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1、 江苏省江阴市成化高级中学 2014 届高考生物一轮复习 第 2 章 细胞的元素和化合物教案 新人教版必修 1 考纲：1.蛋白质的结构和功能 B 2.核酸的结构和功能 A 3.糖类的种类和作用 B 4.脂质的种类和作用 A 5.水和无机盐的作用 A 6.检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质 b 知识网络：知识梳理：导入：生物体生命活动的物质基础是：组成生物体的各种化学元素和化合物 一、组成细胞的 化学元素 1.常见种类：主要有 20 多种 大量元素（9 种）：占生物体总重量的万分之一以上的元素 依据含量分 微量元素（8 种）：生物生活必需但需要量却很少 Fe、Mn、B、Zn、MO、Cu、CL、(
2、镍)Ni 2.分类 最基本元素（也是生命的核心元素）:C 依据作用分 基本元素:CHON 主要元素（占细胞原生质重量的 97%以上）:CHONPS （画概念图）注意：大量元素和微量元素都是组成生物体的必需元素 组成生物体的各种化学元素种类大致相同，但含量差别很大 C 是最基本元素不会因为其含量，而使 C 原子本身的化学性质，使它能够通过化学键连成链或环，从而形成各种生物大分子。矿质元素：除了 CHO 外，主要由植物根系从土壤中吸收的元素。3.含量：C、H、O、N 四种元素含量比较 鲜重：OCHN （原因:鲜重下，水的含量最多）干重：CONH 自然界：O 含量最多的元素 组成人体细胞占鲜重最多的
3、元素：O 组成人体细胞占干重最多的元素：C 4.元素的作用 组成化合物进而形成细胞，（糖类：C、H、O；脂肪：C、H、O；血红蛋白：C、H、O、N、Fe；叶绿素：C、H、O、N、Mg；甲状腺激素：C、H、O、N、I；核酸：C、H、O、N、P；ATP：C、H、O、N、P；纤维素：C、H、O）元素 参与形成的化合物 N 蛋白质、ATP、叶绿素、核苷酸（DNA、RNA）等 P ATP(ADP)、核苷酸（DNA、RNA）、磷脂 Mg 叶绿素的组成成分 S 甲硫氨酸、半胱氨酸等含硫氨基酸的组成成分(位于 R 基）；蛋白质的特征元素 5.元素的来源和存在形式 来源：是生物体有选择地从无机自然界获得的 存在
4、形式：组成生物体的各种花喜儿元素在生物体内主要以无机盐离子或化合态的形式存在，大多以化合物的形式存在。6.生物界与非生物界的统一性：组成生物体的化学元素在无机自然界中都可以找到（种类）生物界与非生物界的差异性：组成生物体的化学元素在生物体内和无机自然界中含量差别很大（含量）思考：组成细胞的元素追根溯源来自无机环境，为什么细胞内各种元素的比例与无机环境的大不相同？（细胞是有生命的，它可以主动地从环境中获取生命活动所需要的元素，这是生物与非生物的区别之一）例 1：一种植物和一种哺乳动物体内细胞的某些化学元素含量（占细胞干重的质量分数%）如下表数据，下列有关叙述正确的是：A 元素 C H O N P
5、 Ca S 植物 43.57 6.24 44.43 1.46 0.20 0.23 0.17 动物 55.99 7.46 14.62 9.33 3.11 4.67 0.78 A.碳元素的含量说明有机物是干物质的主要成分 B.这两种生物体内所含的化学元素的种类差异很大 C.N、S 含量说明动物组织含蛋白质较多，若该动物血钙高则会发生肌肉抽搐 D.经测定该植物某有机物含 C、H、O、N、S，此化合物可能携带氨基酸进入核糖体 二、细胞中的化合物 细胞鲜重中含量最多的化合物是水；含量最多的有机物是蛋白质；细胞干重中含量最多的化合物是蛋白质 例 2：如图 1 是细胞中化合物含量的扇形图,图 2 是有活性的
