组成细胞元素及无机化合物.ppt

1.分类与地位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：,分类依据是根据生物体内含量，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。大量元素和微量元素的划分是依据生物界中生物的整体情况，具体到某一种生物可能有差别。在鲜重和干重条件下，细胞中各种元素的含量是不同的，在鲜重下O元素最多的原因是H2O在细胞中含量最多。组成生物体的常见的20种化学元素是指必需元素，生物体内可能含一些非必需元素。如人体可能含Pb。,2.存在与功能(1)存在与吸收化学元素在生物体内的存在形式：组成生物体的各种化学元素，在生物体内主要以无机盐离子或化合态形式存在，生物体获得各种元素的方式以自由扩散和主动运输为主。,(2)功能调节机体生命活动：如K、Na、Ca2、等。参与重要化合物的组成：如Fe2是血红蛋白的成分，Mg2参与叶绿素的形成，碘是合成甲状腺激素的原料等。影响机体的重要生命活动：如B可促进花粉管的萌发，从而促进植物受精，油菜缺B会“花而不实”。,3.生物界与非生物界的关系(1)生物界和非生物界的统一性生物界中的元素都是从无机环境中获取的，如下图：,生物体内的化学元素都可以在无机环境中找到，没有一种是生物体所特有的。组成生物体的化学元素在生物界与非生物界之间反复出现、循环流动。,(2)生物界和非生物界的差异性组成生物体的化学元素在生物体内和自然界中的含量差异很大。生物体从自然界获取组成自身的元素是有选择的。各种化学元素在生命体系中不是简单的堆积、组合，而是以特殊的有序的方式结合在一起才出现生命现象，也是生物界和非生物界的根本区别。,(3)统一性和差异性的图解,1.(2010淄博质检)奶粉中蛋白质含量检测通常不是直接测定蛋白质含量，而是通过测氮含量来推算蛋白质含量。一般来说，每100克蛋白质平均含氮16克，这些氮主要存在于蛋白质的()A.CONHB.游离的氨基C.游离的羧基D.R基,解析：氨基酸的R基不一定含有N，题目所指的氮主要存在于蛋白质的CONH。,答案：A,1.存在形式与功能,(1)水的变化,(2)水的存在、功能验证鲜种子放在阳光下暴晒，重量减轻自由水散失，代谢减弱。干种子用水浸泡后仍能萌发失去自由水的种子仍保持其生理活性。干种子放在试管中，用酒精灯加热，试管壁上有水珠失去结合水。种子浸泡后不萌发失去结合水的细胞失去生理活性。,2.生物体内水的含量、存在形式及比例与代谢(1)一般情况下，代谢活跃时，生物体含水量在70%以上。含水量降低，生命活动不活跃或进入休眠。(2)当自由水比例增加时，生物体代谢活跃，生长迅速，但抗逆性减弱。例如干种子内所含的主要是结合水，干种子只有吸足水分获得大量自由水，才能进行旺盛的生命活动。,(3)当自由水向结合水转化较多时，代谢强度就会下降，抗寒、抗热、抗旱的性能提高。旱生植物比水生植物具有较强抗旱能力，其生理原因之一就是结合水相对含量较高。,2.(2010韶关质检)水在生物体及细胞内的生命活动中有非常重要的生理功能。下列有关水的叙述中正确的有()A.代谢活动的强弱与细胞内自由水和结合水的比值无关B.线粒体、核糖体、中心体等在其活动中都可以产生水C.叶绿体内只有水的分解而没有水的生成D.水分和无机盐在人体内的平衡有利于保持内环境稳态,解析：水是生物体内含量最多的物质，水盐的平衡对内环境的稳态具有非常重要的意义；在一定范围内，细胞内自由水与结合水比例越大，新陈代谢越旺盛。中心体中不能生成水，叶绿体中进行的光合作用过程中既有水的消耗，又有水的生成。