2025届高三生物一轮复习课件02细胞中元素和化合物 无机物

【课程标准】 1.细胞是由多种多样的分子组成,包括水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质和核酸等。 2.说出细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成。 3.指出水大约占细胞重量的2/3,以自由水和结合水的形式存在,赋予了细胞许多特性,在生命活动中具有重要作用。 4.举例说出无机盐在细胞内含量最少,但于生命活动密切相关。 【学习目标】 1.通过学习化合物检测实验,能够说出各种化合物检测的过程及原理。 2.通过探究植物生长所需无机盐的作用,能够掌握实验设计的对照原则和单一变量原则。 1.常见的化学元素种类有多少种,大量元素,微量元素有哪些?核心元素? 2.水的存在形式及功能是?(P20)水与抗逆性和代谢的关系?(P21) 3.举例说明无机盐功能有哪些?(P22) 4.检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质实验的原理(P18) 5.斐林试剂和双缩脲试剂在成分和使用方法上的区别? 课前记忆(课前3分钟,大声背诵) 1.无机自然界中的元素在细胞中都能找到。( ) 2.甘蔗富含蔗糖,但不是还原糖鉴定的理想材料。( ) 3.甘薯细胞中的钙、铁、锌属于微量元素,作用也很小。( ) 4.因为水分子具有极性,所以是良好的溶剂。( ) 5.蔗糖、麦芽糖、乳糖都可与斐林试剂反应生成砖红色沉淀。( ) 6.苹果汁中含有丰富的葡萄糖和果糖,可用作还原糖检测的材料。( ) 7.碳元素是组成有机化合物的核心元素,因为碳元素是细胞中含量最多的元素。( ) 8.水生生物和陆生生物活细胞中含量最高的化合物都是水。( ) 9.自由水和结合水都可以参与细胞内的生物化学反应。 ( ) 10.将作物秸秆充分烘干后,剩余的物质主要是无机盐。( ) x √ x √ x √ x √ x x 细胞的物质组成及有机物的鉴定 课前记忆(课前8分钟,大声背诵,立即检查) 1.常见的化学元素种类有多少种,大量元素,微量元素有哪些?核心元素是? 2.生物界与非生物界的统一性和差异性是? 3.组成细胞的各种元素大多以什么形式存在? 4.细胞中含量最多的化合物和有机化合物分别是? 5.水的存在形式及功能是?水与抗逆性和代谢的关系? 6.细胞中的无机盐大多数以什么形式存在?举例说明无机盐功能有哪些? 7.检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质实验的原理 8.斐林试剂和双缩脲试剂在成分和使用方法上的区别? 一.细胞中的元素 C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg C (1)元素的来源、分类和存在形式 常见的有20多种 核心元素 (2)生物界和非生物界在元素种类和含量上的关系 (1)误区一: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。 (2)误区二:易混淆“数量”和“含量”。 人体活细胞中氧的含量最多,但氢原子的数量最多。 鲜重中水是细胞中含量最多的化合物,而水分子中O的含量远大于H,因此组成生物体的元素中,O元素占细胞鲜重百分比最多。 一.细胞中的元素 长句应答: 组成细胞的元素追根溯源来自无机环境,但细胞内各种元素的比例与无机环境大不相同,原因是_。 提示:细胞是有生命的,它可以主动地有选择地从无机环境中获取生命活动需要的元素 二、组成细胞的化合物 水 无机盐 蛋白质 核酸 脂肪 磷脂 固醇 CHO CHO CHONP 胆固醇 性激素 维生素D 细胞结构 营养物质和代谢废物 液体 良好溶剂 生化反应 三、细胞中的无机物 1.细胞中水的存在形式和作用 2.与代谢、抗逆性的关系 ①自由水/结合水比值与代谢、抗逆性的关系。 旺盛 差 抗逆性强 ①极性 由于水分子的极性,带正电荷或负电荷的分子和离子都容易与水结合,因此水是良好的溶剂。 