1.1.2-元素和化合物解析

第2講細(xì)胞中的元素和化合物

【網(wǎng)絡(luò)概覽】（2015新課標(biāo)卷Ⅰ）下列敘述錯(cuò)誤的是A.DNA與ATP中所含元素的種類相同B.一個(gè)tRNA分子中只有一個(gè)反密碼子C.T2噬菌體的核酸由脫氧核糖核苷酸組成D.控制細(xì)菌性狀的基因位于擬核和線粒體中的DNA上D（2014四川卷，2）生物體的生命活動(dòng)離不開水。下列關(guān)于水的敘述，錯(cuò)誤的是A.在最基本生命系統(tǒng)中，H2O有自由水和結(jié)合水兩種存在形式B.由氨基酸形成多肽鏈時(shí)，生成物H2O中的氫來自氨基和羧基C.有氧呼吸時(shí)，生成物H2O中的氫來自線粒體中丙酮酸的分解D.H2O在光下分解，產(chǎn)生的[H]將固定的CO2還原成（CH2O）C（2014海南卷，5）下列關(guān)于植物體內(nèi)水分的敘述，錯(cuò)誤的是A.植物體內(nèi)的水分參與營養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸B.水是構(gòu)成葉肉細(xì)胞的重要化合物之一C.自由水可作為細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)物D.同種植物萌發(fā)種子的含水量與休眠種子的相同

D考點(diǎn)一組成細(xì)胞的元素與化合物1．細(xì)胞中的元素(1)大量元素和微量元素的劃分依據(jù)是含量，但二者都是組成生物體的必需元素。(2)占細(xì)胞干重最多的元素是C，占細(xì)胞鮮重最多的元素是O；無論干重還是鮮重，C、H、O、N四種元素的含量均最多。2.生物界與非生物界的統(tǒng)一性和差異性：細(xì)胞統(tǒng)一性和差異性的體現(xiàn)：不同生物體內(nèi)所含的化學(xué)元素的種類基本相同，但在不同生物體內(nèi)同種元素的含量差別較大；同一生物體內(nèi)不同組織細(xì)胞中各元素的含量也不相同。

[生物界具有統(tǒng)一性的拓展](1)從化學(xué)元素角度分析：組成生物體的化學(xué)元素的種類大體相同。(2)從分子水平角度分析：①所有生物DNA分子的空間結(jié)構(gòu)(規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu))和化學(xué)組成(四種脫氧核苷酸)相同；②所有生物共用一套遺傳密碼子；③蛋白質(zhì)的基本組成單位——氨基酸的種類基本相同。(3)從結(jié)構(gòu)角度分析：除病毒外，生物體都是由細(xì)胞組成的。(4)從能量角度分析：生物體都是以ATP作為能量“通貨”的。二．組成細(xì)胞的化合物(1)種類及含量圖1-2-2基礎(chǔ)知識(shí)鞏固蛋白質(zhì)水

（2）根據(jù)元素組成可進(jìn)行有機(jī)物種類的判斷(1)從特征元素推測化合物種類(2)從化合物的元素組成上分析代謝產(chǎn)物：糖類、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的組成元素都有C、H、O，可推知其代謝產(chǎn)物中都有CO2和H2O；蛋白質(zhì)中含N，故其代謝產(chǎn)物還有尿素等。[考察角度](3)從化合物的元素含量上分析儲(chǔ)能效率：脂肪的H/O高于糖類，因此脂肪徹底氧化分解時(shí)所消耗的O2和產(chǎn)生的H2O比等量的糖類多，釋放的能量也多于糖類。(4)利用同位素示蹤法通過標(biāo)記特殊物質(zhì)中的標(biāo)志性元素，研究該物質(zhì)在生物體內(nèi)的合成、運(yùn)輸?shù)壬磉^程?？键c(diǎn)互動(dòng)探究補(bǔ)充（1）動(dòng)物與植物干重相比，由于植物含糖較多，動(dòng)物含脂肪，蛋白質(zhì)較多，所以植物體中含O元素較多，動(dòng)物體中含N,H元素較多例1圖中①②③④表示不同化學(xué)元素所組成的化合物，以下說法不正確的是(

)A．若①為某種多聚體的單體，則①最可能是氨基酸B．若②大量存在于皮下和內(nèi)臟器官周圍等部位，則②是脂肪C．若③為多聚體，且能貯存生物的遺傳信息，則③是染色體D．若④主要在人體肝臟和肌肉內(nèi)合成，則④最可能是糖原圖1-2-7CP3例題1【對點(diǎn)訓(xùn)練】[2014·陜西咸陽二模]下列有關(guān)細(xì)胞中元素及化合物的敘述，正確的是(

