【创新设计】高考生物一轮复习 教师用书 第一单元 第2讲细胞中的元素和化合物 新人教版必修1.doc

第2讲细胞中的元素和化合物细胞中的无机物及糖类、脂质知识点一组成细胞的元素知识点二生物组织中糖类、脂肪和蛋白质检测鉴定物质试剂颜色变化注意事项还原糖_砖红色沉淀现配现用，_加热淀粉碘液_若检验有色组织或器官，如绿叶，则需_脱色处理脂肪_做切片观察脂肪颗粒需_苏丹染液_蛋白质_紫色cuso4溶液4滴，不能过量知识点三细胞中的糖类和脂质知识点四细胞中的无机物,判断正误1碳是最基本元素不是因为干重含量最多()。2在生物体内常见的元素约有20种，没有一种元素是生物体特有的()。3微量元素含量虽少，但其生理作用不可替代，缺乏时动植物及微生物会出现特定缺素症()。4组成细胞的元素以化合物的形式存在()。5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()。6所有糖都有甜味()。7所有糖类及脂质都能做能源物质()。8水和无机盐不必消化就能吸收()。9所有有机物都需要经过消化才能被吸收()。连一连 苹果汁 马铃薯汁 b斐林试剂 .橘黄色花生子叶 .蓝色鸡蛋清 d碘液 .紫色1细胞中的糖类、脂肪、蛋白质都含有大量的化学能，都可以氧化分解为生命活动供能，产物中都有co2、h2o。2三大能源物质的供能顺序依次为：糖类、脂肪、蛋白质，这是由它们的生理功能所决定的。3主要的储能物质：脂肪，含能量高；其他储能物质还有动物细胞中的糖原、植物细胞中的淀粉。4直接能源物质：atp。自我校对：c、h、o、n、s、p、k、mg、ca微量元素cc、h、o、n主要化合物化合物生命活动统一性差异性斐林试剂水浴蓝色酒精苏丹染液橘黄色红色显微镜双缩脲试剂dna麦芽糖蔗糖半乳糖储能细胞壁糖原储能物质动物细胞膜生殖细胞自由水和结合水细胞结构良好溶剂生物化学反应液体环境离子复杂化合物生命活动酸碱平衡判断正误：1.2.3.4.5.6.7.8.9.连一连：bdac,组成生物体的化学元素和无机盐1细胞中的化学元素细胞中元素含量分析(1)细胞鲜重中含量前四位的元素(o、c、h、n)与细胞干重含量前四位的元素(c、o、n、h)排序不同，这是因为细胞内自由水的含量不同。(2)不同生物体内各种化学元素的含量差异较大，同一生物体内不同元素的含量也相差很大，但“c”却是所有生物体的最基本的元素。(3)动物、植物干重相比，由于植物含糖类较多，动物含脂肪、蛋白质较多，故植物体中含氧元素较多，动物体中含氮、氢元素较多，另外动物含ca、p元素也比植物多。2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。生物界的统一性(科内综合)(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：生物都以核酸作为遗传物质，遗传信息的传递与表达遵循“中心法则”，共用一套密码子。(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：生物体共用atp作为直接能源物质。3细胞中无机盐的存在形式及其功能(1)细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。(2)无机盐的生理功能复杂化合物的组成成分维持正常的生命活动。维持酸碱平衡(如hco/h2co3、h2po/hpo)和渗透压平衡(k、na、cl)。理综试卷对本考点的考查多与其他知识综合在一起，考查内容多为识记层次，选择题、非选择题均有。【典例1】.(2010全国，(1)请回答下列问题。氮、磷、镁3种元素中，构成生命活动所需直接能源物质的元素是_，构成细胞膜的元素是_。缺镁时植物叶片发黄，其原因是_。.(2011上海生命科学卷)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，该现象说明液泡内的na参与()。a调节渗透压 b组成体内化合物c维持正常ph d提供能量解析.生命活动的直接能源物质是atp，组成元素有c、h、o、n、p，因此在n、p、mg三种元素中，构成atp的元素有n、p。构成细胞膜的元素有c、h、o、n、p等，因此在上述三种元素中也同样有n、p两种元素。