全章复习与测试教案公开课一等奖

第一单元

细胞及其分子组成

第2讲

细胞中的元素和化合物

细胞中的无机物

高考备考导向：

考纲

要求

全国卷5年2考

高考指数★

水和无机盐的作用

实验与探究能力

检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质

2015年新课标Ⅰ卷T39、2013年新课标Ⅰ卷T29

热点透视

组成细胞的元素及其作用；细胞中的水参与的有关代谢；检测生物组织中的有机物

【夯实基础】

一、组成细胞的元素

1．组成细胞的元素

巧学助记：(1)微量元素

(2)大量元素：洋人探亲，单留盖美家，即O(洋)、P(人)、C(探)、H(亲)、N(单)、S(留)、Ca(盖)、Mg(美)、K(家)。

2、细胞中的化合物

(1)分类无机化合物：水和无机盐有机化合物：糖类、脂质、蛋白质、核酸等（2）细胞中化合物的比较

鲜重含量最多的有机化合物

鲜重含量最多的化合物

干重含量最多的化合物

不含N的化合物

含有N，有的还含S的有机物

含有N，同时含有P的有机物

________

________

__________

____________

____________

____________________

1

3.生物界与非生物界的统一性和差异性

答案：1.无机环境

化合物

C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg

Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo

C

C、H、O、N 2.

（2）蛋白质

水

蛋白质

糖类和脂肪

蛋白质

核酸、磷酸、ATP 等

3.

统一性

差异性

二、细胞中的无机物

1．细胞中的水

(1)存在形式：________和________。

(2)功能

(3)

自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系

比值高，代谢，但抗逆性自由水/结合水比值低，代谢强度，但抗寒、抗旱、抗热等抗逆性

2．无机盐的存在形式及功能

答案：1.（1）自由水

结合水

（2）化学反应

液体环境

营养物质和代谢废物

（3）旺盛

差

降低

强

2.离子

复杂化合物

生命活动

主动

深挖教材：无机盐对维持生物体的渗透压有重要作用，维持细胞外液渗透压的主要无机盐离子有哪些？感受渗透压变化的感受器在哪？

提示：维持细胞外液渗透压的主要无机盐离子是Na＋、Cl－等。渗透压感受器位于下丘脑中。

【诊断小练】

1．思考判断

(1)细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要。(

) (2)Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等是组成细胞的微量元素。(

)

