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1、专题02 细胞中的元素和化合物细胞中的无机物考纲浏览1.水和无机盐的作用()。2.检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质。课前预习一、组成细胞的元素及化合物细胞中常见的化学元素有20多种，是生物体有选择地从无机自然界中获取的。1最基本元素：C。2主要元素：C、H、O、N、P、S。3大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。4微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。5.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起着非常重要的作用，如P是组成ATP、膜结构等的重要成分；Ca是组成骨骼、牙齿的成分；Mg是叶绿素的成分；Fe是血红蛋白的成分。6细胞鲜重含量
2、最多的元素是O。7细胞干重含量最多的元素是C。8组成细胞的化合物：组成细胞的化合物分为无机化合物和有机化合物，前者中H2O的含量最多，后者中蛋白质含量最多。特点提醒 大量元素和微量元素的划分依据是含量。记忆微量元素可利用口诀：铁猛碰新木桶(Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu)。(谐音记忆法)思考：为什么组成细胞的元素在无机自然界都能找到？而含量又大不相同？答案 组成细胞的元素最终是生物体有选择地从无机环境中吸收的。二、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质思考：斐林试剂和双缩脲试剂都包含NaOH溶液和CuSO4溶液两种试剂，使用时有什么不同？答案 斐林试剂使用时是甲液和乙液等量混合均匀后注入，斐林试
3、剂现配现用，水浴加热2分钟；双缩脲试剂使用时是先加入A液1 mL，再加B液4滴。三、细胞中的无机物1细胞中的水(1)存有形式：自由水和结合水。(2)含量变化：不同的生物体内水的含量差别很大；同一生物体不同的生长发育阶段水的含量不同，幼儿期成年期，幼嫩部分老熟部分。同一生物不同器官水的含量也不同。生物体的含水量与生物种类和生物的生长发育期相关。(3) 功能： 结合水：是细胞结构的重要组成成分。(4)自由水与结合水的联系思考：心肌呈固态是因为结合水含量高，血液呈液态是因为自由水含量高，对吗？为什么？2细胞中的无机盐(1)存有形式：细胞中绝大部分无机盐以离子的形式存有。(2)功能：维持细胞和生物体的
4、生命活动，维持细胞的酸碱平衡等。是细胞的结构成分；参与并维持生物体的代谢活动，如哺乳动物血液中钙盐含量过低就会出现抽搐；维持生物体内的平衡：渗透压平衡（Na、Cl维持细胞外液渗透压，K维持细胞内液渗透压），酸碱平衡（如人血浆中HCO3、HPO42等的调节）。考点一、组成细胞的元素和化合物1、组成细胞的化学元素的统一性与差异性(1)生物界与非生物界及不同生物之间在元素种类上具有统一性，而在元素含量上具有差异性。(2)生物体的元素是生物根据自身生命活动的需要，有选择地从无机环境中吸收的，这体现了生物界与非生物界的统一性。(3)生物直接或间接获得无机环境中元素的方式不同。 化合物质量分数/%水占85
5、90无机盐占11.5蛋白质占710脂质占12糖类和核酸占11.5丙(1)比较甲、乙两图，组成细胞的元素中含量最多的四种元素是C、H、O、N，C元素在乙图(甲图，乙图)中的含量表明它是构成细胞的最基本的元素。(2)比较甲图、丙表，回答氧元素占细胞鲜重百分比最大的原因？差异性的原因：生物体总是有选择地从自然界获得所需元素。思维拓展1组成生物体的化学元素在不同的生物体内种类大体相同；不同的生物体内各种化学元素的含量一般相差很大。2元素分类是根据生物体内的含量，而不是生理作用，微量元素虽含量少，但其生理作用却不可替代，如Zn是DNA聚合酶和RNA聚合酶的辅助因子，缺Zn将导致DNA复制和RNA合成不能
