- 2021-09-26 发布 |
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文档介绍
2021版高考生物一轮复习第一单元走近细胞和组成细胞的分子第2讲细胞中的元素及无机化合物课件
第 2 讲 细胞中的元素及无机化合物 考点一 细胞中的元素和化合物 研析教材 内化基本概念 1. 组成细胞的元素 (1) 元素的来源、分类和存在形式 (2) 生物界和非生物界在元素组成上的统一性和差异性 ①统一性的表现 : , 在元素 上具有统一性。 ②差异性的表现 : 同一种元素在生物界和非生物界中的 差别很大。 组成生物体的元素在无机自然界中都能找到 种类 含量 2. 细胞中的化合物 [ 纠误诊断 ] (1) 在人体活细胞中氢原子的数目最多。 ( ) (2) 细胞中的一种元素的作用能被其他元素替代。 ( ) 提示 : 细胞中每种元素的作用是不相同的。 (3) 细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要。 ( ) 提示 : 微量元素对维持生命活动是不可缺少的。 (4) 生物界和非生物界在元素组成的种类和含量上都相同。 ( ) 提示 : 生物界中的元素在非生物界都能找到 , 但含量差别很大。 (5) 沙漠植物中含量最多的化合物是水。 ( ) √ × × × √ 思考探究 培养科学思维 1. 为什么组成细胞的化学元素在无机自然界都能找到 , 而又与无机自然界的含量大不相同 ? 提示 : 因为组成细胞的化学元素归根结底是从无机自然界吸收的 , 生物体吸收自然界中的元素又是有选择性的。 2. 如图 A 是组成人体细胞的主要元素及其比例 ,B 是细胞中几种化合物的含量。请据图思考下列问题 : (1) 如果图 A 表示的是活细胞中的元素含量比例 , 则甲~丁依次为 。 (2) 若按干重计 , 图 B 中②为 , 其标志性元素是 A 图中的 ( 填“甲” “乙”“丙”或“丁” ), 按鲜重计②应为 ( 此时①为 ) 。 (3) 图 A 所示元素在非生物界中 ( 填“一定能”“一定不能”或“不一定能” ) 找到。 (4)C 、 H 、 N 三种元素在人体的化学成分中 , 质量分数共占 73% 左右 ( 占细胞干重的百分比 ), 而在岩石圈的化学成分中 , 质量分数不到 1%, 这一事实说明 . 。 O 、 H 、 C 、 N 蛋白质 丁 水 蛋白质 一定能 生物界 与非生物界具有差异性 [ 深度思考 ] 细胞中含量最多的两种化合物是水和蛋白质 , 这对细胞的生命活动有什么意义 ? 提示 : 水是生命之源 , 生命活动离不开水 , 离开水生命活动就无法进行。蛋白质是生命活动的主要承担者。两种化合物含量高有利于细胞生命活动的正常进行。 题型突破 提升核心素养 题型一 细胞和生物体的组成元素及作用 1.( 2019· 河北衡水金卷 ) 如图为元素在生物体内的含量分布情况 , 下列说法错误的是 ( ) A.Ⅰ 在非生物界中都能找到 , 体现了生物界和非生物界的统一性 B.Ⅱ 含量虽少 , 但却是生物体正常生命活动不可缺少的 C.Ⅱ 和 Ⅲ 称为必需元素 , 一旦缺乏可能会导致相应的病症 D.P 、 S 、 K 、 Ca 、 Zn 属于大量元素 D 解析 : 微量元素和大量元素合称为必需元素。 Zn 属于微量元素。 2.( 2019· 湖北武汉联考 ) 下列关于组成生物体的化学元素的叙述正确的是 ( ) A. 占细胞鲜重百分比最多的元素是 C B. 组成 DNA 、磷脂分子的元素种类相同 C. 非生物界与生物界的元素种类相同 D. 