高考生物专题课件2：细胞中的元素和无机化合物（共62张PPT）

第2讲　细胞中的元素和无机化合物
高考生物专题课件
?
一、组成细胞的元素与化合物
1.细胞中的元素
(1)?
必备知识
(2)?
?注意????无论是大量元素还是微量元素,都是生物体必需的元素,二者的
区分关键在于含量:
大量元素?含量占生物体总重量万分之一?微量元素
2.生物界与非生物界的统一性与差异性
?
?巧学妙记????(1)大量元素(C、H、O、N、S、P、Ca、Mg、K),可利用
谐音“她请杨丹留人盖美家”来记。
?
(2)微量元素(Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu),可利用谐音“铁猛碰新木
桶”来记。
?
3.组成细胞的化合物
?
(1)细胞内含量最多的化合物?????水????。
(2)细胞内含量最多的无机化合物?????水????。
(3)占细胞鲜重最多的化合物?????水????。
(4)细胞内含量最多的有机化合物?????蛋白质????。
(5)占细胞干重最多的化合物?????蛋白质????。
二、生物组织中糖类、脂肪和蛋白质检测的原理(连一连)
?
?????A—b—Ⅰ　B—d—Ⅲ　C—a—Ⅱ　D—c—Ⅳ????
?巧学妙记????苏丹Ⅲ遇脂肪,颜色变橘黄;砖红色沉淀何时显,斐林试剂把
糖验;蛋白质类双缩脲试剂,紫色络合无处藏。
三、水和无机盐的作用
1.水
?
(1)写出A、B、C、D反映出的以上两种水的功能:
A.组成?????细胞结构????;
B.提供细胞生活的?????液体????环境;
C.作为?????反应物????,参与反应;
D.有利于?????物质运输????。
(2)自由水和结合水的转换:温度升高后,?????结合水????可转换为?????自
由水????,自由水与结合水的比例会?????升高????,细胞新陈代谢会?????增
强????。
2.无机盐
(1)在细胞中的存在形式:主要是?????离子????。
(2)生理作用:
a.细胞的组成成分,如Mg2+参与?????叶绿素????合成,Fe2+参与?????血红蛋
白????合成。
b.维持细胞和生物体正常的生命活动,如血液中Ca2+含量太?????低????会
引起抽搐等。
c.维持?????细胞的酸碱平衡????。
?
1.生物体内含量极少的元素就是微量元素。?( ? )
2.活细胞中原子数量最多的元素是O元素。?( ? )
3.生物界和非生物界在元素组成的种类上大体相同。?( ? )
4.肌细胞中含量最多的有机物是蛋白质。?( √ )
5.细胞中的脱氧核苷酸和脂肪酸都不含有氮元素。?( ? )
6.细胞内结合水/自由水的值在种子萌发时比休眠时高。?( ? )
7.自由水在衰老、癌变的细胞中含量较少,而在分裂、成熟的细胞中含
量较多。?( ? )
8.缺镁会影响叶绿体中各种色素的合成。?( ? )
9.水和无机盐都可作为细胞的能源物质。?( ? )
10.自由水和无机盐都可以参与构成细胞内复杂的化合物。?( ? )
突破1　细胞中的元素和化合物
?
深化突破
1.细胞中的元素种类
(1)分类图示
?
(2)分析
①大量元素和微量元素的分类依据是元素在生物体内的含量,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
某一种生物可能有一定的差别。
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,如人体内可能含Pb。
种类
元素组成
水解产物
合成场所
糖类
仅含C、H、O
葡萄糖等单糖
叶绿体、内质网、高尔基体(纤维素)
脂质
脂肪和固醇:C、H、O;磷脂:C、H、O、N、P
甘油、脂肪酸
内质网
蛋白质
C、H、O、N等
氨基酸
核糖体
核酸
C、H、O、N、P
DNA:脱氧核苷酸
RNA:核糖核苷酸
细胞核、叶绿体、线粒体
2.不同化合物的组成比较
?失分警示????(1)易混淆元素与化合物的干重与鲜重百分比
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;在占
细胞干重百分比中,蛋白质最多。
(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。
?
1.判断元素与化合物分子的四个“明确”
?
2.元素和化合物种类的判断
(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,故其代谢产物中还含有尿素。
(3)从化合物中的元素含量上分析氧化分解释放能量的多少。脂肪的碳
氢比高于糖类,因此等质量的脂肪彻底氧化分解时所消耗O2的量多于糖
类,释放的能量也多于糖类。
?