镁是组成叶绿素的重要元素，缺少镁叶绿素的合成受阻。.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.n、pn、p镁是组成叶绿素的重要元素，缺少镁叶绿素的合成受阻.a(1)部分元素参与形成的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、dna、rna、磷脂等patp、adp、nadph、nadh、dna、rna、磷脂等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(2)部分无机盐离子的具体功能分析无机盐功 能含量异常i甲状腺激素的组成成分缺乏时患地方性甲状腺肿fe2血红蛋白的组成成分缺乏时患贫血ca2降低神经系统的兴奋性血钙过低时，会出现抽搐现象；血钙过高时，会患肌无力b促进花粉的萌发和花粉管的伸长油菜缺硼时，会出现“花而不实”k促进植物体内淀粉的运输；动物细胞内液渗透压的维持缺乏时植物抗逆能力减弱，易受病害侵袭na维持细胞外液的渗透压缺乏会导致细胞外液渗透压下降【训练1】在高等植物细胞中有两种大量元素，淀粉中不含有，但核酸中含有。关于这两种元素的叙述中，错误的是()。a这两种元素是生物膜、染色体的重要组成元素b这两种元素是组成atp分子不可缺少的c这两种元素是构成蛋白质不可缺少的d这两种大量元素也是动物生活必需的解析淀粉含有c、h、o，核酸含有c、h、o、n、p，故这种元素是n、p。n是构成蛋白质不可缺少的，而p不是。答案c,细胞中的水及其在生产实践中的应用1水的含量、分类及生理作用含 量概 念生理作用结合水4.5%与其他物质结合在一起细胞结构的组成成分自由水95.5%能够自由流动、以游离状态存在良好溶剂、运输作用、反应场所、原料2.影响细胞含水量的因素(1)生物种类：水生生物含水量陆生生物含水量。(2)生长发育阶段：幼儿成年；幼嫩部分成熟部分。(3)组织器官种类与代谢程度：如牙齿骨骼血液。3水的存在形式与新陈代谢、生物抗逆性的关系自由水和结合水在一定条件下可相互转化：自由水结合水细胞中自由水/结合水的比值越大，生物新陈代谢越旺盛，该生物的抗逆性(如抗寒性、抗旱性)越差；反之，该比值越小，生物新陈代谢越缓慢，其抗逆性则越强。4在生产实际中的应用(1)种子的贮存：晒干种子是为减少自由水含量，降低种子的代谢，延长种子寿命。(2)低温环境下减少花卉浇水，可提高花卉对低温的抗性。特别关注自由水主要存在于细胞液、细胞质基质及某些细胞器基质中；结合水与细胞中某些物质结合在一起存在。晒干的种子细胞中仍含有水分，主要是结合水，自由水极少。自由水、结合水的作用都非常大，不能认为自由水作用大，其实两种水在不同时期的作用各有所侧重。5科内综合：图解生物体内水的变化本考点多年没在理综高考试卷及单科试卷中出现，是典型的冷考点，涉及水的多为大分子(如蛋白质)的合成与水解。【典例2】(易错题)近日，美国国家航空航天局的科学家首次证实，月球上存在大量的水，这是航天史上仅次于火星生命探测的重大发现。月球上的冰态水可供未来的定居者饮用，而且为建立月球基地提供可能。下列有关水对生命活动影响的叙述中，正确的是()。a细菌必须在有水的环境中才能繁殖b当人体缺水时，下丘脑会产生渴觉c生活在干燥米中的“米虫”，获得水分的主要来源是消化淀粉d在休眠的种子内自由水与结合水的比值较高，有利于提高种子的新陈代谢，以适应不利的环境条件解析任何生命都需要在有水的环境中才能生存繁殖，细菌也不例外；渴觉产生于大脑皮层感觉中枢；生活在干燥米中的“米虫”，获得水分的主要来源是细胞代谢；在休眠的种子内自由水与结合水的比值较低，细胞新陈代谢速率慢，以适应不利的环境条件。答案a,糖类、脂质的种类和作用1糖类功能的全面分析(1)糖类是生物体的主要能源物质糖类是生物体进行生命活动的主要能源物质(70%)。淀粉和糖原分别是植物、动物细胞内的储能物质，而纤维素为结构物质，非储能物质。(2)糖类是细胞和生物体的重要结构成分五碳糖是构成核酸的主要成分。纤维素和果胶是植物细胞壁的主要成分。细菌的细胞壁主要由肽聚糖组成。(3)糖类是细胞通讯、识别作用的基础，也是细胞膜的成分在细胞膜上糖类常与蛋白质结合在一起构成糖蛋白，糖蛋白在细胞与细胞之间的相互识别、信息传递过程中起着非常重要的作用。