第2講細胞中的元素和化合物，細胞中的無機物

1.說出細胞主要由C、H、O、N、P、S等元素構(gòu)成，它們以碳鏈為骨架形成

課復雜的生物大分子

標2.指出水大約占細胞重量的2/3,以自由水和結(jié)合水的形式存在,賦予了細胞許

要多特性，在生命活動中具有重要作用

求3.舉例說出無機鹽在細胞內(nèi)含量雖少，但與生命活動密切相關(guān)

4.教學活動:檢測生物組織中的還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)

考點一細胞中的元素和化合物（固本?識記類）

必備知識

1.生物界與無機自然界元素的統(tǒng)一性和差異性

［原因］生物選擇性地從無機自然界獲取各種物質(zhì)來組成自身。

2.元素種類和存在形式

是根據(jù)含量區(qū)分的，而不是從

功能上劃分的

合力大量元素

?等

微量元素

「分類，----------------------------等

依據(jù)&生物體含量很少的元素并非都是微量元素

含量最多的四種元素（干重、鮮重

I均最多）

繇大多以的形式存在

3.細胞中的化合物

：鮮重含量最多

_______:占

一般是C、H、O、一

-------------?糖類

}C、H、O、N（S）＞蛋白質(zhì):干重含量最多

C、H、O、N、P鏟除

--------------?核酸

C、H、O（N、P）Q

--------------旨質(zhì)

考點易錯?明辨析

（l）Ca、Mg、Fe、Mn、Cu是組成細胞的微量元素。（）

（2）微量元素雖然含量較少,但比大量元素重要。（）

（3）組成人體的主要元素（占細胞鮮重百分比）中,C最多Q次之。（）

（4）C、H、O、P、N參與組成線粒體的內(nèi)膜。（）

（5）生物界和無機自然界在元素組成上具有統(tǒng)一性，因此地殼中的元素在生物體內(nèi)都能找

到。（）

（6）［天津卷］藻類的ATP和淀粉都是含磷化合物。（）

⑺在沙漠植物仙人掌的活細胞中含量最多的化合物是蛋白質(zhì)。（）

長句拓展?練思維

1.［必修1P16“思考?討論”］玉米細胞和人體細胞干重中含量較多的四種元素都是C、H、

O、N,這是因為一

O

2.植物缺少N、Mg、P會影響光合作用的原因是

O

典型例題

1.［2024?浙江金華一中模擬］茶葉生產(chǎn)在中國已有3000多年的歷史，其中信陽毛尖以

“細、圓、光、直、多白毫、香高、味濃、湯色綠”的獨特風格，盛名傳播國內(nèi)外。下列

說法正確的是（）

A.Mg是微量元素，參與葉綠素構(gòu)成

B.茶葉和人體所含元素種類大致相同，但含量有差異

C.采摘的新鮮茶葉的細胞中含量最高的化合物是蛋白質(zhì)

D.制好的成品茶相比新鮮茶葉結(jié)合水/自由水的值低

2.［2024?湖北黃岡一模］苯丙酮尿癥患者早期確診后，可及時采取嚴格限制高蛋白食物攝

入的飲食策略輔助治療。為驗證該策略的有效性進行了相關(guān)研究,下表為研究過程中患

者體內(nèi)幾種礦質(zhì)元素含量的檢測結(jié)果。下列分析正確的是（）

鋅/鐵/鈣/鎂/銅/

組別

(gmol/L)(|imol/L)(mmol/L)(mmol/L)(gmo/L)

實驗70.58+7.38±1.68±1.65+21.77+

組1.531.200.170.173.97

對照78.61±7.75±1.72±1.48±20.04±

組0.900.950.170.205.29

A.表中檢測的5種元素均為微量元素

B.實驗組不限制高蛋白食物攝入,對照組限制高蛋白食物攝入

C.表中結(jié)果說明高蛋白食物的攝入會影響患者體內(nèi)礦質(zhì)元素的含量

D.人體血液中必須含有一定量的Ca2+,但Ca2+的含量過高會引起抽搐

I方法技巧I

判斷化合物種類的三種方法

(1)元素組成分析法

糖類中的幾丁質(zhì)(殼多糖)還含有N

蛋法絕大多數(shù)蠢類、

脂肪、固醇

磷酸、核酸、ATP等

(2)特征元素提示法

Fe是構(gòu)成血紅素的元素

A/

葉綠素+冬粵+冬自府

［C、H、O、N)

