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1、第第2 2讲讲 细胞中的元素和化合物细胞中的元素和化合物细胞中的无机物细胞中的无机物考纲导学山东省生物课程实施指导意见要求核心素养解读命题趋势备考指南(1)说出细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成,其中以碳链为骨架形成复杂的生物大分子。(2)指出水在细胞中的含量、存在形式和作用。(3)举例说出无机盐在细胞中的含量和作用。(4)检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质。(1)从结构和功能相适应的视角出发,解释细胞由多种多样的分子组成,以及这些分子是执行各项生命活动的物质基础。(2)通过检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质,掌握几种有机物的检测方法。题型内容:水和无机盐的作用、有机物的检测考查形式
2、:多通过选择题直接考查(1)结合实例分析自由水与结合水比例与代谢的关系(2)列表法比较有机物的检测方法考点一 细胞中的元素和化合物考点二 细胞中的水和无机盐总总纲纲目目录录考点三 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质（实验）高考再现 模拟预测考点一细胞中的元素和化合物考点一细胞中的元素和化合物1.细胞中的元素细胞中的元素(1)元素的来源、分类和存在形式(2)生物界和非生物界在元素种类和含量上的关系2.细胞中的化合物细胞中的化合物3.正确区分鲜重、干重的元素和化合物的含量正确区分鲜重、干重的元素和化合物的含量1.活细胞中含量最多的化学元素是碳元素()2.细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要
3、()3.因为C是细胞干重中最多的元素,所以其是最基本的元素()4.主动运输机制有助于维持细胞内元素组成的相对稳定()5.细胞中的一种元素的作用能被其他元素替代()6.淀粉、脂肪、蛋白质和核酸4种生物分子都含C、H、O、N这4种元素()下图A是组成人体细胞的主要元素及其占细胞鲜重的百分比,B是细胞中几种化合物的含量,据图分析下列问题:(1)如果图A表示的是活细胞中的元素含量比例,则甲丁依次为O、H、C、N。(2)若按干重计,图B中应为蛋白质,按鲜重计应为水。(3)C、H、N三种元素在人体的化学成分中,质量分数共占73%左右(占细胞干重的百分比),而在岩石圈的化学成分中,质量分数不到1%,这一事实
4、说明生物界与非生物界具有差异性。考向一细胞中的元素含量、种类及作用1.下列物质中元素组成相同的一组是(B)A.糖原、胰岛素、甲状腺激素B.ATP、DNA、RNAC.淀粉、淀粉酶、淀粉酶基因D.纤维素、性激素、生长激素解析解析糖原、淀粉、纤维素、性激素的组成元素是C、H、O;甲状腺激素、胰岛素、淀粉酶、生长激素的主要组成元素是C、H、O、N;ATP、DNA、RNA、淀粉酶基因的组成元素是C、H、O、N、P。2.下列有关组成细胞的元素的说法,正确的是(C)A.组成生物体的大量元素中,C是最基本的元素,在细胞鲜重中含量总是最多的B.微量元素在生物体内含量很低,但不可缺少,如叶绿素的合成离不开MgC.
5、生物体内携带氨基酸进入核糖体的有机物一定不含SD.P是磷脂、蛋白质、ATP和核糖等多种化合物的组成元素解析解析组成生物体的大量元素中,C是最基本的元素,在细胞鲜重中含量最多的是O,A错误;叶绿素的合成离不开Mg,但Mg是大量元素,B错误;携带氨基酸进入核糖体的有机物是tRNA,其组成元素只有C、H、O、N、P,C正确;磷脂和ATP的组成元素是C、H、O、N、P,蛋白质中一定含有C、H、O、N,有的含有S等,核糖的组成元素只有C、H、O,D错误。1.判断元素与化合物分子的四个“明确”题后悟道题后悟道2.从特征元素推测化合物种类考向二利用图表分析细胞中的元素及化合物3.(2018山东青岛联考)如图
