第一单元第2课时细胞中的元素和化合物

依据含量分依据作用分大量元素：C、H、O、N、S、P、K、Mg、Ca等微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo等1．分类最基本元素：C基本元素：C、H、O、N主要元素：C、H、O、N、P、S3．作用4．研究意义第2课时细胞中的元素和化合物回扣基础·构建网络一、组成细胞的元素2．存在形式：大多数以化合物的形式存在。组成化合物进而构成细胞，如蛋白质、核酸影响生物体的生命活动，如B影响花粉萌发生物界和非生物界具有统一性(种类相同),生物界和非生物界具有差异性(含量不同)特别提醒①大量元素和微量元素的划分依据是含量，而不是生理作用的大小。②记忆微量元素可利用口诀：铁锰碰新木桶(Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu)。(谐音记忆法)③记忆大量元素：C、H、O三种以H2O、CO2化合物形式吸收；N、P、K三大肥料元素；Mg、Ca、S——美好的东西应该留住。④碳是最基本元素不是因为干重含量最多，而是因为碳易构成基本骨架，是大分子物质形成的基础。[判一判]1．生物界和非生物界在元素组成的种类和含量上都相同(×)2．Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等是组成细胞的微量元素(×)3．微量元素因含量少，所以对生命活动影响不大(×)二、组成细胞的化合物特别提醒细胞内含量最多的化合物细胞内含量最多的无机化合物占细胞鲜重含量最多的化合物占细胞鲜重50%以上的化合物水细胞内含量仅次于水的化合物细胞内含量最多的有机化合物占细胞干重含量最多的化合物占细胞干重50%以上的化合物蛋白质[判一判]精瘦肉细胞、沙漠植物细胞、成熟甜西瓜细胞中，含量最多的化合物分别为蛋白质、蛋白质和糖类(×)提示上述细胞中含量最多的都是水，不要被干扰信息所迷惑而掉进陷阱。三、生物组织中糖类、脂肪和蛋白质检测的原理[连一连](2)功能四、细胞中的无机物1．细胞中的水(1)存在形式：自由水和结合水。①是细胞结构的重要组成成分,②是细胞内的良好代谢,废物,③参与许多生物化学反应,④为细胞提供液体环境2．细胞中的无机盐(1)存在形式：绝大多数以离子的形式存在，少数是细胞内复杂化合物的组成成分。(2)功能：维持细胞和生物体的生命活动，维持细胞的酸碱平衡等。1．据教材17页图2－1和图2－2可得出什么信息？提示在干重和鲜重的情况下，人体细胞中含量最多的元素不同。在鲜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页[思考与讨论]：Fe——血红蛋白——贫血；Mg——叶绿素——光合作用。3．教材36页[技能训练]——设计实验：证明某种元素是否是必需矿质元素的实验思路。突破考点·提炼方法考点4规范生物学术语——聚焦“统一性”和“差异性”1．如图1是细胞中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，下列说法不正确的是()A．若图1表示细胞鲜重，则A、B化合物依次是H2O、蛋白质B．若图2表示组成人体细胞的元素含量，则a、b、c依次是O、C、HC．地壳与活细胞中含量最多的元素都是a，由此说明生物界与非生物界具有统一性D．若图1表示细胞完全脱水后的化合物含量，则A化合物具有多样性，其必含的元素为C、H、O、N解析答案C1．生物界与非生物界的统一性和差异性(1)统一性是从化学元素的种类来分析的：事实(Na＋影响)(水分吸收)(分析推断)(得出结论)组成生物体的化学元素没有一种是生物体所特有的。(2)差异性是从化学元素的含量来分析的：组成生物体的化学元素与无机环境中的相应元素的含量有一定的差别。2．生物界的统一性(1)从化学元素角度分析：组成生物体的化学元素种类大体相同。(2)从分子水平角度分析：①所有生物DNA分子的空间结构(规则的双螺旋结构)和化学组成(四种脱氧核苷酸)相同；②所有生物共用一套遗传密码子；③蛋白质的基本单位——氨基酸的种类基本相同。(3)从结构角度分析：除病毒外，生物体都是由细胞组成的。