全章复习与测试教学目标设计

组成细胞的分子教学设计

定州市第二中学

范勇刚

[考纲导学]

1.水和无机盐的作用(Ⅰ)

2.实验：检测生物组织中的还原性糖，脂肪和蛋白质。

一、组成细胞的元素

1．来源：生物体有选择地从无机自然界中获得。

2．存在形式：大多以化合物的形式存在。

大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。3．种类

微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。4．最基本元素是C，对生命的意义是构成生命大分子的基本骨架。

[记忆技巧] (1)大量元素谐音记：“她请杨丹留人盖美家”

(2)微量元素谐音记：“铁猛碰新木桶”。

二、组成细胞的化合物

无机化合物：水和无机盐1．种类

有机化合物：糖类、脂质、蛋白质、核酸等2．含量排序：在细胞鲜重中前四位的依次是水、蛋白质、脂质、糖类；在细胞干重中前三位的依次是蛋白质、脂质、糖类。

三、组成细胞的无机物

1．细胞中的水

(1)存在形式：自由水和结合水。

(3)自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系

比值高⇒代谢旺盛，但抗逆性差自由水/结合水比值低⇒代谢强度降低，但抗寒、

抗旱、抗热等抗逆性强2．无机盐

(1)存在形式：大多数以离子形式存在(含量很少，仅占细胞鲜重1%－1.5%) (2)生理功能：①细胞内的某些复杂化合物的组成成分；

②维持细胞和生物体的生命活动；

③维持细胞的渗透压和酸碱平衡。

基础自测

1．判断

(1)DNA与ATP中所含元素的种类相同。(√) (2)微量元素含量极少，其作用可被其他元素替代。(×) (3)在人体活细胞中氢原子的数目最多。(√) (4)活细胞中含量最多的元素是O，而不是C。(√) (5)在细胞干重中，蛋白质含量最多。(√) 2．连线

(1)无机盐的功能和实例

【答案】

①—b

②—c

③—d

④—a (2)有机物的鉴定

【答案】

①—b—Ⅰ

②—d—Ⅲ

③—a—Ⅱ

④—c—Ⅳ

3．(2016·合肥模拟)小耳鼩是2012年发现的新物种。图1是小耳鼩细胞中化合物含量的扇形图，图2是有活性的小耳鼩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表示组成小耳鼩细胞的元素含量，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，因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化合物的含量，则A化合物具有多样性，其必含的元素为C、H、O、N 【解析】

鲜重条件下，组成生物体的主要元素按含量由多到少排列依次是O、C、H、N、P、S。组成细胞的化合物中，占细胞鲜重最多的是H2O，其次是蛋白质。占细胞干重最多的化合物是蛋白质，蛋白质具有多样性，组成元素为C、H、O、N等。生物界与非生物界的统一性表现在所含元素的种类上，而不是元素的含量上。

【答案】

C 网络记忆

考点突破| 领悟高考方向

考点1

组成细胞的元素

[典例导悟1] 关于植物细胞中元素的叙述，错误的是(

) A．番茄和水稻根系吸收Si元素的量相等

B．细胞中含量最多的四种元素是C、O、H和N C．植物根系通过主动运输吸收无机盐离子需要ATP D．与豆科植物共生的根瘤菌可为豆科植物生长提供N元素

【解析】

番茄和水稻根细胞运输Si元素的载体数量不同，所以吸收Si元素的量也不同，A项错误；C、O、H、N四种元素是组成细胞的基本元素，含量最多，B项正确；植物根系吸收无机盐离子的方式为主动运输，需要消耗ATP，C项正确；豆科植物和根瘤菌为共生关系，根瘤菌具有固氮作用，可为自身和豆科植物提供N元素，D项正确。

