生物高考一轮复习必修细胞中元素和化合物

1、考纲内容及能力要求 考向定位 1蛋白质、核酸的结构和功 能（简述） 2糖类、脂类的种类和作用 3水和无机盐的作用 4观察DNA和RNA在细胞中 的分布 5检测生物组织中还原糖、 脂肪和蛋白质 1生物体的基本特征及相 互关系 2生命系统的各个层次的 相互关系 3使用高倍显微镜观察比 较不同细胞的异同点 4实验设计遵循原理的应 用及如何安排最佳实验步骤 第1节 细胞中的元素和化合物 基础梳理 组成细胞的元素组成细胞的元素 基础梳理 1.种类：大量元素_等； 微量元素_等；最基本元素_ _。 2.作用：作用： （1）组成化合物如蛋白质、核酸等进而构成细胞； （2）影响生物体的生命活动，如B能促进花粉

2、萌发和花 粉管的伸长。 3.研究意义：生物界和非生物界具有_性和 _性。 C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo C 统一 差异 探究思考：探究思考： 1为什么碳是最基本的元素？ 答案：碳原子本身的化学性质使它能够通过化学键连 接成链或环，从而形成各种生物大分子，使地球上的生命 建立在碳元素的基础上。 2组成人体细胞的主要元素中占细胞干重和鲜重的比 例如何排序？主要原因是什么？ 答案：鲜重条件下：O(65%）C(18%）H(10%）N （3%）P(14%）S(03%）。 干重条件下：C(48.4%）O(23.7%）N(12.9%） H(6.6%）Ca(3.5%

3、）S、P等。 在鲜重下O元素最多的原因是H2O在细胞中含量最多。 3我们所学的高中生物学中，哪些知识用到同位素 示踪技术? 答案：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； 在噬菌体侵染细菌实验中，证明DNA是遗传物质； 证明DNA分子的半保留复制方式； 基因诊断和DNA分子杂交。 归纳整合 组成细胞中的化学元素 1细胞中常见的化学元素归纳如下 （1）最基本元素是指生命的核心元素；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 占生物体总量的万分之一以上的元素；微量元素是指含量 占生物体总量的万分之一以下的元素。 （2）无论是大量元素还是微

4、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， 如P是组成ATP、膜结构等的重要成分；Ca是组成骨骼、 牙齿的成分；Mg是叶绿素的成分；Fe是血红蛋白的成分。 (3)无论干重还是鲜重，C、H、O、N都是含量最多的 四种元素。 2分析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 的化学元素在无机环境中都可以找到，没有一种是生物体 所特有的，这说明了生物界和非生物界具有统一性，这也 为生命起源于非生命物质的化学进化学说奠定了理论基础。 (2)差异性是从组成生物体的各种化学元素的含量来分 析的：尽管组成生物体的化学元素在无机环境中

5、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， 这说明生物界和非生物界又具有差异性，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吸 收各种物质组成自身结构所造成的。 （3）不同生物体内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 内的不同元素的含量也不相同，这是细胞统一性和差异性 的体现。 3.常见元素及其作用 N是蛋白质的组成成分，参与细胞和生物体的结构。 绝大多数酶是蛋白质，某些激素也是蛋白质，这些物质对 生命活动具有调节作用，所以N也参与了生命活动的调节。 P是核酸的组成成分，也是磷脂的组成成分，参与构 成了细胞和生

6、物体的结构。ATP中含磷酸，所以磷酸也参 与了动物体内的能量代谢过程。 Na在动物体内是一种必需元素，主要以离子状态存在， 在神经冲动的发生和传导过程中起重要作用，但在植物体 内不是必需元素。 Ca在动物体内对生命活动具有调节作用，如哺乳动物 血液中的Ca2+浓度过低，动物就会出现抽搐；血液中的 Ca2+具有促进血液凝固的作用，如果用柠檬酸钠或草酸钠 除掉血液中的Ca2+,血液就不会发生凝固。人体长期缺钙， 幼儿会得佝偻病，成年人会得骨质疏松症。 Fe2+在哺乳动物体内是血红蛋白的一种成分，没有 Fe2+就不能合成血红蛋白。 Mg2+参与叶绿素的形成。 I是合成甲状腺激素的原料等。 跟踪训练

7、1.（2008年全国卷）为了测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.观察含全部营养的培养液中去掉该矿质元素后植 株生长发育状况 解析：解析：在植物体内积累的元素不一定是必需矿质元素， 尤其是随环境污染的加剧，一些重金属元素会在植物体内 出现，如日本的辐米事件。必需元素指的是对植物的生长、 发育等不可缺少的元素。当缺乏某元素时会出现缺乏症， 适当补充该元素时其缺乏症消失。要判断某种元素是否是 必需的矿质元素，要采取实验的方式进行验证，即采用实 验组和对照组来进

