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第2讲细胞中的元素及无机化合物【考纲解读】最新考纲细解考点核心素养1.水和无机盐的作用(Ⅰ)2.实验:检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质1.说出细胞中的元素的作用及大量元素和微量元素2.说出细胞中的重要化合物的组成元素3.说出组成细胞的化合物的种类4.说明生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的检测原理并能通过实验进行检测1.生命观念——比较与分类:大量元素与微量元素2.科学思维——结构与功能观:水和无机盐的存在形式与作用3.科学探究——制订与实施实验方案并观察实验结果能力:检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质考点一细胞中的元素和化合物研析教材内化基本概念1.组成细胞的元素(1)元素的来源、分类和存在形式无机自然界C、H、O、N、P、S、K、Ca、MgCC、H、O、N(2)生物界和非生物界在元素组成上的统一性和差异性①统一性的表现:,在元素上具有统一性。组成生物体的元素在无机自然界中都能找到种类②差异性的表现:同一种元素在生物界和非生物界中的差别很大。含量2.细胞中的化合物无机盐鲜重脂质最多【深挖教材】(1)微量元素是不是不重要?提示:微量元素虽然含量少,但同样不可缺少,很多疾病都与微量元素缺乏有关,如人体缺Fe会导致贫血,缺Zn影响智力发育。(2)生物体内含量很少的元素就是微量元素吗?提示:不一定,生物体细胞中,不可缺少的且含量很少的元素才是微量元素,某些元素如锡等虽然含量少但不属于微量元素。思考探究培养科学思维1.为什么组成细胞的化学元素在无机自然界都能找到,而又与无机自然界的含量大不相同?提示:因为组成细胞的化学元素归根结底是从无机自然界吸收的,生物体吸收自然界中的元素又是有选择性的。2.如图A是组成人体细胞的主要元素及其比例,B是细胞中几种化合物的含量。请据图思考下列问题:(1)如果图A表示的是活细胞中的元素含量比例,则甲～丁依次为_________________。(2)若按干重计,图B中②为,其标志性元素是A图中的(填“甲”“乙”“丙”或“丁”),按鲜重计②应为(此时①为)。(3)图A所示元素在非生物界中(填“一定能”“一定不能”或“不一定能”)找到。(4)C、H、N三种元素在人体的化学成分中,质量分数共占73%左右(占细胞干重的百分比),而在岩石圈的化学成分中,质量分数不到1%,这一事实说明_______________________________。O、H、C、N蛋白质丁水蛋白质一定能生物界与非生物界具有差异性剖析题型提升核心素养题型一细胞和生物体组成元素的含量、种类及作用1.(2019·湖北重点中学联考)下列关于组成生物体的化学元素的叙述正确的是()A.占细胞鲜重百分比最多的元素是CB.组成DNA、磷脂分子的元素种类相同C.非生物界与生物界的元素种类相同D.组成生物体的化学元素多以离子形式存在解析:占细胞鲜重百分比最多的元素是O;组成DNA、磷脂分子的元素都是C、H、O、N、P,种类相同;组成生物界的元素种类在非生物界中都能找到,但非生物界与生物界的元素种类存在差异;组成生物体的化学元素多以化合物的形式存在。B2.下列关于细胞中化学元素的叙述,正确的是()A.细胞中一种元素的作用能被其他元素替代B.细胞中的脱氧核苷酸和脂肪酸都不含有氮元素C.主动运输机制有助于维持细胞内元素组成的相对稳定D.细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要解析:细胞中每种元素都有其特定的作用,不能替代;脱氧核苷酸的组成元素是C、H、O、N、P,脂肪酸的组成元素是C、H、O;主动运输是有选择性地运输物质,从而可以维持细胞内元素组成的相对稳定;细胞中的大量元素和微量元素都是不可缺少的,都很重要。