时细胞中的元素和化合物

时细胞中的元素和化合物第1页/共62页1．涵盖范围

本单元包括必修1第一、二章内容，即生命系统的结构层次、显微镜的使用，原、真核细胞的比较及组成细胞的元素和各种化合物。单元教学分析2．考情分析(1)考查力度：所占分值2～6分。

(2)考查内容①显微镜的使用。(重难点)②原核、真核细胞的比较。(重点)③病毒与人类健康的关系。(热点)④蛋白质的有关计算及与核酸的关系。(难点)(3)考查题型：选择题和实验题。第2页/共62页3．复习指导(1)复习线索①以生命系统的结构层次为线索，借助于生命系统从微观到宏观的层次性，将不同层次系统的知识有机结合起来，构建合理的知识体系，以实现不同模块之间的有机结合。②以细胞的多样性和统一性为线索，将显微镜的使用、原核细胞和真核细胞的比较、细胞学说等内容有机联系。③以构成生物的化学元素为线索，引申出各种化合物的组成、结构和功能等相关知识。④以“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”实验为线索，系统复习教材中常规实验的原理、过程，并升华为实验方法和实验原则等问题。第3页/共62页(2)复习方法①比较法：原、真核细胞比较；蛋白质与核酸；糖类与脂质。②概念图法：以细胞为中心，将细胞结构、功能、分类构建概念图。第4页/共62页第2

课时细胞中的元素和化合物第5页/共62页回扣基础·构建网络第6页/共62页一、组成细胞的元素

1．分类2．存在形式大多数以_________的形式存在。

根据含量分

根据作用分化合物3．作用

4．研究意义

大量元素：微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo等C、H、O、N、S、P、K、Mg、Ca

最基本元素：

基本元素：元素：组成进而构成细胞，如蛋白质、核酸影响生物体的，如B影响花粉萌发生物界和非生物界具有（种类相同）生物界和非生物界具有（含量相同）CC、H、O、NC、H、O、N、S基础导学化合物生命活动统一性差异性等主要第7页/共62页特别提醒

①大量元素和微量元素的划分依据是含量，而不是生理作用的大小。

②记忆微量元素可利用口诀：铁锰碰新木桶(Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu)。(谐音记忆法)

③记忆大量元素：C、H、O三种以H2O、CO2化合物形式吸收；N、P、K三大肥料元素；Mg、Ca、S——美好的东西应该留住。

④碳是最基本元素不是因为干重含量最多，而是因为碳易构成基本骨架，是大分子物质形成的基础。第8页/共62页[判一判]1．生物界和非生物界在元素组成的种类和含量上都相同(

)2．Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等是组成细胞的微量元素(

)3．微量元素因含量少，所以对生命活动影响不大(

)×××第9页/共62页二、组成细胞的化合物信息转化试将饼形图信息转化成表格或柱形图信息。水蛋白质第10页/共62页第11页/共62页第12页/共62页特别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%以上的化合物第13页/共62页

提示：上述细胞中含量最多的都是水，不要被干扰信息所迷惑而掉进陷阱。×[判一判]

精瘦肉细胞、沙漠植物细胞、成熟甜西瓜细胞中，含量最多的化合物分别为蛋白质、蛋白质和糖类(

)第14页/共62页三、生物组织中糖类、脂肪和蛋白质检测的原理[连一连]第15页/共62页第16页/共62页第17页/共62页第18页/共62页(1)存在形式：＿＿＿＿＿＿＿四、细胞中的无机物1．细胞中的水(2)功能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＿＿＿＿(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．细胞中的无机盐(2)功能：维持细胞和生物体的＿＿＿＿，维持细胞的＿＿＿＿等。自由水和结合水

细胞结构

良好溶剂

生物化学反应

液体环境

离子复杂化合物酸碱平衡生命活动第19页/共62页1．据教材17页图2－1和图2－2可得出什么信息？

提示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。Fe——血红蛋白——贫血；Mg——叶绿素——光合作用。2．教材35页[思考与讨论]：3．教材36页[技能训练]——设计实验：证明某种元素是否是必需矿质元素的实验思路。回扣教材第20页/共62页知识网络大量微量无机物有机物第21页/共62页突破考点·提炼方法第22页/共62页1．如图1是细胞中化合物含量的扇形图，图2是有活性的细胞中元素含量的柱形图，下列说法不正确的是(