【答案】

A [考点精讲] 1．必需元素的分类、地位

2．细胞中化学元素和化合物的含量

细胞鲜重

细胞干重

元素含量

化合物含量

原子数量

O>C>H>N 水>蛋白质>脂质>糖类

H原子最多

C>O>N>H 蛋白质最多

—

3.生物界与非生物界在元素种类和含量上的关系

(1)生物界与非生物界的统一性和差异性

(2)不同生物与细胞在元素种类与含量上的关系

①组成不同生物的化学元素种类基本相同，但各种元素的含量相差较大。

②同一生物体内的不同细胞的化学元素种类基本相同，但各种元素的含量相差较大。

[命题视角] 视角1

元素的作用

1．(2016·潍坊质检)微量元素在生物体内的含量虽然很少，但却是维持正常生命活动不可缺少的。这可通过下面的哪一实例得到证实(

) A．植物缺镁时叶片变黄

B．油菜缺硼时只开花不结果

C．动物血液中钙盐的含量太低，容易发生抽搐

D．缺磷时会影响ATP的合成

【解析】

镁、钙、磷都属于大量元素；选项B中的硼属于微量元素，其能促进花粉管萌发，油菜缺硼导致“花而不实”。

【答案】

B 视角2

有机化合物的元素组成

2．(2016·临川模拟)下列物质中，元素组成相同的一组是(

) A．糖原、胰岛素、甲状腺激素

B．ATP、DNA、RNA

C．淀粉、淀粉酶、淀粉酶基因

D．纤维素、性激素、生长激素

【解析】

糖原、淀粉、纤维素、性激素的组成元素是C、H、O；甲状腺激素、胰岛素、淀粉酶、生长激素的主要组成元素是C、H、O、N；ATP、DNA、RNA的组成元素是C、H、O、N、P。

【答案】

B 考点2

组成细胞的无机物

[典例导悟2] 下列关于水和无机盐的叙述中，不正确的是(

) A．运动员饮料中含钾、钠离子较多，主要与补充因大量出汗带走的钾、钠离子有关

B．同一种生物在不同的生长发育阶段，体内的含水量不同

C．叶绿素分子含镁、血红蛋白含铁，说明无机盐在细胞内主要是以化合物的形式存在

D．哺乳动物的血液中若钙离子含量太低，会出现抽搐等症状，说明无机盐离子具有维持正常生命活动的作用

【解析】

由于运动中大量排汗，使人体内Na＋、K＋等离子流失，所以运动饮料中含Na＋、K＋较多，以补充并维持运动员体内的离子平衡；同一种生物不同生长发育阶段的含水量有如下规律：幼年>成年>老年；虽然有些无机盐参与了某些化合物组成，但绝大多数却以离子形式存在；Ca2＋维持肌细胞正常的收缩，说明无机盐离子具有维持正常生命活动的作用。

【答案】

C [考点精讲] 1．水与细胞代谢的关系

2．无机盐

[命题视角] 视角1

水与代谢的关系

3．(2016·株洲质检)下面有关水的叙述错误的是(

) A．丙酮酸彻底氧化分解生成CO2的过程需要水的参与

B．人体细胞有氧呼吸过程中水是产物但不是反应物

C．标记有氧呼吸消耗的氧气中的氧可在水中检测到

D．蛋白质转化成氨基酸的过程需要水

【解析】

丙酮酸彻底氧化分解包括有氧呼吸的第二、三阶段，其中第二阶段需要水的参与；有氧呼吸过程中水是产物，也是反应物；在有氧呼吸第三阶段中，氧气与[H]反应生成水，因此，标记氧气中的氧可在水中检测到；蛋白质转化为氨基酸是蛋白质的水解过程，需要水的参与。

【答案】

B 视角2

无机盐的功能及综合考查

4．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

2－D．血浆pH能维持相对稳定，与它含有的HCO－3、HPO4等离子有关

【解析】

细胞代谢的强弱不仅与自由水和结合水的比值有关，还与温度等因素有关，A项错误；衰老细胞内的水分减少，新陈代谢速率减慢，而癌变细胞不具有这些特征，B项错误；水中毒患者由于饮水过多，细胞外液渗透压下降，注射质量分数为1.8%的盐水，是为了升高细胞外液的渗透压，C项错误；HCO－3、－HPO24等离子与维持内环境的酸碱平衡有关，D项正确。

【答案】

D 考点3

检测组织中的还原糖、脂肪和蛋白质(实验) [典例导悟3] (2014·广东高考)油菜种子成熟过程中部分有机物的变化如下图所示。将不同成熟阶段的种子匀浆后检测，结果正确的是(

)