,答案：D,1.存在形式主要是离子形式，如Na、K、Ca2、Mg2、Fe2、Fe3、Cl、等，少数以化合态形式存在。2.吸收的主要方式：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的化合物的重要组成部分，如Mg2叶绿素；Fe2血红蛋白；磷脂、ATP、NADPH；I甲状腺激素。(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Ca2，如果某个动物血液中钙盐的含量过低就会出现抽搐，过高又会出现肌无力。,(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，是生物维持正常的代谢和生理活动的必要条件。渗透压的平衡：Na、Cl对细胞外液渗透压起重要作用，K则对细胞内液渗透压起决定作用。酸碱平衡(即pH平衡)：pH调节着细胞的一切生命活动，它的改变影响着原生质体组成物的所有特性以及在细胞内发生的一切反应：如人血浆中的、等。,离子平衡：动物细胞内外Na/K/Ca2的比例是相对稳定的。细胞膜外Na高、K低，细胞膜内K高、Na低。K、Na这两种离子在细胞膜内外分布的浓度差，是使细胞可以保持反应性能的重要条件。,3.(2010南京质检)下列关于无机盐的叙述，错误的是()A.缺铁性贫血是因为体内缺乏铁，血红蛋白不能合成B.Mg2是叶绿素的成分之一，缺Mg2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CaCO3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,解析：铁是血红蛋白的组成成分，缺铁则不能合成血红蛋白；Mg2是叶绿素的组成成分，缺Mg2则不能合成叶绿素，进而影响光合作用；细胞中的无机盐大多数以离子形式存在；碘是合成甲状腺激素的原料，在食物中加碘是为了补充碘，预防因食物中缺碘而引起地方性甲状腺肿。,答案：C,医生常给脱水的病人注射0.9%的生理盐水。因为红细胞在蒸馏水中会因吸水过多而胀破，在浓盐水中会因失水过多而皱缩，从而失去输送氧的功能，这说明()A.水和无机盐是构成细胞的重要物质B.水分子容易进出细胞C.无机盐离子容易进出细胞D.无机盐对维持细胞的形态和功能有重要作用,解析不同浓度的盐水会通过改变细胞的形态而影响细胞运输氧气的功能，说明无机盐对维持细胞的形态和功能具有重要作用。,答案D,(1)在生理或病理条件下，常需补充缺失的某些成分，如：肠炎导致脱水生理盐水；低血糖葡萄糖；缺铁性贫血铁、蛋白质；地方性甲状腺肿碘；剧烈运动或高温淡盐水或盐汽水；抽搐钙。,(2)质量分数为0.9%的NaCl溶液的浓度，正是人体细胞所处液体环境的浓度，在医学上被称为生理盐水。当人体需要补充盐溶液或输入药物时，应输入该溶液或用该溶液作为药物的溶剂，以保证人体细胞的生活环境维持在相对稳定的状态。,水在生物体内是一种良好的溶剂，是各种化学反应的介质。下列相关叙述不正确的是()A.水是有氧呼吸的反应物和生成物B.当人体缺水时，血浆的渗透压降低，产生渴觉C.温度适当升高会使细胞内自由水与结合水的比值升高D.核糖体中进行的化学反应有水生成,.,解析水，尤其是自由水，不仅是良好溶剂，而且是代谢中主要的反应物和生成物，并且为各种反应提供了液体环境。有氧呼吸水是第二阶段的反应物，第三阶段的生成物；蛋白质合成脱水缩合；温度升高，结合水自由水，自由水/结合水的比值增大，代谢加快；人体缺水血浆渗透压升高产生渴觉。