高中生物第轮总复习-第讲-细胞中的元素和化合物-新人教版必修(广东专版)PPT课件

一、组成细胞的元素1细胞常见的化学元素归纳如下：,(1)组成生物体的化学元素常见的主要有20多种。最基本元素是指生命的核心元素C；主要元素是指含量占生物体总量的97%以上的元素；大量元素是指含量较多的元素；微量元素是指含量很少的元素。(2)占细胞干重最多是C，占细胞鲜重最多的是O；无论干重还是鲜重，C、H、O、N都是含量最多的四种元素。,(3)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。调节生命活动：如K、Na、Ca2、等。参与重要化合物的组成：如P是组成ATP、膜结构等的重要成分；是组成骨骼、牙齿成分；是叶绿素的成分；是血红蛋白的成分。,2生物界与非生物界的统一性和差异性分析(1)统一性：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。(2)差异性：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。(3)不同生物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；同一生物体内不同组织细胞的元素含量也不相同，这是细胞统一性和差异性的体现。,【例1】(2011广州模拟)下面摘录了某同学“检验生物体的元素组成”的实验报告中的几句话，你认为没有问题的是()A把生物组织放在酒精灯火焰上燃烧，将产生的气体导入澄清石灰水中，有沉淀产生，说明生物生物组织中含C、O元素B生物组织燃烧后的灰分，能促使植物生长，说明生物组织含N、P元素C生物组织燃烧时发光发热，说明生物组织中含有组成ATP的几种元素D干燥种子在密闭试管中加热，试管壁上出现水珠，说明种子中含有H、O元素,D,【解析】生物组织燃烧产生的气体能使澄清的石灰水产生沉淀，说明产生的气体为CO2，但CO2中的O可以来自大气，所以不能说明生物组织中含O元素。,二、细胞中的化合物组成生物体的化学元素只有在活的机体内，在生物体特定的结构基础上，有机地结合成各种化合物，这些化合物与其他的物质相互作用才能体现出相应的生理机能。1组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在。,2组成细胞的化合物包括无机化合物和有机化合物；其中无机化合物包括水和无机盐；有机化合物包括糖类、脂质、蛋白质和核酸。3并不是所有细胞中的化合物的含量都相同，不同生物的细胞，同一个体不同种类的细胞，各种化合物的含量有所不同，但化合物的种类相同。4细胞中的化合物含量(1)含量最多的化合物是水。(2)含量最多的有机物是蛋白质。(3)细胞干物质中含量最多的化合物是蛋白质。,三、生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定1.实验原理某些化学试剂能够使生物组织中的有机化合物产生特定的颜色反应。还原糖斐林试剂砖红色沉淀脂肪苏丹染液橘黄色脂肪苏丹染液红色蛋白质双缩脲试剂紫色,2.实验流程(1)还原性糖的鉴定,(2)脂肪的鉴定,(3).蛋白质的鉴定,3.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(或器官)，若利用显微镜观察，则最好选择花生种子。3蛋白质的鉴定实验中，最好选用富含蛋白质的生物组织(或器官)。植物材料常用大豆，且浸泡12d，适于研磨，动物材料常用鸡蛋清液。,4.实验操作中的注意事项1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5065温水的大烧杯中水浴加热。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。