全章复习与测试教学内容分析

第2讲

细胞中的元素和化合物

细胞中的无机物

考点一

细胞中的元素和化合物

1．

组成细胞的元素

(1)大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。

(2)微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。

(3)来源：生物体有选择地从无机自然界中获得。

(4)存在形式：大多以化合物的形式存在。

2．

元素与化合物的含量排序

(1)在组成细胞的元素中，占鲜重百分比前四位的依次是O、C、H、N；占干重百分比前四位的依次是C、O、N、H。

(2)在组成细胞的化合物中，占鲜重百分比前四位的依次是水、蛋白质、脂质、糖类。但在干重百分比中，蛋白质最多。

3．

生物界与非生物界的统一性和差异性分析

1．

细胞鲜重中含量前四位的元素与细胞干重含量前四位的元素排序不同，这是因为细胞内自由水的含量不同。

2．

动物与植物的干重相比，由于植物含糖类较多，动物含脂肪、蛋白质较多，故植物体中所含氧元素较多。

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CO2和H2O；蛋白质中还有N，其代谢产物中还含有尿素。

4．

从化合物中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O2比糖类多，释放的能量也多于糖类。

1．

判断下列有关组成生物体细胞的化学元素的叙述：

(1)细胞中一种元素的作用能被其他元素替代(2012·江苏，1A) 提示

细胞中每种元素的作用各不相同。

(2)细胞中的脱氧核苷酸和脂肪酸都不含有氮元素(2012·江苏，2B) 提示

脱氧核苷酸由C、H、O、N、P组成。

(3)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，1C)

(4)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，1D) 提示

微量元素虽含量极少，但其作用和大量元素同等重要。

(5)纤维素和尿素、脂肪酸和磷脂、腺苷三磷酸和核糖核酸、胆固醇和血红蛋白四组均含有相同的元素

(

×

) (

√

)

(

×

)

(

×

)

(

×

) 2．

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，则A、B化合物依次是H2O、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、H C．地壳与活细胞中含量最多的元素都是a，由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的化合物含量，则A化合物具有多样性，其必含的元素

为C、H、O、N 答案

C 解析

考点二

细胞中的水和无机盐

1．结合水与自由水的比较

结合水

含量

大约4.5% 存在形式

与其他物质结合在一起

生理作用

细胞结构的重要组成成分

自由水

2．无机盐的存在形式及功能

大约95.5% 细胞中自由流动，良好溶剂、运输作用、液以游离状态存在

体环境、原料等

1．

探究自由水/结合水的比值与新陈代谢、生物抗逆性的关系

比值越大，生物新陈代谢越旺盛，但其抗逆性下降；反之，生物新陈代谢缓慢，但抗逆性增强。

2．

探究自由水和结合水的转化[来源学科网ZXXK]

自由水和结合水在一定条件下存在着动态转化，自由水和结合水的转化受代谢强度和温度的影响，细胞内代谢越强，细胞所处的温度越高，则会有较多的结合水转化为自由水。反之亦然。

3．

水在生产中的应用

(1)种子贮存前，先要晾晒，目的是减少自由水的含量，降低种子的代谢速率，以延长种子的寿命。

(2)越冬作物减少灌溉，可提高作物对低温的抗性。

4．

无机盐生理功能的验证方法

(1)对照组

植物＋完全培养液―→正常生长

(2)实验组

1．

下列水与生命活动的说法，不正确的是(双选) A．细胞发生癌变，其自由水含量较正常细胞的低

B．正在萌发的种子中结合水与自由水的比值升高

C．在线粒体、叶绿体和核糖体中进行的化学反应都有水生成

D．自由水和结合水在一定的条件下可以相互转化

答案

AB 解析

癌细胞能无限增殖，细胞内代谢比正常细胞旺盛，因此自由水含量较正常细胞高；正在萌发的种子，代谢旺盛，自由水含量较高，此时结合水与自由水的比值下降；有氧呼吸第三阶段产生水，光合作用过程产生水，蛋白质的脱水缩合也会产生水，对应的细胞器分别是线粒体、叶绿体和核糖体；自由水和结合水在一定条件下可以相互转化。