6、细胞中元素含量的柱形图,下列说法不正确的是:C A.若图 1 表示细胞鲜重，则 A、B 化合物依次是 H20、蛋白质 B.若图 2 表示组成人体细胞的元素含量，则 a、b、c 依次是 O、C、H C.地壳与活细胞中含量最多的元素都是 a，说明生物界和非生物界具有统一性 D.若图 1 是细胞完全脱水后化合物的含量，则 A 化合物具有多样性，其必含 C、H、O、N （一）细胞中的水 1.含量：在构成细胞的各种化合物中，水的含量最多，一般为 85%-90%影响细胞含水量的因素：（1）生物种类：不同生物体内水的含量差别很大（水生陆生）（2）生长发育阶段：同一生物体不同的生长发育阶段水的含量（幼儿时期成
7、年时期、幼嫩部位成熟部位）（3）不同器官：同一生物不同器官水的含量也不同（心肌含水 79%、血液含水 82%，两者形态不同的原因）2.水的存在形式 形式 自由水 结合水 定义 以游离的形式存在，可自由流动的水 与细胞内其他物质相结合的水 含量 占细胞内全部水的 95.5%占细胞内全部水的 4.5%特点 流动性强、易蒸发、加压可析离、可参与物质代谢 不流动、不蒸发、不能析离、与其他物质结合 功能 细胞内良好的溶剂参与生化反应为细胞提供液体环境（体液）运送营养物质和代谢废物 细胞结构的重要组成成分 举例 种子晒干过程中散失的水、质壁分离失去的水 种子烘烤过程中散失的水 联系 自由水和结合水在一定条
8、件（如温度）下可相互转化 代谢缓慢 自由水 结合水 代谢旺盛 注：水作为反应物参与代谢过程的有：光反应（叶绿体类囊体薄膜）、有氧呼吸第二阶段（线粒体基质）、ATP 水解、肝糖原水解（肝细胞）、淀粉、蛋白质、脂肪消化、DNA、RNA 水解等。能产生水的代谢过程有：暗反应（叶绿体基质）、有氧呼吸第三阶段（线粒体内膜）、ATP 的合成（叶绿体、线粒体、细胞质基质）、单糖合成多糖、脱水缩合（核糖体）、DNA 分子复制、转录（细胞核、叶绿体、线粒体）等。3.水的含量与代谢、抗逆性的关系（1）细胞内生命活动越旺盛，自由水含量越高 （如种子萌发时，先要吸取（自由扩散）大量的水分，增加自由水的含量，并加快反应
9、速度）（2）生物体内的自由水和结合水，能随着生物体代谢活动的进行而相互转化（如血液凝固时，部分自由水转化为结合水）（3）结合水不参与代谢作用，但结合水的相对含量与植物的抗寒性有关 （原因：结合水不易结冰和蒸腾，使植物的抗寒性加强）自由水结合水 比值增加，细胞代谢旺盛，但抗性减弱 比值降低，细胞代谢减慢，但抗性增强 注意：一个正常的细胞在其生命活动过程中含水量不变，则随温度升高，自由水结合水的比值 （4）在生产实际中的应用：种子贮存要晒干，原因：减少自由水含量，降低代谢，延长种子寿命。例 3：下列有关水的叙述，正确的是（多选）BD A.有氧呼吸过程的第三阶段既有水的生成又有水的分解 B.用 H2
10、18O 浇花草，一段时间后，在花草周围空气的水、O2、CO2 中会出现 18O C.苹果树不宜在热带地区栽种的主要限制因素是水 D.休眠和越冬的植物体内自由水和结合水的比值会下降（二）细胞中的无机盐 1.含量：很少，占细胞鲜重的 1-1.5%2.存在形式：主要以离子形式存在，少数以细胞内复杂化合物的形式存在。3.功能：含量少，但作用很大 细胞内某些复杂化合物的重要组成成分，如 Mg2+是形成叶绿素的必要成分，（是否主要成分？）I 是形成甲状腺激素的重要成分，Fe2+是形成血红蛋白的重要成分 思考：细胞内 Fe2+含量降低时，其血红蛋白降低，红细胞的输氧功能相应减弱，这个事实说明铁是红细胞的结构
