海南省2011届高三生物第一轮复习：细胞中的元素和化合物、无机物(新人教版必修1)

考纲下载1.蛋白质、核酸的结构和功能Ⅱ2.糖类、脂质的种类和作用Ⅱ3.水和无机盐的作用Ⅰ实验：4.观察DNA和RNA在细胞中的分布5.检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质第二章组成细胞的分子热点提示1.蛋白质与核酸的结构特点、功能及两者之间的关系2.蛋白质的脱水缩合过程及相关计算3.水和无机盐的存在形式及生理作用4.糖类、脂肪、蛋白质、DNA的鉴定原理及相关实验探究5.联系社会热点考查各种化合物对生物体的重要意义第1、5节细胞中的元素和化合物细胞中的无机物答案：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：铁猛碰新木桶（Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu）。（谐音记忆法）看一看：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(1.4%)＞S(0.3%)干重条件下：C(55.99%)＞O(14.62%)＞N(9.33%)＞H(7.46%)＞Ca(4.67%)＞P(3.11%)在鲜重下O元素最多的原因是H2O在细胞中含量最多。答案：名师点拨：在上述实验中，只有还原糖的鉴定需要加热，脂肪的检测一般需借助显微镜观察。鉴定物质试剂颜色变化还原糖________砖红色沉淀淀粉碘液脂肪苏丹Ⅲ染液苏丹Ⅳ染液蛋白质紫色答案：•想一想：①使用方法不同：斐林试剂的甲液和乙液要混合均匀后方可使用，而且是现用现配，而双缩脲试剂在使用时，先加A液后加B液。②处理方式不同：斐林试剂加入组织样液后需水浴加热方可反应，而双缩脲试剂加入组织样液后不需加热即可反应。•答案：斐林试剂与双缩脲试剂在使用上有何主要不同？答案：议一议：怎样理解没有水就没有生命？答案：生物体的新陈代谢必须在水中才能进行。想一想：生物界的两大色素含哪些无机盐，它们的功能是什么？答案：动物界的血红蛋白，含Fe2＋，运输氧气和一部分CO2；植物界的叶绿素，含Mg2＋，吸收、传递和转换光能。1．分子的形成（江苏教育版）（浙江科技版）原子通过一定的化学键结合形成分子。(1)离子键：是指阴、阳离子通过静电作用所形成的化学键。离子键构成离子化合物，如NaCl。(2)共价键：是指原子间通过共用电子对所形成的化学键。共价键可以形成单质也可以形成化合物，如O2和CO2。(3)氢键：当氢原子与氧原子或氮原子以共价键结合时，氢原子呈部分正电性。这种氢原子往往与其他带有部分负电性的氧原子或氮原子间相互吸引而形成氢键。氢键可形成于不同分子之间，也可形成于同一分子(大分子)之内。2．同位素示踪(浙江科技版)同位素是指质量不同而化学性质相同的原子。“普通”的碳原子是指12C，但碳元素中还有13C、14C等碳原子。生物体虽然对这些碳原子“一视同仁”，但是不同的碳原子各有不同的特性，所以可以用不同的方法进行检测。放射性同位素能够发生衰变而产生放射性，因此易于检测。14C就是碳元素中的一种放射性同位素。例如，研究光合作用时就可以利用14C标记的二氧化碳(14CO2)进行实验，以追踪碳元素在植物体内的运行和变化，所以14C又叫示踪原子，这种研究技术就叫做同位素示踪。示踪原子不仅用于科学研究，还用于疾病的诊断和治疗。例如，射线能破坏甲状腺细胞，使甲状腺肿大得到缓解。因此，碘的放射性同位素就可用于治疗甲状腺肿大。1.氢键有何特点和生物学意义？【提示】氢键易于形成，易于断裂，在决定大分子的三维结构上起着重要作用，是生命系统中十分重要的化学键。2．水分子之间形成的氢键有何意义？【提示】①使水体表面的张力增强，使一些动物能依靠水面张力在水面上运动。②通过氢键结合的水分子几乎使所有带电荷或具有极性基团的分子能溶解在水中。3．我们所学高中生物学中，哪些知识用到过同位素示踪技术？