第一单元 第2讲 细胞中的元素和无机物

第2讲
细胞中的元素和无机物
考点一 细胞中的元素和化合物
知识梳理
解题探究
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1.组成细胞的元素
知识梳理
(1)来源：生物体有选择地从 无机自然界 中吸收。
(2)存在：大多以 化合物 的形式存在。
大量元素： (3)含量 微量元素：
C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等 。
Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等
2.组成细胞的元素的来源： 无机自然界 中获得。 (1)来源：生物体有选择地从___________ (2)生物界与非生物界的统一性和差异性：
种类
含量
3.细胞中化合物的种类与含量
占细胞鲜重最多的元素和化合物分别是 C和蛋白质 。 和化合物分别是_____________
O和水
；占细胞干重最多的元素
(7)脂肪鉴定实验中为什么用50%的酒精洗去浮色，而不用清水？ 3 提示 因为斐林试剂很不稳定，容易产生蓝色的 Cu(OH)2沉淀，所以应 6 4 5 提示 提示 可能加入的双缩脲试剂 蔗糖属于非还原糖，不与斐林试剂发生颜色反应。观察到的现象 先加入试剂 A ，造成碱性环境，只有在碱性环境中，蛋白质才容易 B 过量， CuSO 在碱性溶液中生成大量的蓝色 1 提示 ①被检测物质含量丰富；②材料接近无色；③易取材，易操作等。 4 2提示 7提示 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。 因为苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ易溶于有机溶剂酒精中，而不溶于清水中。 将甲液和乙液分别保存，使用时现配现用。 不是无色，而是蓝色 Cu(OH) 与Cu2＋ 絮状沉淀，会遮蔽实验中所产生的紫色，影响观察结果。 [Cu(OH)2的颜色]。 2发生颜色反应。
答案
技能提炼
1.利用“一同三不同”区分斐林试剂与双缩脲试剂
“ 一同 ” 是指都含有 NaOH 和 CuSO4 两种成分，且 NaOH 溶液的质量浓度都为
0.1 g/mL。
“三不同”分别指：
(1)使用原理不同。斐林试剂的实质是新配制的Cu(OH)2溶液，双缩脲试剂的
实质是碱性环境中的Cu2＋。
(2)使用方法不同。鉴定还原糖时将甲、乙两液等量混匀后立即使用；鉴定蛋
白质时先加A液1 mL摇匀，然后加B液4滴，振荡摇匀。
(3)CuSO4溶液的浓度不同。斐林试剂中CuSO4溶液的质量浓度为0.05 g/mL， 双缩脲试剂中CuSO4溶液的质量浓度为0.01 g/mL。
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。 注：①若要观察被染色的脂肪颗粒，则使用显微镜。 ②若要通过溶液颜色变化，则不必使用显微镜。 (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)。
酒精溶液 蒸馏水
低倍显微镜 下寻找已着色颗粒，再用 观察：先在___________
高倍显微镜 观察 ___________
橘黄色 ，证明有脂肪存在 结论：圆形小颗粒呈_______
(3)蛋白质的检测： 选材与制备：蛋清稀释液
或豆浆滤液
双缩脲试剂 A液 双缩脲试剂 B液
紫
蛋白质 结论：组织样液中存在_______
素还是微量元素，都是生物体必需的元素，对于维持生物体的
生命活动都起着非常重要的作用。
图形解读 利用集合图形巧记元素的分类
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【高考模拟精练】
1.(2013·海南高考)关于生物体内有机化合物所含元 素的叙述，错误的是(C )
A.叶绿素含有镁元素
C.脱氧核糖含有磷元素
B.血红蛋白含有铁元素
D.胰岛素含有碳元素
【加固训练】下列符合自由水生理功能的是( A )
A.作为溶剂，可以使无机盐成为离子状态
B.细胞能量的主要来源
C.与细胞内其他的物质结合 D.细胞结构的组成成分
考点三
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
考纲要求 实验：检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质。
实验解读
解题探究
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1.实验原理 斐林 试剂 (1)还原糖+_____ 50~60oC温水浴 橘黄色 砖红色沉淀
答案
【特别提醒】 (1)易混淆元素与化合物的干重与鲜重。 ①在组成细胞的元素中，占鲜重百分比：O>C>H>N； 占干重百分比：C>O>N>H。 ②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。