)A．若图1表示细胞鲜重，则A、B化合物依次是H2O、蛋白质

B．若图2表示组成人体细胞的元素含量，则a、b、c依次是O、C、HC．地壳与活细胞中含量最多的元素都是a，由此说明生物界与非生物界具有统一性

D．若图1表示细胞完全脱水后的化合物含量，则A化合物具有多样性，其必含的元素为C、H、O、N考点4

典例引领规范生物学术语

——聚焦“统一性”和“差异性”第23页/共62页

解析

答案

C第24页/共62页

考点剖析1．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没有一种是生物体所特有的。

(2)差异性是从化学元素的含量来分析的：组成生物体的化学元素与无机环境中的相应元素的含量有一定的差别。

第25页/共62页2．生物界的统一性

(1)从化学元素角度分析：组成生物体的化学元素种类大体相同。

(2)从分子水平角度分析：①所有生物DNA分子的空间结构(规则的双螺旋结构)和化学组成(四种脱氧核苷酸)相同；②所有生物共用一套遗传密码子；③蛋白质的基本单位——氨基酸的种类基本相同。

(3)从结构角度分析：除病毒外，生物体都是由细胞组成的。

(4)从能量角度分析：生物体都是以ATP作为能量“通货”的。第26页/共62页元素参与形成的物质及结构N蛋白质、ATP(ADP)、NADPH、NADH、叶绿素、核苷酸(DNA、RNA)等PATP(ADP)、NADPH、NADH、核苷酸(DNA、RNA)、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Fe动物血红蛋白I甲状腺激素等拓展提升元素组成化合物第27页/共62页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。②K可维持人体细胞内液的渗透压、心肌舒张和保持心肌正常的兴奋性。K在植物体内可促进光合作用中糖类的合成和运输。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”。拓展提升元素影响生命活动第28页/共62页1．下列关于构成细胞的化学元素种类及作用的叙述中，不正确的是(

)A．因为C是构成有机物的骨架，所以C是构成生物体的最基本元素

B．生物界和非生物界的统一性表现在组成生物体的化学元素的种类和无机自然界相同

C．构成生物体的化学元素的重要功能之一是组成细胞中各种化合物

D．构成生物体的大量元素包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等

对位训练第29页/共62页

答案B

解析

C是构成有机物的骨架，所以C是构成生物体的最基本元素；生物界与非生物界的统一性应该是指组成生物体的化学元素在无机自然界中都可以找到，而不是相同；细胞中的各种化合物是由各种化学元素组成的；构成生物体的大量元素包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。第30页/共62页A．调节渗透压B．组成体内化合物

C．维持正常pHD．提供能量2．(2011·上海卷，13)生长在含盐量高、干旱土壤中的盐生植物，通过在液泡中贮存大量的Na＋而促进细胞吸收水分，该现象说明液泡内Na＋参与(

)

解析

液泡内的各种矿质离子、酸、碱等能够参与调节细胞液的渗透压，盐生植物液泡中贮存大量的Na＋，增大了细胞液的渗透压，吸水能力增强。

答案

A考点5

典例引领归纳比较法——细胞中的无机物

排雷事实：Na＋影响水分吸收无机盐的生理功能之一渗透压的调节分析判断得出结论第31页/共62页含量概念结合水4.5%与其它物质结合在一起自由水95.5%能够自由流动、以游离状态存在(2)不同生物的含水量特点①细胞和生物体中含量最多的物质(如精瘦肉、沙漠植物中含量最多的都是水)。②含水量：水生>陆生、幼年>成年>老年、代谢旺盛>代谢缓慢、幼嫩细胞>衰老细胞。1．水

