山东省高考生物 第一单元 第2讲 组成细胞的元素及无机化合物教学案 新人教版必修1Word格式文档下载.docx

山东省高考生物 第一单元 第2讲 组成细胞的元素及无机化合物教学案 新人教版必修1Word格式文档下载.docx

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切不可由于思维定势误将脱氧核糖（或核糖）与脱氧核糖核苷酸（或核糖核苷酸）混淆——所有糖类（包括脱氧核糖、核糖、淀粉、糖原、纤维素等）均只由C、H、O三种元素组成

　细胞中的主要化合物比较

2．（2013·

重庆理综，1）下列有关细胞物质组成的叙述，正确的是（　　）。

A．在人体活细胞中氢原子的数目最多

B．DNA和RNA分子的碱基组成相同

C．多糖在细胞中不与其他分子相结合

D．蛋白质区别于脂质的特有元素是氮

解析　人体活细胞中水含量最多，因而H原子也最多，A项正确；

DNA中的碱基种类有A、T、C、G，RNA中的碱基种类有A、U、C、G，B项错误；

多糖在细胞表面可与蛋白质分子结合形成糖蛋白，C项错误；

脂质中的固醇和磷脂中含有N元素，D项错误。

答案　A

互动探究

若上题D选项改为蛋白质区别于“脂肪”或“核酸”的元素组成特点，应作何种论述？

提示　蛋白质区别于脂肪的特有元素是氮，与核酸相比，蛋白质中有的含有“S”，无“P”，而核酸一定有“P”无“S”。

归纳提升

（1）各种化合物的组成元素

化合物

糖类

脂质

蛋白质

核酸

ATP

叶绿素

类胡萝卜素

脂肪、固醇

磷脂

胡萝卜素

叶黄素

组成元素

C、H、O

C、H、O、N（P）

C、H、O、N（P、S等）

C、H、O、N、P

C、H、O、N、Mg

C、H

（2）从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，故其代谢产物都有CO2和H2O；

蛋白质中还有N，其代谢产物中还含有尿素。

（3）从化合物的元素含量上分析氧化分解释放能量的多少：

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比糖类多，释放的能量也多于糖类。

[对点强化]

