第1、5节　细胞中的元素和化合物 细胞中的无机物（49张PPT）

一、组成细胞的元素1.元素的分类(1)按元素在生物体内的含量可分为①大量元素,如C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。②微量元素,如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。(2)按元素在生物体内的作用可分为①最基本的元素:C。②基本元素:C、H、O、N。③主要元素,如C、H、O、N、P、S。2.元素的含量特点(1)占细胞鲜重前四位的元素是O、C、H、N。(2)占细胞干重前四位的元素是C、O、N、H。

细胞鲜重中前四位的元素和细胞干重中前四位的元素为什么不同?提示:因为细胞鲜重水分较多,所以比细胞干重中的O和H都多,所以导

致鲜重中O含量多于C,而H含量多于N。二、组成细胞的化合物思考感悟提示三、生物组织中糖类、脂肪和蛋白质的检测检测物质试剂颜色变化还原糖斐林试剂砖红色沉淀淀粉碘液蓝色脂肪苏丹Ⅲ染液橘黄色苏丹Ⅳ染液红色蛋白质双缩脲试剂紫色四、水和无机盐1.水的存在形式和功能

细胞中的自由水和结合水能否相互转化?试举例说明。提示:可以,例如当温度升高后,种子中的一部分结合水会转化成自由

水。思考感悟提示

1.如图表示人体细胞中各种化合物或主要元素占细胞鲜重的含量,以

下按①②③④顺序排列,正确的是

(

)

A.水、蛋白质、糖类、脂质;N、H、O、C

B.蛋白质、糖类、脂质、水;O、C、N、HC.水、蛋白质、脂质、糖类;H、O、C、N

D.蛋白质、水、脂质、糖类;C、O、H、N答案:D解析2.下列关于无机盐的叙述,错误的是

(

)A.细胞中的某些无机盐离子对维持细胞的酸碱平衡具有一定作用

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答案:C解析3.下列元素在生物体内含量较少,但对维持生物体正常生命活动必不

可少的是

(

)A.Fe、Mn、Zn、MgB.Zn、Cu、Mn、CaC.Zn、Cu、B、MnD.Mg、Mn、Cu、Mo答案:C解析4.如果细胞内结合水与自由水的比值用a表示,则初生细胞a1与衰老细胞a2的大小为 (

)A.a1>a2B.a1=a2

C.a1<a2D.无法判断答案:C解析5.下列各组中的前项为需检测的物质,中项为使用的试剂,后项为产生

的颜色,对应正确的是

(

)A.葡萄糖、斐林试剂、砖红色

B.脂肪、苏丹Ⅲ染液、红色C.蛋白质、双缩脲试剂、蓝色

D.脂肪、苏丹Ⅳ染液、橘黄色答案:A解析

要点一

细胞中的水1.水在细胞中的含量(1)生物体内水分的含量一般为85%~90%,是各种化学成分中含量最

多的。(2)不同种生物,体内含水量不同。水生生物体内的含水量比陆生生

物多。(3)同一生物,不同器官、组织含水量不同。代谢旺盛的器官、组织含水量较多。(4)同一生物,不同生长发育期含水量不同,幼年人体内的含水量大于

成年人,成年人大于老年人。2.水与有关生理功能的联系生理过程相关知识链接光合作用作原料,在光反应阶段被光解产生[H]和O2,发生在叶绿体类囊体薄膜上;在暗反应阶段的叶绿体基质中产生水有氧呼吸作原料,在第二阶段提供[H];在第三阶段[H]与O2结合生成水ATP与ADP的转化在合成酶作用下产生ATP,同时产

生水;而ATP在水解酶作用下水解

时需消耗水与蛋白质、糖原、脂肪、核酸的关系合成大分子物质时都伴随水的产

生,而大分子物质水解成小分子物

质时都需要水参与3.自由水和结合水在一定条件下可相互转化自由水

结合水(1)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。(2)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的抗旱能力,其生理

原因之一就是结合水含量较高。【典题例析】植物在冬季来临过程中,随着气温的逐渐降低,体内发生了一系列适应低温的生理生化变化,抗寒能力逐渐增强。如图为冬

小麦在不同时期含水量和呼吸速率变化关系图。请据图回答问题:

(1)随气温下降植物的含水量下降的原因是

。(2)从水的角度分析植物抗寒性逐渐增强的原因是

(3)从代谢角度分析,植物抗寒性逐渐增强的原因是

,有机物消耗减少,有利于可溶性糖积累,使细胞液浓度增大,

不易结冰。解析:(1)温度降低,植物的代谢速率随之降低,产生的各种化合物减少,

导致细胞液浓度降低而使细胞吸收的水分减少。(2)结合水与自由水比值升高时,植物抗逆性增强。由图中可看出,随

冬季来临,植物体内自由水含量下降,结合水含量上升。(3)温度降低,细胞呼吸减弱,消耗的有机物减少,可溶性糖含量相对增

加,从而使细胞液浓度增大,不易结冰。解析答案:(1)温度下降,蒸腾作用减弱,吸水减少(2)自由水含量下降,结合水含量相对增加(3)细胞呼吸减弱【规律方法】解答本题可从以下三方面进行考虑:(1)影响细胞呼吸的外界因素主要是温度。要点二【对点训练】医生给病人输液时,常把药剂溶解于生理盐水(0.9%的NaCl溶液)中,而不是溶解于蒸馏水中。这是因为

(

)A.蒸馏水不含营养物质B.无机盐在生物体的生命活动中是不可缺少的C.蒸馏水可增大细胞中自由水比例,使细胞代谢加快,加剧病情D.生理盐水能维持人体渗透压的平衡,防止细胞过度吸水解析:无机盐对于维持细胞及生物体的渗透压从而维持细胞正常形态

与功能具有重要作用。生理盐水是人体细胞的等渗溶液,可维持人体

渗透压的平衡,防止细胞过度吸水而涨破。答案:D解析

检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质1.原理(1)糖类中的还原糖(如葡萄糖、果糖),与斐林试剂在加热时发生作

用,生成砖红色沉淀。(2)脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色(或被苏丹Ⅳ染液染成红色)。(3)蛋白质与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应。(4)淀粉遇碘变蓝色。2.流程(1)还原糖的检测与观察

(2)脂肪的检测与观察方法一:花生种子匀浆+3滴苏丹Ⅲ染液→橘黄色方法二:(3)蛋白质的检测与观察

3.斐林试剂与双缩脲试剂的比较

斐林试剂双缩脲试剂鉴定成分还原糖蛋白质鉴定原理还原糖中的醛基(—

CHO)在加热条件下

能将Cu(OH)2中的Cu2+

还原成Cu+,从而生成

砖红色的Cu2O沉淀双缩脲(H2NOC—NH—CONH2)在碱性溶液中能与Cu2+结合生成紫色络合物,蛋白质分

子中含有与双缩脲结

构相似的肽键试剂浓度甲液:质量浓度为0.1g

/mL的NaOH溶液;乙

液:质量浓度为0.05g/

mL的CuSO4溶液A液:质量浓度为0.1g/

mL的NaOH溶液;B液:

质量浓度为0.01g/mL

的CuSO4溶液使用方法甲液、乙液混合均匀

后,再加入样液先加A液造成碱性环

境,再加B液使用条件加热不加热实验现象浅蓝色→棕色→砖红

色紫色【对点训练】在使用斐林试剂鉴定还原糖的实验中,教材要求必须

将斐林试剂的甲液和乙液混合均匀后再使用。但在实验过程中,实验

者设想按照不同的使用顺序使用甲液和乙液及与混合均匀后使用,结

果是否一样?实验猜想:用斐林试剂鉴定还原糖与甲液、乙液使用顺

序及是否混合均匀后使用无关。实验设计:为探究以上猜想,实验者按下列表格中的思路设计:实验思路试管第一次加入物第二次加入物第三次加入物加热颜色变化1号2mL苹果汁0.5mL0.05g/mLCuSO4溶

液0.5mL0.1g/mLNaOH溶

液加热

2号2mL苹果

汁AB加热

3号2mL苹果

汁C加热

请回答下列问题:(1)2、3号试管中应加入的物质是A.

,B.

,C.

。(2)1、2、3号试管的设计主要体现了什么样的实验设计思路?

。(3)1号和2号试管相比,实验变量是

。(4)预测及相关结论:①当出现了什么样的实验现象时,实验猜想是正确的?

。②当出现了什么样的实验现象时,实验猜想是错误的?