【提示】利用同位素标记法可以示踪：①光合作用和细胞呼吸中碳、氧原子的去向；②示踪分泌蛋白的合成、运输和分泌途径；③在噬菌体侵染细菌实验中，证明DNA是遗传物质；④证明DNA分子的半保留复制方式；⑤基因诊断和DNA分子杂交。1．种类与含量组成生物体的化学元素常见的有20多种，各种元素的归属范围归纳如下：(1)上述元素分类是指生物的整体概况，具体到某种生物时元素的归属可能不同。(2)大量元素和微量元素都是组成生物体的必需元素。(3)占细胞干重最多的元素是C，占细胞鲜重最多的元素是O；无论干重还是鲜重，C、H、O、N四种元素的含量最多。2．主要作用(1)维持机体的生命活动，如K＋可保持心肌正常的兴奋性。(2)组成化合物，如糖类和脂肪由C、H、O三种元素组成，核酸由C、H、O、N、P五种元素组成，蛋白质由C、H、O、N等元素组成。3．生物体内各种元素的来源和去向(1)从最终来源上看，生物体内各种元素都来自于无机环境。(2)生物体直接或间接获得无机环境中元素的方式不同，如图：•4．统一性与差异性•(1)生物界与非生物界及不同生物之间在元素种类上具有统一性，而在元素含量上具有差异性。•(2)生物体的元素是生物根据自身生命活动的需要，有选择地从无机环境中吸收的，这体现了生物界与非生物界的统一性。1．(2010·聊城模拟)组成生物的化学元素在生物体中起重要作用，下列关于几种元素与合作用关系的叙述中，正确的是()A．C是组成糖类的基本元素，在光合作用中C元素从CO2先后经C3、C5形成(CH2O)B．N是叶绿素的组成元素之一，没有N植物就不能进行光合作用C．O是构成有机物的基本元素之一，光合作用制造的有机物中的氧来自于水D．P是构成ATP的必需元素，光合作用中光反应和暗反应过程中均有ATP的合成解析：光合作用中CO2→C3→(CH2O)＋C5，而由N组成的叶绿素是植物进行光合作用的必需条件；光合作用中H2O中的氧全部形成氧气，有机物中的氧则来自CO2；且光合作用光反应产生ATP，暗反应消耗ATP。答案：B1．水的含量在构成细胞的各种化合物中，水的含量最多，一般为85%～90%。(1)不同的生物体内水的含量差别很大。例如，生物体的含水量一般为60%～95%，而生活在海洋中的水母的身体里水的含量约为97%。(2)同一生物体不同的生长发育阶段水的含量不同。幼儿时期＞成年时期；幼嫩部分＞成熟部分。(3)同一生物不同器官水的含量也不同，如心肌含水79%，血液含水82%。2．水的存在形式形式自由水结合水定义细胞中绝大部分的水以游离的形式存在，可以自由流动与细胞内的其它物质相结合的水含量约占细胞内全部水分的95.5%约占细胞内全部水分的4.5%特点流动性强、易蒸发、加压可分离，可参与物质代谢不流动、不蒸发、不能分离，与其他物质结合功能①细胞内良好的溶剂②参与生化反应③为细胞提供液体环境④运送营养物质和代谢废物是细胞结构的重要组成成分联系自由水和结合水在一定条件下可相互转化(1)一般情况下，代谢活跃时，生物体含水量在70%以上。含水量降低，生命活动不活跃或进入休眠。(2)当自由水比例增加时，生物体代谢活跃，生长迅速，如干种子内所含的主要是结合水，干种子只有吸足水分——获得大量自由水，才能进行旺盛的生命活动。(3)当自由水向结合水转化较多时，代谢强度就会下降，抗寒、抗热、抗旱的性能提高。旱生植物比水生植物具有较强抗旱能力，其生理原因之一就是结合水含量较高。3.水的含量与代谢强度和抗逆性的关系2．(2010·潍坊模拟)水在生物体内是一种良好的溶剂，是各种化学反应的介质。下列有关水的说法不正确的是()A．水是生物体内进行一切生化反应的必需条件B．当人体缺水时，血浆的渗透压会降低，从而产生渴觉C．在核糖体上进行的生理过程有水生成D．休眠或越冬的植物体内自由水与结合水比值下降解析：当人体缺水时，会引起血浆等细胞外液渗透压升高，使下丘脑的渗透压感受器受到刺激。