,2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。3在蛋白质的鉴定实验中，如果用蛋清稀释液作为实验材料，一定要稀释到一定程度，否则，与双缩脲试剂发生反应后会粘在试管的内壁上，使反应不彻底，试管也不易洗刷干净。,【例2】现有无标签的稀蛋清、葡萄糖、淀粉和淀粉酶溶液各一瓶，可用双缩脲试剂、斐林试剂和淀粉溶液将它们鉴定出来。请回答：(1)用一种试剂将上述4种溶液区分为两组，这种试剂是_，其中发生显色反应的一组是_和_溶液，不发生显色反应的一组是_和_溶液。(2)用_试剂区分不发生显色反应的一组溶液。(3)区分发生显色反应一组溶液的方法及鉴定结果是_。,【解析】(1)由于稀蛋清和淀粉酶溶液的本质是蛋白质，蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应，而葡萄糖和淀粉不与双缩脲试剂反应，所以，可以用双缩脲试剂将4种溶液分为两组；(2)葡萄糖属于还原糖，可与斐林试剂作用产生砖红色沉淀，而淀粉不能，所以可用斐林试剂将淀粉与葡萄糖区分开来；(3)淀粉可被淀粉酶分解形成还原糖，还原糖可与斐林试剂反应产生砖红色沉淀，而稀蛋清无这一特性，所以可以用淀粉将稀蛋清和淀粉酶区分开来。,【答案】(1)双缩脲试剂稀蛋清淀粉酶葡萄糖淀粉(2)斐林(3)将淀粉溶液分别与发生显色反应的两种溶液混合，一段时间后，用斐林试剂分别处理上述两种混合液，水浴加热观察到无颜色变化的溶液是稀蛋清溶液，出现砖红色沉淀的溶液是淀粉酶溶液,(五)斐林试剂与双缩脲试剂比较,1.浓度不同：斐林试剂中CuSO4溶液浓度为0.05g/mL，双缩脲试剂中CuSO4溶液浓度为0.01g/mL。2原理不同：斐林试剂的实质是新配制的Cu(OH)2溶液；双缩脲试剂实质是碱性环境中的Cu2。3使用方法不同：斐林试剂是先将NaOH溶液与CuSO4溶液混合均匀后再使用；双缩脲试剂是先加入NaOH溶液，再滴加CuSO4溶液。,4用途不同：斐林试剂用于可溶性还原糖的鉴定，双缩脲试剂用于蛋白质的鉴定。5颜色反应不同：斐林试剂与可溶性还原糖发生作用，产生砖红色沉淀，蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。,1.(2009上海)下列有机化合物中，只含有C、H、O三种元素的是()A氨基酸B核苷酸C脱氧核糖D磷脂,C,【解析】脱氧核糖属于糖类，只含有C、H、O三种元素。,2.(2011上海)就物质属性而言，蛋白质、抗原和多糖三者之间的关系是(),【解析】蛋白质和多糖都可能成为抗原；抗原的种类很多，包括一些蛋白质、多糖、脂类和生物体等。,A,3.(2011江苏)下列物质合成时，需要模板的是()A磷脂和蛋白质BDNA和酶C性激素和胰岛素D神经递质和受体,【解析】在高中生物中，DNA复制合成DNA、转录合成RNA、翻译合成蛋白质过程需要模板。A选项中磷脂的合成不需要模板；B选项中酶为蛋白质或RNA，所以B选项符合题意；C选项性激素为脂质，脂质的合成不需要模板；D选项神经递质为乙酰胆碱，乙酰胆碱的合成不需要模板。,B,4.实验测得小麦、大豆、花生三种生物干种子中三大类有机物含量如下图，有关叙述正确的是(),A选用花生检验细胞中有脂肪存在时需要使用显微镜B向小麦种子的研磨滤液中加入斐林试剂，就会呈砖红色C用双缩脲试剂检验大豆组织样液中的蛋白质，加热呈蓝色D萌发时相同质量的三种种子需要的氧气量基本相同,4.实验测得小麦、大豆、花生三种生物干种子中三大类有机物含量如下图，有关叙述正确的是(),A,【解析】花生种子中含脂肪较多，可以用作鉴定脂肪的材料，实验中需要用显微镜观察被染上颜色的脂肪微粒。小麦种子含淀粉最多，可以用作鉴定淀粉的实验材料，但需要用碘液来鉴定，呈现蓝色。大豆种子含蛋白质较多，所以研磨后的样液可以用双缩脲试剂来鉴定而呈现紫色。