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課標版 生物 第2講 組成細胞的元素、無機物與有機物的檢測,知識一 組成細胞的元素與化合物 一、組成細胞的元素 1.細胞中的元素 (1),注意:無論是大量元素還是微量元素,都是生物體必需的元素,二者區(qū)分關(guān) 鍵在于含量的區(qū)別: 大量元素 含量占生物體總重量萬分之一 微量元素,2.生物界與非生物界的統(tǒng)一性與差異性 輕松記憶 (1)大量元素(C、H、O、N、S、P、Ca、Mg、K),可利用諧 音“她請楊丹留人蓋美家”來記。,(2)微量元素(Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu),可利用諧音“鐵猛碰新木桶” 來記。 二、組成細胞的化合物,1.組成細胞的化合物 (1) (2)含量,2.細胞中有機化合物的檢測(連線),1.判斷有關(guān)細胞中元素和化合物說法的正誤。 (1)核苷酸同時含有磷和氮元素。(2014上海單科,1B)(√) (2)在人體活細胞中氫原子的數(shù)目最多。(2013重慶理綜,1A)(√) (3)細胞中一種元素的作用能被其他元素替代。(2012江蘇單科,1A)(?) (4)細胞中的微量元素因含量極少而不如大量元素重要。(2012江蘇單科, 1D)(?) (5)脂肪酸和磷脂含有相同的元素組成。(2010上海單科,9B)(?),2.下列有關(guān)組成生物化學(xué)元素的敘述,正確的是 ( ) A.微量元素在生物體內(nèi)含量很少,所以人體不存在微量元素缺乏癥 B.人、動物與植物所含的化學(xué)元素的種類差異很大 C.組成生物體的化學(xué)元素在無機自然界中都可以找到 D.不同生物體內(nèi)各種化學(xué)元素的含量比例基本相同 答案 C 大量元素與微量元素都是生物體的必需元素,缺乏其中任何一 種都會表現(xiàn)相應(yīng)的缺乏癥,A錯誤;生物界與非生物界的元素種類大致相同, 但含量差別較大,組成生物體的元素沒有一種是生物特有的,都來自于非生 物界,B、D錯誤,C正確。,,3.下列有關(guān)化合物鑒定的敘述中,不正確的是 ( ) A.脂肪用蘇丹Ⅲ試劑檢測呈紅色 B.還原糖用斐林試劑檢測呈磚紅色 C.淀粉用碘液試劑檢測呈藍色 D.蛋白質(zhì)用雙縮脲試劑檢測呈紫色 答案 A 脂肪遇蘇丹Ⅲ應(yīng)該顯橘黃色,A錯誤。,,4.“掛牛肉賣馬肉”意為兜售低劣的貨色或指代那種表里不一的人。下 列與牛、馬細胞相關(guān)的敘述中,正確的是 ( ) A.牛肉細胞的鮮重中含量最多的元素是C B.組成馬肉細胞的有機物中含量最多的是蛋白質(zhì) C.牛肉與馬肉細胞中DNA相同,RNA與蛋白質(zhì)不同 D.牛肉和馬肉細胞中所含的化學(xué)元素的種類差異較大 答案 B 細胞的鮮重中含量最多的元素是O,組成細胞的有機物中含量 最多的是蛋白質(zhì),A錯誤、B正確;不同生物細胞中的DNA、RNA和蛋白質(zhì) 都不同,C錯誤;牛肉和馬肉細胞中所含的化學(xué)元素的種類基本相同、含量 差異較大,D錯誤。,,知識二 細胞中的無機物 1.細胞中的水 (1)存在形式:① 自由水 和② 結(jié)合水 。 (2) 2.組成細胞的無機鹽,(1)存在形式:主要以⑥ 離子 形式存在。 (2) 輕松記憶 無機鹽功能的“三個一”,1.判斷下列有關(guān)水和無機鹽的說法的正誤。 (1)水是構(gòu)成葉肉細胞的重要化合物之一。(2014海南單科,5B) (√) (2)自由水可作為細胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)物。(2014海南單科,5C)(√) (3)貯藏中的種子不含水分,以保持休眠狀態(tài)。