组成生物体的化学元素多以离子形式存在 B 解析 : 占细胞鲜重百分比最多的元素是 O; 组成 DNA 、磷脂分子的元素都是 C 、 H 、 O 、 N 、 P, 种类相同 ; 组成生物界的元素种类在非生物界中都能找到 , 但非生物界与生物界的元素种类存在差异 ; 组成生物体的化学元素多以化合物的形式存在。 题型二 细胞中各类化合物的组成元素及与代谢的联系 3.( 2019· 河北石家庄期末 ) 下列各组化合物中 , 由相同元素组成的是 ( ) A. 叶绿素、类胡萝卜素 B. 胰岛素、性激素 C. 脂肪、核苷酸 D. 纤维素、丙酮酸 D 解析 : 叶绿素中含有镁元素 , 与类胡萝卜素的元素组成不同 ; 性激素只含有 C 、 H 、 O, 胰岛素含有 C 、 H 、 O 、 N; 脂肪只含有 C 、 H 、 O, 核苷酸含有 C 、 H 、 O 、 N 、 P; 纤维素和丙酮酸都只含有 C 、 H 、 O 。 4. 如图是构成细胞的某些化合物的元素组成情况 , 则对①、②、③所表示的物质及其所能表现的生理功能推测错误 的是 ( ) A. ①可能是叶绿素 , 能吸收光能进行光合作用 B. ②可能是血红蛋白 , 有运输氧的作用 C. ③可能是磷脂 , 是细胞膜的主要成分 D. ①、②、③必为同一类物质 D 解析 : 叶绿素中含有 Mg, 所以①可能是叶绿素 , 能吸收光能进行光合作用 ; 血红蛋白中含有 Fe, 所以②可能是血红蛋白 , 有运输氧的作用 ; 磷脂含有的元素是 C 、 H 、 O 、 N 、 P, 所以③可能是磷脂 , 是细胞膜的主要成分 ;① 、②、③为不同类物质。 题后提升 据特征元素推测化合物的种类 考点二 细胞中的水和无机盐 研析教材 内化基本概念 1. 细胞中的水 (1) 存在形式及作用 (2) 自由水 / 结合水与植物代谢、抗逆性的关系 2. 细胞中的无机盐 ( 巧记功能 : 一组成二维持 ) [ 纠误诊断 ] (1) 贮藏中的种子不含水分 , 以保持休眠状态。 ( ) 提示 : 贮藏中的种子 , 自由水与结合水的比值很低 , 代谢很弱 , 以保持休眠状态 , 并非不含水分。 (2) 植物根系通过主动运输吸收无机盐离子需要 ATP 。 ( ) (3) 细胞中的无机盐大多数以化合物形式存在 , 如 CaCO 3 构成骨骼、牙齿。 ( ) 提示 : 细胞中的无机盐大多数以离子形式存在。 (4) 叶绿体中的色素都含有 Mg 。 ( ) 提示 : 叶绿素含有 Mg, 类胡萝卜素不含 Mg 。 (5) 在动物体内 ,Na + 主要维持细胞内液的渗透压 ,K + 主要维持细胞外液的渗透压。 ( ) 提示 : Na + 和 Cl - 主要维持细胞外液的渗透压 ,K + 主要维持细胞内液的渗透压。 × √ × × × 思考探究 培养科学思维 1. 为什么植物缺少 N 、 Mg 、 P 会影响光合作用 ? 提示 : N 、 Mg 是组成叶绿素的成分 ,N 、 P 是组成叶绿体类囊体薄膜和 ATP 的成分 ,N 也是组成光合酶的成分 , 因此植物缺少 N 、 Mg 、 P 会影响光合作用。 2. 镁是叶绿素的重要组成元素 , 植物体缺少镁元素会导致叶片变黄 , 影响光合作用。请设计实验证明镁是植物必需的矿质元素。 实验材料 : 某种植物幼苗若干、完全培养液、缺镁培养液。 请写出该实验的设计思路并预测实验结果。 提示 : 选择生理状况相同的植物幼苗若干 , 分成 A 、 B 两组 ,A 组用完全培养液培养 ,B 组用缺镁培养液培养 , 一段时间后 , 观察两组叶片是否变黄 , 若 B 组叶片变黄 , 再补充镁离子 , 一段时间叶片恢复绿色 , 则证明镁是植物必需的矿质元素。 