高考生物一轮复习 专题1_2 细胞中的元素和化合物 细胞中的无机物教学案（含解析）.doc

1.2 细胞中的元素和化合物 细胞中的无机物1近年高考中，生物组织中糖类、脂肪和蛋白质检测的考查最为突出，多以选择题的形式直接考查对染色原理、过程及结果的识记；化合物的元素组成和水、无机盐的作用多以选择题的形式，结合代谢、重要化合物及生产生活实际，考查对水、Na、K、酶、激素、抗体、色素、核酸等的理解记忆。2对本讲内容的复习要注意以下几点：(1)通过比较，识记不同化合物的组成元素，联系生态系统的元素循环(物质循环)理解生物体与无机自然界元素组成的统一性和差异性。(2)联系代谢、抗性和生产实际理解自由水和结合水的生理作用，通过实例识记无机盐的作用。(3)牢记物质鉴定的试剂和显色反应，注意不同试剂的使用方法和不同物质鉴定的条件。 一、组成细胞的元素和化合物1种类(1)含量：大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。微量元素：生物生活必需但需要量却很少的元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。(2)作用：最基本元素：C。基本元素：C、H、O、N。2组成细胞的化合物(1)种类：水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质和核酸。(2)含量：鲜重含量最多的化合物：水。鲜重含量最多的有机物蛋白质。占细胞干重最多的化合物：蛋白质。二、细胞中的无机物1细胞中的水(1)存在形式：自由水和结合水。(2)功能：结合水是细胞结构的重要组成成分。自由水是细胞内的良好溶剂；参与细胞内的许多生物化学反应；为细胞提供液体环境；运送营养物质和代谢废物。2细胞中的无机盐(1)存在形式：主要以离子形式存在。(2)功能：细胞的重要组成成分；维持细胞和生物体的生命活动；维持细胞内的酸碱平衡。 高频考点一、以化合物的元素组成考查细胞中元素的种类和功能1细胞中的元素种类组成生物体的化学元素的种类大体相同，同一生物体内不同元素的含量也相差很大。无论是大量元素还是微量元素，都是细胞中不可缺少的，其划分的依据是它们在细胞中的含量而非作用。2生物界与非生物界在元素种类和含量上的关系3几种重要化合物的组成元素化合物糖类脂质蛋白质核酸ATP叶绿素血红蛋白脂肪、固醇磷脂组成元素C、H、OC、H、OC、H、O、N、PC、H、O、N(P、S等)C、H、O、N、PC、H O、N、PC、H、O、N、MgC、H、O、N、Fe【特别提醒】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，活细胞中原子个数最多的元素是H。例1下列有关细胞中元素和化合物的叙述，正确的是()AC是构成细胞的基本元素，在人体活细胞中含量最多B脂肪分子中含H比糖类多，是主要的能源物质C氨基酸脱水缩合产生水，水中的氧来自氨基酸的羧基DRNA和DNA主要组成元素的种类不同，碱基种类不完全相同【答案】C【变式探究】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B.H1N1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。高频考点二、细胞中水和无机盐的功能结合细胞代谢进行综合考查1细胞中的水(1)自由水与结合水是可以相互转化的：自由水结合水(2)自由水与结合水比值与抗逆性的关系：衰老的细胞内水分含量减少，细胞萎缩，体积减小，细胞代谢速率减慢。癌细胞中代谢增强，水分含量增加。(3)水与细胞代谢的关系：2细胞中无机盐的生理功能(1)组成某些复杂的化合物：Mg2叶绿素，Fe2血红蛋白，I甲状腺激素P(PO)ATP(ADP)、磷脂、核酸(DNA或RNA)、NADPH。(2)维持正常的生命活动，如血液中Ca2含量过低就会出现抽搐。(3)维持酸碱平衡和渗透压平衡，如血浆中H2CO3/NaHCO3缓冲液。Na主要维持细胞外液的渗透压，K主要维持细胞内液的渗透压。例2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【变式探究】下列有关叙述错误的是()A细胞中的无机盐有些以化合物的形式存在，如铁是合成血红蛋白不可缺少的成分B植物缺镁会影响光合作用，食盐中加碘可预防地方性甲状腺肿C各种生物体的生命活动不能离开水D休眠或越冬的植物体内自由水与结合水的比值上升，正在萌发的种子中结合水和自由水的比值则下降【答案】D高频考点三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质【实验原理】(1)糖类(2)脂肪苏丹染液橘黄色脂肪苏丹染液红色(3)蛋白质双缩脲试剂紫色【实验步骤】(1)还原糖的检测与观察：制备组织样液结论：组织样液与斐林试剂在加热的过程中生成砖红色沉淀，说明组织样液中有可溶性还原糖。(2)脂肪的检测：方法一：花生种子匀浆3滴苏丹染液橘黄色。方法二：取材：花生种子(浸泡)，将子叶削成薄片。制片观察：先在低倍镜下寻找到已着色的颗粒再用高倍镜观察。结论：圆形小颗粒呈橘黄色，说明有脂肪存在。(3)蛋白质的检测：选材与制备：鲜肝提取液或黄豆浆滤液。结论：说明组织样液中存在蛋白质。【特别提醒】1选材：三个实验中都不宜选取有颜色的材料，否则会干扰实验结果的颜色变化。2脂肪的鉴定不一定都使用显微镜：若要观察被染色的种子细胞中脂肪颗粒，则使用显微镜，但若要通过溶液颜色变化，则不必使用显微镜。3双缩脲试剂与斐林试剂的比较比较项目斐林试剂双缩脲试剂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液反应条件需水浴加热不需加热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例3下列关于“检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质”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，需水浴加热2min才能看到紫色【答案】C热。