（2013·

重庆南开中学月考）下列关于细胞中化学元素的叙述，正确的是（　　）。

A．细胞中一种元素的作用能被其他元素替代

B．主动运输机制有助于维持细胞内元素组成的相对稳定

C．由Fe参与组成的血红蛋白是内环境的成分之一

D．P是磷脂、ATP及核糖等多种化合物的组成元素

解析　本题考查细胞中的化学元素及其作用，意在考查考生的识记能力，难度较小。

组成细胞的元素均有其各自的作用，不能被其他元素替代；

细胞可以通过主动运输的方式，选择性地与周围环境实现物质的交换，有助于维持细胞内元素组成的相对稳定；

血红蛋白存在于红细胞内，不属于内环境的成分；

核糖属于糖类，化学元素组成为C、H、O，不含有P。

答案　B

考点2　组成细胞的无机化合物（5年4考）　

（2013江苏，2012江苏、海南，2011上海……）

1．细胞中的水

（1）存在形式：

自由水和结合水。

（2）

（3）完善生物体内水的综合关系图

（4）水的存在形式与新陈代谢、生物抗逆性的关系

自由水和结合水在一定条件下可相互转化：

自由水结合水

细胞中自由水/结合水的比值越大，生物新陈代谢越旺盛，该生物的抗逆性（如抗寒性、抗旱性）越差；

反之，该比值越小，生物新陈代谢越缓慢，其抗逆性则越强。

2．细胞中的无机盐

（1）无机盐的存在形式及功能

（2）生物体内无机盐生理功能的实验验证

①对照组

植物＋完全培养液―→正常生长

②实验组

前挂后联

（1）Na＋、K＋与渗透压的关系：

Na＋主要维持细胞外液的渗透压，K＋主要维持细胞内液的渗透压。

（2）无机盐与光合作用的关系：

N、Mg是组成叶绿素的成分，P是组成类囊体膜及ATP的成分。

缺乏N、Mg和P元素，植物的光合作用将会受到影响。

　判断下列有关水和无机盐的说法的正误。

（1）水是活细胞中含量最多的化合物（2013·

济南模拟，1A）（　　）。

（2）结合水是细胞和生物体的组成成分（2013·

南京模拟，2B）（　　）。

（3）缺铁性贫血是因为体内缺乏铁，血红蛋白不能合成（2013·

潍坊模拟，2C）（　　）。

（4）细胞中的无机盐多以化合物形式存在，如CaCO3构成牙齿、骨骼

烟台模拟，2B）（　　）。

（5）秋冬季节，蒸腾作用弱，吸水减少，结合水含量相对升高，有利于植物抗寒性提高（　　）。

答案　

（1）√　

（2）√　（3）√　（4）×

　（5）√

　水和无机盐基础考查

江苏单科，16）下列关于生物体与水分的关系，叙述正确的是（　　）。

A．贮藏中的种子不含水分，以保持休眠状态

B．水从根系向地上部分的运输与细胞壁无关

C．适应高渗环境的动物可排出体内多余的盐

D．缺水时，动物体的正反馈调节能促使机体减少水的散失

解析　贮藏的种子中含有结合水和少量的自由水，A错误；

细胞壁可控制细胞过度吸水，B错误；

生活在高渗环境中的动物可排出多余的盐分，C正确；

动物体内水平衡的调节为负反馈调节，D错误。

（1）本题C选项所述的动物向外界高渗环境中“排出盐分”依靠何种方式？

（2）缺水时动物减少水分散失的调节活动涉及的渗透压感受器位于何处，涉及的激素及该激素作用的靶细胞分别是什么？

提示　

（1）动物细胞排出无机盐的方式为主动运输。

（2）动物渗透压感受器位于下丘脑，涉及的激素为抗利尿激素，此激素作用靶细胞为肾小管和集合管细胞。

　水和无机盐相关知识的能力考查

2．（高考改编）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。

下图为冬小麦在不同时期含水量和呼吸速率变化关系图。

请据图判断下列叙述不正确的是（　　）。

A．气温下降导致蒸腾作用减弱是植物含水量变化的主要原因

B．植物抗寒性增强与结合水含量相对增多有关

C．植物抗寒性的变化与细胞呼吸有关

D．冬季植物对无机盐的吸收也会明显减少

解析　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。

结合水比值升高时，植物抗逆性增强。

由图中可看出，随冬季来临，植物体内自由水含量下降，结合水含量上升。

温度降低，细胞呼吸减弱，消耗的有机物减少，可溶性糖含量相对增加，从而使细胞液浓度增大，不易结冰。

植物对无机盐的吸收是主动运输，主动运输需要消耗细胞呼吸产生的能量，由图中曲线可知，冬季气温下降，细胞呼吸减弱，产生的ATP减少，影响植物对无机盐的吸收。

技巧提炼

坐标曲线题解答案例分析

以上面第2题为例：

（1）仔细读题：

识图明确题干及图中曲线所提供的信息。

（2）提取有效信息：

冬季气温下降―→植物含水量下降，自由水含量下降，结合水含量上升―→植物细胞呼吸速率下降。

（3）联系所学水分相对含量与植物细胞代谢强度及抗逆性的关系分析每一小题涉及的问题，归纳作答。

实验2　检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质（5年20考）　

（2013课标Ⅰ、广东理综、江苏、上海单科，2012安徽、广东、江苏，2011全国）

[要点突破]

1．实验原理

检测物质

鉴定试剂

颜色反应

还原糖

斐林试剂

砖红色

脂肪

苏丹Ⅲ（或苏丹Ⅳ）染液

橘黄色（或红色）

双缩脲试剂

紫色

2.操作流程

（1）还原糖的检测

（2）脂肪的检测

方法一：

花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ染液―→橘黄色

方法二：

花生种子（浸泡）将子叶切成薄片

观察：

先在低倍镜下寻找到已着色的圆形小颗粒，再用高倍镜观察，花生子叶切片中有橘黄色颗粒

结论：

花生种子的子叶中有脂肪存在

（3）蛋白质的检测

3．斐林试剂和双缩脲试剂的比较

比较项目

不同点

使用方法

甲液和乙液等量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＋反应

呈色反应条件

需水浴加热

不需加热即可反应

颜色

浓度

乙液CuSO4的质量浓度为0.05g/mL

B液CuSO4的质量浓度为0.01g/mL

相同点

都含有NaOH、CuSO4两种成分，且所用NaOH溶液的质量浓度都是0.1__g/mL

4.实验注意事项

（1）在物质鉴定实验中应注意选择无色或颜色浅的材料，这样可以避免材料本身的颜色掩盖反应结果，如鉴定还原糖一般不用有色的叶片，鉴定蛋白质一般不用血红蛋白等。

（2）物质鉴定实验一般不设立对照实验，若需设立对照实验，对照组应加入成分已知的物质，如验证唾液淀粉酶是蛋白质，对照组可加入稀释的鸡蛋清。

（3）在还原糖、蛋白质的鉴定实验中，在加相应试剂鉴定之前，要留出一部分组织样液作为对照，以便与鉴定后的样液颜色作对比，增强实验的说服力。

（4）在蛋白质的鉴定实验中，如果用蛋清稀释液作为实验材料，一定要稀释到一定程度，否则，与双缩脲试剂发生反应后会粘在试管的内壁上，使反应不彻底，试管也不易洗刷干净。