题型突破 提升核心素养 题型一 水的存在形式、作用及与代谢的关系 1.( 2019· 山东临沂期中 ) 关于生物体内水的叙述 , 正确的是 ( ) A. 氨基酸分子之间脱水缩合生成物 H 2 O 中的氢来自氨基 B. 结合水可作为细胞内化学反应的反应物 C. 进入冬季 , 一般植物体内结合水与自由水的比例会升高 D. 核糖体、线粒体和中心体都会生成水 C 解析 : 氨基酸分子之间脱水缩合生成物 H2O 中的氢来自氨基和羧基 ; 作为细胞内化学反应的反应物的是自由水 ; 核糖体、线粒体会生成水 , 中心体不会生 成水。 2.( 2019· 北京顺义区期末 ) 生物体的生命活动离不开水 , 下列关于真核细胞中水的叙述 , 错误的是 ( ) A. 玉米体内的水分参与营养物质的运输 B. 正在萌发的种子中结合水与自由水的比值下降 C. 水分子能与膜上亲水物质结合 , 导致生物膜具有流动性 D. 有氧呼吸产生的 H 2 O 中的 O 全部来自 O 2 C 解析 : 自由水在玉米体内流动 , 可以运送营养物质和代谢废物 ; 新陈代谢旺盛的细胞内自由水含量较高 , 正在萌发的种子中结合水与自由水的比值下降 ; 组成生物膜的磷脂和蛋白质分子的运动使生物膜具有流动性 ; 有氧呼吸产生的 H 2 O 中的 O 全部来自 O 2 。 题型二 无机盐的存在形式及作用 3 .(2019· 河北衡水中学二调 ) 下列有关生物体内无机盐的叙述 , 错误的是 ( ) A. 细胞中绝大多数的无机盐以离子的形式存在 B. 生物体内无机盐浓度的大小会影响细胞的吸水或失水 C. 患急性肠炎的病人脱水时输入葡萄糖盐水是常见的治疗方法 D. 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 解析 : 细胞中绝大多数的无机盐以离子的形式存在 ; 水分子是顺相对含量的梯度跨膜运输的 , 生物体内无机盐浓度的大小会影响细胞的吸水或失水 ; 患急性肠炎的病人脱水时输入葡萄糖盐水是常见的治疗方法 ; 给水中毒患者注射质量分数为 1.8% 的盐水 , 是为了升高细胞外液的渗透压。 4.( 2019· 全国 Ⅲ 卷 ) 氮元素是植物生长的必需元素 , 合理施用氮肥可提高农作物的产量。回答下列问题。 (1) 植物细胞内 , 在核糖体上合成的含氮有机物是 , 在细胞核中合成的含氮有机物是 , 叶绿体中含氮的光合色素是 。 解析 : (1) 核糖体是合成蛋白质的机器 , 蛋白质为含氮有机物 , 细胞核是遗传物质 ( 核酸 ) 贮存和复制的场所 , 核酸为含氮有机物 , 叶绿素是叶绿体中含氮的光合色素。 答案 : (1) 蛋白质 核酸 叶绿素 考点三 实验 : 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 实验基础 1. 实验原理 某些化学试剂能够使生物组织中的有关有机化合物产生 。 特定的颜色反应 砖红色沉淀 紫色 2. 实验步骤与实验结论 (1) 还原糖的检测 结论 : 说明组织样液中有可溶性 。 还原糖 (2) 脂肪的检测 方法一 : 花生种子匀浆 +3 滴 染液→ 。 方法二 : 花生种子 ( 浸泡 ), 将子叶削成薄片。 苏丹 Ⅲ( 苏丹 Ⅳ) 橘黄色 ( 红色 ) 观察 : 先在 下寻找到已着色的颗粒再用 观察。 结论 : 圆形小颗粒呈橘黄色 , 说明有 存在。 低倍镜 高倍镜 脂肪 (3) 蛋白质的检测 结论 : 说明组织样液中存在 。 蛋白质 (4) 淀粉的检测 重点透析 1. 