11、组成物质 （一般的贫血患者除要补充铁外，还应多吃含 VD 的食物）维持细胞和生物体的生命活动（如哺乳动物血钙过低，会发生抽搐现象）维持细胞内的酸碱平衡（HCO3-H2CO3、HO02-4H2PO4-）和渗透压（Na+、Cl-在维持细胞外液渗透压上起决定性作用、K+在维持细胞内液渗透压上起决定性作用）思考：夏季大量出汗后，大量补充水会导致水中毒，分析原因？（Na+大量丢失后，大量补充水会导致细胞外液渗透压下降，细胞吸水肿胀。）思考：什么事生理盐水及其作用？维持细胞的正常形态和功能（如点滴时生理盐水的浓度必须是 0.9%）思考：点滴盐水的成分？（水、无机盐、葡萄糖、药物、一般不加氨基酸、长期不能进
12、食的病人还应补充钾盐）组成生物体某些结构的重要成分（碳酸钙是骨骼和牙齿的重要成分）幼年缺钙：佝偻病 血钙过低：动物抽搐 成年缺钙：骨软化病 老年缺钙：骨质疏松 血钙过高：肌无力 思考：老年人容易发生骨折是由于骨质疏松造成的，这种变化是由于缺少了碳酸钙，这对应无机盐的作用之一是：碳酸钙是动物和人体的骨、牙齿中的重要成分 4.探究 Mg2+是否为植物生活所必需的无机盐？（自变量、因变量）思考：既然 Mg2+是植物必需的无机盐，是不是培养植物的营养液中滴加的 Mg2+越多越好？（否，培养液中 Mg2+的浓度过大，会使植物细胞外的渗透压过高而失水过多，导致死亡）上述实验若用土壤代替培养液，或配制营养液
13、时用自来水，实验能否成功？为什么？（实验失败，土壤和自来水中都可能含有 Mg2+，无法形成对照）例 4：下列关于无机盐的叙述,错误的是:C A.缺铁性贫血是因为体内缺乏铁,血红蛋白不能合成 B.Mg2+是叶绿素的成份之一,缺 Mg2+影响光合作用 C.细胞中的无机盐大多数以化合物形式存在,如 CaCO3 构成骨骼,牙齿 D.碘是合成甲状腺激素的原料,所以常在食盐中加碘 补充：各种物质含量不当引起的症状 1.植物缺 N：植株矮小，叶小色淡或发红。缺 P：植物特别矮小，叶片呈暗绿色，某些植物（如油菜）叶子会出现紫色。缺 K：茎秆软弱易倒伏，叶片的边缘和尖端呈褐色，并逐渐枯焦。缺 B：只开花不结果。
14、2.血液中的钙的含量降低时，儿童表现为佝偻病，成年人表现为骨质软化病，老年人表现为骨质疏松症。当血液中钙的含量过高时，易引起肌无力等疾病。3.人体缺 VA 时易患夜盲症，缺 VB1 时易患脚气病，缺 VC 时易患坏血病，缺 VD 时易患佝偻病 4.人体生长激素幼年时分泌不足会患侏儒症，而幼年分泌过多会患巨人症，成年人分泌过多会患肢端肥大症。胰岛素：若分泌过少，易患糖尿病。5.贫血：是由于血液中的红细胞数目过少或红细胞中血红蛋白的含量过少引起的。巩固练习：2.水在生物体及细胞生命活动中具有非常重要的作用。下列叙述中不正确的是（多选）A.代谢活动的强弱与细胞内自由水和结合水的比值有关 B.叶绿体内
15、只有水的分解而没有水的生成 C.线粒体、核糖体、中心体等在其活动中都可以产生水 D.糖类、蛋白质、脂肪在其彻底氧化分解过程中都能产生水 3.苹果含有元素 Zn，被称为记忆之果。儿童缺 Zn，会导致大脑发育不完善。已知有 70 多种酶的活性与锌有关，下列相关叙述正确的是 A.苹果中含量最多的化合物是水，且以自由水的形式存在 B.果树从土壤中吸收 Zn，将其贮存在果实中，该生理过程和水无关 C.Zn 和记忆的关系，体现了无机盐对维持生物体的生命活动有重要作用 D.人体缺 Zn、Cu 等元素常导致一些病症，在饮食中这些元素补充越多越好 4.下列各组物质中，由相同种类元素组成的是 A.胆固醇、脂肪酸、