选项

A B C D 取样时间

第10天

第20天

第30天

第40天

检测试剂

斐林试剂

双缩脲试剂

苏丹Ⅲ试剂

碘液

检测结果

不显色

不显色

橘黄色

蓝色

【解析】

A项，分析曲线可知，油菜种子在成熟过程中，可溶性糖和淀粉不断转化为脂肪储存起来。第10天时仍然存在较多的可溶性糖，可溶性糖中的还原糖与斐林试剂在水浴加热条件下会出现砖红色沉淀。B项，蛋白质是生物体生命活动的体现者，在整个种子成熟过程中都能检测到蛋白质的存在。C项，在第30天时，脂肪含量较高，脂肪与苏丹Ⅲ试剂发生反应呈现橘黄色。D项，在第40天时，淀粉已经消耗殆尽，用碘液检测不会发生显色反应。

【答案】

C

[考点精讲]

[实验原理] 生物组织中某些有机化合物能与某些化学试剂产生特定的颜色反应。

50～65℃水浴加热还原糖＋斐林试剂――――――――→砖红色沉淀(1)糖类约2 min淀粉＋碘液―→蓝色(2)脂肪＋苏丹Ⅲ染液―→橘黄色

脂肪＋苏丹Ⅳ染液―→红色

(3)蛋白质＋双缩脲试剂―→紫色

[实验流程] (1)还原糖的检测和观察

选材：苹果或梨匀浆

加入溶液：检测

加热

结论：组织样液与斐林试剂在加热过程中生成砖红

色沉淀，说明组织样液中含有可溶性还原糖

(2)脂肪的检测和观察

方法一：花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ染液→橘黄色

方法二：

取材：花生种子(浸泡)，将子叶削成薄片



染液染色3 min制片去浮色1～2滴体积分数为50%的酒精溶液制成临时装片滴一滴蒸馏水，加盖玻片结论：圆形小颗粒呈橘黄色，说明有脂肪存在

(3)蛋白质的检测和观察

选材：豆浆或鲜肝研磨液

取最理想的薄片，放在载玻片中央滴2～3滴苏丹Ⅲ

观察：先在低倍显微镜下寻找已着色颗粒，再用高倍显微镜观察

检测结论：组织样液中存在蛋白质

(4)淀粉的检测和观察

选材：马铃薯匀浆

检测：结论：组织样液中有淀粉

[实验点拨]

斐林试剂与双缩脲试剂比较

比较

项目

成分

甲液

0.1 g/mL NaOH溶液

斐林试剂

乙液

0.05 g/mL CuSO4溶液

A液

0.1 g/mL NaOH溶液

双缩脲试剂

B液

0.01 g/mL CuSO4溶液

反应

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＋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

先加入A液1 mL摇匀，再加3～4滴B液摇匀

不需加热

，从而生成砖红色的Cu2O沉淀

添加

顺序

反应

条件

反应

现象

相同

点

甲、乙两液等量混匀后立即使用

50～65 ℃水浴加热

样液浅蓝色→棕色→砖红色

样液变紫色

都含有NaOH、CuSO4两种成分，且所用NaOH溶液浓度都是0.1 g/mL

[实验演练]

1．下表中有关人体细胞化合物的各项内容，正确的是(

) 编号

①

②

③

化合物

脂肪

糖原

蛋白质

实验检测

检测试剂

苏丹Ⅲ染液

斐林试剂

双缩脲试剂

颜色反应

橘黄色

砖红色

紫色

组成单位

主要功能

脂肪酸

葡萄糖

氨基酸

储存能量

提供能量

承担生命活动

携带遗传信息

D．④

④

核酸

甲基绿染液

绿色

核苷酸

A.①

B．②

C．③

【解析】

脂肪的基本组成单位是甘油和脂肪酸，①错误；糖原为非还原糖，不能与斐林试剂产生砖红色沉淀，②错误；蛋白质是生物体生命活动的主要承担者，其基本组成单位是氨基酸，蛋白质可以与双缩脲试剂产生紫色反应，③正确；核酸包括DNA和RNA两种，DNA容易被甲基绿染液染成绿色，而RNA容易被吡罗红染液染成红色，DNA是细胞生物的遗传物质，携带遗传信息，④错误。

【答案】

C 2．根据相关实验回答下列问题。

(1)鉴定成熟苹果果肉中存在还原糖，所用的试剂是____________，该试剂与还原糖发生作用，形成________沉淀，因此，可用该试剂检验糖尿病病人尿液中的________含量。

