必修1-第1单元-第2讲组成细胞的化学元素和无机化合物

一、组成细胞的元素和化合物1．组成细胞的元素(1)大量元素：__________________________________等。(2)微量元素：_________________________等。(3)来源：生物体有选择地从____________中获得。(4)存在形式：大多以_______的形式存在。C、H、O、N、P、S、K、Ca、MgFe、Mn、Zn、Cu、B、Mo无机自然界化合物2．组成细胞的化合物水蛋白质(1)细胞内含量最多的化合物：______。(2)细胞内含量最多的无机化合物：_____。(3)占细胞鲜重最多的化合物：______。(4)细胞内含量最多的有机化合物：__________。(5)占细胞干重最多的化合物：_______。水水水蛋白质蛋白质二、细胞中的水和无机盐1．水(1)写出A、B、C、D反映出的以上两种水的功能：A．组成________；B.提供细胞生活的_____环境；C．作为________，参与反应；D有利于________。(2)自由水和结合水的转换：温度升高后，_______可转换为________，自由水与结合水的比例会________，新陈代谢会________。细胞结构液体反应物物质运输结合水自由水升高增强2．无机盐(1)在细胞中的存在形式：主要是________。(2)生理作用：①是某些复杂化合物的组成成分，如Mg2＋参与________合成；Fe2＋参与_________合成。②维持细胞和生物体的___________。离子叶绿素血红蛋白生命活动1.组成细胞的化学元素的存在形式有哪些？有机物与无机物在元素组成上有什么区别？[提示]

组成细胞的化学元素，绝大多数构成化合物，少数以离子的形式存在，如细胞中的K＋、H2PO、HCO等。组成有机物的分子中都有碳元素，如糖类、脂质和蛋白质等都含有C、H、O等元素；无机物如水只由H和O两种元素构成。2．鲜重条件和干重条件下，组成细胞的主要元素中，从多到少的前四种元素分别是什么？[提示]

鲜重条件下，由多到少的前四种依次是：O>C>H>N；干重条件下由多到少的前四种依次是：C>O>N>H。3．自由水参与细胞内的哪些生化反应？[提示]

水参与光反应、有氧呼吸第二阶段、物质水解。1.种类与含量组成细胞的化学元素(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．主要作用(1)维持机体的生命活动。如K＋可保持心肌正常的兴奋性；Ca2＋可调节肌肉收缩和血液凝固，血钙过高会造成肌无力，血钙过低会引起抽搐；B可促进植物花粉的萌发和花粉管的伸长，植物缺B会造成“花而不实”。(2)组成化合物化合物元素组成糖类和脂肪C、H、O蛋白质C、H、O、N等核酸和ATPC、H、O、N、P3．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。1.大量元素和微量元素的划分是依据生物界中生物体内的含量，具体到某一种生物可能有差别。2．不同生物体内所含的化学元素的种类基本相同，但在不同生物体内同种元素的含量差别较大；同一生物体内的不同元素的含量也不相同，这是细胞统一性和差异性的表现。细胞中的水1.水的含量特点及与代谢程度和抗逆性的关系(1)含量特点①细胞和生物体中含量最多的物质(如精肉中的水，沙漠植物中的水)。②含水量：水生>陆生、幼年>成年>老年、代谢旺盛>代谢缓慢、幼嫩细胞>衰老细胞。(2)与代谢强度的关系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。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与抗逆性的关系当自由水向结合水转化较多时，代谢强度就会下降，抗寒、耐热、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含量较高。2．水在细胞代谢中转化的场所与代谢过程的归纳总结结构代谢过程叶绿体基质光合作用暗反应阶段生成水线粒体有氧呼吸第三阶段生成水核糖体氨基酸脱水缩合生成多肽高尔基体参与植物细胞纤维素的合成细胞核DNA复制、转录(DNA、RNA的合成)生成水细胞中的无机盐1.无机盐的存在形式主要以离子形式存在，少数以化合物形式存在，如Ca在骨骼和牙齿中以碳酸钙的形式存在。3．部分无机盐离子的具体功能分析无机盐功能含量异常I－甲状腺激素的组成成分缺乏时患地方性甲状腺肿Fe2＋血红蛋白的组成成分缺乏时患贫血Ca2＋降低神经系统的兴奋性血钙过低时，会出现抽搐现象，血钙过高时，会患肌无力Mg2＋组成叶绿素的元素之一缺乏时叶片变黄，无法进行光合作用B促进花粉的萌发和花粉管的伸长油菜缺硼时，会出现“花而不实”K＋促进植物体内淀粉的运输；动物细胞内液渗透压的维持缺乏时植物抗逆能力减弱，易受病害侵袭Na＋维持细胞外液的渗透压缺乏会导致细胞外液渗透压下降提醒：在实验组中还可设置二次对照，即在出现病症后，再加入含X的培养液，植物恢复正常生长，以形成前后对照。实验技能——生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定2．脂肪＋苏丹Ⅲ染液―→橘黄色脂肪＋苏丹Ⅳ染液―→红色3．蛋白质＋双缩脲试剂―→紫色二、实验流程图示先根据选材预测实验结果，然后再进行实验验证，因此本实验属验证性实验。2．脂肪的检测和观察方法一：花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ染液→橘黄色方法二：3．蛋白质的检测和观察4．淀粉的检测和观察1.实验材料的选择(1)可溶性还原糖的鉴定实验中，最理想的实验材料是还原糖含量较高的生物组织(或器官)，而且组织的颜色较浅，易于观察。可选用苹果、梨、白色甘蓝叶、白萝卜等。(2)脂肪的鉴定实验中，实验材料最好选富含脂肪的生物组织，若利用显微镜观察，则最好选择花生种子。如果是新鲜花生种子，可不必浸泡，浸泡后效果反而不好；如果是干种子，需浸泡3～4h最适宜切片(浸泡时间短，不容易切片；浸泡时间过长，组织太软，切下的薄片不易成形)。(3)蛋白质的鉴定实验，最好选用富含蛋白质的生物组织。植物材料常用大豆，且浸泡1～2d，便于研磨，动物材料常用鸡卵清蛋白。2．实验操作中的注意事项(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50～65℃温水的大烧杯中加热。注意试管底部不要接触烧杯底部；斐林试剂不稳定易变性，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)使用双缩脲试剂B时，注意要少量，否则，过量的双缩脲试剂B液会与双缩脲试剂A液反应，使溶液呈蓝色从而掩盖生成的紫色。(5)生物组织中可溶性还原糖的鉴定除了用斐林试剂，还可以用班氏试剂和银氨溶液。班氏试剂的实验原理与斐林试剂相似，不同的是班氏试剂可长期使用；银氨溶液能把醛基氧化成羧基，将Ag＋还原成金属银，银附着在试管壁上，形成银镜，因此银镜反应可用于鉴定还原糖。技法提炼斐林试剂与双缩脲试剂比较斐林试剂双缩脲试剂甲液乙液A液B液成分0.1g/mLNaOH溶液0.05g/mLCuSO4溶液0.1g/mLNaOH溶液0.01g/mLCuSO4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1mL，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物质名称