(1)水的含量、分类

考点剖析第32页/共62页(1)水的存在形式与器官形态的关系心肌和血液总的含水量差不多，但心肌呈固态，血液呈液态，原因是二者自由水和结合水的比例不同。

(2)水的存在形式与代谢的关系若细胞内自由水比例升高，则代谢旺盛，反之代谢缓慢。

(3)水的存在形式与抗寒性的关系秋冬季节，蒸腾作用减弱，吸水减少，结合水相对含量升高，因结合水不易结冰和蒸腾，从而使植物抗寒性加强。拓展提升第33页/共62页(4)水的存在形式与温度的关系在活细胞内，受温度的影响，自由水和结合水可相互转化，具体转化如下：

即适当升高温度时，自由水增多，反之，结合水增多。①种子晒干时减少的为自由水，但仍能保持生命活性，仍能萌发；试管加热或炒熟则丧失结合水，种子死亡不萌发；种子萌发吸水主要是增多自由水，代谢加强，呼吸作用加快。②不同种子亲水能力不同，大豆(主要含蛋白质)>小麦、玉米、大米(主要含淀粉)>花生(主要含脂肪)。(5)种子与水的关系第34页/共62页2．无机盐的生理作用

(1)是细胞的结构成分。如Mg2＋是叶绿素的必需成分；Fe2＋是血红蛋白的主要成分；PO43-是生物膜的主要成分——磷脂的组成成分，也是ATP、NADPH的主要组成成分。

(2)参与并维持生物体的代谢活动。如哺乳动物血液中钙盐的含量过低就会出现抽搐。

(3)维持生物体内的平衡①渗透压的平衡：Na＋对细胞外液渗透压起重要作用，K＋则对细胞内液渗透压起决定作用。②酸碱平衡(即pH平衡)：如人血浆中HCO3-、HPO42-等的调节。

第35页/共62页2．关于生物体内水和无机盐的叙述中，不正确的是(

)A．体内参与运输营养物质和代谢废物的水是自由水

B．某些无机盐是组成ATP、RNA和纤维素的必需成分

C．生物体内无机盐浓度的大小会影响细胞的吸水或失水

D．自由水与结合水的比例随生物个体代谢的强弱而变化

解析水在生物体内的流动可以把营养物质运送到各个细胞，同时也把代谢废物运送到排泄器官或直接排出体外；纤维素属于糖类，只含有C、H、O三种元素,不含无机盐；生物体内无机盐浓度的变化会改变细胞内外的浓度差,从而影响细胞吸水或失水；自由水与结合水的比例越大,代谢越强,反之越弱。

答案

B对位训练第36页/共62页

3．下列关于无机盐在生物体中的功能的叙述中，错误的是 (

)A．镁是叶绿体中参与光合作用的各种色素的组成元素

B．人体缺铁会影响正常的有氧呼吸功能

C．人体血液中Ca2＋浓度太低，会出现抽搐症状

D．细胞中的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

镁是叶绿体中叶绿素的组成元素，类胡萝卜素中不含有，故A错误；铁是血红蛋白的重要组成元素，人体缺铁会导致运输氧的功能减弱，影响有氧呼吸，故B正确；血钙偏低会导致抽搐，故C正确；细胞中的HCO3-、HPO42-等都参与维持酸碱平衡，故D正确。

答案A第37页/共62页3．在下列四支试管中分别加入一些物质。甲试管：豆浆；乙试管：人体必需的8种氨基酸溶液；丙试管：牛奶和蛋白酶；丁试管：人血液中的红细胞和蒸馏水。上述四支试管中加入双缩脲试剂振荡后，有紫色反应的是(

