高三生物第一轮复习第2讲细胞中的元素和化合物细胞中的无机物及糖类和脂质

第2章组成细胞的分子知识内容考纲要求(1)糖类、脂质的种类和作用(2)水和无机盐的作用ⅡⅠ(3)检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质参考考试目标与要求第1、4、5节细胞中的元素和化合物细胞中的糖类和脂质细胞中的无机物一、组成生物体元素的分类及实例组成生物体的常见必需元素有_______，可作如下分类：1．按元素在生物体内的含量可分为：(1)大量元素，如_________________________________。(2)微量元素，如______________________________。2．按元素在生物体内的作用可分为：(1)基本元素，如__。(2)主要元素，如_____________。20多种C、H、O、N、P、S、K、Ca、MgFe、Mn、Zn、Cu、B、MoCC、H、O、N二、生物组织中糖类、脂肪和蛋白质检测的原理1．还原糖和_________煮沸加热，会出现____________(现象)。2．苏丹Ⅲ使脂肪染成_______，______使脂肪染成红色。3．蛋白质与双缩脲试剂反应形成_____络合物，本实验_____加热。斐林试剂砖红色沉淀橘黄色苏丹Ⅳ紫色不需三、细胞中的水1．自由水：细胞中绝大部分以_____形式存在的可以自由流动的水，其主要功能如下：(1)细胞内的良好_____；(2)细胞内的_____________需要水的参与；(3)多细胞生物体的绝大多数细胞必须浸润在以水为基础的_____环境中；(4)运送_________和新陈代谢中产生的_____。2．结合水：细胞内的一部分与其他物质相结合的水，它是组成_________的重要成分。游离溶剂生物化学反应液体营养物质废物细胞结构四、细胞中的无机盐1．存在形式：细胞中大多数无机盐以_____的形式存在。2．功能(1)维持细胞和生物体的________，如哺乳动物的血液中若钙离子含量太低，会出现_____等症状。(2)维持细胞的_________。离子生命活动抽搐酸碱平衡五、细胞是多种元素和化合物构成的生命系统1．元素：______________等化学元素在细胞内含量丰富，是构成细胞中___________的基础。2．化合物(1)以_____为骨架的糖类、脂类、蛋白质、核酸等有机化合物是构成细胞生命大厦的基本框架。(2)_____是提供生命活动能源的主要物质。(3)水和______也具有重要的生理功能。C、H、O、N主要化合物碳链糖类无机盐一、组成生物体的化学元素1．大量元素、微量元素及矿质元素之间的关系(1)大量元素和微量元素的划分是依据生物的整体概况，具体到某一种生物可能有差别。(2)大量元素和微量元素都是必需元素，是组成生物体的元素，但生物体内所含有的元素不一定都是必需元素。(3)微量元素在生物体内含量少，但生理作用并不小。2．分析生物界与非生物界的统一性和差异性(1)统—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，说明了生物界和非生物界具有统一性的一面，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．组成细胞的元素的主要作用(1)调节机体生命活动：如K＋、Na＋、Ca2＋、HCO等。(2)参与重要化合物的组成：如Fe2＋是血红蛋白的成分，Mg2＋参与叶绿素的形成，碘是合成甲状腺激素的原料等。(3)影响机体的重要生命活动：如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”。(1)大量元素和微量元素的划分是依据生物界中生物的整体情况，具体到某一种生物可能有差别。(2)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表现。