第2课时细胞中的元素和化合物

第2课时细胞中的元素和化合物细胞中的无机物回扣基础要点一、组成细胞的元素1.常见种类：主要有

种。必备知识梳理第2课时细胞中的元素和化合物细胞中的无机物20依据含量分大量元素：

：Fe、Mn、B、Zn、Cu、

Mo等依据作用分最基本元素：基本元素：

元素：C、H、O、N、P、S2.分类C、H、O、N、S、P、K、Mg、Ca等微量元素C、H、O、N主要3.存在形式：大多数以

的形式存在。4.生物界和非生物界的

是指组成细胞的元素没有一种是生命特有的，无机环境中都能找到，而

是指两者间含量差别较大。化合物统一性差异性C二、组成细胞的化合物

：85%~90%

：7%~10%蛋白质水提醒细胞内含量最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%以上的化合物精瘦肉细胞中含量最多的化合物沙漠植物细胞中含量最多的化合物成熟甜西瓜细胞中含量最多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%以上的化合物三、生物组织中糖类、脂肪和蛋白质检测的原理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，

加热淀粉碘液需

脱色处理脂肪苏丹Ⅲ染液做切片观察脂肪颗粒需苏丹Ⅳ染液蛋白质紫色CuSO4不能过量斐林试剂水浴酒精蓝色橘黄色红色双缩脲试剂显微镜辨析比较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液呈现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浓度为0.05g/mLB液CuSO4浓度为0.01g/mL相同点

都含有NaOH、CuSO4两种成分，且所用NaOH浓度都是0.1g/mL实验注意问题（1）实验材料的选择①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（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，但不能选用甜菜、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）、含还原糖的绿色叶片等做实验材料，以避免颜色的干扰。②脂肪的鉴定实验中，实验材料最好选富含脂肪的种子。③蛋白质的鉴定实验中，最好选用富含蛋白质的生物组织，植物材料常用的是大豆，动物材料常用的是鸡蛋的蛋清。

(2)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，这样可以增强说服力。

(3)蛋白质要稀释主要是防止蛋白质与双缩脲反应后粘固在试管壁上，使反应不彻底，也不易洗刷试管。练一练 在蛋白质的鉴定实验之前，还要留出一部分样液的作用是

。斐林试剂的甲液和乙液应混合后方可使用，双缩脲试剂呢？

。加入双缩脲试剂的顺序应是

。蛋白质和还原糖的鉴定实验中谁需加热？

。如何加热？

。留作对照分别加入先加NaOH，后加CuSO4还原糖水浴加热对位训练蛋白质与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应。下列物质中可以与双缩脲试剂发生紫色反应的化合物是()

解析

考查肽键的结构。肽键的结构为：

—CO—NH—，依图可知含有此结构的是A。A四、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①是

的重要组成成分②是细胞内的

，运送营养物质和代谢废物③参与许多④为细胞提供（2）功能细胞结构良好溶剂生物化学反应液体环境2.细胞中的无机盐（1）存在形式：绝大多数以

的形式存在，少数是细胞内

的组成成分。（2）功能：维持细胞和生物体的

，维持细胞的

等。离子复杂化合物生命活动酸碱平衡2.细胞中元素的存在方式及作用元素参与形成的物质及结构N蛋白质、ATP、NADP+、叶绿素、核苷酸等PATP、NADP+、核苷酸、磷脂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

FeI动物血红蛋白甲状腺激素等（1）组成化合物（2）影响生命活动①Ca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。 ②Na+与K+能参与可兴奋细胞（如肌细胞、腺细胞、神经细胞等）的兴奋性变化。例如，神经细胞受到刺激之后膜内外的电位变化；维持人体细胞外液渗透压。 ③B可促进植物花粉的萌发和花粉管的伸长，植物缺B会造成“花而不实”。挖掘教材据教材P17图2-1和图2-2可得出如下信息在干重和鲜重的情况下，人体细胞中含量最多的元素不同。在鲜重中含量最多的元素是O,其次是

C、H、N,而在干重中含量最多的元素是C,其次是O、N、H。1.一种植物和一种哺乳动物体内细胞的某些化学元素含量（占细胞干重的百分比）如下表数据，下列有关叙述正确的是()元素CHONPCaS植物%）43.576.2444.431.460.200.230.17动物%）55.997.4614.629.333.114.670.78A.碳元素的含量说明有机物是干物质的主要成分B.这两种生物体内所含的化学元素的种类差异很大C.N、S含量说明动物组织含蛋白质较多，若该动物血钙高则会发生肌肉抽搐D.经测定该植物某有机物含C、H、O、N、S，此化合物可能携带氨基酸进入核糖体解析