(4)从能量角度分析：生物体都是以ATP作为能量“通货”的。拓展提升(1)元素组成化合物元素参与形成的物质及结构N蛋白质、ATP(ADP)、NADPH、NADH、叶绿素、核苷酸(DNA、RNA)等PATP(ADP)、NADPH、NADH、核苷酸(DNA、RNA)、磷脂Mg叶绿素的组成成分S甲硫氨酸、半胱氨酸等含硫氨基酸的组成成分；蛋白质的特征元素Fe动物血红蛋白I甲状腺激素等(2)元素影响生命活动①Ca可调节肌肉收缩和血液凝固，血钙过高会造成肌无力，血钙过低会引起抽搐。②K可维持人体细胞内液的渗透压、心肌舒张和保持心肌正常的兴奋性。K在植物体内可促进光合作用中糖类的合成和运输。③B可促进植物花粉的萌发和花粉管的伸长，植物缺B会造成“花而不实”。1．下列关于构成细胞的化学元素种类及作用的叙述中，不正确的是()A．因为C是构成有机物的骨架，所以C是构成生物体的最基本元素B．生物界和非生物界的统一性表现在组成生物体的化学元素的种类和无机自然界相同C．构成生物体的化学元素的重要功能之一是组成细胞中各种化合物D．构成生物体的大量元素包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等答案B解析C是构成有机物的骨架，所以C是构成生物体的最基本元素；生物界与非生物界的统一性应该是指组成生物体的化学元素在无机自然界中都可以找到，而不是相同；细胞中的各种化合物是由各种化学元素组成的；构成生物体的大量元素包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。考点5归纳比较法——细胞中的无机物2．(2011·上海卷，13)生长在含盐量高、干旱土壤中的盐生植物，通过在液泡中贮存大量的Na＋而促进细胞吸收水分，该现象说明液泡内Na＋参与()A．调节渗透压B．组成体内化合物C．维持正常pHD．提供能量解析液泡内的各种矿质离子、酸、碱等能够参与调节细胞液的渗透压，盐生植物液泡中贮存大量的Na＋，增大了细胞液的渗透压，吸水能力增强。答案A排雷无机盐的生理功能之一―→渗透压的调节1．水(1)水的含量、分类含量概念结合水4.5%与其他物质结合在一起自由水95.5%能够自由流动、以游离状态存在(2)不同生物的含水量特点①细胞和生物体中含量最多的物质(如精瘦肉、沙漠植物中含量最多的都是水)。②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。拓展提升(1)水的存在形式与器官形态的关系心肌和血液总的含水量差不多，但心肌呈固态，血液呈液态，原因是二者自由水和结合水的比例不同。(2)水的存在形式与代谢的关系若细胞内自由水比例升高，则代谢旺盛，反之代谢缓慢。(3)水的存在形式与抗寒性的关系秋冬季节，蒸腾作用减弱，吸水减少，结合水相对含量升高，因结合水不易结冰和蒸腾，从而使植物抗寒性加强。(4)水的存在形式与温度的关系在活细胞内，受温度的影响，自由水和结合水可相互转化，具体转化如下：自由水结合水即适当升高温度时，自由水增多，反之，结合水增多。(5)种子与水的关系①种子晒干时减少的为自由水，但仍能保持生命活性，仍能萌发；试管加热或炒熟则丧失结合水，种子死亡不萌发；种子萌发吸水主要是增多自由水，代谢加强，呼吸作用加快。②不同种子亲水能力不同，大豆(主要含蛋白质)小麦、玉米、大米(主要含淀粉)花生(主要含脂肪)。2．无机盐的生理作用(1)是细胞的结构成分。如Mg2＋是叶绿素的必需成分；Fe2＋是血红蛋白的主要成分；PO3－4是生物膜的主要成分——磷脂的组成成分，也是ATP、NADPH的主要组成成分。(2)参与并维持生物体的代谢活动。如哺乳动物血液中钙盐的含量过低就会出现抽搐。(3)维持生物体内的平衡①渗透压的平衡：Na＋对细胞外液渗透压起重要作用，K＋则对细胞内液渗透压起决定作用。②酸碱平衡(即pH平衡)：如人血浆中HCO－3、HPO2－4等的调节。2．关于生物体内水和无机盐的叙述中，不正确的是()A．体内参与运输营养物质和代谢废物的水是自由水B．某些无机盐是组成ATP、RNA和纤维素的必需成分C．生物体内无机盐浓度的大小会影响细胞的吸水或失水D．