考向1　以基础判断的形式,考查元素和化合物的种类、含量
1.下列有关细胞中的元素的叙述,正确的是?(　C　)
A.细胞中常见的化学元素有20多种,根据作用大小分为大量元素和微量
元素
B.组成各种化合物中的化学元素都有C,故C是构成细胞的最基本元素
C.不同细胞中的化学元素种类大体是相同的,但含量存在一定的差异
D.占人体细胞干重和鲜重最多的化学元素都是O
解析????细胞中的化学元素根据含量的多少分为大量元素和微量元
素,A错误;很多无机物中不含C,生物大分子以碳链为骨架,碳是生命的
核心元素,B错误;不同细胞中的化学元素种类大体是相同的,但含量存
在一定的差异,C正确;占人体细胞干重最多的元素是C,而占人体细胞鲜
重最多的元素是O,D正确。
2.如图甲是细胞中3种化合物含量的扇形图,图乙是有活性的细胞中元
素含量的柱形图,下列说法不正确的是?(　　)
?
A.若图甲表示正常细胞,则A、B化合物共有的元素中含量最多的是a
B.若图甲表示细胞完全脱水后化合物含量的扇形图,则A化合物中含量
最多的元素为图乙中的b
C.图乙的正常细胞中数量最多的元素是c,这与细胞中含量最多的有机
物有关
D.若图甲表示正常细胞,则B化合物具有多样性,其必含的元素
为C、H、O、N
答案 C
解析　根据扇形图甲的比例可判断正常细胞中A、B分别为H2O和蛋白质,它们共有的元素为H、O,而在活细胞中O含量最多,A正确;细胞完全脱水后含量最多的化合物为蛋白质,蛋白质是以碳链为骨架建立的大分子物质,其中碳含量最多,对应于图乙中的b,B正确;活细胞中氢元素数量最多,但由于其相对原子质量最小,所以其含量仅占第三,这与活细胞中含量最多的无机化合物H2O有关,C错误;蛋白质具有多样性,必含的元素为C、H、O、N,可能还含有S、P等其他元素,D正确。
考向2　以基础判断的形式,考查生物体内有机化合物的特征元素
3.(2019北京东城期末)以下物质中可以用32P标记的是?(　A　)
A.核苷酸　　B.氨基酸 C.脂肪酸　　D.丙酮酸
解析　核苷酸的组成元素有C、H、O、N、P,因此可以用32P标记,A正确;氨基酸中含有元素:C、H、O、N少数含有S,不含P元素,因此不能用32P标
记,B错误;脂肪酸是脂肪的基本单位,脂肪组成元素只有C、H、O,因此不
能用32P标记,C错误;丙酮酸元素组成只有C、H、O,因此不能用32P标记,D
错误。
4.下图表示部分化合物的元素组成,其中数字表示元素,相关叙述中,不
正确的是?(　C　)
?
A.图中所示①为大量元素,③④为微量元素
B.人体缺③会影响正常的有氧呼吸功能
C.甲状腺激素、血红蛋白等从细胞中分泌到外部环境的方式是胞吐
D.图示化合物合成过程中都需要消耗能量
解析　图中①为Mg,属于大量元素,③为Fe、④为I,属于微量元素,A
正确;人体缺Fe会导致血红蛋白合成不足,影响氧气的供应,影响正常的
有氧呼吸,B正确;血红蛋白存在于红细胞内部,不能分泌到细胞外,C错
误;这些化合物的形成都需要消耗能量,D正确。
突破2　细胞中的水和无机盐
?
1.水与细胞代谢的关系
?
提示:(　　)内为生理活动发生的场所。
?
归纳提升????(1)细胞内自由水/结合水的值升高,则代谢旺盛;反之代谢缓慢,如衰老细胞与癌变细胞相比,前者的该比值下降,后者的该比值升高。
(2)秋冬季节,蒸腾作用弱,吸水减少,结合水含量相对升高,有利于植物抗
寒性的提高。
2.细胞中的无机盐
?
?
归纳提升????(1)无机盐离子中Na+、Cl-对维持血浆渗透压至关重要,人
体血浆渗透压90%以上来源于Na+和Cl-。
(2)Na+、K+对细胞内外渗透压大小所起的作用不同。Na+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。
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1.判断三种条件下细胞内水分变化规律
(1)环境恶化——自由水↓,结合水↑。
(2)细胞衰老——自由水↓,结合水↑。
(3)生命活动增强——自由水↑,结合水↓。
2.自由水和结合水的存在及其功能的验证
(1)鲜种子放在阳光下曝晒,质量减轻→自由水散失,代谢减弱。
(2)干种子用水浸泡后仍能萌发→失去大部分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→失去大部分结
合水。种子浸泡后不萌发→失去大部分结合水的细胞丧失生理活性。
3.生物体内无机盐生理功能的实验验证
对照组:
植物+完全培养液→正常生长
实验组:
?
[分析]　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
等应相同。
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。
?
