1、第2講細胞中的元素和化合物 細胞中的無機物考綱要求1.水和無機鹽的作用()。2.實驗：檢測生物組織中還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)。一、組成細胞的元素和化合物判一判1生物界和非生物界在元素組成的種類和含量上都相同 ()2Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等是組成細胞的微量元素 ()3微量元素因含量少，所以對生命活動影響不大 ()4組成人體細胞的主要元素是O、C、H、N、P、S ()5組成細胞的元素以化合物的形式存在 ()6占細胞鮮重最多的化合物是水，占細胞干重最多的化合物是蛋白質(zhì) ()巧記(1)記憶微量元素可利用口訣：鐵 錳 碰 新 木 桶(Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu)。(諧音記憶法)(

2、2)記憶大量元素：C、H、O三種以H2O、CO2化合物形式吸收；N、P、K三大肥料元素；Mg、Ca、S美好的東西應該留住。解惑碳是最基本元素不是因為干重含量最多，而是因為碳易構成基本骨架，是大分子物質(zhì)形成的基礎。二、生物組織中糖類、脂肪和蛋白質(zhì)檢測的原理連一連巧記蘇丹遇脂肪，顏色變化為橘黃；磚紅色沉淀何時顯？斐林試劑把糖驗；蛋白質(zhì)類雙縮脲，紫色絡合無處藏。三、細胞中的無機物1細胞中水的存在形式及功能(1)水在細胞中的存在形式有自由水和結合水兩種。(2)細胞中水的功能結合水是細胞結構的重要組成成分。自由水是細胞內(nèi)的良好溶劑，參與許多生物化學反應，為細胞生存提供液體環(huán)境，運送營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物等。

3、2細胞中的無機鹽(1)在細胞中的存在形式：主要是離子。(2)生理作用細胞的組成成分，如Mg2參與葉綠素合成；Fe2參與血紅蛋白合成。維持生命活動。解惑種子曬干時減少的是自由水，細胞仍能保持活性；加熱或炒熟失去的主要是結合水，種子死亡不萌發(fā)?？键c一分析組成細胞的化學元素1完善細胞中的元素分類2元素與化合物的含量排序(1)在組成細胞的元素中，占鮮重百分比前四位的依次是OCHN；占干重百分比 前四位的依次是CONH。(2)在組成細胞的化合物中，占鮮重百分比前四位的依次是水蛋白質(zhì)脂質(zhì)糖類。但在干重百分比中，蛋白質(zhì)最多。3生物界與非生物界的統(tǒng)一性和差異性分析易錯警示組成細胞化學元素的2個誤區(qū)(1)誤以為

4、生物體內(nèi)大量元素重要，微量元素不重要大量元素、微量元素是根據(jù)元素的含量劃分的。無論是大量元素還是微量元素，都是生物體必需的元素，對于維持生物體的生命活動都起著非常重要的作用。(2)誤以為細胞內(nèi)含量最多的元素是C細胞內(nèi)含量最多的元素是O而不是C，組成細胞干重最多的元素是C。1(2012江蘇卷，1)下列關于細胞中化學元素的敘述，正確的是()A細胞中一種元素的作用能被其他元素替代B細胞中的脫氧核苷酸和脂肪酸都不含有氮元素C主動運輸機制有助于維持細胞內(nèi)元素組成的相對穩(wěn)定D細胞中的微量元素因含量極少而不如大量元素重要答案C解析細胞中不同元素的功能不盡相同，不能相互替代，如Mg參與葉綠素的構成、I參與構成

5、甲狀腺激素、Fe參與構成血紅蛋白等，A項錯誤；脫氧核苷酸的組成元素是C、H、O、N、P，脂肪酸的組成元素是C、H、O，故脫氧核苷酸中含有氮元素，B項錯誤；主動運輸能主動選擇吸收細胞需要的營養(yǎng)物質(zhì)，排出代謝廢物和對細胞有害的物質(zhì)，所以有助于維持細胞內(nèi)元素組成的相對穩(wěn)定，C項正確；微量元素含量雖少，但對于細胞的生命活動卻是必不可少的，D項錯誤。2以下是生物體內(nèi)四種有機物的組成與功能關系圖，有關敘述錯誤的是()A小麥種子中，物質(zhì)A是葡萄糖，物質(zhì)E是淀粉B相同質(zhì)量的E和F徹底氧化分解，釋放能量較多的是FC物質(zhì)C的種類約有20種，基本組成元素是C、H、O、NDSARS病毒的物質(zhì)H徹底水解后，產(chǎn)物是CO2