C题后提升判断元素与化合物分子时四个“明确”—含量—明确是重是干重—元素一性和差异性—明确种是含量—化合物元素成—明确化合物的化本—微量元素—明确含量和作用是否是生物体所必需的鲜还统类还组学质题型二细胞中各类化合物的组成元素及与代谢的联系3.(2018·北京石景山区期末)下列各组化合物中,由相同元素组成的是()A.叶绿素、类胡萝卜素B.胰岛素、性激素C.脂肪、核苷酸D.纤维素、丙酮酸解析:叶绿素中含有镁元素,与类胡萝卜素的元素组成不同;性激素属于固醇类激素,只含C、H、O,胰岛素属于蛋白质类激素,含有C、H、O、N;脂肪只含有C、H、O,核苷酸含有C、H、O、N、P;纤维素和丙酮酸含有C、H、O。D4.组成生物的化学元素在生物体中起重要作用。下列关于几种元素与细胞代谢关系的叙述中,正确的是()A.N是叶绿素的组成元素之一,没有N植物就不能进行光合作用B.C是组成糖类的基本元素,在光合作用中C元素从CO2经C3、C5形成(CH2O)C.I是构成血红蛋白的基本元素之一,缺I会引起贫血D.P是构成ATP的必需元素,光合作用中光反应和暗反应过程均有磷酸产生解析:N是叶绿素的组成元素之一,没有N叶绿素就不能形成,植物就不能进行光合作用;在光合作用中C元素从CO2经C3形成(CH2O),不经过C5;I是构成甲状腺激素的基本元素之一,缺I会引起大脖子病,合成血红蛋白不需要I;光合作用中光反应阶段有磷酸的消耗,暗反应过程有磷酸的产生。A考点二细胞中的水和无机盐研析教材内化基本概念1.细胞中的水(1)存在形式及作用是细胞结构的重要组成成分营养物质的代谢废物良好溶剂(2)自由水/结合水与植物代谢、抗逆性的关系大比值胞代旺盛，但抗逆性差比值胞代度降低，但抗寒、抗旱、抗等抗逆性增细谢细谢强热强小2.细胞中的无机盐(巧记功能:一组成二维持)离子主动复杂化合物抽搐渗透压、酸碱平衡【深挖教材】(1)所有的植物色素中都含有Mg吗?提示:叶绿素含有Mg,而其他色素如类胡萝卜素、花青素不含Mg。(2)无机盐对维持生物体的渗透压有重要作用,维持细胞外液渗透压的主要无机盐离子有哪些?提示:维持细胞外液渗透压的无机盐离子主要是Na+、Cl-等。思考探究培养科学思维1.缺乏N、Mg、P,植物的光合作用受影响,原因是N、Mg是组成的成分,N、P是组成的成分,N也是组成光合酶的成分。叶绿素ATP、类囊体膜、NADPH2.探究无机盐对植物生长的作用(1)对照组→正常生长植物+完全培养液(2)实验组植物+缺X的完全培—养液X加入正常生不正常生正常生盐长长长X不是必需无机盐X是必需无机盐剖析题型提升核心素养题型一水的存在形式、作用及与代谢的关系1.下列有关生物体内水的叙述,错误的是()A.水在细胞中有结合水和自由水两种存在形式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:植物越冬时自由水含量相对减少,增强了植物的抗寒能力。D2.(2018·北京石景山区期末)下列有关水的叙述,正确的是()A.H2O在光下分解,产生的[H]参与三碳化合物的生成B.由氨基酸形成多肽链时,生成物H2O中的氢全部来自氨基C.有氧呼吸时,生成物H2O中的氢全部来自线粒体中丙酮酸的分解D.由于水分子间的氢键,使得细胞中的水具有缓和温度变化的作用解析:光合作用过程中水光解产生的还原氢用于还原三碳化合物形成葡萄糖;氨基酸脱水缩合形成多肽链的过程中脱去的水分子中的H来自一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基;有氧呼吸时,生成物H2O中的氢来自葡萄糖和水;由于水分子间的氢键,使得细胞中的水具有缓和温度变化的作用。D题型二无机盐的存在形式、作用及与代谢调节的关系3.(2017·海南卷)无机盐对于维持生物体的生命活动具有重要作用。下列相关叙述错误的是()A.蔬菜中的草酸不利于机体对食物中钙的吸收B.缺铁会导致哺乳动物血液运输O2的能力下降C.和ATP一样,KH2PO4也能为生物体提供能量D.植物秸秆燃烧产生的灰烬中含有丰富的无机盐解析:蔬菜中的草酸与食物中钙结合形成草酸钙,不利于机体对食物中钙的吸收;Fe2+是血红蛋白的必需成分,而血红蛋白主要参与氧气的运输;KH2PO4是缓冲物质维持酸碱平衡,不作为能源物质;植物秸秆燃烧产生的灰烬中含有丰富的无机盐。