考向1　依托相关生理过程,考查水的存在形式、生理作用及其与代谢
的关系
1.水是生命之源,下列有关生物体内水的叙述,不合理的是?(　C　)
A.结合水是细胞的组成成分,越冬植物体内结合水的比例会升高
B.人体细胞中的内质网、线粒体和核糖体都会产生水
C.胰岛素在肝脏细胞发挥作用的过程中只产生水,不消耗水
D.自由水既可参与化学反应,又可参与营养物质的运输
解析　结合水是细胞的组成成分,结合水的比例越高,植物抗逆性越
强,故越冬植物体内结合水比例较高,A正确;人体细胞中的内质网中脂
质的合成、线粒体内膜上有氧呼吸第三阶段和核糖体中蛋白质的合成
都会产生水,B正确;促进血糖的氧化分解是胰岛素的作用之一,该过程
中既有水的消耗也有水的产生,C错误;自由水可参与营养物质的运输,
又可参与细胞内的化学反应,D正确。
2.(2018北京五十五中期中阶段性调研)生物体的生命活动离不开水。
下列关于水的叙述,错误的是?(　C　)
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　细胞中水的存在形式有自由水和结合水两种,A正确;氨基酸
之间脱水缩合形成多肽链的过程中生成物H2O中的氢一个来自—NH2,
一个来自—COOH,B正确;有氧呼吸生成物H2O中的氢来自葡萄糖和水,
C错误;光反应阶段,H2O的光解产生的[H]用于暗反应C3的还原,D正确。
考向2　以相关实例为载体或以实验探究的形式,考查无机盐的功能及
实验验证
3.下列关于细胞中无机盐的叙述,正确的是?(　D　)
A.细胞中的无机盐大多数以化合物的形式存在,如钙参与骨骼的构成
B.为细胞的生命活动提供物质和能量
C.一般情况下,植物正常生长所需锌盐量大于所需钾盐量
D.生物体内无机盐含量会因生物的种类、生物所处的生长发育期不同
而有所不同
解析　细胞中的无机盐大多数以离子的形式存在,A错误;无机盐不
能为细胞生命活动提供能量,B错误;钾是大量元素,锌是微量元素,植物
正常生长所需锌盐量一般小于所需钾盐量,C错误;生物体内无机盐含量
会因生物的种类、生物所处的生长发育期不同而有所不同,D正确。
4.某科研小组为研究某些因素对植物生命活动的影响,进行了如下实验:
　　 分组
步骤　????
甲组
乙组
丙组
丁组
①
蒸馏水
0.025 mol/L的NaCl溶液
含有全部必需元素且总浓度是0.025 mol/L的溶液
含有全部必需元素且总浓度是 0.5 mol/L的溶液
②
将四组生长发育状况相同的豌豆幼苗,分别放入甲、乙、丙、丁四种培养液中
③
在光照、温度等均适宜的条件下培养,过一段时间观察
实验结果
死亡
死亡
生长发育正常
死亡
下列有关该实验的分析错误的是?(　A　)
A.本实验的目的是研究必需元素对豌豆幼苗生长发育的影响
B.甲、乙组幼苗死亡的原因分别是没有必需元素和必需元素不全
C.丁组幼苗因溶液浓度过大导致细胞失水过多而死亡
D.通过改良土壤和种植耐盐碱的作物可提高盐碱化地区农作物产量
解析　本实验的目的是研究必需元素种类和溶液浓度对豌豆幼苗
生长发育的影响。
突破3　实验——检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质
?
1.还原糖的检测
(1)检测原理: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+,从而生成砖红色的Cu2O沉淀,即还原糖+斐林试剂?砖
红色(水浴加热)。
?
(2)检测步骤
2.脂肪的检测
(1)检测原理:脂肪+苏丹Ⅲ(Ⅳ)染液?橘黄色(红色)。
(2)检测步骤
方法一:花生种子匀浆+3滴苏丹Ⅲ(Ⅳ)染液?橘黄色(红色)。
方法二:
3.蛋白质的检测
(1)检测原理:肽键结构在碱性溶液中能与Cu2+结合生成紫色络合物,即
蛋白质+双缩脲试剂?紫色。
(2)检测步骤
?
?失分警示????(1)易忽略斐林试剂本身的颜色:斐林试剂实际上是新配制
的Cu(OH)2,呈浅蓝色,不是无色,故非还原糖(蔗糖)+斐林试剂水浴加热
后的现象不是无色。
(2)易混淆双缩脲试剂和斐林试剂的使用:检测还原糖的斐林试剂甲
液、乙液必须混合后加入,且现用现配;检测蛋白质的双缩脲试剂必须
先加A液,后加B液,且B液不能过量。
(3)易写错“斐”和“脲”字。
(4)误认为脂肪的鉴定必须使用显微镜:若要观察被染色的脂肪颗粒,则
应使用显微镜;但若要观察溶液颜色变化,则不必使用显微镜。
?
