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1、第一单元 细胞及其分子组成第2讲 细胞中的元素和无机化合物基基 础础 回回 顾顾一、组成细胞的元素和化合物(判断正误)1组成细胞的化学元素，最终是生物体有选择地从环境中吸收的。()2Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等是组成细胞的微量元素。()3组成细胞的元素中，C、O、H、N这四种元素的含量最多。()4组成细胞的元素都以化合物的形式存在。()5占细胞鲜重最多的化合物是水，占细胞干重最多的化合物是蛋白质。()二、生物组织中糖类、脂肪和蛋白质检测原理(连线)三、细胞中的无机物1水的存在形式及生理功能(填表)。形式形式自由水自由水结合水合水定定义细胞中胞中绝大部分的水以大部分的水以_的形
2、式存在，可以的形式存在，可以_与与细胞内的胞内的_相相结合的水合的水含量含量约占占细胞内全部水分的胞内全部水分的95.5%约占占细胞内全部水分的胞内全部水分的4.5%功能功能细胞内良好的胞内良好的_参与参与_为细胞提供液体胞提供液体环境境运送运送_和和_是是_的重要的重要组成成成成分分联系系自由水自由水结合水合水游离游离自由流动自由流动其他物质其他物质溶剂溶剂生化反应生化反应营养物质代谢废物营养物质代谢废物细胞结构细胞结构2细胞中的无机盐(填空)。(1)存在形式：主要以_形式存在。离子离子复杂化合物复杂化合物生命活动生命活动考考 点点 透透 析析考点一考点一组成细胞的化学元素1种类和含量。种类
3、和含量。(1)分类依据是根据生物体内含量，而不是生理分类依据是根据生物体内含量，而不是生理作用，微量元素含量虽少，但其生理作用却不可替作用，微量元素含量虽少，但其生理作用却不可替代。代。(2)大量元素和微量元素的划分是依据生物界中大量元素和微量元素的划分是依据生物界中生物的整体情况，具体到某一种生物可能有差别。生物的整体情况，具体到某一种生物可能有差别。(3)组成生物体的常见的组成生物体的常见的20多种化学元素是指必多种化学元素是指必需元素，生物体内可能含一些非必需元素，如人体需元素，生物体内可能含一些非必需元素，如人体可能含可能含Pb。2元素的统一性和差异性。元素的统一性和差异性。(1)元素
4、种类上的统一性。元素种类上的统一性。生物界与非生物界在元素种类上具有统一性，构成生生物界与非生物界在元素种类上具有统一性，构成生物体的化学元素在无机自然界都能找到，没有一种是生物界物体的化学元素在无机自然界都能找到，没有一种是生物界所特有的。所特有的。生物界元素都是从无机环境中获取的，如下图：生物界元素都是从无机环境中获取的，如下图：组成生物体的化学元素在生物界与非生物界之间反复组成生物体的化学元素在生物界与非生物界之间反复出现、循环流动。出现、循环流动。(2)元素含量上的差异性。元素含量上的差异性。组成生物体的化学元素在生物体内和自然界中的含量组成生物体的化学元素在生物体内和自然界中的含量差
5、异很大。差异很大。生物体从自然界获取组成自身的元素是有选择的。生物体从自然界获取组成自身的元素是有选择的。各种化学元素在生命体系中不是简单的堆积、组合，各种化学元素在生命体系中不是简单的堆积、组合，而是以特殊的有序的方式结合在一起才出现生命现象，这也而是以特殊的有序的方式结合在一起才出现生命现象，这也是生物界和非生物界的根本区别。是生物界和非生物界的根本区别。3元素的主要生理作用。元素的主要生理作用。(1)维持机体正常的生命活动，如钾可保持心肌正常的兴维持机体正常的生命活动，如钾可保持心肌正常的兴奋性，硼可促进花粉的萌发和花粉管的伸长。奋性，硼可促进花粉的萌发和花粉管的伸长。(2)组成化合物，