)A．細(xì)胞中的糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸共有的元素是C、H、O、NB．蛋白質(zhì)的多樣性由DNA中堿基序列的多樣性決定C．細(xì)胞中的激素、維生素、抗體、酶都是有機(jī)物，都能為生命活動(dòng)提供能量D．細(xì)胞中的激素、酶、抗體及tRNA發(fā)揮作用后都會(huì)立即失活，需不斷合成B(細(xì)胞的結(jié)構(gòu))(2014·衡水模擬)下列哪一組結(jié)構(gòu)或物質(zhì)的元素組成可能不相同(

)A.細(xì)菌體內(nèi)的基因與細(xì)胞膜B.藍(lán)藻細(xì)胞內(nèi)的核糖體與細(xì)菌的細(xì)胞壁C.骨骼肌細(xì)胞內(nèi)的線粒體與染色體D.植物細(xì)胞的細(xì)胞壁與動(dòng)物細(xì)胞中的糖原

B

[2014·北京豐臺(tái)區(qū)模擬]下列物質(zhì)所含元素對應(yīng)錯(cuò)誤的是

A．葉綠素：鎂B．纖維素：磷C．性激素：碳D．生長素：氫B[2014·江淮十校聯(lián)考]下列關(guān)于構(gòu)成細(xì)胞的化學(xué)元素、大量元素和微量元素的敘述中，不正確的是(

)A．C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg都是大量元素，C在各種有機(jī)物中均存在B．非生物界的元素在生物界都能夠找到，這說明生物界和非生物界具有統(tǒng)一性C．劃分大量元素和微量元素的標(biāo)準(zhǔn)是元素的含量，二者之間不可相互替代D．微量元素雖然含量少，但它們既參與細(xì)胞結(jié)構(gòu)組成，也參與細(xì)胞的代謝調(diào)節(jié)B【解題金手指】判斷元素和化合物時(shí)需要明確四點(diǎn)(1)判斷元素的含量時(shí)，要明確是鮮重還是干重。如判斷細(xì)胞中含量最多的元素時(shí)，要明確鮮重時(shí)氧元素最多、干重時(shí)碳元素最多。(2)判斷元素的差異時(shí)，要明確是種類還是含量。因?yàn)榻M成不同細(xì)胞的化學(xué)元素，在種類上差別不大，但在含量上相差很大?！窘忸}金手指】(3)判斷化合物元素組成時(shí)，要明確每種化合物的化學(xué)本質(zhì)。糖類：C、H、O。脂質(zhì)：主要為C、H、O，有的還含N和P。蛋白質(zhì)：基本元素為C、H、O、N，有的還含S、Fe。核酸：C、H、O、N、P。(4)判斷微量元素時(shí)，要明確含量和是否是生物體所必需。微量元素含量很少并且是生物體所必需。含量少但不是生物體所必需的不是微量元素，如人體內(nèi)可能含有的汞或鎘?？键c(diǎn)二細(xì)胞中的水和無機(jī)鹽1．細(xì)胞中的水(1)含量特點(diǎn)①細(xì)胞和生物體中含量最多的物質(zhì)(如精肉中的水，沙漠植物中的水)。②含水量比較：水生>陸生、幼年>成年>老年、代謝旺盛>代謝緩慢、幼嫩細(xì)胞>衰老細(xì)胞?！窘忸}金手指】生物體內(nèi)水的含量與代謝的關(guān)系(1)一般情況下，代謝活躍時(shí)，生物體含水量在70%以上。含水量降低，生命活動(dòng)不活躍或進(jìn)入休眠。(2)當(dāng)自由水比例增加時(shí)，生物體代謝活躍，生長迅速。例如，干種子內(nèi)所含的主要是結(jié)合水，干種子只有吸足水分，獲得大量自由水，才能進(jìn)行旺盛的生命活動(dòng)。(3)當(dāng)自由水向結(jié)合水轉(zhuǎn)化較多時(shí)，代謝強(qiáng)度就會(huì)下降，而抗寒、抗熱、抗旱的性能提高。例如，旱生植物比水生植物具有較強(qiáng)抗旱能力，其生理原因之一是結(jié)合水含量較高。(3)細(xì)胞中產(chǎn)生水的生理過程及結(jié)構(gòu)生理過程結(jié)構(gòu)光合作用的暗反應(yīng)過程葉綠體基質(zhì)有氧呼吸的第三階段：O2＋[H]→H2O線粒體內(nèi)膜氨基酸脫水縮合作用核糖體單糖形成纖維素等多糖的過程高爾基體

