第2讲_细胞中的元素和化合物、细胞中的无机物

1、第第1讲讲 细胞中的元素和化合物、细胞中的元素和化合物、细胞中的无机物细胞中的无机物考纲定位考纲定位内容内容等级要求等级要求水和无机盐的作用水和无机盐的作用A检测生物组织中还原糖、脂肪和检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质蛋白质B1下列选项中，含有相同元素的一组化合物是下列选项中，含有相同元素的一组化合物是( )A纤维素和尿素纤维素和尿素B脂肪酸和磷脂脂肪酸和磷脂C腺苷三磷酸和核糖核酸腺苷三磷酸和核糖核酸D胆固醇和血红蛋白胆固醇和血红蛋白C【解析【解析】腺苷三磷酸和核糖核酸的组成元素是腺苷三磷酸和核糖核酸的组成元素是C、H、O、N、P；纤维素和脂肪酸含；纤维素和脂肪酸含C、H、O；血红蛋白含；血

2、红蛋白含Fe，胆固醇不含，胆固醇不含Fe。2对下表中所列待测物质的检测，所选用的试剂及预期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结果都正确的是( )待测物质待测物质检测试剂检测试剂预期显色结果预期显色结果DNA甲基绿甲基绿红色红色脂肪脂肪苏丹苏丹橘黄色橘黄色淀粉淀粉斐林试剂斐林试剂蓝色蓝色蛋白质蛋白质双缩脲试剂双缩脲试剂紫色紫色A. B C DD【解析【解析】DNA与甲基绿反应呈绿色，脂肪遇与甲基绿反应呈绿色，脂肪遇苏丹苏丹呈橘黄色，检测淀粉用碘，颜色为蓝呈橘黄色，检测淀粉用碘，颜色为蓝色，蛋白质遇双缩脲试剂呈紫色。色，蛋白质遇双缩脲试剂呈紫色。3下列各组物质中，由相同种

3、类元素组成的是下列各组物质中，由相同种类元素组成的是( )A胆固醇、脂肪酸、脂肪酶胆固醇、脂肪酸、脂肪酶B淀粉、半乳糖、糖原淀粉、半乳糖、糖原C氨基酸、核苷酸、丙酮酸氨基酸、核苷酸、丙酮酸D性激素、生长激素、胰岛素性激素、生长激素、胰岛素B一、组成细胞的化学元素和化合物一、组成细胞的化学元素和化合物细胞中的元素和化合物细胞中的元素和化合物 ：1.1.与非生物界的关系与非生物界的关系: :组成细胞的化学元素组成细胞的化学元素, ,在无机自然界在无机自然界都能找到都能找到, ,说明生物界与非生物界具有说明生物界与非生物界具有统一性统一性, ,但各种元素但各种元素含量大不相同含量大不相同, ,说明它

4、们具有说明它们具有差异性差异性2.2.种类种类: :细胞中常见的化学元素有细胞中常见的化学元素有2020多种多种, ,其中其中 (1)(1)大量元素大量元素: :C C、H H、O O、N N、P P、CaCa、 S S、 K K、MgMg等等(2)(2)微量元素微量元素: :FeFe、MnMn、B B、ZnZn、CuCu、MoMo等等(3)(3)基本元素基本元素: :C C、H H、O O、N N(4)(4)最基本元素最基本元素: :C C (5)(5)湿重含量最多的元素湿重含量最多的元素: :O O (6)(6)干重含量最多的元素干重含量最多的元素: :C C组成细胞的化合物：组成细胞的化

5、合物：(1)(1)无机化合物：无机化合物：水和无机盐水和无机盐(2)(2)有机化合物主要有有机化合物主要有糖类、脂质、蛋白质、核酸等糖类、脂质、蛋白质、核酸等 (3)(3)占细胞鲜重最高的化合物是占细胞鲜重最高的化合物是 水水(4)(4)占细胞干重最高的化合物是占细胞干重最高的化合物是 蛋白质蛋白质(5)(5)细胞中含量最多的化合物是细胞中含量最多的化合物是 水水 细胞中含量最多的有机化合物是细胞中含量最多的有机化合物是 蛋白质蛋白质二、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质二、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质鉴定鉴定物质物质实验材料实验材料实验试剂实验试剂实验现象实验现象注意事项注意事项还原还