8、行对比，二者保持一个变量不同，其余 条件相同。 答案：答案：D 2.（2008年全国卷）下图中A、B曲线分别表示在适 宜的条件下，一定时间内某一必需矿质元素从大麦幼根不 同部位向茎叶的输出量和在大麦幼根相应部位积累量的变 化。请回答： （1）只依据B曲线_（能、不能）确定 幼根2060 mm部位对该矿质元素的吸收量，理由是 _。 （2）一般情况下，土壤中该矿质元素的浓度比根细 胞中的浓度_，所以，幼根表皮细胞通过 _方式吸收土壤中的矿质元素。缺氧条件下， 根 对 该 矿 质 元 素 的 吸 收 量 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ， 原 因 是 _。 （3）若大麦吸收矿质元素不足，老叶

9、首先表现缺乏 该矿质元素的症状，说明该矿质元素_（能、不 能）被植物体再度利用。在不同的生长发育时期，大麦对 该矿质元素的需要量_（相同、不相同）。 （4）该大麦根大量吸收该矿质元素的部位与大量吸收 其他矿质元素的部位_（相同、不相同），该部 位称为_。 解析解析：本题综合考查有关植物代谢的知识。B曲线为 积累量，积累量=吸收量-输出量。若只看B曲线而不看A曲 线（代表输出量），不能确定输出量，因而吸收量也不能 确定。成熟细胞吸收矿质元素的方式是主动运输，消耗呼 吸作用生成的ATP，故缺氧时能量供应不足从而影响主动 运输。当缺乏能被再度利用的元素时，代谢旺盛的幼叶可 以从衰老的老叶中夺取，故幼

10、叶正常而老叶出现缺乏症。 答案：（1）不能 该部位对该矿质元素的吸收量等于输出 量与积累量之和，只考虑B曲线只能得到积累量的数据， 积累量不等于吸收量 （2）低 主动运输 减少 主动运 输需要能量，缺氧时根细胞呼吸作用弱，产生能量少 （3） 能 不相同 （4）相同 成熟区 组成细胞的化合物组成细胞的化合物 基础梳理 化 合 物 无机物 _：85%90%，在细胞中含量最多 _：1%1.5% 有机物 _：7%10%，在细胞中含量只比水少 _：1%2% _、_：1%1.5% 水 无机盐 蛋白质 脂质 糖类 核酸 归纳整合 一、细胞中的化合物 1.组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在 细胞内含量最

11、多的化合物 水 细胞内含量最多的无机化合物 占细胞鲜重含量最多的化合物 占细胞鲜重50%以上的化合物 细胞内含量仅次于水的化合物 蛋白质 细胞内含量最多的有机化合物 占细胞干重含量最多的化合物 占细胞干重50%以上的化合物 2.细胞中的化合物的种类与含量细胞中的化合物的种类与含量 二、常用染色剂及其作用 待测 物 还原 糖 淀粉 脂肪 蛋白质 DNARNA 线粒 体 染 色 体 CO2乙醇 试剂 斐林 试剂 碘液 苏 丹 苏 丹 双缩脲 试剂 甲基 绿 吡罗 红 健那 绿 健 那 绿 溴麝 香草 酚蓝 重铬 酸钾 颜色 砖红 色沉 淀 蓝色 橘 黄 色 红 色 紫色 绿色 红色 蓝绿 色 蓝

12、绿 色 灰绿 色 蓝变 绿再 变黄 是否 用显 微镜 观察 否 否 是 否 是 是 是 是 否 否 是否 需现 配 是 否 否 是 是 是 否 否 否 否 跟踪训练 1.（2008年江苏卷）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：解析：考查化合物的元素组成。A选项中胆固醇属于 脂类，主要含C、H、O三种元素，而脂肪酶本质属于蛋白 质，至少含有C、H、O、N四种元素；B选项中三种物质 均为糖类，含有C、H、O三种相同的元素；C选项中氨基 酸至少含有C、H、O、N四种元素，而核苷酸含

13、有C、H、 O、N、P五种元素；D选项中性激素属于脂类，主要含C、 H、O三种元素，而胰岛素本质属于蛋白质，至少含有C、 H、O、N四种元素，因此选B。 答案：答案：B 2.(2008年广东卷)请回答以下有关细胞物质组成和功 能的问题： （1）细胞中含有N元素的生物大分子是（ ） A核苷酸和糖原 B胰岛素和核酸 C氨基酸和胰高血糖素 D血红蛋白和纤维素 （2）细胞中的糖类可以分为3类，其中可以被消化道 直接吸收的是_。完全由葡萄糖缩合而成的二 糖是_。 （3）构成细胞膜的脂质是_和_。 （4）癌细胞转移与细胞膜上_减少有关。 解析：解析：本题考查了生物学基础知识，涉及细胞的组成 元素和化合物等