6、表示不同化学元素所组成的化合物,以下说法错误的是(C)A.若为某种大分子的组成单位,则最可能是氨基酸B.若是细胞中重要的储能物质,则可能是脂肪C.若为能储存遗传信息的大分子物质,则一定是DNAD.若是主要在动物肝脏和肌肉中合成的储能物质,则可能是糖原4.(2018河北正定中学月考)如图甲是有活性的细胞中元素含量的柱形图,图乙是细胞中化合物含量的扇形图,下列说法正确的是(B)A.若甲表示组成人体细胞的元素含量,则a、b、c依次是O、H、CB.若乙表示细胞干重,则A化合物是蛋白质C.若乙表示细胞鲜重,则A化合物在细胞内主要存在于细胞液中D.地壳与活细胞中含量最多的元素都是a,因此说明生物界与非生物
7、界具有统一性解析解析若甲表示组成人体细胞的元素含量,则a、b、c依次是O、C、H,A错;若乙表示细胞干重,则A化合物是蛋白质,B正确;若乙表示细胞鲜重,则A化合物为水,在细胞内主要存在于细胞内液中,C错;生物界与非生物界的统一性表现在元素的种类上,而不是元素的含量上,D错。归纳拓展归纳拓展有关生物体内元素的错误认识(1)误以为生物体内大量元素重要,微量元素不重要大量元素、微量元素是根据元素的含量划分的。无论是大量元素还是微量元素,都是生物体必需的元素,对于维持生物体的生命活动都起着非常重要的作用。(2)误以为细胞内含量最多的元素是C活细胞内含量最多的元素是O而不是C,在细胞干重中含量最多的元素
8、是C。1.细胞中的水细胞中的水(1)细胞中水的存在形式和功能考点二细胞中的水和无机盐考点二细胞中的水和无机盐(2)自由水与结合水的比值和细胞代谢的关系2.细胞中的无机盐细胞中的无机盐3.十种常考无机盐功能举例十种常考无机盐功能举例(1)N:蛋白质、ATP、NADP+、叶绿素、核苷酸等(2)P:ATP、NADP+、核苷酸、磷脂(3)Mg:参与构成叶绿素(与光反应有关)(4)Ca2+:可调节肌肉收缩和血液凝固,血钙过高会造成肌无力,血钙过低会引起抽搐(5)S:甲硫氨酸、半胱氨酸等含硫氨基酸的组成成分(蛋白质的特征元素,故常用35S标记追踪蛋白质去向)(6)Fe2+:血红蛋白(人体缺Fe2+时,贫血
9、,无氧呼吸加剧,可引发乳酸积累致使酸中毒)(7)I-:甲状腺激素等(婴幼儿缺碘时可导致缺乏甲状腺激素,进而引发“呆小症”)(8)Na+:维持细胞外液渗透压,动作电位形成离不开“Na+内流”(9)K+:维持细胞内液渗透压,静息电位的维持离不开“K+外流”(10)Cl-:与Na+共同维持细胞外液渗透压细胞外液渗透压90%以上来自Na+和Cl-1.入冬后气温下降,植物体内自由水含量相对增多()2.贮藏中的种子不含水分,以保持休眠状态()3.同种植物萌发种子的含水量与休眠种子的相同()4.活细胞中无机盐含量最少,作用也最小()5.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()6.
10、植物缺Mg引起光反应和碳反应(暗反应)强度均减弱()7.适应高渗环境的动物可排出体内多余的盐()8.水和无机盐都可以作为细胞的能源物质()下图为冬小麦在不同时期含水量和呼吸速率变化的关系图,据图分析下列问题:(1)冬小麦呼吸速率下降的主要原因是温度下降,总含水量也随之下降。(2)随温度降低而上升的曲线a为结合水,下降较快的曲线b为自由水。(3)综合分析可知,结合水与自由水含量的比值,与植物的抗寒性呈现明显的正相关。考向一考查细胞中水的存在形式及功能1.(2018安徽六安月考)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
11、(C)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解析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。2.(2018山东日照联考)生物体的生命活动离不开水。下列关于水的叙述,错误的是(C)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D.H2O在光下分解,产生的H将经CO2固定生成的C3
12、还原成(CH2O)解析解析有氧呼吸第三阶段,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,C错误。归纳拓展归纳拓展衍射法归纳细胞中的水考向二考查细胞中无机盐的功能及其实验分析3.下列关于生物体内无机盐的相关叙述,错误的是(B)A.细胞中的无机盐主要以离子形式存在B.Mg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C浓度太低会出现抽搐症状D.在探究小麦生长发育需要M的实验中必须设置对照实验解析解析Mg是叶绿素的组成成分,类胡萝卜素中不含有Mg,B错误。4.设计实验探究X是否属于植物生长所必