（5）在脂肪的鉴定中，洗去浮色时不能用清水，因为染液易溶于有机溶剂、不溶于水。

　连一连

巧记苏丹Ⅲ遇脂肪，颜色变化为橘黄；

砖红色沉淀何时显？

斐林试剂把糖验；

蛋白质类双缩脲，紫色络合无处藏。

[典例透析]

【典例1】

江苏卷改编）在1、3、5号试管中分别加入2mL蒸馏水，2、4、6号试管中分别加入2mL发芽的小麦种子匀浆样液，然后在1～4号试管中滴加适量斐林试剂，5、6号试管中合理滴加双缩脲试剂，摇匀。

预期观察到的实验现象是（　　）。

①1、3、5号试管内都呈蓝色　②3组实验中甲组和乙组的实验结果相同　③4号试管内呈砖红色，其余试管内都呈蓝色　④4号试管内呈砖红色，6号试管内呈紫色

A．①②B．①④

C．②③D．③④

解析　1、3、5号试管加入的是蒸馏水，分别作为对照组，1、3号试管呈现斐林试剂的颜色——蓝色，5号试管呈现双缩脲试剂的颜色，也为蓝色，①正确；

发芽的小麦种子匀浆液含有还原糖，加入斐林试剂后，水浴加热，4号试管内呈现砖红色，2号试管没加热，试管内不发生反应呈现蓝色，匀浆液中还含有蛋白质，加入双缩脲试剂，室温下6号试管内呈现紫色，④正确。

【典例2】

[2011·

重庆理综，30Ⅱ

（1）]某兴趣小组将豆腐块灭菌，接种微生物后培养2d，加入适量食盐，经密封放置10d后制得豆腐乳。

在保质期内，豆腐乳放置时间越长，蛋白质含量越低，短肽和氨基酸含量越高。

为探究其原因，该小组取适量豆腐乳制成样液，等量加入各试管，进行了以下实验。

处理编号

处理方法

显色结果

①

37℃放置0min

加入等量双缩脲试剂

②

37℃放置10min

？

③

37℃放置120min

④

100℃加热5min后，37℃放置120min

实验中，加入双缩脲试剂A后，样液的颜色将________。

处理④中，100℃加热的目的是________________。

如果处理③与处理④相比，显色较________，且处理③与处理②相比，显色较________，则表明豆腐乳中蛋白质被微生物产生的________分解，最终使短肽和氨基酸等含量增加，因此保质期内豆腐乳放置越久风味越佳。

解析　蛋白质和多肽可用双缩脲试剂进行检验，先加A液（质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液）后加B液（质量浓度为0.01g/mL的CuSO4溶液）颜色呈紫色，但实验中若只加入A液，则此颜色不变；

100℃能使酶变性失去活性，作为对照实验；

保质期内放置越久，口味越佳，说明豆腐乳中的蛋白质被微生物产生的蛋白酶分解得越彻底，所以得到的短肽和氨基酸含量越高，因此第③组相对于时间较短的第②组以及作为对照组的第④组双缩脲显色反应颜色要浅。

