新高考生物一轮复习 第一单元 认识细胞与细胞的化学组成 第2讲 组成细胞的元素和无机物学案（含解析）北师大版.doc

第2讲 组成细胞的元素和无机物考点一组成细胞的元素1化学元素对生命活动的重要性构成细胞和调节生物体的生命活动。(1)构成细胞的化学元素进一步形成多种多样的化合物。(2)调节生物体生命活动的化学元素主要有两大类：一类是与蛋白质等物质结合的元素；另一类是以离子形式调节生物体生命活动的元素。2组成细胞的化学元素3构成生物界和非生物界元素的统一性和差异性(1)统一性：组成细胞的化学元素，在无机自然界都可以找到，没有一种化学元素是生物界所特有的。(2)差异性：组成细胞的化学元素，在细胞内和在无机自然界中的含量相差很大。诊断与思考1判断下列说法的正误(1)ca、mg、fe、mn、cu是组成细胞的微量元素()(2)细胞中的一种元素的作用能被其他元素替代()(3)细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要()(4)活细胞内含量最多的元素是o而不是c()(5)在人体活细胞中氢原子的数目最多()2如何从元素的角度理解生物界的统一性和差异性？提示(1)统一性：不同种生物的元素种类大体相同。(2)差异性：不同种生物的元素含量相差很大。题组一细胞中元素含量、种类及作用1下列有关组成生物体细胞的化学元素的叙述中，正确的是()a农作物种植中主要施加氮肥、磷肥、钾肥，因此植物生长发育中可以不需要b等微量元素bh1n1和桃树共有的元素是c、h、o、n、pc人体细胞中含量最多的元素是cd常吸入汽车尾气，可能在体内积累pb等元素，因此pb是人体需要的答案b解析n、p、k是组成生物体的大量元素，微量元素和大量元素一样必不可少，只是需要的量少，a项错误；组成h1n1病毒和桃树的共有化合物有核酸和蛋白质，因此共有的元素有c、h、o、n、p，b项正确；人体细胞鲜重中o元素含量最多，c项错误；随着环境污染的加剧，生物体不需要的元素也可能会进入生物体内，d项错误。2下列有关组成生物体化学元素的叙述，正确的是()a微量元素在生物体内含量很少，所以人体不存在微量元素缺乏症b人、动物与植物所含的化学元素的种类差异很大c组成生物体的化学元素在无机自然界中都能找到d不同生物体内各种化学元素的含量基本相同答案c解析大量元素与微量元素都是生物体的必需元素，缺乏其中任何一种都会表现出相应的缺乏症，a项错误；各种生物以及生物界与非生物界的元素组成具有统一性，即组成各种生物的元素种类大致相同，组成生物体的元素没有一种是生物特有的，都来自于非生物界，b项错误，c项正确；生物界与非生物界的元素组成具有差异性，即各种化学元素的含量差别较大，d项错误。题组二利用图表分析细胞中的元素和化合物3观察右图，下列叙述错误的是()a若该图表示的是细胞中各化学元素的含量，则a应该为碳元素b如果该图为组成细胞的化合物，则a中含有的元素为h、oc如果该图是已经完全脱水后的细胞的化合物组成情况，则a是蛋白质d如果该图表示的是细胞周期，则a时期发生染色体的复制答案a解析若该图表示的是细胞中各化学元素的含量，则干重时a为碳元素，鲜重时a为氧元素；如果该图为组成细胞的化合物，含量最多的化合物是水，含量最多的有机化合物是蛋白质；如果该图表示的是细胞周期，染色体复制发生在间期，间期在细胞周期中所占的时间最长。4下表是两种生物干重中有关元素的质量分数(%)。根据下表，有人得出下面结论，其中正确的是()元素chonps生物甲43.576.2444.431.460.200.17生物乙55.997.4614.629.333.110.78a.