届高考生物一轮复习 第一单元第2讲 细胞中的元素和化合物 细胞中的无机物学案Word文件下载.docx
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O
C
H
N
P
S
玉米细胞(干重)
44.43
43.57
6.24
1.46
0.20
0.17
人细胞(干重)
14.62
55.9
7.46
9.33
3.11
0.78
人活细胞
65.0
18.0
10.0
3.0
1.40
0.30
A.若扇形图代表化合物的含量,则甲、乙分别代表水和蛋白质
B.若扇形图代表元素的含量,则甲、乙、丙分别代表氧、碳、氢三种元素
C.由表中数据可以看出,在玉米细胞(干重)中所占比例明显高于人细胞(干重)中的元素是C,发生这种差异的一个主要原因是组成玉米细胞的化合物中糖类较多
D.组成生物界和非生物界的化学元素在含量上相差很大,说明生物界和非生物界具有一定的差异性
选C。
玉米细胞(干重)中所占的比例明显高于人细胞(干重)中的元素是O。
考向2 依据元素的种类与功能推断有机物的种类
3.(2018·
河南鹤壁模拟)如图表示不同化学元素所组成的化合物,以下说法错误的是( )
A.若①为某种大分子的组成单位,则①最可能是氨基酸
B.若②是细胞中重要的储能物质,则②是脂肪
C.若③为能储存遗传信息的大分子物质,则③一定是DNA
D.若④是主要在动物肝脏和肌肉中合成的储能物质,则④是糖原
蛋白质为大分子物质,元素组成为C、H、O、N,基本单位为氨基酸;
脂肪只含C、H、O;
无论DNA还是RNA,元素组成都是C、H、O、N、P;
糖原为多糖,元素组成为C、H、O。
“两法”解决物质推断题
(1)通过比较记忆特殊有机物的元素组成
物质名称
特征元素
共有元素
ATP
C、H、O、N
叶绿素
Mg
血红蛋白
S、Fe
甲状腺激素
I
胰岛素
(2)推测某一结构(或物质)的元素组成
首先分析该结构或物质的组成成分,再推测其元素组成。
如:
细胞膜→蛋白质+糖类+磷脂→C、H、O、N、P
染色体→蛋白质+DNA→C、H、O、N、P
核糖体→蛋白质+RNA→C、H、O、N、P
病毒→蛋白质+核酸→C、H、O、N、P
组成细胞的水和无机盐
1.细胞中的水
(1)细胞中水的存在形式和功能
(2)自由水/结合水比值和细胞代谢的关系
①关系
②实例:
衰老的细胞内水分含量减少,细胞萎缩,体积减小,细胞代谢速率减慢。
2.细胞中的无机盐
(必修1P36“与生活的联系”改编)剧烈运动大量出汗后,补充水分的首选是凉开水还是淡盐水?
为什么这样选择?
淡盐水。
为了保持体内的水盐平衡。
考向1 细胞中的水
1.(高考四川卷改编)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.神经冲动传导时,消耗自由水,分解ATP
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]将经CO2固定生成的C3还原成(CH2O)
A项,ATP分解需要水的参与。
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]用于叶绿体基质中的暗反应,将经CO2固定生成的C3还原成(CH2O)。
2.某科研小组将选自同一海滩的长势相同、生长良好的互花米草幼苗平均分成5组,每天分别以0h、3h、6h、12h和24h进行水淹处理。
处理50d后,测定植株自由水与结合水含量,并计算二者的比值(曲线甲),测定K+吸收速率(曲线乙)。
下列有关叙述错误的是( )
A.实验中应该用互花米草采样地点的海水进行水淹处理
B.互花米草在水淹时间为3h/d的环境下抗逆性最强
C.互花米草在水淹时间为6h/d的环境下,代谢活动最旺盛
D.互花米草以主动运输方式吸收K+
互花米草为一种滩涂草本盐沼植物,实验用水应该采用此植物实际生活环境中的海水,A正确;
自由水与结合水的比值越小,植物的代谢活动越弱,抗逆性越强,结合坐标曲线甲可知水淹时间为3h/d时,抗逆性最强,B正确;
水淹时间为0h/d时,自由水与结合水比值最大,故此时代谢活动最旺盛,C错误;
随着水淹时间变长,吸收K+速率减弱,细胞呼吸强度减弱,能量供应减少,分析得知:
互花米草以主动运输方式吸收K+,D正确。
衍射法归纳细胞中的水
考向2 无机盐的功能及实验验证
3.(2018·
吉林长春高三模拟)下列关于无机盐离子的叙述,正确的是( )
A.K+内流是神经纤维产生动作电位的主要原因
B.Mg2+参与色素的合成而直接影响光合作用暗反应
C.过量摄入钠盐会导致血浆中抗利尿激素含量降低
D.Fe2+参与构成的血红蛋白在运输氧过程中起重要作用
D
4.(2018·
湘潭模拟)设计实验探究X是否属于植物生长所必需的无机盐,某同学的构思大致如下:
本实验中采用甲组、乙组对照,以及乙组中实验前(无X)与实验后(有X)自身对照。
两次对照中属于实验组的依次是( )
A.甲组、乙组实验前 B.甲组、乙组实验后
C.乙组、乙组实验前D.乙组、乙组实验后
生物体内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
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。
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。
检测生物组织中的糖类、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。
(2)检测步骤
2.脂肪的检测
脂肪+苏丹Ⅲ(Ⅳ)染液→橘黄色(红色)。
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
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。
[发散拓展]
(1)实验条件创新
下图是进行检测还原糖的实验,2min后试管内______(填“会”或“不会”)出现砖红色沉淀。
理由是:
_______________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)实验结论分析
向某试管内的无色液体(植物组织研磨液)中加入斐林试剂,经加热若出现砖红色沉淀,能否表明该试管内含有葡萄糖?
