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第2講 細胞中的元素和化合物 細胞中的無機物,2017備考江蘇最新考綱,1.水和無機鹽的作用(A)。2.實驗：檢測生物組織中還原糖、脂肪和蛋白質(b)。,考點一 細胞中的元素和化合物(5年4考),[自主梳理],1.細胞中的元素,自然界,化合物,C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg,Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo,C,基本骨架,C、H、O、N,注 不同狀態(tài)的細胞中4種基本元素的含量： (1)細胞鮮重時元素含量： 。 (2)細胞干重時元素含量： 。,O＞C＞H＞N,C＞O＞N＞H,(1)記憶微量元素可利用口訣：鐵猛碰新木桶(Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu)。 (2)三種?？荚?①最基本的元素(或核心元素)為“C”(干重最多) ②含量最多的元素為“O”(鮮重最多) ③數目最多的元素為“H” (3)生物界與非生物界間及各種生物彼此之間就化學元素“種類”來看具有統(tǒng)一性，就元素“含量”來看卻具有差異性。,2.細胞中的化合物,(1)分類,無機化合物： 和 。 有機化合物： 、脂質、 、核酸等。,,水,無機鹽,糖類,蛋白質,(2)細胞中化合物的比較,蛋白質,水,蛋白質,糖類和脂肪,蛋白質,核酸、磷脂、ATP等,,,,,,,(1)如圖為構成細胞的化合物占鮮重比例，請指出①～④名稱。,提示 ①水 ②蛋白質 ③脂質 ④無機鹽,(2)圖甲是細胞中A、B、C 3種化合物含量的扇形圖，圖乙是有活性的細胞中元素含量的柱狀圖，請?zhí)畛鱿铝锌瞻滋巸热荨?①若圖甲表示細胞鮮重，則A、B化合物依次是 。 ②若圖乙表示組成人體細胞的元素含量，則a、b、c依次是 。 ③圖乙所示元素在非生物界中 (填一定能、一定不能、不一定能)找到 。 ④若圖甲表示細胞完全脫水后的化合物含量，則A化合物為 ，其必含的元素為 。,H2O、蛋白質,O、C、H,一定能,蛋白質,C、H、O、N,[跟進題組],題組一 以文字信息為載體考查元素與化合物,1.(2015揚州期末)C、H、N三種元素在人體的化學成分中,質 量分數共占73%左右(占細胞干重的百分比)，而在巖石圈的 化學成分中，質量分數不到1%，這一事實說明( ),A.生物界與非生物界具有相似性 B.生物界與非生物界具有統(tǒng)一性 C.生物界與非生物界具有差異性 D.生物界與非生物界的本質完全相同 解析 組成生物體的化學元素，在生物體內和在無機自然界中的含量相差很大，這個事實說明生物界與非生物界具有差異性。,C,2.下列有關碳元素的敘述，不正確的是( ),A.在細胞中，碳元素屬于大量元素 B.碳元素是構成細胞的最基本的元素 C.碳元素參與生物體內所有化合物的組成 D.地球上的生命是在碳元素的基礎上建立起來的 解析 碳元素參與生物體內有機化合物的組成，但無機化合絕大多數不含有碳元素，C錯誤。 答案 C,判斷元素與化合物的四個“明確”,題組二 以圖表信息為載體考查元素及化合物,3.(2015河南中原名校一模)下圖①～⑤表示不同化學元素所組 成的化合物，以下說法正確的是( ),A.若⑥主要在人體肝臟和肌肉內合成，則③只存在于動物細胞 B.若圖中⑤為免疫活性物質，則①―→⑤過程發(fā)生在內質網 C.若④存在于皮下和內臟器官周圍等部位，則④這類物質只存在于動物細胞 D.