【变式探究】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5065的水浴锅中加热2min.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 1.（2016北京卷.1）将与生物学有关的内容依次填入下图各框中，其中包含关系错误的选项是框号选项12345A组成细胞的化合物有机物无机物水无机盐B人体细胞的染色体常染色体性染色体X染色体Y染色体C物质跨膜运输主动运输被动运输自由扩散协助（易化）扩散D有丝分裂分裂期分裂间期染色单体分离同源染色体分离【答案】D 2.【2014四川高考】生物体的生命活动离不开水。下列关于水的叙述，错误的是()A. 在最基本生命系统中，H2O有自由水和结合水两种存在形式B. 由氨基酸形成多肽链时，生成物H2O中的氢来自氨基和羧基C. 有氧呼吸时，生成物H2O中的氢来自线粒体中丙酮酸的分解D. H2O在光下分解，产生的H将固定的CO2还原成(CH2O)【解析】细胞中水的存在形式有自由水和结合水两种，A正确；氨基酸之间脱水缩合过程中生成物H2O中的氢一个来自NH2，一个来自COOH，B正确；有氧呼吸生成物H2O中的氢来自第一阶段葡萄糖的分解以及第二阶段丙酮酸和水的分解，C错误；光反应阶段，H2O的光解产生的H用于暗反应C3的还原，D正确。【答案】C3.【2014广东高考】油菜种子成熟过程中部分有机物的变化如下图所示。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】C4.【2013江苏高考】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【解析】本题从不同的角度考查了生物体内水的有关知识。贮藏的种子中自由水含量低，以保持休眠状态；水沿着由死亡细胞的细胞壁组成的导管从植物的根系向地上部分运输；缺水时，动物体的负反馈调节能促使机体减少水的散失；适应高渗环境的动物体液渗透压相对较高，但仍要排出体内多余的盐，以维持内环境稳态。【答案】C1.牛通过吃草，从草中获得化合物和化学元素，那么，牛和草在化学元素的种类以及相同化学元素的含量上分别是()A.种类差异很大，含量上大体相同B.种类和含量差异都很大C.种类和含量都大体相同D.种类大体相同，含量差异较大【答案】D【解析】构成生物体的化学元素种类大体相同，含量差异较大，D正确。2.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。对此现象不合理的解释是()A.As在水稻细胞内富集，由细胞膜的结构特点决定B.As进入水稻细胞，导致有关酶失去活性，影响代谢细胞C.P影响As的吸收，与细胞膜上的载体种类和数量有关D.P是构成磷脂、核酸和ATP的重要元素，能促进水稻生长发育【答案】A3.下表为一种无土栽培培养液的主要配方。有关叙述正确的是()成分Ca(NO3)2MgSO4KH2PO4KClFeCl3H2O含量/g1.00.250.250.120.0051000A.表中大量元素和微量元素都齐全B.表中Mg参与构成叶绿体中的各种色素C.培养液中的离子浓度通常比细胞液中的离子浓度高，这样有利于细胞对无机盐的吸收D.栽培管理过程中，需要不断通气，这样可以促进有氧呼吸，进而促进根对离子的吸收【答案】D【解析】表中大量元素和微量元素并不齐全，如无大量元素C，无微量元素Mn等；叶绿体中的色素有叶绿素(叶绿素a和叶绿素b)和类胡萝卜素(胡萝卜素和叶黄素)，只有叶绿素中含有Mg；若培养液中的离子浓度比细胞液中的离子浓度高，则会影响细胞的渗透吸水，反而会导致根细胞失去水分；植物主要通过根系吸收无机盐离子，吸收方式为主动运输，栽培管理过程中不断通气能促进有氧呼吸，为主动运输吸收无机盐离子提供能量。4.下列有关生物体内水和无机盐的叙述，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.癌变细胞和衰老细胞内的水分减少，新陈代谢速率减慢C.给水中毒患者注射质量分数为1.8%的盐水，是为了降低细胞外液的渗透压D.血浆pH能维持相对稳定，与它含有的HCO、HPO等离子有关【答案】D5.如图中能正确反映某植物种子含水量与呼吸作用强度之间关系的曲线是()A.B.C.D.【答案】A【解析】细胞呼吸需要水分，种子萌发时要先吸收水分。在一定范围内，种子含水量相对越高，呼吸作用相对越旺盛。6.研究发现，冬小麦在秋冬受低温袭击时，呼吸速率先升高后降低；持续的冷害使根生长迟缓，吸收能力下降，但细胞内可溶性糖的含量有明显的提高。下列有关水对生命活动影响的叙述，合理的是()A.冷害初期呼吸作用增强，不利于抵御寒冷B.持续低温使线粒体内氧化酶活性减弱，影响可溶性糖合成淀粉C.低温使细胞内结合水含量降低，自由水含量增加，以适应低温环境D.在休眠的植物体内自由水与结合水的比值降低，有利于降低植物的细胞代谢【答案】D【解析】冷害初期呼吸作用增强，产热增加，有利于抵御寒冷；持续低温使线粒体内氧化酶活性减弱，导致可溶性还原糖氧化分解减少，细胞内可溶性还原糖含量增加，可溶性糖合成淀粉需要的是淀粉合成酶，而不是线粒体内的氧化酶；低温时细胞内结合水含量上升，自由水含量减少；休眠的植物体自由水与结合水的比值降低，细胞代谢减慢，D项正确。7.为了确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.观察在完全培养液中去掉该矿质元素前后植株生长发育状况【答案】D8.下列试剂与鉴定的物质及颜色变化对应不正确的是()A.双缩脲试剂蛋白质紫色B.苏丹染液脂肪红色C.斐林试剂麦芽糖砖红色D.碘液淀粉蓝色