(2013江蘇單科,16A)(?) (4)缺鐵性貧血是因為體內(nèi)缺乏鐵,血紅蛋白不能合成。 (√) (5)細胞中的無機鹽多以化合物形式存在,如CaCO3構(gòu)成牙齒、骨骼。(?),2.在下列生理過程中,細胞內(nèi)自由水與結(jié)合水比值增加的是 ( ) A.細胞衰老 B.作物越冬 C.種子萌發(fā) D.細胞質(zhì)壁分離 答案 C 衰老細胞新陳代謝的速率減慢,細胞內(nèi)自由水和結(jié)合水的比值 下降,A選項錯誤。越冬植物細胞的結(jié)合水含量相對增多,抗逆性增強,B選 項錯誤。細胞質(zhì)壁分離失去的是自由水,D選項錯誤。種子萌發(fā)過程中不 斷吸水,表現(xiàn)為自由水的含量增高,自由水與結(jié)合水比值增大,C選項正確。,,3.下列有關(guān)無機鹽的敘述,正確的是 ( ) A.人體的血漿滲透壓由無機鹽維持 B.細胞中的無機鹽主要以化合物形式存在 C.細胞進行脂肪、DNA、RNA等物質(zhì)合成時都需要磷酸鹽 D.K是構(gòu)成細胞的大量元素,對維持細胞正常功能有重要作用 答案 D 血漿滲透壓由無機鹽與蛋白質(zhì)共同維持。細胞中無機鹽主要 以離子形式存在。細胞進行脂肪合成時不需磷酸鹽。,,突破一 細胞中的水分與無機鹽 1.水與細胞代謝的關(guān)系,提示:( )內(nèi)為生理活動發(fā)生的場所。,,2.無機鹽在生物體內(nèi)的存在形式及功能,1.自由水和結(jié)合水的轉(zhuǎn)化及與代謝的關(guān)系 (1)自由水與結(jié)合水是可以相互轉(zhuǎn)化的:自由水 結(jié)合水 烘干種子時,部分結(jié)合水轉(zhuǎn)化為自由水散失;水果放入冰箱冷藏時,部分自 由水轉(zhuǎn)化為結(jié)合水。 (2)自由水與結(jié)合水比值和細胞代謝的關(guān)系,2.某種無機鹽在植物體中生理功能的驗證思路 (1)實驗組 (2)對照組 正常植物+完全培養(yǎng)液→正常生長,典例1 (2014山東威海一中月考,7)下列有關(guān)生物體內(nèi)水和無機鹽的敘述 正確的是 ( ) A.不同種生物細胞的自由水和結(jié)合水的比值相同,它們的代謝強度也相同 B.癌變細胞和衰老細胞內(nèi)的水分減少,新陳代謝速率減慢 C.給水中毒患者注射質(zhì)量分數(shù)為1.8%的鹽水,是為了降低細胞外液的 滲透壓 D.血漿pH能維持相對穩(wěn)定,與它含有的HC 、HP 等離子有關(guān),解析 細胞代謝的強弱不僅與自由水和結(jié)合水的比值有關(guān),還與溫度等 因素有關(guān),A錯誤;衰老細胞內(nèi)的水分減少,新陳代謝速率減慢,而癌變細胞 不具有這些特征,B錯誤;水中毒患者由于飲水過多,細胞外液滲透壓下降, 注射質(zhì)量分數(shù)為1.8%的鹽水,是為了升高細胞外液的滲透壓,C錯誤;HC 、HP 等離子與維持內(nèi)環(huán)境的酸堿平衡有關(guān),D正確。 答案 D,,解題關(guān)鍵,1-1 下列有關(guān)生物體內(nèi)水和無機鹽的敘述錯誤的是 ( ) A.體內(nèi)參與運輸營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物的水是自由水 B.某些無機鹽是組成ATP、RNA和纖維素的必需成分 C.生物體內(nèi)無機鹽濃度的大小會影響細胞的吸水或失水 D.自由水與結(jié)合水的比值隨生物個體代謝的強弱而變化 答案 B 解析 水在生物體內(nèi)的流動可以把營養(yǎng)物質(zhì)運送到各個細胞,同時也把 代謝廢物運送到排泄器官;纖維素屬于糖類,只含有C、H、O三種元素,不 含無機鹽;生物體內(nèi)無機鹽濃度的大小,影響細胞的吸水或失水;生物體代 謝越旺盛,自由水與結(jié)合水的比值越大,反之越小。