2

(3)占细胞鲜重最多的化合物是水，占细胞干重最多的化合物是蛋白质。(

) (4)细胞中的元素全部以化合物状态存在。(

) (5)生物体内的水都存在于细胞内。(

) (6)同种植物的萌发种子和休眠种子内含水量相同。(

) (7)晒干的种子细胞内不含有水分，导致细胞代谢停止，利于种子长时间储存。(

) (8)叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素。(

) 答案：（1）×

（2）×

（3）√

（4）×

（5）×

（6）×

（7）×

（8）√

2．热图识读：图甲是细胞中A、B、C 3种化合物含量的扇形图，图乙是有活性的细胞中元素含量的柱状图，请填写下列空白处内容。

(1)若图甲表示细胞鲜重，则A、B化合物依次是_____________。

(2)若图乙表示组成人体细胞的元素含量，则a、b、c依次是__________。

(3)图乙所示元素在非生物界中___________(填“一定能”“一定不能”“不一定能”)找到

。

(4)若图甲表示细胞完全脱水后的化合物含量，则A化合物为__________，其必含的元素为___________。

答案：（1）H2O、蛋白质

（2）O、C、H

（3）一定能

（4）蛋白质

C、H、O、N 3．(教材改编题)下列与组成细胞的元素及无机物相关的叙述正确的是(

) A．生物界中含量最多的三种元素是O、C、H，因此非生物界中含量最多的三种元素也是O、C、H B．相对于自由水，结合水在细胞中的作用较小

C．活细胞中无机盐含量最少，功能最小

D．结合水、无机盐在细胞中含量均较少，但作用不能被取代

4．(2017年吉林长春模拟)自然界中已发现的元素有100多种，而组成生物体的常见元素只有20多种。下列有关组成生物体化学元素的叙述，正确的是(

) A．微量元素在生物体内含量很少，所以人体不存在微量元素缺乏症

B．每种大量元素在不同的生物体内的含量都是相同的

C．组成生物体的化学元素根据其含量的不同分为大量元素和微量元素两大类

D．组成生物体的大量元素中，碳是最基本的元素，在细胞鲜重中含量总是最多的

5．(2016年北京东城区模拟)下列有关生物体内水和无机盐的叙述，正确的是(

) A．不同种生物细胞的自由水和结合水的比值相同，它们的代谢强度也相同

B．癌变细胞和衰老细胞内的水分减少，新陈代谢速率减慢

C．给水中毒患者注射质量分数为1.8%的盐水，是为了降低细胞外液的渗透压

D．血浆pH能维持相对稳定，与它含有的HCO3、HPO24等离子有关

－－

【考点冲刺】考点一：细胞中的元素和化合物

1．细胞中元素的种类和功能

(1)细胞中的元素及生理功能

3

①细胞中元素分类图示

②元素的生理功能

a．维持机体正常的生命活动：如K＋可保持心肌正常兴奋性，微量元素B能促进花粉的萌发和花粉管的伸长等。

b．组成细胞的化合物

(2)生物界与非生物界在元素种类和含量上的关系

①元素种类上的统一性

a．生物界元素都是从无机环境中获取的，如下图：

b．组成生物体的化学元素在生物界与非生物界之间反复出现、循环流动。

②元素含量上的差异性

a．组成生物体的化学元素在生物体内和自然界中的含量差异很大。

b．生物体从自然界获取组成自身的元素是有选择的。

2．几种重要化合物的组成元素

化合物

脂质

糖类

脂肪、固醇

磷脂

蛋白质

核酸

ATP

叶绿素

蛋白

血红

组成元素

C、H、O

C、H、O

C、H、O、C、H、O、C、H、O、C、H、O、C、H、O、C、H、O、N、P

N (P、S等)

N、P

N、P

N、Mg

N、Fe

易错清零：走出元素与化合物的3个误区

(1)易混淆元素与化合物的干重与鲜重

①在组成细胞的元素中，占鲜重百分比：O>C>H>N；占干重百分比：C>O>N>H。

②在组成细胞的化合物中，占鲜重百分比：水>蛋白质>脂质>糖类；占干重百分比中，蛋白质含量最多。

(2)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，对于维护生物体的生命活动都起着非常重要的作用。

(3)误以为细胞内含量最多的元素是C 活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。

考向预测1：考查元素和化合物的种类、作用

4

1．(2017年安徽滁州中学高三第一次月考)组成生物体的化学元素在生物体中起重要作用，下列对几种元素与光合作用关系的叙述中，正确的是(

) A．C是组成碳水化合物的基本元素，在光合作用中C元素从CO2经C3、C5形成(CH2O) B．N是叶绿素的组成成分，缺少N会影响植物进行光合作用

C．O是构成有机物的基本元素之一，光合作用制造的有机物中的氧来自H2O D．P是构成ATP的必需元素，光合作用中光反应和暗反应过程中均有ATP的合成

考向预测2：考查生物体内有机化合物的特征元素

2．(2017年宁夏石嘴山三中高三月考)下图是构成细胞的某些化合物的元素组成情况。则对甲、乙、丙所表示的物质及其所能表现的生理功能推测错误的是(

)

A．甲可能是叶绿素，能吸收光能进行光合作用

B．乙可能是血红蛋白，有运输氧的作用

C．丙可能是磷脂，是细胞膜的主要成分

D．甲、乙、丙必为同一类物质

【题后技法】化合物的元素组成分析及应用

(1)据特征元素推测化合物的种类

(2)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，故其代谢终产物都有CO2和H2O；蛋白质中还有N，其代谢产物中还含有尿素。

(3)从化合物中的元素含量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O2量多于糖类，释放的能量也多于糖类。

考点二：水和无机盐的存在形式及生理功能

1．衍射法归纳细胞代谢、调节中的水

2．水与代谢的关系

水分含量与新陈代谢、生物抗逆性的关系

细胞中自由水/结合水的比值越大，生物新陈代谢越旺盛，其抗逆性越弱；该比值越小，生物新陈代谢越缓慢，其抗逆性越强

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水与光合作用的关系

水是光合作用的原料(光反应)，也是光合作用的产物(暗反应)；水是光合作用的介质，整个过程都在水中进行；保卫细胞缺水，气孔关闭，气孔关闭后，CO2无法进入，影响光合作用

水是细胞呼吸的反应介质；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)；在一定范围内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有机物而不利于贮存)；叶肉细胞缺水会导致细胞呼吸减弱