6、原糖糖颜色为浅颜色为浅色、含糖量色、含糖量高，如梨高，如梨斐林试剂斐林试剂砖红色沉淀砖红色沉淀试剂现用现配、试剂现用现配、水浴加热水浴加热脂肪脂肪花生子叶花生子叶苏丹苏丹、：橘黄色：橘黄色：红色：红色必须用显微镜观必须用显微镜观察察蛋白蛋白质质鸡蛋清、鸡蛋清、豆奶豆奶双 缩 脲 试双 缩 脲 试剂剂紫色紫色先加先加NaOH，后，后加加CuSO4DNA二苯胺二苯胺蓝色蓝色沸水浴加热沸水浴加热淀粉淀粉碘液碘液蓝色蓝色操作步骤操作步骤(见下见下格格)黑暗处理黑暗处理对照处理对照处理(如一半遮光，一半曝光如一半遮光，一半曝光)酒精脱色酒精脱色清清水冲洗水冲洗碘液检验碘液检验三、细胞中的无机物三、细胞中

7、的无机物水水1.含量含量:在一切活细胞中含量最多在一切活细胞中含量最多,约占约占85%90%。2.存在形式存在形式:结合水和自由水。结合水和自由水。3.功能功能(1)结合水结合水: 细胞结构的重要组成成分细胞结构的重要组成成分 。(2)自由水自由水: 细胞内良好的溶剂细胞内良好的溶剂; 参与细胞的生化反应参与细胞的生化反应; 运送营养物质和代谢废物运送营养物质和代谢废物 ; 为细胞生活提供液体环境为细胞生活提供液体环境无机盐无机盐1.含量含量:很少很少,约占细胞鲜重的约占细胞鲜重的1%1.5%。22.存在形式存在形式:大多数以离子形式存在大多数以离子形式存在,少数以化合物形少数以化合物形式存在

8、。式存在。3.功能功能 细胞内某些复杂化合物的重要组成部分；细胞内某些复杂化合物的重要组成部分； 维持生物体的生命活动维持生物体的生命活动维持细胞的渗透压和酸碱平衡维持细胞的渗透压和酸碱平衡1斐林试剂与双缩脲试剂的区别斐林试剂与双缩脲试剂的区别(1)试剂的浓度和配制方法不同试剂的浓度和配制方法不同斐林试剂斐林试剂甲液：甲液：0.1 g/mL的的NaOH溶液；溶液；乙液：乙液：0.05 g/mL的的CuSO4溶液。溶液。使用前临时配制，甲液和乙液等量混合均匀后即可。使用前临时配制，甲液和乙液等量混合均匀后即可。双缩脲试剂双缩脲试剂A液：液：0.1 g/mL的的NaOH溶液；溶液；B液：液：0.0

9、1 g/mL的的CuSO4溶液。溶液。分别配制好分别配制好A液和液和B液，使用时，先向样液中加适量液，使用时，先向样液中加适量A液，再滴入液，再滴入34滴滴B液即可。液即可。(2)(2)试剂的作用和鉴定原理不同试剂的作用和鉴定原理不同斐林试剂斐林试剂作用：作用：鉴定可溶性还原糖。鉴定可溶性还原糖。原理：原理：甲液和乙液混合后产生甲液和乙液混合后产生Cu(OH)Cu(OH)2 2，Cu(OH)2Cu(OH)2与含醛基与含醛基(CHO)(CHO)的可溶性还原糖在加热条件下反应，将的可溶性还原糖在加热条件下反应，将Cu(OH)2Cu(OH)2还还原为砖红色的原为砖红色的Cu2OCu2O沉淀。沉淀。双