为什么?
(1)不会 检测还原糖时,加入斐林试剂后需要进行50~65℃温水浴加热,图中没有进行水浴加热,不会出现砖红色沉淀,而呈现斐林试剂自身的蓝色
(2)不能。
有砖红色沉淀,只能表明含还原糖(如葡萄糖、果糖、麦芽糖等),但未必是葡萄糖。
山东师大附中模拟)在生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定实验中,对实验材料的选择,下列叙述错误的是( )
A.斐林试剂和双缩脲试剂的成分中都含有NaOH溶液
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.食用花生油最好选用苏丹Ⅳ染液来鉴定,而一般不选用苏丹Ⅲ染液来鉴定
D.甘蔗茎的薄壁组织、甜菜的块根等,都含有较多糖且近于白色,因此可以用于还原糖的鉴定
选D。
双缩脲试剂由两种试剂组成:
0.1g/mL的NaOH溶液和0.01g/mL的CuSO4溶液;
斐林试剂也由两种试剂组成:
0.1g/mL的NaOH溶液和0.05g/mL的CuSO4溶液。
食用花生油颜色较深,而苏丹Ⅲ染液可将脂肪染成橘黄色,染色较浅,不易区别,故最好选用苏丹Ⅳ染液,它可以将脂肪染成红色。
甘蔗茎的薄壁组织、甜菜的块根等含有较多的蔗糖,蔗糖不是还原糖。
2.某校生物兴趣小组进行了生物组织中还原糖检测的实验(如下图),下列叙述正确的是( )
A.在实验材料选择方面,用苹果比用植物叶片的效果要好
B.在制备生物组织样液时,加入石英砂的主要目的是促进还原糖的溶解
C.用于该实验检测的斐林试剂也可用于检测蛋白质,只是添加试剂的顺序不同
D.由于斐林试剂不稳定,在使用斐林试剂时要先加0.1g/mL的NaOH溶液,后加入0.05g/mL的CuSO4溶液
选A。
苹果果肉的颜色比植物叶片的浅,所以在实验材料选择方面,用苹果比用植物叶片的效果要好;
在制备生物组织样液时,加入石英砂的主要目的是使研磨充分;
斐林试剂和双缩脲试剂中CuSO4溶液的浓度不同;
在使用斐林试剂时应将等量NaOH和CuSO4溶液混匀后加入组织样液。
河北武邑中学周测)对下表的有关分析错误的是( )
溶液
溶质的元
素组成
检测试剂
颜色反应
溶质的基
本单位
甲
C、H、O
①
砖红色
葡萄糖
乙
C、H、O、N等
双缩脲试剂
②
③
A.甲可能是麦芽糖溶液
B.①是斐林试剂,使用时需水浴加热
C.乙液可能是一种酶溶液
D.②是紫色,③是核苷酸
还原糖与斐林试剂反应经水浴加热生成砖红色沉淀,故①是斐林试剂,甲是葡萄糖、果糖、麦芽糖等还原糖的一种,一分子麦芽糖是由两分子葡萄糖形成的,A、B正确;
蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应,大多数酶是蛋白质,蛋白质的基本单位是氨基酸,C正确,D错误。
(1)三类有机物检测在操作步骤上的“三个唯一”
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唯一需要使用显微镜——脂肪检测。
③唯一使用酒精——脂肪的鉴定,实验用体积分数为50%的酒精洗去浮色。
(2)斐林试剂与双缩脲试剂的“一同、三不同”
[清一清]
易错点1 认为生物体内的各种元素的种类和含量都相同
[点拨]
(1)组成不同生物的化学元素的种类基本相同,但各种元素的含量相差较大。
(2)同一生物体内的不同细胞中元素的含量也不相同。
易错点2 认为细胞内含量最多的元素是碳
[点拨] 细胞内含量最多的元素是氧而不是碳(组成细胞干重最多的元素是碳)。
易错点3 认为自由水比结合水作用大且干种子中已无水
[点拨] 自由水、结合水的作用都非常大,两种水在不同时期作用各有所侧重,且能相互转化。
干种子中结合水的比例比自由水的大。
易错点4 理清有机化合物检测中的4个易误点
(1)易忽略斐林试剂本身的颜色
[点拨] 非还原糖(如蔗糖)+斐林试剂水浴加热后的现象不是无色而是浅蓝色[Cu(OH)2的颜色]。
(2)误认为所有的糖都是还原糖
[点拨] 常见的单糖(葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖、脱氧核糖等)、二糖中的麦芽糖、乳糖是还原糖;
蔗糖、多糖(淀粉、糖原和纤维素)都不是还原糖。
(3)易写错“斐”和“脲”字
[点拨] “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”。
(4)误认为脂肪的检测必须使用显微镜
[点拨] 若要观察被染色的脂肪颗粒,则使用显微镜,但若要通过观察溶液颜色变化,则不必使用显微镜。
[判一判]
(1)生物界和非生物界在元素组成的种类和含量上都相同( )