若②是細胞膜的主要成分，則不具有物種的特異性,解析 若⑥主要在人體肝臟和肌肉內合成，則⑥分別是肝糖原和肌糖原，而③葡萄糖不僅存在于動物細胞也可存在于植物細胞，A錯誤；如果⑤為免疫活性物質，則⑤的化學本質是蛋白質，①為氨基酸，①―→⑤過程表示氨基酸的脫水縮合反應，發(fā)生在核糖體上，B錯誤；若④存在于皮下和內臟器官周圍等部位，則④是脂肪，植物細胞如花生種子的細胞中也有脂肪，C錯誤；若②是細胞膜主要成分，②是磷脂分子，沒有物種的特異性，D正確。 答案 D,4.(多選)下表是兩種生物干重中有關元素的質量分數(%)。根據下表，有人得出下面結論，其中正確的是( ),A.如果它們分別是動物和植物，則甲是植物，乙是動物 B.等質量的組織中，甲所含的熱量少于乙 C.兩者體細胞中，乙的染色體(質)比甲多 D.兩者的含水量比較，可推測甲比乙多,解析 動物和植物干重相比較，植物含糖類較多，動物含脂肪、蛋白質較多，由于脂肪的元素構成特點是含C、H較多而含O少，蛋白質的特征元素是N，故植物體中含O較多，動物體中含H、N元素較多，另外動物含Ca、P元素也比植物多，甲為植物，乙為動物，A正確；等質量的脂肪和糖類相比較，脂肪含熱量較多，生物甲含糖量高，生物乙含脂肪多，B正確；生物干重中有關元素的含量不能作為判斷其含水量和染色體(質)多少的依據，C、D均錯誤。 答案 AB,(1)從化合物的元素組成分析代謝產物：糖類、脂質和蛋白質都含有C、H、O，故其代謝產物都有CO2和H2O；蛋白質中還有N，其代謝產物中還含有尿素。 (2)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。,考點二 細胞中的無機物（5年4考）,[自主梳理],1.細胞中的水,(1)存在形式： 和 。 (2)功能：,自由水,結合水,化學反應,營養(yǎng)物質和代謝廢物,液體環(huán)境,(3)自由水/結合水與代謝、抗逆性的關系,自由水/結合水,比值高?代謝 ，但抗逆性 比值低?代謝強度 ，但抗寒、抗旱、抗熱等抗逆性,,旺盛,差,,降低,強,,易錯警示 生物體內的水≠細胞內的水。生物體內的水除了存在于細胞內以外，細胞與細胞之間也有，如動物體的細胞外液。,2.無機鹽的存在形式及功能,離子,主動,復雜 化合物,生命活動,巧記無機鹽功能的“一一二”,3.列舉無機鹽參與構成的常見化合物,N： 、ATP、葉綠素、核苷酸等 ：ATP、核苷酸、磷脂 ：葉綠素 ：甲硫氨酸、半胱氨酸等含硫氨基酸的組成成分(蛋白質的特征元素) ：動物血紅蛋白 ：甲狀腺激素等,蛋白質,P,Mg,S,Fe,I,(1)貯藏中的種子不含水分，以保持休眠狀態(tài)。(2013江蘇高考，T16A)( ) (2)自由水可作為細胞內化學反應的反應物(2014海南卷，T5C)( ) (3)細胞中的微量元素因含量極少而不如大量元素重要(2012江蘇卷，T1D)( ) (4)在最基本生命系統(tǒng)中，H2O有自由水和結合水兩種存在形式(2014四川高考，T2A)( ) (5)主動運輸機制有助于維持細胞內元素組成的相對穩(wěn)定(2012江蘇卷，T1C)( ),,√,,√,√,1.高考重組 判斷正誤,教材P35涉及自由水和結合水的存在形式及功能，P16涉及大量元素、微量元素及其功能，以上內容，主要針對水存在形式及自由水的功能和元素種類及含量予以考查。,2.(教材必修1 P19 T1、T3改編)下列與組成細胞的元素及無機物相關的敘述正確的是( ),A.生物界中含量最多的三種元素是O、C、H，因此非生物界中含量最多的三種元素也是O、C、H B.相對于自由水，結合水在細胞中的作用較小 C.活細胞中無機鹽含量最少，功能最小 D.結合水、無機鹽在細胞中含量均較少，但作用不能被取代 解析 生物界和非生物界在元素種類上具統(tǒng)一性，但在含量上具較大差異；結合水、無機鹽含量雖較少但其作用非常重要，不可被取代。 