内容正文:
组成细胞的元素和化合物
石头
教材P19拓展应用1
1.组成细胞的元素
(1)生物界和非生物界在元素种类和含量上的关系
原因:生物选择性地从无机自然界获取各种物质来组成自身。
种类
统一
差异
含量
生石花
2
例1. [2023·安徽合肥期末] 图甲是细胞中化合物含量的扇形图,图乙是有活性的细胞中元素含量柱形图。下列说法不正确的是 ( )
D
A.若图甲表示细胞鲜重,则A、B化合物依次是水、蛋白质
B.若图乙表示组成人体细胞的元素含量,则a、b、c依次是O、C、H
C.若图甲表示细胞完全脱水后的化合物含量,则A化合物具有多样性,其一定含有的元素为C、H、O、N
D.地壳与活细胞中含量最多的元素都是a,由此说明生物界与非生物界具有统一性
考点一:组成细胞的元素和化合物
1、组成细胞的元素
(1)写出图中标号所代表的元素或元素种类:
① ,② ,③ ,④ ,⑤ ,⑥ ,⑦ 。
(2)⑥和⑦元素类别划分的依据是元素在细胞中的 不同。
(3)存在形式:大多数以 的形式存在。细胞内含量最多的化合物是 ;
含量最多的有机化合物是 。在细胞干重中,含量最多的有机物是 。
O
N
P
Fe
Zn
大量
微量
含量
化合物
必备知识
水
蛋白质
蛋白质
深挖教材1.(必修1 第16页“思考·讨论”)玉米细胞和人体细胞干重中含量较多的四种元素都是C、H、O、N,这是因为?
玉米和人都是生物,组成它们的主要成分都是糖类、脂质和蛋白质等物质,这些物质含有C、H、O,蛋白质中还含有大量的N
【巩固1】螺旋藻是一种主要分布在热带、亚热带地区的多细胞蓝细菌,被联合国粮农组织(FAO)誉为“21世纪最理想的食品”。下列有关描述错误的是( )
A.螺旋藻细胞中含量最多的化合物是水
B.螺旋藻能把无机物转化成有机物,是自养需氧型生物
C.螺旋藻含有人体必需的Fe、Ca、Mn、Zn等微量元素
D.螺旋藻和黑藻在细胞结构上的主要区别是有无以核膜为界限的细胞核
C
思考:微量元素在生物体内含量很少,其作用也很小吗?
【巩固2】下列有关化合物的组成元素及功能的叙述,正确的是( )
A.磷脂、核酸都含有C、H、O、N、P,可参与构成核糖体
B.叶绿素含 C、H、O、N、Mg,能吸收、传递、转换光能
C.糖类都含有C、H、O、N,既可提供能量也可构成细胞
D.胰岛素含有C、H、O、N、S,可促进肝糖原分解为葡萄糖
B
【技法点拨】
(1)元素组成分析法
判断化合物种类的三种方法
(2)特征元素提示法
(3)代谢产物推理法
例2.[2021·全国乙卷] 植物在生长发育过程中,需要不断从环境中吸收水。下列
有关植物体内水的叙述,错误的是 ( )
A.根系吸收的水有利于植物保持固有姿态
B.结合水是植物细胞结构的重要组成成分
C.细胞的有氧呼吸过程不消耗水但能产生水
D.自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动
C
考点二:细胞中的水和无机盐
【情境长句】(练思维)
(1)种子收获后,要进行晾晒才能入仓储存,原因是
。
(2)农田施肥的同时,往往需要适当浇水,此时浇水的原因是
。
使其代谢水平降低,便于储藏
解在水中才能被作物根系吸收
晾晒可以减少种子中自由水的含量,
肥料中的矿质元素只有溶
1.细胞中的水
(1)水的含量:生物体的含水量随着生物种类的不同而有所差别。
(2)水的特性
①水分子具有________,是良好的溶剂。
②水分子之间的________不断地断裂,又不断地形成,使水具有________性。
③水具有较高的________,水的温度相对不容易改变。
极性
氢键
流动
比热容
必备知识
考点二:细胞中的水和无机盐
(3)水的存在形式和功能
细胞结构
生物化学反应
液体环境
(4)自由水、结合水与细胞代谢的关系
①
旺盛
降低
差
强
②曲线示意图
巩固3. [2023·福建福州八县市联考] 生物体的生命活动离不开水。下列关于水的叙述,
正确的是 ( )
A.在基本的生命系统中,H2O是含量最少的化合物
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中的氢全部来自线粒体中丙酮酸的分解
D.H2O在光下分解可以参与ATP的合成
B
[题后归纳]:水的产生与利用
例3、中国宇宙飞船“神舟十七号”成功返回地球。太空的失重环境会使宇航员骨骼中的
钙流失到血液中,从而引起骨质疏松,下列相关叙述正确的是( )
A.钙、铁和镁等金属元素都属于组成生物体的大量元素
B.钙在人体中都是以离子的形式存在
C.血液中钙含量的多少对机体的正常生命活动没有影响
D.宇航员休养期可食用富含维生素D的食物来缓解骨质疏松
D
考点二:细胞中的水和无机盐
(1) 处于生长发育期的青少年,夜间睡觉时腿部会出现抽筋现象,这是因为其血液中 含量过低;该实例体现了无机盐的作用是 。
(2)对于患急性肠炎的病人,治疗时经常需要补充生理盐水,原因是 。
【情境长句】(练思维)
Ca2+
维持细胞和生物体的生命活动
生理盐水
患急性肠炎的病人
因腹泻在丢失水的同时也丢失了大量的无机盐,为了维持体内水盐平衡,需要补充
2.细胞中的无机盐
离子
Fe2+
P
高
低
Na+
主动运输
必备知识
考点二:细胞中的水和无机盐