13、需的无机盐,某同学的构思大致如下:本实验中采用甲组、乙组之间的空白对照,以及乙组中实验前(无X)与实验后(有X)之间的自身对照。下列叙述正确的是(C)A.对照组是甲组、乙组实验后B.此实验的无关变量只是选一些相同的植物C.此实验如果是无土栽培,则实验前营养液要灭菌D.为防止外界影响,此实验需在黑暗密闭条件下进行解析解析该实验中对照组是甲组、乙组实验前;此实验的无关变量有选一些相同的植物、每组中的植物数量、培养条件等;由于培养的是植物,故需在光照下进行。题后悟道生物体内无机盐生理功能的实验验证(1)对照组植物+完全培养液正常生长。(2)实验组分析:实验中应保证实验材料的统一性,即材料的种类、生长
14、状况等。实验组加入X盐的目的是二次对照,使实验组前后对照,以增强说服力。1.糖类的检测糖类的检测(1)原理还原糖+斐林试剂砖红色沉淀。淀粉+碘液蓝色。考点三检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质考点三检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质(实验实验)(2)还原糖的检测步骤2.脂肪的检测脂肪的检测(1)检测原理:脂肪+(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.蛋白质的检测蛋白质的检测(1)检测原理:蛋白质+双缩脲试剂紫色。(2)检测步骤4.实验成功关键点实验成功关键点(1)三个实验中都不宜选取有颜色的材料,否则会干扰实验结果的颜色变化。(2)由于苏丹或苏丹染液易溶于酒
15、精,故可用体积分数为50%的酒精洗去浮色。(3)蛋白质鉴定中,若用大豆作材料,必须提前浸泡;若用蛋清作材料,必须稀释,防止其黏在试管上不易刷洗。(4)物质鉴定实验一般可预留部分样液作对照实验,若需进一步设立对照实验,对照组应加入成分已知的物质,如验证唾液淀粉酶是蛋白质,对照组可加入稀释的鸡蛋清溶液。1.区分斐林试剂与双缩脲试剂的区分斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同一同三不同”2.三类有机物检测在操作步骤上的三类有机物检测在操作步骤上的“三个唯一三个唯一”(1)唯一需要加热还原糖的检测,且必须水浴加热,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的检测。(3)唯
16、一使用酒精脂肪的检测,实验用体积分数为50%的酒精洗去浮色。1.在生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定实验中,下列叙述错误的是(D)A.可用斐林试剂甲液和乙液、蒸馏水来鉴定葡萄糖和尿液中的蛋白质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.蔗糖、麦芽糖、乳糖都可与斐林试剂反应生成砖红色沉淀解析解析用斐林试剂甲液和乙液混合后可鉴定葡萄糖,用斐林试剂甲液和用蒸馏水稀释后的乙液可鉴定尿液中的蛋白质,A正确;脂肪鉴定应选脂肪含量较多的材料,可选花生种子,B正确;苏丹染液遇脂肪显橘黄色,苏丹染液遇脂肪显红色,而花生油的颜色正好
17、是橘黄色,如果使用苏丹染液,不容易分清颜色变化,所以食用花生油最好选用苏丹染液来鉴定,C正确;蔗糖不是还原糖,D错误。2.如图是鉴定生物组织中某种成分的操作流程图。下列相关叙述中正确的是(C)A.图中的甲试剂也可以用于鉴定蛋白质B.可用菠菜叶片替代苹果C.石英砂的作用是使研磨更充分D.甲试剂由甲、乙两种液体组成,使用时先加甲液再加乙液解析解析根据选材及颜色变化可知该实验测定的是还原糖,其中甲试剂是斐林试剂,斐林试剂不能用于鉴定蛋白质,A错误;由于菠菜叶片呈绿色,会影响对实验结果的观察,所以不能用菠菜叶替代苹果,B错误;斐林试剂由两种液体(甲液和乙液)组成,使用时应先将甲乙两液混合后再加入样液中
