第3讲 细胞中的化学元素及无机物.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第一讲细胞中的化学元素及无机物,考纲：,水和无机盐的作用。,解读：,无机盐、水分考查的较少，多以选择题的形式进行考查，内容多是学习过程中容易忽视的知识,检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质,糖类、脂肪、蛋白质鉴定原理及相关探究实验,1,细胞中化合物含量之最,细胞内含量最多的化合物,细胞内含量最多的无机化合物,占细胞鲜重含量最多的化合物,占细胞鲜重,50%,以上的化合物,细胞内含量仅次于水的化合物,细胞内含量最多的有机化合物,占细胞干重含量最多的化合物,占细胞干重,50%,以上的化合物,水,蛋白质,2.,细胞内有机分子的元素组成、单体构成与合成场所,种类,元素组成,构成单体,合成场所,多糖,脂质,蛋白质,核酸,仅含,C,、,H,、,O,脂肪和固醇：,C,、,H,、,O,磷脂：,C,、,H,、,O,、,(N),、,P,C,、,H,、,O,、,N,C,、,H,、,O,、,N,、,P,葡萄糖等单糖,甘油、,脂肪酸,氨基酸,内质网、高尔基体,(,纤维素,),DNA,：脱氧核苷酸,RNA,：核糖核苷酸,主要在细胞核,核糖体,内质网,课堂,互动探究,一、在小题集训中洞悉命题视角,1,判断有关细胞中元素和化合物说法的正误。,(1),细胞中一种元素的作用能被其他元素替代,(2012,江苏卷,T,1A,)(),(2),细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要,(2012,江苏卷,T,1D,)(),(3)Ca,、,Mg,、,Fe,、,Mn,、,Cu,是组成细胞的微量元素,(2013,合肥模拟,T,2A,)(),(4),脂肪酸和磷脂含有相同的元素组成,(2010,上海卷,T,9B,)(),(5),主动运输机制有助于维持细胞内元素组成的相对稳定,(2012,江苏卷,T,1C,)(),(6)(2009,上海卷,T1C),脱氧核糖只含有,C,、,H,、,O,三种元素。,(),(7)(2012,海南卷,T7B),植物细胞中含量最多的四种元素是,C,、,H,、,O,和,N,。,(),(8)(2012,江苏卷,T1B),细胞中脱氧核苷酸和脂肪酸都不含有氮元素。,(),(9)(2010,江苏卷,T1B),组成,DNA,与,ATP,的元素种类不同。,(),(10)(2009,上海卷,T1D),只含有,C,、,H,、,O,三种元素的有机化合物是磷脂。,(),1,含量种类,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,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。,(3),生物直接或间接获得无机环境中元素的方式不同。,3,主要作用,(1),维持机体的生命活动。,(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),影响机体的重要生命活动。,1,(2012,江苏高考,),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,细胞中的脱氧核苷酸和脂肪酸都不含有氮元素,C,主动运输机制有助于维持细胞内元素组成的相对稳定,D,细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要,C,2,(2013,济南质检,),下列关于构成细胞的化学元素种类及作用的叙述不正确的是,(,),A,因为,C,是构成有机物的骨架，所以,C,是构成生物体的最基本元素,B,生物界和非生物界的统一性表现在组成生物体的化学元素的种类和无机自然界相同,C,构成生物体的化学元素的重要功能之一是构成组成细胞的各种化合物,D,构成生物体的大量元素包括,C,、,H,、,O,、,N,、,P,、,S,、,K,、,Ca,、,Mg,等,B,典例,1,下列化合物中，含有相同元素的一组是,(,),A,纤维素和生长激素,B,脂肪酸和磷脂,C,三磷酸腺苷和核糖核酸,D,胆固醇和血红蛋白,C,2,判断下列有关水和无机盐的说法的正误。