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1、第1讲 组成细胞的元素和无机化合物【基础知识梳理】一、组成细胞的元素1、根据含量可划分为大量元素与微量元素：（1）大量元素：含量占生物体总量万分之一以上，C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等（2）微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等2、根据作用划分占鲜重比例前四的元素_ 占干重比例前四的元素_3、元素的存在形式：大多以化合物的形式存在。4、来源：细胞有选择的从无机自然界中获得。5、不同生物体内同种元素的含量差别较大；同一生物体内的不同元素的含量也不同。二、生物界与非生物界的统一性和差异性1、统一性：从化学元素的种类分析，组成生物体的化学元素在无机自然界都可以找到，没有以一种是生物界
2、所特有的2、差异性：从化学元素的含量分析，组成生物体的化学元素在生物体内和无机自然界中的含量相差很大，这是由于生物体有选择地从无机环境中吸收各种物质组成自身结构。3、生物界统一性的表现：（1）从化学元素角度分析：组成生物体的化学元素种类大体相同。（2）从分子水平角度分析：所有生物DNA分子的空间结构（规则的双螺旋结构）和化学组成（4种脱氧核苷酸）相同所有生物共用一套密码子蛋白质的基本单位：氨基酸的种类基本相同（3）从结构角度分析：除病毒外，生物体都是由细胞组成的（4）从能量角度分析：生物体都是以ATP作为能量“通货”的三、组成细胞的无机化合物1、水（1）细胞中的含量：细胞的各种化合物中，水的含
3、量最多，一般为85%至90%。（2）影响细胞含水量的因素：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（3）水的存在形式及功能自由水结合水存在形式细胞中绝大部分的水以游离的形式存在，可以自由流动(95.5%)与细胞内的其他物质相结合存在(4.5%)功能（1）细胞内的良好溶剂（2）参与细胞内的许多生化反应（3）为细胞提供液体环境（4）运送营养物质和代谢废物是细胞结构的重要组成成分（4）自由水与结合水在一定条件下可以相互转化结合水自由水 （5）自由水/结合水与代谢、抗逆性关系比值高代谢旺盛，但抗逆性差自由水/结合水比值低代谢强
4、度降低，但抗寒、抗旱、抗热等抗逆性增强（6）自由水和结合水的存在及其功能的验证鲜种子放在阳光下暴晒，重量减轻自由水散失，代谢减弱。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。干种子放在试管中，用酒精灯加热，试管壁上有水珠失去结合水。种子浸泡后不萌发失去结合水的细胞失去生理活性。（7）细胞中产生水的结构与代谢过程代谢过程结构光合作用暗反应阶段叶绿体基质有氧呼吸第三阶段线粒体氨基酸脱水缩合反应生成多肽核糖体植物细胞纤维素的合成高尔基体DNA的复制、转录细胞核、叶绿体、线粒体ATP的合成叶绿体、线粒体、细胞质基质例1：右图表示细胞中各种化合物或主要元素占细胞鲜重的含量，以下按顺序排列，
5、正确的是：（ ）A水、蛋白质、糖类、脂质；N、H、O、CB蛋白质、糖类、脂质、水；O、C、N、HC水、蛋白质、脂质、糖类；H、O、C、ND蛋白质、水、脂质、糖类；C、O、H、N例2：2010年冬我国许多地方出现旱情，影响了农作物的生长。下列有关水对生命活动影响的叙述，不正确的是()越冬的植物体内自由水与结合水的比值下降，有利于抵抗不利的环境条件细胞内自由水含量的降低是细胞衰老的特征之一癌细胞中自由水含量较正常的细胞低当人体缺水时，血浆的渗透压会降低，从而产生渴觉A B C D2、无机盐（1）含量：很少，1%-1.5%（2）存在形式：绝大多数以离子的形式存在，少部分是细胞内化合物的组成成分。（3