6、如下表：组成化合物，如下表：化合物化合物元素元素组成成糖糖类和脂肪和脂肪C、H、O核酸、核酸、ATPC、H、O、N、P蛋白蛋白质C、H、O、N等等(有的含有的含S、Fe等元素等元素)特别提醒特别提醒：( (1) )据特征元素推测化合物种类。据特征元素推测化合物种类。Fe( (S) ) 蛋白质；蛋白质；Mg叶绿素；叶绿素；I甲状腺激素；甲状腺激素；P核核酸酸( (ATP、磷脂、磷脂) )。( (2) )从化合物的元素组成分析代谢产物：糖类、脂质和从化合物的元素组成分析代谢产物：糖类、脂质和蛋白质都含有蛋白质都含有C、H、O，故其代谢产物都有，故其代谢产物都有CO2和和H2O；蛋；蛋白质中还有白质
7、中还有N，其代谢产物中还含有尿素。，其代谢产物中还含有尿素。【例例1】下列关于组成生物化学元素的叙述中正确的是下列关于组成生物化学元素的叙述中正确的是()AC是组成糖类的基本元素，在光合作用中是组成糖类的基本元素，在光合作用中C元素从元素从CO2先后经先后经C3、C5形成形成(CH2O)BN是核酸的组成元素，没有是核酸的组成元素，没有N植物就不能合成核酸植物就不能合成核酸CO是构成有机物的基本元素之一，光合作用制造的有是构成有机物的基本元素之一，光合作用制造的有机物中的氧来自于水机物中的氧来自于水DP是构成是构成ATP的必需元素，光合作用中光反应和暗反的必需元素，光合作用中光反应和暗反应过程均
8、有应过程均有ATP的合成的合成B考点二考点二细胞中的水及其在生产实践中的应用1生物体内水、自由水、结合水的关系：生物体内水细胞内水自由水细胞间水结合水能够自由流动、以游离状态存在与其他物质结合在一起2自由水、结合水的关系及功能。3自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系：4在生产实践中的应用。在生产实践中的应用。(1)种子贮存前，晒干是为了减少自由水含量，降低种子种子贮存前，晒干是为了减少自由水含量，降低种子的代谢速率，以延长寿命。的代谢速率，以延长寿命。(2)越冬作物减少灌溉，可提高作物对低温的抗性。越冬作物减少灌溉，可提高作物对低温的抗性。易易错错警警示示( (1) )自由水主要存在于细胞液、细
9、胞质基质及某些细胞器自由水主要存在于细胞液、细胞质基质及某些细胞器基质中；结合水与细胞中某些物质结合在一起存在。基质中；结合水与细胞中某些物质结合在一起存在。( (2) )自由水和结合水的作用都非常重要，不能认为结合水自由水和结合水的作用都非常重要，不能认为结合水可有可无，两种水在生物体内所起作用不能相互代替，在不可有可无，两种水在生物体内所起作用不能相互代替，在不同时期作用各有侧重。同时期作用各有侧重。【例例2】(双选双选)2012年年3月月20日是第二十个日是第二十个“世界水日世界水日”，宣传的主题是，宣传的主题是“水与粮食安全水与粮食安全”。水污染、水资源短缺。水污染、水资源短缺导致的水
10、危机日趋严重，研究表明，导致的水危机日趋严重，研究表明，80%的疾病是由水污染的疾病是由水污染引起的。下列有关人体内水的叙述中，错误的是引起的。下列有关人体内水的叙述中，错误的是()A水在病变细胞中仅以结合水的形式存在水在病变细胞中仅以结合水的形式存在B在胰岛素的合成过程中伴随着水的产生在胰岛素的合成过程中伴随着水的产生C人体衰老细胞中自由水含量减少，代谢缓慢人体衰老细胞中自由水含量减少，代谢缓慢D冬季，植物体内自由水含量相对增高，以增强植物冬季，植物体内自由水含量相对增高，以增强植物的抗寒能力的抗寒能力AD规律总结(1)水与代谢：水与代谢：(2)不同条件下自由水和结合水的变化：不同条件下自由
11、水和结合水的变化：环境恶化环境恶化自由水自由水，结合水，结合水；细胞衰老细胞衰老自由水自由水，结合水，结合水；生命活动增强生命活动增强自由水自由水，结合水，结合水。2水在生物体内是良好的溶剂，是各种化学反应的介质水在生物体内是良好的溶剂，是各种化学反应的介质。下列有关水的说法中不正确的是。下列有关水的说法中不正确的是()A在有氧呼吸过程中，水既是反应物又是生成物在有氧呼吸过程中，水既是反应物又是生成物B人体缺水，血浆渗透压升高，从而引起下丘脑产生人体缺水，血浆渗透压升高，从而引起下丘脑产生口渴的感觉口渴的感觉C温度适当升高会使细胞内自由水与结合水比值上升温度适当升高会使细胞内自由水与结合水比值