等质量的三种种子，萌发时消耗氧气最多的是花生种子，因为花生种子主要含脂肪，同质量的三种物质中脂肪消耗氧气最多。,5.(2011中山模拟)(双选)科学工作者研究了钙和硼对某种植物花粉粒萌发和花粉管生长的影响，结果如图所示。下列结论与结果不相符的是(),AC,A钙或硼对花粉粒萌发和花粉管生长有同样的影响B适宜浓度的硼或钙明显有利于花粉粒萌发或花粉管生长C钙对花粉管生长无明显影响，而一定浓度范围内影响花粉粒的萌发D硼对花粉粒萌发有明显影响，而一定浓度范围内几乎不影响花粉管的生长,【解析】从图中可看出钙或硼对花粉粒的萌发率和花粉管的生长速度的影响是不同的。钙的浓度变化影响花粉管的生长速度，但几乎不影响花粉粒的萌发率；硼的浓度变化影响花粉粒的萌发率，但对花粉管的生长速度几乎无影响。,6.(双选)对斐林试剂和双缩脲试剂的配方，叙述不正确的是()A都含有NaOH溶液和CuSO4溶液B斐林试剂的配制是将45滴质量浓度为0.05g/mL的CuSO4溶液滴入2mL质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液中C双缩脲试剂是将34滴质量浓度为0.01g/mL的CuSO4溶液滴入1mL质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液中混合而成D双缩脲试剂含有两种成分：质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液和质量浓度为0.05g/mL的CuSO4溶液,BD,【解析】正确区分斐林试剂和双缩脲试剂组成的异同点。两者都有NaOH溶液和CuSO4溶液两种成分，两试剂配制时CuSO4溶液的浓度不同，使用的方法不同。斐林试剂的配制是将0.1g/mL的NaOH溶液和0.05g/mL的CuSO4溶液等量混合。,7.华北某地区经常出现苹果小叶病，有人认为是土壤中缺锌引起的，有人认为是土壤中缺镁引起的。现有如下材料，请你完成下列实验，探究上面的猜测哪个正确。材料用具：三十株长势相同的苹果幼苗、蒸馏水、含有植物必需元素的各种化合物。实验原理：任何一种必需元素在植物体内都有一定的作用，一旦缺乏，就会表现出相应的症状，请根据全素培养和相应缺锌、缺镁的培养对苹果生长发育的比较，判断小叶病的病因。,方法步骤：(1)首先配制全素培养液和相应的缺锌培养液和培养液，分别放入三个培养缸并编号为A、B、C。(2)(3)放在适宜的条件下培养一段时间，,缺镁,。,将三十株长势相同的苹果幼苗均分为三,组，分别栽培在上述三个培养缸中,。,观察苹,果幼苗的生长发育状况,(4)结果预测和分析：缸内的苹果幼苗正常生长。若B缸内苹果幼苗表现出小叶病，而C缸中的没有，则说明若则说明苹果小叶病是由缺镁引起的。若则说明苹果小叶病既与缺镁有关，又与缺锌有关。若则说明苹果小叶病与缺镁、缺锌都无关。,。,，,A,苹果小叶病是由缺锌引起的,C缸内苹果幼苗表现出小叶病，而B缸中的没有,B、C两缸内苹果幼苗都表现出小叶病,，,B、C两缸内苹果幼苗都不表现出小叶病,，,【解析】实验的自变量是锌、镁的有无，因变量是植物的生长状况。对照组应用全素培养液培养，实验组分别用缺锌培养液和缺镁培养液培养，根据植物的生长状况判断小叶病与镁和锌的关系。,第1、5节,细胞中的元素和化合物、细胞中的无机物,一、组成细胞的元素,C、H、O、N、P、S,1种类,C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg,C,(1)大量元素：_等。其中最基本的元素是_；主要元素是指含量约占细胞总量的97%的元素，有_。(2)微量元素：_等。,Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo,2含量,(1)鲜重中_含量最多。(2)干重中_含量最多。,C,(3)无论干重还是鲜重，_都是含量最,多的四种元素。