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第2章组成细胞的分子考纲内容及能力要求考向定位1．蛋白质、核酸的结构和功能（简述）Ⅱ2．糖类、脂类的种类和作用Ⅱ3．水和无机盐的作用Ⅰ4．观察DNA和RNA在细胞中的分布Ⅰ5．检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质Ⅱ1．生物体的基本特征及相2．生命系统的各个层次的3．使用高倍显微镜观察比4．实验设计遵循原理的应用及如何安排最佳实验步骤第1节细胞中的元素和化合物基础梳理组成细胞的元素基础梳理1.种类：大量元素________________________等；微量元素__________________等；最基本元素_________。2.作用：（1）组成化合物如蛋白质、核酸等进而构成细胞；（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。3.研究意义：生物界和非生物界具有_________性和_______性。C、H、O、N、P、S、K、Ca、MgFe、Mn、Zn、Cu、B、MoC统一差异探究思考：1．为什么碳是最基本的元素？答案：碳原子本身的化学性质使它能够通过化学键连接成链或环，从而形成各种生物大分子，使地球上的生命建立在碳元素的基础上。2．组成人体细胞的主要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？答案：鲜重条件下：O(65%）C(18%）＞H(10%）N（3%）P(1．4%）S(0．3%）。干重条件下：C(48.4%）O(23.7%）N(12.9%）＞H(6.6%）Ca(3.5%）S、P等。在鲜重下O元素最多的原因是H2O在细胞中含量最多。3．我们所学的高中生物学中，哪些知识用到同位素示踪技术?答案：①光合作用和细胞呼吸中碳、氧原子的去向；②示踪分泌蛋白的合成、运输和分泌途径；③在噬菌体侵染细菌实验中，证明DNA是遗传物质；④证明DNA分子的半保留复制方式；⑤基因诊断和DNA分子杂交。归纳整合组成细胞中的化学元素1．细胞中常见的化学元素归纳如下（1）最基本元素是指生命的核心元素；主要元素是指含量占生物体总量的97%以上的元素；大量元素是指含量占生物体总量的万分之一以上的元素；微量元素是指含量占生物体总量的万分之一以下的元素。（2）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。(3)无论干重还是鲜重，C、H、O、N都是含量最多的四种元素。2．分析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：组成生物体的化学元素在无机环境中都可以找到，没有一种是生物体所特有的，这说明了生物界和非生物界具有统一性，这也为生命起源于非生命物质的化学进化学说奠定了理论基础。(2)差异性是从组成生物体的各种化学元素的含量来分析的：尽管组成生物体的化学元素在无机环境中都可以找到，但与无机环境中的相应元素的含量又有一定的差别，这说明生物界和非生物界又具有差异性，即生命物质的特殊性。这种差异性是由于生物体有选择地从无机自然界吸收各种物质组成自身结构所造成的。（3）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，这是细胞统一性和差异性的体现。3.常见元素及其作用N是蛋白质的组成成分，参与细胞和生物体的结构。绝大多数酶是蛋白质，某些激素也是蛋白质，这些物质对生命活动具有调节作用，所以N也参与了生命活动的调节。P是核酸的组成成分，也是磷脂的组成成分，参与构成了细胞和生物体的结构。ATP中含磷酸，所以磷酸也参与了动物体内的能量代谢过程。Na在动物体内是一种必需元素，主要以离子状态存在，在神经冲动的发生和传导过程中起重要作用，但在植物体内不是必需元素。Ca在动物体内对生命活动具有调节作用，如哺乳动物血液中的Ca2+浓度过低，动物就会出现抽搐；血液中的Ca2+具有促进血液凝固的作用，如果用柠檬酸钠或草酸钠除掉血液中的Ca2+,血液就不会发生凝固。