如果它们分别是动物和植物，则甲是动物，乙是植物b等质量的组织中，甲所含的热量少于乙c两者体细胞中，乙的染色体(质)比甲多d两者的含水量比较，可推测甲比乙多答案b解析动物和植物干重相比较，植物含糖类较多，动物含脂肪、蛋白质较多，由于脂肪的元素构成特点是含c、h较多而含o少，蛋白质的特征元素是n，故植物体中含o较多，动物体中含h、n元素较多，另外动物含ca、p元素也比植物多。题中甲为植物，乙为动物，a项错误；等质量的脂肪和糖类相比较，脂肪含热量较多，生物甲含糖量高，生物乙含脂肪多，b项正确；生物干重中有关元素的含量不能作为判断其含水量和染色体(质)多少的依据，c、d项均错误。1利用集合图形巧记元素的分类2走出元素的2个误区(1)误以为生物体内大量元素重要，微量元素不重要大量元素、微量元素是根据元素的含量划分的。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都起着非常重要的作用。(2)误以为细胞内含量最多的元素是c活细胞内含量最多的元素是o，而不是c；组成细胞干重最多的元素是c。考点二细胞中的无机物1细胞中的水2细胞中的无机盐诊断与思考1判断下列说法的正误(1)贮藏中的种子不含水分，以保持休眠状态()(2)细胞内自由水与结合水的含量是固定不变的()(3)细胞中的无机盐大多数以化合物的形式存在，如caco3构成骨骼、牙齿等()2细胞中自由水/结合水的比值与代谢、抗逆性之间存在怎样的关系？提示自由水/结合水3温度升高时，对自由水和结合水的转化有什么影响？提示温度升高，会有较多的结合水转化为自由水。4举例说出细胞中哪些结构会产生水？提示胞质溶胶、线粒体、叶绿体、核糖体、细胞核、内质网、高尔基体等。5举例说出细胞中的哪些生理过程会利用水？提示光合作用、有氧呼吸、有机大分子的水解等。6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参与了什么？提示调节渗透压。题组一从水的存在形式、来源和利用中把握水1下列有关水与生命活动的说法，不正确的是()a细胞发生癌变，其结合水含量较正常细胞的高b正在休眠的种子中结合水与自由水的比值升高cdna分解为脱氧核糖核苷酸的过程需要消耗水d自由水和结合水在一定的条件下可以相互转化答案a解析癌细胞能够无限增殖，细胞代谢比正常细胞旺盛，因此自由水含量较正常细胞的高；正在休眠的种子，代谢较弱，自由水含量较低，结合水与自由水的比值升高；dna分解为脱氧核糖核苷酸是水解过程，需要消耗水；自由水和结合水在一定的条件下可以相互转化。2生物体的生命活动离不开水。下列关于水的叙述，正确的是()aatp转化成adp的过程会产生水b有氧呼吸产生的h2o中的氢来自丙酮酸ch2o光解产生的h用于c3的还原d氨基酸脱水缩合产生的h2o中的氢来自氨基答案c解析atp水解生成adp的过程会消耗水，a错误；有氧呼吸产生的h2o中的氢最终来自葡萄糖和h2o，b错误；h2o光解产生的h用于碳反应中c3的还原，c正确；氨基酸脱水缩合产生的h2o中的氢来自氨基和羧基，d错误。题组二把握无机盐的功能及其实验设计3图1表示甲、乙两种无机盐离子处于不同浓度时与作物产量的关系；图2表示不同浓度的钙对某种植物花粉萌发和花粉管生长的影响。下列相关描述错误的是()a同一种作物对甲、乙两种无机盐离子的需求量不同b乙的浓度为d时，对提高产量最有利c适宜浓度的钙有利于花粉管的生长d在一定范围内，钙的浓度对花粉萌发率无影响答案b解析分析题图1可知，当甲的浓度为a时，而乙的浓度在cd范围内时，作物的产量相对较高，所以a项正确、b项错误；分析题图2可知，钙离子浓度对花粉管的生长有影响，适宜浓度的钙有利于花粉管的生长；从花粉萌发率看，钙离子浓度对其没有影响。4无机盐能维持生物体正常的生命活动。