创新导学案2015高考生物一轮课件：1-2组成细胞的元素及化合物、细胞中的无机物

第2讲组成细胞的元素及化合物、细胞中的无机物[考纲引领]

1.水和无机盐的作用(Ⅰ)。2.检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质(实验)。考点一组成细胞的化学元素1．完善细胞中的元素分类自然界化合物C、H、O、N、P、S、K、Ca、MgFe、Mn、Zn、Cu、B、MoCC、H、O、N在组成细胞的元素中，占鲜重百分比前四位的依次是

；占干重百分比前四位的依次是

。【警示】

①碳是最基本元素不是因为干重含量最多，而是因为碳易构成基本骨架，是大分子物质形成的基础；②组成细胞的化学元素都是细胞的必需元素，细胞内还可能含有非必需元素，如：一些重金属元素(Pb、Gr、Hg、As等有害元素)。O＞C＞H＞NC＞O＞N＞H2．组成细胞的化学元素(判一判)(1)生物界和非生物界在元素组成的种类和含量上都相同(×)(2)Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等是组成细胞的微量元素(×)(3)微量元素因含量少，所以对生命活动影响不大(×)(4)组成人体细胞的主要元素是O、C、H、N、P、S(√)(5)组成细胞的元素以化合物的形式存在(×)3．组成细胞的化合物水、无机物蛋白质和核酸水蛋白质蛋白质1．元素的组成分析及应用(1)据特征元素推测化合物的种类：(2)利用同位素示踪法通过标记特殊物质中的标志性元素，研究该物质在生物体内的合成运输等生理作用。(3)从化合物的元素组成分析代谢产物：糖类、脂质和蛋白质都含有C、H、O，故其代谢产物都有

和

；蛋白质中还有N，其代谢产物中还含有尿素。(4)从化合物的元素含量上分析氧化分解释放能量的多少：脂肪的含氢量多于糖类，因此等质量的脂肪彻底氧化分解时所消耗的

比糖类多，释放的能量也多于糖类。2．生物界与非生物界的统一性和差异性★理综试卷对本考点的考查多与其他知识综合在一起，考查内容多为识记层次，选择题、非选择题均有。[真题回顾]判断有关细胞中元素和化合物说法的正误。(1)细胞中一种元素的作用能被其他元素替代(2012·江苏卷T1A)(×)(2)细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要(2012·江苏卷T1D)(×)(3)脂肪酸和磷脂含有相同的元素组成(2010·上海卷T9B)(×)(4)主动运输机制有助于维持细胞内元素组成的相对稳定(2012·江苏卷T1C)(√)[考点分向]考向一元素含量及化合物种类1．2013年暑期央视直播了正在塞伦盖蒂大草原进行的东非野生动物大迁徙。图1是小角马细胞中化合物含量的扇形图，图2是有活性的小角马细胞中元素含量的柱形图，下列说法不正确的是(

)A．若图1表示细胞鲜重，则A、B化合物依次是

、蛋白质B．若图2表示组成人体细胞的元素含量，则a、b、c依次是O、C、HC．地壳与活细胞中含量最多的元素都是a，因此说明生物界与非生物界具有统一性D．若图1表示细胞完全脱水后化合物含量，则A化合物具有多样性，其必含的元素为C、H、O、N【解析】

鲜重条件下，组成人体的主要元素按含量由多到少排列依次是O、C、H、N、P、S。组成细胞的化合物中，占细胞鲜重最多的是，其次是蛋白质。占细胞干重最多的化合物是蛋白质，蛋白质具有多样性，组成元素为C、H、O、N等。生物界与非生物界的统一性表现在所含元素的种类上，而不是在元素含量上。【答案】

C【易错易混】

组成细胞化学元素的2个误区(1)误以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。(2)误以为细胞内含量最多的元素是C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。考向二某些化合物的特殊元素2．(2013·海南卷)关于生物体内有机化合物所含元素的叙述，错误的是(