18、,D错误。3.据药理研究,一种茅草的根内含有降血糖的因子及多种有益于健康的成分,某公司将它开发成一种保健饮料。该产品是否适用于糖尿病患者,生物学兴趣小组的同学以此作为研究课题,请你完成下面的实验鉴定报告。(1)实验目的:鉴定一种茅草的根是否含有还原糖和淀粉。(2)实验原理:还原糖可用斐林试剂检测,淀粉可用碘液来检测。(3)实验器材:一种茅草根、所需试剂、研钵、烧杯、试管、纱布、漏斗、酒精灯、试管夹、火柴、滴管等。(4)实验步骤:用研钵将茅草根磨碎,过滤,取其滤液;取A、B两支试管,各加入2mL滤液;往A试管中加入1mL现配的斐林试剂;摇匀,放入盛有5065温水的大烧杯中加热约2min,观察试管
19、中的颜色变化;往B试管中加入2滴碘液,观察试管中的颜色变化。(5)可能出现的实验现象及分析:如果A试管中出现砖红色沉淀,说明茅草的根内含有还原糖;否则没有。如果B试管中出现蓝色,说明茅草的根内含有淀粉;否则没有。1.(2017课标,2,6分)下列关于细胞结构与成分的叙述,错误的是(B)A.细胞膜的完整性可用台盼蓝染色法进行检测B.检测氨基酸的含量可用双缩脲试剂进行显色C.若要观察处于细胞分裂中期的染色体可用醋酸洋红液染色D.斐林试剂是含有Cu2+的碱性溶液,可被葡萄糖还原成砖红色真题再现真题再现 模拟预测模拟预测解析解析本题考查了与细胞结构和成分有关实验的原理与方法。涉及的内容有利用“染色排除
20、法”鉴别死细胞与活细胞、蛋白质的检测、观察细胞的有丝分裂、还原糖的检测。“染色排除法”利用的原理是质膜(细胞膜)的选择透过性,台盼蓝不能通过活细胞的质膜(细胞膜)进入细胞中,故不能把活细胞染成蓝色,死细胞的质膜(细胞膜)失去了选择透过性,变成了全透性膜,故台盼蓝可将死细胞染成蓝色,因此可用台盼蓝染色法检测质膜(细胞膜)的完整性,A正确;双缩脲试剂可与蛋白质或多肽中的肽键发生紫色反应,由于氨基酸分子中不含肽键,故不可用双缩脲试剂检测氨基酸,B错误;染色体容易被龙胆紫溶液、醋酸洋红液等碱性染料分别染成紫色、红色,C正确;斐林试剂由甲液(质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液)和乙液(质量浓度为0.
21、05g/mL的CuSO4溶液)组成,使用时二者等量混合,在水浴加热条件下其能与还原糖反应生成砖红色沉淀,D正确。2.(2017海南单科)无机盐对于维持生物体的生命活动具有重要作用。下列相关叙述错误的是(C)A.蔬菜中的草酸不利于机体对食物中钙的吸收B.缺铁会导致哺乳动物血液运输O2的能力下降C.和ATP一样,KH2PO4也能为生物体提供能量D.植物秸秆燃烧产生的灰烬中含有丰富的无机盐解析解析草酸与食物中的钙结合形成沉淀物不利于钙的吸收,A正确;铁是血红蛋白的组成成分,血红蛋白的主要作用是运输氧气,缺铁会导致哺乳动物血液运输O2的能力下降,B正确;无机盐不能为生物体提供能量,C错误;植物秸秆燃烧
22、过程中有机物被分解,剩下的是无机物,D正确。3.(2016高考海南卷)水在植物的生命活动中具有重要作用。风干种子只有吸收足够的水才能进行旺盛的代谢活动,使胚生长。小麦种子萌发过程中吸水量随时间变化的趋势如图所示。(1)植物细胞中的水通常以结合水和自由水两种形式存在。风干种子细胞中的水主要是以结合水的形式存在。经阶段吸水后,种子中的水主要是以自由水的形式存在。(2)在阶段,种子吸水速率小于(填“大于”“小于”或“等于”)阶段,呼吸速率大于(填“大于”“小于”或“等于”)阶段。(3)从细胞膜组成和结构的角度来推测,水分可经过细胞膜中的磷脂(或脂质)双分子层、水通道从细胞外进入细胞内。解析解析本题以
23、种子萌发过程为素材,考查植物代谢的相关知识。(1)风干种子中的自由水含量很少,细胞中的水主要是结合水。阶段种子吸水主要是吸胀吸水,阶段以后种子中的水主要以自由水的形式存在。(2)图中阶段种子吸胀吸水达到饱和,而中央大液泡又没形成,种子吸水速率小于阶段,种子吸收足够的水后开始进行旺盛的代谢活动,种子在阶段的呼吸速率大于阶段。(3)质膜(细胞膜)的结构主要包括磷脂双分子层和膜蛋白,因此水分进入细胞需经过磷脂双分子层和水通道蛋白。4.(2018上海青浦二模)食品检测需要对营养物质进行鉴定,下列成分、试剂和颜色对应关系错误的是(D)A.淀粉:碘液,蓝紫色B.还原糖:班氏试剂,砖红色C.脂肪:苏丹染液,橘黄色D.蛋白质:双缩脲试剂,黄绿色解析解析淀粉的检测和观察用的试剂通常是碘液,出现蓝紫色,A正确;检测还原糖时可用班氏试剂,出现砖红色,B正确;脂肪的鉴定可用苏丹或苏丹染液,颜色变化为橘黄色或红色,C正确;蛋白质的鉴定试剂可用双缩脲试剂,颜色反应为紫色,D错误。