6、和H2O答案D解析糖類是主要的能源物質(zhì)，小麥種子中的主要糖類是淀粉，其基本單位是葡萄糖。生物體內(nèi)主要的儲能物質(zhì)是脂肪(F)，與糖類相比，相同質(zhì)量情況下，氧化分解后可釋放出更多的能量。G是蛋白質(zhì)，其基本單位是氨基酸，約有20種，基本組成元素是C、H、O、N。SARS病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，其徹底水解后的產(chǎn)物是核糖、堿基和磷酸。1元素的組成分析及應用(1)據(jù)特征元素推測化合物的種類：(2)利用同位素示蹤法通過標記特殊物質(zhì)中的標志性元素，研究該物質(zhì)在生物體內(nèi)的合成運輸?shù)壬碜饔谩?3)從化合物的元素組成分析代謝產(chǎn)物：糖類、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)都含有C、H、O，故其代謝產(chǎn)物都有CO2和H2O；蛋白質(zhì)中還有N，

7、其代謝產(chǎn)物中還含有尿素。(4)從化合物的元素含量上分析氧化分解釋放能量的多少：脂肪的含氫量多于糖類，因此等質(zhì)量的脂肪徹底氧化分解時所消耗的O2比糖類多，釋放的能量也多于糖類。2生物界具有統(tǒng)一性的拓展理解(1)從化學元素角度分析：組成生物體的化學元素種類大體相同。(2)從分子水平角度分析：所有生物DNA分子的空間結構(規(guī)則的雙螺旋結構)和化學組成(四種脫氧核苷酸)相同；所有生物共用一套遺傳密碼子；蛋白質(zhì)的基本單位氨基酸的種類基本相同。(3)從結構角度分析：除病毒外，生物體都是由細胞組成的。(4)從能量角度分析：生物體都是以ATP作為能量“通貨”的?？键c二聚焦生物體內(nèi)的水和無機鹽1完善生物體內(nèi)水的

8、綜合關系圖思考上述關系圖中產(chǎn)生水的過程發(fā)生的場所分別是葉綠體基質(zhì)、線粒體內(nèi)膜、細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體、核糖體、主要是細胞核；利用水的過程發(fā)生場所分別是葉綠體基粒、線粒體基質(zhì)、消化道。2生物體內(nèi)無機鹽生理功能的實驗驗證(1)對照組植物完全培養(yǎng)液正常生長易錯警示與水的存在形式有關的3個易錯點(1)細胞內(nèi)自由水/結合水比例升高，則代謝旺盛；反之代謝緩慢。(2)秋冬季節(jié)，蒸騰作用弱，吸水減少，結合水含量相對升高，有利于植物抗寒性提高。(3)升高或降低溫度時，結合水與自由水可以相互轉(zhuǎn)化，以增強細胞的抗逆性。升高溫度時，自由水增多；反之，結合水增多。3植物在冬季來臨過程中，隨著氣溫的逐漸降低，體內(nèi)發(fā)生了一系列

9、適應低溫的生理生化變化，抗寒能力逐漸增強。下圖為冬小麥在不同時期含水量和呼吸速率變化關系圖。請據(jù)圖判斷下列敘述不正確的是()A氣溫下降導致蒸騰作用減弱是植物含水量變化的主要原因B植物抗寒性增強與結合水含量相對增多有關C植物抗寒性的變化與細胞呼吸無關D冬季植物對無機鹽的吸收也會明顯減少答案C解析溫度降低，植物的代謝速率隨之降低，產(chǎn)生的各種化合物減少，導致細胞液濃度降低而使細胞吸收的水分減少。結合水比值升高時，植物抗逆性增強。由圖中可看出，隨冬季來臨，植物體內(nèi)自由水含量下降，結合水含量上升。溫度降低，細胞呼吸減弱，消耗的有機物減少，可溶性糖含量相對增加，從而使細胞液濃度增大，不易結冰。植物對無機鹽