,,1-2 下面列出了若干種為研究確定礦質(zhì)元素X是否為植物所必需的實驗 方案,其中最科學(xué)合理的設(shè)計是 ( ) ①以土壤為基質(zhì)盆栽,澆缺少元素X的“完全營養(yǎng)液” ②以沙土為基質(zhì)盆栽,澆缺少元素X的“完全營養(yǎng)液” ③只用缺少元素X的“完全營養(yǎng)液”,不用基質(zhì) ④以土壤為基質(zhì)盆栽,澆蒸餾水 ⑤以沙土為基質(zhì)盆栽,澆完全營養(yǎng)液 ⑥不用基質(zhì),只用完全營養(yǎng)液 ⑦不用基質(zhì),只用含元素X的蒸餾水 ⑧不用基質(zhì),只用蒸餾水,A.以④為實驗組,①為對照組 B.以②為實驗組,⑤為對照組 C.以③為實驗組,⑥為對照組 D.以⑦為實驗組,⑧為對照組 答案 C 解析 對照實驗要符合單一變量原則,該題中的變量為“X元素”的有 無,不做處理的為對照組。,,突破二 實驗 檢測生物組織中還原糖、脂肪和蛋白質(zhì) 1.實驗原理 某些化學(xué)試劑能夠使生物組織中的有關(guān)有機化合物產(chǎn)生特定的顏色反應(yīng)。,2.實驗流程 (1)還原糖的檢測和觀察: 結(jié)論:可溶性還原糖與斐林試劑在加熱的過程中生成磚紅色沉淀,說明組織樣液中含有可溶性還原糖.,(2)脂肪的檢測和觀察: 方法一:花生種子勻漿+3滴蘇丹Ⅲ染液→橘黃色 方法二: 取材、切片:花生種子(浸泡,去掉種皮),將子葉削成薄片 制片 觀察:先在低倍顯微鏡下尋找已著色顆粒,再用高倍顯微鏡觀察,結(jié)論:圓形小顆粒呈橘黃色,說明有脂肪存在,(3)蛋白質(zhì)的檢測和觀察 選材與制備:蛋清稀釋液或豆?jié){濾液,結(jié)論:組織樣液遇雙縮脲試劑呈紫色,說明組織樣液中存在蛋白質(zhì),易混辨析 還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)的檢測中: (1)唯一需要加熱——還原糖鑒定,且必須水浴加熱,不能用酒精燈直接加 熱。若不水浴加熱,則無磚紅色沉淀出現(xiàn)。 (2)唯一需要顯微鏡——脂肪鑒定。 (3)混合后加入——斐林試劑;分別加入——雙縮脲試劑(先加A液,后加B液, 且B液不能過量)。斐林試劑和雙縮脲試劑兩者成分相同,但CuSO4的濃度 不同,所以不能混用。,典例2 用碘液、蘇丹Ⅲ染液和雙縮脲試劑測得甲、乙、丙三種植物的干 種子中三大類有機物顏色反應(yīng)如表,其中“+”的數(shù)量代表顏色反應(yīng)深淺 程度,下列有關(guān)說法不正確的是 ( ),A.乙種子中主要含蛋白質(zhì),B.碘液、蘇丹Ⅲ染液和雙縮脲試劑與相應(yīng)的物質(zhì)發(fā)生的顏色反應(yīng)分別是 藍色、橘黃色和紫色 C.在觀察顏色時有可能用到光學(xué)顯微鏡 D.這三種試劑的使用均不需要水浴加熱 解題關(guān)鍵 解析 由表可知,甲中主要含淀粉,乙中主要含脂肪,丙中主要含蛋白質(zhì)。,答案 A,,2-1 在生物組織中還原糖、脂肪、蛋白質(zhì)的鑒定實驗中,對實驗材料的選 擇,下列敘述錯誤的是 ( ) A.可用斐林試劑甲液和乙液、蒸餾水來鑒定葡萄糖和尿液中的蛋白質(zhì) B.花生種子含脂肪多且子葉肥厚,是用于脂肪鑒定的理想材料 C.食用花生油最好選用蘇丹Ⅳ染液來鑒定,而一般不選用蘇丹Ⅲ染液來鑒 定 D.甘蔗莖的薄壁組織、甜菜的塊根等,都含有較多糖且近于白色,因此可以 用于還原糖的鑒定 答案 D 解析 鑒定蛋白質(zhì)用雙縮脲試劑,雙縮脲試劑由兩種試劑組成:0.1 g/mL,,的NaOH溶液和0.01 g/mL的CuSO4溶液,斐林試劑也由兩種試劑組成:0.1 g/ mL的NaOH溶液和0.05 g/mL的CuSO4溶液,故雙縮脲試劑可由斐林試劑和 蒸餾水配制而成。