1.1.2-元素和化合物解析

第2讲细胞中的元素和化合物

【网络概览】（2015新课标卷Ⅰ）下列叙述错误的是A.DNA与ATP中所含元素的种类相同B.一个tRNA分子中只有一个反密码子C.T2噬菌体的核酸由脱氧核糖核苷酸组成D.控制细菌性状的基因位于拟核和线粒体中的DNA上D（2014四川卷，2）生物体的生命活动离不开水。下列关于水的叙述，错误的是A.在最基本生命系统中，H2O有自由水和结合水两种存在形式B.由氨基酸形成多肽链时，生成物H2O中的氢来自氨基和羧基C.有氧呼吸时，生成物H2O中的氢来自线粒体中丙酮酸的分解D.H2O在光下分解，产生的[H]将固定的CO2还原成（CH2O）C（2014海南卷，5）下列关于植物体内水分的叙述，错误的是A.植物体内的水分参与营养物质的运输B.水是构成叶肉细胞的重要化合物之一C.自由水可作为细胞内化学反应的反应物D.同种植物萌发种子的含水量与休眠种子的相同

D考点一组成细胞的元素与化合物1．细胞中的元素(1)大量元素和微量元素的划分依据是含量，但二者都是组成生物体的必需元素。(2)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四种元素的含量均最多。2.生物界与非生物界的统一性和差异性：细胞统一性和差异性的体现：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；同一生物体内不同组织细胞中各元素的含量也不相同。

[生物界具有统一性的拓展](1)从化学元素角度分析：组成生物体的化学元素的种类大体相同。(2)从分子水平角度分析：①所有生物DNA分子的空间结构(规则的双螺旋结构)和化学组成(四种脱氧核苷酸)相同；②所有生物共用一套遗传密码子；③蛋白质的基本组成单位——氨基酸的种类基本相同。(3)从结构角度分析：除病毒外，生物体都是由细胞组成的。(4)从能量角度分析：生物体都是以ATP作为能量“通货”的。二．组成细胞的化合物(1)种类及含量图1­2­2基础知识巩固蛋白质水

（2）根据元素组成可进行有机物种类的判断(1)从特征元素推测化合物种类(2)从化合物的元素组成上分析代谢产物：糖类、脂质和蛋白质的组成元素都有C、H、O，可推知其代谢产物中都有CO2和H2O；蛋白质中含N，故其代谢产物还有尿素等。[考察角度](3)从化合物的元素含量上分析储能效率：脂肪的H/O高于糖类，因此脂肪彻底氧化分解时所消耗的O2和产生的H2O比等量的糖类多，释放的能量也多于糖类。(4)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、运输等生理过程。考点互动探究补充（1）动物与植物干重相比，由于植物含糖较多，动物含脂肪，蛋白质较多，所以植物体中含O元素较多，动物体中含N,H元素较多例1图中①②③④表示不同化学元素所组成的化合物，以下说法不正确的是(

)A．若①为某种多聚体的单体，则①最可能是氨基酸B．若②大量存在于皮下和内脏器官周围等部位，则②是脂肪C．若③为多聚体，且能贮存生物的遗传信息，则③是染色体D．若④主要在人体肝脏和肌肉内合成，则④最可能是糖原图1­2­7CP3例题1【对点训练】[2014·陕西咸阳二模]下列有关细胞中元素及化合物的叙述，正确的是(

)A．细胞中的糖类、脂质、蛋白质、核酸共有的元素是C、H、O、NB．蛋白质的多样性由DNA中碱基序列的多样性决定C．细胞中的激素、维生素、抗体、酶都是有机物，都能为生命活动提供能量D．细胞中的激素、酶、抗体及tRNA发挥作用后都会立即失活，需不断合成B(细胞的结构)(2014·衡水模拟)下列哪一组结构或物质的元素组成可能不相同(