,C、H、O、N,3作用(1)组成化合物进而构成细胞，如蛋白质、核酸等。(2)影响生物体的生命活动，如B能促进花粉萌发和花粉管,伸长。,统一,差异,4研究意义:生物界和非生物界具有_性和_性。,O,1.K是大量元素，Fe是微量元素，其划分的依据是什么？答案：大量元素和微量元素的划分依据是含量。2碳在干重中含量最多，所以是最基本的元素，这种说法对吗？答案：不对，碳是最基本元素是因为细胞里的有机物是以碳链为骨架的，碳链是大分子物质形成的基础。,1无机化合物：_。,水和无机盐,2有机化合物：_。,糖类、脂质、蛋白质、核酸,二、组成细胞的化合物,),脂肪细胞中含量最多的化合物是脂肪。(,三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质,斐林试剂,1糖类的检测：还原糖与_发生作用，生成,_；淀粉遇_变_。,蓝色,2脂肪的检测：脂肪被_染成_，,或被_染成_。,橘黄色,苏丹染液,红色,3蛋白质的检测：蛋白质与_作用产生,21_反应。,双缩脲试剂,紫色,砖红色沉淀,苏丹染液,碘,1.上述实验中，只有还原糖的鉴定实验需要水浴加热。,(,),2只有在脂肪的鉴定实验中需要使用显微镜。(,),3斐林试剂和双缩脲试剂的用法和溶质的浓度不同。()四、水1含量：最多，约占生物体的_。2存在形式(1)结合水：与细胞内其他物质相结合的水。(2)自由水：以_的形式存在，可以自由流动的水。,60%95%,游离,3功能,(1)结合水：细胞结构的重要组成成分。(2)自由水,1)细胞内的良好_。2)参与细胞内的许多生化反应。3)为细胞提供液体环境。4)运送_。,营养物质和代谢废物,小麦晒干过程中失去的水主要是_，晒干后的,小麦所含的水主要是_。,自由水,结合水,溶剂,五、无机盐,离子,1存在形式：主要以_的形式存在。2功能(1)细胞的重要组成成分。,生命活动,(2)维持细胞和生物体的_。(3)维持生物体内的平衡，如酸碱平衡。,下列关于生物体内无机盐功能的叙述错误的是(,),A镁是叶绿素的成分之一，缺镁会影响光合作用B细胞中无机盐大多数以化合物的形式存在，如CaCO3构成骨骼、牙齿C人体血液中Ca2浓度太低，会出现抽搐症状D某些无机盐离子对维持细胞的酸碱平衡具有一定作用,解析：细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。,B,考点,组成细胞中的化学元素,1元素的归类,续表,2.从元素角度分析生物界与非生物界的统一性和差异性(1)统一性：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。,(2)差异性：组成生物体的化学元素的含量与无机环境中的相应元素的含量有一定的差别，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中吸收各种物质组成自身结构造成的。,3化学元素的生理功能,S：是甲硫氨酸、半胱氨酸等含硫氨基酸的组成成分，因此,也是蛋白质的特征元素。,Ca：动物血液和组织液中的钙离子，对血液的凝固和肌肉的收缩有调节作用。缺钙时，老年人患骨质疏松症，成年人患骨质软化病，儿童患佝偻病；血钙含量低时，会出现抽搐现象；血钙含量高则导致肌无力。,Fe：是血红蛋白和许多含铁酶类的组成成分，与氧气的运,输以及许多物质代谢有关。I：是合成甲状腺激素的原料。,B：可促进花粉管的萌发，从而促进植物受精，油菜缺B,会“花而不实”。,Mg：是叶绿素的组成成分，是一切绿色植物光合作用不可,缺少的元素。,元素在生物计算和同位素标记法中的应用,从元素组成上分析代谢产物,糖类、脂肪、蛋白质的元素组成中都含C、H、O，可推知其彻底氧化分解的产物中都有CO2和H2O；蛋白质中还含有N，故其氧化分解的产物中有含N化合物。,从元素含量上分析物质氧化分解时释放能量的多少脂肪中氧的含量远少于糖类，而氢的含量多于糖类，因此，等质量的脂肪和糖类氧化分解时，脂肪所消耗的氧气较多，同时释放的能量也较多。