A正确，比较表中数据可知，C的含量很高，C是组成有机物的必需元素，碳链是构成大分子有机物的基本骨架，说明有机物是干物质的主要成分；B错误，这两种生物体内所含的化学元素的种类基本相同，但含量相差很大；C错误，N、S是组成蛋白质的元素，动物细胞中N、S含量比植物高，说明动物组织含蛋白质较多，当动物血钙过低时才会发生肌肉抽搐;D错误,含有C、H、O、N、S五种元素的化合物最可能是蛋白质，而携带氨基酸进入核糖体的是tRNA。答案

A对位训练2.下列有关水的叙述中，错误的是（） ①参与运输营养物质和代谢废物的水为自由水 ②生物体内的化学反应离不开水 ③水是细胞结构的组成成分之一 ④人体细胞内水的存在形式为结合水和自由水 ⑤自由水与结合水的比例与新陈代谢的强弱关系不大 ⑥不同细胞内自由水与结合水的比例相差不大

A.①④⑤ B.①④⑤⑥ C.⑤⑥ D.②③④⑤⑥解析

生物体细胞内的水以两种形式存在，即自由水、结合水。结合水是细胞结构的重要组成成分；自由水在细胞中以游离形式存在，可以自由流动，是细胞内的良好溶剂，运输各种营养物质和代谢废物，为生物体内的生化反应提供介质，许多生化反应必须有水的参与。不同生活环境、生活状态下的细胞含水量是不同的。细胞内自由水与结合水比例越大，其新陈代谢越旺盛，反之越弱。答案

C3.下列关于无机盐的叙述，错误的是() A.缺铁性贫血是因为体内缺乏铁，血红蛋白不能合成

B.Mg2+是叶绿素的成分之一，缺Mg2+影响光合作用

C.细胞中的无机盐大多数以化合物形式存在，如

CaCO3构成骨骼、牙齿

D.碘是合成甲状腺激素的原料，所以常在食盐中加碘解析

铁是血红蛋白的组成成分，缺铁则不能合成血红蛋白；Mg2+是叶绿素的组成成分，缺Mg2+则不能合成叶绿素，进而影响光合作用；细胞中的无机盐大多数以离子形式存在；碘是合成甲状腺激素的原料，在食物中加碘是为了补充碘，预防食物中因缺碘而引起的地方性甲状腺肿。答案

C纠正训练1.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，且必须现配现用解析

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溶质相同，且所用氢氧化钠溶液的浓度相同，但二者所用的硫酸铜的质量浓度不同。鉴定还原糖时，是甲、乙两液现配现用，一次加入；而鉴定蛋白质A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。脂肪的鉴定中，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

B2.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（）

A.只有脂肪的鉴定需要使用显微镜

B.用双缩脲试剂检测蛋白质不需要加热

C.使用斐林试剂最好是现配现用

D.在还原糖的鉴定中，可用酒精灯直接加热产生砖红色沉淀

解析

生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质的鉴定，是根据与某种试剂产生的特定的颜色反应进行的。在题目给出的选项中，还原糖的鉴定需要加斐林试剂，同时还要水浴加热，但并不能直接加热产生砖红色沉淀。D题组一：组成细胞的化学元素1.2008年9月查出包括“三鹿”牌奶粉在内的多数乳制品中含有能引起婴幼儿肾结石的三聚氰胺，添加该物质的主要目的是为了增加“蛋白质”含量。请问三聚氰胺中肯定含有的元素是() A.PB.N

C.Fe

D.Cl

解析

蛋白质的元素组成有C、H、O、N，有的含Fe、S等元素。因此，三聚氰胺中肯定有N元素。随堂过关检测B2.

有关生物体细胞组成元素的叙述，错误的是（）

A.在不同生物的体细胞内，组成它们的化学元素种类大体相同

B.组成细胞的最基本元素是CC.在同一生物的不同体细胞内，各种化学元素的含量相同

D.组成生物体细胞的化学元素，在无机自然界中都能找到解析

从元素组成的角度考虑，组成不同生物的元素种类大体相同，但每种元素的含量不同。C题组二：水和无机盐的功能3.