,(1),水是细胞中含量最多的化合物,(2013,济南模拟,T,1A,)(),(2),结合水是细胞和生物体的组成成分,(2013,南京模拟,T,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,T,2C,)(),(4),细胞中的无机盐多以化合物形式存在，如,CaCO,3,构成牙齿、骨骼,(2013,烟台模拟,T,2B,)(),(5)(2012,海南卷,T7C),植物根系通过主动运输吸收无机离子需要,ATP,。,(),(6)(2011,上海卷,T9A),生长在含盐量高、干旱土壤中的盐生植物，其液泡内贮存大量的,Na,，而促进细胞吸收水分，说明,Na,参与调节渗透压。,(),一、细胞中水的含量、存在形式及其与代谢的关系,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含水量达到,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,细胞中大部分水分的存在形式,与细胞内的其他物质相结合的水,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，可参与物质代谢,不流动、不蒸发，与其他物质结合,功能,细胞内良好的溶剂,参与生化反应,为细胞提供液体环境,运送营养物质和代,谢废物,维持细胞形态,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自由水,代谢缓慢代谢旺盛,结合水,(1),自由水,/,结合水与代谢、抗逆性的关系：,(2),细胞中产生水的结构及代谢过程：,产水结构,代谢过程,叶绿体基质,光合作用暗反应阶段,线粒体,有氧呼吸第三阶段,核糖体,氨基酸脱水缩合生成多肽,高尔基体,植物细胞纤维素的合成,细胞核,DNA,复制、转录,完善生物体内水的综合关系图,二、细胞中的无机盐,1,存在形式：,主要是以,离子形式,存在。,2,主要吸收方式：,主动运输,3,生理功能,(1),是细胞的结构成分,。有些无机盐是细胞内某些复杂化合物的重要组成部分，如,Mg,2,是叶绿素分子必需的成分；,Fe,2,是血红蛋白的主要成分；,PO,4,3,是生物膜的主要成分磷脂的组成成分，也是,ATP,的主要组成成分。,(2),参与并维持生物体的代谢活动。,如哺乳动物血液中必须含有一定量的,Ca,2,，如果血液中钙盐的含量过低就会出现抽搐。,(3),维持生物体内的平衡。,体内平衡使细胞能有稳定的结构和功能，是生物能维持正常的代谢和生理活动的必要条件。,渗透压的平衡,：,酸碱平衡,(,即,pH,平衡,),：,pH,调节着细胞的一切生命活动，它的改变影响细胞内发生的一切反应，其平衡的维持就依赖于某些无机盐离子的调节，如人血浆中,HCO,、,HPO,等的调节。,离子平衡,：,3,(2013,济南模拟,),美国宇航局曾公布,“,机遇,”,号火星探测车对火星进行探测的详细资料，有明确的数据表明，火星过去曾有丰富的水资源，于是推测火星上可能存在过生命。这一推测的理由是,(,),A,水是细胞含量最多的化合物,B,结合水是细胞和生物体的成分,C,一切生命活动都离不开水,D,代谢旺盛的细胞水的含量高,C,4,(2011,江苏高考,),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。对此现象合理的解释是,(,多选,)(,),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,BCD,5,(2013,长沙检测,),下列关于细胞中水的含量的叙述，不正确的是,(,),A,水是人体细胞中含量最多的化合物,B,老年人细胞中含水量比婴儿的少,C,新陈代谢越旺盛，细胞中的含水量越高,D,抗冻的植物细胞内自由水含量大,D,易误点一元素与化合物的含量及种类,1,元素与化合物含量的界定,(1),在组成细胞的元素中，,占鲜重百分比：,OCHN,；,占干重百分比：,CONH,。,(2),在组成细胞的化合物中，,占,鲜重,百分比：水,蛋白质,脂质,糖类,占,干重,百分比中，蛋白质最多。,易误点一元素与化合物的含量及种类,1,元素与化合物含量的界定,(3),水是细胞中含量最多的化合物，氧元素是水的主要组成部分，因此组成生物体的元素中，,O,元素含量最多。