14、。含N元素的分子有核苷酸、胰岛素、核酸、 氨基酸、胰高血糖素和血红蛋白。其中含N的大分子有胰岛 素、核酸、胰高血糖素和血红蛋白。能被消化道直接吸收 的糖是单糖。 答案：答案：(1)B （2）单糖 麦芽糖 （3）磷脂 胆固醇 （4）糖蛋白 热点聚焦 化合物鉴定实验的应用化合物鉴定实验的应用 （2009年江苏卷，改编）下列有关实验及显 色结果的叙述，正确的有（ ） A水浴加热条件下，蔗糖与斐林试剂发生作用生成 砖红色沉淀 B沸水浴条件下，脱氧核苷酸与二苯胺发生作用呈 现蓝色 C常温条件下，蛋白质与双缩脲试剂发生作用呈现 紫色 D常温条件下，核糖核酸与甲基绿作用呈现绿色 解析：解析：本题考查了大纲要

15、求基本实验的现象。A选项， 能与斐林试剂水浴加热发生作用生成砖红色沉淀的糖是还 原糖，如果糖、麦芽糖、葡萄糖，蔗糖不是还原糖；B选 项，沸水浴条件下，DNA与二苯胺发生作用呈现蓝色；D 选项，常温条件下，DNA（脱氧核糖核酸）与甲基绿作用 呈现绿色。 答案：答案：C 名师点睛：名师点睛：对本节内容而言，以教材上组织中还原糖、 脂肪和蛋白质的鉴定实验为基础，以新的实验材料，创设 新的情况，考查物质鉴定实验的操作、设计思路等，是常 见的命题形式。 热点训练 （2009年广东卷）对下表中所列待测物质的检测， 所选用的试剂及预期结果都正确的是（ ） 待测物质 检测试剂 预期显色结果 DNA 甲基绿 红

16、色 脂肪 苏丹 橘黄色 淀粉 斐林试剂 蓝色 蛋白质 双缩脲试剂 紫色 A. B. C. D. 解析：解析：DNA遇甲基绿呈现绿色，斐林试剂是鉴定还原 糖的，淀粉不属于还原糖，而且斐林试剂遇还原糖水浴加 热后呈现砖红色沉淀。 答案：答案：D 走进实验室 基础再现 实验课题：生物组织中可溶性还原糖、脂肪、实验课题：生物组织中可溶性还原糖、脂肪、 蛋白质的鉴定蛋白质的鉴定 三、实验材料的选择三、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

17、好选富含脂肪的生物 组织，若利用显微镜观察，则最好选择花生种子。如果是新 鲜花生种子，可不必浸泡，浸泡效果反而不好，如果是干种 子，需浸泡34 h才适宜切片（浸泡时间短，不容易切片； 浸泡时间过长，组织太软，切下的薄片不易成形）。 3.蛋白质的鉴定实验，最好选用富含蛋白质的生物组织。 植物材料常用大豆，且浸泡12 d，适于研磨，动物材料常 用鸡卵清蛋白。 过程设计 1.选材制备组织样液显色反应。 2.脂肪的检测还可利用显微镜观察法，实验流程为： 取材切片制片观察。 昴错归纳 1还原糖：分子中含有醛基的糖，如葡萄糖、果糖、 麦芽糖。但是蔗糖不是还原糖。 2在鉴定可溶性还原糖的实验中，加热试管中的

18、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。 3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。 4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。 5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0.05 g/mL，双缩脲试剂中CuSO4溶液浓度为0.01 g/mL。 (2)原理不同

19、。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Cu2O。斐林试剂是 先将NaOH溶液与CuSO4溶液混合后再使用；双缩脲试剂 是先加入NaOH溶液，再滴加CuSO4溶液。 精题演习 1.请你根据下列材料设计一个证明唾液淀粉酶是蛋白 质的实验。 材料用具：质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液、质量 浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液、鸡蛋蛋清、人口腔唾液、 水、小烧杯、玻璃棒、试管、滴管和滴瓶、镊子、脱脂棉。 实验原理：_ _。 方法步骤：方法步骤： 第一步：制备蛋清液：取生鸡蛋一个，打破蛋壳（不 要破坏蛋黄）。取少许蛋清注入小烧杯中，加入30 mL清水，

20、 用玻璃棒调匀，备用。 第二步：取唾液：用清水将口漱净，口含一块脱脂棉， 片刻后用镊子取出脱脂棉，将其中的唾液挤到小烧杯中， 备用。 第三步： 。 预期结果：振荡均匀后，静置一会儿，可看到两支试 管中都呈现出红紫色。 实验结论_。 答案：答案：实验原理：鸡蛋的蛋清主要成分是蛋白质，在 碱性溶液中，蛋白质与CuSO4反应能产生红紫色物质， 即蛋白质的双缩脲反应。如果通过实验证明，酶能发生双 缩脲反应，即可证明酶的化学本质是蛋白质 方法步骤：第三步：对比实验：取两支试管，编上号。 在1号试管中注入2 mL蛋清液，2号试管中注入2 mL唾液， 然后向2支试管中各加入23滴0.1 g/mL的NaOH溶

