、4稀蛋清D1淀粉、2稀蛋清、3淀粉酶、4葡萄糖解析：选C。能与双缩脲试剂发生紫色反应的是蛋白质，所以2号和4号样品是蛋白质，即稀蛋清或淀粉酶；能与斐林试剂反应生成砖红色沉淀的是还原糖，所以3号样品是葡萄糖，则1号样品是淀粉；淀粉可被淀粉酶水解成还原糖，还原糖可与斐林试剂反应产生砖红色沉淀，取1号样品(淀粉)与2号样品混合，加入斐林试剂水浴出现砖红色，所以2号样品为淀粉酶，则4号样品为稀蛋清。以曲线、图表考查种子成熟与萌发时有机物的变化4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制成匀浆后检测，结果正确的是()选项取样时间检测试剂检测结果A第10天斐林试剂不显色B第20天双缩脲试剂不显色C第30天苏丹试剂橘黄色D第40天碘液蓝色解析：选C。A项，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。B项，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。C项，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。D项，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。核心体系构建填空统一差异C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu等水无机盐规范答题必备1元素的种类和含量(1)不同生物体内化学元素的种类基本相同。(2)相同元素在不同生物体内的含量差别较大。2元素的含量之最(1)活细胞中含量最多的元素是O。(2)细胞干重中含量最多的元素是C。3化合物含量之最(1)占细胞鲜重最多的化合物是水。(2)占细胞干重最多的化合物是蛋白质。4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OCHN。(2)细胞干重时元素含量CONH。53种有机化合物含量在细胞中的比例：蛋白质脂质糖类。6水在细胞中的两种存在形式：自由水和结合水。7无机盐在生物体内的存在形式：多数以离子的形式存在，少数以化合物的形式存在。