第2講細胞中的元素和化合物細胞中的無機物1水和無機鹽的作用()2實驗：檢測生物組織中還原糖、脂肪和蛋白質考查細胞中的元素和化合物1組成細胞的元素諧音巧記組成細胞的微量元素鐵猛(錳)碰(硼)新(鋅)木(鉬)桶(銅)。2生物界與非生物界的統(tǒng)一性和差異性3細胞中化合物的種類與含量(1)分類(2)如圖為構成細胞的化合物占鮮重的比例，請指出的名稱。水、蛋白質、脂質、無機鹽。1(必修1 P19拓展題T1改編)組成生物體的元素追根溯源來自無機環(huán)境，下列有關說法正確的是()A生物體內的元素比例和無機環(huán)境中相同B說明生物界和非生物界具有統(tǒng)一性C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、HD生物體內的元素種類和無機環(huán)境中相同答案：B2(深入追問)氧元素在細胞鮮重中所占比例最大，為什么不是最基本元素？提示：組成生物的大分子都是以碳鏈為骨架的而不是由氧原子構成的，所以碳是最基本元素。1利用集合圖形巧記元素的分類2統(tǒng)一性與差異性的辨別關鍵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。3化合物的元素組成分析及應用(1)據(jù)特征元素推測化合物的種類 (2)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，故其代謝終產物都有CO2和H2O；蛋白質中還有N，其代謝產物中還含有尿素。(3)特殊元素在生物科研中的作用：利用同位素示蹤法通過標記某物質中的特殊元素，研究該物質在生物體內的合成、運輸?shù)壬碜饔谩Ｈ缡删w侵染細菌的實驗?！靖兄碱}】下列有關細胞中元素和化合物的敘述，錯誤的是()ADNA與ATP中所含元素的種類相同(2015全國，1A)B圖中含量最多的元素是a，這與細胞中含量最多的化合物無關C用、表示ATP上三個磷酸基團所處的位置(APPP)。某種酶可以催化ATP的一個磷酸基團轉移到DNA末端上，同時產生ADP。若要用該酶把32P標記到DNA末端上，那么帶有32P的磷酸基團應在ATP的位上2016全國乙，29(1)改編D主動運輸機制有助于維持細胞內元素組成的相對穩(wěn)定(高考江蘇卷)答案B 高分點撥類題通法利用扇形圖或柱形圖法分析元素和化合物含量的技巧圖中A、B、C、D信息解讀(1)表示細胞鮮重時元素含量：OCHN?；衔锖浚核鞍踪|脂質糖類。(2)表示細胞干重時元素含量：CONH。化合物含量：蛋白質脂質糖類?！靖M題組】 命題1細胞中元素含量、種類及作用1(2016高考上海卷，6)諾貝爾獎得主屠呦呦在抗瘧藥物研發(fā)中，發(fā)現(xiàn)了一種藥效高于青蒿素的衍生物蒿甲醚，結構如圖。下列與蒿甲醚的元素組成完全相同的物質是()A纖維素B胰島素C葉綠素 D甲狀腺素解析：選A。分析題圖結構中的元素組成，可知蒿甲醚是由C、H、O三種元素組成的。纖維素的元素組成為C、H、O；胰島素的元素組成為C、H、O、N等；葉綠素的元素組成為C、H、O、N、Mg；甲狀腺(激)素的元素組成為C、H、O、N、I。由此可見，與蒿甲醚的元素組成完全相同的物質是纖維素。2(2017安徽蚌埠皖北月考)下列關于構成生物體的元素的敘述中，正確的是()A生物群落中，碳是以CO2的形式在生產者、消費者和分解者之間傳遞BO是構成有機物的基本元素之一，光合作用制造的有機物中的氧來自H2OCMg是植物必需的微量元素，因為合成葉綠素時需要Mg做原料DC是生命的核心元素，組成生物的大分子都是以碳鏈為骨架的解析：選D。生物群落中，碳是以有機物的形式在生產者、消費者和分解者之間傳遞，CO2是在生物群落和無機環(huán)境之間的循環(huán)形式，A錯誤；O是構成有機物的基本元素之一，光合作用制造的有機物中的氧來自CO2，H2O中的氧被光解產生了氧氣，B錯誤；合成葉綠素時需要Mg做原料，Mg是植物必需的大量元素，不是微量元素，C錯誤；C是最基本元素，組成生物的大分子都是以碳鏈為骨架的，D正確。 