,在同位素标记法中的应用,利用同位素标记法可以示踪光合作用和细胞呼吸中碳、氧原子的去向；示踪分泌蛋白的合成、运输和分泌途径；在噬菌体侵染细菌的实验中，证明DNA是遗传物质；证明DNA分子的半保留复制方式；用于基因诊断和DNA分子杂交等。,【典例1】下图中甲是细胞中3种化合物含量的扇形图，,乙是活细胞中元素含量的柱形图，下列说法不正确的是(,),A若图甲表示正常细胞，则化合物、共有的元素中,含量最多的是a,B若图甲表示细胞完全脱水后化合物含量的扇形图，则,化合物中含量最多的元素为图乙中的b,C图乙中数量最多的元素是c，这与脱水细胞中含量最多,的化合物有关,D若图甲表示正常细胞，则化合物具有多样性，其必,含的元素为C、H、O、N,解题思路第一步：分析图形,图甲代表化合物含量多少，则正常细胞中、分别为,水和蛋白质。,图乙直观反映出活细胞中元素含量，则a、b、c分别为,O、C、H。,第二步：分析选项,答案C,考点对应练,1下列关于组成生物化学元素的叙述，正确的是(,),AC是组成糖类的基本元素，在光合作用中C元素从CO2先后经C3、C5形成(CH2O)BN是核酸的组成元素，没有N植物就不能合成核酸CO是构成有机物的基本元素之一，光合作用制造的有机物中的氧来自于水DP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ATP的合成,解析：在光合作用中，C元素从CO2经过C3，形成(CH2O)；构成核酸的基本元素是C、H、O、N、P；光合作用制造的有机物中的氧来自于CO2；暗反应过程消耗ATP。,答案：B,考点,细胞中的无机物水和无机盐,1水(1)两种存在形式自由水和结合水,续表,温度降低,温度升高,(2)水的含量,不同的生物体内水的含量差别很大。例如，生物体的含水量一般为60%95%，而生活在海洋中的水母其含水量约为97%。,同一生物体不同的生长发育阶段水的含量不同。幼儿时,期成年时期；幼嫩部分成熟部分。同一生物体不同器官的含水量不同。,(3)水分含量与新陈代谢、生物抗性的关系,细胞中,自由水结合水,的比值越大，生物新陈代谢越旺盛，抗性,越小。,细胞中,自由水结合水,的比值越小，生物新陈代谢越缓慢，抗性,越大。,蛋白的主要成分；维持细胞和生物体的生命活动，如Ca2+能,渗透压；维持细胞的酸碱平衡，如HCO3等。,2细胞中无机盐的存在形式及主要功能,(1)存在形式：细胞中的无机盐大多数以离子的形式存在，如Na、K、Ca2、Fe2、Fe3、Cl、SO24、PO34等。(2)主要功能：细胞的重要组成成分，如Fe2是构成血红,降低肌肉的兴奋性，缺Ca2会出现抽搐等症状；维持细胞的渗透压，如Na能影响细胞外液渗透压、K能影响细胞内液,水和各种生命活动,【典例2】(2011年清远一模双选)下列与水有关的叙述中，,正确的是(,),A细胞有氧呼吸过程的第三阶段，既有水的生成，又有水的分解B人体由于花粉过敏，血管壁通透性降低，使水分大量积累在细胞间隙，导致组织水肿C人体内水分的动态平衡是靠水分的摄入和排出来实现的，其感受器位于下丘脑D如果白天用含18O的水浇花草，周围空气中的H2O、O2中都可能检测出18O,解题思路有氧呼吸过程中水的生成在第三阶段，水的利用在第二阶段。花粉过敏，血管壁通透性增大，使水分大量积累在细胞间隙，导致组织水肿。下丘脑有渗透压感受器，能调节水平衡；渴觉中枢在大脑皮层。含18O的水参与光合作用产生氧气，氧气进入植物体内参与有氧呼吸生水，而植物的蒸腾作用也使周围空气中的H2O含18O。,答案CD,考点对应练,2下列对生物体内水的描述，错误的是(,),D,A幼小的生物体内自由水与结合水的比值越大时，代谢越活跃B自由水是良好的溶剂，是各种代谢活动的介质C结合水是组成细胞结构的一部分，约占细胞内全部水分的4.5%D心肌坚韧、血液液态，