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1、第2章组成细胞的分子复习向导复习向导要点探究要点探究栏目导航课前导学课前导学走近高考走近高考实验平台实验平台复习向导考纲展示高频考点考纲解读1.蛋白质、核酸的结构和功能()概述蛋白质、核酸的结构、 功能及相互关系,理解蛋白质脱水缩合过程及相关计算2.糖类、脂质的种类和作用()概述糖类、脂质的元素组成、种类及作用3.水和无机盐的作用()说出水和无机盐的存在形式及生理作用4.检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质理解并掌握检测三种物质的原理、方法和注意事项并应用于实践5.观察DNA、RNA在细胞中的分布说出观察DNA、RNA在细胞中分布的实验原理、方法和结果第第1、5节细胞中的元素和化合物细节细胞中的
2、元素和化合物细胞中的无机物胞中的无机物一、一、组成成细胞的元素胞的元素1.基础梳理2.3.2.细胞中的水(1)存在形式:自由水和结(2)功能合水。【思维激活1】组成人体细胞的C、H、O、N四种元素中占细胞干重和鲜重的比例如何排序?主要原因是什么?提示:鲜重条件下:OCHN;干重条件下:CONH。在鲜重下O元素最多的原因是H2O在细胞中含量最多二、组成细胞的化合物二、组成细胞的化合物1.含量及种类含量及种类2.细胞中的水细胞中的水(1)存在形式:自由水和结合水。(2)功能功能3.细胞中的无机盐细胞中的无机盐(1)存在形式:绝大多数以离子的形式存在,少数以化合物形式存在。( 2)功能:细胞内复杂化
3、合物的重要组成成分,维持细胞和生物体的生命活动,维持细胞的酸碱平衡等。【思维激活2】 代谢变旺盛的细胞中自由水和结合水的含量有什么变化?提示:自由水的含量升高,自由水与结合水的比例增大。知识导图组成成细胞的化学元素胞的化学元素问题引领:(1)组成细胞的大量元素和微量元素各有哪些?(2)有生物体特有的元素吗?1.元素的种类与含量元素的种类与含量组成生物体的化学元素常见的有20多种,各种元素的归属范围归纳如下:要点探究探究点 一2.几种典型元素的功能(1)C构成生命物质的“最基本的元素”,也是占干重比例最大的元素碳元素本身的化学性质,使它能够形成各种生物大分子,这些生物大分子物质(如蛋白质和核酸)
4、在生物体的生命活动中具有重要作用。(2)O占鲜重比例最大的元素(人体细胞内O约占鲜重的65%)。(3)H脂质分子中含量更高,所占比例更大(故脂质分子氧化分解时耗氧量更高,产水量更多,产能更多)。(4)N是核酸、蛋白质、叶绿素、ATP等重要化合物的关键构成元素。(5)P是构成膜结构和核酸、ATP等的重要元素。3.分析生物界与非生物界的统一性和差异性不同生物体内所含的化学元素的种类基本相同,但在不同生物体内同种元素的含量差别较大;同一生物体内的不同元素的含量也不相同,体现了细胞的统一性和差异性。【例1】(2012济宁模拟)下图1是细胞中3种化合物含量的扇形图,图2是有活性的细胞中元素含量的柱形图,
5、下列说法不正确的是 ()A.若图1表示正常细胞,则A、B化合物共有的元素中含量最多的是aB.若图1表示细胞完全脱水后化合物含量的扇形图,则A化合物中含量最多的元素为图2中的bC.图2中含量最多的元素是a,这与细胞中含量最多的化合物有关D.若图1表示正常细胞,则B化合物具有多样性,其必含的元素为C、H、O、N思维导引:1.根据细胞中元素、化合物含量,分析图中字母各自代表什么?2.元素含量与化合物有何关系?3.哪些化合物具有多样性?解析:正常细胞中含量最多的是水,其次是蛋白质。有活性的细胞中元素含量最多的是氧,其次是碳,再者是氢。因此A、B分别为H2O和蛋白质,a、b、c分别为氧、碳、氢。H2O和