16、脂肪酶 B.淀粉、半乳糖、糖原 C.氨基酸、核苷酸、丙酮酸 D.性激素、生长激素、胰岛素 5.在高等植物细胞中有两种大量元素，淀粉中没有，但核酸中含有。关于这两种元素的相关叙述中，错误的一项是 A.这两种元素是生物膜、染色体的重要组成元素 B.这两种元素是组成 ATP 不可缺少的 C这两种元素是构成蛋白质不可缺少的 D这两种大量元素也是动物生活所必需的 6.图示细胞中各种化合物或主要元素占细胞鲜重的含量，以下按的循序排列，正确的 A.水、蛋白质、糖类、脂质；N、H、O、C B.蛋白质、水、脂质、糖类；O、C、H、N C.水、蛋白质、脂质、糖类；H、O、C、N D.蛋白质、水、脂质、糖类；C、O
17、、H、N 课后反思：实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 第 课时 1.实验原理：生物组织中某些有机化合物能与某些化学试剂产生特定的颜色反应（1）还原糖（葡萄糖、果糖、麦芽糖）+斐林试剂（Cu2O）砖红色沉淀 (条件是水浴加热)5065.C 注意：溶液颜色变化：浅蓝色-棕色-砖红色 班氏试剂：是斐林试剂的改良，灵敏度高，干扰因素少。（原理、条件、现象与斐林试剂的使用相同）淀粉+碘液 蓝色 注意：若检验有色组织或器官，如绿叶，则需酒精脱色处理。原因：绿叶中的色素易溶于有机溶剂中，如酒精。镜检（3）脂肪+苏丹橘黄色（或脂肪+苏丹红色）（4）蛋白质+双缩脲试剂紫色反应（不需加热）注：其原理是具有
18、两个以上肽键的化合物在碱性条件下与 Cu2+生成紫色络合物。思考：双缩脲试剂能否使尿素变紫？（否，尿素只有一个完整的肽键，加热时两个尿素结合可形成二个肽键，会呈现紫色）实验流程 还原糖的鉴定：选材-制备组织样液-加斐林试剂-水浴加热-显色 注意：还原糖鉴定实验所选择的材料：含糖量（还原糖）高，白色或近于白色的植物组织，如苹果、梨等，不能选择甘蔗和甜菜（原因？蔗糖为非还原糖）、橙汁和西瓜汁（原因：防止颜色干扰）、马铃薯（原因：淀粉为非还原糖）等。斐林试剂要现配现用,必须将甲液（0.1gml 的 NaOH）和乙液（0.05gml 的 CuSO4）先等量混匀后使用；需水浴加热，不能用酒精灯直接加热。
19、蛋白质鉴定：选材-制备组织样液-加双缩脲试剂 A-摇匀-加双缩脲试剂 B-摇匀-观察颜色 注意：蛋白质鉴定实验所选择的材料：植物常用大豆种子，需浸泡；动物常用鸡蛋蛋白（若鸡蛋蛋白液稀释不够，与双缩脲试剂反应后，会粘固在试管壁上，使反应不彻底，也不易洗刷试管）；且实验应预留部分组织样液做对比。双缩脲试剂使用时应先向蛋白质中加甲液（0.1gml 的 NaOH），混匀后再加乙液（0.01gml的 CuSO4），且不能过量（34 滴)；不需加热。思考：斐林试剂与双缩脲试剂的比较?(创新一轮 P10 浓度、使用方法、条件、现象等）蛋白质鉴定实验中，若反应后颜色不为紫色，而为蓝色的原因：可能是加入的 Cu