答案　不变　使酶失活　浅　浅　蛋白酶（肽酶）

题后归纳

物质鉴定实验中的重要操作归纳

1．加热

只有鉴定还原糖时，需要在50～65℃温水浴中加热才能出现砖红色沉淀，其余两个实验不需加热。

2．用量

鉴定蛋白质时，如待测组织样液为2mL，则A液为1mL，B液为4滴。

注意B液用量不能过量，否则会与A液产生蓝色Cu（OH）2沉淀，干扰实验的紫色现象。

3．显微镜

脂肪鉴定时可用显微镜，如要观察橘黄色脂肪颗粒，则需要在显微镜下观察。

4．物质鉴定中常见试剂使用方法及现象整合

待测物质

常用试剂

实验现象

苏丹Ⅲ染液

在待测液体中直接加入试剂后观察；

或对待测组织装片滴加试剂染色后，在显微镜下观察

橘黄色反应

苏丹Ⅳ染液

红色反应

在待测物质的溶液中，加入相应试剂后，在50～65℃条件下水浴加热

砖红色反应

在待测样液中加入试剂，摇匀观察

紫色反应

淀粉

碘液

在淀粉溶液中滴加碘液

蓝色反应

误区1　认为生物体内大量元素重要，微量元素不重要

　点拨　无论是大量元素还是微量元素，都是生物体必需的元素。

微量元素虽含量少，但其生理作用却不可替代，如Zn是DNA聚合酶和RNA聚合酶的辅酶成分，缺Zn将导致DNA复制和RNA合成不能正常进行。

误区2　认为细胞内含量最多的元素是碳

　点拨　活细胞内含量最多的元素是氧而不是碳（组成细胞干重最多的元素是碳）。

误区3　认为自由水的作用比结合水作用大

　点拨　自由水、结合水的作用都非常大，两种水在不同时期的作用各有所侧重。

纠错演练

1.（原创题）下列关于元素化合物的描述不正确的是（　　）。

A.占细胞干重最多的元素是C，占细胞鲜重最多的是O

B.大量元素、微量元素在生物体内的生理作用均不可替代，都是必需元素

C.自由水既是良好溶剂，又可参与生化反应，在生物体内其作用比结合水重要

D.无机盐多数以离子形式存在，也可参与复杂化合物的构成

2.结合下列曲线，分析有关无机物在生物体内含量的说法，错误的是（　　）。

A.曲线①可表示人一生中体内自由水与结合水的比值随年龄变化的曲线

B.曲线②可表示细胞呼吸速率随自由水与结合水比值的变化

C.曲线③可以表示一粒新鲜的玉米种子在烘箱中被烘干的过程中，其内无机盐的相对含量变化

D.曲线①可以表示人从幼年到成年体内含水量的变化

解析　C项中随着新鲜的玉米种子在烘箱中被烘干，水分不断减少，无机盐相对含量逐渐增多，因此C项是错误的。

A、D项正确，随着年龄增加，新陈代谢减慢，自由水与结合水比值下降。

B项中自由水与结合水比值增加，会导致细胞呼吸速率加快。

1．（2012·

海南卷，7）关于植物细胞中元素的叙述，错误的是（　　）。

A．番茄和水稻根系吸收Si元素的量相等

B．细胞中含量最多的四种元素是C、O、H和N

C．植物根系通过主动运输吸收无机离子需要ATP

D．与豆科植物共生的根瘤菌可为豆科植物生长提供N元素

解析　C、H、O、N四种元素是组成细胞的基本元素，含量最多。

番茄和水稻根细胞运输Si的载体数量不同，所以吸收Si元素的量也不相等。

植物根吸收无机离子是主动运输，需消耗ATP。

与豆科植物共生的根瘤菌可固氮，可为自身和豆科植物提供N元素。

2．（高考改编题）研究发现，砷（As）可以富集在植物体内，转化为毒性很强的金属有机物，影响水稻的株高、根长和干重；

加P（与As原子结构相似）处理后水稻茎叶和根中P含量增加、As含量相对减少，水稻生长加快，干重增加。

对此现象不合理的解释是（　　）。

A．As在水稻细胞内富集，由细胞膜的结构特点决定

B．As进入水稻细胞，导致有关酶失去活性，影响细胞代谢

C．P影响As的吸收，与细胞膜上的载体种类和数量有关

D．P是构成磷脂、核酸和ATP的重要元素，能促进水稻生长发育

解析　本题以元素为中心，考查元素的功能。

As在水稻细胞内富集，是由细胞膜的功能特点——选择透过性决定的；

As可能是有关酶的抑制剂，与酶结合后使酶的空间结构发生改变，导致酶失活，而影响细胞的代谢过程；

P与As的载体种类相同，而P更易与载体结合从而抑制细胞对As的吸收；

磷脂、核酸和ATP的组成元素中都含P，而这些化合物是水稻正常生长发育所必需的，可见P能促进水稻的生长发育。

3．（2012·

江苏卷，19）下表中有关人体细胞化合物的各项内容，正确的是（　　）。

编号

实验检测

组成单位

主要功能

检测试剂

苏丹Ⅲ染液