6、蛋白质共有元素为H、O,而O在活细胞中含量最多,A项正确;细胞脱水后含量最多的是蛋白质,因此在脱水的细胞中A为蛋白质,蛋白质是以碳元素为骨架建立的大分子物质,其中碳含量最多,B项正确;细胞中原子数量最多的是氢原子,但由于其相对原子质量最小,所以其含量仅占第三,C项错误;蛋白质具有多样性,其必含的元素为C、H、O、N,D项正确。答案:C。问题引领:(1)细胞中水的含量与代谢有何关系?(2)无机盐在生命活动中起何作用?1.水的含量与代水的含量与代谢和抗逆性的关系和抗逆性的关系(1)在一定范围内,自由水与结合水比值的大小决定了细胞或生物体的代谢强度:比值越大说明细胞(或生物体)中自由水含量越多,代谢
7、越强;反之,代谢越弱。(2)生物体的抗逆性也和自由水与结合水的比值有关:比值越小抗逆性越强;反之,抗逆性越弱。 细胞中的无机化合物胞中的无机化合物细胞产生与消耗水的生理过程和场所探究点 二产生水消耗水暗反应(叶绿体基质)有氧呼第三阶段(线粒体内膜)ATP的合成(叶绿体、线粒体、细胞质基质)单糖合成多糖(细胞内)脱水缩合(核糖体)DNA分子复制、转录(细胞核、叶绿体、线粒体)光反应(叶绿体类囊体薄膜)有氧呼吸第二阶段(线粒体基质)ATP水解(细胞质基质、叶绿体基质等)肝糖原水解(肝细胞)淀粉、蛋白质、脂肪消化(细胞质基质、消化道)DNA、RNA的水解2.细胞中无机盐的功能及举例细胞中无机盐的功能
8、及举例功能举例细胞的结构成分Mg2+是叶绿素的组成成分,缺乏时植物叶片会变黄Fe2+是血红蛋白的组成成分,缺乏时会患贫血I-是甲状腺激素的组成成分,缺乏时会患地方性甲状腺肿碳酸钙是动物和人体的骨骼、牙齿中的重要成分PO43-是磷脂的组成成分,也是ATP、核苷酸的主要组成成分对维持细胞和 生物体的生命活动有重要作用Ca2+能降低神经系统的兴奋性,血钙过低时,会出现抽搐现象,血钙过高时,会患肌无力维持生物体内的平衡渗透压的平衡Na+、Cl-对细胞外液渗透压起重要作用K+对细胞内液渗透压起决定作用酸碱平衡血液中NaHCO3/H2CO3、NaH2PO4/Na2HPO4等缓冲对,调节机体的酸碱平衡【例2
9、】下列有关生物体内水和无机盐的叙述,不正确的是()A.越冬植物体内自由水与结合水的比值下降B.细胞中自由水含量降低是细胞衰老的特征之一C.细胞中的无机盐大多数以化合物形式存在,如CaCO3构成骨骼、牙齿D.缺铁时,可导致人体内乳酸产生量增加思维导引:依据水和无机盐分析各选项确定正确答案析解析:由于越冬植物和衰老细胞中代谢减弱,可判断植物体或衰老细胞内自由水含量降低,A、B项正确;细胞中的无机盐主要以离子形式存在,C项错误;人体缺铁时,血红蛋白合成受影响,该蛋白的功能是携带氧气,因此人体因缺氧而无氧呼吸强度相对增强,乳酸产生量增加,D项正确。答案:C。【迁移应用】(2012日照模拟)水在生物体及
10、细胞内的生命活动中有非常重要的生理功能。下列有关水的叙述中正确的有(D)A.代谢活动的强弱与细胞内自由水和结合水的比值无关B.线粒体、核糖体、中心体等在其活动中都可以产生水C.叶绿体内只有水的分解而没有水的生成D.水分和无机盐在人体内的平衡有利于保持内环境稳态解析:水是生物体内含量最多的物质,水盐的平衡对内环境的稳态具有非常重要的意义;在一定范围内,细胞内自由水与结合水比例越大,新陈代谢越旺盛。中心体中不能生成水,叶绿体中进行的光合作用过程中既有水的消耗,又有水的生成。实验:检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质有机物还原糖脂肪蛋白质淀粉鉴定试剂斐林试剂苏丹染液(或苏丹染液)双缩脲试剂碘液颜色反应
11、砖红色沉淀橘黄色(或红色)紫色蓝色1.实验原理生物组织中某些有机化合物能与某些化学试剂产生特定的颜色反应。实验基础2.实验步骤(1)还原糖的检测和观察选材:含糖量较高、白色或近于白色的植物组织制备组织样液呈色反应:结论:如出现图示现象,则说明组织样液中有可溶性还原糖(2)脂肪的检测和观察取材:花生种子(浸泡),将子叶削成薄片制片观察:先在低倍镜下寻找已着色的颗粒再用高倍镜观察结论:圆形小颗粒呈橘黄色,说明有脂肪存在(3)蛋白质的检测和观察选材与制备:稀释蛋清液或豆浆滤液呈色反应:结论:说明组织样液中存在蛋白质(4)淀粉的检测和观察取材:马铃薯匀浆检测结论:组织样液中含有淀粉比较项目斐林试剂双缩
