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1、第2講組成細胞的元素及無機化合物主干知識整合C、H、O、N、P、S、K、Ca、MgFe、Mn、B、Zn、Cu、MoCC、H、O、N、P、S2元素的來源和存在形式(1)來源：是生物體有選擇地從 獲得的。(2)存在形式：大多以 的形式存在。 無機自然界無機自然界化合物化合物【特別提醒】大量元素和微量元素的劃分依據(jù)是含量，而不大量元素和微量元素的劃分依據(jù)是含量，而不是生理作用的大小。是生理作用的大小。記憶微量元素可利用口訣：鐵猛碰新木桶記憶微量元素可利用口訣：鐵猛碰新木桶(Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu)。 水、無機鹽水、無機鹽糖、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸糖、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸水水蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)三、生物組
2、織中糖類、脂肪和蛋白質(zhì)檢測的原理鑒定物質(zhì)鑒定物質(zhì)試劑試劑顏色變化顏色變化還原糖還原糖磚紅色沉淀磚紅色沉淀淀粉淀粉碘液碘液脂肪脂肪蘇丹蘇丹染液染液蘇丹蘇丹染液染液蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)紫色紫色斐林試劑斐林試劑藍色藍色染成橘黃色染成橘黃色染成紅色染成紅色雙縮脲試劑雙縮脲試劑【特別提醒】在上述實驗中，只有還原糖的鑒定需要加熱，脂肪的檢測一般需借助顯微鏡觀察。 四、細胞中的無機物1細胞中的水(1)存在形式： 。(2)功能是 的重要組成成分是細胞內(nèi)的 ，運送營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物參與許多 為細胞提供 ，細胞結(jié)構(gòu)細胞結(jié)構(gòu)自由水、結(jié)合水自由水、結(jié)合水良好溶劑良好溶劑生物化學反應(yīng)生物化學反應(yīng)液體環(huán)境液體環(huán)境2細胞中的無機鹽
3、(1)存在形式：絕大多數(shù)以 的形式存在，少部分是細胞內(nèi) 的組成成分。(2)功能：維持細胞和生物體的 ，維持細胞的 。離子離子某些復(fù)雜化合物某些復(fù)雜化合物生命活動生命活動酸堿平衡酸堿平衡1組成細胞的元素考點一：細胞中的元素及化合物細胞中的元素及化合物高頻考點突破(1)組成不同生物體的化學元素種類大體相同，但在不同的生物體內(nèi)，各種化學元素的含量相差很大。(2)組成細胞的元素中，C、H、O、N這四種元素含量最多，其中C是構(gòu)成細胞的最基本的元素?！咎貏e提醒】 在組成生物體的化學元素中，常見的大量元素在組成生物體的化學元素中，常見的大量元素9種，種，微量元素有微量元素有6種。對于微量元素，可以用這么一句
4、口訣種。對于微量元素，可以用這么一句口訣來記憶：新來記憶：新(Zn)鐵鐵(Fe)臂臂(B)阿童阿童(Cu)木木(Mo)猛猛(Mn)，因，因為在有些題目中也常涉及微量元素的知識。為在有些題目中也常涉及微量元素的知識。 2組成細胞的化合物(1)組成細胞的各種元素大多以化合物的形式存在(2)細胞中的化合物的種類與含量 細胞內(nèi)含量最多的化合物細胞內(nèi)含量最多的化合物水水細胞內(nèi)含量最多的無機化合物細胞內(nèi)含量最多的無機化合物占細胞鮮重含量最多的化合物占細胞鮮重含量最多的化合物占細胞鮮重占細胞鮮重50%以上的化合物以上的化合物細胞內(nèi)含量僅次于水的化合物細胞內(nèi)含量僅次于水的化合物蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)細胞內(nèi)含量最多的有機