1．(2010年潍坊市高三抽样)下列关于无机盐的叙述，错误的是()A．铁是合成血红蛋白不可缺少的成分B．细胞中的无机盐大多数以化合物的形式存在C．植物缺Mg2＋会影响光合作用D．食盐中加碘可预防地方性甲状腺肿【解析】血红蛋白中含铁。叶绿素中含Mg2＋。碘是合成甲状腺激素的原料。细胞中的无机盐大多数以离子的形式存在。【答案】B二、自由水、结合水、生物体内水及其与新陈代谢、生物抗性之间的关系1．生物体内水、自由水、结合水的关系2．结合水与自由水的相互转变自由水结合水3．水分含量与新陈代谢、生物抗性关系细胞中自由水/结合水的比值越大，生物新陈代谢越旺盛，其抗性越小；若该比值越小，生物新陈代谢越缓慢，其抗性越大。4．在生产实际中的应用(1)种子的贮存：晒干种子是为减少自由水含量，降低种子的代谢，延长种子寿命。(2)低温环境下减少花卉浇水，可提高花卉对低温的抗性。(1)自由水主要存在于细胞液、细胞质基质及某些细胞器基质中；结合水与细胞中某些物质结合在一起存在。(2)晒干的种子细胞中仍含有水分，主要是结合水，自由水极少。(3)自由水、结合水的作用都非常大，不能只认为自由水作用大，其实两种水在不同时期作用各有所侧重。2．在下列生理过程中，细胞内自由水与结合水比值增加的是()A．细胞衰老B．作物越冬C．种子萌发D．细胞质壁分离【解析】自由水是细胞内的良好溶剂，许多物质溶解在水中，细胞内的许多化学反应也都需要水的参与。可以根据自由水和结合水的比值判断细胞代谢的强弱，种子萌发时细胞的代谢加强，自由水和结合水的比值增加。【答案】C◆实验：生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定1．实验原理2．原理解读(1)斐林试剂鉴定可溶性还原糖斐林试剂由质量浓度为0.1g/mL的氢氧化钠溶液和质量浓浓度为0.05g/mL的硫酸铜溶液配制而成，二者混合后，立即生成淡蓝色的Cu(OH)2沉淀。Cu(OH)2与加入的可溶性还原糖(如葡萄糖)在水浴条件下，能够生成砖红色的Cu2O沉淀，而葡萄糖本身氧化成葡萄糖酸，其反应式如下：CH2OH—(CHOH)4—CHO＋2Cu(OH)2CH2OH—(CHOH)4—COOH＋Cu2O↓＋2H2O溶液的颜色变化过程为：浅蓝色→棕色→砖红色(沉淀)。(2)苏丹Ⅲ鉴定脂肪苏丹Ⅲ与脂肪有强烈的亲和力，易被染成橘黄色，而其他非脂肪性物质则不易被染上色。(3)双缩脲试剂鉴定蛋白质双缩脲试剂的成分是质量浓度为0.1g/mL的氢氧化钠溶液和质量浓度为0.01g/mL的硫酸铜溶液。在碱性溶液(NaOH)中，双缩脲(H2NOC—NH—CONH2)能与Cu2＋作用，形成紫色的络合物，这个反应叫做双缩脲反应。由于蛋白质分子中含有很多与双缩脲结构相似的肽键，因此蛋白质都可与双缩脲试剂发生颜色反应。3．实验流程(1)还原糖的检测和观察选材：含糖量较高、白色或近于白色的植物组织制备组织样液制浆↓过滤(用一层纱布)↓取液显色反应：结论：组织样液中含有还原性糖制备组织样液(2)脂肪的检测和观察方法一：花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ染液→橘黄色方法二：取材：花生种子(浸泡)，将子叶切成薄片制片①取最理想的薄片②滴2～3滴苏丹Ⅲ染液(染色3min)③去浮色(1～2滴体积分数为50%的酒精溶液)④制成临时装片(1滴蒸馏水，加盖玻片)观察：先在低倍镜下寻找已着色的颗粒，再用高倍镜观察结论：圆形小颗粒呈橘黄色，说明有脂肪存在制片(3)蛋白质的检测和观察选材与制备：鲜肝提取液或豆浆滤液呈色反应：结论：说明组织样液中存在蛋白质本实验是利用颜色反应鉴定不同的物质，因此在实验的选材上应注意以下两点：①材料本身应无色，以免对结果产生干扰；②材料应富含相关物质，使现象更显著。1．若以鸡蛋蛋白液为材料进行蛋白质鉴定实验，发现蛋白液与双缩脲试剂发生反应后会粘固在试管壁上。下列关于这一现象形成原因的描述中正确的是()A．