,2,判断元素和化合物的四点,“,明确,”,(1),判断元素的含量时要明确是鲜重还是干重。,(2),判断元素的差异时要明确是种类还是含量。,(3),判断化合物的元素组成要明确每种化合物的化学本质。,(4),判断微量元素时，要明确含量和是否是生物体所必需的。,(2013,济宁模拟,),下图,1,是细胞中,3,种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,表示正常细胞，则甲、乙化合物共有的元素中含量最多的是,a,B,若图,1,表示细胞完全脱水后化合物含量的扇形图，则甲化合物中含量最多的元素为图,2,中的,b,C,图,2,中含量最多的元素是,a,，这与细胞中含量最多的化合物无关,D,若图,1,表示正常细胞，则乙化合物具有多样性，其必含的元素为,C,、,H,、,O,、,N,C,实验,技能提升,(2),脂肪苏丹,染液橘黄色,脂肪苏丹,染液红色,(3),蛋白质双缩脲试剂紫色,2,实验流程,(1),还原糖的检测,(2),脂肪的检测,3,斐林试剂与双缩脲试剂的比较,斐林试剂,双缩脲试剂,甲液,乙液,A,液,B,液,成分,0.1,g/mL,NaOH,溶液,0.05,g/mL,CuSO,4,溶液,0.1,g/mL,NaOH,溶液,0.01,g/mL,CuSO,4,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,1,mL,，摇匀，再加入,B,液,4,滴，摇匀,反应条件,水浴,50,65,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,：即斐林试剂中,CuSO,4,溶液浓度与双缩脲试剂中,CuSO,4,溶液浓度不同。,(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,Cu,2,。,(3),使用方法不同,：斐林试剂是先将,NaOH,溶液与,CuSO,4,溶液混匀后再使用；双缩脲试剂是先加入,NaOH,溶液，再滴加,CuSO,4,溶液。,6,(2013,盐城模拟,),生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质三种有机化合物的检测实验中，以下操作错误的是,(,),A,只有脂肪的检测需要使用显微镜,B,用双缩脲试剂检测蛋白质不需要加热,C,使用斐林试剂和双缩脲试剂最好是现配现用,D,可溶性还原糖的检测，可用酒精灯直接加热产生砖红色沉淀,D,7,(2013,唐山模拟,),已知小麦种子在萌发的过程中能够产生淀粉酶使所含的淀粉大量水解。某生物课外小组利用提供的下列实验材料与用具进行实验验证。试完成实验步骤并预测实验结果。,实验材料与用具：萌发中的小麦种子、小麦干种子,(,干种子中含有很少量的还原糖,),、质量分数为,3%,的可溶性淀粉溶液、研钵、试管若干、斐林试剂、蒸馏水、恒温水浴锅、酒精灯等。,(1),实验步骤：,第一步：将适量萌发的小麦种子和适量小麦干种子分别放入标为,A,、,B,的两个研钵中。加入适量蒸馏水研磨，制取研磨液并标号,A,、,B,。,第二步：取三支试管分别标号,1,2,3,。向,1,号试管注入,A,研磨液,2,mL,；向,2,号试管注入,B,研磨液,2,mL,；向,3,号试管注入蒸馏水,2,mL,。分别向三支试管加入等量的质量分数为,3%,的淀粉溶液，轻轻振荡，混合均匀。,第三步：将三支试管放入适当恒温水浴锅中保温,5 min,。,第四步：,_,。,第五步：,_,。,(2),实验结果预测：,_,。,解析：,淀粉在淀粉酶的作用下水解成可溶性还原糖，可与斐林试剂发生颜色反应。由于小麦种子萌发过程中，淀粉酶含量丰富，因此试管,1(,含有淀粉酶量多,),中有砖红色沉淀产生；试管,2(,含有少量或几乎不含有淀粉酶,),中也有砖红色沉淀产生但不明显；试管,3(,无酶,),中无砖红色沉淀产生。,答案：,(1),第四步：取出试管，向,1,2,3,试管中各注入,2,mL,斐林试剂，轻轻振荡混合均匀,第五步：将试管放入恒温水浴锅中，沸水水浴,2 min,，观察并记录各试管内的变化,(2),实验结果预测：试管,1,中有砖红色沉淀产生；试管,2,中也有砖红色沉淀产生但不明显；试管,3,中无砖红色沉淀产生,1,2011,年,3,月,11,日，日本发生里氏,9.0,级大地震，引发海啸，导致福岛第一核电站爆炸，,3,月,19,日进行了大地震发生以来的首次空气取样。