食用花生油顏色較深,而蘇丹Ⅲ染液可將脂肪染成橘黃 色,染色較淺,不易區(qū)別,故最好選用蘇丹Ⅳ染液,它可以將脂肪染成紅色。 甘蔗莖的薄壁組織、甜菜的塊根等含有較多的蔗糖,蔗糖不是還原糖。,2-2 現(xiàn)提供新配制的斐林試劑甲液(0.1 g/mL NaOH溶液)、乙液(0.05 g/ mL CuSO4溶液)、蒸餾水,充分利用上述試劑及必需的實驗用具,能鑒別出 下列哪些物質(zhì) ( ) ①葡萄糖 ②蔗糖 ③胰蛋白酶 ④DNA A.只有① B.①和② C.①和③ D.②③和④ 答案 C 解析 斐林試劑:甲液(0.1 g/mL NaOH溶液)、乙液(0.05 g/mL CuSO4溶 液)可以用來鑒定還原糖,如葡萄糖、麥芽糖、果糖等;雙縮脲試劑:A液(0.1 g/mL NaOH溶液)、B液(0.01 g/mL CuSO4溶液)可用來鑒定蛋白質(zhì),如絕大,,多數(shù)的酶(包括胰蛋白酶)等。此題中用蒸餾水將斐林試劑中的乙液0.05 g/ mL CuSO4溶液稀釋為0.01 g/mL CuSO4溶液,這樣就可以得到雙縮脲試劑, 用于鑒定胰蛋白酶。,一、生物界與非生物界的統(tǒng)一性和差異性分析,1.生物界與非生物界的統(tǒng)一性:從化學(xué)元素的種類來分析,組成生物體的化 學(xué)元素在無機環(huán)境中都可以找到,沒有一種是生物體所特有的,說明了生物 界和非生物界具有統(tǒng)一性,這也為生命起源于非生命物質(zhì)的化學(xué)進化學(xué)說 奠定了理論基礎(chǔ)。,2.生物界與非生物界的差異性:從組成生物體的各種化學(xué)元素的含量來分 析,盡管組成生物體的化學(xué)元素在無機環(huán)境中都可以找到,但與無機環(huán)境中 的相應(yīng)元素的含量有一定的差別,這說明生物界和非生物界具有差異性,即 生命物質(zhì)的特殊性。這種差異性是由于生物體有選擇地從無機自然界吸 收各種物質(zhì)組成自身結(jié)構(gòu)所造成的。,3.生物的統(tǒng)一性和差異性 (1)統(tǒng)一性 ①從元素角度:組成生物體的各化學(xué)元素種類大體相同。 ②從分子水平:DNA的空間結(jié)構(gòu)和基本單位相同;共用一套遺傳密碼。 ③從結(jié)構(gòu)角度:除病毒外,生物體都由細胞構(gòu)成。 ④從能量角度:生物體都以ATP作為直接能源物質(zhì)。 (2)差異性:從元素角度看,組成生物體的各種化學(xué)元素在含量上有差異。 二、“同位素標記法”在生物學(xué)中的應(yīng)用典例 同位素標記法是利用放射性元素作為示蹤劑,對研究對象進行同位素標記 的微量分析方法,用以研究細胞或生物體內(nèi)元素或化合物的來源、組成、,分布和去向等,進而了解化學(xué)物質(zhì)的變化、反應(yīng)機理或細胞的結(jié)構(gòu)和功 能。用于示蹤技術(shù)的放射性同位素一般是細胞化合物的重要組成元素,如3 H、14C、15N、18O、32P、35S等。例如:,1.用3H標記氨基酸,探究分泌蛋白在細胞中的合成、運輸與分泌途徑。,2.標記植物吸收的礦質(zhì)元素(如42K),探究礦質(zhì)元素在植物體內(nèi)的運輸途徑。,3.分別以 O和C18O2作為原料,探究光合作用釋放的氧全部來自于水。,4.用14CO2追蹤光合作用暗反應(yīng)過程 C3植物:14CO2 C3 (14CH2O),5.分別用32P和35S標記DNA和蛋白質(zhì),探究噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA。,6.用15N標記DNA單鏈探究DNA的復(fù)制方式。,7.用放射性同位素(32P)標記DNA分子,制成基因工程中的DNA探針,用于基 因診斷、檢測飲用水中病毒的含量。,