英国医生塞达尼·任格在对离体蛙心进行的实验中发现，用不含钙的生理盐水灌注蛙心，其收缩不能维持；用含有少量钙和钾的生理盐水灌注时，蛙心可持续跳动数小时。实验说明钙盐和钾盐（）

A.对维持细胞的形态有着重要作用

B.是细胞中某些复杂化合物的重要组成部分

C.为蛙心的持续跳动提供能量

D.对维持生物体的生命活动有重要作用

解析

无机盐的生理功能包括构成某些化合物的重要组成成分，维护酸碱平衡及维持生物体正常生命活动。从题干信息可看出，钙盐对维持生物体的生命活动有重要作用。D4.植物在冬季来临过程中，随着气温的逐渐降低，体内发生了一系列适应低温的生理生化变化，抗寒力逐渐增强。下图为冬小麦在不同时期含水量和呼吸速率变化关系图。请根据图推断以下有关说法中，错误的是()

A.冬季来临过程中，自由水明显减少是呼吸速率下降的主要原因B.结合水与自由水含量的比值，与植物的抗寒性呈现明显的正相关C.随着气温和土壤温度的下降，根系的吸水量减少，组织的含水量下降D.随温度的缓慢降低，植物的呼吸作用逐渐减弱，有利于减少有机物的消耗解析

从横坐标分析，9～12月温度降低，而细胞中含水量曲线呈逐渐下降趋势。植物水分运输的主要动力是蒸腾作用，随着温度降低，植物的蒸腾作用减弱，使植物体的水分减少，加上温度降低，使新陈代谢减弱，自由水与结合水的比例减小，植物的抗逆性增强。但呼吸速率下降的主要原因是由于温度过低导致酶活性降低。答案

A题组三：物质鉴定类实验5.（经典高考题）将小麦种子分别置于20℃和30℃培养箱中培养4天，依次取等量的萌发种子分别制成提取液Ⅰ和提取液Ⅱ。取3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，45℃水浴保温5分钟，立即在3支试管中加入等量斐林试剂并煮沸2分钟，摇匀观察试管中的颜色。结果是（）

A.甲呈蓝色，乙呈砖红色，丙呈无色B.甲呈无色，乙呈砖红色，丙呈蓝色C.甲、乙皆呈蓝色，丙呈砖红色D.甲呈浅砖红色，乙呈砖红色，丙呈蓝色解析

20℃和30℃培养条件下相比较，30℃时淀粉酶的活性相对较高，淀粉酶催化淀粉水解成麦芽糖的速率更快，相同条件下产生的麦芽糖更多。麦芽糖属于还原糖，与斐林试剂反应生成砖红色沉淀，麦芽糖越多显色越明显。斐林试剂本身为蓝色。答案

D6.某校高中生物研究性学习小组的同学打算调查市场上的奶粉质量。假如你是其中的一员，请回答：（1）奶粉中最主要的营养成分是

,牛奶中这种营养成分与NaOH、CuSO4溶液反应呈

色。目前检测技术中，单纯检测奶粉中

元素的含量是无法确定这种营养成分是否达标。因为在奶粉中添加三聚氰胺可以在食品检测时提高这一元素的测定值，达到以次充好的目的，危害消费者。（2）奶粉有全脂奶粉和脱脂奶粉之分。假冒脱脂奶粉有两种：一是用全脂奶粉冒充脱脂奶粉，二是用淀粉冒充。若用

对样品进行检测呈

色，表明它是用淀粉冒充脱脂奶粉；若用

试剂对样品进行检测呈

色，表明它是用全脂奶粉冒充脱脂奶粉。

解析

（1）奶粉的主要成分是蛋白质，在碱性条件下与Cu2+反应生成紫色络合物，单纯检测氮元素含量无法确定蛋白质含量是否达标。（2）据淀粉与碘液反应呈蓝色，可检测样品是否为淀粉冒充，据苏丹Ⅲ（或苏丹Ⅳ）与脂肪反应呈橘黄色（或红色），可检测样品是否为全脂奶粉冒充脱脂奶粉。

答案（1）蛋白质紫N（2）碘液蓝苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)橘黄（或红）组题说明特别推荐：曲线题——3、7

；热点题——13

；综合题——15

。定时检测考点题号元素1、2、7、8、14、16化合物11、15水3、4、10无机盐5、6、12物质鉴定9、13、171.下图是由4个圆所构成的元素概念的关系图，其中4为最大圆，3、2、1依次减小。试判断符合这种关系的是() A.1.大量元素、2.主要元素、3.基本元素、