)A．甲、丁B．甲、乙、丁

C．甲、乙、丙D．甲、丙、丁实验技能提升——生物组织中糖类、脂肪和蛋白质的鉴定典例引领考点6第38页/共62页

双缩脲试剂只能与蛋白质发生颜色反应。氨基酸是组成蛋白质的基本单位，不能与双缩脲试剂发生颜色反应。答案

D解析第39页/共62页1．实验原理及步骤

2．实验注意问题考点剖析②还原糖含量高：不能用马铃薯(含淀粉)、甘蔗、甜菜(含蔗糖)。

(2)唯一需要加热——还原糖鉴定，且必需水浴加热，不能用酒精灯直接加热。若不加热则无砖红色沉淀出现。

(3)非还原糖(如蔗糖)＋斐林试剂现象不是无色而是浅蓝色[Cu(OH)2的颜色]。(1)还原糖鉴定实验材料的要求①浅色：不能用绿色叶片、西瓜、血液等材料，防止颜色的干扰。第40页/共62页(4)唯一需要显微镜——脂肪鉴定，实验中50%酒精的作用——洗掉浮色。

(5)记准混合后加入——斐林试剂，且现配现用；分别加入——双缩脲试剂(先加A液，后加B液，且B液不能过量)。两者成分相同，但CuSO4的浓度不同，所以不能混用。

(6)若用大豆做材料，必须提前浸泡；若用蛋清作材料，必须稀释，防止其粘在试管壁上不易刷洗；且该实验应预留部分组织样液做对比。

(7)易写错别字提示：“斐林试剂”中的“斐”不可错写成“非”；双缩脲试剂中的“脲”不可错写成“尿”。第41页/共62页3．用碘液、苏丹Ⅲ染液和双缩脲试剂测得甲、乙、丙三种植物的干种子中三大类有机物的颜色反应如下表，其中“＋”的数量代表颜色反应深浅程度，下列有关说法不正确的是(

)种子试剂碘液苏丹Ⅲ染液双缩脲试剂甲＋＋＋＋＋＋＋乙＋＋＋＋＋＋＋＋丙＋＋＋＋＋＋＋A.乙种子中主要含蛋白质

B．碘液、苏丹Ⅲ染液和双缩脲试剂与相应的物质发生的颜色反应分别是蓝色、橘黄色和紫色

C．在观察颜色时有可能用到光学显微镜

D．这三种试剂的使用均不需要水浴加热对位训练第42页/共62页

解析

碘液用于检验淀粉的存在，其颜色反应为蓝色；苏丹Ⅲ染液用于检验脂肪的存在，其颜色反应为橘黄色；双缩脲试剂用于检验蛋白质的存在，其颜色反应为紫色。分析表格可知，甲种子中主要含淀粉，乙种子中主要含脂肪，丙种子中主要含蛋白质。在脂肪的切片法鉴定实验中需要用光学显微镜进行观察。

答案

A第43页/共62页不同点比较项目斐林试剂双缩脲试剂使用方法甲液和乙液混合均匀后即可使用，且现配现用使用时先加A液再加B液实质新配制的Cu(OH)2反应碱性条件下的Cu2＋呈色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方法体验斐林试剂和双缩脲试剂的比较第44页/共62页典例

典例斐林试剂的甲液是质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液，乙液是质量浓度为0.05g/mL的CuSO4溶液。双缩脲试剂的A液是质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液，B液是质量浓度为0.01g/mL的CuSO4溶液。某同学在“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”的实验中，产生了一些疑问，在征得老师同意后，他利用课外时间进行了探究。下列是其探究实验的部分操作：第45页/共62页试管第1次加入物第2次加入物第3次加入物1号1mL0.1g/mLNaOH溶液1mL0.05g/mLCuSO4溶液2mL苹果汁2号1mL0.1g/mLNaOH溶液2mL苹果汁1mL0.05g/mLCuSO4溶液3号2mL苹果汁1mL0.1g/mLNaOH溶液1mL0.05g/mLCuSO4溶液4号1mL0.05g/mLCuSO4溶液2mL苹果汁1mL0.1g/mLNaOH溶液5号1mL0.05g/mLCuSO4溶液1mL0.1g/mLNaOH溶液2mL苹果汁6号1mL0.1g/mLNaOH溶液4滴0.01g/mLCuSO4溶液2mL苹果汁第46页/共62页

请分析回答下列问题：

(1)该同学试图通过上述实验解决什么问题？＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；__________________________________________________。