)A．叶绿素含有镁元素B．血红蛋白含有铁元素C．脱氧核糖含有磷元素D．胰岛素含有碳元素【解析】

脱氧核糖的元素组成为C、H、O，不含磷元素，C项错误。【答案】

C3．(2014·江西宜春五校联考)下列有关生物体内化学元素的叙述错误的是(

)A．同一生物体不同组织细胞内化学元素种类和含量大体相同B．C、H、O、N是组成生物体内酶所必需的元素C．蛋白质中的S元素存在于氨基酸的R基中D．核酸中的N存在于碱基中，蛋白质中的N主要存在于肽键中【解析】

同一生物体不同组织细胞中所含的元素种类大体相同，但含量存在差异；多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，它们都含有C、H、O、N元素；蛋白质中的S元素存在于氨基酸的R基中；核酸中的N存在于碱基中，蛋白质中的N主要存在于肽键中。【答案】

A【题后归纳】

部分元素参与形成的化合物元素参与形成的物质及结构N蛋白质、ATP、ADP、NADPH、NADH、叶绿素、DNA、RNA、磷脂等PATP、ADP、NADPH、NADH、DNA、RNA、磷脂等Fe血红蛋白组成成分Mg叶绿素的组成成分S甲硫氨酸、半胱氨酸等含硫氨基酸的组成成分；蛋白质的特征元素考点二生物体内的水和无机盐1．细胞中水的含量、分类及生理作用(1)存在形式：含量是95.5%的

和含量是4.5%的

。其中结合水与

(如

)结合在一起。(2)自由水结合水其他物质蛋白质化合反应液体环境营养物质和代谢废物2．细胞中的无机盐(1)存在形式：主要以

形式存在。【提醒】

种子晒干时减少的是自由水，细胞仍能保持活性；加热或炒熟失去的主要是结合水，种子死亡不萌发。复杂化合物生命活动离子1．图解生物体内水的变化【易错易混】

与水的存在形式有关的3个易错点(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。(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)升高或降低温度时，结合水与自由水可以相互转化，以增强细胞的抗逆性。升高温度时，自由水增多；反之，结合水增多。2．无机盐的存在形式及功能★本考点多年没在理综高考试卷及单科试卷中出现，是典型的冷考点，不过2013年江苏卷的考查打破了这种趋势。[真题回顾]判断关于生物体与水分的关系的正误。(1)缺水时，动物体的正反馈调节能促使机体减少水的散失(2013·江苏卷T16D)(×)(2)水从根系向地上部分的运输与细胞壁无关(2013·江苏卷T16B)(×)(3)适应高渗环境的动物可排出体内多余的盐(2013·江苏卷T16C)(√)(4)贮藏中的种子不含水分，以保持休眠状态(2013·江苏卷T16A)(×)[考点分向]考向一水的存在形式及功能1．(2014·洛阳统考)下列有关水的叙述正确的是(

)A．若不同种生物细胞中的自由水和结合水的比值相同，则它们的代谢强度相同B．在有氧呼吸过程中，线粒体既消耗水又产生水C．酵母菌的有氧呼吸和无氧呼吸均不产生水D．线粒体、核糖体、中心体在其生理活动中都可以产生水【解析】

细胞代谢的强度不仅与自由水和结合水的比值有关，还与温度等因素有关，A错误；有氧呼吸第二阶段丙酮酸在水的参与下彻底氧化分解，第三阶段[H]与氧结合生成水，B正确；有氧呼吸过程有水产生，C错误；中心体的功能是形成纺锤体，无水产生，D错误。【答案】

B【科内综合】

细胞中产生水的结构及代谢过程：产水结构代谢过程叶绿体基质光合作用暗反应阶段线粒体有氧呼吸第三阶段核糖体氨基酸脱水缩合生成多肽高尔基体植物细胞纤维素的合成细胞核DNA复制、转录2.在探索外星球是否存在生命的过程中，科学家始终把寻找水作为最关键的环节，因为水在生命中的意义表现为(

