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必修① 分子與細胞 第二章 組成細胞的分子,,,,,第一講 細胞中的化學元素及無機物,,課前自主學習,,,,課堂互動探究,1．含量與種類 組成生物體的化學元素常見的有20多種，各種元素的歸屬范圍歸納如下：,組成細胞的化學元素,,(1)上述元素分類是指生物的整體概況，具體到某種生物時元素的歸屬可能不同。 (2)大量元素和微量元素都是組成生物體的必需元素。 (3)占細胞干重最多的元素是C，占細胞鮮重最多的元素是O；無論干重還是鮮重，C、H、O、N四種元素的含量最多。,2．統(tǒng)一性與差異性 (1)生物界與非生物界及不同生物之間在元素種類上具有統(tǒng)一性，而在元素含量上具有差異性。 (2)生物體的元素是生物根據(jù)自身生命活動的需要，有選擇地從無機環(huán)境中吸收的，這體現(xiàn)了生物界與非生物界的統(tǒng)一性。,3．主要作用 (1)維持機體的生命活動，如K＋可保持心肌正常的興奮性。 (2)組成化合物，如糖類和脂肪由C、H、O三種元素組成，核酸由C、H、O、N、P五種元素組成，蛋白質(zhì)由C、H、O、N等元素組成。 (3)影響機體的重要生命活動：如B可促進花粉管的萌發(fā)，從而促進植物受精，油菜缺B會“花而不實”。,1．(2012·江蘇高考)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(nèi)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,解析：細胞中每種元素都有其特定的作用，不能替代，脫氧核苷酸的組成元素是C、H、O、N、P，主動運輸是有選擇性地運輸化合物，從而可以維持細胞內(nèi)元素組成的相對穩(wěn)定。 答案：C,2．(2013·濟南質(zhì)檢)下列關于構成細胞的化學元素種類及作用的敘述不正確的是( ) A．因為C是構成有機物的骨架，所以C是構成生物體的最基本元素 B．生物界和非生物界的統(tǒng)一性表現(xiàn)在組成生物體的化學元素的種類和無機自然界相同 C．構成生物體的化學元素的重要功能之一是構成組成細胞的各種化合物 D．構成生物體的大量元素包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等,解析：C是構成有機物的骨架，所以C是構成生物體的最基本元素；生物界與非生物界的統(tǒng)一性應該是指組成生物體的化學元素在無機自然界中都可以找到，而不是相同；組成細胞的各種化合物是由各種化學元素組成的；構成生物體的大量元素包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。 答案：B,一、細胞中水的含量、存在形式及其與代謝的關系 1．水的含量 在構成細胞的各種化合物中，水的含量最多，一般為85%～90%。,水和無機鹽,(1)不同的生物體內(nèi)水的含量差別很大。例如，生物體的含水量一般為60%～95%，而生活在海洋中的水母的含水量達到97%。 (2)同一生物體不同的生長發(fā)育階段水的含量不同。幼兒時期成年時期；幼嫩部分成熟部分。 (3)同一生物不同器官水的含量也不同，如心肌含水79%。血液含水82%。,2．水的存在形式,3.水的含量與代謝和抗逆性的關系 (1)當自由水比例增加時，生物體代謝活躍、生長迅速，如干種子內(nèi)所含的主要是結合水，干種子只有吸足水分——獲得大量自由水，才能進行旺盛的生命活動。 (2)當自由水向結合水轉(zhuǎn)化較多時，代謝強度就會下降，抗寒、抗熱、抗旱的性能提高。旱生植物比水生植物具有較強的抗旱能力，其生理原因之一就是結合水含量較高。,3．(2013·南京市高三質(zhì)檢)下列有關生物體內(nèi)水和無機鹽的敘述錯誤的是 ( ) A．細胞代謝過程中，葉綠體、核糖體、中心體中都有水生成 B．自由水是細胞內(nèi)良好的溶劑，結合水是細胞的結構物質(zhì),C．