第二章 組成細胞的分子不同尋常的一本書，不可不讀喲！1.蛋白質、核酸的結構和功能()2糖類、脂質的種類和作用()3水和無機鹽的作用()4檢測生物組織中還原糖、脂肪和蛋白質5觀察DNA、RNA在細胞中的分布 重溫生物學術語，讓你的答題更規(guī)范、更專業(yè)、更能打動閱卷老師！ 主要：大量元素，微量元素，最基本的元素，氨基酸，蛋白質，核酸，核苷酸，糖類，脂質，結合水，自由水，無機鹽次要：斐林試劑，雙縮脲試劑，肽鍵，二肽，多肽，氨基，羧基，生物大分子，單體，多聚體 第第1、5節(jié)節(jié) 細胞中的元素和化合物細胞中的元素和化合物細胞中的無機物細胞中的無機物讀讀教材基礎1組成人體細胞的C、H、O、N四種元素中占細胞干重和鮮重的比例如何排序？主要原因是什么？二、組成細胞的化合物1含量及種類3細胞中的無機鹽(1)存在形式：絕大多數以_的形式存在，少數以化合物形式存在。(2)功能：細胞內復雜化合物的重要組成成分，維持細胞和生物體的_，維持細胞的酸堿平衡等。2. 代謝變旺盛的細胞中自由水和結合水的含量有什么變化？一、1. Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo C C、H、O、N C、H、O、N、P、S 2.無機自然界 化合物 生命活動 3.統(tǒng)一性 差異性 二、1.水 蛋白質 2.(1)結合水 (2)細胞結構 良好溶劑 3.(1)離子 (2)生命活動想一想1.提示： 鮮重條件下：OCHN； 干重條件下：CONH。 在鮮重下O元素最多的原因是H2O在細胞中含量最多。2.提示：自由水的含量升高，自由水與結合水的比例增大。1據教材17頁圖21和圖22可得出什么信息？ 提示： 在干重和鮮重的情況下，人體細胞中含量最多的元素不同。在鮮重中含量最多的元素是O，其次是C、H、N；而在干重中含量最多的元素是C，其次是O、N、H。2教材35頁思考與討論：Fe血紅蛋白貧血；Mg葉綠素光合作用。3教材36頁技能訓練設計實驗：證明某種元素是否是必需礦質元素的實驗思路。答案：答案：大量大量 微量微量 無機物無機物 有機物有機物研研核心要點 1細胞中的水細胞中的水(1)結合水與自由水的比較結合水與自由水的比較含量含量存在形式存在形式生理作用生理作用結合水結合水大約大約4.5%與其他物質結合與其他物質結合在一起在一起細胞結構的重要組細胞結構的重要組成成分成成分自由水自由水大約大約95.5%細胞中自由流細胞中自由流動、游離狀態(tài)存動、游離狀態(tài)存在在良好溶劑、運輸作良好溶劑、運輸作用、液體環(huán)境、原用、液體環(huán)境、原料料(2)水與代謝的關系(3)細胞中產生水的結構及代謝過程 結構結構 代謝過程代謝過程 葉綠體基質葉綠體基質 光合作用暗反應階段光合作用暗反應階段 線粒體線粒體 有氧呼吸第三階段有氧呼吸第三階段 核糖體核糖體 氨基酸脫水縮合生成多肽氨基酸脫水縮合生成多肽 高爾基體高爾基體 植物細胞纖維素的合成植物細胞纖維素的合成 細胞核細胞核 DNA復制、轉錄復制、轉錄 2.細胞中的無機鹽(1)存在形式：主要是離子形式。(2)無機鹽在細胞中的功能某些復雜化合物的組成成分水的存在形式決定著相關生理活動(1)細胞內自由水/結合水比例升高，則代謝旺盛；反之代謝緩慢。(2)秋冬季節(jié)，蒸騰作用弱，吸水減少，結合水含量相對升高，有利于植物抗寒性提高。(3)升高或降低溫度時，結合水與自由水可以相互轉化，以增強細胞的抗逆性。