2019-2020年高三生物一轮复习 第二讲 细胞中的元素和化合物学案

2019-2020年高三生物一轮复习第二讲细胞中的元素和化合物学案
考纲要求
1．水和无机盐的作用（Ⅰ）。

2.实验：检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质。

知识梳理
一.细胞中的元素和化合物
1.细胞中的元素
（1）最基本元素：C。

（2）主要元素：C、H、O、N、P、S。

（3）大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。

（4）微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。

特点提醒
①大量元素和微量元素的划分依据是含量。

②记忆微量元素可利用口诀：铁猛碰新木桶（Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu）。

（谐音记忆法）
想一想为什么组成细胞的元素在无机自然界都能找到？而含量又大不相同？
答案组成细胞的元素最终是生物体有选择地从无机环境中吸收的。

2.组成细胞的化合物的种类和含量
组成细胞的化合物：组成细胞的化合物分为无机化合物和有机化合物，前者中H2O的含量最多，后者中蛋白质含量最多。

占细胞鲜重最多的元素和化合物分别是O和水，占细胞干重最多的元素和化合物分别是C和蛋白质。

二.生物组织中糖类、脂肪和蛋白质检测的原理
1.
2.糖的鉴定：
（1）原理：
①淀粉：遇碘液变蓝色，这是淀粉特有的颜色反应。

②还原性糖（单糖、麦芽糖和乳糖）：与斐林试剂反应，可以产生砖红色沉淀。

（2）材料用具：
①实验材料：苹果或梨匀浆，马铃薯匀浆
②配制：甲液：0.1g/mL的NaOH溶液+乙液：0.05g/mL CuSO4溶液
使用：混合后使用，且现配现用。

条件：水浴加热
（3）实验步骤：
选材制备组织样液加斐林试剂水浴加热煮沸显色（砖红色沉淀）
（4）实验结果分析：
①淀粉：如果出现蓝色，则待测样品中含有淀粉；反之，则没有。

②还原性糖：如果出现砖红色沉淀，则待测样品中含有还原糖，反之；则没有。

3.脂肪的鉴定：
（1）原理：脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。

（在实验中用50%酒精洗去浮色→显微镜观察→橘黄色脂肪颗粒）
（2）材料用具：
①实验材料：花生种子，花生匀浆
②试剂：苏丹III染液、苏丹IV染液
（3）实验步骤：
选材制片加苏丹Ⅲ（或苏丹Ⅳ）染液染色漂洗镜检（橘黄色或红色）
（4）实验结果分析：如果观察到橘黄色（红色），则待测样品中含有脂肪；反之，则没有。

4.蛋白质鉴定：
（1）原理：蛋白质与双缩脲试剂产生紫色的颜色反应
（2）材料用具：
①实验材料：豆浆、鲜肝提取液
②双缩脲试剂：
配制：A液：0.1g/mL的NaOH溶液（2mL）和B液：0.01g/mL CuSO4溶液（3-4滴）
使用：分开使用，先加NaOH溶液，再加CuSO4溶液。

（3）实验步骤：
选材制备组织样液加双缩脲试剂A摇匀加双缩脲试剂B观察颜色（紫色）
（4）实验结果分析：如果出现紫色，则待测样品中含有蛋白质；反之，则没有。

5.思维拓展
斐林试剂与双缩脲试剂的比较分析
1.细胞中的水
（1）存在形式：自由水和结合水。

（2）功能
①自由水
a.细胞内的良好溶剂
b.参与许多化学反应
c.运送营养物质和代谢废物
d.为细胞生存提供液体环境
②结合水：是细胞结构的重要组成成分。

2.细胞中的无机盐
（1）在细胞中的存在形式：主要是离子。

（2）生理作用
①细胞的组成成分，如Mg2＋参与叶绿素合成；Fe2＋参与血红蛋白合成。

②维持生命活动。

（3）植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
巧记
无机盐功能的“一·一·二”
要点精析
1.关注化学元素的“三多”
细胞内含量最多的元素是O（而不是C）；组成细胞干重最多的元素是C；原子数最多的为H。

2.化学元素的两大功能
（1）维持机体正常的生命活动：如K＋可保持心肌正常兴奋性，微量元素B能保持花粉的萌发和花粉管的伸长等。

（2）构成细胞的化合物，如：
3.水与细胞代谢的关系
4.无机盐在生物体内的存在形式及功能
思维深化
（1）细胞内自由水/结合水比例升高，则代谢旺盛；反之代谢缓慢，如衰老细胞与癌变细胞相比，前者该比例下降，后者该比例升高。