無機鹽離子對維持血漿的正常濃度和酸堿平衡等有重要作用 D．鎂是構成葉綠素的必需成分，植物缺乏鎂會導致葉片發(fā)黃 解析：細胞代謝過程中，在葉綠體中進行的光合作用，其暗反應過程有水生成；在核糖體中進行的多肽鏈的合成也有水的生成；中心體中無水生成。 答案：A,4．(2013·長沙檢測)下列關于細胞中水的含量的敘述，不正確的是( ) A．水是人體細胞中含量最多的化合物 B．老年人細胞中含水量比嬰兒的少 C．新陳代謝越旺盛，細胞中的含水量越高 D．抗凍的植物細胞內(nèi)自由水含量大,解析：細胞中含量最多的化合物是水，水為細胞內(nèi)的化學反應提供場所，或者直接作為反應物參與反應，因此代謝旺盛的細胞中含水量較高。老年人代謝比嬰兒慢，細胞內(nèi)含水量比嬰兒少。細胞內(nèi)的水分為自由水和結合水，代謝旺盛的細胞中，自由水含量會增多，在干旱、低溫條件下，結合水含量增多，以增強植物的抗旱、抗凍能力。 答案：D,,實驗技能提升,檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì) 1．實驗原理 生物組織中某些有機化合物能與某些化學試劑產(chǎn)生特定的顏色反應。,,,顏色反應： 結論：組織樣液與斐林試劑在加熱的過程中生成磚紅色沉淀，說明組織樣液中含有可溶性還原糖,,,,觀察：先在低倍顯微鏡下尋找已著色顆粒，再用高倍 顯微鏡觀察 結論：圓形小顆粒呈橘黃色，說明有脂肪存在,,,(3)蛋白質(zhì)的檢測 選材與制備：鮮肝提取液或豆?jié){濾液 結論：組織樣液中存在蛋白質(zhì),,3．斐林試劑與雙縮脲試劑的比較,(1)濃度不同：即斐林試劑中CuSO4溶液濃度與雙縮脲試劑中CuSO4溶液濃度不同。 (2)原理不同：斐林試劑的實質(zhì)是新配制的Cu(OH)2溶液；雙縮脲試劑實質(zhì)是堿性環(huán)境中的Cu2＋。 (3)使用方法不同：斐林試劑是先將NaOH溶液與CuSO4溶液混勻后再使用；雙縮脲試劑是先加入NaOH溶液，再滴加CuSO4溶液。,5．(2013·鹽城模擬)生物組織中還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)三種有機化合物的檢測實驗中，以下操作錯誤的是( ) A．只有脂肪的檢測需要使用顯微鏡 B．用雙縮脲試劑檢測蛋白質(zhì)不需要加熱 C．使用斐林試劑和雙縮脲試劑最好是現(xiàn)配現(xiàn)用 D．可溶性還原糖的檢測，可用酒精燈直接加熱產(chǎn)生磚紅色沉淀,解析：斐林試劑包括甲液和乙液，使用時一定要現(xiàn)配現(xiàn)用，雙縮脲試劑最好也是現(xiàn)配現(xiàn)用，因為成分中的Cu2＋容易沉淀；斐林試劑檢測還原糖時一定要水浴加熱，而使用雙縮脲試劑檢測蛋白質(zhì)時不需要加熱；這個實驗中只有脂肪的檢測需要使用顯微鏡。 答案：D,6．根據(jù)檢測“生物組織中的糖類．脂肪和蛋白質(zhì)”實驗，回答下列問題： (1)檢測成熟蘋果果肉中存在還原糖所用的試劑是________，該試劑與細胞內(nèi)還原糖發(fā)生作用，形成 ________沉淀。 (2)在檢測花生子葉中的脂肪的實驗中，能將脂肪染成橘黃色的染液是________，用其染色時，沖洗浮色要用酒精，這是因為酒精________。,(3)檢測黃豆組織中存在蛋白質(zhì)時，向組織液中加入雙縮脲試劑A搖勻，再向樣液中加入雙縮脲試劑B搖勻。其中雙縮脲試劑B的量只有3～4滴，而不能過量，為什么？____________________。 (4)本實驗注意事項：①斐林試劑極不穩(wěn)定，其甲液和乙液需________，使用時再臨時混合均勻用于實驗。②雙縮脲試劑的使用，應先加試劑________，造成堿性環(huán)境，再加試劑________。③在可溶性還原糖的檢測中，對試管中溶液加熱時，試管底部不要觸及_______；試管口不要朝向____________，以免溶液沸騰時沖出試管造成燙傷。