10、的吸收是主動運輸，主動運輸需要消耗細胞呼吸產(chǎn)生的能量，由圖中曲線可知，冬季氣溫下降，細胞呼吸減弱，產(chǎn)生的ATP減少，影響植物對無機鹽的吸收。4關于水在人體內(nèi)的生理作用，下列敘述正確的是()A膝跳反射的興奮傳導離不開水B基因表達中的翻譯過程沒有水生成C用于留種的曬干種子中不含自由水D結合水的比例越高，人體細胞的代謝活動越旺盛答案A解析任何生命活動都離不開水，膝跳反射是一種反射活動，這個過程離不開水的參與?；虮磉_中的翻譯過程也就是蛋白質(zhì)的合成過程，即脫水縮合過程，有水的生成。用于留種的曬干種子中雖然失去了大部分的自由水，但是仍然含有少量的自由水。自由水的比例越高，人體細胞的代謝活動越旺盛。坐標曲

11、線題解答案例分析以上面第3題為例：(1)仔細讀題：識圖明確題干及圖中曲線所提供的信息。(2)提取有效信息：冬季氣溫下降植物含水量下降，自由水含量下降，結合水含量 上升植物細胞呼吸速率下降。(3)聯(lián)系所學水分相對含量與植物細胞代謝強度及抗逆性的關系分析每一小題涉及的問題，歸納作答。實驗二聚焦生物組織中特定有機物的檢測1完善實驗原理及步驟2斐林試劑和雙縮脲試劑的比較比較項目斐林試劑雙縮脲試劑不同點使用方法甲液和乙液混合均勻后即可使用，且現(xiàn)配現(xiàn)用使用時先加A液再加B液實質(zhì)新配制的Cu(OH)2反應堿性條件下的Cu2呈色反應條件需水浴加熱不需加熱即可反應反應原理還原糖中的醛基被Cu(OH)2氧化，Cu

12、(OH)2被還原為Cu2O具有兩個以上肽鍵的化合物在堿性條件下與Cu2反應生成絡合物顏色磚紅色紫色濃度乙液CuSO4濃度為0.05_g/mLB液CuSO4濃度為0.01_g/mL相同點都含有NaOH、CuSO4兩種成分，且所用NaOH濃度都是0.1_g/mL易錯警示有關物質(zhì)鑒定實驗的3點提示(1)在物質(zhì)鑒定實驗中應注意選擇無色或顏色淺的材料，這樣可以避免材料本身的顏色掩蓋反應結果，如鑒定還原糖一般不用有色的葉片，鑒定蛋白質(zhì)一般不用血紅蛋白等。(2)物質(zhì)鑒定實驗一般不設立對照實驗，若需設立對照實驗，對照組應加入成分已知的物質(zhì)，如驗證唾液淀粉酶是蛋白質(zhì)，對照組可加入稀釋的雞蛋清。 (3)易寫錯別字

13、提示：“斐林試劑”中的“斐”不可錯寫成“非”；雙縮脲試劑中的“脲”不可錯寫成“尿”。5(2012廣東卷，3)分析下表，可推測()溶液雙縮脲試劑碘液斐林試劑甲乙甲、乙混合注：“”顯色；“”顯色更深；“”不顯色。A甲溶液含有淀粉 B乙溶液含有還原糖C混合溶液不含淀粉 D混合溶液含有淀粉酶答案D解析雙縮脲試劑、碘液、斐林試劑分別用于檢測蛋白質(zhì)、淀粉和還原糖。根據(jù)實驗結果可知：甲溶液中含有蛋白質(zhì)，不含淀粉，A項錯誤；乙溶液中含有淀粉，不含還原糖，B項錯誤；混合溶液遇碘呈藍色，說明混合溶液中含有淀粉，C項錯誤；甲、乙混合后淀粉含量減少并產(chǎn)生了還原糖，說明甲溶液中的淀粉酶將淀粉部分水解產(chǎn)生了還原糖，D項正

