第一节细胞中的元素和化合物

第二章组成细胞的分子构成细胞的化合物无机化合物有机化合物水无机盐糖类脂质蛋白质核酸第一节细胞中的元素和化合物第五节细胞中的无机物41、分类大量元素：微量元素：基本元素：最基本元素：主要元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、MgFe、Mn、Zn、Cu、B、MoC、H、O、NC、H、O、N、P、SC一、组成细胞的元素2、存在形式大多以化合物的形式存在3、作用（1）组成多种多样的化合物（如核酸、蛋白质）(2)影响生物体的生命活动元素参与形成的物质及结构NPMgS蛋白质、ATP、ADP、NADPH、NADH、叶绿素、DNA、RNA、磷脂等ATP、ADP、NADPH、NADH、DNA、RNA、磷脂等叶绿素的组成成分甲硫氨酸、半胱氨酸等含硫氨基酸的组成成分；蛋白质的特征元素元素缺乏与疾病的相关性：缺Fe：人体患贫血；果树患黄叶病缺Ca：成年人缺钙患骨质疏松症；人血液中缺钙会出现抽搐现象缺I：人幼年患呆小症；成年患甲状腺肿大（大脖子病）缺B：华而不实（只开花不结果）缺Zn：影响人体生长发育、大脑发育和性成熟缺Mg：影响植物叶绿素的合成，影响光合作用的进行4、各种元素在生物界与非生物界的关系(1)组成生物体的化学元素在无机自然界中都可以找到,体现了——。(2)组成生物体的化学元素在生物体内与无机自然界中的含量相差很大,体现了——。统一性差异性1．结合水(1)概念：在细胞内与其他物质_______的水。(2)含量：约占细胞内全部水分的4.5%。(3)功能：是________的重要组成成分。2．自由水(1)概念：细胞内以_____的形式存在，可以___________的水。(2)功能①细胞内的良好______。②参与细胞内的许多_______________。③为细胞提供液体环境。④运送__________和____________。相结合细胞结构游离自由流动溶剂生物化学反应营养物质代谢废物三、水3、结合水与自由水可以相互转变:自由水结合水代谢加快代谢减慢抗寒性4、种子与水的关系：晒干，炒干5、完善生物体内水的综合关系图：四、无机盐1.存在形式：主要以_________存在。2.功能（1）细胞的重要组成成分；（2）维持细胞和生物体的_________；（3）维持细胞内_______________。渗透压和酸碱平衡离子形式生命活动五、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质鉴定物质鉴定试剂颜色变化还原糖淀粉碘液蓝色脂肪苏丹Ⅲ染液(或苏丹Ⅳ染液)(或红色)蛋白质斐林试剂砖红色沉淀橘黄色双缩脲试剂紫色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还原糖水浴加热染色剂或指示剂作用对象颜色变化斐林（班氏）试剂还原糖苏丹Ⅲ（苏丹Ⅳ）脂肪双缩脲试剂蛋白质甲基绿DNA吡罗红RNA健那绿线粒体重铬酸钾乙醇溴麝香草酚蓝CO2二苯胺试剂DNA常用染色剂及其作用砖红色(水浴加热）橘红色（红色）紫色绿色红色蓝绿色灰绿色由蓝变绿再变黄浅蓝色（沸水浴加热）考点一1．细胞中常见的化学元素归纳如下组成细胞中的化学元素（1）组成生物体的化学元素在不同的生物体内种类大体相同；不同的生物体内各种化学元素的含量一般相差很大。（2）大量元素和微量元素依含量而分，高于1/10000为大量元素。（3）微量元素尽管在生物体内含量少，但它是必需元素。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。②B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”。考点二细胞中的水1、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．水存在的形式及比较自由水结合水概念以游离的形式存在，不与其他物质结合的水与细胞内亲水性物质如蛋白质、淀粉等结合的水特点流动性强，易蒸发，加压可析离不流动，不能析离，不蒸发，无溶解性3.结合水与自由水的相互转变自由水结合水温度升高温度降低4.自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系抗热等抗逆性增强自由水/结合水5、生物体内水分的产生与利用水分产生水分利用结构生理过程结构生理过程线粒体有氧呼吸第三阶段线粒体有氧呼吸第二阶段核糖体脱水缩合细胞质基质或消化道大分子物质分解与消化高尔基体合成多糖（纤维素）水分产生水分利用叶绿体暗反应叶绿体光反应肝脏、肌肉合成糖原耗能部分（肝脏、肌肉）ATP水解、糖原分解6.自由水和结合水的存在及其功能的验证(1)鲜种子放在阳光下暴晒，重量减轻⇒自由水散失，代谢减弱。(2)干种子用水浸泡后仍能萌发⇒失去自由水的种子仍保持其生理活性。(3)干种子放在试管中，用酒精灯加热，试管壁上有水珠⇒失去结合水。种子浸泡后不萌发⇒失去结合水的细胞失去生理活性。7.在生产实际中的应用(1)种子贮藏：晒干种子可减少自由水含量，起到降低代谢速率、延长存贮寿命的作用。(2)减少灌溉：低温环境下减少对花卉、作物的灌溉，可在一定程度上提高植物的抗冻能力。水与代谢、抗逆性和稳态的调节密切相关考点三还原糖鉴定1、还原性糖：如葡萄糖、果糖、麦芽糖。有还原性基团——游离醛基的糖；2、材料的选取：富含糖，颜色为白色或近于白色如苹果、梨、白萝卜3、试剂斐林试剂：浅蓝色—棕色—砖红色沉淀班氏试剂：砖红色沉淀（常用于尿糖的鉴定）甲液为0.1g/mLNaOH溶液。