,解析：(1)還原糖具有還原性，能將斐林試劑中的Cu2＋還原成Cu＋，生成Cu2O磚紅色沉淀，所以可用斐林試劑檢測還原糖的存在；(2)蘇丹Ⅲ可將脂肪染成橘黃色。蘇丹Ⅲ能溶解在酒精中，根據(jù)這一性質(zhì)可用酒精洗去浮色，便于觀察。(3)雙縮脲試劑檢測蛋白質(zhì)的原理是蛋白質(zhì)與雙縮腺試劑反應形成紫色。若加入過量的雙縮脲試劑B液即CuSO4，CuSO4本身呈藍色，與試劑A液反應產(chǎn)生的Cu(OH)2也呈藍色，會掩蓋生成的紫色，影響實驗觀察。,答案：(1)斐林試劑 磚紅色 (2)蘇丹Ⅲ染液 能溶解蘇丹Ⅲ (3)過量的雙縮脲試劑B會與試劑A反應，使溶液呈藍色，而掩蓋生成的紫色 (4)①分別配制、儲存 ②A液(0.1 g/mL NaOH溶液) B液(0.01 g/mL CuSO4溶液) ③燒杯底部 實驗者或其他人,1．下列關于生物體內(nèi)水的敘述，不正確的是 ( ) A．結合水是細胞的重要組成成分 B．血細胞中的水大部分是自由水 C．細胞內(nèi)結合水與自由水的比值與新陳代謝強度無關 D．自由水可參與細胞內(nèi)物質(zhì)的運輸與化學反應,解析：水在細胞中的存在形式有結合水和自由水，結合水是組成細胞結構的重要成分，自由水是細胞內(nèi)的良好溶劑、細胞生活的液體環(huán)境和各種生物化學反應的介質(zhì)，自由水與結合水的比例變化主要取決于新陳代謝強度。 答案：C,2．蘋果含有Zn，Zn是形成與記憶力息息相關的蛋白質(zhì)不可缺少的元素，兒童缺Zn就會導致大腦發(fā)育不完善。因此，蘋果又被稱為記憶之果，這說明無機鹽離子 ( ) A．對于維持酸堿平衡有重要作用 B．對于維持細胞形態(tài)有重要作用 C．對于調(diào)節(jié)細胞滲透壓有重要作用 D．對于維持生物體的生命活動有重要作用,解析：分析材料可知，兒童缺Zn就會導致大腦發(fā)育不完善，可以說明Zn對于維持生物體的生命活動有重要作用。 答案：D,3．(2013·寧波檢測)實驗測得小麥、大豆、花生三種生物干種子中三大類有機物含量如下圖，有關敘述正確的是( ),,A．選用花生檢驗細胞中有脂肪存在時需要使用顯微鏡 B．向小麥種子的研磨濾液中加入斐林試劑，就會呈磚紅色 C．用雙縮脲試劑檢驗大豆組織樣液中存在蛋白質(zhì)加熱呈藍色 D．萌發(fā)時相同質(zhì)量的三種種子需要的O2量基本相同,解析：花生種子中含有脂肪較多，可以用作鑒定脂肪的材料，實驗中需要用顯微鏡觀察被染上顏色的脂肪微粒。小麥種子含淀粉最多，可以用作鑒定淀粉的實驗材料，但需要用碘液來鑒定，呈現(xiàn)藍色。大豆種子含有蛋白質(zhì)較多，所以研磨后的樣液可以用雙縮脲試劑來鑒定而呈現(xiàn)紫色。等質(zhì)量的種子萌發(fā)時消耗氧氣最多的是花生種子，因為花生種子含的脂肪最多。 答案：A,4．(2013·錦州模擬)在治療創(chuàng)傷的中藥方劑中，雄性羚羊角或犀牛角的用量極少，但是缺少這味藥，療效將大大下降甚至無效。已知動物的角主要是由死亡細胞的角化(變性)蛋白質(zhì)組成的，則羚羊角等的有效成分最可能是( ) A．特殊活性蛋白質(zhì) B．DNA C．微量元素類 D．大量元素類,解析：結合題意分析，動物角主要由變性的蛋白質(zhì)組成，而且在中藥方劑中用量極少，可以得出羚羊角等的有效成分最可能是提供了一些微量元素，正確選項為C。A項，即使有特殊活性蛋白質(zhì)，在中藥的煎制及服用后被破壞，起不到任何作用；B項和D項肯定是不正確的。 答案：C,5．下列有關無機鹽的敘述，正確的是( ) A．人體的血漿滲透壓由無機鹽維持 B．細胞中的無機鹽主要以化合物形式存在 C．細胞進行脂肪、DNA、RNA等物質(zhì)合成時都需要磷酸鹽 D．K是構成細胞的大量元素，對維持細胞正常功能有重要作用,解析：人體的血漿滲透壓大小主要與無機鹽和蛋白質(zhì)的含量有關；細胞中的無機鹽主要以離子形式存在；脂肪中只含有C、H、O三種元素，故脂肪合成時不需要磷酸鹽；K屬于構成細胞的大量元素，在維持細胞內(nèi)液正常的滲透壓中起重要作用。 答案：D,6．