升高溫度時，自由水增多；反之，結合水增多。師說一語破天機 理綜試卷對本考點的考查多與其他知識綜合在一起，考查內容多為識記層次，選擇題、非選擇題均有。選題典型中選秀例1：結合下列曲線，分析有關無機物在生物體內含量的說法，錯誤的是()A曲線可表示人一生中體內自由水與結合水的比值隨年齡變化的曲線B曲線可表示細胞呼吸速率隨自由水與結合水比值的變化C曲線可以表示一粒新鮮的玉米種子在烘箱中被烘干的過程中，其內無機鹽的相對含量變化D曲線可以表示人從幼年到成年體內含水量的變化破題分層揭秘密(一)明確解題思路本題考查水和無機鹽的含量及與代謝的關系。解答本題需結合相關知識對選項和曲線的變化認真分析，得出正確選項。(二)獲取信息逐項分析選項選項內容指向內容指向聯系分析聯系分析A隨著年齡增加，新陳代謝減慢，自由水與結合隨著年齡增加，新陳代謝減慢，自由水與結合水比值下降水比值下降B自由水與結合水比值增加，會導致細胞呼吸速自由水與結合水比值增加，會導致細胞呼吸速率加快率加快C隨著新鮮的玉米種子在烘箱中被烘干，水分不隨著新鮮的玉米種子在烘箱中被烘干，水分不斷減少，無機鹽相對含量逐漸增多斷減少，無機鹽相對含量逐漸增多D人從幼年到成年體內水含量下降人從幼年到成年體內水含量下降(三三)完美答案完美答案C(四)同類互動探究(1)若橫坐標代表溫度，適當提高溫度后，細胞中自由水與結合水比值的變化，可用哪條曲線來表示？提示：曲線。分析：溫度升高，伴隨著代謝不斷增強，自由水與結合水比值會增大，到一定時期，曲線會趨于平衡，因此符合的是。(2)動物進入休眠期，細胞中自由水與結合水比值可用圖中哪條曲線來表示？提示：曲線。分析：動物進入休眠期，代謝緩慢，細胞中自由水與結合水比值下降，可用圖中曲線表示。1實驗原理及步驟2斐林試劑與雙縮脲試劑的比較分析比較項目比較項目斐林試劑斐林試劑雙縮脲試劑雙縮脲試劑不不同同點點使用方法使用方法甲液和乙液混合均勻后方可甲液和乙液混合均勻后方可使用，且現配現用使用，且現配現用使用時先加使用時先加A液再加液再加B液液呈色反應呈色反應條件條件需水浴加熱需水浴加熱不需加熱即可反應不需加熱即可反應反應原理反應原理還原糖中的醛基被還原糖中的醛基被Cu(OH)2氧化，氧化，Cu(OH)2被還原為被還原為Cu2O具有兩個以上肽鍵的化合物在堿具有兩個以上肽鍵的化合物在堿性條件下與性條件下與Cu2反應生成絡合反應生成絡合物物顏色顏色磚紅色磚紅色紫色紫色濃度濃度乙液乙液CuSO4溶液濃度為溶液濃度為0.05 g/mLB液液CuSO4溶液濃度為溶液濃度為0.01 g/mL相同點相同點都含有都含有NaOH、CuSO4兩種成分，且所用兩種成分，且所用NaOH溶液濃度都是溶液濃度都是0.1 g/mL(1)還原糖鑒定的實驗材料要求淺色：不能用綠色葉片、西瓜、血液等材料，防止顏色的干擾。還原糖含量高：不能用馬鈴薯(富含淀粉)、甘蔗、甜菜(富含蔗糖)。(2)唯一需要加熱還原糖鑒定，且必需水浴加熱，不能用酒精燈直接加熱。若不加熱則無磚紅色沉淀出現。(3)非還原糖(如蔗糖)斐林試劑水浴加熱現象不是無色而是淺藍色Cu(OH)2的顏色。(4)唯一需要顯微鏡脂肪鑒定，實驗用50%酒精的作用洗掉浮色。(5)記準混合后加入斐林試劑，且現配現用；分別加入雙縮脲試劑(先加A液，后加B液，且B液不能過量)。兩者成分相同，但CuSO4溶液的濃度不同，所以不能混用。(6)若用大豆做材料，必須提前浸泡；若用蛋清作材料，必須稀釋，防止其粘在試管壁上不易刷洗；且該實驗應預留部分組織樣液做對比。