乙液为0.05g/mLCuSO4溶液二者混合后使用4、反应的实质2Cu（OH）2——Cu2O3．斐林试剂与双缩脲试剂比较（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+。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跟踪训练1.（双选）（2009年汕头二模）水在生物体及细胞内生命活动中有着非常重要的生理功能，下列有关叙述中正确的是（）A.代谢活动的强弱与细胞内自由水和结合水的比值无关B.线粒体、核糖体、中心体等在其活动中都可以产生水C.糖类、蛋白质、脂肪在彻底氧化分解过程中都产生水D.水分和无机盐在人体内的平衡有利于保持内环境稳态解析：代谢活动越强，细胞内自由水和结合水的比值越大。中心体活动中不产生水。糖类、蛋白质、脂肪在彻底氧化分解过程中都产生水。水分和无机盐在人体内的平衡有利于保持内环境稳态。答案：CD2.（2010年广雅中学模拟）关于水在人体内的生理作用，下列叙述正确的是（）A.膝跳反射的兴奋传导离不开水B.基因表达的翻译过程没有水生成C.用于留种的晒干种子中不含自由水D.结合水的比例越大，人体细胞的代谢活动越旺盛解析：基因表达的翻译过程中，氨基酸通过脱水缩合反应形成肽链，其过程有水产生；用于留种的晒干种子中含自由水，只是比例较小；结合水的比例越大，人体细胞的代谢活动越缓慢；膝跳反射的兴奋传导离不开水。故答案选A。答案：A3、（2009年江苏卷，改编）下列有关实验及显色结果的叙述，正确的有（）A．水浴加热条件下，蔗糖与斐林试剂发生作用生成砖红色沉淀B．沸水浴条件下，脱氧核苷酸与二苯胺发生作用呈现蓝色C．常温条件下，蛋白质与双缩脲试剂发生作用呈现紫色D．常温条件下，核糖核酸与甲基绿作用呈现绿色C4、（2009年广东卷）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（）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A.①③B.②③C.①④D.②④D5.(2010年华师附中月考)植物从土壤中吸收并运输到叶肉细胞的氮和磷，主要用于合成（）①淀粉②葡萄糖③脂肪④磷脂⑤蛋白质⑥核酸A.①④⑥B.③④⑤C.④⑤⑥D.②④⑤C6.（2009年湛江一中模拟）下列与无机盐的功能无关的是（）A.是某些重要的复杂化合物的组成成分B.维持细胞的形态和功能C.维持生物体的生命活动D.是细胞中的能源物质之一D7、（2009年广东六校联考）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.①④⑤⑥C.⑤⑥D.②③④⑤⑥C8.（2010年镇江一中模拟）设细胞中自由水/结合水为A，则大白菜内侧叶子A1与外侧叶子A2的大小（）A．A1A2B．A1=A2C．A1A2D．不能判断解析：内侧叶子是新叶，代谢旺盛，自由水含量较多。答案：A9.（2009年北京四中月考）三农问题成为今年两会所关注的热点之一。农科院研究员在指导农民生产的过程中发现一位农民种植的某块农田小麦产量总是比邻近地块的低。他怀疑该农田可能是缺少某种元素，为此将该块肥力均匀的农田分成面积相等的五小块进行田间实验。除施肥不同外，其他田间处理措施相同，实验结果如下表：地块12345施肥情况尿素磷酸二氢钾磷酸二氢铵硫酸铵不施肥小麦收获量55.5665.2656.8855.4455.11从表中可判断，该农田最可能缺少的元素是（）A．KB．NC．PD．S解析：从表中可看出地块2施加钾肥后的增产最显著。答案：A10．（2010年惠州八中模拟）微量元素在生物体内含量虽然很少，却是维持正常生命活动不可缺少的。这可通过下面的哪一实例得到证实（）Ａ.缺Mg时叶片变黄Ｂ.油菜缺Ｂ时只开花不结果Ｃ.动物血液中钙盐的含量太低会抽搐Ｄ.缺Ｐ会影响ATP的合成解析：B与花粉管的生长有关，Mg、Ca、P属于大量元素。答案：B11．（2009年东莞中学模拟）为确定某种元素是否为植物必需，用缺少该元素的“完全培养液”进行培养，应该（）A．以土壤为基质盆栽，加上述营养液B．大田种植，浇上述营养液C．以沙土为基质，加上述营养液D．只用上述营养液，不用基质解析：溶液培养法是指在人工配制的营养液中，除去或加入某一矿质元素，然后观察植物在营养液中生长发育的状况，土壤、沙土等基质中可能会含有所要研究的元素，会影响实验结果。答案：D12．（2009年深圳实验中学模拟）下列广告语在科学性上没有错误的是（）A．没有水就没有生命B．这种饮料不含任何化学物质C．这种纯净水绝对纯净，其中不含任何离子D．这种口服液含有丰富的N、P、Zn等微量元素解析：纯净水也存在H+、OH-离子；N、P在生物体内属于大量元素。答案：A13．（2010年绍兴一中模拟）对下列有关化合物的叙述，正确的是（）A．生命活动只由蛋白质调节B．糖类是植物细胞的直接能源物质C．干种子因自由水含量少而不能萌发D．生物的遗传物质是DNA解析：干种子自由水含量少，但仍是活的种子，干种子要在大量吸水后才能萌发。答案：C解析：结合水在细胞中与其他化合物相结合，含量较稳定，一般维持在4.5%左右；自由水在细胞中以游离的形式存在，可以自由流动，是细胞内良好的溶剂，各种化学反应的介质，养料与废物的运送工具；细胞内自由水越多，细胞代谢越旺盛；不同器官含水量及自由水与结合水的比例有所不同，血液主要含有自由水故呈现液态，心肌内主要含结合水故较为坚韧。答案：AD精题演习1.请你根据下列材料设计一个证明唾液淀粉酶是蛋白质的