答案 D,[跟進題組],題組一 以代謝為基礎考查細胞中的水,1.(2015南通中學期中考)生物體的生命活動離不開水。下列關于水的敘述，錯誤的是( ),A.在最基本生命系統(tǒng)中，H2O有自由水和結合水兩種存在形式 B.由氨基酸形成多肽鏈時，生成物H2O中的氫來自氨基和羧基 C.有氧呼吸時，生成物H2O中的氫來自線粒體中丙酮酸的分解 D.H2O在光下分解，產生的[H]將固定的CO2還原成(CH2O) 解析 有氧呼吸第三階段，O2與第一階段葡萄糖分解產生的[H]和第二階段丙酮酸分解產生的[H]結合形成H2O，同時釋放出大量能量。,C,2.(多選)下表是部分生物體中水分的含量：,表中數據說明( ) A.代謝旺盛的組織器官含水量較多 B.生物體中水分的含量超過了50%，是各種化合物中最多的 C.水生生物體內的含水量比陸生生物多 D.同一生物體不同的組織器官中水的含量差異很大,解析 該表格沒有對不同組織器官的代謝水平和含水量的關系進行統(tǒng)計，A錯誤；表格中生物水的含量超過50%，是各種化合物中最多的，B正確；分析表格信息可知，不同生物體內水的含量不同，水生生物體內的含水量多于陸生生物，C正確；該表格沒有對同一生物體的不同組織器官的含水量進行統(tǒng)計，D錯誤。 答案 BC,衍射法歸納細胞中的水,題組二 結合細胞代謝考查無機鹽的功能及存在形式,3.(2015陜西西安模擬)下列無機鹽的含量、存在形式和生理作 用的敘述中錯誤的是( ),A.無機鹽在細胞內含量很少，主要以離子形式存在；具有維持滲透壓、酸堿度及細胞正常生命活動的功能 B.人體內Na＋主要存在于細胞內液，K＋主要存在于細胞外液，血液中Ca＋缺乏時導致肌肉抽搐 C.某些無機鹽是細胞內一些大分子物質的組成成分，如Fe參與血紅蛋白的構成，Mg參與葉綠素的形成 D.氮是植物體內的重要元素之一，酶、核酸、ATP中都含有氮元素,解析 無機鹽在細胞內含量很少，主要以離子形式存在，具有維持滲透壓、酸堿度及細胞正常生命活動的功能，A正確；人體內Na＋主要存在于細胞外液，K＋主要存在于細胞內液，B錯誤；某些無機鹽是細胞內一些大分子物質的組成成分，如Fe參與血紅蛋白的構成，Mg參與葉綠素的形成，C正確；氮元素是植物體內的重要元素之一，酶、核酸、ATP中都含有氮元素，D正確。 答案 B,4.(2015銀川一中模擬)為了確定某種礦質元素是否是植物的必 需元素，應采用的方法是( ),A.檢測正常葉片中該礦質元素的含量 B.分析根系對該礦質元素的吸收過程 C.分析環(huán)境條件對該礦質元素吸收的影響 D.觀察在完全培養(yǎng)液中去掉該礦質元素前后植株生長發(fā)育狀況,解析 判斷元素是否是必需元素通常用溶液培養(yǎng)法。在人工配制的完全培養(yǎng)液中，除去某種礦質元素，然后觀察植物的生長發(fā)育情況：如果植物的生長發(fā)育仍正常，說明該元素不是植物所必需的；如果植物的生長發(fā)育不正常(出現特定的缺乏癥狀)，且只有補充了該種元素(其他元素無效)后，植物的生長發(fā)育又恢復正常(癥狀消失)，說明該元素是植物生長必需的礦質元素。 答案 D,檢驗某種礦質元素生理功能的實驗方案 (1)實驗組：正常植物＋缺X培養(yǎng)液共同培養(yǎng)一段時間后，表現出相應的癥狀，再加入X后，癥狀消失。 (2)對照組：正常植物＋完全培養(yǎng)液共同培養(yǎng)一段時間后，植物正常生長。,考點三 (實驗)檢測生物組織中的糖類、 脂肪和蛋白質(5年6考),[自主梳理],1.