(共36张PPT)
第一单元 细胞及其分子组成
第2讲 细胞中的元素及化合物
生物人教版 必修1
1.组成生物体的必需元素
C H O N P S K Ca Mg
Fe Mn B Zn Mo Cu
一、组成细胞的元素
最基本元素
（ ）
干重最多
（ ）
鲜重最多
基本元素
主要元素
大量元素
微量元素
铁锤猛（锰）碰（硼）新（锌）木（钼）桶（铜）
(1)分类依据是根据生物体内含量，而不是生理作用，微
量元素含量虽少，但其生理作用却不可替代。
(2)大量元素和微量元素的划分是依据生物界中生物的整
体情况，具体到某一种生物可能有差别。
(3)组成生物体的常见的20多种化学元素是指必需元素，
生物体内可能含一些非必需元素。如人体可能含Pb（
铅）。
2．生物界与非生物界的统一性和差异性
无机化合物
有机化合物
水: 85%～95%
无机盐: 1%～1.5%
糖类：
脂质：1%～1.5%
蛋白质：7%～10%
核酸：
C、H、O
C、H、O 等
C、H、O、N、
S、Fe
C、H、O、N、P
1％～1.5％
3. 组成细胞的化合物
例题：下列关于组成生物化学元素的叙述正确的是( )
A．C是组成糖类的基本元素，在光合作用中C元素从CO2先后经C3、C5形成(CH2O)
B．N是核酸的组成元素，没有N植物就不能合成核酸
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于水
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均有ATP的合成
解析：此题考查组成生物的化学元素的特点与功能，具体分析如下：
答案：B
选项 分析判断
A项 C是糖类的基本元素，但是在光合作用中CO2先与C5结合形成C3，然后进一步被还原成(CH2O)。A项错误。
B项 核酸是由C、H、O、N、P等元素组成的，没有N植物就不能合成核酸。B项正确。
C项 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于CO2，水中的氧进入氧气。C项错误。
D项 光合作用的光反应形成ATP，但是暗反应消耗ATP，把ATP中能量转移到有机物中。D项错误。
有关生物体细胞组成元素的叙述，错误的是( )
A．在不同生物的体细胞内，组成它们的化学元素种类大体相同
B．组成细胞的最基本元素是C
C．在同一生物的不同体细胞内，各种化学元素的含量相同
D．组成生物体细胞的化学元素，在无机自然界中都能找到
解析：在同一生物的不同体细胞内，各种化学元素的种类相同，含量不同。
答案：C
二、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
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。
4.斐林试剂和双缩脲试剂的比较：
例题．下列实验中，试剂与鉴定的物质及颜色变化对应关系不正确的一组是( )
A．双缩脲试剂—蛋白质—紫色；健那绿染液—线粒体—蓝绿色
B．苏丹Ⅲ染液—脂肪—橘黄色；碘液—淀粉—蓝色；重铬酸钾溶液—酒精—灰绿色
C．甲基绿—DNA—绿色；苏丹Ⅳ染液—脂肪—红色；斐林试剂—麦芽糖—砖红色
D．龙胆紫染液—染色体—紫色；吡罗红—DNA—红色
解析：本题考查蛋白质、脂肪、DNA、淀粉、酒精的鉴定，观察线粒体、染色体等。蛋白质与双缩脲试剂作用，发生紫色反应，健那绿对线粒体进行染色，呈现蓝绿色；苏丹Ⅲ可用来鉴定脂肪，最终出现橘黄色脂肪微粒，淀粉遇到碘液后变蓝色，在酸性条件下，重铬酸钾溶液可以用来鉴定酒精，最终出现灰绿色；甲基绿对DNA进行染色，出现绿色，苏丹Ⅳ可用来鉴定脂肪，最终出现红色，斐林试剂在沸水浴条件下与还原糖如麦芽糖、葡萄糖等反应出现砖红色沉淀；龙胆紫可用于对细胞中染色体进行染色，吡罗红可用于RNA的染色，最终出现红色。
答案：D
(新课标卷)下表中根据实验目的，所选用的试剂与预期的实验结果正确的是( )
实验目的 试剂 预期的实验结果