（2）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。

（3）种子晾晒过程中，丧失的主要是自由水，此时细胞仍具活力，种子烘烤过程中可导致结合水丧失，此时种子丧失活性。

（4）无机盐离子中Na＋、Cl－对维持血浆渗透压至关重要——人体血浆渗透压90%以上来自Na＋
和Cl－。

待鉴物质使用试剂颜色反应待鉴物质使用试剂颜色反应淀粉碘蓝色DNA 甲基绿绿色
还原糖斐林试剂
班氏试剂砖红色沉淀
RNA 吡罗红红色
脂肪苏丹Ⅲ
苏丹Ⅳ橘黄色红色CO2澄清Ca（OH）2
溴麝香草汾蓝水溶液
变浑浊
蓝变绿
再变黄
蛋白质双缩脲紫色酒精酸性重铬酸钾溶液灰绿色线粒体健那绿蓝绿色染色体碱性染料深色
（1）易错警示！——有关物质鉴定实验的3点提示
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易写错别字提示：“斐林试剂”中的“斐”不可错写作“裴”或错写成“非”；双缩脲试剂中的“脲”不可错写成“尿”。

（2）蛋白质、脂肪和糖类三类有机物检测在操作步骤上的差异
①唯一需要加热——还原糖鉴定，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——脂肪鉴定。

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）。

两者成分相同，但CuSO4的浓度不同，所以不能混用。

试题精粹
1.（xx·山东济宁一模）如图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A、B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A化合物中含量最多的元素为图2中的b C．图2中数量最多的元素是碳元素，这与细胞中含量最多的化合物有关
D．若图1表示正常细胞，则B化合物具有多样性，其必含的元素为C、H、O、N
2. （xx·湖南株洲期末）下列选项中，含有相同元素的一组化合物是（）
A．纤维素和尿素
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
3. （xx·山东高考信息卷）下列有关组成细胞的元素和化合物的说法，错误的是（）
A．组成细胞的最基本的元素是C，其中Mo是微量元素
B．氨基酸、核苷酸、葡萄糖和甘油都是构成生物大分子的单体
C．细胞膜上的蛋白质分子在细胞膜外侧与糖类结合形成糖蛋白
D．脱氧核糖核酸彻底水解的产物是磷酸、脱氧核糖和含氮碱基
4.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。

下列实例可以证实该理论的是（）
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
5.（xx·安徽亳州高三检测）下列关于无机盐的叙述中正确的是（）
A．细胞中的无机盐主要以化合物的形式存在
B．人体内环境的渗透压主要来源于Na＋、Cl－
C．细胞合成ATP、核酸、核糖等物质时均需要磷酸盐
D．贫血症患者的病因是由于体内缺少Fe2＋
6. （xx·北京朝阳期中）下列有关水的叙述，错误的是（）
①自由水参与运输营养物质和代谢废物②生物体内的化学反应离不开水③水是组成细胞的成分之一④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细胞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基本相同
A．①④⑤ B．①②④ C．⑤⑥ D．③⑥
7.下列有关生物体内水和无机盐的叙述错误的是（）
A．细胞代谢过程中，叶绿体、核糖体和中心体中都有水生成
B．水既是细胞内良好的溶剂，又是生物体内物质运输的主要介质
C．无机盐离子对维持血浆的正常浓度和酸碱平衡等有重要作用
D．镁是构成叶绿素的必需成分，植物缺乏镁会导致叶片发黄
8.（xx·虹口模拟）英国医生赛达尼·任格在对离体的蛙心脏进行实验中发现，用不含钙和钾的生理盐水灌注蛙心脏时，蛙心脏收缩不能维持，而用含有少量钙和钾的钠盐溶液灌注时，蛙心脏可持续跳动数小时。

实验说明钙盐和钾盐（）
A．是细胞中某些复杂化合物的重要组成部分
B．对维持生物体的生命活动有重要作用
C．对维持细胞的形态有重要作用
D．为蛙心脏的持续跳动提供能量
9.如图是细胞中几种重要化合物的元素组成。

下列相关叙述中，错误的是（）
A．植物组织培养过程中，如果缺乏了Mg元素，植物的叶片呈黄色
B．蛋白质若含Fe或S元素，这些元素一定位于R基团中
C．ATP中含有腺嘌呤
D．人体缺乏I元素，促甲状腺激素释放激素分泌减少，促甲状腺激素分泌增加
10.下列关于生物试剂的选择、使用或使用结果的叙述正确的是（）
A．用双缩脲试剂鉴定蛋白质时，需将NaOH溶液和CuSO4溶液混匀后使用
B．提取叶绿体色素时加入SiO2是为了防止叶绿体色素被破坏
C．用苏丹Ⅲ染液鉴定含油多的植物组织时，显微镜下可见被染成橘黄色的颗粒
D．判断酵母菌是否进行了酒精发酵可选择斐林试剂，不能选择碘液
11.将小麦种子分别置于20 ℃和30 ℃培养箱中培养4 d，依次取等量的萌发种子分别制成提取液Ⅰ和提取液Ⅱ。