6、正常实行。例1 (2012江苏卷，1)下 列 关 于 细 胞 中 化 学 元 素 的 叙 述 , 正 确 的 是 A. 细胞中一种元素的作用能被其他元素替代B. 细胞中的脱氧核苷酸和脂肪酸都不含有氮元素C. 主动运输机制有助于维持细胞内元素组成的相对稳定D. 细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要答案：C解析：生物体内元素具有不可替代性，所以A错，B脱氧核苷酸组成元素为CHONP，所以B错；细胞中微量元素数量少但对生命活动不可缺少，所以D错。答案C。考点定位：主要考查细胞中元素的基础知识。变式训练1 (2012海南卷，7)关于植物细胞中元素的叙述，错误的是 A.番茄和水稻根系吸Si元素的
7、量相等B.细胞中含量最多的四种元素是C、O、H和NC.植物根系通过主动运输吸收无机离子需要ATPD.与豆科植物共生的根瘤菌可为豆科植物生长提供N元素考点二、细胞中的无机物1细胞中的无机物水(1)水的含量、分类及生理作用含量概念生理作用结合水4.5%与其它物质结合在一起细胞组成成分自由水95.5%能够自由流动、以游离状态存在良好溶剂；运输作用；反应场所、原料(2)不同生物含水量特点是细胞和生物体中含量最多的物质(如精瘦肉中的水，沙漠植物中的水)。含水量：水生陆生、幼年成年老年、代谢旺盛代谢缓慢、幼嫩细胞衰老细胞。自由水含量与代谢强度的关系生物体代谢越旺盛，其体内自由水相对比例越高。如种子萌发时，
8、先要吸收大量的水分，以增加自由水的含量，并加快代谢速度。结合水不参与代谢作用，但结合水的相对含量与植物的抗寒性有关。如冬季，植物吸水减少时，细胞内结合水相对含量升高，由于结合水不易结冰和蒸腾，从而使植被抗寒性加强。水对于生物体非常重要，常被誉为“生命之源”，其主要原因是：生物体所有的生命活动都离不开水；地球上的所有生命都是从水中起源的。自由水、结合水相互转化在活细胞内，在生命活动不受限制的温度变化范围内：一般情况下，温度略升高，自由水含量将升高，反之则自由水含量降低。相同条件下，自由水含量高的细胞，代谢旺盛。结合水含量高的细胞代谢较弱。思考：1、在农村秋季粮食收获之后，农民要将粮食晒干后进行储
9、存，这样能保存较长时间。如果将晒干后的粮食放入试管中进行加热，会发现试管壁上有水珠出现。如果粮食再进行焚烧，则只会留下少量呈灰白色的灰分。请据此思考以下几个问题：粮食晒干过程中，丧失的化合物是什么？在细胞中是以什么形式存在的？2生物体中的无机物无机盐(1)无机盐的含量及存在形式含量：很少，约占细胞鲜重的1%1.5%。存在形式：大多数无机盐以离子的形式存在于细胞中，少数以化合物的形式存在于细胞中。(2)无机盐的生理作用有些无机盐是细胞内某些复杂的化合物的重要组成成分。有许多种无机盐的离子对于维持生物体的生命活动有重要作用。生物体内的无机盐离子，必须保持一定的比例，这对维持细胞内的渗透压和酸碱平衡
10、非常重要，这是生物进行正常生命活动的必要条件。思维拓展例2 小明同学的不良反应引起了父母的担忧：感冒频繁，口腔溃疡反复发作，伤口不易愈合，食欲不振，免疫力低下。比起同龄儿童，他的身体偏矮，偏瘦。去医院后，经检查发现小明血清中锌的含量过低。对上述材料的解释，不正确的是()A锌是人体必需的化学元素B锌在人体的生长发育过程中的作用不容替代C锌是人体必需的微量元素D锌的作用极大，只要有锌，人就能正常生长思路导引解答此题要从以下几个方面入手：不良反应是缺锌引起的。锌是微量元素。微量元素在生物体内的作用。答案D解析本题先给出一个情景，最终点明是因为缺锌造成的，从教材中我们知道Zn是微量元素，含量少但不能缺