12、上升D越冬的植物体内自由水与结合水比值下降越冬的植物体内自由水与结合水比值下降B考点三考点三1生理功能。细胞中的无机盐(2)维持正常的生命活动，如血液中维持正常的生命活动，如血液中Ca2含量过低就会出含量过低就会出现抽搐。现抽搐。(3)维持酸碱平衡和渗透压平衡，如血浆中维持酸碱平衡和渗透压平衡，如血浆中H2CO3/NaHCO3缓冲对。缓冲对。2植物必需无机盐的实验验证。植物必需无机盐的实验验证。(1)对照组：正常植物完全培养液对照组：正常植物完全培养液生长正常生长正常(2)实验组：实验组：正常植物缺正常植物缺X完全培养液完全培养液结论：结论：若生长正常若生长正常则则X不是必需无机盐；不是必需无
13、机盐； 若出现病症若出现病症则则X是必需无机盐。是必需无机盐。特别提醒特别提醒：在实验组中还可设置二次对照，即在出现病症后，再加在实验组中还可设置二次对照，即在出现病症后，再加入含入含X的培养液，植物恢复正常生长，以形成前后对照。的培养液，植物恢复正常生长，以形成前后对照。【例例3】近几年来的电视广告中，有许多推广中老年人近几年来的电视广告中，有许多推广中老年人补铁、钙和锌等保健品和药品的广告，说明了无机盐对人体补铁、钙和锌等保健品和药品的广告，说明了无机盐对人体的健康起着重要作用。人体无机盐主要来自于食物，比如海的健康起着重要作用。人体无机盐主要来自于食物，比如海带中含有丰富的碘。无机盐对于
14、维持植物的生命活动也起着带中含有丰富的碘。无机盐对于维持植物的生命活动也起着重要作用。结合所学生物学知识，联系日常生活分析回答下重要作用。结合所学生物学知识，联系日常生活分析回答下列问题：列问题：(1)铁、钙和锌等无机盐在细胞内主要以铁、钙和锌等无机盐在细胞内主要以_形式存形式存在，是组成细胞的重要组成成分，如铁是合成在，是组成细胞的重要组成成分，如铁是合成_不可不可缺少的成分，人体缺铁可引起贫血症，血液运输缺少的成分，人体缺铁可引起贫血症，血液运输_的的能力低。钙在人体内的总量达能力低。钙在人体内的总量达1 300 g，其中，其中99%存在于骨骼，存在于骨骼，一旦钙离子在血浆中的浓度明显下降
15、，会出现一旦钙离子在血浆中的浓度明显下降，会出现_症状。症状。离子离子血红蛋白血红蛋白氧气氧气抽搐抽搐(2)人体的内环境中含有多种无机盐，如维持渗透压的离人体的内环境中含有多种无机盐，如维持渗透压的离子：子：_，维持，维持pH稳态的离子：稳态的离子：_，。，。Na和和Cl HCO3和和HPO42(1)质量分数为质量分数为0.9%的的NaCl溶液的浓度，正是人体细胞溶液的浓度，正是人体细胞所处液体环境的浓度，在医学上被称为生理盐水。当人体需所处液体环境的浓度，在医学上被称为生理盐水。当人体需要补充盐溶液或输入药物时，应输入该溶液或用该溶液作为要补充盐溶液或输入药物时，应输入该溶液或用该溶液作为药
16、物的溶剂，以保证人体细胞的生活环境维持在相对稳定的药物的溶剂，以保证人体细胞的生活环境维持在相对稳定的状态。状态。规律总结规律总结规律总结规律总结(1)在生理或病理条件下，常需补充缺失的某些成分，如：在生理或病理条件下，常需补充缺失的某些成分，如：肠炎导致脱水肠炎导致脱水生理盐水；生理盐水；低血糖低血糖葡萄糖；葡萄糖；缺铁性贫血缺铁性贫血铁、蛋白质；铁、蛋白质；地方性甲状腺肿地方性甲状腺肿碘；碘；剧烈运动或高温剧烈运动或高温淡盐水或盐汽水；淡盐水或盐汽水；抽搐抽搐钙。钙。实实 验验 导导 航航实验实验2：检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质：检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质1实验原理。实验原理。某
