第2讲---细胞中的元素及无机化合物

第2讲细胞中的元素及无机化合物第一单元细胞及其分子组成1．组成细胞的元素选择【巧记小口诀】巧记微量元素和大量元素(1)微量元素：铁(Fe)猛(Mn)碰(B)新(Zn)木(Mo)桶(Cu)。(2)大量元素：洋人探亲，丹留人盖美家，即C(探)、O(洋)、H(亲)、N(丹)、S(留)、P(人)、Ca(盖)、Mg(美)、K(家)。化合物C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等CC、H、O、N自然界无机2．生物界与非生物界的统一性和差异性统一性【小提醒】生物界与非生物界之间及各种生物彼此之间的关系(1)化学元素“种类”：具有统一性，即没有一种元素为细胞所“特有”。(2)从元素“含量”来看却具有差异性(源于细胞“主动”吸收)。差异性3．组成细胞的化合物(1)蛋白质和核酸①鲜重含量最多的化合物：__________②鲜重含量最多的有机物：蛋白质③占细胞干重最多的化合物：_________(2)含量水蛋白质1．水(1)写出A、B、C、D反映出的以上两种水的作用：A．组成__________；B．提供细胞生活的__________环境；C．参与许多____________；D．运送营养物质和代谢产物。液体(2)自由水与结合水的转换：一定限度内，温度升高后，结合水可转换为自由水，自由水与结合水的比例会__________，新陈代谢会加快。细胞结构生化反应升高2．细胞中的无机盐主动生命活动抽搐子离(1)还原糖＋________试剂砖红色沉淀50～65℃温水浴染液→橘黄色苏丹Ⅳ染液→红色(2)脂肪＋(3)蛋白质＋________试剂→紫色1．实验原理斐林苏丹Ⅲ双缩脲2．实验步骤加斐林试剂加苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)双缩脲试剂B双缩脲试剂A【思维诊断】1．Ca、Mg、Fe、Mn、Cu是组成细胞的微量元素。()【点拨】Ca、Mg是组成细胞的大量元素。2．细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要。()【点拨】微量元素虽然含量少，但作用仍然很重要。3．因为C是细胞干重中含量最多的元素，所以它是最基本的元素。()【点拨】在生物体内，碳链构成了生物大分子的基本骨架，因此C是最基本的化学元素。4．水是活细胞中含量最多的化合物。()×√××【思维诊断】5．细胞失去结合水后仍可保持活性。()【点拨】结合水是构成细胞结构的组成成分之一，失去结合水后细胞活性也消失。6．同种植物的萌发种子和休眠种子内含水量相同。()【点拨】同种植物萌发种子的含水量大于休眠种子的含水量。7．自由水可作为细胞内化学反应的反应物。()8．细胞中的无机盐多以化合物形式存在，如CaCO3构成牙齿、骨骼。()【点拨】细胞中的无机盐多以离子形式存在。××√×1．元素的种类和含量(1)不同生物体内化学元素的种类基本相同。(2)相同元素在不同生物体内的含量差别较大。2．元素的含量之最(1)活细胞中含量最多的元素是O。(2)细胞干重中含量最多的元素是C。3．化合物的含量之最(1)占细胞鲜重最多的化合物是水。(2)占细胞干重最多的化合物是蛋白质。4．不同状态的细胞中4种基本元素的含量(1)细胞鲜重中元素含量OCHN。(2)细胞干重中元素含量CONH。5．三种有机化合物含量在细胞中的比例蛋白质脂质糖类。6．水在细胞中的两种存在形式自由水和结合水。7．无机盐在生物体内的存在形式多数以离子的形式存在，少数以化合物的形式存在。1．判断元素与化合物的四个“明确”考点一细胞中的元素和化合物(高考热度：★★★)元素与化合物含量明确是鲜重还是干重元素的统一性和差异性明确种类还是含量化合物元素组成明确化合物的化学本质微量元素明确含量和是否为生物体所必需2．元素和化合物种类的判断(2)根据化合物的元素组成分析代谢产物糖类、脂质和蛋白质都含有C、H、O，故其代谢终产物都有CO2和H2O；蛋白质中还有N，故其代谢产物中还含有尿素。