微量元素在生物體內(nèi)含量雖然很少，卻是維持正常生命活動不可缺少的。這可通過下面的哪一實例得到證實( ) A．缺Mg時葉片變黃 B．油菜缺B時只開花不結果 C．動物血液中鈣鹽的含量太低會抽搐 D．缺P會影響ATP的合成,解析：結合題干，要證明微量元素的作用，選項中Mg、Ca、P等為大量元素，只有B是微量元素，且與花粉管的生長有關，因此正確的是B項。 答案：B,7．如下圖1為細胞中3種化合物含量的扇形圖，圖2為有活性的細胞中元素含量的柱形圖，下列說法不正確的是( ),,A．若圖1表示正常細胞，則A、B化合物共有的元素中含量最多的是a B．若圖1表示細胞完全脫水后化合物含量的扇形圖，則A化合物中含量最多的元素為圖2中的b C．圖2中含量最多的元素是C，這與細胞中含量最多的化合物有關 D．若圖1表示正常細胞，則B化合物具有多樣性，其必含的元素為C、H、O、N,解析：由圖2表示有活性的細胞中元素含量的相對值分析，a代表O，b代表C，c代表H。若圖1表示正常細胞，則A表示H2O，B表示蛋白質(zhì)，二者共有的元素在細胞中含量最多的是O，故A正確；若圖1表示完全脫水后的細胞，則A為蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)中含量最多的元素為C，故B正確；圖2中含量最多的元素a是O，故C錯誤；若圖1表示正常細胞，則B化合物表示蛋白質(zhì)，其具有多樣性，必含的元素為C、H、O、N，故D正確。 答案：C,8．(2013·哈爾濱模擬)下列有關水與生命活動的說法不正確的是( ) A．細胞發(fā)生癌變其自由水含量較正常的細胞低 B．正在萌發(fā)的種子中結合水與自由水的比值下降 C．在線粒體、葉綠體和核糖體中進行的化學反應都有水生成 D．自由水和結合水在一定的條件下可以相互轉(zhuǎn)化,解析：癌細胞能夠無限增殖，細胞內(nèi)代謝比正常細胞旺盛，因此自由水含量較正常細胞高；正在萌發(fā)的種子，代謝旺盛，自由水含量較高，此時結合水與自由水的比值下降；有氧呼吸第三階段產(chǎn)生水，光合作用過程產(chǎn)生水，蛋白質(zhì)的脫水縮合也會產(chǎn)生水，對應的細胞器分別是線粒體、葉綠體和核糖體；自由水和結合水在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。 答案：A,9．(2013·西寧質(zhì)檢)細菌具有細胞壁，為探究其化學成分，某課題小組設計了如下實驗：(已知糖類加硫酸水解后用堿中和，再加斐林試劑，加熱有磚紅色沉淀生成；蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑作用，生成紫色物質(zhì)。二者單獨檢驗時互不干擾。) (1)將細菌細胞粉碎后，用高速離心機分離得到細菌細胞壁。 (2)將細菌細胞壁分成兩等份，編號為A、B。 (3)取A加硫酸水解后用堿中和，再加斐林試劑并加熱；取B加雙縮脲試劑，搖勻。,(4)觀察并記錄實驗現(xiàn)象。 現(xiàn)象及結果分析： 現(xiàn)象①：A出現(xiàn)磚紅色沉淀，B出現(xiàn)紫色； 結論：___________________________________。 現(xiàn)象②：A________________，B________________； 結論：細菌細胞壁中含有糖類而不含蛋白質(zhì)。 現(xiàn)象③：A不出現(xiàn)磚紅色沉淀，B____________； 結論：_______________________________。 現(xiàn)象④：A不出現(xiàn)磚紅色沉淀，B______________； 結論：__________________________________。,答案：①細菌細胞壁中含有糖類和蛋白質(zhì) ②出現(xiàn)磚紅色沉淀 不出現(xiàn)紫色 ③出現(xiàn)紫色 細菌細胞壁中含蛋白質(zhì)，不含糖類 ④不出現(xiàn)紫色 細菌細胞壁中不含糖類和蛋白質(zhì),