21、液，振 荡。再向2支试管中分别加入23滴0.01 g/mL的CuSO4 溶液，振荡 实验推论：该实验证明唾液中存在着与蛋清中同样的 成分，即蛋白质。而唾液中除水外主要成分是酶 课时作业 1.（2009年惠州三模）下列对有关实验的描述中，不 正确的是（ ） A将双缩脲试剂加入到过氧化氢酶的溶液中，溶液呈 紫色 B将斐林试剂加入到蔗糖溶液中，加热后出现砖红色 沉淀 C细胞中的DNA可以被甲基绿染成绿色，从而可以 观察到其在细胞中的分布 D细胞中的染色体经龙胆紫溶液染色后，可观察到 其在有丝分裂各时期中的形态特点 解析：解析：蔗糖属于非还原糖，故斐林试剂加入到蔗糖溶液 中，加热后不会出现砖红色沉淀。

22、答案：答案：B 7.（2009年茂名一模）一种植物和一种哺乳动物体内 细胞的某些化学元素含量（占细胞干重的质量分数%）如下 表，下列有关叙述不正确的是（ ） A碳元素的含量说明有机物是干物质的主要成分 B两种生物体内所含的化学元素的种类差异很大 CN、S含量说明动物组织含蛋白质较多，若该动物 血钙低则会发生肌肉抽搐 D两种生物体内某有机物含C、H、O、N、S，该 分子可能携带氨基酸进入核糖体 解析：解析：两种生物体内所含的化学元素的种类差异不大， 只是含量有所差异。携带氨基酸进入核糖体是tRNA，其元 素应含有C、H、O、N、P。 答案：答案：BD 9.（2009年广州一模） 1990 年，科

23、学家发现某种支 原体可能是最小、最简单的细胞，他们测定了该支原体的 基因组，发现其仅有 480 个基因。科学家们认为，如果能 人工合成含有这些基因的 DNA 分子，并用膜将其与其他成 分包裹后，放在培养基中培养，如果它能够生长和繁殖， 组装细胞就成功了，即意味着人工组装生命成功。请分析 以上资料，回答下列问题： （1）根据你所学的知识，你认为成功组装的细胞至少 含有哪六类化合物？ _。 （2）组装细胞生命活动的主要承担者是_ _ _，它在细胞中的功能有_，上述多项 功能的根本原因是_ 。 (3）若成功合成所需的 DNA 分子等物质及核糖体后， 组装成完整细胞的关键步骤是_，所用到的结 构在组装

24、细胞生命活动中所承担的功能是_ _。 答案答案：(1）包括蛋白质、核酸、糖类、脂质、无机盐、 水 (2）蛋白质 组成细胞的结构物质、催化、运输、免 疫、调节等 DNA 分子多样性 (3）包上膜 保护（屏障）作用；控制物质进出；信 息传递（识别）作用 祝祝您您 组成细胞的元素组成细胞的元素 基础梳理 1.种类：大量元素_等； 微量元素_等；最基本元素_ _。 2.作用：作用： （1）组成化合物如蛋白质、核酸等进而构成细胞； （2）影响生物体的生命活动，如B能促进花粉萌发和花 粉管的伸长。 3.研究意义：生物界和非生物界具有_性和 _性。 C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg Fe、Mn、Zn、

25、Cu、B、Mo C 统一 差异 归纳整合 组成细胞中的化学元素 1细胞中常见的化学元素归纳如下 Na在动物体内是一种必需元素，主要以离子状态存在， 在神经冲动的发生和传导过程中起重要作用，但在植物体 内不是必需元素。 Ca在动物体内对生命活动具有调节作用，如哺乳动物 血液中的Ca2+浓度过低，动物就会出现抽搐；血液中的 Ca2+具有促进血液凝固的作用，如果用柠檬酸钠或草酸钠 除掉血液中的Ca2+,血液就不会发生凝固。人体长期缺钙， 幼儿会得佝偻病，成年人会得骨质疏松症。 Fe2+在哺乳动物体内是血红蛋白的一种成分，没有 Fe2+就不能合成血红蛋白。 Mg2+参与叶绿素的形成。 I是合成甲状腺激素的原料等。 （4）该大麦根大量吸收该矿质元素的部位与大量吸收 其他矿质元素的部位_（相同、不相同），该部 位称为_。 解析解析：本题综合考查有关植物代谢的知识。B曲线为 积累量，积累量=吸收量-输出量。若只看B曲线而不看A曲 线（代表输出量）