(3)从化合物中的元素含量上分析氧化分解释放能量的多少相同质量的脂肪的含氢量多于糖类，因此等质量的脂肪彻底氧化分解时所消耗的O2量多于糖类，释放的能量也多于糖类。(1)根据特征元素推测化合物的种类考点一细胞中的元素和化合物(高考热度：★★★)(2018四川成都期中，13)下图表示不同化学元素所组成的化合物。以下说法错误的是()典例印证CA．若①为某种大分子的组成单位，则①最可能是氨基酸B．若②是细胞中重要的储能物质，则②是脂肪C．若③为能储存遗传信息的大分子物质，则③一定是DNAD．若④是主要在动物肝脏和肌肉中合成的储能物质，则④是糖原【解题引导】观察图示中化合物的元素组成联系知识糖类元素组成：C、H、O脂肪元素组成：C、H、O核酸元素组成：C、H、O、N、P蛋白质元素组成：C、H、O、N等结合有关化合物作用作出判断【解析】①的组成元素为C、H、O、N，可能是蛋白质，若①为某种大分子的组成单位，则①最可能是蛋白质的组成单位氨基酸，A正确；②的组成元素为C、H、O，可能是糖类或脂肪，若②是细胞中重要的储能物质，则②是脂肪，B正确；③的组成元素为C、H、O、N、P，可能是核酸，若③为能储存遗传信息的大分子物质，则③可能是DNA或RNA(RNA病毒的遗传物质是RNA)，C错误；④的组成元素为C、H、O，可能是糖类或脂肪，若④是主要在动物肝脏和肌肉中合成的储能物质，则④是糖原，D正确。根据特征元素来推断化合物核酸、ATP蛋白质甲状腺激素MgFe(S)PⅠ叶绿素C、H、O、N提分技巧1．细胞是由多种元素和化合物组成的生命系统。相关叙述正确的是()A．二糖和多糖的基本组成单位均是葡萄糖B．磷脂、DNA、ATP组成元素都有C、H、O、N、PC．细胞内DNA分子和RNA分子的空间结构相同D．无机盐在生物体内均以离子形式存在【解析】二糖包括蔗糖、麦芽糖、乳糖等，其中蔗糖的单体是葡萄糖和果糖，麦芽糖的单体是葡萄糖，乳糖的单体是半乳糖和葡萄糖，可见二糖的单体并非均是葡萄糖，A错误；磷脂、DNA、ATP都是由C、H、O、N、P5种元素组成的，B正确；DNA分子是双螺旋结构，RNA分子由一条链构成，二者空间结构不同，C错误；绝大多数的无机盐是以离子形式存在的，少数与其他复杂化合物结合，D错误考向1以文字信息为载体考查元素与化合物B2．(2018甘肃兰州第一中学月考，8)图1是有活性的细胞中元素含量的柱形图，图2是细胞中化合物含量的扇形图。下列说法正确的是()【解析】组成人体细胞的元素含量O＞C＞H，故a、b、c分别为O、C、H，A错误；细胞干重中含量最多的化合物是蛋白质，故图2中A是蛋白质，B正确；细胞鲜重中含量最多的化合物是水，故图2中A是水，而液泡是植物细胞的结构，C错误；地壳中含量最多的元素是O，活细胞中含量最多的元素也是O，生物界和非生物界的统一性不是通过此事实说明的，D错误。考向2以图表信息为载体考查元素及化合物BA．若图1表示组成人体细胞的元素含量，则a、b、c依次是O、H、CB．若图2表示细胞干重中化合物的含量，则A化合物是蛋白质C．若图2表示细胞鲜重中化合物含量，则A化合物在细胞内主要存在于细胞液中D．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1．衍射法归纳细胞代谢、调节中的水细胞的代谢活动离不开水，在细胞的代谢过程中，既有水的利用，也有水的产生，概括如下：考点二细胞中的水和无机盐(高考热度：★)2．生物体内无机盐生理功能的实验验证考点二细胞中的水和无机盐(高考热度：★)(1)对照组植物＋完全培养液―→正常生长(2)实验组分析：①实验中应保证实验材料的一致性，即材料的种类、生长状况等相同。②实验组加入X盐的目的是二次对照，使实验组前后对照，以增强说服力。(2018陕西西安第一中学月考，5)下列关于水和无机盐的叙述中，不正确的是()A．运动员饮料中含钾、钠离子较多，主要与补充因大量出汗带走的钾、钠离子有关B．同一种生物在不同的生长发育阶段，体内的含水量不同C．叶绿素分子含镁、血红蛋白含铁，说明无机盐在细胞内主要是以化合物的形式存在D．