区分斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同” 2. 把握三类有机物检测在操作步骤上的“三个唯一” 唯一 需要 加热 还原糖检测 , 水浴加热。若不加热 , 则无砖红色沉淀出现 唯一 需要显微镜 切片法检测生物组织中的脂肪 唯一 使用 酒精 脂肪的检测 , 用体积分数为 50% 的酒精洗去浮色 3. 关注实验中的四个注意点 选材 不宜选有颜色的实验材料 , 因为有颜色的材料会干扰实验结果 预留样液 物质检测中 , 预留组织样液作对照 待测液 处理 用蛋清作蛋白质检测材料 , 必须充分稀释 , 防止蛋清粘在试管内壁 材料处理 脂肪检测时 , 用体积分数为 50% 的酒精洗去浮色 , 不能用清水 , 因为染料溶于有机溶剂、不溶于水 题型演练 题型一 实验原理和操作 1.( 2017· 全国 Ⅰ 卷 ) 下列关于细胞结构与成分的叙述 , 错误的是 ( ) A. 细胞膜的完整性可用台盼蓝染色法进行检测 B. 检测氨基酸的含量可用双缩脲试剂进行显色 C. 若要观察处于细胞分裂中期的染色体可用醋酸洋红液染色 D. 斐林试剂是含有 Cu 2+ 的碱性溶液 , 可被葡萄糖还原成砖红色 B 解析 : 台盼蓝为大分子染料 , 完整的细胞膜不允许台盼蓝进入细胞 , 细胞不能被染色 , 故可用台盼蓝染色法检测细胞膜的完整性 ; 双缩脲试剂与蛋白质中的肽键发生紫色反应 , 而氨基酸不含肽键 , 无法与双缩脲试剂发生紫色反应 ; 醋酸洋红是一种碱性染料 , 可使染色体着色 ; 斐林试剂甲液与乙液混合后生成弱氧化性的 Cu(OH) 2 , 可被葡萄糖还原为砖红色沉淀 (Cu 2 O) 。 2. 如图是鉴定生物组织中某种成分的操作流程图。下列相关叙述中正确的是 ( ) A. 图中的甲试剂也可以用于鉴定蛋白质 B. 可用菠菜叶片替代苹果 C. 石英砂的作用是使研磨更充分 D. 甲试剂由甲、乙两种液体组成 , 使用时先加甲液再加乙液 C 解析 : 根据选材及颜色变化可知该实验测定的是还原糖 , 其中甲试剂是斐林试剂 , 斐林试剂不能用于鉴定蛋白质 ; 由于菠菜叶片呈绿色 , 会影响对实验结果的观察 , 所以不能用菠菜叶片替代苹果 ; 石英砂的作用是使研磨更充分 ; 斐林试剂由两种液体 ( 甲液和乙液 ) 组成 , 使用时应先将甲、乙两液混合后再加入样液中。 题型二 实验结果分析 3.( 2019· 河北衡水金卷 ) 现有甲和乙两种物质 , 物质甲遇双缩脲试剂呈紫色 , 物质乙与斐林试剂在水浴状态下不出现砖红色沉淀 , 但物质甲与物质乙混合后可与斐林试剂反应产生砖红色沉淀。下列关于物质甲和物质乙及相关试剂的叙述中 , 错误的是 ( ) A. 物质甲可能是麦芽糖酶 , 物质乙可能是麦芽糖 B. 物质甲一定是蛋白质 , 物质乙一定不是还原糖 C. 物质甲可能是纤维素酶 , 物质乙可能是纤维素 D. 组成双缩脲试剂和斐林试剂的两种溶液种类相同但浓度不完全相同 A 解析 : 由于物质甲与双缩脲试剂反应呈紫色 , 所以物质甲一定是蛋白质 , 物质乙不能与斐林试剂在水浴状态下反应生成砖红色沉淀 , 但与物质甲混合后能产生 , 说明物质乙本身不是还原糖 , 但可以在物质甲的作用下分解产生还原糖。麦芽糖是还原糖 , 与斐林试剂在水浴状态下可产生砖红色沉淀 , 故物质乙不可能是麦芽糖 ; 纤维素可在纤维素酶的作用下产生葡萄糖 ; 双缩脲试剂和斐林试剂均由氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液组成 , 但硫酸铜溶液的浓度不同。 