核酸、ATP等「二-甲狀腺激素

(3)代謝產(chǎn)物推理法

［蛋白質(zhì)卜C°彝20［代謝產(chǎn)物)C02和H20悔類、脂肪)

考點二細胞中的無機物(固本?識記類)

必備知識

1.細胞中的水

⑴含量

①生物體的含水量隨著的不同有所差別。

②水是中含量最多的化合物。

(2)水分子的結(jié)構(gòu)特點

①水分子是分子，因此水是良好的溶劑。

②水分子之間以結(jié)合，因此水的溫度相對不容易發(fā)生改變。

(3)存在形式及功能

(功能*是③的重要組成

細

胞一部分

中存在

的蔽廣細胞內(nèi)的良好溶劑

水）參與許多④____________

〕。②眄______________________

,為細胞提供⑤

修運送⑥

（4）自由水、結(jié)合水與細胞代謝的關(guān)系

「比值大一代謝____,但抗逆性—

［自由水/結(jié)合水J-代謝強度，但抗寒、

但抗旱、抗熱等抗逆性—

2.細胞中的無機鹽

主要是-Mg-?葉綠素

①形式組成復雜例如-③血紅蛋白

化合物

-④ATP、核酸、磷脂

「血鈣過⑤_-肌無力

可維持細胞

例如

作-血鈣過⑥^一抽搐

和生物體的動物

用生命活動⑦缺乏-神經(jīng)、肌肉細

—胞興奮性降低

主

要S人體中的Na.和C「對于維持

髓維持細胞和細胞外液（內(nèi)環(huán)境）滲透壓起

生物體正常一

主要作用，K+對細胞內(nèi)液滲

的滲透壓

般為透壓的維持起主要作用

!:'

國

H2c03與HC03對于維持人

體血漿pH穩(wěn)定非常重要

考點易錯?明辨析

（1）細胞內(nèi)一部分水能與蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)相結(jié)合。（）

（2）［全國乙卷］自由水和結(jié)合水比值的改變會影響細胞的代謝活動。（）

（3）結(jié)合水是細胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分，主要存在于液泡中。（）

（4）Mg存在于葉綠體的類胡蘿卜素中。（）

（5）細胞中的無機鹽大多數(shù)以化合物的形式存在，如CaCCh構(gòu)成骨骼、牙齒等。（）

（6）成年人缺碘會患大脖子病，說明無機鹽對維持酸堿平衡很重要。（）

（7）無機鹽參與維持細胞的酸堿平衡，不參與有機物的合成。（）

長句拓展?練思維

1.農(nóng)田施肥的同時，往往需要適當澆水，此時澆水的原因

是O

2.北方冬小麥在冬天來臨前，自由水的比例會逐漸降低，而結(jié)合水的比例會逐漸升高，原因

是.

3.對于患急性腸炎的病人，治療時經(jīng)常需要補充生理鹽水,原因是

4.Na\K+對細胞內(nèi)外滲透壓大小所起的作用一樣嗎?，原因是

典型例題

命題角度一考查細胞中的水

1.[2024?河北石家莊期末]在人體不同組織中，水的存在形式與其功能直接相關(guān)，血液中的

水主要是自由水，有利于物質(zhì)運輸,心肌中的水主要是結(jié)合水，可以維持肌肉細胞的形態(tài)，有

利于肌肉的收縮。下列關(guān)于生物組織中水的敘述，正確的是()

A.人體不同組織的形態(tài)與含水量直接相關(guān)，含水量相同的組織，形態(tài)一定相同

B.唾液腺細胞合成唾液淀粉酶過程中產(chǎn)生的水，來自氨基酸的氨基和較基

C.不同物質(zhì)與水的結(jié)合能力不同，同一細胞不同時期水的存在形式不變

D.溫度下降會影響哺乳動物體內(nèi)自由水和結(jié)合水的比值，使動物抵抗寒冷的能力增強

2.[2024?湖北武漢模擬]我國新疆的鹽堿地資源豐富，科學家對其中的鹽堿水進行過濾、

殺菌、淡化等處理，再添加微量元素，將鹽堿水改良處理成與天然海水相似的“人造海水”,

用于海產(chǎn)養(yǎng)殖。下列敘述錯誤的是()