结果表明，福岛第一核电站内,131,I,浓度超标。下列关于,I,的生理作用叙述错误的是,(,),A,甲状腺激素是唯一含,I,的激素,B,碘盐有利于预防地方性甲状腺肿,C,空气中,131,I,浓度超过一定标准会引起疾病,D,人体多补,I,有利于身体健康,D,2,在美国电影,侏罗纪公园,中，霸王龙被描述成侏罗纪最凶猛的食肉动物，它生活在,1.6,亿年前的侏罗纪。下列关于其体内的化学元素与人体内的化学元素的说法中最可能不正确的是,(,),A,含量相同,B,种类相似,C,具有统一性,D,具有差异性,A,3,2011,年,3,月,22,日是第十九个,“,世界水日,”,，其宣传主题是,“,城市水资源管理,”,。水污染、水资源短缺导致的水危机日趋严重，研究表明，,80%,的疾病是由水污染引起的。下列有关人体内水的叙述，错误的是,(,),A,水在病变细胞中以结合水和自由水的形式存在,B,在胰岛素的合成过程中伴随着水的产生,C,冬季，植物体内结合水含量相对增多，抗寒能力提高,D,水在生物体的许多化学反应中充当还原剂,D,4,(2013,宁波检测,),实验测得小麦、大豆、花生三种生物干种子中三大类有机物含量如下图，有关叙述正确的是,(,),A,选用花生检验细胞中有脂肪存在时需要使用显微镜,B,向小麦种子的研磨滤液中加入斐林试剂，就会呈砖红色,C,用双缩脲试剂检验大豆组织样液中存在蛋白质加热呈蓝色,D,萌发时相同质量的三种种子需要的,O,2,量基本相同,A,5,(2013,长沙联考,),“,三鹿,”,牌奶粉在内的多数乳制品中含有能引起婴幼儿肾结石的三聚氰胺，添加该物质的主要目的是为了增加,“,蛋白质,”,含量，请问三聚氰胺中肯定含有的元素是,(,),A,P B,N,C,Fe D,Cl,B,6,(2013,锦州模拟,),在治疗创伤的中药方剂中，雄性羚羊角或犀牛角的用量极少，但是缺少这味药，疗效将大大下降甚至无效。已知动物的角主要是由死亡细胞的角化,(,变性,),蛋白质组成的，则羚羊角等的有效成分最可能是,(,),A,特殊活性蛋白质,B,DNA,C,微量元素类,D,大量元素类,C,7,(2013,郑州模拟,),在下列生理状态下，细胞内自由水与结合水比值增加的是,(,),A,细胞衰老,B,作物越冬,C,种子萌发,D,细胞质壁分离,C,8,图中能正确反映某植物种子含水量与呼吸作用强度之间关系的曲线是,(,),A,B,C,D,A,9,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,B,10,(2013,福州模拟,),下列关于无机盐的叙述，错误的是,(,),A,细胞中的某些无机盐离子对维持细胞的酸碱平衡具有一定作用,B,Mg,2,是叶绿素的成分之一，缺,Mg,2,影响光合作用,C,细胞中的无机盐大多数以化合物形式存在，如,CaCO,3,构成骨骼、牙齿,D,碘是合成甲状腺激素的原料，所以常在食盐中加碘,C,11,(2013,哈尔滨模拟,),下列有关水与生命活动的说法不正确的是,(,),A,细胞发生癌变其自由水含量较正常的细胞低,B,正在萌发的种子中结合水与自由水的比值下降,C,在线粒体、叶绿体和核糖体中进行的化学反应都有水生成,D,自由水和结合水在一定的条件下可以相互转化,A,12,(2013,西宁质检,),细菌具有细胞壁，为探究其化学成分，某课题小组设计了如下实验：,(,已知糖类加硫酸水解后用碱中和，再加斐林试剂，加热有砖红色沉淀生成；蛋白质与双缩脲试剂作用，生成紫色物质。二者单独检验时互不干扰。,),(1),将细菌细胞粉碎后，用高速离心机分离得到细菌细胞壁。,(2),将细菌细胞壁分成两等份，编号为,A,、,B,。,(3),取,A,加硫酸水解后用碱中和，再加斐林试剂并加热；取,B,加双缩脲试剂，摇匀。,(4),观察并记录实验现象。,现象及结果分析：,现象：,A,出现砖红色沉淀，,B,出现紫色；,结论：,_,。,现象：,A_,，,B_,；,结论：细菌细胞壁中含有糖类而不含蛋白质。,结论：细菌细胞壁中含有糖类而不含蛋白质。,现象：,A,不出现砖红色沉淀，,B_,；,结论：,_,_,。,现象：,A,不出现砖红色沉淀，,B_,；,结论：,_,。,答案：,细菌细胞壁中含有糖类和蛋白质,出现砖红色沉淀不出现紫色,出现紫色细菌细胞壁中含蛋白质，不含糖类,不出现紫色细菌细胞壁中不含糖类和蛋白质,