(7)易寫錯別字提示：“斐林試劑”中的“斐”不可錯寫成“非”，雙縮脲試劑中“脲”不可錯寫成“尿”。師說一語破天機 本考點是歷年的命題熱點，命題的原則是“回歸教材”而“高于教材”，考查時往往與其他實驗結合或與食品、藥品成分鑒定、疾病(如糖尿病、腎炎等)診斷結合。選題典型中選秀例2：某同學有喝牛奶的習慣，在學習了細胞的化合物知識后，他想知道牛奶中有無蛋白質和還原糖。下面是其未設計完的實驗，請幫助他完成實驗設計。實驗目的探究某品牌牛奶中有無蛋白質和還原糖。實驗原理利用顏色反應探究牛奶中有無蛋白質和還原糖。材料用具略實驗步驟請補充表格中a、b、c、d處內容：(1)a._；b._；c._；d._。(2)請預測A、D兩個試管的現象及其結論：A：_。D：_。(3)分析該實驗設計：試管A和_構成對照實驗，對照組為_，目的是_。破題分層揭秘密(一)明確解題思路本題要求探究某品牌牛奶中有沒有蛋白質和還原糖，實質上是考查教材中可溶性還原糖與蛋白質鑒定的相關知識與技能。實驗應設置對照，一般選擇空白對照，但為了增強實驗的說服力可增加一組標準對照，如探究牛奶中是否具有還原糖可用還原糖如葡萄糖進行對照，而探究牛奶中是否具有蛋白質可用蛋白質如酪蛋白進行對照。(二)調動和運用知識解題(1)蛋白質 2 mL NaOH溶液 水浴加熱 34滴CuSO4溶液 (2)若出現磚紅色沉淀，證明奶粉中含有還原糖，否則無還原糖 若出現紫色，證明奶粉中含有蛋白質，否則無蛋白質 (3)B、C試管 B和C試管通過對照探究奶粉中是否含有還原糖說說生物實驗 【選題熱考秀】科學施肥可使作物接近最高產量而又不會造成肥料浪費。實驗表明鋅肥的施用量與番茄的果實產量密切相關，如圖為實驗結果曲線圖，請完善探究實驗的相關問題。(1)實驗目的：_。材料用具：不同濃度的硫酸鋅溶液(本實驗SO對實驗結果的影響可忽略)，用相同的杉木糠和土壤浸出液栽培的240株長勢相同的番茄幼苗。(2)實驗步驟：將240株番茄幼苗平均分成_組并編號；在相同且適宜條件下將幼苗培養(yǎng)至花蕾期，_；繼續(xù)培養(yǎng)至果實成熟，_。繪制實驗結果曲線圖(如上圖)。(3)實驗分析與結論：結果表明，施用鋅肥的最佳濃度范圍是_。根據該實驗的結果分析科學施肥的理由：_。標準答案(1)探究鋅肥施用量對番茄產量的影響(探究種植番茄時施用鋅肥的最佳濃度范圍)(2)8 實驗組噴灑適量且等體積的不同濃度的硫酸鋅溶液，對照組噴灑等量的蒸餾水稱量每組番茄所結果實的重量(3)12 mg/L16 mg/L鋅肥施用量超過最佳范圍(12 mg/L16 mg/L)時果實產量下降，且造成浪費【備考角度說】No.1角度：名師語錄(1)準確、規(guī)范“實驗目的”實驗目的的獲取需依據提示信息，從題意給予的信息可以看出，本實驗研究的是“鋅肥的施用量與番茄的果實產量的關系”，所要研究的內容是“未知屬性”，實驗目的應該定位在“探究”上；從曲線圖給予的信息可以看出“不同硫酸鋅溶液濃度下，番茄果實產量不同”；因此本實驗的實驗目的就是“探究鋅肥施用量對番茄產量的影響”?；蚋鶕鴺藞D提出另外的實驗目的。(2)確定分組的數量及實驗設計的原則明確分組依據，進行合理分組題中曲線圖橫坐標中不同硫酸鋅溶液濃度的數量是分組的依據。曲線圖中給出了7種不同濃度的硫酸鋅溶液，再考慮要設計對照實驗，因此要把240株番茄幼苗平均分成8組。