12、脲试剂成分甲液乙液A液B液0.1 g/mL NaOH溶液0.05 g/mLCuSO4 溶液0.1 g/mLNaOH溶液0.01 g/mLCuSO4 溶液反应原理含醛基的可溶性还原糖将Cu(OH)2还原为Cu2O沉淀具有两个或两个以上肽键的化合物在碱性条件下与Cu2+反应生成络合物添加顺序甲、乙两液等量混匀后立即使用先加入A液2 mL摇匀,再加34滴B液摇匀反应条件50 65 水浴加热不需加热反应现象样液浅蓝色棕色砖红色样液变紫色1.斐林试剂与双缩脲试剂比较方法透析2.注意事项注意事项(1)三个实验中都不宜选取有颜色的材料,否则会干扰实验结果的颜色变化。(2)还原糖、蛋白质的鉴定实验中,在加相应
13、试剂鉴定之前,要留出一部分组织样液作为对照,以便与鉴定后的样液颜色作对比,增强实验的说服力。(3)在蛋白质的鉴定实验中,如果用蛋清稀释液作为实验材料,一定要稀释到一定程度,否则,与双缩脲试剂发生反应后会粘在试管的内壁上,使反应不彻底,试管也不易洗刷干净。(4)脂肪的鉴定中,实验用的花生种子需提前浸泡34h,浸泡时间太短,不易切片;浸泡时间太长,则组织太软,切下的薄片不易成形。洗去浮色时不能用清水,因为染液易溶于有机溶剂、不溶于水。某同学有喝牛奶的习惯,在学习了细胞的化合物知识后,他想知道牛奶中有无蛋白质和还原糖。下面是其未设计完的实验,请帮助他完成实验设计。【实验目的】探究某品牌牛奶中有无蛋白
14、质和还原糖。命题设计探究目的探究牛奶中有无还原糖探究牛奶中有无蛋白质实验步骤ABCDEF第一步2 mL牛奶2 mL蒸馏水2 mL葡萄糖样液2 mL牛奶2 mL蒸馏水2 mL样液第二步2 mL斐林试剂2 mL斐林试剂2 mL斐林试剂2mLNaOH溶液b2mLNaOH溶液第三步c水浴加热水浴加热d34滴CuSO4溶液34滴CuSO4溶液结果?【实验原理】利用颜色反应检测牛奶中有无蛋白质和还原糖。【材料用具】略【实验步骤】请补充表格中a、b、c、d处内容:(1)a.;b.;c.;d.。(2)请预测A、D两个试管的现象及其结论:A:。D:。(3)分析该实验设计:试管A和构成对照实验,对照组为,目的是。
15、解析:本题要求探究某品牌牛奶中有没有蛋白质和还原糖,实质上是考查教材中可溶性还原糖与蛋白质鉴定的相关知识与技能。实验应设置对照,一般选择空白对照,但为了增强实验的说服力可增加一组标准对照,如探究牛奶中是否含有还原糖可用还原糖如葡萄糖进行对照,而探究牛奶中是否具有蛋白质可用蛋白质进行对照。答案:(1)蛋白质2mLNaOH溶液水浴加热34滴CuSO4溶液(2)若出现砖红色沉淀,证明牛奶中含有还原糖,否则无还原糖若出现紫色,证明牛奶中含有蛋白质,否则无蛋白质(3)B、C试管B和C试管通过对照探究牛奶中是否含有还原糖实验目的试剂预期的实验结果A观察根尖分生组织细胞的有丝分裂醋酸洋红染色体被染成紫红色B
16、检测植物组织中的脂肪双缩脲试剂脂肪颗粒被染成红色C检测植物组织中的葡萄糖甲基绿葡萄糖与甲基绿作用,生成绿色沉淀D观察DNA和RNA在细胞中的分布斐林试剂,吡罗红斐林试剂将DNA染成绿色,吡罗红将RNA染成红色1.(2011年全国新课标高考)下表中根据实验目的,所选用的试剂与预期的实验结果正确的是(A)解析:染色体容易被碱性染料染色,一般所用的染料为醋酸洋红或者龙胆紫,所以A正确。脂肪用苏丹鉴定显橘黄色,用苏丹染色显红色,蛋白质与双缩脲试剂发生显色反应呈紫色,所以B错误。葡萄糖属于还原糖,与斐林试剂在水浴加热条件下反应呈砖红色沉淀,C错。DNA与甲基绿发生显色反应显绿色,RNA与吡罗红发生显色反应显红色,D错。2.(2009年山东高考节选)智能温室无土栽培作物,易于管理,优质高产。该项技术广泛应用于现代农业。无土栽培所用营养液中的无机盐在植物体内的作用是和。植物因种类和生长发育阶段不同对无机盐的需求也不同,所以应视具体情况调整。供作物性吸收无机盐离子。解析:题中无土栽培所用营养液中的无机盐的作用是:细胞的组成成分;调节植物的生命活动;植物因种类和生长发育阶段不同对无机盐的需求也不同,所以应视具体情况调整无机盐的组成和比例。答案:细胞的组成成分调节植物的生命活动营养液中无机盐的组成和比例(营养液的配方)选择