若血液中钙离子含量太低，哺乳动物会出现抽搐等症状，说明无机盐离子具有维持正常生命活动的作用典例印证C【解析】运动员饮料中含钾、钠离子较多，主要与补充因大量出汗带走的钾、钠离子有关，A正确；同一种生物在不同的生长发育阶段，体内的含水量不同，如幼年时期细胞中含水量多于老年时期，B正确；叶绿素分子含镁、血红蛋白含铁，说明无机盐是细胞中某些复杂化合物的重要组成成分，而无机盐在细胞内主要以离子形式存在，C错误；哺乳动物的血液中若钙离子含量太低，会出现抽搐等症状，说明无机盐离子具有维持正常生命活动的作用，D正确。判断三种条件下细胞内水分变化的规律(1)环境恶化——自由水↓，结合水↑。(2)细胞衰老——自由水↓，结合水↑。(3)生命活动增强——自由水↑，结合水↓。提分技巧1．(2017贵州习水一中期末，30)植物在冬季来临的过程中，随着气温逐渐降低，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的关系图。请根据图示推断以下有关说法错误的是()考向1以代谢为基础考查细胞中的水AA．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．随着温度缓慢降低，植物的呼吸作用逐渐减弱，有利于减少有机物的消耗【解析】呼吸速率下降是由于温度过低导致酶活性降低，A错误；结合水与自由水含量的比值升高时，植物抗寒性增强，随冬季来临，植物体内自由水含量下降，结合水含量上升，B正确；温度降低，植物的代谢速率随之降低，产生的各种化合物减少，导致细胞液浓度降低而使细胞吸收的水分减少，C正确；温度降低，细胞呼吸减弱，消耗的有机物减少，D正确。2．(2018河南商丘市第一高级中学第二次月考，10)某科研小组为研究某些因素对植物生命活动的影响，进行了如下实验：考向2结合细胞代谢考查无机盐的功能及其实验设计步骤分组甲组乙组丙组丁组①蒸馏水0.025mol/L的NaCl溶液含有全部必需元素且总浓度是0.025mol/L的溶液含有全部必需元素且总浓度是0.5mol/L的溶液②将四组生长发育状况相同的豌豆幼苗，分别放入甲、乙、丙、丁四种培养液中③在光照、温度等均适宜的条件下培养，过一段时间观察实验结果死亡死亡生长发育正常死亡【解析】本实验的目的是研究必需元素的种类和浓度对豌豆幼苗生长发育的影响。下列有关该实验的分析错误的是()A．本实验的目的是研究必需元素对豌豆幼苗生长发育的影响B．甲、乙组幼苗死亡的原因是没有必需元素和必需元素不全C．丁组幼苗因溶液浓度过大导致细胞失水过多而死亡D．通过改良土壤和种植耐盐碱的作物可提高盐碱化地区农作物的产量A1．斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同”考点三检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质(实验)(高考热度：★★★)2．三类有机物检测在操作步骤上的差异(1)唯一需要加热——还原糖检测，且必须水浴加热，不能用酒精灯直接加热。若不加热，则无砖红色沉淀出现。(2)唯一需要显微镜——脂肪检测。(3)混合后加入——斐林试剂；分别加入——双缩脲试剂(先加A液，后加B液，且B液不能过量)。考点三检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质(实验)(高考热度：★★★)真题印证(2016江苏卷，5)关于生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质和DNA的鉴定实验，下列叙述正确的是()A．还原糖、DNA的鉴定通常分别使用双缩脲试剂、二苯胺试剂B．鉴定还原糖、蛋白质和DNA都需要进行水浴加热C．二苯胺试剂和用于配制斐林试剂的NaOH溶液都呈无色D．脂肪、蛋白质鉴定时分别可见橘黄色颗粒、砖红色沉淀C【解析】鉴定还原糖、DNA可分别使用斐林试剂、二苯胺试剂，A错误；鉴定还原糖和DNA都需要水浴加热，而鉴定蛋白质不需要水浴加热，B错误；二苯胺试剂和用于配制斐林试剂的NaOH溶液都呈无色，C正确；用苏丹Ⅲ鉴定脂肪时可见橘黄色颗粒，用双缩脲试剂鉴定蛋白质时会发生紫色反应，D错误。三类有机物检测实验成功的