(2)上述试管中，作为对照的是________。

(3)要使上述试管中的溶液发生显色反应，还必须做＿＿＿＿＿＿＿＿处理。

(4)要提高该实验结果的可信度，还应该＿＿＿＿＿＿。

(5)你认为该同学的这种活动有意义吗？请简要说明。____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。斐林试剂的甲液和乙液是否必须混合后才能加入组织样液中(或答加入斐林试剂甲液和乙液的顺序是否可以改变)

双缩脲试剂是否可以用于可溶性还原糖的鉴定1号试管加热在相同的条件下重复该实验对于这种活动的意义可以从两个方面来回答：一是该活动的意义不大，因为此实验探究性不强；二是该活动有意义，因为如将甲液和乙液分别与苹果汁接触结果不同(水浴加热)第47页/共62页

体会还原糖的鉴定是新制得的Cu(OH)2与醛基的反应，产生Cu2O沉淀，而蛋白质的鉴定是在碱性环境下Cu2＋与肽键结合成特定化合物的显色反应，原理的不同决定了实验操作方法的不同。

解析第48页/共62页

典例(2010·上海卷，9)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

B．脂肪酸和磷脂

C．三磷酸腺苷和核糖核酸

D．胆固醇和血红蛋白

错因分析

本题主要错因是不清楚一些化合物的元素组成，如不清楚纤维素的本质是多糖，其组成元素是C、H、O；另外，记不清胆固醇的组成元素只含C、H、O会错选D项；脂肪酸和磷脂都属于脂质，所以认为组成元素相同，易错选B。易错警示对细胞中化合物的元素组成认识不到位第49页/共62页

解析

A项纤维素的组成元素为C、H、O，而尿素为C、H、O、N；B项脂肪酸的元素组成为C、H、O，而磷脂中还含有P和N元素；C项腺苷三磷酸和核糖核酸的组成元素都是C、H、O、N、P；D项胆固醇的组成元素为C、H、O，而血红蛋白是蛋白质，组成元素为C、H、O、N等。

答案

C

纠错笔记除了要记住糖类(C、H、O)，脂肪、甘油、脂肪酸、胆固醇(C、H、O)，蛋白质(主要含C、H、O、N)和核酸及磷脂(主要含C、H、O、N、P)的组成元素外，还要了解教材中提及的一些特殊物质或特殊结构的元素组成和作用。

第50页/共62页物质名称元素组成作用/组成ATPC、H、O、N、P细胞内的直接能源物质叶绿素C、H、O、N、Mg吸收、传递并转换光能血红蛋白C、H、O、N、S、Fe主要运输氧气和部分二氧化碳胰岛素、胰高血糖素C、H、O、N、S调节血糖浓度甲状腺激素C、H、O、N、I促进生长发育和新陈代谢，提高神经系统的兴奋性细胞膜C、H、O、N、P蛋白质＋糖类＋脂质中的磷脂染色体C、H、O、N、P蛋白质＋DNA核糖体C、H、O、N、P蛋白质＋RNA病毒C、H、O、N、P蛋白质＋核酸第51页/共62页检测落实·体验成功第52页/共62页1．(经典易错题)科学家在利用无土栽培法培养一些名贵花卉时，培养液中添加了多种必需化学元素。其配方如下：离子培养液浓度/mol·L－1K＋1Na＋1Mg2＋0.25Ca2＋1NO2H2PO1SO0.25Zn2＋1其中花卉根细胞吸收最少的离子是(

)题组一组成细胞的化学元素

答案

C

友情提示此题考查侧重点即命题角度在大量元素和微量元素的区别——植物体内含量上的差别。第53页/共62页2．(分析推断题)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%)如下表所示，下列有关叙述正确的是(

)A.碳元素的含量说明有机物是干物质的主要成分

B．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元素CHONPCaS植物(%)43.576.2444.431.460.200.230.17动物(%)55.997.4614.629.333.114.670.78第54页/共62页

答案A

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。第55页/共62页3．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．①④⑤B．①④⑤⑥

C．⑤⑥D．②③④⑤⑥题组二水和无机盐第56页/共62页

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

C第57页/共62页4．(信息推断)苹果含有元素Zn