)A.细菌体内的基因与细胞膜B.蓝藻细胞内的核糖体与细菌的细胞壁C.骨骼肌细胞内的线粒体与染色体D.植物细胞的细胞壁与动物细胞中的糖原

B

[2014·北京丰台区模拟]下列物质所含元素对应错误的是

A．叶绿素：镁B．纤维素：磷C．性激素：碳D．生长素：氢B[2014·江淮十校联考]下列关于构成细胞的化学元素、大量元素和微量元素的叙述中，不正确的是(

)A．C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg都是大量元素，C在各种有机物中均存在B．非生物界的元素在生物界都能够找到，这说明生物界和非生物界具有统一性C．划分大量元素和微量元素的标准是元素的含量，二者之间不可相互替代D．微量元素虽然含量少，但它们既参与细胞结构组成，也参与细胞的代谢调节B【解题金手指】判断元素和化合物时需要明确四点(1)判断元素的含量时，要明确是鲜重还是干重。如判断细胞中含量最多的元素时，要明确鲜重时氧元素最多、干重时碳元素最多。(2)判断元素的差异时，要明确是种类还是含量。因为组成不同细胞的化学元素，在种类上差别不大，但在含量上相差很大。【解题金手指】(3)判断化合物元素组成时，要明确每种化合物的化学本质。糖类：C、H、O。脂质：主要为C、H、O，有的还含N和P。蛋白质：基本元素为C、H、O、N，有的还含S、Fe。核酸：C、H、O、N、P。(4)判断微量元素时，要明确含量和是否是生物体所必需。微量元素含量很少并且是生物体所必需。含量少但不是生物体所必需的不是微量元素，如人体内可能含有的汞或镉。考点二细胞中的水和无机盐1．细胞中的水(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含水量比较：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。【解题金手指】生物体内水的含量与代谢的关系(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。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，而抗寒、抗热、抗旱的性能提高。例如，旱生植物比水生植物具有较强抗旱能力，其生理原因之一是结合水含量较高。(3)细胞中产生水的生理过程及结构生理过程结构光合作用的暗反应过程叶绿体基质有氧呼吸的第三阶段：O2＋[H]→H2O线粒体内膜氨基酸脱水缩合作用核糖体单糖形成纤维素等多糖的过程高尔基体

DNA复制细胞核、叶绿体、线粒体、拟核、质粒DNA转录形成mRNA的过程细胞核、叶绿体、线粒体、拟核

ATP合成细胞质基质、线粒体、叶绿体(4)细胞中消耗(或利用)水的生理过程及结构生理过程结构光合作用的光反应：H2O→O2＋[H]叶绿体基粒有氧呼吸的第二阶段线粒体基质肝脏细胞中糖原的分解过程肝脏细胞等淀粉、脂肪、蛋白质的消化细胞质基质(细胞内消化)消化道(细胞外消化)

ATP水解成ADP和磷酸细胞内【总结提升】(1)水与光合作用的关系①水是光合作用的原料；②水是光合作用的介质，光合作用的整个过程都在水中进行；③叶肉细胞缺水，会使气孔关闭，导致CO2的吸收量减少，影响光合作用。(2)水与细胞呼吸的关系①水是细胞呼吸的介质；②水既是细胞呼吸的原料(有氧呼吸第二阶段)，也是细胞呼吸的产物(有氧呼吸第三阶段)；③种子的细胞呼吸会随水的增加而加强(干燥的种子利于贮存，潮湿的种子因细胞呼吸消耗大量有机物而不利于贮存)；④叶肉细胞缺水会导致呼吸作用下降。2.细胞中的无机盐(1)含量：很少，仅占细胞鲜重的1%～1.5%。(2)功能与实例生理功能实例构成化合物的成分叶绿素中含有Mg2＋血红蛋白中含有Fe2＋维持生命活动血钙含量太低，肌肉会发生抽搐维持渗透压细胞缺少无机盐会萎缩维持酸碱平衡

H2CO3/NaHCO3缓冲体系例2[2014·韶关二模]下列有关生物体内水和无机盐的叙述，正确的是(

)A．细胞代谢过程中，叶绿体、核糖体和中心体中都有水生成B．水分在衰老、癌变细胞中含量较少，而在分裂、成熟的细胞中含量较多C．ATP和[H]在叶绿体中随水的分解而产生，在线粒体中随水的生成而产生D．种子在晒干的过程中，结合水的比例升高，代谢减弱D

(化学元素生理作用)小明同学感冒频繁，口腔溃疡反复发作，伤口不易愈合，食欲不振，免疫力低下。比起同龄儿童，他的身体偏矮，偏瘦。去医院后，经检查发现小明血清中锌的含量过低。对上述材料的解释，不正确的是(