下面列出了若干确定无机盐x是否是植物必需的实验方案，其中正确的设计是()以土壤为基质盆栽，浇缺少无机盐x的“完全培养液”以沙土为基质盆栽，浇缺少无机盐x的“完全培养液”只用缺少无机盐x的“完全培养液”，不用基质以土壤为基质盆栽，浇蒸馏水以沙土为基质盆栽，浇完全培养液不用基质，只用完全培养液不用基质，只用含无机盐x的培养液不用基质，只用蒸馏水a以为实验组，为对照组b以为实验组，为对照组c以为实验组，为对照组d以为实验组，为对照组答案a解析本实验的自变量是植物生活的环境是否含有该无机盐。植物正常生长需要多种无机盐，缺少无机盐或只用含无机盐x的培养液培养植物，植物均不能正常生长，不能作为对照组；土壤、沙土中都可能含有这种无机盐，也不能作为对照组。因此对照组应该用完全培养液，而实验组为缺少无机盐x的“完全培养液”，通过观察植物的生长状况来确定实验结论。1多角度归纳细胞中的水2检验某种矿质元素生理功能的实验方案实验组：正常植物缺x培养液共同培养一段时间后，表现出相应的症状，再加入x后，症状消失。对照组：正常植物完全培养液共同培养一段时间后，植物正常生长。实验相关说明：(1)实验中应保证实验材料的统一性，即材料的种类、生长状况等相同。(2)实验组加入x的目的是二次对照，使实验组前后对照，以增强说服力。(3)该方案也可用于检测某种矿质元素是否是植物正常生长的必需元素。考点三(实验)检测生物组织中的还原糖、蛋白质和脂肪1检测生物组织中的还原糖(1)实验原理：糖类中的可溶性还原糖(如葡萄糖、果糖等)，与新配制的斐林试剂发生作用，生成砖红色沉淀。(2)方法步骤(3)实验现象溶液颜色的变化为：蓝色溶液变成砖红色沉淀。(4)实验结论：植物组织中含有还原糖。2蛋白质的检测(1)实验原理：蛋白质分子中的肽键和双缩脲分子的化学键相似，都能在碱性溶液中和cu2发生颜色反应，形成紫色或紫红色的络合物。(2)方法步骤(3)实验现象1、2号两支试管加入双缩脲试剂a液后均无颜色变化，但加入双缩脲试剂b液后，1号试管出现紫色，2号试管无明显颜色变化。(4)实验结论：蛋清液中有蛋白质存在。3检测生物组织中的脂肪(1)实验原理脂肪可以被苏丹染液染成橘黄色(或被苏丹染液染成红色)。(2)方法步骤取一表面皿，加入少量清水。向清水中滴加12滴植物油，使之浮于水面呈较大的圆滴状。再向表面皿中加入几滴苏丹染液(用量多少视水的多少而定)，轻轻摇动表面皿，使苏丹进入油滴。十几分钟后，观察油滴的颜色。(3)实验现象：油滴被染成红色。(4)实验结论：植物油中含有脂肪。深度思考(1)上述实验选材的标准是什么？提示被检测物质含量丰富；材料接近无色；易取材，易操作等。(2)实验中，在加相应试剂之前为何要留出部分组织样液？提示作为对照，以便与鉴定后的样液颜色作对比，增强实验的说服力。(3)鉴定还原糖时使用的斐林试剂为何要现配现用？提示因为斐林试剂很不稳定，容易产生蓝色的cu(oh)2沉淀，所以应将甲液和乙液分别保存，使用时现配现用。(4)蔗糖溶液中加入斐林试剂后呈现什么颜色？提示蔗糖属于非还原糖，不与斐林试剂发生颜色反应。观察到的现象不是无色，而是蓝色cu(oh)2的颜色。(5)在使用双缩脲试剂时，为什么要先加入试剂a，后加入试剂b?提示先加入试剂a，造成碱性环境，只有在碱性环境中，蛋白质才容易与cu2发生颜色反应。(6)鉴定蛋白质时，加入试剂b后，如果没有产生紫色反应，可能的原因是什么？提示可能加入的双缩脲试剂b过量，cuso4在碱性溶液中生成大量的蓝色cu(oh)2絮状沉淀，会遮蔽实验中所产生的紫色，影响观察结果。(7)脂肪鉴定实验中为什么用50%的酒精洗去浮色，而不用清水？提示因为苏丹或苏丹易溶于有机溶剂酒精中，而不溶于清水中。