C4.下列关于无机盐离子的叙述,正确的是()A.K+内流是神经纤维产生动作电位的主要原因B.Mg2+参与色素的合成而直接影响光合作用暗反应C.过量摄入钠盐会导致血浆中抗利尿激素含量降低D.Fe2+参与构成的血红蛋白在运输氧过程中起重要作用解析:动作电位产生的生理基础是Na+内流;Mg2+参与叶绿素的合成而直接影响光合作用的光反应;过量摄入钠盐会导致细胞外液渗透压升高,血浆中抗利尿激素含量升高,排尿减少;Fe2+是血红蛋白的组分之一,Fe2+在血红蛋白运输氧的过程中起重要作用。D题后提升各类无机盐参与形成的化合物种类无机盐参与形成的化合物3NNO蛋白质、ATP(ADP)、叶绿素、核酸(DNA或RNA)34PPOATP(ADP)、磷脂、核酸(DNA或RNA)Mg2+叶绿素24SSO某些蛋白质的特征元素Fe2+动物的血红蛋白I-甲状腺激素考点三实验:检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质实验基础1.实验原理某些化学试剂能够使生物组织中的有关有机化合物产生。还原糖+斐林试剂____________特定的颜色反应脂肪+砖红色沉淀丹Ⅲ染液橘色丹Ⅳ染液苏黄苏红色蛋白质+双缩脲试剂→________紫色2.实验步骤与实验结论(1)还原糖的检测结论:说明组织样液中有可溶性。蓝色砖红色还原糖(2)脂肪的检测方法一:花生种子匀浆+3滴染液→。方法二:花生种子(浸泡),将子叶削成薄片。苏丹Ⅲ(苏丹Ⅳ)橘黄色(红色)233min121取最理想的薄片滴～滴丹Ⅲ染液：染色制片洗去浮色：～滴体分制成片：滴蒸水，加玻片①②苏③积数为④临时装馏盖50%的酒精溶液观察:先在下寻找到已着色的颗粒再用观察。结论:圆形小颗粒呈橘黄色,说明有存在。低倍镜高倍镜脂肪(3)蛋白质的检测结论:说明组织样液中存在。双缩脲试剂A液1mL双缩脲试剂B液4滴紫色蛋白质(4)淀粉的检测碘液蓝色淀粉重点透析1.区分斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同”2.把握三类有机物检测在操作步骤上的“三个唯一”唯一需要加热还原糖检测,水浴加热。若不加热,则无砖红色沉淀出现唯一需要显微镜切片法检测生物组织中的脂肪唯一使用酒精脂肪的检测,实验用体积分数为50%的酒精洗去浮色3.关注实验中的四个注意点选材不宜选有颜色的实验材料,因为有颜色的材料会干扰实验结果预留样液物质检测中,预留组织样液作对照待测液处理用蛋清作蛋白质检测材料,必须充分稀释,防止蛋清粘在试管内壁材料处理脂肪检测时,用体积分数为50%的酒精洗去浮色,不能用清水,因为染料溶于有机溶剂、不溶于水题型演练题型一实验原理和操作1.(2017·全国Ⅰ卷)下列关于细胞结构与成分的叙述,错误的是()A.细胞膜的完整性可用台盼蓝染色法进行检测B.检测氨基酸的含量可用双缩脲试剂进行显色C.若要观察处于细胞分裂中期的染色体可用醋酸洋红液染色D.斐林试剂是含有Cu2+的碱性溶液,可被葡萄糖还原成砖红色B解析:台盼蓝为大分子染料,完整的细胞膜不允许台盼蓝进入细胞,细胞不能被染色,故可用台盼蓝染色法检测细胞膜的完整性;双缩脲试剂与蛋白质中的肽键发生紫色反应,而氨基酸不含肽键,无法与双缩脲试剂发生紫色反应;醋酸洋红是一种碱性染料,可使染色体着色;斐林试剂甲液与乙液混合后生成弱氧化性的Cu(OH)2,可被葡萄糖还原为砖红色沉淀(Cu2O)。2.(2018·江苏卷改编)关于还原糖、蛋白质和脂肪的鉴定实验,下列叙述正确的是()A.在甘蔗茎的组织样液中加入双缩脲试剂,温水浴后液体由蓝色变成砖红色B.在大豆种子匀浆液中加入斐林试剂,液体由蓝色变成紫色C.用苏丹Ⅲ染液染色,观察花生子叶细胞中的脂肪滴(颗粒)D.空间结构破坏后的蛋白质不能与双缩脲试剂产生紫色反应C解析:甘蔗茎中的蔗糖是非还原糖,还原糖与斐林试剂在50～65℃水浴下产生砖红色沉淀;双缩脲试剂是鉴定蛋白质的试剂,常温下与含有肽键的蛋白质发生紫色反应,蛋白质的空间结构破坏后,肽键没有破坏。题型二实验结果分析3.油菜种