题型三 实验技能综合考查 4. 许多植物如花生、蓖麻等的种子中储存有大量的脂肪。某同学想知道 : 除种子外 , 植物的其他部分如根尖细胞中是否也含有脂肪 ? 请帮助他补充完善以下实验方案。 (1) 作出假设 : 根尖细胞中含有脂肪。 (2) 实验原理 : ① ; ② 。 (3) 实验材料 : 新鲜洋葱根尖 , 苏丹 Ⅲ 染液 , 质量分数为 10% 的盐酸 , 体积分数为 50% 的酒精 , 蒸馏水 , 载玻片 , 盖玻片 , , 刀片 , 培养皿 , 镊子 , 滴管。 (4) 主要实验步骤 : ①取一培养皿 , 向其中加入适量的质量分数为 10% 的盐酸 , 再将洋葱根尖浸泡其中 ,5 min 后取出 , 并用清水漂洗。 ②以经过处理的洋葱根尖为材料 , 制作洋葱根尖临时装片 , 再在装片的盖玻片上加一块载玻片 , 用手指轻压 , 使根尖组织细胞分散。 ③揭去盖玻片 , 在洋葱根尖上滴加 2~3 滴苏丹 Ⅲ 染液 , 染色 3 min 。 ④ 。 ⑤显微镜观察 : 在低倍镜下找到比较清晰的根尖组织 , 并移到 , 换高倍镜观察 , 并调 使物像清晰。 (5) 最可能的结果 : 。 解析 : (2) 检测根尖细胞中是否含有脂肪 , 该实验原理是 :① 脂肪可以被苏丹 Ⅲ 染液染成橘黄色 ;② 苏丹 Ⅲ 可溶于质量分数为 50% 的酒精。 (3) 观察细胞中被苏丹 Ⅲ 染液染色的脂肪 , 需在显微镜下观察。 (4) 用苏丹 Ⅲ 染液染色后 , 需用体积分数为 50% 的酒精洗去浮色并制成临成装片。在低倍镜下找到要观察的目标后 , 因高倍镜下观察到的视野范围小于低倍镜下的观察范围 , 所以需将其先移动到视野中央 , 再换高倍镜。换高倍镜后只需调节细准焦螺旋使物像清晰即可。 (5) 洋葱根尖细胞中应该也有脂肪 , 所以最可能的结果是出现橘黄色。 答案 : (2) ①脂肪可以被苏丹 Ⅲ 染液染成橘黄色 ②苏丹 Ⅲ 可溶于质量分数为 50% 的酒精 (3) 显微镜 (4) ④用吸水纸吸去染液 , 再滴加 1~2 滴体积分数为 50% 的酒精 , 洗去浮色 ; 用吸水纸吸去根尖周围的酒精 , 滴一滴蒸馏水 , 盖上盖玻片 , 制成临时装片 ⑤视野中央 细准焦螺旋 (5) 洋葱根尖细胞中出现橘黄色 科学探究系列 1 实验材料的选择原则 素能培养 选择理想的生物实验材料是生物科学实验、生物科学探究成败的关键之一。而选择合适的生物实验材料是制订计划与实施计划的关键。生物实验材料的选择应注意以下几点 : (1) 选择的生物材料应是当地较常见、易于获得的材料。 (2) 选择的生物材料应健壮、新鲜。健壮的生物材料新陈代谢才旺盛 , 生物学特征才明显 , 用作实验效果才好。 (3) 选择的生物材料应价格便宜、成本低廉。这是做任何实验都必须考虑的经济因素。 (4) 最关键的选择原则应该是符合实验目的与要求。 1. 有色、无色材料的选择和处理 实验名称 实验材料 及处理 取材主要原因 鉴定还原糖实验 苹果或梨的匀浆 用还原糖丰富的 , 白色或近于白色的材料 , 以避免色素对实验现象造成干扰 观察 DNA 和 RNA 在细胞中的分布 人的口腔上皮细胞 取材方便 , 细胞结构完整且无色 观察植物细胞质壁分离及复原实验 紫色洋葱表皮细胞 细胞内具有中央液泡 , 且液泡内含有色素便于观察实验现象 用高倍镜观察叶绿体和线粒体实验 新鲜藓类的叶或者菠菜叶、黑藻叶、人的口腔上皮细胞 藓类植物的叶薄而小 , 叶绿体清晰 , 可取整个叶制片 , 选用菠菜叶 ( 稍带叶肉 ) 的下表皮 ( 因为叶肉细胞中含有叶绿体 ) 2. 