人体长期缺钙，幼儿会得佝偻病，成年人会得骨质疏松症。Fe2+在哺乳动物体内是血红蛋白的一种成分，没有Fe2+就不能合成血红蛋白。Mg2+参与叶绿素的形成。I是合成甲状腺激素的原料等。跟踪训练1.（2008年全国Ⅱ卷）为了测定某种矿质元素是否是植物的必需元素，应采用的方法是（）A.检测正常叶片中该矿质元素的含量B.分析根系对该矿质元素的吸收过程C.分析环境条件对该矿质元素吸收的影响D.观察含全部营养的培养液中去掉该矿质元素后植株生长发育状况解析：在植物体内积累的元素不一定是必需矿质元素，尤其是随环境污染的加剧，一些重金属元素会在植物体内出现，如日本的辐米事件。必需元素指的是对植物的生长、发育等不可缺少的元素。当缺乏某元素时会出现缺乏症，适当补充该元素时其缺乏症消失。要判断某种元素是否是必需的矿质元素，要采取实验的方式进行验证，即采用实验组和对照组来进行对比，二者保持一个变量不同，其余条件相同。答案：D2.（2008年全国Ⅰ卷）下图中A、B曲线分别表示在适宜的条件下，一定时间内某一必需矿质元素从大麦幼根不同部位向茎叶的输出量和在大麦幼根相应部位积累量的变化。请回答：（1）只依据B曲线____________（能、不能）确定幼根20～60mm部位对该矿质元素的吸收量，理由是_______________________。（2）一般情况下，土壤中该矿质元素的浓度比根细胞中的浓度______________，所以，幼根表皮细胞通过_____________方式吸收土壤中的矿质元素。缺氧条件下，根对该矿质元素的吸收量__________，原因是___________________________。（3）若大麦吸收矿质元素不足，老叶首先表现缺乏该矿质元素的症状，说明该矿质元素_________（能、不能）被植物体再度利用。在不同的生长发育时期，大麦对该矿质元素的需要量______（相同、不相同）。（4）该大麦根大量吸收该矿质元素的部位与大量吸收其他矿质元素的部位_________（相同、不相同），该部位称为____________。解析：本题综合考查有关植物代谢的知识。B曲线为积累量，积累量=吸收量-输出量。若只看B曲线而不看A曲线（代表输出量），不能确定输出量，因而吸收量也不能确定。成熟细胞吸收矿质元素的方式是主动运输，消耗呼吸作用生成的ATP，故缺氧时能量供应不足从而影响主动运输。当缺乏能被再度利用的元素时，代谢旺盛的幼叶可以从衰老的老叶中夺取，故幼叶正常而老叶出现缺乏症。答案：（1）不能该部位对该矿质元素的吸收量等于输出量与积累量之和，只考虑B曲线只能得到积累量的数据，积累量不等于吸收量（2）低主动运输减少主动运输需要能量，缺氧时根细胞呼吸作用弱，产生能量少（3）能不相同（4）相同组成细胞的化合物基础梳理化合物无机物_______：85%~90%，_______：1%~1.5%有机物_______：7%~10%，_______：1%~2%_______、_______：1%~1.5%水无机盐蛋白质脂质糖类核酸归纳整合一、细胞中的化合物1.组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在细胞内含量最多的化合物水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%以上的化合物细胞内含量仅次于水的化合物蛋白质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2.细胞中的化合物的种类与含量二、常用染色剂及其作用待测物还原糖淀粉脂肪蛋白质DNARNA线粒体染色体CO2乙醇试剂斐林试剂碘液苏丹Ⅲ苏丹Ⅳ双缩脲试剂甲基绿吡罗红健那绿健那绿溴麝香草酚蓝重铬酸钾颜色砖红色沉淀蓝色橘黄色红色紫色绿色红色蓝绿色蓝绿色灰绿色蓝变绿再变黄是否用显微镜观察否否是否是是是是否否是否需现配是否否是是是否否否否跟踪训练1.（2008年江苏卷）下列各组物质中，由相同种类元素组成的是（）A．