1.斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同”
?
2.三类有机物检测在操作步骤上的差异
(1)唯一需要加热——还原糖检测,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(颗粒)检测。
(3)混合后加入——斐林试剂;分别加入——双缩脲试剂(先加A液,后加
B液,且B液不能过量)。
?
考向1　以基础判断或表格的形式,考查实验的原理、过程和操作
1.下列关于“检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质”实验的叙述,
正确的是?(　　)
A.常用番茄、苹果、西瓜等组织样液作为鉴定植物组织内还原糖的实
验材料
B. 花生子叶中脂肪的鉴定需借助显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪
颗粒
C.脂肪鉴定中体积分数为50%的酒精是为了溶解组织中的油脂
D.还原糖鉴定中加入的质量分数为0.1 g/mL的NaOH溶液可为反应提供
碱性环境
答案 B
解析　番茄、西瓜瓤为红色,与斐林试剂反应会影响实验结果的观察,A
错误;鉴定花生子叶中含有脂肪,需借助显微镜,B正确;脂肪鉴定中酒精
的作用是洗去浮色,C错误;蛋白质鉴定中先加入NaOH的目的是营造碱
性环境,D错误。
2.(2019北京海淀十一中学月考)下列实验材料的选择、试剂、处理和
实验结果均正确的是?(　D　)

实验材料
试剂
处理
实验结果
A
口腔上皮细胞
甲基绿和吡罗红
盐酸
细胞核红色,细胞质绿色
B
稀释的蛋清
双缩脲
双缩脲试剂A、B混合
紫色
C
西瓜汁
斐林试剂
水浴加热
砖红色
D
花生种子
苏丹Ⅲ染夜
50%酒精洗去浮色
橘黄色
解析　甲基绿使细胞核呈绿色,吡罗红使细胞质呈红色,A错误;稀释的蛋
清中含有蛋白质,双缩脲试剂使用时先加A液,混合均匀后再滴加B液,B错
误;西瓜汁呈红色,会影响实验结果的观察,不能用西瓜汁作为实验材料,C
错误;花生种子富含脂肪,可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色,D正确。
考向2　以种子的萌发为背景,考查种子萌发过程中物质变化的检测与
判断
3.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(多选)?(　　 )
?
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
答案 AD
解析????1、3、5号试管内分别加入2 mL蒸馏水,故1、3号试管加入斐林试剂与5号试管加入双缩脲试剂后,试管内都呈蓝色;2、4、6号试管中分别加入2 mL发芽的小麦种子匀浆样液,发芽的小麦种子匀浆样液中有还原糖和蛋白质,斐林试剂与还原糖在水浴加热条件下产生砖红色沉淀,甲组为室温,乙组为60 ℃水浴,故2号试管无砖红色沉淀产生,4号试管内呈砖红色,双缩脲试剂与蛋白质反应呈紫色,故6号试管内呈紫色。
4.实验测得小麦、大豆、花生三种生物干种子中三大类有机物含量如
图,有关叙述正确的是?(　A　)
A.选用花生检验细胞中有脂肪存在时可以使用显微镜
B.相同质量的三种种子萌发时需要的O2量基本相同
C.向小麦种子研磨滤液中加入斐林试剂,会呈现砖红色沉淀
D.用双缩脲试剂检验大豆组织样液中存在蛋白质加热呈蓝色
解析　花生种子中含有脂肪较多,可以用作鉴定脂肪的材料,实验中
需要用显微镜观察被染上颜色的脂肪颗粒,A正确;等质量的三种种子萌
发时消耗氧气最多的是花生种子,因为花生种子含的脂肪最多,B错误;
小麦种子含淀粉最多,可以用作鉴定淀粉的实验材料,但需要用碘液来
鉴定,呈现蓝色,C错误;大豆种子含有蛋白质较多,所以研磨后的样液可
以用双缩脲试剂来鉴定而呈现紫色,双缩脲试剂鉴定蛋白质不需要加
热,D错误。
网络构建
?
核心构建
填充:①????统一????　②????差异????　
③????C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等????　
④????Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu等????　
⑤????水和无机盐????
⑥????糖类、脂质、蛋白质、核酸等????
要语强记
1.两类元素
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。
2.四个最多
(1)占细胞鲜重含量最多的元素是氧;
(2)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;
(4)占细胞干重最多的化合物是蛋白质。
3.一个转化:自由水和结合水在一定条件下可以相互转化。
4.两种物质的功能
(1)水的功能:结合水是细胞结构的重要组成成分;自由水是细胞内良好
溶剂,参与许多生物化学反应,为细胞提供液体环境,运送营养物质和代
谢废物等。
(2)无机盐的功能:细胞内许多重要化合物的组成成分,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、渗透压平衡等。