10、缩脲试剂双缩脲试剂作用：作用：鉴定蛋白质溶液。鉴定蛋白质溶液。原理：原理：在碱性溶液在碱性溶液(NaOH(NaOH) )中，双缩脲中，双缩脲(H2NCONHCONH2)(H2NCONHCONH2)能与能与Cu2Cu2反应，形成紫色络合物。由于蛋白质分子中含反应，形成紫色络合物。由于蛋白质分子中含有许多与双缩脲结构相似的肽键有许多与双缩脲结构相似的肽键(CONH)(CONH)，因此，蛋，因此，蛋白质也可以与双缩脲试剂发生反应而使溶液呈现紫色。白质也可以与双缩脲试剂发生反应而使溶液呈现紫色。(3)反应中出现的颜色不同反应中出现的颜色不同斐林试剂鉴定可溶性还原糖，出现的颜色变化为：浅蓝斐林试剂鉴定可

11、溶性还原糖，出现的颜色变化为：浅蓝色色棕色棕色砖红色。砖红色。双缩脲试剂鉴定蛋白质，出现的颜色变化为：无色双缩脲试剂鉴定蛋白质，出现的颜色变化为：无色浅浅蓝色蓝色紫色。紫色。【例【例1】生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质三种有机物的生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质三种有机物的鉴定实验中，以下操作错误的是鉴定实验中，以下操作错误的是()A可溶性还原糖的鉴定，可用酒精灯直接加热产生砖红可溶性还原糖的鉴定，可用酒精灯直接加热产生砖红色沉淀色沉淀B只有脂肪的鉴定需要使用显微镜只有脂肪的鉴定需要使用显微镜C用双缩脲试剂检测蛋白质不需要加热用双缩脲试剂检测蛋白质不需要加热D使用斐林试剂和双缩脲试剂最好是现配现用

12、使用斐林试剂和双缩脲试剂最好是现配现用【思路点拨【思路点拨】本题考查的是学生是否理解三个实验的相本题考查的是学生是否理解三个实验的相关知识，还原糖的鉴定需要水浴加热产生砖红色沉淀，关知识，还原糖的鉴定需要水浴加热产生砖红色沉淀，用显微镜观察脂肪遇苏丹用显微镜观察脂肪遇苏丹呈橘黄色，双缩脲试剂检测呈橘黄色，双缩脲试剂检测蛋白质不需要加热，当然很多试剂都是现配现用较好，蛋白质不需要加热，当然很多试剂都是现配现用较好，但是斐林试剂必须现配现用。但是斐林试剂必须现配现用。A【举一反三【举一反三】将小麦种子分别置于将小麦种子分别置于20 和和30 培养箱中培养箱中培养培养4天，依次取等量的萌发种子分别制

13、成提取液天，依次取等量的萌发种子分别制成提取液和提和提取液取液。取。取3支试管甲、乙、丙，分别加入等量的淀粉液，支试管甲、乙、丙，分别加入等量的淀粉液，然后按下图加入等量的提取液和蒸馏水，然后按下图加入等量的提取液和蒸馏水，45 水浴保温水浴保温5分钟，立即在分钟，立即在3支试管中加入等量斐林试剂并煮沸支试管中加入等量斐林试剂并煮沸2分钟，分钟，摇匀观察试管中的颜色。结果是摇匀观察试管中的颜色。结果是( )A甲呈蓝色，乙呈砖红色，甲呈蓝色，乙呈砖红色，丙呈无色丙呈无色B甲呈无色，乙呈砖红色，甲呈无色，乙呈砖红色，丙呈蓝色丙呈蓝色C甲、乙皆呈蓝色，丙呈砖红色甲、乙皆呈蓝色，丙呈砖红色D甲呈浅砖红