)A.锌能增强人体免疫力B.锌在人体的生长发育过程中的作用不容替代C.锌是人体必需的微量元素D.锌的作用极大，只要有锌，人就能正常生长D【对点训练】[2015·保定高阳中学月考]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Na＋而促进细胞吸收水分，该现象说明液泡内的Na＋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A实验——检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质一、实验原理可溶性糖中的还原糖(如葡萄糖、果糖、麦芽糖)与______试剂发生作用，可以生成________的沉淀。脂肪可以被________染液染成________(或被苏丹Ⅳ染液染成红色)。蛋白质与________试剂发生作用，可以产生______反应。实验方略展示斐林砖红色苏丹Ⅲ

橘黄色双缩脲紫色二、实验步骤1．还原糖的检测选材：含糖量较高、______________________的植物组织结论：组织样液中含有____________颜色为白色或近于白色砖红色沉淀可溶性还原糖2．脂肪的检测方法一：花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ染液→________方法二：橘黄色苏丹Ⅲ低倍镜橘黄色3．蛋白质的检测选材与制备：蛋清稀释液或豆浆滤液结论：组织样液中存在________4．淀粉的检测待测样液碘液呈蓝色待测样液中含有________4滴紫色蛋白质淀粉[注意]

实验材料的选择和试剂的配制(1)还原糖的鉴定：要选择含还原糖量较高、颜色较浅的材料，这样颜色反应才明显。通过实验比较，颜色反应的明显程度依次为苹果、梨、白色甘蓝叶、白萝卜。(2)脂肪的鉴定：要选择富含脂肪的材料，如花生种子、蓖麻种子等，提前浸泡3～4h。如果是新鲜花生种子，可以不必浸泡，否则切下的薄片不易成形。(3)蛋白质的鉴定：最好的实验材料是鸡蛋清，其蛋白质含量相对较高，配制的提取液透明，与双缩脲试剂反应后，颜色反应明显，但使用的蛋清液需要稀释。(4)正确配制和使用斐林试剂与双缩脲试剂：

比较项目斐林试剂双缩脲试剂成分甲液乙液A液B液0.1g/mLNaOH溶液0.05g/mLCuSO4溶液0.1g/mLNaOH溶液0.01g/mLCuSO4溶液反应原理含醛基的可溶性还原糖将Cu(OH)2还原为Cu2O沉淀具有两个或两个以上肽键的化合物在碱性条件下与Cu2＋反应生成紫色络合物添加顺序甲液、乙液等量混匀后立即使用先加入1mLA液摇匀，再加入4滴B液摇匀反应条件

50～65℃水浴加热不需加热反应现象样液浅蓝色→棕色→砖红色样液变成紫色实验方略2——化学物质鉴别类实验的总结1．特定物质(结构)、特定试剂及其特定的显色反应实验名称实验常用的试剂实验材料现象淀粉的检测碘液脱色的叶片变蓝还原糖的检测斐林试剂苹果或梨匀浆等砖红色沉淀蛋白质的检测双缩脲试剂豆浆、稀蛋清液等紫色脂肪的检测苏丹Ⅲ/Ⅳ染液花生种子橘黄色/红色检测染色体龙胆紫溶液或醋酸洋红液洋葱根尖细胞深紫色/红色叶绿体中色素的提取和分离无水乙醇、层析液新鲜的绿叶(如菠菜叶)出现四条色素带检测DNA/RNA甲基绿/吡罗红人的口腔上皮细胞(其他动物或植物细胞)绿色/红色探究酵母细胞呼吸的方式重铬酸钾溶液酵母菌培养液橙色→灰绿色溴麝香草酚蓝水溶液蓝→绿→黄2.实验拓展延伸(1)物质鉴定无需提取直接鉴定(还原糖等)→通过加试剂产生特定颜色变化进行鉴定；提取后再鉴定(色素等)→层析法分离鉴定。(2)定量检测指标还原糖、蛋白质、淀粉→颜色的深浅；CO2→变混浊程度或速度；色素→色素带的宽窄。例4[2014·湖北部分重点中学联考]颜色变化常作为生物学实验的一项