20、SO4 溶液过多，生成大量的 Cu（OH）2 遮盖了所产生的紫色。脂肪的鉴定：方法一、方法二：选材-制片-加苏丹 III（或苏丹 IV）染液染色-漂洗-镜检 注意：在脂肪鉴定实验中，实验材料最好选用富含脂肪的种子 切片要薄而均匀，切片较厚会导致细胞重叠，观察时看不清脂肪颗粒。在脂肪鉴定实验中，用苏丹染液染色时间不宜过长（染色 3 分钟，原因？其他部位 也被染成红色，酒精将脂质溶解）用苏丹染色时间更短（一般为 1 分钟，苏丹染液与脂肪的亲和力较强）在此实验中，染色后还需使用 50%的酒精溶液处理，其作用是：洗去浮色 在可溶性还原糖、脂肪、蛋白质鉴定中要用显微镜的是：脂肪的鉴定；不发生化学反应的是
21、：脂肪的鉴定。需要加热的是：还原糖的鉴定；例 5：下列关于实验操作步骤的叙述中，正确的是：c A.用于鉴定可溶性还原糖的斐林试剂可直接用于蛋白质的鉴定 B.鉴定可溶性还原糖时，要加入斐林试剂甲液摇匀后再加入乙液 C.脂肪的鉴定需要用显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪滴 D.双缩脲试剂 A 液与 B 液要混合均匀后，再加入含样品的试管中，且要现配现用 巩固练习：1.从细胞膜上提取了某种成分,用非酶法处理后,加如双缩脲试剂出现紫色；若加入斐林或班氏并加热，出现砖红色。该成分是:c A.糖脂 B.磷脂 C.糖蛋白 D.脂蛋白 2.下列有关实验及显色结果的叙述，错误的有（多选）:ABD A.水浴加热条件
22、下，蔗糖与斐林试剂发生作用生成砖红色沉淀 B.沸水浴条件下，脱氧核苷酸与二苯胺发生作用呈现蓝色 C.常温条件下，蛋白质与双缩脲试剂发生作用呈现紫色 D.常温条件下，核糖核酸与甲基绿作用呈现绿色 3.双缩脲试剂可鉴定蛋白质，是由于蛋白质有:A A.肽键 B.氨基酸 C.羧基 D.氨基 4.若以鸡蛋蛋白液为材料进行蛋白质鉴定实验，发现蛋白液与双缩脲试剂发生反应后会粘固在试管壁上。下列关于这一现象形成原因的描述中正确的是:A A.鸡蛋蛋白液稀释不够，搅拌不匀 B.只添加了双缩脲试剂 A，未添加双缩脲试剂 B C.鸡蛋蛋白液不是合适的实验材料 D.蛋白液与双缩脲试剂的反应时间不够长 5.香蕉果实成熟过
23、程中，果实中的贮藏物不断代谢转化，香蕉逐渐变甜。图 A 中、两条曲线分别表示香蕉果实成熟过程中两种物质含量的变化趋势。请回答：取成熟的第 X 天和第 Y 天的等量香蕉果肉，分别加等量的蒸馏水制成提取液。然后在 a、b试管中各加入 5ml 第 X 天的提取液，在 c、d 试管中各加 5ml 第 Y 天的提取液，如图 B。（1）在 a、c 试管中各加入等量碘液后，a 试管呈蓝色，与 a 管相比 c 管的颜色更_浅_，两管中被检测的物质是_淀粉_，图 A 中表示这种物质含量变化趋势的曲线是_I_。（2）在 b、d 试管中各加入等量斐林试剂，b 试管呈砖红色，与 b 管相比 d 管的颜色更_ 深_，两
24、管中被检测的物质是_还原糖，图 A 中表示这种物质含量变化趋势的曲线是 II_。（3）已知乙烯利能增加细胞内乙烯的含量。如果在第 X 天喷施乙烯利，从第 X 天开始曲线将呈现出_加快_(加快、减慢)下降的趋势，曲线将呈现出_加快（加快、减慢）上升趋势。（4）在催熟过程中每月取样，提取果皮中光合色素进行纸层析，色素带会出现什么变化，出现该变化的原因是什么？催熟的香蕉果皮由绿变黄，果皮中的叶绿素逐渐被分解后不再合成。叶黄素相对增多，所以第二条黄色的色带逐渐加宽。第三、第四条叶绿素 ab 的色素带逐渐变宰。归纳领悟：利用某些化学试剂能使生物组织中有关有机物产生特定颜色反应的原理和方法，可解决以下问题：（1）对生物组织进行某种成分的检测（2）在医学上进行疾病的诊断，如糖尿病、肾炎（3）可以鉴定某些消化液中含有蛋白质（4）用于劣质奶粉的鉴定（5）不同生物组织中含糖量高低的测定 课后反思：