檢測原理,(1)糖類的檢測,斐林試劑,磚紅色沉淀,藍色,(2)脂肪的檢測：脂肪＋,蘇丹Ⅲ染液→③ 蘇丹Ⅳ染液→④,,橘黃色,紅色,(3)蛋白質的檢測：蛋白質＋⑤ →紫色,雙縮脲試劑,2.檢測步驟,洗去浮色,3.實驗成功關鍵點——實驗材料的選擇、處理、染色,(1)還原糖的檢測 ①還原糖的含量、生物組織中有無色素是影響實驗結果和觀察的重要因素，因此要選擇可溶性還原糖含量 、組織顏色 或近于 的植物，如蘋果、梨、白蘿卜。 ②斐林試劑應該 ，且先將甲液和乙液混合均勻后再加入組織樣液中，并進行 。 (2)脂肪的檢測 ①所用材料最好是富含 的種子,如花生種子,取其子葉,但必須提前浸泡 h。 ②染色后，一定要用體積分數為 的酒精溶液洗去浮色。,較淺,白色,高,3～4,50%,脂肪,現配現用,水浴加熱,(3)蛋白質的檢測 富含 的生物組織(或器官)，如大豆、雞蛋。如用大豆可直接用豆?jié){做實驗材料；如用雞蛋要用蛋清，并注意稀釋，一般稀釋10倍以上，否則實驗后易黏附在試管壁上，使反應不徹底，且試管不易清洗。,蛋白質,[深度思考],1.檢測還原糖時使用的斐林試劑為何要現配現用？,提示 因為斐林試劑很不穩(wěn)定，容易產生藍色的Cu(OH)2沉淀，所以應將甲液和乙液分別配制，使用時現配現用。,2.下圖是進行檢測還原糖的實驗，2 min后試管內能否出現磚 紅色沉淀？,提示 不能。檢測還原糖時加入斐林試劑后需要50～65 ℃溫水浴加熱，圖中沒有進行水浴加熱，因此不會出現磚紅色沉淀，而應呈現斐林試劑自身的藍色。,3.向某試管內無色液體中加入斐林試劑，經加熱若出現磚紅色沉淀，則表明試管內含有葡萄糖，對嗎？,提示 不對。有磚紅色沉淀，只能表明含還原糖(如葡萄糖、果糖、麥芽糖等)，未必是葡萄糖。,[跟進題組],題組 糖類、脂肪與蛋白質檢測原理及方法,1.(2014廣東，15)油菜種子成熟過程中部分有機物的變化如 圖所示，將不同成熟階段的種子勻漿后檢測，結果正確的 是( ),解析 分析曲線可知，油菜種子在成熟過程中，可溶性糖和淀粉不斷轉化為脂肪儲存起來。第10天時仍然存在較多的可溶性糖，可溶性糖中的還原糖與斐林試劑在水浴加熱條件下會出現磚紅色沉淀，A錯誤；蛋白質是生物體生命活動的體現者，在整個種子成熟過程中都能檢測到蛋白質的存在，B錯誤；在第30天時，脂肪含量較高，脂肪與蘇丹Ⅲ試劑發(fā)生反應呈現橘黃色，C正確；在第40天時，淀粉已經消耗殆盡，用碘液檢測不會發(fā)生顯色反應，D錯誤。 答案 C,2.(多選)(2013江蘇卷)在1、3、5號試管中分別加入2 mL蒸餾水，2、4、6號試管中分別加入2 mL發(fā)芽的小麥種子勻漿樣液，然后在1～4號試管中滴加適量斐林試劑，5、6號試管中合理滴加雙縮脲試劑，搖勻。預期觀察到的實驗現象是( ),A.1、3、5號試管內都呈藍色 B.3組實驗中甲組和乙組的實驗結果相同 C.4號試管內呈磚紅色，其余試管內都呈藍色 D.4號試管內呈磚紅色，6號試管內呈紫色 解析 1、3、5號試管加入的是蒸餾水，分別作為對照組，1、3號試管呈現斐林試劑的顏色——藍色，5號試管呈現雙縮脲試劑的顏色，也為藍色，A正確；發(fā)芽的小麥種子勻漿液含有還原糖，加入斐林試劑后，水浴加熱，4號試管內呈現磚紅色，2號試管沒加熱，試管內不發(fā)生反應呈現藍色，B錯誤；勻漿液中還含有蛋白質，加入雙縮脲試劑，室溫下6號試管內呈現紫色，C錯誤，D正確。 答案 AD,3.下列關于實驗操作步驟的敘述中，正確的是( ),A.用于鑒定還原糖的斐林試劑甲液和乙液混合后要節(jié)約使用，以備下次再用 B.脂肪的鑒定需要用顯微鏡才能看到被染色的脂肪顆粒 C.用于鑒定蛋白質的雙縮脲試劑A液與B液與斐林試劑甲液和乙液濃度可以相同 D.