,答案B,涉及细胞内水的两种存在形式含量变化时，要注意：(1)原理：水分含量与新陈代谢、生物抗性的关系细胞中自由水与结合水的比值大，生物新陈代谢旺盛，其抗性小；若该比值小，生物新陈代谢缓慢，其抗性大。,(2)分析思路环境条件是否恶化；细胞的年龄变化；生命活动强度(或状态)的变化。(3)相关结论环境恶化自由水，结合水；细胞衰老自由水，结合水；生命活动增强自由水，结合水。,近几年来的电视广告中，有许多推广中老年人补铁、钙和锌等的保健品和药品的广告，说明了无机盐对人体的健康起着重要作用。人体无机盐主要来自于食物，比如海带中含有丰富的碘，无机盐对于维持植物的生命活动也起着重要的作用。结合所学生物学知识，联系日常生活分析回答下列问题：,(1)铁、钙和锌等无机盐在细胞内主要以形式存在，是组成细胞的重要组成成分，如铁是合成不可缺少的成分，人体缺铁可引起贫血症，血液运输的能力低。钙在人体内的总量达1300g，其中99%存在于骨骼，一旦钙离子在血浆中的浓度明显下降，会出现症状。,(2)人体的内环境中含有多种无机盐，如维持渗透压的离子：，维持pH稳态的离子：，概括地说，细胞外液本质就是一种盐溶液，类似于海水，在一定程度上反映了：。,解析本题考查无机盐在生物体内的存在形式与功能等。无机盐在细胞内主要以离子形式存在。Fe2是血红蛋白的重要组分；Ca2可维持肌细胞正常的机能。无机离子还可以维持细胞外液与内液的渗透压平衡及酸碱平衡，以维持细胞正常的生命活动。其中维持渗透压的主要是Na、Cl等，维持pH的则是一些缓冲物质，如NaHCO3/H2CO3，Na2HPO4/NaH2PO4。,答案(1)离子血红蛋白氧气抽搐(2)Na和Cl和生命起源于海洋,实验原理,生物组织中某些有机化合物能与某些化学试剂产生特定的颜色反应。(1)糖类,淀粉+碘蓝色,还原糖+斐林试剂,5065水浴加热,约2min,砖红色沉淀,(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,实验流程,(1)还原糖的检测和观察选材：含糖量较高、白色或近于白色的植物组织,结论：组织样液中有可溶性还原糖,(2)脂肪的检测和观察方法一：花生种子匀浆3滴苏丹染液橘黄色方法二：取材：花生种子(浸泡)，将子叶削成薄片,结论：花生种子中有脂肪存在,(3)蛋白质的检测和观察选材与制备：鲜肝提取液或黄豆浆滤液,结论：组织样液中存在蛋白质,基本技术要求,(1)在鉴定可溶性还原糖的实验中，加热试管中的溶液时，应该用试管夹夹住试管上部，放入盛5065温水的大烧杯中加热。注意试管底部不要接触烧杯底部；斐林试剂不稳定，应现用现配。(2)还原糖、蛋白质的鉴定实验中，在加相应试剂鉴定之前，要留出一部分组织样液，以便与鉴定后的样液颜色作对比，增强实验的说服力。,(3)在蛋白质的鉴定实验中，如果用蛋清稀释液作为实验材料，一定要稀释到一定程度，否则，与双缩脲试剂发生反应后会粘在试管的内壁上，使反应不彻底，试管也不易洗刷干净。(4)脂肪的鉴定中，实验用的花生种子需提前浸泡34h，浸泡时间太短，不易切片；浸泡时间太长，则组织太软，切下的薄片不易成形。,(1)实验材料的选择由于本实验是利用颜色反应鉴定不同的物质，因此在实验的选材上应注意以下两点：材料本身应无色，以免对结果产生干扰；材料应富含相关物质，使现象更显著。,(2)斐林试剂与双缩脲试剂的比较,典例印证,(2010茂名质检)根据相关实验，回答下列问题：(1)鉴定成熟苹果果肉中存在还原性糖，所用的试剂是，该试剂与细胞内还原性糖发生作用，形成沉淀，因此，可用该试剂检验糖尿病人尿液中的含量。,(2)鉴定黄豆组织中存在蛋白质时，向组织液中加入双缩脲试剂A摇匀，再向样液中加入双缩脲试剂B摇匀。