命題2利用圖表分析細胞中的元素及化合物3(2017青島高三聯(lián)考)如圖是活細胞中3種元素含量或3種化合物含量的扇形圖，如表是幾種細胞中6種大量元素的百分比含量，下列敘述不正確的是() 元素OCHNPS玉米細胞(干重)44434357624146020017人細胞(干重)1462559746933311078人活細胞65018010030140030A若扇形圖代表化合物的含量，則甲、乙分別代表水和蛋白質B若扇形圖代表元素的含量，則甲、乙、丙分別代表氧、碳、氫三種元素C由表中數(shù)據(jù)可以看出，在玉米細胞(干重)中所占比例明顯高于人細胞(干重)中的元素是C，發(fā)生這種差異的一個主要原因是組成玉米細胞的化合物中糖類較多D組成生物界和非生物界的化學元素在含量上相差很大，說明生物界和非生物界具有一定的差異性解析：選C。玉米細胞(干重)中所占的比例明顯高于人細胞(干重)中的元素是O。易錯點1認為生物體內的各種元素的種類和含量都相同點撥(1)組成不同生物的化學元素的種類基本相同，但各種元素的含量相差較大。(2)同一生物體內的不同細胞中元素的含量也不相同。易錯點2認為細胞內含量最多的元素是碳點撥細胞內含量最多的元素是氧而不是碳(組成細胞干重最多的元素是碳)。4如表是兩種生物干重中有關元素的質量分數(shù)(%)。據(jù)表有人得出以下結論，其中正確的是()元素CHONPS生物甲43576244443146020017生物乙55997461462933311078A如果它們分別是動物和植物，則甲是動物，乙是植物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：選B。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，因此甲為植物，乙為動物，A錯誤；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(jù)，C、D均錯誤。不能正確認識化合物氧化分解時的釋放能量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。細胞中的水和無機鹽1細胞中的水(1)水的存在形式及生理作用寫出A、B、C、D所反映的以上兩種水的功能：A組成細胞結構。B提供細胞生活的液體環(huán)境。C作為反應物，參與反應。D有利于物質運輸。(2)水的含量規(guī)律生物種類：水生生物含水量陸生生物含水量。生長發(fā)育階段：幼兒成年；幼嫩部分成熟部分。組織器官種類與代謝程度：如牙齒骨骼血液。2細胞中的無機鹽1(必修1 P36技能訓練拓展)無機鹽能維持生物體正常的生命活動。下面列出了若干確定無機鹽X是否是植物必需的實驗方案，其中正確的設計是()以土壤為基質盆栽，澆缺少無機鹽X的“完全培養(yǎng)液”以沙土為基質盆栽，澆缺少無機鹽X的“完全培養(yǎng)液”只用缺少無機鹽X的“完全培養(yǎng)液”，不用基質以土壤為基質盆栽，澆蒸餾水以沙土為基質盆栽，澆完全培養(yǎng)液不用基質，只用完全培養(yǎng)液不用基質，只用含無機鹽X的培養(yǎng)液不用基質，只用蒸餾水A以為實驗組，為對照組B以為實驗組，為對照組C以為實驗組，為對照組D以為實驗組，為對照組答案：A2(必修1 P38知識遷移改編)剛收獲的玉米種子在陽光下曬干，重量減輕這個過程損失的主要是_，這樣的種子在條件適宜時，仍能萌發(fā)成幼苗。把曬干后的種子放在一潔凈的試管中加熱，試管壁上有水珠出現(xiàn)，這些水主要是_，這樣的種子將不能萌發(fā)。代謝旺盛的細胞內_的含量相對高些。提示：自由水結合水自由水1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，細胞與細胞之間也有，如動物體的細胞外液。2自由水與結合水是可以相互轉化的(1)轉化關系：自由水結合水。(2)實例：烘干種子時，部分結合水轉化為自由水散失；水果放入冰箱冷藏時，部分自由水轉化為結合水。3自由水/結合水比值和細胞代謝的關系(1)關系(2)實例：衰老的細胞內水分含量減少，細胞萎縮，體積減小，細胞代謝速率減慢。