5、化合物細胞內(nèi)含量最多的有機化合物占細胞干重含量最多的化合物占細胞干重含量最多的化合物占細胞干重占細胞干重50%以上的化合物以上的化合物【對位訓練】1下列有關(guān)組成生物體化學元素的論述，正確的是下列有關(guān)組成生物體化學元素的論述，正確的是A組成生物體和組成無機自然界的化學元素中，碳組成生物體和組成無機自然界的化學元素中，碳元素的含量最多元素的含量最多B人、動物與植物所含的化學元素的種類差異很大人、動物與植物所含的化學元素的種類差異很大C組成生物體的化學元素在無機自然界都可以找到組成生物體的化學元素在無機自然界都可以找到D不同生物體內(nèi)各種化學元素的含量比例基本相似不同生物體內(nèi)各種化學元素的含量比例基本
6、相似 解析自然界中氧元素的含量最多；人、動物與植物所含的化學元素的種類差異不大，含量相差很大，但組成生物體的化學元素在無機自然界都可以找到，沒有一種是生物所特有的。答案為C。答案C2(2012江蘇南通質(zhì)檢)下圖表示人體細胞中四種主要元素占細胞鮮重的百分比，其中表示碳元素的是A甲 B乙C丙 D丁解析細胞鮮重水含量最多，氧元素最多，其次是C、H、N、P、S元素。答案B1水(1)水的存在形式及生理功能考點二：水和無機鹽水和無機鹽形式形式自由水自由水結(jié)合水結(jié)合水定義定義細胞中絕大部分的水以游離的形式細胞中絕大部分的水以游離的形式存在，可以自由流動存在，可以自由流動與細胞內(nèi)的其他物質(zhì)與細胞內(nèi)的其他物質(zhì)相
7、結(jié)合的水相結(jié)合的水含量含量約占細胞內(nèi)全部水分的約占細胞內(nèi)全部水分的95.5%約占細胞內(nèi)全部水分約占細胞內(nèi)全部水分的的4.5%功能功能(1)細胞內(nèi)的良好溶劑細胞內(nèi)的良好溶劑(2)參與生化反應(yīng)參與生化反應(yīng)(3)為細胞提供液體環(huán)境為細胞提供液體環(huán)境(4)運送營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物運送營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物是細胞結(jié)構(gòu)的重要組是細胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分成成分聯(lián)系聯(lián)系自由水和結(jié)合水能夠隨新陳代謝的進行而相互轉(zhuǎn)化自由水和結(jié)合水能夠隨新陳代謝的進行而相互轉(zhuǎn)化(2)細胞中產(chǎn)生水的結(jié)構(gòu)與代謝過程 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)代謝過程代謝過程葉綠體基質(zhì)葉綠體基質(zhì)光合作用暗反應(yīng)階段光合作用暗反應(yīng)階段線粒體線粒體有氧呼吸第三階段有氧呼吸第三階段核糖
8、體核糖體脫水縮合生成多肽脫水縮合生成多肽高爾基體高爾基體植物細胞纖維素的合成植物細胞纖維素的合成細胞核細胞核DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄復(fù)制、轉(zhuǎn)錄【特別提醒】旱生植物比水生植物具有較強的抗旱能力，其生旱生植物比水生植物具有較強的抗旱能力，其生理原因之一就是結(jié)合水含量較高。理原因之一就是結(jié)合水含量較高。 2無機鹽(1)存在形式細胞中的無機鹽大多以離子形式存在，如Na、K、Ca2、Mg2、Fe2、Cl、HCO、SO等。(2)生理功能 功能功能舉例舉例細胞內(nèi)某些復(fù)雜的化合細胞內(nèi)某些復(fù)雜的化合物的重要組成部分物的重要組成部分如如Mg2是葉綠素分子必需的成分，是葉綠素分子必需的成分，F(xiàn)e2是血紅蛋白的主要成分是血紅