(2)Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等是组成细胞的微量元素( )
(3)组成细胞的元素都以化合物的形式存在( )
(4)细胞中的脱氧核苷酸和脂肪酸都不含有氮元素( )
(5)DNA与ATP中所含元素的种类相同(2015·
全国Ⅰ,1A)( )
(6)纤维素和尿素、脂肪酸和磷脂、三磷酸腺苷和核糖核酸、胆固醇和血红蛋白四组,每一组中的两种化合物含有相同的元素( )
(7)在最基本的生命系统中,水有自由水和结合水两种存在形式( )
(8)细胞内结合水/自由水的比值,种子萌发时比休眠时低(2015·
山东,4A改编)( )
(9)发生局部炎症反应时的肿胀,是由组织中的Na+浓度增加所致(2016·
浙江,4C)( )
(10)番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后,与对照组相比,光反应强度降低,暗反应强度降低(新课标全国卷改编)( )
(11)人剧烈运动大量失钠,对细胞外液渗透压的影响小于细胞内液( )
(12)将蛙神经纤维置于适宜的溶液后再适当增加溶液的KCl浓度,其静息电位绝对值变小( )
(13)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( )
(14)植物缺Mg引起光反应和暗反应强度均减弱( )
(1)×
(2)×
(3)×
(4)×
(5)√ (6)×
(7)√ (8)√ (9)×
(10)√ (11)×
(12)√ (13)×
(14)√
(2017·
高考海南卷)无机盐对于维持生物体的生命活动具有重要作用。
下列相关叙述错误的是( )
A.蔬菜中的草酸不利于机体对食物中钙的吸收
B.缺铁会导致哺乳动物血液运输O2的能力下降
C.和ATP一样,KH2PO4也能为生物体提供能量
D.植物秸秆燃烧产生的灰烬中含有丰富的无机盐
草酸与食物中钙结合形成沉淀物不利于吸收,A正确。
铁是血红蛋白的组成成分,血红蛋白的主要作用是运输氧,缺铁会导致哺乳动物血液运输O2的能力下降,B正确。
无机盐在生物体中的作用是细胞的结构成分、参与并维持生物体的代谢活动、维持生物体内的酸碱平衡、维持细胞的渗透压,C错误。
燃烧过程中有机物被分解,剩下来的是无机物,D正确。
(2016·
高考上海卷)诺贝尔奖得主屠呦呦在抗疟药物研发中,发现了一种药效高于青蒿素的衍生物蒿甲醚,结构如图。
下列与蒿甲醚的元素组成完全相同的物质是( )
A.纤维素 B.胰岛素
C.叶绿素D.甲状腺素
分析题图结构中的元素组成,可知蒿甲醚是由C、H、O三种元素组成的。
纤维素的元素组成为C、H、O;
胰岛素的元素组成为C、H、O、N等;
叶绿素的元素组成为C、H、O、N、Mg;
甲状腺(激)素的元素组成为C、H、O、N、I。
由此可见,与蒿甲醚的元素组成完全相同的物质是纤维素。
高考江苏卷)关于生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质和DNA的鉴定实验,下列叙述正确的是( )
A.还原糖、DNA的鉴定通常分别使用双缩脲试剂、二苯胺试剂
B.鉴定还原糖、蛋白质和DNA都需要进行水浴加热
C.二苯胺试剂和用于配制斐林试剂的NaOH溶液都呈无色
D.脂肪、蛋白质鉴定时分别可见橘黄色颗粒、砖红色沉淀
还原糖鉴定用斐林试剂,DNA的鉴定用二苯胺试剂,A项错误;
用双缩脲试剂鉴定蛋白质时,先加A液,后加B液,不需要水浴加热,B项错误;
鉴定DNA的二苯胺试剂和斐林试剂的NaOH溶液都是无色的,C项正确;
用苏丹Ⅲ染液可将脂肪染成橘黄色,蛋白质与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应,D项错误。
(高考新课标全国卷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11d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11d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________________。
(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11d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。
(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
[课时作业]
长安一中质检)
如图为原生质中的组成成分,如果该图表示的是原生质中的各种化学元素,则A应该是什么?