胆固醇、脂肪酸、脂肪酶B．淀粉、半乳糖、糖原C．氨基酸、核苷酸、丙酮酸D．性激素、生长激素、胰岛素解析：考查化合物的元素组成。A选项中胆固醇属于脂类，主要含C、H、O三种元素，而脂肪酶本质属于蛋白质，至少含有C、H、O、N四种元素；B选项中三种物质均为糖类，含有C、H、O三种相同的元素；C选项中氨基酸至少含有C、H、O、N四种元素，而核苷酸含有C、H、O、N、P五种元素；D选项中性激素属于脂类，主要含C、H、O三种元素，而胰岛素本质属于蛋白质，至少含有C、H、O、N四种元素，因此选B。答案：B2.(2008年广东卷)请回答以下有关细胞物质组成和功能的问题：（1）细胞中含有N元素的生物大分子是（）A．核苷酸和糖原B．胰岛素和核酸C．氨基酸和胰高血糖素D．血红蛋白和纤维素（2）细胞中的糖类可以分为3类，其中可以被消化道直接吸收的是__________。完全由葡萄糖缩合而成的二糖是__________。（3）构成细胞膜的脂质是_________和_________。（4）癌细胞转移与细胞膜上_________减少有关。解析：本题考查了生物学基础知识，涉及细胞的组成元素和化合物等。含N元素的分子有核苷酸、胰岛素、核酸、氨基酸、胰高血糖素和血红蛋白。其中含N的大分子有胰岛素、核酸、胰高血糖素和血红蛋白。能被消化道直接吸收的糖是单糖。答案：(1)B（2）单糖麦芽糖（3）磷脂胆固醇（4）热点聚焦化合物鉴定实验的应用（2009年江苏卷，改编）下列有关实验及显色结果的叙述，正确的有（）A．水浴加热条件下，蔗糖与斐林试剂发生作用生成砖红色沉淀B．沸水浴条件下，脱氧核苷酸与二苯胺发生作用呈现蓝色C．常温条件下，蛋白质与双缩脲试剂发生作用呈现紫色D．常温条件下，核糖核酸与甲基绿作用呈现绿色解析：本题考查了大纲要求基本实验的现象。A选项，能与斐林试剂水浴加热发生作用生成砖红色沉淀的糖是还原糖，如果糖、麦芽糖、葡萄糖，蔗糖不是还原糖；B选项，沸水浴条件下，DNA与二苯胺发生作用呈现蓝色；D选项，常温条件下，DNA（脱氧核糖核酸）与甲基绿作用呈现绿色。答案：C名师点睛：对本节内容而言，以教材上组织中还原糖、脂肪和蛋白质的鉴定实验为基础，以新的实验材料，创设新的情况，考查物质鉴定实验的操作、设计思路等，是常见的命题形式。热点训练（2009年广东卷）对下表中所列待测物质的检测，所选用的试剂及预期结果都正确的是（）待测物质检测试剂预期显色结果①DNA甲基绿红色②脂肪苏丹Ⅲ橘黄色③淀粉斐林试剂蓝色④蛋白质双缩脲试剂紫色A.①③B.②③C.①④D.②④解析：DNA遇甲基绿呈现绿色，斐林试剂是鉴定还原糖的，淀粉不属于还原糖，而且斐林试剂遇还原糖水浴加热后呈现砖红色沉淀。答案：D走进实验室基础再现三、实验材料的选择1.可溶性还原糖的鉴定实验中，最理想的实验材料是还原糖含量较高的生物组织（或器官），而且组织的颜色较浅，易于观察。可选用苹果、梨、白色甘蓝叶、白萝卜等。2.脂肪的鉴定实验中，实验材料最好选富含脂肪的生物组织，若利用显微镜观察，则最好选择花生种子。如果是新鲜花生种子，可不必浸泡，浸泡效果反而不好，如果是干种子，需浸泡3～4h才适宜切片（浸泡时间短，不容易切片；浸泡时间过长，组织太软，切下的薄片不易成形）。3.蛋白质的鉴定实验，最好选用富含蛋白质的生物组织。植物材料常用大豆，且浸泡1～2d，适于研磨，动物材料常用鸡卵清蛋白。过程设计1.选材→制备组织样液→显色反应。2.脂肪的检测还可利用显微镜观察法，实验流程为：取材→切片→制片→观察。昴错归纳1．还原糖：分子中含有醛基的糖，如葡萄糖、果糖、麦芽糖。但是蔗糖不是还原糖。2．在鉴定可溶性还原糖的实验中，加热试管中的溶液时，应该用试管夹夹住试管上部，放入盛50～65℃温水的大烧杯中加热。注意试管底部不要接触烧杯底部；斐林试剂不稳定，易变性，应现用现配。3．还原糖、蛋白质的鉴定实验中，在加相应试剂鉴定之前，要留出一部分组织样液，以便与鉴定后的样液颜色作对比，增强实验的说服力。4．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