14、色，乙呈砖红色，丙呈蓝色甲呈浅砖红色，乙呈砖红色，丙呈蓝色D【思路点拨【思路点拨】本题考查的是学生分析信息的能力，提取液本题考查的是学生分析信息的能力，提取液和提和提取液取液依据题意应该含有淀粉酶，能将淀粉水解成还原糖，然后依据题意应该含有淀粉酶，能将淀粉水解成还原糖，然后用斐林试剂鉴定产生砖红色沉淀，但是提取液用斐林试剂鉴定产生砖红色沉淀，但是提取液是在是在30 条件下条件下提取的，酶的量更多些，所以颜色深，斐林试剂本身是蓝色的。提取的，酶的量更多些，所以颜色深，斐林试剂本身是蓝色的。2结合水和自由水结合水和自由水 生物体内大部分水以游离形式存在，可以参与细胞内生物体内大部分水以游离形式存在

15、，可以参与细胞内化学反应，这样的水叫自由水。化学反应，这样的水叫自由水。如植物细胞液中的水、动如植物细胞液中的水、动物组织液中的水、人体血浆中的水，都是自由水。自由水物组织液中的水、人体血浆中的水，都是自由水。自由水是细胞内良好的溶剂，许多物质都溶解在水中。水溶液在是细胞内良好的溶剂，许多物质都溶解在水中。水溶液在生物体内流动，可以把营养物质运送到各个细胞，同时，生物体内流动，可以把营养物质运送到各个细胞，同时，也把细胞代谢中产生的废物运送到排泄器官或直接排出体也把细胞代谢中产生的废物运送到排泄器官或直接排出体外。外。与细胞内的其他物质结合而不能参与细胞内化学反应与细胞内的其他物质结合而不能参

16、与细胞内化学反应的水，叫结合水。的水，叫结合水。如鸡蛋清里所含的水，用水浸如鸡蛋清里所含的水，用水浸过的黄豆过的黄豆中所含的水，都与蛋白质分子结合形成水合蛋白，属于结中所含的水，都与蛋白质分子结合形成水合蛋白，属于结合水。合水。自由水和结合水在一定的条件下可以相互转化，自由水和结合水在一定的条件下可以相互转化，如如血液凝固时，部分自由水转变为结合水。当生物体内的结血液凝固时，部分自由水转变为结合水。当生物体内的结合水向自由水转化时，体内自由水比例升高，新陈代谢就合水向自由水转化时，体内自由水比例升高，新陈代谢就更旺盛；而当自由水向结合水转化时，自由水比例减小，更旺盛；而当自由水向结合水转化时，

17、自由水比例减小，新陈代谢的强度就会下降，但抗逆性新陈代谢的强度就会下降，但抗逆性(抗寒、抗热等特性抗寒、抗热等特性)就会提高，这与结合水沸点高、冰点低的特性有关。可见，就会提高，这与结合水沸点高、冰点低的特性有关。可见，生物体内水分的存在状态，对于生命活动有重大的调控作生物体内水分的存在状态，对于生命活动有重大的调控作用。用。【例【例2】现有含水量现有含水量10%、12%、14%、16%的小麦，分别储存于条件相同的四个粮仓中，的小麦，分别储存于条件相同的四个粮仓中，在储存过程中，有机物的损耗最少的是在储存过程中，有机物的损耗最少的是()A B C D【思路点拨【思路点拨】水在细胞中以结合水和自

18、由水两种形式水在细胞中以结合水和自由水两种形式存在。存在。 结合水参与组成细胞结构；自由水不仅是良结合水参与组成细胞结构；自由水不仅是良好的溶剂，参与细胞内物质运输，还可作为反应物参好的溶剂，参与细胞内物质运输，还可作为反应物参与新陈代谢过程中的许多生化反应。小麦种子在储存与新陈代谢过程中的许多生化反应。小麦种子在储存过程中，细胞呼吸仍在进行。自由水与结合水的比值过程中，细胞呼吸仍在进行。自由水与结合水的比值高的，细胞呼吸旺盛，消耗的有机物多；两者比值低高的，细胞呼吸旺盛，消耗的有机物多；两者比值低的，细胞呼吸微弱，消耗的有机物就少。的，细胞呼吸微弱，消耗的有机物就少。 A【举一反三【举一反三