。解析:由实验猜想可知,该实验探究的是斐林试剂甲液、乙液的使用

。1号试管中先加入CuSO4溶液,后加入NaOH溶液,为了对照,所以2号

试管应颠倒甲液和乙液的顺序;3号试管应该先将甲液和乙液混合均

匀后再加入;实验中还要注意等量原则,所以A代表0.5mL0.1g/mL

NaOH溶液,B代表0.5mL0.05g/mLCuSO4溶液,C则代表1mL的斐林

试剂。1号和2号试管相比,斐林试剂甲液和乙液的加入顺序不同,所

以此时的实验变量是NaOH溶液和CuSO4溶液的加入顺序。如果三

支试管均出现砖红色沉淀,说明猜想是正确的;如果1号和2号试管没有出现砖红色沉淀,而3号试管出现了砖红色沉淀,则说明猜想是错误

的。答案:(1)A.0.5mL0.1g/mLNaOH溶液B.0.5mL0.05g/mLCuSO4溶

液C.1mL的斐林试剂(2)遵循对照原则(3)NaOH溶液与CuSO4溶液加入的顺序(4)①1号、2号和3号试管均出现砖红色沉淀②1号和2号试管没有

出现砖红色沉淀,3号试管出现砖红色沉淀拓展:分析对照实验时,注意根据实验目的确定自变量,并进行控制,形成相应对照,对照分为空白对照、前后对照、平行对照等,并分析与

之有关的影响实验结果的无关变量,按照单一变量原则,实验中需要

其他无关变量相同,从而避免无关变量对实验结果的影响。

1.如图1是细胞中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表示细胞鲜重中部分化合物的含量比例,则A、B化合物依次

是水、蛋白质B.若图2表示组成人体细胞的几种元素含量,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,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部分化合物的含量比例,则A化合物具

有多样性,其中所含元素为C、H、O、N解析:细胞在没有脱水状态,含量最多的物质是水,其次是蛋白质,A项

正确;组成人体细胞(鲜重)的元素含量排前三位的依次是O、C、H,B

项正确;无机界和生物界中元素种类相同,但是每种元素的含量(或元

素所占的比例)并不相同,C项错误;细胞完全脱水后,A化合物是蛋白

质,其中含的元素为C、H、O、N,D项正确。答案:C2.(2011·济南一模)美国宇航局公布的“机遇”号火星探测车对火星

进行探测的详细资料,有明确的数据表明,火星过去曾有丰富的水资

源,于是推测火星上可能存在过生命。这一推测的理由是

(

)A.水是细胞中含量最多的化合物B.结合水是细胞和生物体的组成成分C.一切生命活动都离不开水D.代谢旺盛的细胞中含水量高解析:一切生命活动都离不开水,所以有水就可能有生命。答案:C解析3.(密码原创)从2012年3月15日起,我国食盐碘量标准下调,各地可按

标准浮动30%。卫生部曾表示,目前中国食盐中碘含量偏高,约5省份

处于过量水平,16省份处于略大于适宜量水平。下列有关叙述不正确

的是

(

)A.碘在人体中属于微量元素B.幼年时缺碘,甲状腺激素缺乏会影响脑的发育C.饮食中碘含量过高也会对人体健康造成危害D.缺碘引起的地方性甲状腺肿患者体内促甲状腺激素含量过低解析:碘在人体中的含量很低,属于微量元素,A项正确;甲状腺激素影

响神经系统的发育,B项正确;饮食中碘含量过高,会患高碘甲状腺肿

等疾病,C项正确;地方性甲状腺肿是由于患者体内甲状腺激素含量

低,反馈调节使促甲状腺激素增多,导致甲状腺增生而增大,D项错误.答案:D4.红薯和土豆都富含淀粉,但红薯吃起来比土豆甜。为探究其原因,某

生物兴趣小组在温度不同、其他条件相同的情况下对处于休眠期的

红薯块根与土豆块茎处理30min后测定还原糖的含量。结果如图:

(1)由图中曲线可知,60℃时红薯还原糖含量最高,原因是

。(2)与红薯相比,土豆不含还原糖的可能原因是

。(3)为了确定土豆中不含还原糖的原因,请完成以下实验:实验原理:①淀粉能被淀粉酶水解为还原糖;②

。备选材料与用具:去掉淀粉与还原糖的红薯提取液,去掉淀粉的土豆

提取液,双缩脲试剂A液,双缩脲试剂B液,斐林试剂甲液,斐林试剂乙

液,苏丹红染液,质量分数为3%的淀粉溶液,质量分数为3%的蔗糖溶

液等。实验步骤:第一步:取A、B两支试管,在A试管中加入去掉淀粉的土豆提取液2mL,B试管中加入去掉淀粉和还原糖的红薯提取液2mL。

水浴保温5min。第二步:向A、B两支试管中各加入等量的水浴加温至60℃的