这时下丘脑的渗透压感受器一方面产生兴奋并传至大脑皮层，通过产生渴觉来直接调节水的摄入量；一方面又使下丘脑神经细胞分泌，并由垂体后叶释放的抗利尿激素增加，从而促进了肾小管和集合管对水的重吸收，减少了尿的排出，保留了体内的水分，使血浆等细胞外液的渗透压趋向于恢复正常。答案：B【例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，因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自主解答：________答案：C【例2】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，抗寒能力逐渐增强。如图为冬小麦在不同时期含水量和呼吸速率变化关系图。请据图推断以下有关说法错误的是()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，植物的细胞呼吸逐渐减弱，有利于减少有机物的消耗自主解答：________答案：A水与其它生理活动的联系生理过程相关知识链接光合作用作原料，在光反应阶段被光解产生[H]和O2，发生在叶绿体基粒类囊体薄膜；产物有水，在暗反应阶段的叶绿体基质中产生有氧呼吸作原料，在第二阶段提供[H]，第三阶段[H]与O2结合生成水ATP与ADP转化在合成酶作用下产生ATP，同时产生水，而ATP水解酶作用时需消耗水与蛋白质、糖原、脂肪、核酸关系合成大分子时都伴随水的产生，而大分子变成小分子时都需要水检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质一、实验原理生物组织中某些有机化合物能与某些化学试剂产生特定的颜色反应。1．糖类2．脂肪＋苏丹Ⅲ染液―→橘黄色脂肪＋苏丹Ⅳ染液―→红色3．蛋白质＋双缩脲试剂―→紫色二、实验流程图示先根据选材预测实验结果，然后再实验验证，因此本实验属验证性实验。1．还原糖的检测和观察结论：可溶性还原糖与斐林试剂在加热的过程中生成砖红色沉淀，说明组织样液中有可溶性还原糖。注：溶液颜色的变化过程为浅蓝色→棕色→砖红色方法二：2．脂肪的检测和观察3．蛋白质的检测和观察4．淀粉的检测和观察三、实验注意的问题(1)在鉴定脂肪的实验中①装片制作方法可按教材所述，也可用左手拇指与食指垂直捏压子叶下端，右手拿刀片横向切割，切片可很薄。②用苏丹Ⅲ染液染色时间不宜过长。(2)做鉴定还原糖和蛋白质的实验时，在鉴定之前，可以留出一部分样液，以便与鉴定后的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。四、斐林试剂与双缩脲试剂比较斐林试剂双缩脲试剂甲液乙液A液B液成分0.1g/mLNaOH溶液0.05g/mL0.1g/mL0.01g/mLCuSO4溶液NaOH溶液CuSO4溶液鉴定物质可溶性还原糖蛋白质添加顺序甲乙两液等量混匀后立即使用先加入A液1mL，摇匀，再加入B液4滴，摇匀反应条件50～65℃水浴加热不需加热，摇匀即可反应现象样液变砖红色样液变紫色(1)浓度不同。斐林试剂中CuSO4溶液浓度为0.05g/mL，双缩脲试剂中CuSO4溶液浓度为0.01g/mL。(2)原理不同。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Cu2＋。(3)使用方法不同。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。应用指南:该实验原理、方法、步骤可用于对生物组织、消化液(如唾液)、食品(如奶粉)进行某种成分的检测或鉴定，也可用于医学上某些疾病的诊断，如糖尿病、肾炎等。【例】(2010·湖南郴州质量检测Ⅰ)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同、其他条件相同的情况下对处于休眠期的红薯块根与土豆块茎处理30min后测定还原糖的含量。结果如图：(1)由图中曲线可知，60℃时