4某種無機鹽在植物體中的生理功能的驗證思路(1)實驗組(2)對照組正常植物完全培養(yǎng)液正常生長【感知考題】下列關于水和無機鹽的敘述，不正確的是()A細胞內結合水/自由水的比值，種子萌發(fā)時比休眠時低(2015山東，4A改編)B自由水可作為細胞內化學反應的反應物(2014海南，5C)C發(fā)生局部炎癥反應時的腫脹，是由組織中的Na濃度增加所致(2016浙江，4C)D番茄幼苗在缺鎂的培養(yǎng)液中培養(yǎng)一段時間后，與對照組相比，光反應強度降低，暗反應強度降低(新課標全國卷改編)答案C(1)生命活動離不開水，下圖中進行的場所分別是線粒體內膜、核糖體、葉綠體類囊體薄膜。(2)驗證植物體內無機鹽的生理功能時實驗組用缺素培養(yǎng)液，對照組不能(“能”或“不能”)用蒸餾水做對照。 高分點撥類題通法1衍射法歸納細胞中的水2無機鹽在維持生物體內環(huán)境平衡方面的體現(xiàn)(1)滲透壓平衡：Na對維持細胞外液滲透壓起重要作用，K對維持細胞內液滲透壓起決定作用；(2)酸堿平衡：血液中存在NaHCO3/H2CO3等緩沖對，調節(jié)機體的酸堿平衡?！靖M題組】 命題1考查水與代謝的關系1(2017安徽六安一中高三月考)顯微鏡下分別觀察小麥的葉肉細胞和干種子的胚細胞，發(fā)現(xiàn)葉肉細胞的細胞質中有明顯的細胞質流動現(xiàn)象，而胚細胞則無此現(xiàn)象，原因是()A葉肉細胞是活細胞，而胚細胞是死細胞 B葉肉細胞中有自由水，胚細胞沒有自由水C葉肉細胞的自由水與結合水的比值大 D胚細胞的自由水與結合水的比值大解析：選C。休眠細胞仍是活細胞，種子在曬干的過程中，自由水大量蒸發(fā)，胚細胞中有自由水但含量較少，結合水的相對比值增大，代謝不活躍，所以細胞質流動不明顯。 命題2考查與水相關的生理過程2(高考四川卷改編)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神經沖動傳導時，消耗自由水，分解ATPB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DH2O在光下分解，產生的H將經CO2固定生成的C3還原成(CH2O)解析：選C。A項，ATP分解需要水的參與。B項，在氨基酸脫水縮合形成多肽鏈的過程中，生成物H2O中的兩個氫原子分別來自兩個氨基酸中的氨基和羧基。C項，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。線粒體中丙酮酸的分解要利用H2O，產生CO2。D項，光合作用的光反應階段發(fā)生在葉綠體類囊體薄膜上，H2O在光下被分解成O2和H，H用于葉綠體基質中的暗反應，將經CO2固定生成的C3還原成(CH2O)。 命題3無機鹽的功能分析3(2017長沙模擬)下列關于生物體內無機鹽的相關敘述，錯誤的是()A細胞中的無機鹽主要以離子形式存在BMg是葉綠體中參與光合作用的各種色素的組成元素C人體血液中Ca2濃度太低會出現(xiàn)抽搐癥狀D在探究小麥生長發(fā)育需要Mg2的實驗中必須設置對照實驗解析：選B。細胞中無機鹽的主要存在形式是離子，A正確；Mg是葉綠素的組成成分，類胡蘿卜素中不含有Mg，B錯誤；人體血液中Ca2濃度太低會出現(xiàn)抽搐癥狀，C正確；探究小麥生長發(fā)育需要Mg2的實驗中必須設置對照實驗，D正確。4(2017河北邢臺月考)下圖中能正確表示植物根細胞對K吸收量與有關因素的關系的是()解析：選B。植物對水分的吸收和對礦質元素的吸收是兩個相對獨立的過程，沒有必然聯(lián)系。K的吸收是主動運輸，需要呼吸作用提供能量，呼吸強度的強弱決定了生成能量的多少，呼吸生成能量的多少決定離子的吸收量。O2的濃度只決定有氧呼吸的強度，離子的吸收所需能量還可以來自無氧呼吸，O2的濃度為0時，離子吸收量不為0。離子的吸收取決于兩個條件：載體和能量，溫度為0 時，仍然進行細胞呼吸，離子的吸收量應不為0。