鸡蛋蛋白液稀释不够，搅拌不匀B．只添加了双缩脲试剂A，未添加双缩脲试剂BC．鸡蛋蛋白液不是合适的实验材料D．蛋白液与双缩脲试剂的反应时间不够长【解析】A正确：如果蛋白液稀释不够，与双缩脲试剂发生反应后会粘固在试管的内壁上，使反应不容易彻底，并且试管也不容易刷洗干净。B错误：只加双缩脲试剂A是造成碱性环境，不会发生反应，也不会粘固在试管壁上。C错误：鸡蛋蛋白液中含丰富的蛋白质，是蛋白质鉴定的合适材料。C错误：蛋白液中先后加入双缩脲试剂A、B，摇匀后即可观察现象，是否粘在试管壁上与反应时间无关。【答案】A2．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．脂肪的鉴定需要用显微镜才能看到被染色的脂肪滴C．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D．在鉴定脂肪的实验中，苏丹Ⅳ将脂肪染成橘黄色，苏丹Ⅲ将脂肪染成红色【解析】斐林试剂与双缩脲试剂所用溶质相同，且所用氢氧化钠的浓度相同，但是二者所用硫酸铜的浓度不同。鉴定可溶性还原糖时，甲液与乙液现混现用，一次加入，而鉴定蛋白质要先加A液，再加B液。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。苏丹Ⅳ染液遇脂肪的颜色反应是红色。苏丹Ⅲ染液遇脂肪的颜色反应为橘黄色。【答案】B(1)在观察时间内，图中可溶性糖含量的变化是________________。总糖含量变化是________，蛋白质含量的变化是______，由此可推测糖类和蛋白质的关系是____________________。(2)如果在同样条件下继续培养，预测图中曲线的最终变化趋势是________，其原因是_________。(3)在上述定量测定之前，进行了蛋白质含量变化的预测实验，请填充实验原理；判断实验步骤中画线部分是否正确，并更正错误之处；写出实验结果。①实验原理：蛋白质________________________，其颜色深浅与蛋白质含量成正比。(2010年南京调研)下列关于细胞的组成元素和化合物的说法正确的是()A．组成细胞的元素有C、H、O、N等20多种，其中O元素是最基本元素B．青蛙和玉米细胞内的化学元素在种类和含量上基本相同C．水是活细胞中含量最多的化合物，是某些生物化学反应的原料D．组成血红蛋白、肌球蛋白的氨基酸种类和数目相同，而排列顺序不同【自主探究】：_____【解析】组成细胞的最基本元素是C；青蛙和玉米细胞内的化学元素在种类上基本相同，同种元素在不同生物体内的含量却相差较大；血红蛋白和肌球蛋白具有不同的结构，可能是因为氨基酸的种类、数目、排列顺序的不同或组成蛋白质的肽链的空间结构不同。C(1)小麦种子萌发时，细胞内自由水与结合水的比值如何变化？(2)小麦根尖成熟区的细胞质壁分离时上速比值又是如何变化的？提示：(1)上升。(2)下降。(2009年广东高考题)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【自主探究】____【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。D几种常见物质的鉴定有机物试剂颜色反应备注还原糖斐林试剂砖红色水浴加热；甲液和乙液混合后加入蛋白质双缩脲试剂紫色A液、B液依次加入淀粉碘液蓝色有机物试剂颜色反应备注脂肪苏丹Ⅲ染液橘黄色苏丹Ⅳ染液红色DNA甲基绿绿色二苯胺蓝色沸水浴加热RNA吡罗红红色酒精橙色的重铬酸钾溶液灰绿色酸性条件下CO2澄清的石灰水浑浊溴麝香草酚蓝溶液黄色1．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【解析】氨基酸含有C、H、O、N，有的含有S、P等；核苷酸和磷脂均含有C、H、O、N、P；脱氧核糖属于五碳糖，只含有C、H、O三种元素。【答案】C2．(