)A．是细胞鲜重中含量最多的化合物B．在生物体内可以流动C．能与蛋白质结合D．生化反应要在水中进行【解析】

在生物体内任何生化反应都要在水中进行，这是水的最重要功能。【答案】

D考向二无机盐的功能3．(2014·山东青岛二中月考)下列能说明无机盐离子在生物体中的重要作用的是(

)A．当植物缺少B时，花药和花丝萎缩，花粉发育不良B．钠盐是以

的状态存在于细胞中的C．农业生产中要给农作物施氮肥D．山羊的血液中如果

的含量过低，就会出现抽搐【解析】

当植物缺少B时，花药和花丝萎缩，花粉发育不良，说明组成细胞的化学元素在生物体内中的重要作用；B项和C项没有体现相应离子在生物体中的作用；血液中

含量过低出现抽搐，说明无机盐离子在生物体中具有重要作用。【答案】

D【归纳总结】

部分无机盐离子的具体功能分析无机盐功能含量异常甲状腺激素的组成成分缺乏时患地方性甲状腺肿血红蛋白的组成成分缺乏时患贫血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”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，易受病害侵袭维持细胞外液的渗透压缺乏会导致细胞外液渗透压下降考点三生物组织中特定有机物的检测1．把下列检测物质、所用试剂、颜色变化进行连线(连一连)【巧记】

苏丹Ⅲ遇脂肪，颜色变化为橘黄；砖红色沉淀何时显？斐林试剂把糖验；蛋白质类双缩脲，紫色络合无处藏。2．完善实验原理及步骤特定的颜色反应加斐林试剂加苏丹Ⅲ（或苏丹Ⅳ双双缩缩脲试剂A脲试剂B1．斐林试剂和双缩脲试剂的比较2.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。(2)脂肪的鉴定实验中，实验材料最好选择花生种子。新鲜的花生种子，可不必浸泡，干种子浸泡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，适于研磨，动物材料常用鸡蛋蛋清。【易混易错】

三类有机物检测在操作步骤上的差异(1)加热。只有鉴定还原糖时，需要在50～65℃温水浴中加热才能出现砖红色沉淀，其余两个实验不需加热。(2)用量。鉴定蛋白质时，如待测组织样液为2mL，则A液为1mL，B液为4滴。注意B液用量不能过量，否则会与A液产生蓝色沉淀，干扰实验的紫色现象。(3)显微镜。脂肪鉴定时可用显微镜，如要观察橘黄色脂肪颗粒，则一定要在显微镜下观察。★本考点是历年的命题热点，命题的原则是“回归教材”和“高于教材”，考查时一是课本实验，二是往往与酶活性实验结合或与生物食品、药品成分鉴定、疾病(如糖尿病、肾炎等)诊断结合。[真题回顾]1．(2012·广东高考)分析下表，可推测(

)注：“＋”显色，“＋＋”显色更深；“－”不显色。溶液双缩脲试剂碘液斐林试剂甲＋－－乙－＋＋－甲、乙混合＋＋＋A．甲溶液含有淀粉B．乙溶液含有还原糖C．混合溶液不含淀粉

D．混合溶液含有淀粉酶【解析】

蛋白质能与双缩脲试剂发生紫色反应，淀粉遇碘变蓝色，斐林试剂与还原糖在水浴加热条件下生成砖红色沉淀。根据溶液甲中的颜色变化可知其含有蛋白质；根据乙溶液中的颜色变化可知其含有淀粉；据甲、乙混合后的颜色反应可知，两溶液中的物质发生反应产生了还原糖，故混合溶液中应含有淀粉酶。【答案】

D2．(2013·江苏卷)在1、3、5号试管中分别加入2mL蒸馏水，2、4、6号试管中分别加入2mL发芽的小麦种子匀浆样液，然后在1～4号试管中适量滴加斐林试剂，5、6号试管中合理滴加双缩脲试剂，摇匀。预期观察到的实验现象是(多选)(