取3支试管甲、乙、丙，分别加入等量的淀粉液，然后按如图加入等量的提取液和蒸馏水，45 ℃水浴保温5 min，立即在3支试管中加入等量斐林试剂并用50～65 ℃的温水浴加热2 min，摇匀并观察试管中的颜色。

结果是（）
A．甲呈蓝色，乙呈砖红色，丙呈无色
B．甲呈无色，乙呈砖红色，丙呈蓝色C．甲、乙皆呈蓝色，丙呈砖红色
D．甲呈浅砖红色，乙呈砖红色，丙呈蓝色12.下表的有关分析错误的是（）
溶液溶质的元素组成检测试剂颜色反应溶质的基本单位
甲C、H、O ①砖红色葡萄糖
乙C、H、O、N等双缩脲试剂②③
A．甲可能是麦芽糖溶液
B．①是斐林试剂，使用时需水浴加热
C．乙液可能是一种酶溶液
D．②是紫色，③是核苷酸
13.互花米草是一种滩涂草本盐沼植物，对水淹的生态环境有很强的适应能力，曾被称为“保滩护堤、促淤造陆的最佳植物”。

互花米草在引入我国后，出现生长蔓延、破坏生态环境的严重问题。

为了探究互花米草对水淹生态环境的适应机制，进一步为调控措施的研究提供依据，某科研小组以“探究互花米草体内自由水与结合水的比值和潮汐水淹时间的关系”为课题，设计了实验。

（1）写出科研小组的实验思路（培养的具体过程和测量方法不作要求）：_________________。

（2）下图曲线甲是科研小组对互花米草处理50 d后的结果，请回答下列问题。

①自由水与结合水的比值和植物的代谢能力及抗逆性有着密切的关系。

根据实验结果可知。

互花米草在水淹时间为________h/d的环境下，抗逆性最强；在水淹时间为________h/d的环境下，代谢活动最旺盛。

②在实验结束时水淹时间为24 h/d的实验组互花米草长势最差，甚至死亡，导致该现象发生的主要原因是___________________。

③该实验小组同时测定K＋吸收速率与水淹时间的关系，如曲线乙所示。

由图可知，互花米草吸收K ＋的方式是________。

高考真题
1.（xx·重庆卷）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
2.（xx·四川理综，2）生物体的生命活动离不开水。

下列关于水的叙述，错误的是（）A．在最基本生命系统中，H2O有自由水和结合水两种存在形式
B．由氨基酸形成多肽链时，生成物H2O中的氢来自氨基和羧基
C．有氧呼吸时，生成物H2O中的氢来自线粒体中丙酮酸的分解
D．H2O在光下分解，产生的[H]将固定的CO2还原成（CH2O）
3.（xx.山东卷.4）下列有关细胞内物质含量比值的关系，正确的是（）
A.细胞内结合水/自由水的比值，种子萌发时比休眠时高
B.人体细胞内O2/CO2的比值，线粒体内比细胞质基质高
C.神经纤维膜内K+/Na+的比值，动作电位时比静息电位时高
D.适宜条件下光合作用过程中C5/C3的比值，停止供应CO2后比停止前的高
4.（xx·江苏单科，22）关于生物组织中还原糖的鉴定，下列叙述正确的是（多选）（）A．量取2 mL斐林试剂时应优先选用5 mL量筒而不用10 mL量筒
B．隔水加热时，试管中液体的液面应低于烧杯中水的液面
C．在组织样液中加入斐林试剂后试管内液体呈现无色，加热后变成砖红色
D．实验结束时将剩余的斐林试剂装入棕色瓶，以便长期保存备用
5.（xx·广东理综，5）油菜种子成熟过程中部分有机物的变化如下图所示。

将不同成熟阶段的种子匀浆后检测，结果正确的是（）
选项取样时间检测试剂检测结果
A 第10 d 斐林试剂不显色
B 第20 d 双缩脲试剂不显色
C 第30 d 苏丹Ⅲ试剂橘黄色
D 第40 d 碘液蓝色
6.（xx.广东卷.2）关于人胰岛素的叙述，正确的是（）
①以碳链为基本骨架②与双缩脲试剂反应呈蓝色
③促进肝糖原分解④由胰岛B细胞合成、分泌
A ①③
B ①④ C②③ D ③④。