A 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂 醋酸洋红 染色体被染成红色
B 检测植物组织中的脂肪 双缩脲
试剂 脂肪颗粒被染成红色
C 检测植物组织中的葡萄糖 甲基绿 葡萄糖与甲基绿作用，生成绿色沉淀
D 观察DNA和RNA在细胞中的分布 斐林试剂
吡罗红 斐林试剂将DNA染成绿色，吡罗红将RNA染成红色
解析：染色体容易被碱性染料染色，所以被称为染色体，一般所用的染料为醋酸洋红或者龙胆紫，所以A正确。脂肪用苏丹Ⅲ鉴定显橘黄色，与苏丹Ⅳ反应显红色，蛋白质与双缩脲试剂发生显色反应显紫色，所以B错误。葡萄糖属于还原性糖，与斐林试剂反应呈砖红色沉淀，C错。DNA与二苯胺发生显色反应显蓝色，与甲基绿发生显色反应显绿色。RNA与吡罗红发生显色反应显红色，D错。
答案：A
(广东高考题)分析下表，可推测
溶液 双缩脲试剂 碘液 斐林试剂
甲 + — —
乙 — ++ —
甲、乙混合 + + +
注：“+”显色，“++”显色更深，“—”不显色
A. 甲溶液含有淀粉 B. 乙溶液含有还原糖
C. 混合溶液不含淀粉 D. 混合溶液含有淀粉酶
D
一、细胞中的水
第二节 细胞中的无机物
1．影响细胞含水量的因素
（鲜重含量最多：约60%---95% ）
结论：
（1）不同生物含水量不同：
（2）同一生物不同器官含水量不同：
（3）同一生物不同发育阶段含水量不同：
水生生物含水量＞陆生生物含水量。
幼儿＞成年；幼嫩部分＞成熟部分。
与代谢水平有关。
2.细胞中水的存在形式、关系及功能
结合水
自由水
升温
降温
①良好溶剂
②液体环境
③参与反应
④物质运输
组成细胞
3．自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系
自由水/结合水
比值高：代谢旺盛，但抗逆性差。
比值低：代谢强度降低，但抗寒、抗旱、
抗热等抗逆性增强。
与其他物质结合(约4.5％)
游离 可自由流动(约95.5％)
4．水的代谢图解
(1)鲜种子放在阳光下暴晒，重量减轻―→自由水散失，代
谢减弱。
(2)干种子用水浸泡后仍能萌发―→失去自由水的种子仍保
持其生理活性。
(3)干种子放在试管中，用酒精灯加热，试管壁上有水珠
―→失去结合水。种子浸泡后不萌发―→失去结合水的细胞丧失生理活性。
5．自由水和结合水的存在及其功能的验证
二、细胞中的无机盐
1、含量：
2、存在形式：
离子（主要） 化合物（少数）
3、作用
3.维持细胞的酸碱平衡和渗透压。
2.维持细胞和生物体的生命活动；
1.组成细胞中的化合物；
1%~1.5%
4．部分无机盐离子的具体功能分析
无机盐 功能 含量异常
I－ 甲状腺激素的组成成分 缺乏时患地方性甲状腺肿
Fe2＋ 血红蛋白的组成成分 缺乏时患贫血
Ca2＋ 降低神经系统的兴奋性 血钙过低时，会出现抽搐现象；血钙过高时，会患肌无力
Mg2＋ 组成叶绿素的元素之一 缺乏时叶片变黄，无法进行光合作用
无机盐 功能 含量异常
B 促进花粉的萌发和花粉管的伸长 油菜缺硼时，会出现
“花而不实”
K＋ 促进植物体内淀粉的运输；动物细胞内液渗透压的维持 缺乏时植物抗逆能力减弱，易受病害侵袭
Na＋ 维持细胞外液的渗透压 缺乏会导致细胞外液渗透压下降
无机盐生理功能的实验验证
(1)对照组
植物＋完全培养液―→正常生长
(2)实验组
[特别提醒]
①实验中应保证实验材料的统一性，即材料的种类、生长
状况等。
②实验组加入X盐的目的是二次对照，使实验组前后对照，
以增强说服力。
例题. 对于生物体内自由水的叙述不正确的是( )
A.生物体代谢旺盛时含量最丰富的物质
B.不发生化学反应
C.生物体内各种反应的介质
D.植物越冬时，自由水含量降低
B
【解析】选B。自由水是可以参与代谢的、以游离形式存在的水，代谢旺盛时含量多，可以作为各种反应的介质，还可作为水解反应、光合作用及细胞呼吸的反应物。进入冬季，部分自由水转化为结合水使自由水相对含量降低，抗寒能力增强。代谢越旺盛的细胞，含自由水越多；反之，含结合水越多。