DNA復(fù)制細(xì)胞核、葉綠體、線粒體、擬核、質(zhì)粒DNA轉(zhuǎn)錄形成mRNA的過程細(xì)胞核、葉綠體、線粒體、擬核

ATP合成細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體(4)細(xì)胞中消耗(或利用)水的生理過程及結(jié)構(gòu)生理過程結(jié)構(gòu)光合作用的光反應(yīng)：H2O→O2＋[H]葉綠體基粒有氧呼吸的第二階段線粒體基質(zhì)肝臟細(xì)胞中糖原的分解過程肝臟細(xì)胞等淀粉、脂肪、蛋白質(zhì)的消化細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(細(xì)胞內(nèi)消化)消化道(細(xì)胞外消化)

ATP水解成ADP和磷酸細(xì)胞內(nèi)【總結(jié)提升】(1)水與光合作用的關(guān)系①水是光合作用的原料；②水是光合作用的介質(zhì)，光合作用的整個(gè)過程都在水中進(jìn)行；③葉肉細(xì)胞缺水，會(huì)使氣孔關(guān)閉，導(dǎo)致CO2的吸收量減少，影響光合作用。(2)水與細(xì)胞呼吸的關(guān)系①水是細(xì)胞呼吸的介質(zhì)；②水既是細(xì)胞呼吸的原料(有氧呼吸第二階段)，也是細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物(有氧呼吸第三階段)；③種子的細(xì)胞呼吸會(huì)隨水的增加而加強(qiáng)(干燥的種子利于貯存，潮濕的種子因細(xì)胞呼吸消耗大量有機(jī)物而不利于貯存)；④葉肉細(xì)胞缺水會(huì)導(dǎo)致呼吸作用下降。2.細(xì)胞中的無機(jī)鹽(1)含量：很少，僅占細(xì)胞鮮重的1%～1.5%。(2)功能與實(shí)例生理功能實(shí)例構(gòu)成化合物的成分葉綠素中含有Mg2＋血紅蛋白中含有Fe2＋維持生命活動(dòng)血鈣含量太低，肌肉會(huì)發(fā)生抽搐維持滲透壓細(xì)胞缺少無機(jī)鹽會(huì)萎縮維持酸堿平衡

H2CO3/NaHCO3緩沖體系例2[2014·韶關(guān)二模]下列有關(guān)生物體內(nèi)水和無機(jī)鹽的敘述，正確的是(

)A．細(xì)胞代謝過程中，葉綠體、核糖體和中心體中都有水生成B．水分在衰老、癌變細(xì)胞中含量較少，而在分裂、成熟的細(xì)胞中含量較多C．ATP和[H]在葉綠體中隨水的分解而產(chǎn)生，在線粒體中隨水的生成而產(chǎn)生D．種子在曬干的過程中，結(jié)合水的比例升高，代謝減弱D

(化學(xué)元素生理作用)小明同學(xué)感冒頻繁，口腔潰瘍反復(fù)發(fā)作，傷口不易愈合，食欲不振，免疫力低下。比起同齡兒童，他的身體偏矮，偏瘦。去醫(yī)院后，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)小明血清中鋅的含量過低。對上述材料的解釋，不正確的是(

)A.鋅能增強(qiáng)人體免疫力B.鋅在人體的生長發(fā)育過程中的作用不容替代C.鋅是人體必需的微量元素D.鋅的作用極大，只要有鋅，人就能正常生長D【對點(diǎn)訓(xùn)練】[2015·保定高陽中學(xué)月考]生長在含鹽量高、干旱土壤中的鹽生植物，通過在液泡中貯存大量的Na＋而促進(jìn)細(xì)胞吸收水分，該現(xiàn)象說明液泡內(nèi)的Na＋參與(

)

A．調(diào)節(jié)滲透壓B．組成體內(nèi)化合物C．維持正常pHD．提供能量A實(shí)驗(yàn)——檢測生物組織中還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)一、實(shí)驗(yàn)原理可溶性糖中的還原糖(如葡萄糖、果糖、麥芽糖)與______試劑發(fā)生作用，可以生成________的沉淀。脂肪可以被________染液染成________(或被蘇丹Ⅳ染液染成紅色)。蛋白質(zhì)與________試劑發(fā)生作用，可以產(chǎn)生______反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)方略展示斐林磚紅色蘇丹Ⅲ