4.最基本元素

B.1.基本元素、2.最基本元素、3.大量元素、

4.主要元素C.1.最基本元素、2.基本元素、3.主要元素、

4.大量元素D.1.主要元素、2.大量元素、3.最基本元素、

4.基本元素解析

最基本元素为C,基本元素是C、H、O、N,主要元素是C、H、O、N、P、S,大量元素为C、H、O、N、P、K、S、Ca、Mg。因此，C选项符合要求。答案

C2.下列叙述中，不正确的是() A.组成生物体的化学元素种类大体相同

B.不同种类的生物体内各种元素的含量相差很大

C.微量元素含量不多，缺少它们对生命活动影响不大

D.生物体内常见的化学元素在元素周期表中原子序数较低

解析

微量元素含量虽少，但对生命活动同样不可缺少。C3.在正常人的一生中，细胞内自由水与结合水的比值P随年龄变化的曲线是()

解析

在正常人的一生中，随年龄变化大部分细胞的代谢相对减弱，细胞内自由水与结合水的比值逐渐减小。D4.2009年春我国许多地方出现旱情，影响农作物的生长。下列有关水对生命活动影响的叙述，不正确的是() ①越冬的植物体内自由水和结合水的比值下降，有利于抵抗不利的环境条件②细胞内自由水含量降低是细胞衰老的特征之一③癌细胞中自由水含量较正常的细胞低④当人体缺水时，血浆的渗透压会降低，从而产生渴觉

A.①④B.①③C.③④D.②④

解析

癌细胞具有无限增殖的特点，因此自由水含量较高。当人体缺水时，血浆的渗透压会升高，从而产生渴觉。C5.下列无机盐中能被用于合成“生命活动的主要承担者”和“遗传信息的携带者”的是()

A.Na+ B.Mg2+ C.PO43- D.NO3-D6.进行异体器官移植，器官在被剥离后必须马上放入一种“特殊液体”中，对这种“特殊液体”的成分及其作用的分析，正确的是（）

A.有红细胞，为离体器官提供氧气

B.有氯化钠，保持细胞形态

C.有免疫细胞，清除抗原

D.有多种水解酶，为细胞提供生物催化剂

解析

为了保持细胞的正常形态，应将离体器官放入与体内液体相似的环境中，即0.9%的NaCl溶液中。B7.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，结果如下图所示，下列结论与结果不相符的是（）

A.钙和硼对花粉粒萌发和花粉管生长都有同样的影响

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.钙对花粉管生长有明显影响，而一定范围内几乎不影响花粉粒的萌发D.硼对于花粉粒萌发有明显影响，而一定范围内几乎不影响花粉管生长解析

本题考查获取信息的能力，从题图中可以看出，钙对花粉管生长有明显影响，而一定范围内几乎不影响花粉粒的萌发；硼对于花粉粒萌发有明显影响，而一定范围内几乎不影响花粉管生长；适宜浓度的硼或钙明显有利于花粉粒萌发或花粉管生长；钙、硼对花粉粒萌发和花粉管生长的影响情况不同。答案

A8.生物大分子在生物体的生命活动中具有重要的作用。碳原子本身的化学性质使它能够通过化学键连接成链状或环状，从而形成生物大分子。以上事实可以说明（） ①碳元素参与生物体内所有化合物的组成 ②地球上的生命是在碳元素的基础上建立起来的 ③碳元素是各种大分子化合物中含量最多的元素 ④碳元素是组成生物体内有机化合物的最基本元素

A.①③④ B.②③④C.②④D.③④

解析

地球上的生命是在碳元素的基础上建立起来的，碳元素参与自然界中有机物的组成，是有机物最基本的元素。C9.（2009·广东卷，6）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（）

A.①③B.②③C.①④D.②④

解析

甲基绿与DNA反应呈现绿色；苏丹Ⅲ与脂肪反应生成橘黄色物质；淀粉遇碘变蓝；蛋白质可与双缩脲试剂发生紫色的颜色反应。待测物质检测试剂预期显色结果①DNA甲基绿红色②脂肪苏丹Ⅲ橘黄色③淀粉斐林试剂蓝色④蛋白质双缩脲试剂紫色D10.下面是关于细胞中水的含量的叙述，其中不正确的是() A.水是人体细胞中含量最多的化合物