2.下列关于无机盐的叙述,错误的是( )
A.细胞中的某些无机盐离子对维持细胞的酸碱平衡具有一定作用
B.Mg2+是叶绿素的成分之一，缺Mg2+影响光合作用
C.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
D.碘是合成甲状腺激素的原料，所以常在食盐中加碘
C
【解析】选C。Mg2+是叶绿素的成分之一，缺Mg2+影响叶绿素的形成，从而影响光合作用；细胞中的无机盐大多数以离子形式存在。
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第2讲 细胞中的元素及化合物
一、单项选择题
1．小明同学感冒频繁，口腔溃疡反复发作，伤口不易愈合，食欲不振，免疫力低下，比起同龄儿童，他的身体偏矮、偏瘦。去医院经检查发现小明血清中锌的含量过低。对上述材料的解释，不正确的是( )
A．锌能增强人体免疫力
B．锌在人体的生长发育过程中的作用不可替代
C．锌是人体必需的微量元素
D．锌的作用极大，只要有锌，人就能正常生长
2．人们经常食用的牛、羊、猪等肉类和白菜、土豆等蔬菜，经消化吸收后，其中的成分可被转化为人体的组成成分。对以上事实解释合理的是( )
A．组成生物体细胞的化学元素在无机自然界都能找到
B．不同生物的细胞内的化学元素含量大体相同
C．组成生物体细胞的生物大分子都是以碳链作为骨架
D．不同生物的细胞内的化学元素种类大体相同
3．关于生物体内水和无机盐的叙述，不正确的是( )
A．体内参与运输营养物质和代谢废物的水是自由水
B．细胞中无机盐多数以化合物形式存在
C．生物体内无机盐浓度的大小会影响细胞的吸水或失水
D．自由水与结合水的比例随生物个体代谢的强弱而变化
4．用碘液、苏丹Ⅲ染液和双缩脲试剂测得甲、乙、丙三种植物的干种子中三大类有机物的颜色反应如下表，其中“＋”的数量代表颜色反应深浅程度，下列有关说法不正确的是( )
A.乙种子中主要含蛋白质、
B．碘液、苏丹Ⅲ染液和双缩脲试剂与相应的物质发生的颜色反应分别是蓝色、橘黄色和紫色
C．在观察颜色时有可能用到光学显微镜
D．这三种试剂的使用均不需要水浴加热
5．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，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含量，则A化合物具有多样性，其必含的元素为C、H、O、N
6．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( )
A．甲呈蓝色，乙呈砖红色，丙呈无色
B．甲呈无色，乙呈砖红色，丙呈蓝色
C．甲、乙皆呈蓝色，丙呈砖红色
D．甲呈浅砖红色，乙呈砖红色，丙呈蓝色
7．下列关于生物体内水的叙述，不正确的是( )
A．结合水是细胞的重要组成成分
B．血细胞中的水大部分是自由水
C．细胞内结合水与自由水的比值与新陈代谢强度无关
D．自由水可参与细胞内物质的运输与化学反应
8．在可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定实验中，对实验材料的选择错误的是( )
A．马铃薯块茎中含有较多的糖且近于白色，可用于进行可溶性还原糖的鉴定
B．花生种子富含脂肪且子叶肥厚，是用于脂肪鉴定的好材料
C．大豆种子蛋白质含量高，是进行蛋白质鉴定的理想植物组织材料
D．鸡蛋清含蛋白质多，是进行蛋白质鉴定的实验材料
9．下列四项是对有关混合液在适宜条件下发生反应后现象的描述，其中正确的是( )
选项 有关物质 所用试剂 颜色反应
A 淀粉与足量淀粉酶混合液 碘液 蓝色
B 蛋白质与足量蛋白酶混合液 双缩脲试剂 紫色
C 蔗糖与足量淀粉酶混合液 斐林试剂 砖红色
D 脂肪与足量脂肪酶混合液 苏丹Ⅳ染液 橘黄色
10．在检测下列物质时所选用的实验材料、试剂和反应现象都正确的是( )
选项 检测物质 实验材料 试剂 反应现象