2脂质的类别与功能种类生理功能脂肪 储存能量、氧化分解释放能量维持体温恒定类脂磷脂是构成动物细胞膜、线粒体膜、叶绿体膜等膜结构的重要成分固醇类胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，代谢失调会引起心血管方面的疾病性激素促进性器官的发育和两性生殖细胞的形成，激发并维持雌、雄性动物的第二性征维生素d促进人体对钙、磷的吸收和利用醛固酮保na排k脂肪氧化分解特点相对于糖类、蛋白质分子，脂肪分子中c、h的比例高，而o比例小。故在氧化分解时，单位质量的脂肪较糖类、蛋白质消耗的氧气多，产生的水多，产生的能量也多。3糖类和脂质的比较 项目名称糖类脂质化学组成和种类区别合成部位叶绿体、内质网、高尔基体、肝脏和肌肉主要是内质网生理作用主要的能源物质构成细胞结构，如糖被、细胞壁核酸的组成成分生物体的储能物质，如脂肪生物膜的重要组成成分，如磷脂调节新陈代谢和生殖，如性激素联系糖类脂肪近几年糖类、脂质知识的考查多出现在单科试卷，理综试题少有涉及，考查时涉及种类、成分、功能等识记内容多，也可综合考查有机物之间的相互转化。【典例3】(2011四川理综，4)如图表示油菜种子在成熟过程中种子质量和有机物相对含量的变化趋势，下列相关叙述不正确的是()。a大量糖类输入并参与代谢，导致种子质量不断增加b细胞代谢利用大量糖类，导致淀粉含量降低c糖类不断转化为脂质，导致脂质含量持续增加d糖类不转化为蛋白质，导致含氮物质含量不变解析由图中曲线变化可看出，在种子成熟的过程中，千粒重、粗脂肪的量不断增加，可溶性糖、淀粉的量不断减少，含氮物质的量不变。糖类能转化成非必需氨基酸，参与蛋白质的合成，选项d错误。大量糖类输入种子后，通过细胞代谢，要么转化为脂肪，使脂肪含量持续增加；要么转化为其他有机物贮存起来，使种子质量不断增加。由于细胞代谢大量利用可溶性糖，淀粉不断水解，导致其含量不断降低，故选项a、b、c正确。答案d题后反思植物体内三大类营养物质的转化教材从来没有涉及，本题是否超纲呢？答案是否定的。事实上命题专家的意图是考查学生在全新题境中分析曲线信息作出准确判断的能力！由图知在油菜种子成熟过程中，可溶性糖和淀粉不断地转化为粗脂肪而贮存起来，这一过程在人和动物体内也能进行，当糖类供应充足时，糖类可以大量转化为脂肪，但脂肪并不能大量转化为糖类，所以发胖容易、减肥难。【训练2】甲物质的分子式为c12h22o11，乙物质的分子式为c57h110o6。如这两种物质作为生物体内的能源物质，则在相同条件下，质量相等的甲、乙两种物质被彻底分解时，甲物质比乙物质()。a耗氧少，产生能量少 b耗氧多，产生能量多c耗氧多，产生能量少 d耗氧少，产生能量多解析甲、乙两种物质都只含c、h、o三种元素，故只能是糖类或脂肪。其中，由甲的分子式中h和o的比例知甲为糖类，则乙为脂肪。质量相同的糖类、脂肪在被彻底分解时，糖类比脂肪耗氧少、释放的能量也少。答案a【训练3】(2010山东威海上学期质检)下列有关糖类和脂质的叙述，不正确的是()a脂质中的磷脂是构成细胞膜的重要物质，所有细胞都含有磷脂b植物细胞中的多糖主要是淀粉和纤维素，动物细胞中的多糖主要是乳糖和糖原c固醇类物质在细胞的营养、调节和代谢中具有重要功能d葡萄糖、核糖、脱氧核糖是动植物细胞共有的命题立意考查糖类、脂质的功能。解析磷脂是组成细胞膜和细胞器膜的重要成分，所有细胞都含有膜结构，因此都含有磷脂。植物细胞中的多糖是淀粉和纤维素，动物细胞中的多糖是糖原，乳糖属于二糖。固醇类物质包括胆固醇、性激素和维生素d，它们在细胞的营养、调节和代谢中具有重要作用。动物和植物细胞共有的糖有葡萄糖、核糖和脱氧核糖。答案b检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质1实验原理及步骤2实验注意问题(1)还原糖鉴定的实验材料要求浅色：不能用绿色叶片、西瓜、血液等材料，防止颜色的干扰。还原糖含量高：不能用马铃薯(富含淀粉)、甘蔗、甜菜(富含蔗糖)。