17、些化学试剂能够使生物组织中的有关有机化合物产生某些化学试剂能够使生物组织中的有关有机化合物产生特定的颜色反应。如：特定的颜色反应。如：特别提醒特别提醒：(1)还原糖鉴定的实验材料要求还原糖鉴定的实验材料要求浅色：不能用绿色叶片、西瓜、血液等材料，防止颜浅色：不能用绿色叶片、西瓜、血液等材料，防止颜色的干扰。色的干扰。还原糖含量高：不能用马铃薯还原糖含量高：不能用马铃薯(富含淀粉富含淀粉)、甘蔗、甜、甘蔗、甜菜菜(富含蔗糖富含蔗糖)。(2)唯一需要加热唯一需要加热还原糖鉴定，且必需水浴加热，不还原糖鉴定，且必需水浴加热，不能用酒精灯直接加热。若不加热则无砖红色沉淀出现。能用酒精灯直接加热。若不加
18、热则无砖红色沉淀出现。(3)非还原糖非还原糖(如蔗糖如蔗糖)斐林试剂水浴加热现象不是无色斐林试剂水浴加热现象不是无色而是浅蓝色而是浅蓝色Cu(OH)2的颜色的颜色。(4)唯一需要显微镜唯一需要显微镜脂肪鉴定，实验用脂肪鉴定，实验用50%酒精的作酒精的作用用洗掉浮色。洗掉浮色。(5)记准混合后加入记准混合后加入斐林试剂，且现配现用；分别加斐林试剂，且现配现用；分别加入入双缩脲试剂双缩脲试剂(先加先加A液，后加液，后加B液，且液，且B液不能过量液不能过量)。两者成分相同，但两者成分相同，但CuSO4溶液的浓度不同，所以不能混用。溶液的浓度不同，所以不能混用。(6)若用大豆作材料，必须提前浸泡；若用
19、蛋清作材料，若用大豆作材料，必须提前浸泡；若用蛋清作材料，必须稀释，防止其黏在试管壁上不易涮洗；且该实验应预留必须稀释，防止其黏在试管壁上不易涮洗；且该实验应预留部分组织样液作对比。部分组织样液作对比。(7)易写错别字提示：易写错别字提示：“斐林试剂斐林试剂”中的中的“斐斐”不可错写不可错写成成“非非”，双缩脲试剂中，双缩脲试剂中“脲脲”不可错写成不可错写成“尿尿”。3斐林试剂与双缩脲试剂的比较分析。比比较项目目斐林斐林试剂双双缩脲试剂不不同同点点使用方法使用方法甲液和乙液等量混合均匀后甲液和乙液等量混合均匀后方可使用，且方可使用，且现配配现用用使用使用时先加先加A液再加液再加B液液颜色反色反
20、应条件条件需加需加热不需加不需加热即可反即可反应反反应原理原理还原糖中的原糖中的醛基被基被Cu(OH)2氧化，氧化，Cu(OH)2被被还原原为Cu2O具有两个以上具有两个以上肽键的化合的化合物在碱性条件下与物在碱性条件下与Cu2反反应生成生成络合物合物颜色色砖红色色紫色紫色浓度度乙液乙液CuSO4浓度度为0.05 g/mLB液液CuSO4浓度度为0.01 g/mL相同点相同点都含有都含有NaOH、CuSO4两种成分，且所用两种成分，且所用NaOH浓度都度都是是0.1 g/mL1.根据根据“生物组织中可溶性还原糖、脂肪和蛋白质的鉴生物组织中可溶性还原糖、脂肪和蛋白质的鉴定定”实验，回答下列问题：
21、实验，回答下列问题：(1)鉴定成熟苹果果肉中存在还原糖所用的试剂是鉴定成熟苹果果肉中存在还原糖所用的试剂是_，该试剂与细胞内还原糖发生作用，形成，该试剂与细胞内还原糖发生作用，形成_沉淀。沉淀。(2)在鉴定花生子叶中的脂肪的实验中，能将脂肪染成橘在鉴定花生子叶中的脂肪的实验中，能将脂肪染成橘黄色的染液是黄色的染液是_，用其染色时，冲洗浮色要用酒精，用其染色时，冲洗浮色要用酒精，这是因为酒精这是因为酒精_。斐林试剂斐林试剂砖红色砖红色苏丹苏丹能溶解苏丹能溶解苏丹(3)鉴定黄豆组织中存在蛋白质时，向组织液中加入双缩鉴定黄豆组织中存在蛋白质时，向组织液中加入双缩脲试剂脲试剂A摇匀，再向样液中加入双缩
22、脲试剂摇匀，再向样液中加入双缩脲试剂B摇匀。其中双缩摇匀。其中双缩脲试剂脲试剂B的量只需的量只需4滴，而不能过量，为什么？滴，而不能过量，为什么？_。(4)本实验注意事项：本实验注意事项：斐林试剂极不稳定，其甲液和乙斐林试剂极不稳定，其甲液和乙液需液需_ _，使用时再临时混合均匀用于实验。，使用时再临时混合均匀用于实验。双缩脲试剂的使用，应先加试剂双缩脲试剂的使用，应先加试剂_，造成碱性环境，再加试剂造成碱性环境，再加试剂_。过量的双缩脲试剂过量的双缩脲试剂B会与试剂会与试剂A反应，反应，使溶液呈蓝色，而掩盖生成的紫色使溶液呈蓝色，而掩盖生成的紫色分别配制、储存分别配制、储存A液液(0.1 g/mL NaOH溶液溶液)B液液(0.01 g/mL CuSO4溶液溶液)