2．

判断下列有关无机盐的叙述：

(1)细胞中的相关无机盐离子对于维持神经肌肉的兴奋性非常重要

(

√

)

(

) (2)植物缺少B元素造成“花而不实”体现了无机盐能影响生物体的生命活动

(

√

) (3)Mg2对于植物的光合作用至关重要

＋＋

＋(

√

) (

√

) (4)Fe2是人体内结合与运输O2不可缺少的

(5)生长在含盐量高、干旱土壤中的盐生植物，通过在液泡中储存大量的Na而促进细胞吸收水分，该现象说明液泡内的Na参与维持正常pH ＋

(

×

) (

×

) (6)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

3．

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，如图为实验结果曲线图，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SO24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：____________________________________。

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质量

(3)①12～16 mg/L

②锌肥施用量超过最佳范围(12～16 mg/L)时果实产量下降，且造成浪费

解析

(1)根据题干信息可以看出，本实验研究的是“锌肥的施用量与番茄的果实产量的关系”，曲线图上可以看出“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”。(2)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。在花蕾期，7个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。通过比较成熟后各组番茄果实的质量得出结论。(3)根据曲线图可判断，硫酸锌浓度在12～16 mg/L，番茄产量最高，超过此浓度范围果实产量下降。

1．衍射法归纳细胞中的水

2．解题指导

(1)解答与水有关的考题时，不要仅仅抓住一个“水”字，而应该梳理出试题所涉及的生理过程，从生理过程的层面去理解水在相应生理过程中的作用。如果出现坐标图和表格，可以采取对比思维，通过曲线、数据的比较，

找出规律，再从水的角度进行解答。

(2)无机盐试题的求解路径[来源学科网]

试题无论怎么变，但考查的知识几乎都是“无机盐→重要化合物→对生理作用的调

节、作用和影响”，只要我们遵循这条路径去理解、分析，即能找到所需答案。

实验二

检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质

1．实验原理[连线]

2．实验步骤

1．

探究实验的选材

(1)可溶性还原糖的鉴定实验中选材的标准

需选用还原糖含量较高且为白色或近于无色的生物组织(或器官) 因为颜色反应明显，易于观察。

(2)不能选用甘蔗、甜菜或马铃薯鉴定还原糖的原因

甘蔗和甜菜所含糖为蔗糖，属于非还原糖，马铃薯所含糖为淀粉，都不宜作为实验材料。

(3)脂肪的鉴定实验中，实验材料最好选择花生种子，不宜选用芝麻或核桃等种子，因为芝麻太小，核桃具坚硬的壳，都不容易切片。

(4)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1～2 d，适于研磨，动物材料常用鸡蛋蛋白。

2．

斐林试剂和双缩脲试剂的异同点

比较项目

不

使用

斐林试剂

甲液和乙液混合均匀后即可使双缩脲试剂

使用时先加A液再加B液[来源学*科*网]

同

方法

用，且现配现用

需水浴加热

砖红色

乙液CuSO4浓度为0.05_g/mL 不需加热即可反应

紫色

B液CuSO4浓度为0.01_g/mL 点

呈色反

应条件

颜色

浓度

相同点

都含有NaOH、CuSO4两种成分，且所用NaOH浓度都是0.1_g/mL 1．

判断与推断有机物的鉴定：

(1)葡萄糖遇碘变为蓝色(2013·广东，1B)

(

×

) (

×

) (2)经苏丹Ⅲ染色，可观察到橘黄色颗粒状的蛋白质(2012·安徽，1D)