自由水与结合水的比例随生物个体代谢的强弱而变化答案B解析水在生物体内的流动可以把营养物质运送到各个细胞，同时也把代谢废物运送到排泄器官或直接排出体外；纤维素属于糖类，只含有C、H、O三种元素，不含无机盐；生物体内无机盐浓度的变化会改变细胞内外的浓度差，从而影响细胞吸水或失水；自由水与结合水的比例越大，代谢越强，反之越弱。考点6实验技能提升——生物组织中糖类、脂肪和蛋白质的鉴定3．在下列四支试管中分别加入一些物质。甲试管：豆浆；乙试管：人体必需的8种氨基酸溶液；丙试管：牛奶和蛋白酶；丁试管：人血液中的红细胞和蒸馏水。上述四支试管中加入双缩脲试剂振荡后，有紫色反应的是()A．甲、丁B．甲、乙、丁C．甲、乙、丙D．甲、丙、丁解析双缩脲试剂只能与蛋白质发生颜色反应。氨基酸是组成蛋白质的基本单位，不能与双缩脲试剂发生颜色反应。答案D1．实验原理及步骤2．实验注意问题(1)还原糖鉴定实验材料的要求①浅色：不能用绿色叶片、西瓜、血液等材料，防止颜色的干扰。②还原糖含量高：不能用马铃薯(含淀粉)、甘蔗、甜菜(含蔗糖)。(2)唯一需要加热——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。(3)非还原糖(如蔗糖)＋斐林试剂――→水浴加热现象不是无色而是浅蓝色[Cu(OH)2的颜色]。(4)唯一需要显微镜——脂肪鉴定，实验中50%酒精的作用——洗掉浮色。(5)记准混合后加入——斐林试剂，且现配现用；分别加入——双缩脲试剂(先加A液，后加B液，且B液不能过量)。两者成分相同，但CuSO4的浓度不同，所以不能混用。(6)若用大豆做材料，必须提前浸泡；若用蛋清作材料，必须稀释，防止其粘在试管壁上不易刷洗；且该实验应预留部分组织样液做对比。(7)易写错别字提示：“斐林试剂”中的“斐”不可错写成“非”；双缩脲试剂中的“脲”不可错写成“尿”。3．用碘液、苏丹Ⅲ染液和双缩脲试剂测得甲、乙、丙三种植物的干种子中三大类有机物的颜色反应如下表，其中“＋”的数量代表颜色反应深浅程度，下列有关说法不正确()试剂种子碘液苏丹Ⅲ染液双缩脲试剂甲＋＋＋＋＋＋＋乙＋＋＋＋＋＋＋＋丙＋＋＋＋＋＋＋A.乙种子中主要含蛋白质B．碘液、苏丹Ⅲ染液和双缩脲试剂与相应的物质发生的颜色反应分别是蓝色、橘黄色和紫色C．在观察颜色时有可能用到光学显微镜D．这三种试剂的使用均不需要水浴加热答案A解析碘液用于检验淀粉的存在，其颜色反应为蓝色；苏丹Ⅲ染液用于检验脂肪的存在，其颜色反应为橘黄色；双缩脲试剂用于检验蛋白质的存在，其颜色反应为紫色。分析表格可知，甲种子中主要含淀粉，乙种子中主要含脂肪，丙种子中主要含蛋白质。在脂肪的切片法鉴定实验中需要用光学显微镜进行观察。方法体验：斐林试剂和双缩脲试剂的比较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即可使用，且现配现用使用时先加A液再加B液实质新配制的Cu(OH)2反应碱性条件下的Cu2＋呈色反应条件需水浴加热不需加热即可反应反应原理还原糖中的醛基被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0.05g/mLB液CuSO4浓度为0.01g/mL相同点都含有NaOH、CuSO4两种成分，且所用NaOH浓度都是0.1g/mL典例斐林试剂的甲液是质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液，乙液是质量浓度为0.05g/mL的CuSO4溶液。双缩脲试剂的A液是质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液，B液是质量浓度为0.01g/mL的CuSO4溶液。某同学在“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”的实验中，产生了一些疑问，在征得老师同意后，他利用课外时间进行了探究。下列是其探究实验的部分操作：试管第1次加入物第2次加入物第3次加入物1号1mL0.1g/mLNaOH溶液1mL0.05g/mLCuSO4溶液2mL苹果汁2号1mL0.1g/mLNaOH溶液2mL苹果汁1mL0.05g/mLCuSO4溶液3号2mL苹果汁1m