(實驗2)檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質1還原糖的檢測(1)檢測原理：還原糖中的醛基(CHO)在加熱條件下能將Cu(OH)2中的Cu2還原成Cu，從而生成磚紅色的Cu2O沉淀。(2)檢測步驟2脂肪的檢測(1)檢測原理：脂肪蘇丹()染液橘黃色(紅色)。(2)檢測步驟方法一：花生種子勻漿3滴蘇丹()染液橘黃色(紅色)方法二：3蛋白質的檢測(1)檢測原理：肽鍵結構在堿性溶液中能與Cu2結合生成紫色絡合物，即蛋白質雙縮脲試劑紫色。(2)檢測步驟1實驗成功關鍵點實驗材料的選擇、處理、染色(1)還原糖的檢測要選擇可溶性還原糖含量高、組織顏色較淺或近于白色的植物，如蘋果、梨、白蘿卜。(2)脂肪的檢測所用材料最好是富含脂肪的種子，如花生種子。染色后，一定要用體積分數(shù)為50%的酒精溶液洗去浮色。(3)蛋白質的檢測富含蛋白質的生物組織(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。2還原糖、脂肪、蛋白質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(5060 ，溫水浴)，不能用酒精燈直接加熱。若不加熱，則無磚紅色沉淀出現(xiàn)。(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(shù)為50%的酒精洗去浮色。3試劑用量：鑒定蛋白質時，如待測組織樣液為2 mL，則A液為1 mL，B液為4滴。注意B液用量不能過量，否則會與A液產生藍色Cu(OH)2沉淀，干擾實驗的紫色現(xiàn)象?！靖兄碱}】(2016高考江蘇卷，5)關于生物組織中還原糖、脂肪、蛋白質和DNA的鑒定實驗，下列敘述正確的是()A還原糖、DNA的鑒定通常分別使用雙縮脲試劑、二苯胺試劑B鑒定還原糖、蛋白質和DNA都需要進行水浴加熱C二苯胺試劑和用于配制斐林試劑的NaOH溶液都呈無色D脂肪、蛋白質鑒定時分別可見橘黃色顆粒、磚紅色沉淀解析還原糖鑒定用斐林試劑，DNA的鑒定用二苯胺試劑，A項錯誤；用雙縮脲試劑鑒定蛋白質時，先加A液，后加B液，不需要水浴加熱，B項錯誤；鑒定DNA的二苯胺試劑和斐林試劑的NaOH溶液都是無色的，C項正確；用蘇丹染液可將脂肪染成橘黃色，蛋白質與雙縮脲試劑發(fā)生作用，產生紫色反應，D項錯誤。答案C向某試管內無色液體中加入斐林試劑，經加熱若出現(xiàn)磚紅色沉淀，則表明試管內含有葡萄糖，對嗎？說出理由。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。 高分點撥類題通法關于顏色反應實驗的歸納總結顏色原理紅還原糖斐林試劑(水浴加熱)磚紅色沉淀；脂肪蘇丹染液紅色；RNA吡羅紅溶液紅色；染色體(質)醋酸洋紅液紅色黃脂肪蘇丹染液橘黃色；葉綠體中色素分離的濾紙條中胡蘿卜素橙黃色，葉黃素黃色藍淀粉碘液藍色紫蛋白質雙縮脲試劑紫色；染色體(質)龍膽紫溶液紫色；葉綠體中的4種色素主要吸收藍紫光【跟進題組】 命題1考查實驗材料的選擇1(2017煙臺高三模擬)在生物組織中還原糖、脂肪、蛋白質的鑒定實驗中，對實驗材料的選擇，下列敘述錯誤的是()A斐林試劑和雙縮脲試劑的成分中都含有NaOH溶液B花生種子含脂肪多且子葉肥厚，是用于脂肪鑒定的理想材料C食用花生油最好選用蘇丹染液來鑒定，而一般不選用蘇丹染液來鑒定D甘蔗莖的薄壁組織、甜菜的塊根等，都含有較多糖且近于白色，因此可以用于還原糖的鑒定解析：選D。雙縮脲試劑由兩種試劑組成：01 g/mL的NaOH溶液和001 g/mL的CuSO4溶液；斐林試劑也由兩種試劑組成：01 g/mL的NaOH溶液和005 g/mL的CuSO4溶液。食用花生油顏色較深，而蘇丹染液可將脂肪染成橘黃色，染色較淺，不易區(qū)別，故最好選用蘇丹染液，它可以將脂肪染成紅色。甘蔗莖的薄壁組織、甜菜的塊根等含有較多的蔗糖，蔗糖不是還原糖。 