(3)从细胞膜上提取了某种成分，用非酶法处理后，加入双缩脲试剂处理后出现紫色，若加入斐林或班氏试剂并加热，出现砖红色，该成分是糖蛋白。

(4)分析下表，可推测：

溶液

甲

乙

甲、乙混合

双缩脲试剂

＋

－

＋

碘液

－

＋＋

＋

斐林试剂

－

－

＋

注：“＋”显色，“＋＋”显色更深，“－”不显色。

甲中含蛋白质，乙中含淀粉，甲、乙混合可推测溶液中含有淀粉酶。

2．

小麦种子萌发时产生淀粉酶，将淀粉水解为麦芽糖、葡萄糖等，小麦种子萌发的最适温度为30 ℃左右。取适量小麦种子在20 ℃和30 ℃培养箱中培养4天后，做如下处理：在3支试管中加入等量斐林试剂，并加热至50 ℃左右，摇匀后观察试管中的颜色。

结果是：甲呈浅砖红色，乙呈砖红色，丙呈蓝色。

1．脂肪鉴定的过程中滴加1～2滴体积分数为50%的酒精的目的是洗去浮色，原因是苏

丹Ⅲ或苏丹Ⅳ易溶于酒精。

2．注意用苏丹Ⅲ和苏丹Ⅳ染液进行染色时所用的时间和实验的现象都不同。

3．蛋白质鉴定中，若用大豆作材料，必须提前浸泡；若用蛋清作材料，必须稀释，防止

其粘在试管上不易刷洗；且该实验应预留部分组织样液作对比。

4．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。

5．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”。

1．

(2013·江苏卷，16)下列关于生物体与水分的关系，叙述正确的是

A．贮藏中的种子不含水分，以保持休眠状态

B．水从根系向地上部分的运输与细胞壁无关

C．适应高渗环境的动物可排出体内多余的盐

D．缺水时，动物体的正反馈调节能促使机体减少水的散失

答案

C 解析

贮藏的种子中含有结合水和少量的自由水，A错误；细胞壁可控制细胞过度吸水，B错误；动物会通过保水排盐维持机体内环境渗透压的稳定，C正确；动物体内水平衡的调节为负反馈调节，D错误。

2．

(2013·海南卷，1)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

D．胰岛素含有碳元素

(

)

(

) C．脱氧核糖含有磷元素

答案

C 解析

叶绿体的组成元素含有镁；血红蛋白含铁；胰岛素的本质为蛋白质，故含有碳；脱氧核糖为五碳糖，不含有磷元素，故答案选C。

3．

(2013·课标全国卷Ⅰ，29)某油料作物种子中脂肪含量为种子干重的70%。为探究该植物种子萌发过程中干重及脂肪的含量变化，某研究小组将种子置于温度、水分(蒸馏水)、通气等条件适宜的黑暗环境中培养，定期检查萌发种子(含幼苗)的脂肪含量和干重，结果表明：脂肪含量逐渐减少，到第11 d时减少了90%，干重变化如图所示。

回答下列问题：

(1)为了观察胚乳中的脂肪，常用______________染液对种子胚乳切片染色，然后在显微镜下观察，可见____________色的脂肪颗粒。

(2)实验过程中，导致萌发种子干重增加的主要元素是__________(填“C”、“N”或“O”)。

(3)实验第11 d后，如果要使萌发种子(含幼苗)的干重增加，必须提供的条件是____________和____________。

答案

(1)苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)

橘黄(或红)

(2)O (3)光照

所需的矿质元素

解析

回顾教材中脂肪的检测实验作答(1)；种子干重增加主要是种子吸水所致，再结合空后说明作答(2)；使萌发种子(含幼苗)的干重增加也就是有机物增加，必须依靠光合作用来制造，C、H、O以外的元素还需要萌发种子(幼苗)从溶液中吸收。

4．

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，C是最基本的元素，在细胞鲜重中含量总是最多的

答案

C

解析

微量元素也是生物体的必需元素，一旦缺乏也会导致相应的病症；同一种元素在不同的生物体内的含量是不同的；细胞鲜重中含量最多的元素是氧元素。