)A．1、3、5号试管内都呈蓝色B．3组实验中甲组和乙组的实验结果相同C．4号试管内呈砖红色，其余试管内都呈蓝色D．4号试管内呈砖红色，6号试管内呈紫色【解析】

题意中提到发芽的小麦种子中含有麦芽糖酶能把淀粉水解成麦芽糖(还原糖)，故小麦匀浆中含有麦芽糖和蛋白质等物质，还原糖和斐林试剂水浴加热呈砖红色，而蛋白质和双缩脲试剂反应呈紫色，不能发生反应的试管中则呈现出斐林试剂和双缩脲试剂原本的颜色，即蓝色，因此试管1、2、3、5为蓝色、4号为砖红色、6号为紫色，因此答案为A、D。【答案】

AD[考点分向]考向一实验的原理和过程1．(经典易错题)下列关于实验操作步骤的叙述中，正确的是(

)A．用于鉴定还原糖的斐林试剂甲液和乙液，可直接用于蛋白质的鉴定B．脂肪的鉴定实验中可能需要用显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪滴C．鉴定还原糖时，要加入斐林试剂甲液摇匀后，再加入乙液D．用于鉴定蛋白质的双缩脲试剂A液与B液要混合均匀后，再加入含样品的试管中，且必须现用现配【解析】

本题在于考查学生的操作是否规范、正确，是否注意了不同鉴定实验之间的差别。在选用试剂上容易出现错误。斐林试剂与双缩脲试剂所用物质相同，且所用氢氧化钠溶液的浓度相同，但二者所用的硫酸铜溶液的质量浓度不同。鉴定还原糖时，是甲、乙两液现用现配，混合后一次加入；而鉴定蛋白质时要先加A液，再加B液。还原糖、蛋白质的颜色反应是试剂与其发生化学反应的结果，是肉眼可见的。用花生子叶切片进行脂肪的鉴定时，由于脂肪滴小且分散在细胞中，所以需要借助于显微镜观察。【答案】

B考向二有关实验材料、试剂的选择2．(2012·上海高考)下列食物营养成分与鉴定试剂及显色反应之间的对应关系中，错误的是(

)A．淀粉：碘液，蓝紫色B．还原糖：班氏试剂，红黄色C．脂肪：苏丹Ⅲ染液，橘红色D．蛋白质：双缩脲试剂，黄绿色【解析】

淀粉遇碘液呈蓝紫色，还原糖遇班氏试剂呈红黄色，脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘红色，而蛋白质遇双缩脲试剂呈紫色。【答案】

D3．鉴定可溶性还原糖、蛋白质、脂肪，观察DNA、RNA在细胞中的分布，所用实验材料均较合理的一组是(

)A．韭菜叶、豆浆、大豆、洋葱鳞片叶内表皮B．梨、鸡蛋清、花生子叶、人口腔上皮细胞C．苹果、花生子叶、大豆、洋葱鳞片叶外表皮D．番茄、豆浆、花生子叶、人口腔上皮细胞【解析】

由于韭菜叶和番茄都具有颜色，会干扰实验效果，不能用于鉴定可溶性还原糖，A和D项错误；花生子叶含脂肪较多而大豆含蛋白质较多，C项错误；正确选项为B。【答案】

B【归纳提升】

有关物质鉴定实验的3点说明(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”不可错写成“非”；双缩脲试剂中的“脲”不可错写成“尿”。实验验证生物体内无机盐生理功能【典例】

