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第1节细胞中的元素和化合物一、组成细胞的元素最基本元素：含量高的四种元素（基本元素）：主要元素：大量元素：微量元素：质量分数最大的元素：C、H、O、N、P、SFe、Mn、Zn、Cu、B、MoC、H、O、NC（干重下含量最高）（鲜重下含量最高）OC、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg1.元素总括(1)上述元素分类是针对生物整体概况的，具体到某种生物时元素的归属可能不同，如氯元素(Cl)是组成人体的大量元素，但对植物而言却属于微量元素。(2)大量元素和微量元素都是组成生物体的必需元素。生物体内所含有的元素却不一定都是必需元素。(3)占人体细胞干重最多的元素是C，占人体细胞鲜重最多的元素是氧，无论鲜重还是干重，C、H、O、N四种元素的含量最多。说明：2．作用(1)组成化合物进而构成细胞，如蛋白质、核酸等。(2)影响生物体的生命活动，如B能促进花粉萌发和花粉管的伸长、钾可保持心肌正常的兴奋性、缺Fe会导致贫血、缺Zn影响智力发育。3．生物界与非生物界的关系(1)组成生物体的化学元素在无机自然界中都可以找到——__________。(2)组成生物体的化学元素在生物体内与无机自然界中的含量相差很大——思考感悟K为大量元素，Cu为微量元素，划分的依据是什么？【提示】含量，而不是生理作用。统一性（元素种类大体相同）（元素含量有差异）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，这也是生物界和非生物界的根本区别生物体从自然界获取组成自身的元素是有选择的。差异性无机化合物有机化合物水无机盐糖类脂质蛋白质核酸二、组成细胞的化合物下列选项中，含有相同元素的一组化合物是()A．纤维素和尿素B．脂肪酸和磷脂C．三磷酸腺苷和核糖核酸D．胆固醇和血红蛋白C_互动探究(1)构成DNA和DNA水解酶的共同元素有哪些？(2)构成细胞膜和高尔基体膜的基本元素有哪些？C、H、O、NC、H、O、N、P三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质1．糖类的检测(1)还原糖①试剂：_____________。②现象：____________。(2)淀粉①试剂：_____。②现象：变___。斐林试剂砖红色沉淀碘液蓝2．脂肪的检测(1)试剂：____________或苏丹Ⅳ染液。(2)现象：________或红色。苏丹Ⅲ染液橘黄色3．蛋白质的检测(1)试剂：____________。(2)现象：___________。双缩脲试剂紫色反应4．斐林试剂与双缩脲试剂的比较(1)浓度不同。即斐林试剂中CuSO4溶液浓度与双缩脲试剂中CuSO4溶液浓度不同。(2)原理不同。斐林试剂的实质是新配制的Cu(OH)2溶液；双缩脲试剂实质是碱性环境中的Cu2＋。(3)使用方法不同。斐林试剂是先将NaOH溶液与CuSO4溶液混匀后再使用；双缩脲试剂是先加入NaOH溶液，再滴加CuSO4溶液。鉴定物质实验试剂实验现象注意事项还原性糖脂肪蛋白质淀粉斐林试剂砖红色现配现用，等量混合，水浴加热紫色苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液使用显微镜观察橘黄色或红色双缩脲试剂先加A液，再加B液碘液变蓝适量1．如图1表示细胞中3种化合物含量的扇形图，图2表示有活性的细胞中元素含量的柱形图，下列说法不正确的是()图1图2CA．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c，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实战演练(专项提能，小试牛刀)根据“生物组织中可溶性还原糖、脂肪和蛋白质的鉴定”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____________________，该试剂与细胞内还原糖发生作用，形成____________________沉淀。(2)在鉴定花生子叶中的脂肪的实验中，能将脂肪染成橘黄色的染液是________，用其染色时，冲洗浮色要用酒精，这是因为酒精________________________________________________________________________。