緊扣實驗設計的原則根據平行重復原則，將240株番茄幼苗平均分成8組并編號；根據等量原則、對照原則，“實驗組噴灑適量且等體積的不同濃度的硫酸鋅溶液，對照組噴灑等量的蒸餾水”。No.2角度：閱卷人點評得分要點(2)必須體現“實驗組、適量、等體積、不同濃度”、“對照組噴灑等量的蒸餾水”。(3)必須體現“超過最佳范圍”、“產量下降”。失分案例(1)錯答為“驗證鋅肥濃度與果實產量之間的關系”。(2)錯答成“7”組。錯答成“噴灑適量的不同濃度的硫酸鋅溶液”；“實驗組噴灑適量且等體積的不同濃度的硫酸鋅溶液，對照組不做處理”等。錯答成“統(tǒng)計每組番茄所結果實的數量”。(3)錯答成“16 mg/L”。錯答成“合理使用鋅肥，使果實產量最高”?？纯纯紙龃鹁磉x題來自閱卷現場2011福建理綜，26使用染色劑染色是生物學實驗常用的方法，某同學對有關實驗做了如下歸納：實驗實驗觀察對象觀察對象染色劑染色劑實驗結果實驗結果花生子葉細胞的脂肪顆花生子葉細胞的脂肪顆粒粒蘇丹蘇丹脂肪顆粒被染成橘黃脂肪顆粒被染成橘黃色色人口腔上皮細胞中的人口腔上皮細胞中的DNA和和RNA分布分布吡羅紅甲基吡羅紅甲基綠綠信息信息1人口腔上皮細胞中的線人口腔上皮細胞中的線粒體粒體健那綠健那綠線粒體呈現藍綠色線粒體呈現藍綠色洋蔥根尖分生組織細胞洋蔥根尖分生組織細胞的有絲分裂的有絲分裂信息信息2 信息信息2(1)上述實驗結果的歸納，正確的有 批注1(實驗序號)。(2)實驗和實驗在染色之前，都使用了一定濃度的鹽酸處理。其中，實驗用鹽酸可改變 通透性，加速染色劑進入細胞；實驗用鹽酸與酒精混合，對材料進行解離。在兩個實驗操作中，都要注意鹽酸濃度，處理材料時的溫度和 。(3)健那綠使線粒體著色與線粒體內膜的酶系統(tǒng)有關。線粒體內膜上的酶主要催化有氧呼吸的第 階段反應，該反應變化是批注2標準答案(1)(2)細胞膜 時間(3)三 H與氧結合形成水，同時釋放出大量的能量一覽名師語錄教材中的基本實驗是高考的重點內容。染色劑和實驗試劑的使用是較常見的考查方面。尤其注意同一試劑在不同實驗中的使用，例如本題中的鹽酸。審題抓關鍵詞信息1可知“綠色面積”為DNA分布面積，“紅色面積”為RNA分布面積。因RNA主要分布在細胞質中，而DNA主要在核中，所以紅色面積應大于綠色面積。信息2可知間期雖沒有染色體結構但存在染色質，也可被龍膽紫著色。答題名師批閱批注1由于對“染色體”和“染色質”的關系不清楚，導致多答了。批注2對有氧呼吸三個階段的場所掌握不準確，導致錯答。分析分步細研(1)甲基綠把細胞核染成綠色，吡羅紅把細胞質染成紅色，綠色面積小于紅色面積。染色質和染色體是同一種物質，都可以被龍膽紫染色，因此間期細胞的染色質和分裂期細胞的染色體都著色。 (2)檢測DNA和RNA在細胞中分布實驗中，鹽酸的作用一是改變細胞膜通透性，二是使DNA和蛋白質分離。在和兩個實驗中除了注意鹽酸濃度、溫度，還要注意處理的時間。 (3)有氧呼吸的第三階段發(fā)生在線粒體內膜上，該反應是H與氧氣結合生成水，同時釋放大量能量。 隨堂對點練習1.2012廣東理綜，3分析下表，可推測()溶液溶液雙縮脲試劑雙縮脲試劑碘液碘液斐林試劑斐林試劑甲甲乙乙甲、乙混合甲、乙混合注：“”顯色，“”顯色更深，“”不顯色。A甲溶液含有淀粉酶 B乙溶液含有還原糖C混合溶液不含淀粉 D混合溶液含有淀粉酶答案：D解析：雙縮脲試劑、碘液、斐林試劑在生物學中分別用來檢測蛋白質、淀粉和還原糖，并出現不同的顯色反應。據此可以推測，甲溶液含有蛋白質，乙溶液含有淀粉，甲、乙混合溶液中含有還原糖。