实验材料的生理状态的选择 实验名称 实验材料及处理 取材原因 细胞膜的提取实验 哺乳动物成熟的红细胞 该细胞内无细胞核和各种细胞器 , 避免了其他膜结构对细胞膜的干扰 比较过氧化氢酶在不同条件下的分解 新鲜的肝脏研磨液 肝脏是动物体内重要的解毒器官 , 富含 H 2 O 2 酶 绿叶中色素提取和分离 新鲜的绿叶 ( 如菠菜的绿叶 ) 使滤液中含较多的色素 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂实验 洋葱根尖 该部位细胞分裂旺盛 , 易观察到分裂期染色体的行为变化 1. 在生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定实验中 , 关于实验材料的选择的叙述 , 错误的是 ( ) A. 甘蔗茎的薄壁组织、甜菜的块根等都含有较多的糖 , 且近于白色 , 因此可以用于进行还原糖的检测 B. 花生种子含脂肪多 , 且子叶肥厚 , 是用于脂肪鉴定的理想材料 C. 大豆种子蛋白质含量高 , 是进行蛋白质鉴定的理想植物材料 D. 鸡蛋清含蛋白质多 , 是进行蛋白质鉴定的理想动物材料 A 解析 : 甘蔗茎和甜菜的块根中含有的是蔗糖 , 蔗糖是非还原糖 , 不能作为还原糖检测的材料。 针对训练 2.( 2019· 河北衡水中学五调 ) 实验材料是决定实验成功与否的关键因素之一。下列关于实验选材的叙述 , 正确的是 ( ) A. 利用人口腔上皮细胞观察线粒体的形态和分布 B. 利用洋葱根尖成熟区细胞诱导染色体数目加倍 C. 利用山柳菊研究生物遗传的基本规律 D. 利用马蛔虫的受精卵观察细胞的减数分裂 A 解析 : 洋葱根尖成熟区细胞不分裂 , 因此不能诱导染色体数目加倍 ; 山柳菊没有容易区分的相对性状 , 有时进行无性繁殖 , 花小难以做人工杂交实验 , 不适合研究生物的遗传规律 ; 受精卵进行的是有丝分裂。 3.( 2019· 广西梧州联考 ) 下列实验材料的选择理由不合理的是 ( ) A. 恩格尔曼选择水绵的原因之一是水绵具有易于观察的椭球形叶绿体 B. 比较 H 2 O 2 在不同条件下的分解实验中 , 选择肝脏研磨液的理由是含有过氧化 氢酶 C. 在探究细胞呼吸方式时选择酵母菌的理由是它属于兼性厌氧菌 D. 孟德尔选择豌豆的理由之一是豌豆属于自花传粉、闭花受粉植物 A 解析 : 恩格尔曼选择水绵的原因之一是水绵具有易于观察的条带状叶绿体 ; 比较 H2O2 在不同条件下的分解实验中 , 选择肝脏研磨液的理由是其含过氧化氢酶 ; 酵母菌是兼性厌氧菌 , 既可以进行有氧呼吸 , 也可以进行无氧呼吸 , 因此酵母菌可以作为探究细胞呼吸方式的材料 ; 豌豆属于自花传粉、闭花受粉植物 , 自然状态下一般是纯种 , 因此孟德尔选择豌豆作为实验材料。 课堂小结 [ 构建知识网络 ] [ 强化思维表达 ] 1. 大量元素、微量元素都是生物必需的元素 , 对于维持生物体生命活动都起着非常重要的作用。 2. 结合水是细胞结构的重要组成成分 ; 自由水是细胞内的良好溶剂 , 参与生化反应 , 为细胞提供液体环境 , 运送营养物质和代谢废物。 3. 无机盐是细胞内某些复杂化合物的组成成分 , 维持细胞和生物体的正常生命活动 , 维持生物体的酸碱平衡和渗透压。 4. 还原糖与斐林试剂发生作用且水浴加热时生成砖红色沉淀 ; 脂肪可以被苏丹 Ⅲ 染液染成橘黄色 , 被苏丹 Ⅳ 染液染成红色 ; 蛋白质与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应。查看更多