(2)误认为生物体内大量元素重要，微量元素不重要。
大量元素、微量元素是根据元素的含量划分的，无论是大量元
A.水、蛋白质、糖类、脂质；N、H、O、C
B.蛋白质、水、脂质、糖类；O、C、N、H
C.水、蛋白质、脂质、糖类；H、O、C、N
D.蛋白质、水、脂质、糖类；C、O、H、N
3.下列有关组成生物体化学元素的叙述中，正确的
是( C
)
A.微量元素在生物体内含量很少，所以人体不存在微 量元素缺乏症
B.人、动物与植物所含的化学元素的种类差异很大
深度思考
(1)上述实验选材的标准是什么？ (2)实验中，在加相应试剂之前为何要留出部分组织样液？ (3)鉴定还原糖时使用的斐林试剂为何要现配现用？ (4)蔗糖溶液中加入斐林试剂后呈现什么颜色？ (5)在使用双缩脲试剂时，为什么要先加入试剂A，后加入试剂B? (6)鉴定蛋白质时，加入试剂B后，如果没有产生紫色反应，可能的原因是什么？
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【创新探究】
(1)将刚刚萌发、带有小芽的大麦充分研磨后，过滤得到组织样液。在
蓝色现象，其原因是： 组织样液中加入碘液后振荡均匀，结果会产生_____ 研磨液中含有淀粉 _________________________ 。 (2)在下列四个试管中分别加入一些物质，甲试管：豆浆；乙试管：氨
基酸溶液；丙试管：牛奶和蛋白酶；丁试管：人的红细胞和蒸馏水。 甲、丙、丁 ， 上述四个试管中加入双缩脲试剂振荡后，紫色反应是 ___________ 其原因是？ 甲试管的豆浆中含有蛋白质；乙试管中的氨酸不与双缩脲试剂反应； 丙试管中虽然蛋白酶将牛奶中的蛋白质水解，但蛋白酶的本质也是蛋
比值低
代谢旺盛，但抗逆性差
代谢强度降低，但抗寒、抗旱、
抗热等抗逆性强
答案
【方法技巧】自由水与结合水的转化及与代谢关系的规律
(1)自由水和结合水的转化规律。 ①烘干种子时，部分结合水转化为自由水散失。
②水果放入冰箱冷藏时，部分自由水转化为结合水。
(2)自由水和结合水含量与代谢关系的规律。
①总水量不变的情况下，自由水含量越高，代谢越旺盛。
C.人体血液中Ca2+浓度太低会出现抽搐症状
D.在探究小麦生长发育需要Mg2+的实验中必须设置对照 实验
【解析】选B。细胞中无机盐的主要存在形式是离子，A 正确；Mg是叶绿素的组成成分，类胡萝卜素中不含有Mg， B错误；人体血液中Ca2+浓度太低会出现抽搐症状，C正 确；探究小麦生长发育需要Mg2+的实验中必须设置对照
【解析】选D。若图1表示细胞鲜重，鲜重中含量最多的
化合物是水，其次是蛋白质；组成人体活细胞的主要元 素的含量依次是O、C、H、N；若图1表示细胞完全脱水 后的化合物含量，则A化合物为蛋白质，蛋白质具有多 样性，其必含的元素为C、H、O、N；生物界与非生物界
的统一性表现在元素的种类上，而不是元素的含量上。
【解析】选D。组成细胞的主要元素中，占鲜重比例最
大的元素是氧，占干重比例最大的元素是碳，A正确； 磷是磷脂、ATP、DNA等化合物的组成元素，是组成生
物体的大量元素，B正确；大量出汗会排出过多的无机
盐，导致体内的水盐平衡和酸碱平衡失调，这时应多
喝淡盐水，C正确；在人的一生中，不同发育阶段，细胞代
谢的强度不同，随着年龄增长，细胞代谢速率逐渐减弱， 细胞中的自由水/结合水的值逐渐下降，D错误。
知识梳理
(2) 功能
自由水
细胞内的良好溶剂 生物化学反应 参与许多_____________
液体环境 为细胞提供__________
营养物质和代谢废物 运送___________________
答案
2.细胞中的无机盐
离子 主要是_____ 形式 存 在
无机盐 作用
复杂 组成_____ 化合物 ________
。
。
(4)作用：最基本元素是 C ，基本元素是
C、H、O、N
(干重、鲜重均最多)
(2)分析。 ①分类依据：大量元素和微量元素的分类是依据 元素在生物体内的含量 ，而不是生理作用。微量元 _____________________
素含量虽少，但其生理作用却不可替代。
②分类来源：组成生物体的常见的20多种化学元素是 指必需元素。
例如
Mg2+ Fe2+ 哺乳
叶绿素 血红蛋白 血钙过高 肌无力
可维持细胞和生物 生命活动 体的________
吸 方 收 式
主动 运输 _____
动物
血钙过低
抽搐
对维持细胞和生物体正常的渗透压、 酸碱平衡非常重要
答案
3.细胞中自由水/结合水的比值与代谢、抗逆性之间存在怎样的关系？ 提示
比值高 自由水/结合水
【加固训练】
1.下列有关组成生物体细胞化学元素的叙述中，错误
的是( B )
A.组成生物体的最基本元素是C B.占人体细胞干重百分比最多的元素是O
C.埃博拉病毒和桃树共有的元素是C、H、O、N、P
D.Cu、Mn、Mo、B都是组成生物体的微量元素
2.如图表示细胞中各种化合物或主要元素占细胞鲜重
的含量。①②③④依次为( D )
实验，D正确。