11、少，答案D中说法太绝对、武断，因为生物体包含很多的元素，并且功能各不相同。变式训练2（2012莱芜期末2）下列有关无机盐的叙述，正确的是 A.人体的血浆渗透压由无机盐维持 B.细胞中的无机盐主要以化合物形式存在 C.细胞合成脂肪、DNA、RNA等物质合成时都需要磷酸盐 D.K是构成细胞的大量元素，对维持细胞正常功能有重要作用实验探究检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质1还原糖的鉴定2、 脂肪的鉴定 3蛋白质的鉴定思维拓展斐林试剂与双缩脲试剂的比较分析比较项目斐林试剂双缩脲试剂不同点使用方法甲液和乙液混合均匀后方可使用，且现配现用使用时先加A液再加B液呈色反应条件需水浴加热不需加热即可反应反应原理
12、还原糖中的醛基被Cu(OH)2氧化，Cu(OH)2被还原为Cu2O具有两个以上肽键的化合物在碱性条件下与Cu2反应生成络合物颜色砖红色紫色浓度乙液CuSO4浓度为0.05 g/mLB液CuSO4浓度为0.01 g/mL相同点都含有NaOH、CuSO4两种成分，且所用NaOH浓度都是0.1 g/mL脂肪的鉴定操 作 方 法注 意 问 题解 释花生种子浸泡、去皮、切下一些子叶薄片，将薄片放在载玻片的水滴中，用吸水纸吸去装片中的水。干种子要浸泡34小时，新花生的浸泡时间可缩短。因为浸泡时间短，不易切片，浸泡时间过长，组织较软，切下的薄片不易成形。切片要尽可能薄些，便于观察。在子叶薄片上滴23滴苏丹或
13、苏丹染液，染色1分钟。染色时间不宜过长。用吸水纸吸去薄片周围染液，用50%酒精洗去浮色，吸去酒精。酒精用于洗去浮色，不洗去浮色，会影响对橘黄色脂肪滴的观察。同时，酒精是脂溶性溶剂，可将花生细胞中的脂肪颗粒溶解成油滴。用吸水纸吸去薄片周围酒精，滴上12滴蒸馏水，盖上盖玻片。滴上清水可防止盖盖玻片时产生气泡。低倍镜下找到花生子叶薄片的最薄处，可看到细胞中有染成橘黄色或红色圆形小颗粒装片不宜久放。时间一长，油滴会溶解在乙醇中。蛋白质的鉴定操 作 方 法注 意 问 题解 释制备组织样液。（浸泡、去皮研磨、过滤。）黄豆浸泡1至2天，容易研磨成浆，也可购新鲜豆浆以节约实验时间。鉴定。加样液约2ml于试管中
14、，加入双缩脲试剂A，摇匀；再加入双缩脲试剂B液34滴，摇匀，溶液变紫色。A液和B液也要分开配制，储存。鉴定时先加A液后加B液。CuSO4溶液不能多加。先加NaOH溶液，为Cu2+与蛋白质反应提供一个碱性的环境。A、B液混装或同时加入，会导致Cu2+变成Cu ( OH ) 2沉淀，而失效。否则CuSO4的蓝色会遮盖反应的真实颜色。可用蛋清代替豆浆。蛋清要先稀释。如果稀释不够，在实验中蛋清粘在试管壁，与双缩脲试剂反应后会粘固在试管内壁上，使反应不容易彻底，并且试管也不易洗干净。附：淀粉的检测和观察用试管取2ml待测组织样液，向试管内滴加2滴碘液，观察颜色变化。碘液不要滴太多以免影响颜色观察例3、（2012安徽卷3）某同学以新鲜洋葱鳞片叶内表皮为材料，经不同处理和染色剂染色，用高倍显微镜观察。下列描述正确的是A经吡罗红甲基绿染色，可观察到红色的细胞核B经吡罗红甲基绿染色，可观察到绿色的细胞质C经健那绿染色，可观察到蓝绿色颗粒状的线粒体【来源：全,品中&高*考+网】D经苏丹染色，可观察到橘黄色颗粒状的蛋白质总结：三类有机物检测在操作步骤上的差异(1)唯一需要加热还原糖鉴定，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鉴定。(3)混合后加入斐林试剂；分别加入双缩