(2)鉴定黄豆组织中存在蛋白质时，向组织液中加入双缩脲试剂A摇匀，再向样液中加入双缩脲试剂B摇匀。其中双缩脲试剂B的量只能为3～4滴，而不能过量，为什么？

【解析】

还原糖的鉴定试剂常用斐林试剂，也可用班氏试剂，原理是相同的：还原糖的—CHO将Cu(OH)2的Cu2＋还原为Cu＋。在蛋白质鉴定中，NaOH的作用是制造蛋白质与Cu2＋形成络合物的碱性条件，若Cu2＋过量，会与NaOH反应，生成蓝色的Cu(OH)2，干扰对实验现象的观察。

【答案】

(1)斐林试剂

砖红色

葡萄糖

(2)过量的双缩脲试剂B会与试剂A反应，使溶液呈蓝色，而掩盖生成的紫色

实验拓展类1| 鉴定类实验的设计和策略

[典例导悟4] (多选)(2015·江苏高考)下列关于实验现象与结果的分析，错误的是(

) A．组织切片上滴加苏丹Ⅲ染液，显微观察有橘黄色颗粒说明有脂肪

B．组织样液中滴加斐林试剂，不产生砖红色沉淀说明没有还原糖

C．洋葱表皮细胞滴加蔗糖溶液后，发生质壁分离说明细胞有活性

D．PCR产物中加入二苯胺试剂，加热变蓝说明有目的DNA产生

【解析】

A项，脂肪颗粒可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，故可用苏丹Ⅲ染液检测脂肪。B项，用斐林试剂鉴定还原糖时需要水浴加热才会出现砖红色沉淀。C项，活细胞的原生质层具有选择透过性，蔗糖分子不能透过，若蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度，则细胞通过渗透作用失水，发生质壁分离。若细胞死亡，原生质层不具有选择透过性，则不会发生质壁分离。D项，PCR扩增的产物是DNA片段，在沸水浴条件下，DNA与二苯胺试剂反应呈现蓝色，但不能肯定是目的DNA。

【答案】

BD [拓展升华] 1．物质提取与鉴定类实验归纳

实验名称

淀粉的鉴定

还原糖的鉴定

脂肪的鉴定

试剂

碘液

颜色

蓝色

生物材料

脱色的叶片

苹果或梨备注

若材料有颜色，需要脱色

甲、乙液现配现斐林试剂

砖红色沉淀

的匀浆等

用，水浴加热

花生种子需用高倍镜观察(若用匀浆则不需要显微镜) 先加A液，后加苏丹Ⅲ(或Ⅳ) 染液

橘黄(或红)色

切片(或匀浆) 蛋白质的鉴定

双缩脲试剂

紫色

豆浆、稀蛋清等

B液，摇匀后使用，B液不能过量

水、葡萄尿糖的检测

葡萄糖试纸

有色

糖溶液、三份模拟“尿样”

胡萝卜素：橙叶绿体中色素的提取和分离

提取液：无黄色；叶黄水乙醇；分素：黄色；叶离液：层析绿素a：蓝绿液

色；叶绿素b：黄绿色

DNA的粗提取与鉴定

2.注意事项

(1)在显色实验(如物质鉴定)中，材料最好不带颜色或颜色较浅，或实验时对有色材料进行脱色处理。

(2)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。鸡蛋清作鉴定蛋白质的材料时，因其较黏稠，故使用时需稀释。

(3)可溶性还原(性)糖鉴定中不宜选择甜菜、甘蔗(含蔗糖)等，因其不含还原糖。

(4)颜色深浅与所鉴定的物质的含量有关，含量越多，颜色越明显。

[题组对练] 1．(多选)(2013·江苏高考)在1、3、5号试管中分别加入2 mL蒸馏水，2、4、6号试管中分别加入2 mL发芽的小麦种子匀浆样液，然后在1～4号试管中适量滴加斐林试剂，5、6号试管中合理滴加双缩脲试剂，摇匀。预期观察到的实验现象是(