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巩固4.植物的生长发育离不开水和无机盐,适时适量灌溉和追肥是农作物稳产、高产的保障。回答下列问题。
(1)土壤中无机盐被吸收到植物细胞后,大多数无机盐以________的形式存在,根吸收的磷可用于合成_____________________(答出1种即可)等有机物。
离子
磷脂、核酸、ATP
(2)除了合理施肥外,施肥的同时还需要注意适当灌溉,这样才能达到“以水促肥”的效果,其原因可能是__________________________________________________________。
(3)9月~12月,随着气温和土壤温度的不断下降,冬小麦根系的吸水量________,细胞中自由水和结合水的比值________,以利于细胞抵御寒冷等不良环境。
减少
减小
机肥必须溶解于水中才能被根系吸收,适当灌溉可提高根系对无机肥的吸收效率
(4)“焦边”是缺钾引起的植物叶片边缘枯黄的现象。某同学欲探究钾对植物生长状况的影响,配制了两种培养液进行实验,培养液的主要成分如表所示。
本实验的观察指标是____________________________________。
请指出该实验设计存在的不足之处:___________________________________。
植物叶片是否出现“焦边”现象
A组和B组培养液中MgSO4的用量不同
(1)实验设计
①对照组:
②实验组
关键能力
植物+完全培养液―→正常生长。
自变量和因变量分别是什么?
验证某种矿质元素的生理功能(讲义P7提升2)
本实验有哪些对照类型,对照组分别是?
【巩固5】(2019·全国Ⅲ,29)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________。
蛋白质
核酸
叶绿素
(2)农作物吸收氮元素的主要形式有铵态氮(NH4+)和硝态氮(NO3-)。已知作物甲对同一种营养液(以硝酸铵为唯一氮源)中NH4+和NO3-的吸收具有偏好性(NH4+和NO3-同时存在时,对一种离子的吸收量大于另一种)。请设计实验对这种偏好性进行验证,要求简要写出实验思路、预期结果和结论。
实验思路:配制营养液(以硝酸铵为唯一氮源),用该营养液培养作物甲,一段时间后,检测营养液中NH4+和NO3-剩余量。
预期结果和结论:若营养液中NO3-剩余量小于NH4+剩余量,则说明作物甲偏好吸收NO3-;若营养液中NH4+剩余量小于NO3-剩余量,则说明作物甲偏好吸收NH4+。
例4.在还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定实验中,对实验材料要进行选择,下列叙述正确的是( )
A.检测蛋白质时,双缩脲试剂的两种溶液需要临时等量混匀使用
B.甘蔗茎和甜菜块根都含有较多糖且近于白色,因此可用于还原糖的鉴定
C.检测花生种子中的脂肪时,子叶切片经苏丹Ⅲ染液染色后,需用清水反复冲洗
D.常用梨、苹果等的组织样液作为检测植物组织内还原糖的实验材料
考点三:检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
D
思考
任务:学生阅读教材实验,关注实验原理、实验步骤
1.鉴定可溶性还原糖的实验材料是否可选择西瓜、番茄、马铃薯、甘蔗组织样液?
不可以。西瓜和番茄组织样液本身的颜色对于鉴定时的颜色反应起着掩盖作用,导致实验现象不明显;马铃薯含淀粉,淀粉为非还原糖;甘蔗主要含蔗糖,为非还原糖。应选颜色为白色或近白色、富含葡萄糖、果糖或麦芽糖等还原糖的植物组织样液,以苹果、梨的匀浆最好。
2.鉴定还原糖时使用的斐林试剂为什么要现配现用?
3.根据表格内容比较斐林试剂与双缩脲试剂
含有NaOH和CuSO4两种成分,且NaOH的质量浓度都是0.1 g/mL
0.05 g/mL
0.01 g/mL
还原糖
蛋白质
①现配现用
②等量混合均匀
先加A液1ml,
再加B液4滴
50~65 ℃水浴加热
不需要加热
浅蓝色→棕色→砖红色
浅蓝色→紫色
因为斐林试剂很不稳定,很容易产生Cu(OH)2沉淀,所以将甲液乙液分别保存,使用时现配现用。
【巩固6】(不定项)下列关于“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”的实验操作的叙述,不正确的是( )
A.检测还原糖的斐林试剂与检测蛋白质的双缩脲试剂的成分不相同
B.制作临时装片时,利用苏丹Ⅲ染液染色后可用50%的酒精洗去浮色
C.用双缩脲试剂检测蛋白质时,在高倍镜下能看到橘黄色脂肪颗粒
D.用双缩脲试剂检测蛋白质时,需要水浴加热2 min才能看到颜色变化
ACD
题后归纳: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50~65 ℃温水浴加热,一般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——脂肪检测。
(3)唯一使用酒精——脂肪检测,用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色。
知识网络图
任务:请以思维导图的形式归纳本节所学内容
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