9、蛋白的主要成分參與并維持生物體的生參與并維持生物體的生命活動命活動哺乳動物血液中必須含有一定的哺乳動物血液中必須含有一定的Ca2，如果血液中鈣鹽的含量過低就會出現(xiàn)抽如果血液中鈣鹽的含量過低就會出現(xiàn)抽搐現(xiàn)象搐現(xiàn)象維持生維持生物體內(nèi)物體內(nèi)的平衡的平衡滲透壓滲透壓的平衡的平衡Na、Cl對細胞外液滲透壓起重作用，對細胞外液滲透壓起重作用，K則對細胞內(nèi)液滲透壓起決定作用則對細胞內(nèi)液滲透壓起決定作用酸堿平衡酸堿平衡(即即pH平衡平衡)人血漿中的人血漿中的HCO、HPO等對血漿等對血漿pH的穩(wěn)的穩(wěn)定起重要作用定起重要作用【對位訓練】32010年年3月月22日是第十八個日是第十八個“世界水日世界水日”，宣傳的
10、主題是，宣傳的主題是“關(guān)注關(guān)注水質(zhì)、抓住機遇、應(yīng)對挑戰(zhàn)水質(zhì)、抓住機遇、應(yīng)對挑戰(zhàn)”。水污。水污染、水資源短缺導(dǎo)致的水危機日趨嚴染、水資源短缺導(dǎo)致的水危機日趨嚴重，研究表明，重，研究表明，80%的疾病是由水污的疾病是由水污染引起的。下列有關(guān)人體內(nèi)水的敘述，染引起的。下列有關(guān)人體內(nèi)水的敘述，錯誤的是錯誤的是A水在病變細胞中以結(jié)合水和自由水形式存在B在胰島素的合成過程中伴隨著水的產(chǎn)生C人體衰老細胞中自由水含量減少，代謝緩慢D冬季，植物體內(nèi)自由水含量相對增高，以增強植物的抗寒能力解析水在各種細胞中都以結(jié)合水和自由水兩種形式存在。胰島素的合成是氨基酸脫水縮合過程，此過程中有H2O生成。衰老細胞中自由水含量
11、水，代謝緩慢。冬季植物體內(nèi)自由水含量相對降低，以增強植物的抗逆性，故D錯誤。答案D 4(2012沈陽二中階段測試)下列關(guān)于無機鹽在生物體中功能的敘述錯誤的是A鎂是葉綠體中參與光合作用的各種色素的組成元素B人體缺鐵會影響正常的有氧呼吸功能C人體血液中Ca2濃度太低，會出現(xiàn)抽搐癥狀D細胞中的某些無機鹽離子對維持細胞的酸堿平衡具有一定作用解析鎂是構(gòu)成葉綠素的元素。人體缺鐵會影響血紅蛋白的合成，從而影響有氧呼吸功能。人體血液中Ca2濃度太低，會出現(xiàn)抽搐癥狀。細胞中的某些無機鹽離子如HCO對維持細胞的酸堿平衡有一定作用。答案A一、實驗原理生物組織中某些有機化合物能與某些化學試劑產(chǎn)生特定的顏色反應(yīng)。1糖類
12、 考點三：檢測生物組織中的糖類、脂肪、蛋白質(zhì)檢測生物組織中的糖類、脂肪、蛋白質(zhì)2脂肪蘇丹染液橘黃色脂肪蘇丹染液紅色3蛋白質(zhì)雙縮脲試劑紫色二、實驗過程先根據(jù)選材預(yù)測實驗結(jié)果，然后再實驗驗證，因此本實驗屬驗證性實驗。 1還原糖的檢測和觀察【特別提醒】溶液顏色的變化過程為淺藍色溶液顏色的變化過程為淺藍色棕色棕色磚紅色。磚紅色。2脂肪的檢測和觀察脂肪的檢測和觀察方法一：花生種子勻漿方法一：花生種子勻漿3滴蘇丹滴蘇丹染液染液橘黃色橘黃色 3蛋白質(zhì)的檢測和鑒定 4淀粉的檢測和觀察【對位訓練】5(2011寶雞質(zhì)檢寶雞質(zhì)檢)用碘液、蘇丹用碘液、蘇丹染液和雙縮脲染液和雙縮脲試劑測得甲、乙、丙三種植物的干種子中三
13、大類有機物顏試劑測得甲、乙、丙三種植物的干種子中三大類有機物顏色反應(yīng)如下表，其中色反應(yīng)如下表，其中“”的數(shù)量代表顏色反應(yīng)深淺程度，的數(shù)量代表顏色反應(yīng)深淺程度，下列有關(guān)說法不正確的是下列有關(guān)說法不正確的是 試劑試劑種類種類碘液碘液蘇丹蘇丹染液染液雙縮脲試劑雙縮脲試劑甲甲乙乙丙丙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(yīng)的物質(zhì)發(fā)生的顏色反應(yīng)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A6(創(chuàng)新題)根據(jù)“生物組織中可溶性還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)的鑒定”實驗，回答下列問題：(1)鑒定成熟蘋果果肉中存在還原糖所用的試劑是_，該試劑與細胞內(nèi)還