题组一把握生物组织中还原糖、蛋白质和脂肪的检测原理与操作1下列关于“检测生物组织中还原糖、蛋白质和脂肪”实验操作步骤的叙述中，正确的是()a用于鉴定还原糖的斐林试剂甲液和乙液，可直接用于蛋白质的鉴定b若要鉴定花生种子细胞中是否含有脂肪，一定需要用显微镜观察c鉴定可溶性还原糖时，要加入斐林试剂(甲液和乙液等量混合均匀再加入)d用双缩脲试剂鉴定蛋白质时，需热水浴加热2min才能看到紫色答案c解析斐林试剂乙液是质量浓度为0.05g/ml的cuso4溶液，双缩脲试剂乙液是质量浓度为0.01 g/ml的cuso4溶液，所以斐林试剂不可直接用于鉴定蛋白质；鉴定花生种子中是否含有脂肪，若用花生子叶制作临时装片，需用显微镜观察，若用花生种子组织液，则不需要用显微镜观察；双缩脲试剂鉴定蛋白质时，不需加热。2下面是一组探究有机物存在与否的鉴别实验，按表中编号顺序对应下列各项中的内容，正确的是()待测物试剂颜色反应条件胰岛素双缩脲试剂脂肪橘黄色斐林试剂砖红色水浴加热a.紫色、苏丹染液、蔗糖b红色、苏丹染液、蔗糖c紫色、苏丹染液、葡萄糖d红色、苏丹染液、果糖答案c解析胰岛素的化学本质是蛋白质，与双缩脲试剂反应产生紫色络合物；脂肪被苏丹染液染成橘黄色，被苏丹染液染成红色；还原糖与斐林试剂反应产生砖红色沉淀，葡萄糖、果糖、麦芽糖是还原糖，蔗糖是非还原糖，c项正确。3现提供可配制斐林试剂的溶液：甲液(0.1g/ml的naoh溶液)、乙液(0.05 g/ml的cuso4溶液)以及蒸馏水，如果充分利用上述试剂及必需的实验用具，可灵活性地鉴别出下列哪些物质()葡萄糖蔗糖胃蛋白酶rnaa只有b和c和d、和答案c解析由于本题还提供了蒸馏水，因此0.05g/ml的cuso4溶液可用蒸馏水稀释至0.01 g/ml，以作为双缩脲试剂的组成成分。葡萄糖为还原糖，可用斐林试剂检测，胃蛋白酶的化学本质为蛋白质，可用双缩脲试剂检测。题组二有机物检测的实验设计4用碘液、苏丹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颜色反应，其中“”的数量代表颜色反应深浅程度，有关说法不正确的是()试剂种类碘液苏丹染液双缩脲试剂甲乙丙a.乙种子中含蛋白质最多b碘液、苏丹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这三种试剂使用时均不需要水浴加热答案a解析由表可知，甲中主要含淀粉，乙中主要含脂肪，丙中主要含蛋白质。用苏丹染液检测脂肪时，需用光学显微镜观察橘黄色脂肪颗粒。5洋葱在欧美被誉为“蔬菜皇后”、其肥大的鳞茎中含糖类8.5%，每100g含维生素a5mg、维生素c9.3mg、钙(ca)45mg、磷(p)50mg、铁(fe)8mg，以及18种氨基酸，是不可多得的保健食品。那么洋葱肥大的鳞茎中所含有的糖类是淀粉还是可溶性还原糖？生物学兴趣小组的同学以此作为研究课题。请你帮助他们完成下面的实验研究报告。(1)实验目的：探究洋葱肥大的鳞茎中所含的糖是淀粉还是可溶性还原糖。(2)实验原理：淀粉可用_来检测，可溶性还原糖可用_试剂来检测。(3)实验器材：洋葱、所需试剂和仪器等(略)。(4)实验步骤：.鉴定可溶性还原糖：制备洋葱组织样液，取样液2ml注入试管；_；观察颜色变化。.鉴定淀粉：制备洋葱组织样液，取样液2ml注入试管；_；观察颜色变化。(5)预期实验结果与结论，完善下列表格：现象结论若步骤出现_，步骤出现_说明洋葱鳞茎中所含的糖类既有还原糖又有淀粉若步骤_，步骤_说明洋葱鳞茎中所含的糖类只有还原糖而没有淀粉若_说明洋葱鳞茎中所含糖类_答案(2)碘液斐林(4).加入新制备的斐林试剂1ml混合均匀，将试管置于盛有开水的水浴锅中加热煮沸23min.加入2滴碘液(5)砖红色沉淀蓝色出现砖红色沉淀不出现蓝色步骤不出现砖红色沉淀，步骤出现蓝色没有还原糖只有淀粉解析淀粉遇到碘液后变蓝色，还原糖遇到斐林试剂在水浴加热条件下出现砖红色沉淀。