命題2實驗原理與過程的分析2某生物興趣小組在野外發(fā)現(xiàn)一種組織顏色為白色的不知名野果，該小組把這些野果帶回實驗室欲鑒定其中是否含有還原糖、脂肪和蛋白質，下列敘述正確的是() A對該野果進行脂肪的鑒定實驗不一定使用顯微鏡B若對該野果的組織樣液加入斐林試劑并水浴加熱出現(xiàn)較深的磚紅色，說明該野果中含有大量的葡萄糖C進行蛋白質的鑒定時可用斐林試劑的甲液和乙液代替雙縮脲試劑A液和B液，因為它們的成分相同D進行還原糖鑒定實驗結束時將剩余的斐林試劑裝入棕色瓶，以便長期保存?zhèn)溆媒馕觯哼xA。脂肪的鑒定可以用含脂肪的組織樣液加入蘇丹染液直接觀察，不需要使用顯微鏡，A項正確；向該野果的組織樣液中加入斐林試劑并水浴加熱出現(xiàn)較深的磚紅色，說明該野果中含有大量的還原糖，但不能確定是葡萄糖，B項錯誤；雙縮脲試劑和斐林試劑的成分相同，但成分的濃度不同，C項錯誤；斐林試劑使用時是將NaOH和CuSO4混合后立即使用，不能長期放置，D項錯誤。區(qū)分斐林試劑與雙縮脲試劑的“一同三不同” 命題3實驗結果的分析3(2017湖南祁陽模擬)現(xiàn)有無標簽的四種樣品各一瓶：稀蛋清、葡萄糖、淀粉和淀粉酶溶液，某學生用雙縮脲試劑和斐林試劑將它們正確鑒定出來了，其實驗步驟和結果見表：樣品號1234第一步加入雙縮脲試劑藍色紫色藍色紫色第二步對1、3組溶液加入斐林試劑水浴藍色磚紅色第三步取1號樣品與2號樣品混合，37 保溫10 min，加入斐林試劑水浴出現(xiàn)磚紅色；取1號樣品與4號樣品混合，37 保溫10 min，加入斐林試劑水浴不出現(xiàn)磚紅色根據(jù)上述實驗結果，下列判斷中正確的是()A1葡萄糖、2淀粉酶、3淀粉、4稀蛋清B1葡萄糖、2稀蛋清、3淀粉、4淀粉酶C1淀粉、2淀粉酶、3葡萄糖、4稀蛋清D1淀粉、2稀蛋清、3淀粉酶、4葡萄糖解析：選C。能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應的是蛋白質，所以2號和4號樣品是蛋白質，即稀蛋清或淀粉酶；能與斐林試劑反應生成磚紅色沉淀的是還原糖，所以3號樣品是葡萄糖，則1號樣品是淀粉；淀粉可被淀粉酶水解成還原糖，還原糖可與斐林試劑反應產生磚紅色沉淀，取1號樣品(淀粉)與2號樣品混合，加入斐林試劑水浴出現(xiàn)磚紅色，所以2號樣品為淀粉酶，則4號樣品為稀蛋清。以曲線、圖表考查種子成熟與萌發(fā)時有機物的變化4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制成勻漿后檢測，結果正確的是()選項取樣時間檢測試劑檢測結果A第10天斐林試劑不顯色B第20天雙縮脲試劑不顯色C第30天蘇丹試劑橘黃色D第40天碘液藍色解析：選C。A項，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(xiàn)磚紅色沉淀。B項，蛋白質是生物體生命活動的體現(xiàn)者，在整個種子成熟過程中都能檢測到蛋白質的存在。C項，在第30天時，脂肪含量較高，脂肪與蘇丹試劑發(fā)生反應呈現(xiàn)橘黃色。D項，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。核心體系構建填空統(tǒng)一差異C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu等水無機鹽規(guī)范答題必備1元素的種類和含量(1)不同生物體內化學元素的種類基本相同。(2)相同元素在不同生物體內的含量差別較大。2元素的含量之最(1)活細胞中含量最多的元素是O。(2)細胞干重中含量最多的元素是C。3化合物含量之最(1)占細胞鮮重最多的化合物是水。(2)占細胞干重最多的化合物是蛋白質。4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O>C>H>N。(2)細胞干重時元素含量C>O>N>H。53種有機化合物含量在細胞中的比例：蛋白質>脂質>糖類。6水在細胞中的兩種存在形式：自由水和結合水。7無機鹽在生物體內的存在形式：多數(shù)以離子的形式存在，少數(shù)以化合物的形式存在。