14、原糖發(fā)生作用，形成 沉淀。(2)在鑒定花生子葉中的脂肪的實驗中，能將脂肪染成橘黃色的染液是 ，用其染色時，沖洗浮色要用酒精，這是因為酒精_。 (3)鑒定黃豆組織中存在蛋白質(zhì)時，向組織液中加入雙縮脲試劑A搖勻，再向樣液中加入雙縮脲試劑B搖勻。其中雙縮脲試劑B的量只有34滴，而不能過量，為什么？_。(4)本實驗注意事項：斐林試劑極不穩(wěn)定，其甲液和乙液需_。使用時再臨時混合均勻用于實驗。雙縮脲試劑的使用，應(yīng)先加試劑_，造成堿性環(huán)境，再加試劑_。在可溶性還原糖的鑒定中，對試管中溶液加熱時，試管底部不要觸及_；試管口不要朝向_，以免溶液沸騰時沖出試管造成燙傷。(5)生物組織中蛋白質(zhì)所起作用(舉例) _。
15、解析本題考查“生物組織中可溶性還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)的鑒定”實驗的操作和基本知識。(1)還原糖具有還原性，能將斐林試劑中的Cu2還原成Cu，生成Cu2O磚紅色沉淀，所以可用斐林試劑鑒定還原糖的存在；(2)蘇丹可將脂肪染成橘黃色。蘇丹能溶解在酒精中，根據(jù)這一性質(zhì)可用酒精洗去浮色，便于觀察。(3)雙縮脲試劑鑒定蛋白質(zhì)的原理是蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑反應(yīng)形成紫色。若加入過量的雙縮脲試劑B即CuSO4，CuSO4本身呈藍色，與試劑A反應(yīng)產(chǎn)生的Cu(OH)2也呈藍色，會掩蓋生成的紫色，影響實驗觀察。 答案(1)斐林試劑磚紅色(2)蘇丹能溶解蘇丹(3)因為過量的雙縮脲試劑B會與試劑A反應(yīng)，使溶液呈藍色，而掩蓋生成
16、的紫色(4)分別配制、儲存A液(0.1 g/mL NaOH溶液)B液(0.01 g/mL CuSO4溶液)燒杯底部實驗者或其他人(5)細胞膜等生物膜的結(jié)構(gòu)成分，酶等功能蛋白質(zhì)的成分答題技能培養(yǎng)方法體驗分析細胞內(nèi)水含量的方法【典例】(2011遼寧大連遼寧大連24中質(zhì)檢中質(zhì)檢)下列有關(guān)水與生命活動的下列有關(guān)水與生命活動的說法不正確的是說法不正確的是A細胞發(fā)生癌變其自由水含量較正常的細胞低細胞發(fā)生癌變其自由水含量較正常的細胞低B正在萌發(fā)的種子中結(jié)合水與自由水的比值下降正在萌發(fā)的種子中結(jié)合水與自由水的比值下降C在線粒體、葉綠體和核糖體中進行的化學反應(yīng)在線粒體、葉綠體和核糖體中進行的化學反應(yīng)都有水生成都
17、有水生成D自由水和結(jié)合水在一定的條件下可以相互轉(zhuǎn)化自由水和結(jié)合水在一定的條件下可以相互轉(zhuǎn)化 【解析】癌細胞能夠無限增殖，細胞內(nèi)代謝比正常細胞旺盛，因此自由水含量較正常細胞高；正在萌發(fā)的種子，代謝旺盛，自由水含量較高，此時結(jié)合水與自由水的比值下降；有氧呼吸第三階段產(chǎn)生水，光合作用過程產(chǎn)生水，蛋白質(zhì)的脫水縮合也會產(chǎn)生水，對應(yīng)的細胞器分別是線粒體、葉綠體和核糖體；自由水和結(jié)合水在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化?！敬鸢浮緼【典例1】下列說法正確的是細胞中的相關(guān)無機鹽離子對于維持神經(jīng)肌肉的興奮性非常重要若哺乳動物血液中Ca2的含量過低，則會發(fā)生抽搐Mg2對于植物的光合作用至關(guān)重要Fe2對人體內(nèi)血紅蛋白結(jié)合O2不
18、可缺少 易誤警示一、無機鹽與人體健康的關(guān)系易于混淆ABC D【解析】中K、Na等維持神經(jīng)肌肉的興奮性。 【答案】D 【糾錯筆記】無機鹽過多或過少，都會影響人體的生命活動，表現(xiàn)出相應(yīng)的癥狀。 無機鹽無機鹽與人體健康關(guān)系與人體健康關(guān)系I缺乏時患地方性甲狀腺腫缺乏時患地方性甲狀腺腫Fe2缺乏時患貧血缺乏時患貧血Ca2血鈣過低，發(fā)生抽搐；過高，患肌無力血鈣過低，發(fā)生抽搐；過高，患肌無力Na維持細胞外液滲透壓維持細胞外液滲透壓K維持細胞內(nèi)液滲透壓維持細胞內(nèi)液滲透壓【典例2】斐林試劑的甲液是質(zhì)量濃度為斐林試劑的甲液是質(zhì)量濃度為0.1 g/mL的的NaOH溶液，乙液是質(zhì)量濃度為溶液，乙液是質(zhì)量濃度為0.05