①种子的贮存：晒干种子是为了减少其中自由水的含量，降低种子的代谢速率，延长种子的寿命

②低温环境下对花卉减少浇水，可提高花卉对低温的抗性；水果放入冰箱冷藏时，部分自由水转化为结合水

水与细胞呼吸的关系

水在生产实际中的应用

考向预测1：从水与细胞代谢的关系角度进行考查

3．(2017年广东佛山一中高三月考)生物体的生命活动离不开水。下列关于水的叙述，正确的是(

) A．ATP转化成ADP的过程会产生水

B．光合作用过程中消耗水，有氧呼吸能产生水

C．植物细胞有丝分裂的末期，高尔基体内有水生成

D．不同生物细胞的自由水和结合水的比值相同，它们的代谢强度也相同

考向预测2：从无机盐的存在形式、生理作用角度进行考查

4.(2016年山东潍坊模拟)下列关于无机盐的叙述，正确的是(

) A．人体的血浆渗透压只由无机盐维持

B．碘是甲状腺激素合成的必需原料

C．细胞中大多数无机盐以化合物的形式存在

D．细胞合成脂肪、DNA等物质时都需要磷酸盐

5．设计实验探究X是否属于植物生长所必需的无机盐，某同学的构思大致如下：本实验中采用甲组、乙组之间的空白对照，以及乙组中实验前(无X)与实验后(有X)之间的自身对照。再次对照中属于实验组的依次是(

)

A．甲组、乙组实验前

B．甲组、乙组实验后

C．乙组、乙组实验前

D．乙组、乙组实验后

【题后技法】验证某无机盐是否必需的实验

①对照组：植物＋完全培养液→正常生长

②实验组：

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检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质

【实验理论】

实验原理及步骤

【方法透析】

斐林试剂与双缩脲试剂的比较

试剂

斐林试剂

甲液：质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液

试剂浓度

乙液：质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液

B液：质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液

双缩脲试剂

A液：质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液

使用方法

甲液、乙液等量混合均匀后，再加入样液

先加A液造成碱性环境，再滴加B液

使用条件

加热(水浴50 ℃～65 ℃)

不加热，摇匀即可

实验现象

浅蓝色→棕色→砖红色

紫色

易错清零：鉴定糖类、脂肪和蛋白质的几个易错点

(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。

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3～4 h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)。

(2)斐林试剂很不稳定，故应将组成斐林试剂的甲液和乙液分别配制、储存，一般为现配现用。

(3)在鉴定可溶性还原糖的实验中，对试管中的溶液进行加热时，试管底部不要触及烧杯底部，另外，试管口不要朝向实验者，以免沸腾的溶液冲出试管，造成烫伤。

(4)在鉴定蛋白质的实验中，若用鸡蛋清作实验材料，必须稀释，以免实验后黏住试管，不易洗刷。

(5)注意两个“唯一”

①唯一需要加热——还原糖鉴定，且必须水浴加热，不能用酒精灯直接加热。若不加热则无砖红色沉淀出现。

②唯一需要显微镜——脂肪鉴定，该实验用体积分数为50%的酒精溶液的作用——洗去浮色。

(6)注意两个易写错字

①“斐林试剂”中的“斐”不可错写成“非”。

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②双缩脲试剂中“脲”不可错写成“尿”。

【诊断小练】

1．(2016年江苏卷)关于生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质和DNA的鉴定实验，下列叙述正确的是(

) A．还原糖、DNA的鉴定通常分别使用双缩脲试剂、二苯胺试剂

B．鉴定还原糖、蛋白质和DNA都需要进行水浴加热

C．二苯胺试剂和用于配制斐林试剂的NaOH溶液都呈无色

D．脂肪、蛋白质鉴定时分别可见橘黄色颗粒、砖红色沉淀

2．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混合后要节约使用，以备下次再用

B．脂肪的鉴定需要用显微镜才能看到被染色的脂肪颗粒

C．用于鉴定蛋白质的双缩脲试剂A液与B液与斐林试剂甲液和乙液浓度可以相同

D．在鉴定脂肪的实验中，苏丹Ⅳ将脂肪染成橘黄色，苏丹Ⅲ将脂肪染成红色

网控全局

必记术语：

1.大量元素、微量元素都是生物必需的元素，对于维持生物体的生命活动都起着非常重要的作用。

2．占细胞鲜重含量最多的元素是氧，占细胞干重含量最多的元素是碳。

3．占细胞鲜重最多的化合物是水，占细胞干重最多的化合物是蛋白质。

4．自由水和结合水在一定条件下可以相互转化。

5．水不仅是细胞代谢所需的原料，也是细胞代谢的产物，如有氧呼吸、光合作用、蛋白质和DNA的合成等过程中都有水的生成。

6．一些无机盐是细胞内复杂化合物的重要组成成分，许多种无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动有非常重要的作用。

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