19、】下列植物细胞中结合水的相对含量最下列植物细胞中结合水的相对含量最大的是大的是( )A休眠的蚕豆子叶细胞休眠的蚕豆子叶细胞B玉米的胚乳细胞玉米的胚乳细胞C洋葱根尖分生区的细胞洋葱根尖分生区的细胞D成熟柑橘的果肉细胞成熟柑橘的果肉细胞【思路点拨【思路点拨】水在细胞中的存在形式有自由水和结水在细胞中的存在形式有自由水和结合水。自由水和结合水在一定条件下可以相互转化，合水。自由水和结合水在一定条件下可以相互转化，自由水含量越高，新陈代谢越旺盛；自由水向结合自由水含量越高，新陈代谢越旺盛；自由水向结合水转化时新陈代谢强度就会下降。水转化时新陈代谢强度就会下降。A3细胞中元素的作用细胞中元素的作用(1)

20、各种化合物的组成元素各种化合物的组成元素元素元素参与形成的物质参与形成的物质N蛋白质、蛋白质、ATP、叶绿素、核苷酸等、叶绿素、核苷酸等PATP、核苷酸、磷脂、核苷酸、磷脂Mg叶绿素的组成成分叶绿素的组成成分S蛋白质的特征元素蛋白质的特征元素Fe动物的血红蛋白动物的血红蛋白I甲状腺激素甲状腺激素(2)影响生命活动影响生命活动 Ca2可调节肌肉收缩和血液凝固，血钙过高可调节肌肉收缩和血液凝固，血钙过高会造成肌无力，血钙过低会引起抽搐。会造成肌无力，血钙过低会引起抽搐。 Na与与K能参与可兴奋细胞能参与可兴奋细胞(神经细胞等神经细胞等)的的兴奋性变化兴奋性变化(如：神经细胞受到刺激后膜内外电位变如

21、：神经细胞受到刺激后膜内外电位变化化)，维持人体细胞渗透压。，维持人体细胞渗透压。 B可促进植物花粉的萌发和花粉管的伸长，植可促进植物花粉的萌发和花粉管的伸长，植物缺物缺B会造成会造成“花而不实花而不实”。【例【例3】人的红细胞生活在人的红细胞生活在0.9%的氯化钠溶液中，医生常的氯化钠溶液中，医生常给脱水病人注射给脱水病人注射0.9%生理盐水。因为红细胞在蒸馏水中生理盐水。因为红细胞在蒸馏水中会因吸水过多而涨破；在浓盐水中会因失水过多而皱缩，会因吸水过多而涨破；在浓盐水中会因失水过多而皱缩，从而失去输送氧气的功能。这说明从而失去输送氧气的功能。这说明()A水分子容易进出细胞水分子容易进出细胞

22、B无机盐离子容易进出细胞无机盐离子容易进出细胞C吸水涨破是细胞的特性造成的吸水涨破是细胞的特性造成的D无机盐对维持细胞的形态和功能有重要作用无机盐对维持细胞的形态和功能有重要作用D【思路点拨【思路点拨】此题考查无机盐的功能。我们知道细胞有此题考查无机盐的功能。我们知道细胞有一个重要特点：即在高浓度溶液中失水，在低浓度溶液一个重要特点：即在高浓度溶液中失水，在低浓度溶液中吸水。细胞必须生活在等渗溶液中才能保持正常的形中吸水。细胞必须生活在等渗溶液中才能保持正常的形态和功能。若输入蒸馏水，则细胞会过分吸水涨破；若态和功能。若输入蒸馏水，则细胞会过分吸水涨破；若输入浓盐水则细胞失水皱缩变形。所以，无