A.水是極性分子這一性質(zhì)決定了大部分的無機鹽易溶于水

B.水分子可通過自由擴散與協(xié)助擴散進入海產(chǎn)動物細胞中

C.海產(chǎn)動物可在內(nèi)環(huán)境中積累代謝產(chǎn)物以維持滲透壓平衡

D.海產(chǎn)動物細胞中絕大部分水分子會與蛋白質(zhì)等物質(zhì)結(jié)合

題后歸納

(1)種子與水

隨種子成熟,水分由多到少，在種子成熟時自由

水/結(jié)合水的值下降，代謝減弱

種

子種子風干>喪失的主要是自由水,種子活性未

與喪失

水自由水/結(jié)合水的值大幅度上升，代

謝旺盛

種子烘烤

自由水和結(jié)合水喪失，種子活性喪失

(2)水的產(chǎn)生與利用

①有氧呼吸

第三階段-I①多糖、蛋白質(zhì)、脂

②叱砌肪、核酸的水解

水縮合

③多糖的合成玲因利用②光反應(yīng)中水的分解

④DNA的復一③有氧呼吸第二階段

制與轉(zhuǎn)錄

④ATP的水解

⑤ADP形成—

ATP

命題角度二考查細胞中無機鹽的功能及相關(guān)實驗分析

3.[2024?湖南長沙一中期末]研究人員發(fā)現(xiàn)了金屬鋅的第一個伴侶蛋白ZNG1,它可將鋅

運送到需要鋅的蛋白質(zhì)處發(fā)揮作用。下列敘述錯誤的是()

A.鋅在細胞中的含量很少但功能不可替代，是組成細胞的微量元素

B.ZNG1運送鋅的功能與其氨基酸的排列順序及肽鏈的盤曲、折疊方式等有關(guān)

C.鋅是構(gòu)成ZNG1的重要元素，說明無機鹽可以參與構(gòu)成細胞內(nèi)的重要化合物

D.該實例說明細胞中的無機鹽和有機物相互配合才能保證某些生命活動的正常進行

4.[2024?河北保定三模]一批在相同條件下培養(yǎng)出的盆栽黃瓜幼苗表現(xiàn)出葉片發(fā)黃的缺

素癥狀。現(xiàn)取若干株該盆栽黃瓜幼苗隨機分為A、B、C三組，分別施用等量適宜濃度的

NH4NO3溶液、MgSCU溶液和Mg(NC)3)2溶液,一段時間后觀察并比較盆栽黃瓜幼苗葉片

的顏色變化。下列敘述錯誤的是()

A.本實驗的目的是探究盆栽黃瓜幼苗葉片發(fā)黃是由缺N還是缺Mg引起葉綠素合成不

足導致的

B.若A、C兩組葉片變綠,B組葉片發(fā)黃,則說明該批盆栽黃瓜幼苗葉片發(fā)黃是由缺N造

成的

C.若A組葉片發(fā)黃,B、C兩組葉片變綠，則說明該批盆栽黃瓜幼苗葉片發(fā)黃是由缺Mg

造成的

D.若A、B兩組葉片發(fā)黃,C組葉片變綠，則說明該批盆栽黃瓜幼苗葉片發(fā)黃是由缺少N

或Mg造成的

題后歸納

(1)驗證某種礦質(zhì)元素生理功能的實驗方案

①實驗設(shè)計

a.對照組:植物+完全培養(yǎng)液一正常生長。

b.實驗組：

植物+只「正常生長一＞x不是必需元素

缺X的完H加入X

全竦液|L不正常生長空斗正常生長

x是必需元素

②實驗成功關(guān)鍵

a.實驗中應(yīng)保證實驗材料的統(tǒng)一性，即材料的種類、生長狀況應(yīng)一致等。

b.實驗組加入X的目的是使實驗組前后形成自身對照，以增強說服力。

(2)?？紵o機鹽的功能

蛋白質(zhì)、ATP、Fe2^癡晟血紅箭(血紅春：

NADP\葉綠；白)，人體缺Fe時，：

素、核菩酸等：貧血，無氧呼吸加強，：

:、引發(fā)乳酸中毒；

ATP、NADP+、

核菩酸、磷脂

葉綠素(與光反無卡:持細危外卷”展壓,;