科学施肥可使作物接近最高产量而又不会造成肥料浪费。实验表明锌肥的施用量与番茄的果实产量密切相关，下面为实验结果曲线图，请完善探究实验的相关问题。(1)实验目的：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。材料用具：不同浓度的硫酸锌溶液(本实验SO2－4对实验结果的影响可忽略)，用相同的杉木糠和土壤浸出液栽培的240株长势相同的番茄幼苗。(2)实验步骤：①将240株番茄幼苗平均分成________组并编号；②在相同且适宜条件下将幼苗培养至花蕾期，__________________________________________________________________________________________________；③继续培养至果实成熟，_____________________________________________________________________________________________________________________。④绘制实验结果曲线图(如上图)。(3)实验分析与结论：①结果表明，施用锌肥的最佳浓度范围是______________________________________________________。②根据该实验的结果分析科学施肥的理由：_____________________________________________________________________________________________________。【解析】

(1)准确、规范“实验目的”：实验目的的获取需依据提示信息，从题意给予的信息可以看出，本实验研究的是“锌肥的施用量与番茄的果实产量的关系”，所要研究的内容是“未知属性”，实验目的应该定位在“探究”上；从曲线图给予的信息可以看出“不同硫酸锌溶液浓度下，番茄果实产量不同”；因此本实验的实验目的就是“探究锌肥施用量对番茄产量的影响”。或根据坐标图提出另外的实验目的。(2)确定分组的数量及实验设计的原则：①明确分组依据，进行合理分组：题中曲线图横坐标中不同硫酸锌溶液浓度的数量是分组的依据。曲线图中给出了7种不同浓度的硫酸锌溶液，再考虑要设计对照实验，因此要把240株番茄幼苗平均分成8组。②紧扣实验设计的原则：根据平行重复原则，将240株番茄幼苗平均分成8组并编号；根据等量原则、对照原则，“实验组喷洒适量且等体积的不同浓度的硫酸锌溶液，对照组喷洒等量的蒸馏水”。【答案】

(1)探究锌肥施用量对番茄产量的影响(探究种植番茄时施用锌肥的最佳浓度范围)(2)①8

②实验组喷洒适量且等体积的不同浓度的硫酸锌溶液，对照组喷洒等量的蒸馏水③称量每组番茄所结果实的重量(3)①12mg/L～16mg/L

②锌肥施用量超过最佳范围(12mg/L～16mg/L)时果实产量下降，且造成浪费【方法归纳】

无机盐的生理作用及其实验验证分析1．植物必需无机盐的判断依据(1)由于缺乏某种元素，植物的生长发育遇到障碍，不能完成它的生活史。(2)除去某种元素以后，植物体表现出专一的病症，而且这种缺素症是可以利用该元素进行预防和恢复的。(3)某种元素在植物营养上表现的效果是直接的，而不是由土壤的物理、化学或微生物等因素的改变而产生的间接效果。2．判断方法溶液培养法，具体操作过程可归纳如下图：1．(2010·上海卷)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．腺苷三磷酸和核糖核酸

D．胆固醇和血红蛋白【解析】

腺苷三磷酸和核糖核酸的组成元素均为C、H、O、N、P；纤维素含C、H、O，不含N；脂肪酸含C、H、O，不含P；血红蛋白含

而胆固醇不含

。【答案】

C2．(2011·上海卷)生长在含盐量高、干旱土壤中的盐生植物，通过在液泡中贮存大量的

而促进细胞吸收水分，该现象说明液泡内

参与(

)A．调节渗透压

B．组成体内化合物C．维持正常pHD．提供能量【解析】

液泡内的各种矿质离子等能够参与调节细胞液的渗透压，盐生植物液泡中贮存大量的

，增大了细胞液的渗透压，使细胞吸水能力增强。【答案】

A3．(2012·海南卷)关于植物细胞中元素的叙述，错误的是

(

)A．番茄和水稻根系吸收Si元素的量相等B．细胞中含量最多的四种元素是C、O、H和NC．植物根系通过主动运输吸收无机离子需要ATPD．与豆科植物共生的根瘤菌可为豆科植物生长提供N元素【解析】

C、H、O、N四种元素是组成细胞的基本元素，含量最多。番茄和水稻根细胞运输Si的载体数量不同，所以吸收Si元素的量也不相等。植物根吸收无机离子是主动运输，需消耗ATP