A 还原糖 胡萝卜 斐林试剂 砖红色沉淀
B 蛋白质 豆浆 双缩脲试剂 蓝色
C 脂肪 花生子叶 苏丹Ⅲ染液 橘黄色
D DNA 人口腔上皮细胞 吡罗红 红色
二、非选择题
11．用斐林试剂鉴定还原糖的实验中，教材要求必须将斐林试剂甲液和乙液混合均匀后使用，切勿分别使用，但在实验过程中，实验者设想按照不同的使用顺序先后使用甲液和乙液及混合后使用。
实验猜想：用斐林试剂鉴定还原糖与其甲液、乙液使用顺序及是否混用无关。
实验设计：为探究以上猜想，实验按表格思路设计：
试管 第1次加入物 第2次加入物 第3次加入物 加热 颜色变化
1号 2 mL苹果汁 0.5 mL 0.05 g/mL的CuSO4溶液 0.5 mL0．1 g/mL的NaOH溶液 加热
2号 2 mL苹果汁 A B 加热
3号 2 mL苹果汁 C 加热
请回答下列问题：
(1)2、3号试管中应加入的物质是A________________，B___________________ C__________________。
(2)1、2、3号试管的设计主要体现了什么样的实验设计思想？ ________________。
(3)1号与2号试管相比，实验变量为____________________。
(4)理论预测及相关结论：
①当出现什么样的实验现象时，实验猜想是正确的？
②当出现什么样的实验现象时，实验猜想是错误的？
①____________________。
②____________________。
12．花生种子的子叶肥厚，含有丰富的营养物质。某实验小组利用花生种子进行以下实验，请补充完整，并分析回答相关问题。
(1)将花生子叶切片，选用苏丹Ⅳ进行染色，在滴加清水盖上玻片前用____________洗去浮色。在显微镜下观察脂肪滴呈现出________色。
(2)在花生种子萌发后，进行探究实验。
Ⅰ.实验课题：探究花生子叶对幼苗生长的影响。
Ⅱ.实验材料：胚根长出2～3 mm，种皮涨破的花生种子。
Ⅲ.实验步骤：
①对花生种子进行处理：
A组：保留两片子叶；B组：保留一片子叶；
C组：保留半片子叶；D组：去除两片子叶。
②将处理后的各组种子分别种在盛有培养基的塑料杯中。
③每天定时浇水，观察和记录实验结果。
Ⅳ.实验结果：不同处理对花生幼苗生长的影响，萌发3周后结果如下。
组别 株高/cm 根长/cm 叶片数/片
A 10.1 18.25 26
B 7.2 14 19
C 5.1 11 14
D 0.8 3.8 9
①本实验的自变量是________________，对照组是________。
②实验步骤中的每组处理和对照均要设置________实验，目的是________________。
③实验中应该控制的无关变量有________________。
④实验结果表明________________。
Ⅴ.实验结论：略。
第2讲 细胞中的元素及化合物
参考答案
一、单项选择题
1 2 3 4 5 6
D D B A C D
7 8 9 10
C A B C
二、非选择题
11．(1)0.5 mL 0.1 g/mL的NaOH溶液 0.5 mL 0.05 g/mL的CuSO4溶液 0.5 mL 0.1 g/mL的NaOH溶液和0.5 mL 0.05 g/mL的CuSO4溶液的混合液
(2)主要体现了对照实验的设计思想
(3)0.5 mL 0.05 g/mL的CuSO4溶液与0.5 mL 0.1 g/mL的NaOH溶液的加入顺序
(4)①若1、2、3三支试管均出现砖红色沉淀现象，说明实验猜想是正确的。②若1、2、3三支试管不全出现砖红色沉淀现象，说明实验猜想是错误的。
12.(1)50%的酒精(或酒精) 红
(2)①子叶的完整程度(子叶的数量、大小、多少) A ②重复(或多组) 避免种子的个别差异对实验结果的影响 ③温度、光照、种子的萌发状况等 ④花生子叶保留越完整，越有利于幼苗的生长
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