) 二苯胺试剂

新鲜的绿叶(如菠菜叶) 加入二氧化硅是为了研磨得更充分；碳酸钙可防止研磨中色素被破坏

无

蓝色

鸡血细胞

沸水浴加热5 min

A．1、3、5号试管内都呈蓝色

B．3组实验中甲组和乙组的实验结果相同

C．4号试管内呈砖红色，其余试管内都呈蓝色

D．4号试管内呈砖红色，6号试管内呈紫色

【解析】

发芽的小麦种子匀浆中含有淀粉酶，淀粉酶能催化小麦种子中的淀粉水解产生麦芽糖等还原糖。1～4号试管中加入斐林试剂，因1、3号试管中是蒸馏水，无还原糖，显示斐林试剂本身的蓝色；2号试管中虽然含有还原糖，但未经水浴加热，故仍是蓝色；而4号试管经水浴加热后出现砖红色沉淀。5、6号试管中加入双缩脲试剂，5号试管中加入的是蒸馏水，合理滴加双缩脲试剂后可显示双缩脲试剂本身的蓝色；6号试管中含淀粉酶等蛋白质，合理滴加双缩脲试剂后出现紫色反应。即实验结果是1、2、3、5号试管内呈蓝色，4号试管内呈砖红色，6号试管内呈紫色。

【答案】

AD 2．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。

A．甲溶液含有淀粉

C．混合溶液不含淀粉

B．乙溶液含有还原糖

D．混合溶液含有淀粉酶

【解析】

甲溶液用双缩脲试剂检测显色，说明其含有蛋白质；乙溶液遇碘液显色，说明其含有淀粉。综合甲、乙的判断与甲、乙混合液的检测结果可知，甲为淀粉酶，乙为淀粉，淀粉酶催化淀粉分解的产物中含有还原糖，还原糖用斐林试剂检测显色。

【答案】

D 当堂验收| 提升高考考能

[高考题组]

1．(2014·四川高考)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) 【解析】

A项，水在最基本的生命系统中有两种存在形式：自由水和结合水。B项，在氨基酸脱水缩合形成多肽链的过程中，生成物H2O中的两个氢原子分别来自两个氨基酸中的氨基和羧基。C项，有氧呼吸第三阶段，O2与第一阶段葡萄糖分解产生的[H]和第二阶段丙酮酸分解产生的[H]结合形成H2O，同时释放出大量能量。线粒体中丙酮酸的分解要利用H2O，产生CO2。D项，光合作用的光反应阶段发生在叶绿体类囊体薄膜上，H2O在光下被分解成O2和[H]，[H]用于叶绿体基质中暗反应，将固定的CO2还原成(CH2O)。

【答案】

C 2．(2013·新课标全国卷Ⅰ)某油料植物的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含量的变化，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，定期检测萌发种子(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%，干重变化如下图所示。

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________。

【解析】

(1)根据检测生物组织中的脂肪实验可知，用苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)染液可以将细胞中的脂肪颗粒染成橘黄色(或红色)。

(2)由题图可知，种子萌发过程中，干重先增加，这是由于萌发过程中脂肪转化为糖类，二者相比较，O元素的含量增加。

(3)第11 d时，种子已萌发成幼苗。如果要使萌发的种子干重增加，需要萌发的种子进行光合作用。影响光合作用的因素有光照、水、CO2浓度、所需的矿质元素离子等，依据题意，必须要提供的条件是光照和所需的矿质元素离子。

【答案】

(1)苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)

橘黄(或红)

(2)O (3)光照

所需的矿质元素离子

[模拟题组]

3．下列关于生物体内水和无机盐的说法，正确的是(

) A．是细胞中的能源物质

B．哺乳动物血液中钙离子含量过多会引起抽搐

C．能维持生物体的生命活动

D．生物体处在不同发育期，含水量基本一样

【解析】

水和无机盐不能为细胞提供能量，A错。哺乳动物血液中钙离子含量过多会引起肌无力，血钙过低引起抽搐，B错。水和无机盐对维持生物体的生命活动起重要作用，C正确。生物体在不同发育时期含水量不同，D错。

【答案】

C 4．磷是组成生物体的重要元素。下列哪项不属于含磷化合物具有的生物学功能(

) A．构成各种生物膜的基本骨架

B．催化基因转录出信使RNA C．在蛋白质合成中转运氨基酸

D．直接为各项生命活动供能

【解析】

构成各种生物膜的基本骨架是磷脂双分子层，其中含有磷元素；催化基因转录出信使RNA的酶是RNA聚合酶，其化学本质是蛋白质，B符合题意；在蛋白质合成中转运氨基酸的物质是tRNA，其组成元素中含有磷元素；直接为各项生命活动供能的物质是ATP，其中含有磷元素。

【答案】

B