B.生命活动旺盛的植物细胞含水量较高

C.抗冻的植物细胞内自由水含量一般较高

D.老年人细胞中含水量比婴儿要少

解析自由水与结合水的比值越高，新陈代谢越旺盛，反之，新陈代谢越低。C11.下列关于生物体内水和无机盐的说法，正确的是() A.是细胞中能源物质之一

B.哺乳动物血液中钙离子含量过多会引起抽搐

C.能维持生物体的生命活动

D.生物体处在不同发育期，含水量基本一样

解析

水和无机盐不是能源物质；生物体的不同发育期，含水量不同，幼儿含水量远高于成年人；血液中Ca2+过多会引起肌无力，Ca2+过低会引起抽搐。C12.容器底部是培养基，其中含有植物生长所需的全部养分，如果有人在配制培养基的矿质元素中使用了NH4NO3、KNO3、CaCl2

·2H2O、MgSO4·7H2O、螯合铁溶液、微量元素溶液， 但缺少了一种必需元素，为补充这种元素，应添加的化合物是()

A.Ca（NO3）2

B.KCl C.KH2PO4 D.K2SO4

解析

根据题意,培养基中不缺乏微量元素,大量元素中除C、H、O外,应有N、P、S、K、Ca、Mg.从培养基的成分分析，培养基中缺少P，KH2PO4能提供P，故C正确。C13.三鹿牌等不合格婴幼儿奶粉中掺入了一种“假蛋白”——三聚氰胺。右图为三聚氰胺分子的结构式。下列有关“假蛋白”的说法正确的是

() A.三聚氰胺可与双缩脲试剂发生紫色反应

B.三聚氰胺中氮元素的含量比碳元素的含量还高

C.在奶粉中添加三聚氰胺后提高了蛋白质的含量

D.三聚氰胺分子中含有三个肽键解析

据图可知，每分子三聚氰胺中含有3个碳原子和6个氮原子，因此，B选项正确；三聚氰胺不具有肽键，不能与双缩脲试剂发生紫色反应；在奶粉中添加三聚氰胺后只能增加氮元素的含量，不能提高蛋白质含量。答案

B14.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。关于这两种元素的相关叙述错误的是（）

A.这两种元素是生物膜和染色体的重要元素

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所必需的

解析

淀粉中不含有而核酸中含有的这两种大量元素是N和P，蛋白质中不含P。C15.如图表示不同化学元素所组成的化合物，以下说法不正确的是() A.若图中①为某种多聚体的单体，则①最可能是氨基酸

B.若②存在于皮下和内脏器官周围等部位，则②是脂肪

C.若③为多聚体，且能贮存生物的遗传信息，则③是DNA D.若④主要在人体肝脏和肌肉内合成，则④最可能是糖原C16.关于C、H、O、N、P、S在玉米和人细胞（干）以及活细胞中的含量如下表，请分析回答下列问题：元素OCHNPS玉米细胞（干）44.4343.576.241.460.200.17人细胞（干）14.6255.997.469.333.110.78活细胞65.018.010.03.01.400.30（1）以上元素在活细胞中含量明显比人细胞（干）含量多的是氧元素和

元素，发生差异的原因是活细胞中的各种化合物中含量最多的是

。这两种元素在人体细胞干物质中主要存在于化合物

中。（2）水在生命活动中有极其重要的作用，细胞内含水量的多少直接影响新陈代谢作用。①在秋季收获大豆后，要进行晾晒才能入仓储存，所除去的水分主要是细胞中的

水。如果大豆细胞内水分过多，则会使细胞的

作用加强。②从上述现象可以推断，植物细胞内自由水与结合水的含量比值变

，则新陈代谢加强。③浸泡约一周时间，黄豆芽已长得又白又粗，

1kg的黄豆能生出5kg的黄豆芽。在这个过程中，黄豆细胞内的有机物含量变化是

，种类变化是

，其原因是

。（3）由表中数据可以看出在玉米细胞（干）中所占比例明显高于人细胞（干）中的元素是氧，发生这种差异的一个主要原因是组成玉米细胞的化合物中

成分较多，此类化合物主要作为

结构的基本组成成分。（4）蛋白质和核酸是构成原生质的最重要的化合物，在表中的元素中，这两种化合物的生物元素在组成上最明显的差异是

。答案

（1）氢水蛋白质（2）①自由呼吸②大③减少增多细胞进行呼吸作用，消耗有机物，产生许多代谢中间产物（3）糖类细胞壁（4）蛋白质含S、核酸含P17.红薯和土豆都富含淀粉，但红薯吃起来比土豆甜。为探究其原因，某兴趣小组在温度不