其中双缩脲试剂B的量只有34滴，而不能过量，为什么？。,解析还原糖的鉴定试剂常用斐林剂试，也可用班氏试剂，原理是相同的：还原糖的CHO将Cu(OH)2的Cu2还原为Cu。在蛋白质鉴定中，NaOH的作用是制造蛋白质与Cu2形成络合物的碱性条件，若Cu2过量，会与NaOH反应，生成蓝色的Cu(OH)2，干扰现象的观察。,答案(1)斐林试剂砖红色葡萄糖(2)过量的双缩腺试剂B会于试剂A反应，使溶液呈蓝色，而掩盖生成的紫色,利用某些化学试剂能够使生物组织中有关有机化合物产生特定颜色反应的原理和方法，还可以解决以下问题：(1)对生物组织进行某种成分的检测。(2)在医学上进行疾病的诊断，如糖尿病、肾炎。(3)可以鉴定某些消化液中含有蛋白质。(4)用于劣质奶粉的鉴定。(5)不同生物组织中含糖量高低的测定。,随堂高考1.(2009广东高考)对下表中所列待测物质的检测，所选用的试剂及预期结果都正确的是(),A.B.C.D.,解析：鉴别脂肪可以利用苏丹，呈现橘黄色，也可以利用苏丹，呈现红色；蛋白质与双缩脲试剂反应呈紫色。,答案：D,2.(2009江苏高考)下列有关实验及显色结果的叙述，错误的有(多选)()A.水浴加热条件下，蔗糖与斐林试剂发生作用生成砖红色沉淀B.沸水浴条件下，脱氧核苷酸与二苯胺发生作用呈现蓝色C.常温条件下，蛋白质与双缩脲试剂发生作用呈现紫色D.常温条件下，核糖核酸与甲基绿作用呈现绿色,解析：斐林试剂是检验还原糖的试剂，蔗糖属于非还原糖，不能在水浴条件下与斐林试剂产生砖红色沉淀；二苯胺检测的物质是DNA，脱氧核苷酸是DNA的基本组成单位，不能用二苯胺进行检测；核糖核酸是(RNA)，甲基绿检测脱氧核糖核酸(DNA)呈绿色。,答案：ABD,3.(2008山东高考)从细胞膜上提取了某种成分，用非酶法处理后，加入双缩脲试剂出现紫色；若加入斐林或班氏试剂并加热，出现砖红色。该成分是()A.糖脂B.磷脂C.糖蛋白D.脂蛋白,解析：本题考查细胞膜的成分及物质鉴定方面的知识。用双缩脲试剂处理该成分出现紫色反应，说明该成分含蛋白质；加入斐林试剂或班氏试剂并加热，出现砖红色沉淀，说明该成分含还原糖。综上分析，该成分同时含蛋白质和糖类，所以为糖蛋白。,答案：C,4.(2008广东理基)双缩脲试剂可以鉴定蛋白质，是由于蛋白质有()A.肽键B.氨基酸C.羧基D.氨基,解析：在碱性溶液中，双缩脲(H2NOCNHCONH2)能与Cu2作用，形成紫色的络合物。由于蛋白质分子中含有很多与双缩脲结构相似的肽键，因此，蛋白质可与双缩脲试剂发生颜色反应，从而用来鉴定蛋白质的存在。,答案：A,5.(2007广东理基)下列健康人的4种液体样本中，能与双缩脲试剂发生紫色颜色反应的是()尿液胃液汗液唾液A.B.C.D.,解析：双缩脲试剂是用于鉴定蛋白质的试剂，可与蛋白质发生紫色反应。胃液中含有胃蛋白酶，唾液中含有唾液淀粉酶，它们都属于蛋白质。,答案：D,6.(2007江苏高考)若以鸡蛋蛋白液为材料进行蛋白质鉴定实验，发现蛋白液与双缩脲试剂发生反应后会粘固在试管壁上。下列关于这一现象形成原因的描述中正确的是()A.鸡蛋蛋白液稀释不够，搅拌不匀B.只添加了双缩脲试剂A，未添加双缩脲试剂BC.鸡蛋蛋白液不是合适的实验材料D.蛋白液与双缩脲试剂的反应时间不够长,解析：如果蛋白液稀释不够，与双缩脲试剂发生反应后会粘固在试管的内壁上，使反应不容易进行彻底，并且试管也不容易刷洗干净。只加双缩脲试剂A是为了造成碱性环境，不会发生反应，也不会粘固在试管壁上。鸡蛋蛋白液中含丰富的蛋白质，是蛋白质鉴定的合适材料。蛋白液中先后加入双缩脲试剂A、B，摇匀后即可观察现象，是否粘在试