鉴定还原糖实验，首先制备组织样液，然后取2ml样液，加入2ml斐林试剂在水浴条件下加热，观察试管是否会出现砖红色沉淀，若出现砖红色沉淀说明组织样液中含有还原糖，若不出现砖红色沉淀，说明组织样液中不含有还原糖。鉴定淀粉实验，制备组织样液，然后取出2ml样液，加入2滴碘液后观察试管是否出现蓝色，若出现蓝色说明组织样液中含有淀粉，若不出现蓝色说明组织样液中不含有淀粉。1利用“一同三不同”区分斐林试剂与双缩脲试剂“一同”是指都含有naoh和cuso4两种成分，且naoh溶液的质量浓度都为0.1g/ml。“三不同”分别指：(1)使用原理不同。斐林试剂的实质是新配制的cu(oh)2溶液，双缩脲试剂的实质是碱性环境中的cu2。(2)使用方法不同。鉴定还原糖时将甲、乙两液等量混匀后立即使用；鉴定蛋白质时先加a液2ml摇匀，然后加b液34滴，振荡摇匀。(3)cuso4溶液的浓度不同。斐林试剂中cuso4溶液的质量浓度为0.05g/ml，双缩脲试剂中cuso4溶液的质量浓度为0.01 g/ml。2三类有机物检测在操作步骤上的差异(1)唯一需要加热还原糖检测，且必须水浴加热，不能用酒精灯直接加热。若不加热，则无砖红色沉淀出现。(2)唯一需要显微镜脂肪检测。(3)混合后加入斐林试剂；分别加入双缩脲试剂(先加a液，后加b液，且b液不能过量)。知识网络答题语句网络构建要语强记1大量元素、微量元素都是生物必需的元素，对于维持生物体的生命活动都起着非常重要的作用。2占细胞鲜重含量最多的元素是氧，占细胞干重含量最多的元素是碳。3占细胞鲜重最多的化合物是水，占细胞干重最多的化合物是蛋白质。4水不仅是细胞代谢所需的原料，也是细胞代谢的产物，如有氧呼吸、光合作用、蛋白质和dna的合成等过程中都有水的生成。5一些无机盐是细胞内复杂化合物的重要组成成分，许多种无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动有非常重要的作用。探究高考明确考向1(2012海南，7)关于植物细胞中元素的叙述，错误的是()a番茄和水稻根系吸收si元素的量相等b细胞中含量最多的四种元素是c、o、h和nc植物根系通过主动运输吸收无机盐离子需要atpd与豆科植物共生的根瘤菌可为豆科植物生长提供n元素答案a解析不同植物的根系对同种无机盐离子的吸收不同，a项错误；细胞中含量最多的元素为c、o、h、n，b项正确；植物根系吸收无机盐离子的方式为主动运输，需要消耗atp，c项正确；豆科植物和根瘤菌为共生关系，根瘤菌具有固氮作用，可为豆科植物提供氮元素，d项正确。2(2014海南，5)下列关于植物体内水分的叙述，错误的是()a植物体内的水分参与营养物质的运输b水是构成叶肉细胞的重要化合物之一c自由水可作为细胞内化学反应的反应物d同种植物萌发种子的含水量和休眠种子的相同答案d解析植物体内的水分参与营养物质的运输，a正确；水是构成叶肉细胞的重要化合物之一，b正确；自由水可作为细胞内化学反应的反应物，c正确；同种植物萌发种子的含水量大于休眠种子，d错误。3(2013江苏，16)下列关于生物体与水分的关系，叙述正确的是()a贮藏中的种子不含水分，以保持休眠状态b水从根系向地上部分的运输与细胞壁无关c适应高渗环境的动物可排出体内多余的盐d缺水时，动物体的正反馈调节能促使机体减少水的散失答案c解析贮藏的种子中含有结合水和少量的自由水，a错误；细胞壁可控制细胞过度吸水，b错误；动物会通过保水排盐维持机体内环境渗透压的稳定，c正确；动物体内水平衡的调节为负反馈调节，d错误。4(2014广东，5)油菜种子成熟过程中部分有机物的变化如图所示，将不同成熟阶段的种子匀浆后检测，结果正确的是()选项取样时间检测试剂检测结果a第10天斐林试剂不显色b第20天双缩脲试剂不显色c第30天苏丹试剂橘黄色d第40天碘液蓝色答案c解析a项，分析曲线可知，油菜种子在成熟过程中，