14、確。6用碘液、蘇丹染液和雙縮脲試劑測得甲、乙、丙三種植物的干種子中三大類有機物的顏色反應如下表，其中“”的數(shù)量代表顏色反應深淺程度，下列有關說法不正確的是() 試劑種類碘液蘇丹染液雙縮脲試劑甲乙丙A.乙種子中主要含蛋白質(zhì)B碘液、蘇丹染液和雙縮脲試劑與相應的物質(zhì)發(fā)生的顏色反應分別是藍色、橘黃色和紫色C在觀察顏色時有可能用到光學顯微鏡D這三種試劑的使用均不需要水浴加熱答案A解析碘液用于檢驗淀粉的存在，其顏色反應為藍色；蘇丹染液用于檢驗脂肪的存在，其顏色反應為橘黃色；雙縮脲試劑用于檢驗蛋白質(zhì)的存在，其顏色反應為紫色。分析表格可知，甲種子中主要含淀粉，乙種子中主要含脂肪，丙種子中主要含蛋白質(zhì)。在脂肪的

15、切片法鑒定實驗中需要用光學顯微鏡進行觀察。物質(zhì)鑒定實驗中重要操作歸納1加熱。只有鑒定還原糖時，需要在5065 溫水浴中加熱才能出現(xiàn)磚紅色沉淀，其余兩個實驗不需加熱。2用量。鑒定蛋白質(zhì)時，如待測組織樣液為2 mL，則A液為1 mL，B液為4滴。注意B液用量不能過量，否則會與A液產(chǎn)生藍色Cu(OH)2沉淀，干擾實驗的紫色現(xiàn)象。3顯微鏡。脂肪鑒定時可用顯微鏡，如要觀察橘黃色脂肪顆粒，則一定要在顯微鏡下觀察。序號錯因分析正確答案序號錯因分析正確答案忽視等量性原則2 mL蛋白質(zhì)表述不完整NaOH溶液把探究實驗誤認為驗證實驗若出現(xiàn)磚紅色沉淀，則證明牛奶中含有還原糖，否則無還原糖把探究實驗誤認為驗證實驗若出

16、現(xiàn)紫色，則證明牛奶中含有蛋白質(zhì)，否則無蛋白質(zhì)對照組不完整B、C對探究類實驗的目的不明確通過對照探究牛奶中是否含有還原糖對照組不完整B、C教師備課資源(教師用書獨具)1有關元素的含量分析項目判斷依據(jù)包含元素大量元素占生物體總重量萬分之一以上的元素C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg微量元素生命活動必需，但需要量很少的元素Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo主要元素共占細胞總量的97%以上C、H、O、N、P、S基本元素無論干重還是鮮重，C、H、O、N都是含量最多的四種元素C、H、O、N最基本元素構成有機物的基本骨架C圖解模型特別提醒無論是大量元素還是微量元素，都是生物體必需的元素，對于維持生物體的生

17、命活動起著非常重要的作用。例如P是組成ATP、膜結構的重要成分；Ca2是組成骨骼、牙齒的成分；Mg2是葉綠素的成分；Fe2是血紅蛋白的成分。2有關元素的作用分析元素生理作用含量異常N蛋白質(zhì)、ATP、NADP、葉綠素、核苷酸等的組成元素之一植物缺N時，植物矮小、葉片薄而黃PATP、NADP、核苷酸、磷脂的組成元素之一；動物牙齒、骨骼的組成成分植物缺P時，開花遲而小、植株易倒伏I甲狀腺激素的組成成分人體缺乏時患地方性甲狀腺腫或呆小癥Fe組成血紅蛋白的元素之一人體缺乏時患缺鐵性貧血Ca降低神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性動物血鈣過低時，會出現(xiàn)抽搐現(xiàn)象；血鈣過高時，會患肌無力Mg組成葉綠素的元素之一缺乏時葉片變黃，影響光合作用B促進花粉的萌發(fā)和花粉管的伸長油菜缺硼時，會出現(xiàn)“花而不實”K促進植物體內(nèi)淀粉的運輸；維持動物細胞內(nèi)液滲透壓植物缺乏時抗逆能力減弱，易受病蟲害侵襲3.同位素示蹤法在高中生物中的應用示例同位素示蹤法是利用放射性元素作為示蹤劑，對研究對象進行同位素標記的微量分析方法。用于研究細胞或生物體內(nèi)元素或化合物的來源、組成、分布和去向等，進而了解化學物質(zhì)的變化、反應機理或細胞的結構和功能。用于示蹤的放射性同位素一般是細胞化合物的重要元素，如3H、14C、15N、18O、32P、35S等。高中生物涉及的實例：(1)分別以HO和C18O2作為原料，探究光合作用釋放的氧氣全部