甲、乙混合溶液中的還原糖是甲溶液中的蛋白質與乙溶液中的淀粉混合后產生的，由此可以說明甲溶液中含有的蛋白質是淀粉酶，淀粉酶催化乙溶液中的淀粉水解產生了還原糖。22012上海單科，3下列食物營養(yǎng)成分與鑒定試劑及顯色反應之間的對應關系中，錯誤的是()A淀粉：碘液，藍紫色 B還原糖：班氏試劑，紅黃色C脂肪：蘇丹染液，橘紅色D蛋白質：雙縮脲試劑，黃綠色答案：D解析：本題考查利用特定試劑與化合物的顯色反應來鑒定待測化合物的相關知識。淀粉遇碘液呈藍紫色，還原糖遇班氏試劑呈紅黃色，脂肪可被蘇丹染液染成橘紅色，而蛋白質遇雙縮縮脲試劑呈紫色，D選項錯誤。32011山東高考，6只有在保持細胞活性的條件下，才能顯示細胞中某物質或結構的實驗是() A蘇丹染色觀察花生種子子葉細胞中的脂肪 B龍膽紫染色觀察洋蔥根尖分生區(qū)細胞的有絲分裂 C健那綠染色觀察動物細胞中的線粒體 D甲基綠、吡羅紅染色觀察動物細胞中的DNA和RNA答案：C解析：本題主要考查課本實驗的過程及相關知識，綜合性較強。蘇丹染色觀察花生種子子葉細胞中的脂肪，龍膽紫染色觀察洋蔥根尖分生區(qū)細胞的有絲分裂，甲基綠、吡羅紅染色觀察動物細胞，細胞都已經被殺死；健那綠染色觀察動物細胞的線粒體，健那綠是活體染色劑，所以細胞是活的。42012海南高考，7關于植物細胞中元素的敘述，錯誤的是()A番茄和水稻根系吸收Si元素的量相等B細胞中含量最多的四種元素是C、O、H和NC植物根系通過主動運輸吸收無機離子需要ATPD與豆科植物共生的根瘤菌可為豆科植物生長提供N元素答案：A解析：不同植物的根系對同種無機鹽離子的吸收不同，A不正確；細胞中含量最多的元素為C、O、H、N，B正確；植物根系吸收無機鹽離子的方式為主動運輸，需要消耗ATP，C正確；豆科植物和根瘤菌為互利共生關系，根瘤菌具有固氮作用，可為豆科植物提供N元素，D正確。52012江蘇高考，1下列關于細胞中化學元素的敘述，正確的是()A細胞中一種元素的作用能被其他元素替代B細胞中的脫氧核苷酸和脂肪酸都不含有氮元素C主動運輸機制有助于維持細胞內元素組成的相對穩(wěn)定D細胞中的微量元素因含量極少而不如大量元素重要答案：C解析：不同的元素有不同的作用，在細胞內不能被別的元素替代，A錯；脫氧核苷酸由C、H、O、N和P五種元素組成，脂肪酸由C、H和O三種元素組成，B錯；主動運輸使細胞能對外界物質有選擇的吸收和排出，能維持細胞內元素的平衡，C正確；微量元素雖然含量極少，但卻是維持正常生命活動不可缺少的，也非常重要，D錯。6金版原創(chuàng)“每天一杯奶，強壯中國人?！迸Ｄ痰臓I養(yǎng)成分很高，牛奶中的礦物質種類也非常豐富，除了我們所熟知的鈣以外，磷、鐵、鋅、銅、錳、鉬的含量都很多。請根據所學知識，回答下列相關問題。(1)牛奶中含量最多的化合物是_，它的營養(yǎng)價值主要是為我們人體小腸上皮細胞提供_。(2)人體中的鈣主要集中在牙齒和_上，兒童、青少年生長發(fā)育需要充足的鈣，同樣孕婦及成人、中老年人，也需要補充鈣質。牛奶中含有的_(動物細胞中的二糖)還能促進人體腸壁對鈣的吸收，吸收好對于補鈣是尤其關鍵的。(3)牛奶中含有的這些元素，屬于微量元素的包括_。答案：(1)水 氨基酸 (2)骨骼 乳糖 (3)鐵、鋅、銅、錳、鉬解析：牛奶中含量最多的化合物是水，而不是蛋白質，含量最多的有機物是蛋白質，其被消化成氨基酸后才能被小腸吸收，動物細胞中特有的二糖為乳糖。限時規(guī)范特訓