在鑒定脂肪的實驗中，蘇丹Ⅳ染液將脂肪染成橘黃色，蘇丹Ⅲ染液將脂肪染成紅色 解析 斐林試劑需現配現用，不能留到下次再用，A錯誤；雙縮脲試劑和斐林試劑的成分相同，但成分的濃度不同，C錯誤；脂肪鑒定中，蘇丹Ⅲ染液將脂肪染成橘黃色，而蘇丹Ⅳ染液將脂肪染成紅色，D錯誤；脂肪鑒定中需要借助于顯微鏡才能觀察到脂肪顆粒，B正確。,B,4.下圖為鑒定蛋白質的流程圖，其中甲、乙、丙、丁的含義 分別是( ),A.黃豆?jié){、雙縮脲、1 mL、4滴 B.花生種子研磨液、雙縮脲、4滴、1 mL C.黃豆?jié){、雙縮脲、4滴、1 mL D.花生種子研磨液、斐林試劑、1 mL、4滴 解析 鑒定蛋白質既可以用蛋清稀釋液，也可以用黃豆?jié){濾液；鑒定蛋白質所用的試劑是雙縮脲試劑，先加A液1 mL，再加B液4滴，故答案選A。 答案 A,1.區(qū)分斐林試劑與雙縮脲試劑的“一同三不同”,2.三類有機物檢測在操作步驟上的“三個唯一” (1)唯一需要加熱——還原糖檢測，且必須水浴加熱，不能用酒精燈直接加熱。若不加熱，則無磚紅色沉淀出現。 (2)唯一需要顯微鏡——脂肪檢測。 (3)唯一使用酒精——脂肪的鑒定，實驗用體積分數為50%的酒精洗去浮色。,易錯易混 防范清零,[易錯清零],易錯點1 認為生物體內大量元素重要，微量元素不重要,點撥 無論是大量元素還是微量元素，都是生物體必需的元素。微量元素雖含量少，但其生理作用卻不可替代，如Zn是DNA聚合酶和RNA聚合酶的輔酶成分，缺Zn將導致DNA復制和RNA合成不能正常進行。,易錯點2 認為細胞內含量最多的元素是碳,點撥 關注元素的“三多” 活細胞中含量最多的元素是“O”；細胞干重含量最多的元素是“C”；細胞中原子數最多的是“H”。,易錯點3 認為自由水的作用比結合水作用大并認為干種子中已 無水,點撥 (1)自由水、結合水的作用都非常大，兩種水在不同時期作用各有所側重。 (2)自由水和結合水的存在形式及其功能的驗證 ①鮮種子放在陽光下暴曬，重量減輕 主要是自由水散失。 ②干種子用水浸泡后仍能萌發(fā) 失去自由水的種子仍保持其生理活性。 ③干種子不浸泡則不萌發(fā) 自由水越少，代謝越緩慢。 ④干種子放在試管中，用酒精燈加熱，試管壁上有水珠 失去的主要是結合水。 ⑤失去結合水的種子浸泡后不萌發(fā) 失去結合水的細胞失去生理活性。,易錯點4 誤認為質量大的分子就是“生物大分子”,點撥 生物大分子是指由許多“單體”構成的“多聚體”它們均以“C”構成基本骨架，如淀粉、纖維素、糖原。它們均由葡萄糖這種單體構成的多聚體；蛋白質是由氨基酸構成的多聚體，DNA是由脫氧核苷酸構成的多聚體，RNA是由核糖核苷酸構成的多聚體，它們均屬“生物大分子”。 脂肪是由甘油和3分子脂肪酸構成的，其分子量雖然很大，但不屬生物大分子。,[糾錯小練],1.(原創(chuàng)題)下列關于元素化合物的描述不正確的是( ),A.占細胞干重最多的元素是C，占細胞鮮重最多的是O B.大量元素、微量元素在生物體內的生理作用均不可替代，都是必需元素 C.自由水既是良好溶劑，又可參與生化反應，在生物體內其作用比結合水重要 D.無機鹽多數以離子形式存在，也可參與復雜化合物的構成 解析 細胞內自由水、結合水的作用均非常重要。 答案 C,2.(2015玉林模擬)如圖表示細胞中各種化合物或主要元素占 細胞鮮重的含量。①②③④依次為 ( ),A.水、蛋白質、糖類、脂質；N、H、O、C B.蛋白質、水、脂質、糖類；O、C、N、H C.水、蛋白質、脂質、糖類；H、O、C、N D.蛋白質、水、脂質、糖類；C、O、H、N,解析 細胞鮮重中含量最多的化合物是水(②)，其次是蛋白質(①)，脂質占1～2%，糖類占1～1.5%，細胞鮮重中含量最多的元素是O，其次為C，再次為H、N。 答案 D,