(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，实验用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溶液的浓度不同，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涮洗；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“脲”不可错写成“尿”。斐林试剂与双缩脲试剂的比较分析比较项目斐林试剂双缩脲试剂不同点不同点 使用方法甲液和乙液混合均匀后方可使用，且现配现用使用时先加a液再加b液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溶液浓度为0.05 g/mlb液cuso4溶液浓度为0.01 g/ml相同点 都含有naoh、cuso4两种成分，且所用naoh溶液浓度都是0.1 g/ml本考点是历年的命题热点，命题的原则是“回归教材”而“高于教材”，考查时往往与其他实验结合或与食品、药品成分鉴定、疾病(如糖尿病、肾炎等)诊断结合。【典例】某同学有喝牛奶的习惯，在学习了细胞的化合物知识后，他想知道牛奶中有无蛋白质和还原糖。下面是其未设计完的实验，请帮助他完成实验设计。【实验目的】 探究某品牌牛奶中有无蛋白质和还原糖。【实验原理】 利用颜色反应检测牛奶中有无蛋白质和还原糖。【材料用具】 略【实验步骤】 请补充表格中a、b、c、d处内容：探究目的探究牛奶中有无还原糖探究牛奶中有无蛋白质 试管步骤 abcdef第一步2 ml牛奶2 ml蒸馏水2 ml葡萄糖样液2 ml牛奶2 ml蒸馏水2 ml_a_样液第二步2 ml斐林试剂2 ml斐林试剂2 ml斐林试剂2 mlnaoh溶液_b_2 mlnaoh溶液第三步_c_水浴加热水浴加热_d_34滴cuso4溶液34滴cuso4溶液结 果？(1)a._；b._；c._；d._。(2)请预测a、d两个试管的现象及其结论：a：_。d：_。(3)分析该实验设计：试管a和_构成对照实验，对照组为_，目的是_。解析本题要求探究某品牌牛奶中有没有蛋白质和还原糖，实质上是考查教材中可溶性还原糖与蛋白质鉴定的相关知识与技能。实验应设置对照，一般选择空白对照，但为了增强实验的说服力可增加一组标准对照，如探究牛奶中是否具有还原糖可用还原糖如葡萄糖进行对照，而探究牛奶中是否具有蛋白质可用蛋白质如酪蛋白进行对照。答案(1)蛋白质2 ml naoh溶液水浴加热34滴cuso4溶液(2)若出现砖红色沉淀，证明奶粉中含有还原糖，否则无还原糖若出现紫色，证明奶粉中含有蛋白质，否则无蛋白质(3)b、c试管b和c试管通过对照探究奶粉中是否含有还原糖【训练1】(2012南昌调研)鉴定可溶性还原糖、蛋白质、脂肪，观察dna、rna在细胞中的分布，所用实验材料均较合理的一组是()。a韭菜叶、豆浆、大豆、洋葱鳞片叶内表皮b梨、鸡蛋清、花生子叶、人口腔上皮细胞c苹果、花生子叶、大豆、洋葱鳞片叶外表皮d番茄、豆浆、花生子叶、人口腔上皮细胞解析由于韭菜叶和番茄都具有颜色，会干扰实验效果，不能用于鉴定可溶性还原糖，a和d项错误；花生子叶含脂肪较多而大豆含蛋白质较多，c项错误；正确选项为b。答案b【训练2】(经典易错题)下列关于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脂肪的鉴定实验中可能需要用显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪滴c鉴定还原糖时，要加入斐林试剂甲液摇匀后，再加入乙液d用于鉴定蛋白质的双缩脲试剂a液与b液要混合均匀后，再加入含样品的试管中，且必须现用现配解析本题在于考查学生的操作是否规范、正确，是否注意了不同鉴定实验之间的差别。在选用试剂上容易出现错误。斐林试剂与双缩脲试剂所用物质相同，且所用氢氧化钠溶液的浓度相同，但二者所用的硫酸铜溶液的质量浓度不同。鉴定还原糖时，是甲、乙两液现用现配，混合后一次加入；而鉴定蛋白质时要先加a液，再加b液。还原糖、蛋白质的颜色反应是试剂与其发生化学反应的结果，是肉眼可见的。用花生子叶切片进行脂肪的鉴定时，由于脂肪滴小且分散在细胞中，所以需要借助于显微镜观察。