橘黄色

脂肪酸

储存能量

糖原

葡萄糖

提供能量

氨基酸

承担生命活动

甲基绿染液

绿色

核苷酸

携带遗传信息

A.①B．②C．③D．④

解析　列表中编号①所述内容中脂肪的组成单位是甘油和脂肪酸，故A不正确；

②所述内容中糖原是非还原糖，不能用斐林试剂鉴定，故B不正确；

③中各项内容均正确；

④所述内容中核酸分为DNA和RNA，甲基绿染液只能用来鉴定DNA，故D不正确。

4．（2012·

广东卷，3）分析下表，可推测（　　）。

溶液

甲

＋

－

乙

＋＋

甲、乙混合

注：

“＋”显色，“＋＋”显色更深；

“－”不显色。

A．甲溶液含有淀粉

B．乙溶液含有还原糖

C．混合溶液不含淀粉

D．混合溶液含有淀粉酶

解析　本题主要考查蛋白质、淀粉和还原糖鉴定的相关知识。

双缩脲试剂、碘液、斐林试剂分别用于检测蛋白质、淀粉和还原糖。

根据实验结果可知：

甲溶液中含有蛋白质，不含淀粉，A错误；

乙溶液中含有淀粉，不含还原糖，B错误；

混合溶液遇碘呈蓝色，说明混合溶液中含有淀粉，C错误；

甲、乙混合后淀粉含量减少并产生了还原糖，说明甲溶液中的淀粉酶将淀粉部分水解产生了还原糖，D正确。

答案　D

5．（经典高考题）为进一步确定来源不同的A、B、C、D、E五种物质（或结构）的具体类型，进行了下列实验，实验现象与结果如下表：

①各种物质（或结构）的性质、染色反应结果，见下表：

A

B

C

D

E

来源

猪血

马肝

蛙表皮

棉花

霉菌

水溶性

灰分

染色反应

甲基绿溶液

苏丹Ⅲ溶液

“＋”表示有（溶解）；

“－”表示无（不溶解）；

灰分指物质充分燃烧后剩下的部分。

②A为红色，检测A的灰分后发现其中含有Fe元素；

③将适量的E溶液加入盛有D的试管中，混合一段时间后，混合液能与斐林试剂发生作用，生成砖红色沉淀。

根据以上实验现象和结果，推断出：

A.________；

B.________；

C.________；

D.________；

E.________。

解析　A中物质可与双缩脲试剂反应，呈紫色且含Fe元素，可判断出A为血红蛋白。

B中物质遇苏丹Ⅲ呈颜色反应，可判断出B为脂肪。

C中物质能分别与甲基绿、双缩脲试剂发生颜色反应，可判断出C为染色质（体），同时含有DNA和蛋白质。

D中物质来自棉花，分解产物为葡萄糖，不属于淀粉，则D为纤维素（半纤维素）。

E中含有将纤维素分解成葡萄糖的酶，推断出霉菌可合成纤维素酶（半纤维素酶）。

答案　血红蛋白　脂肪　染色质（体）　纤维素（半纤维素）　纤维素酶（半纤维素酶）

（时间：

30分钟）

基础对点练——考纲对点·

夯基础

考点一　组成细胞的元素和化合物

1．如图所示是组成人体细胞的主要元素及其比例。

下列相关叙述中，错误的是

2．（　　）。

A．图中所示为细胞鲜重中元素的比重

B．因为O元素含量最多，所以O元素是构成有机物的根本元素

C．细胞失去大部分水分后，C元素比重最大

D．图中含有的元素在非生物界也可以找到

解析　题图中O元素所占比重最大，所以表示细胞鲜重中元素所占的比重；

O元素含量最多是因为细胞中水分含量最多，不能说明O元素是构成有机物的根本因素。

2．右图横坐标表示细胞中的几种化合物，纵坐标表示每种成分在细胞鲜重中的含量，以下按图中①②③④顺序排列的是（　　）。

A．水、蛋白质、糖类、脂质

B．蛋白质、糖类、脂质、水

C．水、蛋白质、脂质、糖类

D．蛋白质、水、脂质、糖类

解析　在细胞鲜重中水的含量最多，其次是蛋白质，糖类和核酸含量较少。

3．（2013·

衡阳联考）下列化合物中，含化学元素种类最少的一组是（　　）。

①胰岛素　②乳糖　③核苷酸　④磷脂　⑤脂肪

⑥RNA　⑦抗体　⑧纤维素

A．①②⑦B．④⑤⑧C．②⑤⑧D．③⑥⑧

解析　胰岛素、抗体含有C、H、O、N；

乳糖、纤维素只含C、H、O；

核苷酸、RNA含有C、H、O、N、P；

磷脂含有C、H、O、P等；

脂肪只含C、H、O。

故含化学元素种类最少的一组是乳糖、脂肪、纤维素。

考点二　水和无机盐的作用（Ⅰ）

临沂一模）下列有关无机盐的叙述，正确的是（　　）。

A．人体的血浆渗透压由无机盐维持

B．细胞中的无机盐主要以化合物形式存在

C．细胞进行脂肪、DNA、RNA等物质合成时都需要磷酸盐

D．K是构成细胞的大量元素，对维持细胞正常功