19、 g/mL的的CuSO4溶液。溶液。雙縮脲試劑的雙縮脲試劑的A液是質(zhì)量濃度為液是質(zhì)量濃度為0.1 g/mL的的NaOH溶液，溶液，B液是質(zhì)量濃度為液是質(zhì)量濃度為0.01 g/mL的的CuSO4溶液。某同學在溶液。某同學在“檢測檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)”的實驗中，產(chǎn)生了一的實驗中，產(chǎn)生了一些疑問。他利用課外時間進行了探究。下表是他的探究實些疑問。他利用課外時間進行了探究。下表是他的探究實驗的部分操作。驗的部分操作。 二、對斐林試劑和雙縮脲試劑區(qū)分不清試管試管第第1次加入物次加入物第第2次加入物次加入物第第3次加入物次加入物1號號1 mL 0.1 g/mL
20、NaOH溶液溶液1 mL 0.05 g/mL CuSO4溶液溶液2 mL蘋果汁蘋果汁2號號1 mL 0.1 g/mL NaOH溶液溶液2 mL蘋果汁蘋果汁1 mL 0.05 g/mL CuSO4溶液溶液3號號2 mL蘋果汁蘋果汁1 mL 0.1 g/mL NaOH溶液溶液1 mL 0.05 g/mL CuSO4溶液溶液4號號1 mL 0.05 g/mL CuSO4溶液溶液2 mL蘋果汁蘋果汁1 mL 0.1 g/mL NaOH溶液溶液5號號2 mL蘋果汁蘋果汁1 mL 0.1 g/mLNaOH溶液溶液4滴滴0.01 g/mL CuSO4溶液溶液請分析回答下列問題。(1)該同學試圖通過上述實驗探
21、究的問題有：_；_。(2)上述試管中作為對照組的是_。(3)要使上述試管中的溶液發(fā)生顯色反應(yīng)，還必須做_處理。(4)要提高該實驗結(jié)果的可信度，還應(yīng)該_。【解析】綜合比較實驗的操作，不難看出該實驗探究的問題包括斐林試劑的甲液和乙液必須混合后才加入組織樣液中嗎(或加入斐林試劑甲液和乙液的順序可以改變嗎)？雙縮脲試劑可以用于可溶性還原糖的鑒定嗎？根據(jù)表中內(nèi)容可知，1號為對照組而且屬于條件對照。還原糖的檢測和觀察必須將有關(guān)試管放在水浴中加熱約2分鐘。實驗結(jié)果的可重復(fù)性是實驗結(jié)果是否可信的重要依據(jù)?！敬鸢浮?1)斐林試劑的甲液和乙液必須混合后才加入組織樣液中嗎？雙縮脲試劑可以用于可溶性還原糖的鑒定嗎？(
22、2)1號(3)水浴加熱(4)在相同的條件下重復(fù)該實驗【糾錯筆記】 斐林試劑和雙縮脲試劑的比較 比較項目比較項目斐林試劑斐林試劑雙縮脲試劑雙縮脲試劑不不同同點點使用使用方法方法甲液和乙液混合均勻后甲液和乙液混合均勻后方可使用，且現(xiàn)配現(xiàn)用方可使用，且現(xiàn)配現(xiàn)用使用時先加使用時先加A液再加液再加B液液實質(zhì)實質(zhì)新配制的新配制的Cu(OH)2反應(yīng)反應(yīng)堿性條件下的堿性條件下的Cu2呈色反呈色反應(yīng)條件應(yīng)條件需水浴加熱需水浴加熱不需加熱即可反應(yīng)不需加熱即可反應(yīng)反應(yīng)反應(yīng)原理原理還原糖中的醛基被還原糖中的醛基被Cu(OH)2氧化，氧化，Cu(OH)2被還原為被還原為Cu2O具有兩個以上肽鍵的化具有兩個以上肽鍵的化合物在堿性條件下與合物在堿性條件下與Cu2反應(yīng)生成絡(luò)合物反應(yīng)生成絡(luò)合物顏色顏色磚紅色磚紅色紫色紫色濃度濃度乙液乙液CuSO4濃度為濃度為0.05g/mLB液液CuSO4濃度為濃度為0.01g/mL相同點相同點都含有都含有NaOH、CuSO4兩種成分，且所用兩種成分，且所用NaOH濃度濃度都是都是0.1g/mL點擊此處進入知能達標訓練
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