23、机盐在体内输入浓盐水则细胞失水皱缩变形。所以，无机盐在体内和细胞中含量虽少，但对生命活动的调节有重要作用。和细胞中含量虽少，但对生命活动的调节有重要作用。许多无机盐离子都有维持细胞形态和功能的重要作用。许多无机盐离子都有维持细胞形态和功能的重要作用。【举一反三【举一反三】酷暑季节，室外作业的工人应多喝酷暑季节，室外作业的工人应多喝( )A盐汽水盐汽水 B碳酸型饮料碳酸型饮料C蛋白质饮料蛋白质饮料 D纯净水纯净水【思路点拨【思路点拨】汗液的主要成分是水，还含有无机盐和汗液的主要成分是水，还含有无机盐和尿素等物质。大量出汗，水、无机盐被大量排出，造尿素等物质。大量出汗，水、无机盐被大量排出，造成体

24、内水、无机盐的含量减少，易造成脱水和体内渗成体内水、无机盐的含量减少，易造成脱水和体内渗透压、酸碱平衡的失常，从而影响生物体的正常生命透压、酸碱平衡的失常，从而影响生物体的正常生命活动的进行。活动的进行。A【规律方法【规律方法】明确无机盐的功能：明确无机盐的功能：细胞内某些复细胞内某些复杂化合物的重要组成成分；杂化合物的重要组成成分；维持生物体的生命活维持生物体的生命活动，包括维持细胞的渗透压和酸碱平衡。动，包括维持细胞的渗透压和酸碱平衡。检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质1实验原理：实验原理：某些化学试剂能够使生物组织中的有关某些化学试剂能够使生物组织中的有

25、关化合物产生特定的颜色反应。化合物产生特定的颜色反应。(1)还原糖斐林试剂还原糖斐林试剂 砖红色沉淀砖红色沉淀 (2)脂肪脂肪(3)蛋白质双缩脲试剂蛋白质双缩脲试剂紫色紫色(4)淀粉碘液淀粉碘液蓝色蓝色2实验流程实验流程(1)还原糖的鉴定还原糖的鉴定3实验注意问题实验注意问题 (1)实验材料的选择实验材料的选择 还原糖的鉴定实验中，最理想的实验材料是含糖量较还原糖的鉴定实验中，最理想的实验材料是含糖量较高的生物组织高的生物组织(或器官或器官)，而且组织的颜色应较浅，易于观，而且组织的颜色应较浅，易于观察。可选用苹果、梨、白色甘蓝叶、白萝卜等，但不能选察。可选用苹果、梨、白色甘蓝叶、白萝卜等，但

26、不能选用甜菜、甘蔗，因为它们所含的蔗糖是一种非还原糖；马用甜菜、甘蔗，因为它们所含的蔗糖是一种非还原糖；马铃薯因含淀粉较多也不能做实验材料；不能选西瓜、血液铃薯因含淀粉较多也不能做实验材料；不能选西瓜、血液(含葡萄糖含葡萄糖)、含还原糖的绿色叶片等做实验材料，以避免、含还原糖的绿色叶片等做实验材料，以避免颜色的干扰。颜色的干扰。 脂肪的鉴定实验中，实验材料最好选富含脂肪脂肪的鉴定实验中，实验材料最好选富含脂肪的种子。的种子。 蛋白质的鉴定实验中，最好选用富含蛋白质的生物组蛋白质的鉴定实验中，最好选用富含蛋白质的生物组织，植物材料常用的是大豆，动物材料常用的是鸡蛋的蛋织，植物材料常用的是大豆，动物材料常用的是鸡蛋的蛋清。清。 (2)做鉴定蛋白质的实验时，在鉴定之前，可以留出一部做鉴定蛋白质的实验时，在鉴定之前，可以留出一部分样液，以便与鉴定时样液的颜色变化作对比，这样可以分样液，以便与鉴定时样液的颜色变化作对比，这样可以增强说服力。增强说服力。 (3)蛋白质要稀释主要是防止蛋白质与双缩脲试剂反应后蛋白质要稀释主要是防止蛋白质与双缩脲试剂反应后粘固在试管壁上，使反应不