如果该图表示的是原生质中的化合物,则A应该是什么?
如果该图表示的是已经完全脱水后的原生质中的化合物,则A应该是什么( )
①碳 ②氧 ③水 ④无机盐 ⑤葡萄糖 ⑥蛋白质
A.①③⑥ B.②④⑥
C.②③⑥D.①④⑤
占细胞鲜重最多的元素是氧元素,其次是碳元素;
占细胞鲜重最多的化合物是水,其次是蛋白质;
占细胞干重最多的化合物是蛋白质。
2.下列有关细胞中的元素和无机化合物的叙述,正确的是( )
A.细胞中常见的化学元素根据作用的大小分为大量元素和微量元素
B.组成人体细胞的主要元素中O的含量(占细胞鲜重的百分比)最多,H次之
C.同一种植物中萌发的种子的含水量比休眠种子多
D.哺乳动物的血钙太低,会出现肌无力症状
3.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
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。
广东韶关模拟)下列对生物体内水的叙述,错误的是( )
A.在渗透作用过程中,水分子从高浓度溶液向低浓度溶液扩散
B.有些乔木在冬季时,体内的淀粉水解使可溶性糖类增多,有利于保水
C.发生病变的器官,细胞代谢速率往往会发生改变
D.在休眠的细菌体内,自由水与结合水的比值将下降
渗透作用中水分子由低浓度溶液向高浓度溶液扩散。
5.(2018·
湖北武汉一检)下列关于无机盐的叙述,正确的是( )
A.细胞中的无机盐主要以化合物的形式存在
B.人体内环境的渗透压主要来源于Na+、Cl-
C.K+内流是神经冲动产生动作电位的主要原因
D.贫血症患者的病因是体内缺少Fe2+
细胞中的无机盐主要以离子的形式存在,A项错误。
Na+内流是动作电位产生的主要原因,C项错误。
贫血症患者的病因有多种,如红细胞数目低于正常人也会造成贫血,但体内不缺乏Fe2+,D项错误。
人体内环境的渗透压90%以上来源于Na+、Cl-,B项正确。
6.(2018·
南昌调研)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支架
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.为蛋白质分子合成提供能量
细胞内的含磷化合物有磷脂、DNA和RNA、ADP和ATP等。
磷脂是构成各种生物膜的基本支架;
RNA聚合酶催化基因转录出信使RNA,RNA聚合酶的化学本质是蛋白质,不含有磷;
tRNA在蛋白质合成中转运氨基酸;
ATP为蛋白质分子合成提供能量。
7.(2018·
长沙模拟)在还原糖、脂肪、蛋白质的检测实验中,最佳的一组实验材料是( )
①甘蔗的茎 ②油菜籽 ③花生种子 ④梨 ⑤甜菜的块根 ⑥豆浆 ⑦鸡蛋清
A.④②⑥ B.⑤③⑦
C.①②⑥D.④③⑥
物质的检测实验材料选择时一方面要选择颜色浅的,避免材料本身的颜色对实验结果造成干扰;
另一方面要选择被检测物质含量高的。
梨颜色浅且含大量还原糖,适合作还原糖检测的实验材料,甘蔗、甜菜中蔗糖含量较高,蔗糖无还原性。
花生种子中脂肪含量较高,而且易切成薄片,油菜籽不宜做切片。
豆浆和鸡蛋清富含蛋白质且颜色浅,适合作为蛋白质的检测材料。
8.(2018·
襄阳质检)将小麦种子分别置于20℃和30℃培养箱中培养4天,依次取等量的萌发种子分别制成提取液Ⅰ和提取液Ⅱ。
取3支试管甲、乙、丙,分别加入等量的淀粉液,然后加入等量的提取液和蒸馏水,如图所示。
45℃(适宜温度)水浴保温5min,立即在3支试管中加入等量斐林试剂并水浴加热2min,摇匀观察试管中的颜色。
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
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