答案b,组成细胞的化学元素和无机物1(2011江苏卷)研究发现，砷( as)可以富集在植物体内，转化为毒性很强的金属有机物，影响水稻的株高、根长和干重；加p(与as原子结构相似)处理后水稻茎叶和根中p含量增加、as含量相对减少，水稻生长加快，干重增加。对此现象合理的解释是(多选)()。aas在水稻细胞内富集，由细胞膜的结构特点决定bas进入水稻细胞，导致有关酶失去活性，影响细胞代谢cp影响as的吸收，与细胞膜上的载体种类和数量有关dp是构成磷脂、核酸和atp的重要元素，能促进水稻生长发育解析as等重金属元素可以使酶变性失活，影响细胞代谢而影响水稻的生长；p可与as竞争细胞膜上的载体而影响as进入细胞；as在细胞内的富集由细胞膜的功能特性决定，故选b、c、d。答案bcd知识拓展必需元素、非必需元素及确定必需元素的条件本题中as是植物生活不需要的“非必需元素”，p是植物生活需要的必需元素，p、as是同一主族的元素，原子结构及化学性质相近，as在植物体内积累易与p竞争形成毒性很强的有机物而影响植物正常的生理生化反应。下面补充一下必需元素的特征：必需元素必需具备的条件：第一，由于该元素的缺乏，植物生长发育发生障碍，不能完成生活史；第二，除去该元素则表现专一的缺乏症，而且这种缺乏症是可以预防和恢复的；第三，该元素在植物营养生理上应表现直接的效果，绝不是因土壤或培养基的物理、化学、微生物条件的改变而产生的间接效果。2(2008江苏生物)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a选项中胆固醇、脂肪酸只含c、h、o三种元素，而脂肪酶的化学本质是蛋白质，至少c、h、o、n四种元素；b选项中三种物质均为糖类，均由c、h、o三种元素组成；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选项中性激素只含c、h、o三种元素，而胰岛素的化学本质是蛋白质，至少含有c、h、o、n四种元素。答案b,糖类、脂质相关知识的考查3.判断正误(1)(2011海南生物卷a)动物细胞膜含有糖脂和糖蛋白()。(2)(2009江苏d)脂肪和生长激素是生物体内的能源物质()。(3)(2009福建理综d)胆固醇是构成细胞膜的重要成分，在人体内参与血液中脂质的运输()。(4)(2007广东d)与精子形成相关的雄激素属于脂质()。(5)(2009浙江理综a)蛋白质、纤维素、蔗糖、pvc、淀粉都是高分子化合物()。(6)(2009江苏c)蔗糖和乳糖水解的产物都是葡萄糖()。解析(1)动物细胞膜上含糖脂和糖蛋白。(2)生长激素不能作为能源物质。(3)胆固醇在血液中以载脂蛋白的形式存在，参与血液中脂质的运输。(4)雄性激素的化学本质是固醇，属于脂质。(5)蔗糖不属于高分子化合物。(6)蔗糖水解的产物是果糖和葡萄糖，乳糖水解的产物是半乳糖和葡萄糖。答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)4(2010海南卷)下列关于糖的叙述，正确的是()。a葡萄糖和果糖分子均有还原性b葡萄糖和麦芽糖可被水解c构成纤维素的单体是葡萄糖和果糖d乳糖可以被小肠上皮细胞直接吸收解析糖类分还原糖和非还原糖，其中还原糖指可被氧化充当还原剂的糖。还原糖有单糖、麦芽糖、乳糖等，所以a对。葡萄糖属于单糖不可以被水解，b错。纤维素是由葡萄糖组成的大分子多糖，其单体是葡萄糖，c错。乳糖的分子结构是由一分子葡萄糖和一分子半乳糖缩合形成，需水解成单糖后被吸收，d错。答案a5(2009广东生物，21)脂质具有的生物学功能是(多选)()。a构成生物膜 b调节生理代谢c储存能量 d携带遗传信息解析脂质包括脂肪、类脂(包括磷脂和糖脂)和固醇(包括胆固醇、性激素和维生素d等)；生物膜的主要成分中有磷脂；性激素和维生素d等有调节生理代谢作用；动物往往把多余的能量储存在脂肪中；携带遗传信息的是核酸。答案abc,物质鉴定类实验考查不同省份年年不同角度轮流抽测6(2011山东卷)只有在保持细胞活性的条件下，才能显示细胞中某物质或结构的实验是()。a苏丹染色观察花生种子子叶细胞中的脂肪b龙胆紫染色观察洋葱根尖分生区细胞的有丝分裂c健那绿(詹纳斯绿b)染色观察动物细胞的线粒体d甲基绿、派洛宁(吡罗红)染色观察动物细胞中的dna和rna解析依据题干中提供的信息“只有在保持细胞