橘黃色雙縮脲紫色二、實(shí)驗(yàn)步驟1．還原糖的檢測選材：含糖量較高、______________________的植物組織結(jié)論：組織樣液中含有____________顏色為白色或近于白色磚紅色沉淀可溶性還原糖2．脂肪的檢測方法一：花生種子勻漿＋3滴蘇丹Ⅲ染液→________方法二：橘黃色蘇丹Ⅲ低倍鏡橘黃色3．蛋白質(zhì)的檢測選材與制備：蛋清稀釋液或豆?jié){濾液結(jié)論：組織樣液中存在________4．淀粉的檢測待測樣液碘液呈藍(lán)色待測樣液中含有________4滴紫色蛋白質(zhì)淀粉[注意]

實(shí)驗(yàn)材料的選擇和試劑的配制(1)還原糖的鑒定：要選擇含還原糖量較高、顏色較淺的材料，這樣顏色反應(yīng)才明顯。通過實(shí)驗(yàn)比較，顏色反應(yīng)的明顯程度依次為蘋果、梨、白色甘藍(lán)葉、白蘿卜。(2)脂肪的鑒定：要選擇富含脂肪的材料，如花生種子、蓖麻種子等，提前浸泡3～4h。如果是新鮮花生種子，可以不必浸泡，否則切下的薄片不易成形。(3)蛋白質(zhì)的鑒定：最好的實(shí)驗(yàn)材料是雞蛋清，其蛋白質(zhì)含量相對較高，配制的提取液透明，與雙縮脲試劑反應(yīng)后，顏色反應(yīng)明顯，但使用的蛋清液需要稀釋。(4)正確配制和使用斐林試劑與雙縮脲試劑：

比較項(xiàng)目斐林試劑雙縮脲試劑成分甲液乙液A液B液0.1g/mLNaOH溶液0.05g/mLCuSO4溶液0.1g/mLNaOH溶液0.01g/mLCuSO4溶液反應(yīng)原理含醛基的可溶性還原糖將Cu(OH)2還原為Cu2O沉淀具有兩個(gè)或兩個(gè)以上肽鍵的化合物在堿性條件下與Cu2＋反應(yīng)生成紫色絡(luò)合物添加順序甲液、乙液等量混勻后立即使用先加入1mLA液搖勻，再加入4滴B液搖勻反應(yīng)條件

50～65℃水浴加熱不需加熱反應(yīng)現(xiàn)象樣液淺藍(lán)色→棕色→磚紅色樣液變成紫色實(shí)驗(yàn)方略2——化學(xué)物質(zhì)鑒別類實(shí)驗(yàn)的總結(jié)1．特定物質(zhì)(結(jié)構(gòu))、特定試劑及其特定的顯色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)名稱實(shí)驗(yàn)常用的試劑實(shí)驗(yàn)材料現(xiàn)象淀粉的檢測碘液脫色的葉片變藍(lán)還原糖的檢測斐林試劑蘋果或梨勻漿等磚紅色沉淀蛋白質(zhì)的檢測雙縮脲試劑豆?jié){、稀蛋清液等紫色脂肪的檢測蘇丹Ⅲ/Ⅳ染液花生種子橘黃色/紅色檢測染色體龍膽紫溶液或醋酸洋紅液洋蔥根尖細(xì)胞深紫色/紅色葉綠體中色素的提取和分離無水乙醇、層析液新鮮的綠葉(如菠菜葉)出現(xiàn)四條色素帶檢測DNA/RNA甲基綠/吡羅紅人的口腔上皮細(xì)胞(其他動(dòng)物或植物細(xì)胞)綠色/紅色探究酵母細(xì)胞呼吸的方式重鉻酸鉀溶液酵母菌培養(yǎng)液橙色→灰綠色溴麝香草酚藍(lán)水溶液藍(lán)→綠→黃2.實(shí)驗(yàn)拓展延伸(1)物質(zhì)鑒定無需提取直接鑒定(還原糖等)→通過加試劑產(chǎn)生特定顏色變化進(jìn)行鑒定；提取后再鑒定(色素等)→層析法分離鑒定。(2)定量檢測指標(biāo)還原糖、蛋白質(zhì)、淀粉→顏色的深淺；CO2→變混濁程度或速度；色素→色素帶的寬窄。例4[2014·湖北部分重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考]顏色變化常作為生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的一項(xiàng)