6、）生理功能：细胞内复杂化合物的组成成分。Mg2+是叶绿素分子必须的成分；Fe2是血红蛋白的主要成分；I是甲状腺激素的主要成分，缺乏时患地方性甲状腺肿；PO43-是组成ATP、磷脂的重要成分。参与维持正常的生命活动。如血液中的Ca2+含量过低会出现抽搐，过高会引发肌无力。维持生物体内的酸碱平衡，渗透压的平衡。主要靠Na+、Cl-对细胞外液渗透压起决定作用；酸碱平衡，人血浆中的HCO3-、HPO42-等对血浆pH的稳定起重要作用。例3：已知Mn2+是许多酶的活化剂，例如能激活硝酸还原酶。缺Mn2+的植物就无法利用硝酸盐，这说明无机盐离子（ ）A对维持生物体内生命活动有重要作用 B对维持细胞形态有重
7、要作用 C对维持细胞酸碱平衡有重要作用 D对调节细胞内渗透压有重要作用（4）植物必需无机盐(元素)的实验探究(1)对照组 植物完全培养液正常生长(2)实验组注意事项：实验中应保证实验材料的统一性，即材料的种类、生长状况等。实验组加入X盐的目的是二次对照，使实验组再前后对照，以增强说服力。四、生物组织中糖类、脂肪和蛋白质的检测原理1、原理：利用某些化学试剂与生物组织中的有关有机化合物产生特定的颜色反应。还原糖脂肪蛋白质淀粉鉴定剂斐林试剂苏丹染液（或苏丹染液）双缩脲试剂碘液颜色反应砖红色沉淀橘黄色（或红色）紫色蓝色2、实验流程归纳：（1）选材制备组织样液显色反应。还原糖的检测和观察结论：可溶性还原
8、糖与斐林试剂在水浴加热的过程中生成砖红色沉淀，说明组织样液中有可溶性还原糖。蛋白质的检测与鉴定 淀粉的检测和观察（2）脂肪的检测与观察还可利用显微镜观察法，实验流程为：取材切片制片观察。3、斐林试剂与双缩脲试剂的比较斐林试剂双缩脲试剂甲液乙液A液B液成分0.1g/mLNaOH 溶液0.05g/mLCuSO4 溶液0.1g/mLNaOH 溶液0.01g/mLCuSO4 溶液使用方法甲乙两液等量混匀后立即使用先加入A液1mL，摇匀，营造碱性环境，再加入B液4滴，摇匀反应条件水浴50-65加热不需加热，摇匀即可4、实验操作中的注意事项（1）可溶性还原糖的鉴定实验中，最理想的实验材料是还原糖含量较高的
9、生物组织（或器官），而且组织的颜色较浅，易于观察。可选用苹果、梨等。（2）脂肪的鉴定实验中，实验材料最好选富含脂肪的生物组织，若利用显微镜观察，则最好选择花生种子。如果是新鲜花生种子，可不必浸泡，浸泡效果反而不好，如果是干种子，需浸泡3h4h最适宜切片（浸泡时间短，不容易切片；浸泡时间过长，组织太软，切下的薄片不易成形）。（3）蛋白质的鉴定实验，最好选用富含蛋白质的生物组织。植物材料常用大豆，且浸泡1d2d，适于研磨，动物材料常用鸡卵清蛋白。（4）在鉴定可溶性还原糖的实验中，加热试管中的溶液时，应该用试管夹夹住试管上部，放入盛5065温水的大烧杯中加热。注意试管底部不要接触烧杯底部；斐林试剂不
10、稳定易变性，应现配现用。（5）还原糖、蛋白质的鉴定实验中，在加相应试剂鉴定之前，要留出一部分组织样液，以便与鉴定后的样液颜色作对比，增强实验的说明力。（6）在蛋白质的鉴定实验中，如果用蛋清稀释液作为实验材料，一定要稀释到一定程度，否则，与双缩脲试剂发生反应后会粘在试管的内壁上，使反应不彻底，试管也不易洗刷干净。例4：在还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定实验中，对实验材料的选择叙述错误的是：（ ）A马铃薯块茎中含有较多的糖且近于白色，可用于进行可溶性糖的鉴定B花生种子富含脂肪且叶子肥厚，适用于脂肪鉴定的理想材料C大豆种子蛋白质含量高，是进行蛋白质鉴定的理想材料D鸡蛋清含蛋白质多，是进行蛋白质鉴定的动物材
11、料例5：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下表，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()试剂种类碘液苏丹染液双缩脲试剂甲乙丙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例6：（多选）还原糖、脂肪、蛋白质和DNA四种有机物的鉴定实验中，选材或操作错误的是：A用斐林试剂检测胡萝卜汁中的还原糖B向花生种子匀浆中滴加苏丹染液检测的脂肪C双缩脲试剂A液与B液先混合摇匀后检测豆浆中的蛋白质D提取含DNA的滤液可用香蕉加入一定的洗涤剂和食盐进行研磨4