機Na1

應(yīng)有關(guān))

鹽,動作電位的形成與維;

［外離不開Na+內(nèi)流，

甲狀腺激素(幼

年時缺乏引發(fā)：維持細胞內(nèi)液滲透壓工

“呆小癥”):靜息電位的形成與維:

:持離不開K+外流；

與Na+共同維

持細胞外液滲Ca2+：可調(diào)節(jié)肌肉底■縮布_瓦;

透壓:、液凝固：

考點三實驗:檢測生物組織中的還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)(實驗?探究類)

必備知識

1.實驗原理

某些化學試劑能夠使生物組織中的相關(guān)化合物產(chǎn)生特定的顏色反應(yīng)。

50?65℃溫水浴

(1)還原糖+斐林試劑--------一磚紅色沉淀

(2)脂肪+蘇丹III染液-橘黃色

(3)蛋白質(zhì)+雙縮JR試劑一紫色

2.實驗步驟及結(jié)論

(1)還原糖的檢測

選材：還原糖含量較高、顏色為________________的植

|物組織或器官，如、、等

制備組織樣液：制漿一過濾,取液

結(jié)論：組織樣液中含有

(2)脂肪的檢測

選材:最好選富含的生物組織，若用顯微鏡觀察，則最好選擇花生或薄麻種子。使

用前可提前浸泡3~4h,以便于。

取材和切片：花生種子(浸泡，去掉種皮)，將子葉

切成薄片

”取最薄的切片，放在載玻片中央

「工滴2~3滴_________染液(染色3min)

制片1

洗去浮色(Ml~2滴體積分數(shù)為50%的酒精溶液)

,,I制成臨時裝片(滴1滴蒸儲水，蓋上蓋玻片)

觀察：先在_________下尋找已著色的圓形小顆粒，

|再用高倍鏡觀察

結(jié)論：圓形小顆粒呈_______色，說明花生種子中有

____存在

(3)蛋白質(zhì)的檢測

選材和制備：蛋清稀釋液或豆?jié){濾液

雙縮脈試劑雙縮脈試劑

顯色待測組

搖勻

反應(yīng)：織樣液mL,

2mL

搖勻后

變成

結(jié)論：組織樣液中存在

考點易錯?明辨析

(1)常用番茄、蘋果等組織樣液作為檢測植物組織內(nèi)還原糖的實驗材料。()

(2)用雙縮服試劑檢測蛋白質(zhì)時，先加入CuSCU溶液,再加入NaOH溶液。()

(3)還原糖和蛋白質(zhì)的檢測都需要加熱處理。()

(4)利用斐林試劑的甲液、乙液和蒸懦水可以鑒定蛋白質(zhì)。()

(5)[2022?海南卷]種子子葉切片用蘇丹III染色后，顯微鏡下觀察到橘黃色顆粒,說明該

種子含有脂肪。()

(6)[2023?海南卷]蛋白質(zhì)的徹底水解的產(chǎn)物可與雙縮版試劑發(fā)生作用，產(chǎn)生紫色反應(yīng)。

()

重點難點

1.斐林試劑與雙縮胭試劑的比較

項目斐林試劑雙縮腺試劑

CuSO4溶

不同

液0.05g/mL0.01g/mL

點

濃度

檢測物質(zhì)還原糖蛋白質(zhì)

甲、乙兩液等量先加入A液，

使用方法

混合均勻后使用再加入B液

50?65℃

反應(yīng)條件不需要加熱

水浴加熱

淺藍色一棕色一

反應(yīng)現(xiàn)象淺藍色-紫色

磚紅色

含有NaOH和CuSO4兩種成分，且NaOH的質(zhì)量濃度都是0.1

相同點

g/mL

2.三組實驗操作中的“三個唯一”

(1)唯一需要加熱一還原糖的檢測，且必須水浴加熱，不能用酒精燈直接加熱。若不加熱,

則無磚紅色沉淀出現(xiàn)。

(2)唯一需要使用顯微鏡——脂肪的檢測。

(3)唯一需要使用酒精溶液一脂肪的檢測實驗中,用體積分數(shù)為50%的酒精洗去浮色。

3.實驗中的“三個注意點”

(1)三個實驗中都不宜選取有顏色的