斐林试剂砖红色苏丹Ⅲ能溶解苏丹Ⅲ(3)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A摇匀，再向样液中加入双缩脲试剂B摇匀。其中双缩脲试剂B的量只有3～4滴，而不能过量，为什么？________________________________。(4)本实验注意事项：①斐林试剂极不稳定，其甲液和乙液需________，使用时再临时混合均匀用于实验。②双缩脲试剂的使用，应先加试剂________，造成碱性环境，再加试剂________。过量的双缩脲试剂B会与试剂A反应，使溶液呈蓝色，而掩盖生成的紫色分别配制、储存A液(0.1g/mLNaOH溶液)B液(0.01g/mLCuSO4溶液)③在可溶性还原糖的鉴定中，对试管中溶液加热时，试管底部不要触及________；试管口不要朝向________________，以免溶液沸腾时冲出试管造成烫伤。烧杯底部实验者或其他人四、水1．结合水(1)概念：在细胞内与其他物质_______的水。(2)含量：约占细胞内全部水分的4.5%。(3)功能：是________的重要组成成分。2．自由水(1)概念：细胞内以_____的形式存在，可以___________的水。(2)功能①细胞内的良好______。②参与细胞内的许多_______________。③为细胞提供液体环境。④运送__________和____________。相结合细胞结构游离自由流动溶剂生物化学反应营养物质代谢废物五、无机盐1．含量：占细胞鲜重的1%～1.5%。2．存在形式：主要以____形式存在。3．功能(1)维持细胞和生物体的生命活动。(2)维持细胞的____________。离子酸碱平衡细胞中的水1．水的含量：在构成细胞的各种化合物中，水的含量最多，一般为85%～90%。(1)不同的生物体内水的含量差别很大。例如，生物体的含水量一般为60%～95%，而生活在海洋中的水母的身体里水的含量约为97%。(2)同一生物体不同的生长发育阶段水的含量不同。幼儿时期成年时期；幼嫩部分老熟部分。(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．水存在的形式及比较自由水结合水概念以游离的形式存在，不与其他物质结合的水与细胞内亲水性物质如蛋白质、淀粉等结合的水特点流动性强，易蒸发，加压可析离不流动，不能析离，不蒸发，无溶解性【易误警示】水的含量与代谢的关系(1)当自由水比例增加时，生物体代谢活跃，生长迅速，如干种子内所含的主要是结合水，干种子只有吸足水分获得大量自由水，才能进行旺盛的生命活动。(2)当自由水向结合水转化较多时，代谢强度就会下降，抗寒、抗热、抗旱的性能提高。旱生植物比水生植物具有较强抗旱能力，其生理原因之一就是结合水含量较高。即时应用(随学随练，轻松夺冠)2．2010年3月22日是第十八个“世界水日”，宣传的主题是“关注水质、抓住机遇、应对挑战”。水污染、水资源短缺导致的水危机日趋严重，研究表明，80%的疾病是由水污染引起的。下列有关人体内水的叙述，错误的是()A．水在病变细胞中以结合水和自由水形式存在B．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D．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解析：选D。水在各种细胞中都以结合水和自由水两种形式存在。胰岛素的合成是氨基酸脱水缩合过程，此过程中有H2O生成，衰老细胞中自由水含量少，代谢缓慢。冬季植物体内自由水含量相对降低，以增强植物的抗逆性，故D错误。命题视角剖析紧扣教材重点水的存在形式及代谢(2011年西安第一次联考)干旱可以使植物枯萎，人体老化的特征之一是细胞内含水量明显下降，急性肠炎的病人需要及时补充水分，这些现象说明了生命离不开水。下面与水相关的叙述不正确的是()A．细胞内的许多化学反应需要水的参与，比如光合作用和有氧呼吸B．核糖体中进行的化学反应要脱水C．生物体内的含水量在不同时期有所差别D．水是维持人体内环境渗透压的主要物质例1【尝试解答】__D__【解析】维持人体内环境渗透压的主要是无机盐和蛋白质，渗透压大小取决于单位体积溶液中溶质的微粒数目。变式训练美国国家航空航天局科学家宣布：月球上有水，而且数量惊人。因此，美国在月球建基地成为可能。水在生物体及细胞的生命活动中具有非常重要的生理功能，下列有关叙述正确的是()A．不同种生物细胞的自由水和结合水的比值相同，它们的代谢强度也相同B．水分过多与水分过少对生物新陈代谢活动的影响相同C．线粒体、核糖体、中心体等在其活动中都可以产生水D．糖类、蛋白质、脂质在其彻底氧化分解过程中都产生水