细胞中的水特性 ②水分子之间形成氢键 氢键易被破坏,也易形成,这样水中的氢键不断地断开,又不断地形成,使水在常温下能够维持液体的状态,具有流动性。 ③水具有较高的比热容, 水的温度相对不容易改变,对于维持生命系统的稳定性十分重要。 水的相关知识归纳 生活中的现象 生活中的现象的解释 种子在贮存时需将种子晒干 减少自由水含量,降低种子的代谢, 延长种子寿命 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 低温环境下减少花卉浇水 提高花卉对低温的抗性 鲜种子放在阳光下暴晒,重量减轻 自由水散失,代谢减弱 干种子放在试管中,用酒精灯加热,试管壁上有水珠 种子晒干后,仍含有结合水,用酒精 灯加热会失去结合水 炒熟的种子浸泡后不萌发 失去结合水的细胞失去生理活性 联系实际:水在生产实际中的应用 12 2.细胞中的无机盐 离子形式 复杂化合物 细胞和 生物体的生命活动 抽搐 渗透压 酸碱平衡 少数情况下无机盐离子进出细胞的方式是协助扩散 如:静息电位形成时:神经细胞中的K+外流 动作电位形式时:神经细胞外的Na+内流 肌肉收缩时肌细胞外的Ca2+内流 1.教材必修1“与生活的联系”:患急性肠胃炎的病人和大量 出汗的人都需要补充水和适量的无机盐,请分析原因。 2.教材必修1 P22“拓展题”:生理盐水的含义是什么? 回归教材-教材释疑 提示:患急性肠胃炎的病人和大量出汗的人会排出过多的水分和无机盐, 导致体内的水盐平衡和酸碱平衡失调,因此应补充水和无机盐。 提示:质量分数为0.9%的氯化钠溶液的浓度,正是人体细胞所处液体环 境的浓度,所以叫生理盐水。 【例2】为验证“镁是植物生活的必需元素”,三位同学进行了实验设计,下列是实验的基本思路。请分别指出三个实验思路能否达到实验目的,并分析原因,再写出你的设计思路。 (1)实验一:取生长状况一致的大豆幼苗,用符合实验要求的容器进行培养,对照组容器内只盛有蒸馏水,实验组盛有用蒸馏水配制的镁盐溶液,两组置于相同的适宜条件下培养,并对溶液通气,观察比较两组植物的生长发育情况。 (2)实验二:取生长状况一致的大豆幼苗,栽培在盛有沙性土壤的容器中(沙性土壤肥力均匀,容器符合实验要求),对照组浇以蒸馏水,实验组浇以蒸馏水配制的镁盐溶液,两组置于相同的适宜条件下培养,观察比较两组植物的生长发育情况。 (3)实验三:取生长状况一致的大豆幼苗,栽培在盛有沙性土壤的容器中(沙性土壤肥力均匀,容器符合实验要求),对照组浇以含有植物必需的各种元素的完全营养液,实验组浇以不含镁离子的完全营养液,两组置于相同的适宜条件下培养,观察比较两组植物的生长发育情况。 (4)请写出你的设计思路。 (4)取生长状况一致的大豆幼苗,用符合实验要求的容器进行培养。对照组盛有含植物必需的各种元素的完全营养液,实验组盛有只缺镁离子的完全营养液。两组置于相同的适宜条件下培养,并对溶液通气,观察比较两组植物的生长发育情况。 (1)对照组 植物+完全培养液― 正常生长 (2)实验组 [易错警示] 设计实验时应注意事项 (1)实验中应保证实验材料的统一性,即材料的种类、生长状况应一致等。 (2)实验组用缺素培养液,对照组用全素培养液,不能用蒸馏水做对照。 (3)实验组加入X盐的目的是进行二次对照,使实验组前后对照(即自身对照),以增强说服力。 无机盐生理功能的验证方法 考点四:检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 思考: 1.鉴定可溶性还原糖的实验材料是否可选择西瓜和番茄?马铃薯?甘蔗组织样液? 2.鉴定还原糖时使用的斐林试剂为什么要现配现用? 3.比较斐林试剂与双缩脲试剂 不可以。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。 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。 成分与浓度?使用方法?使用原理? 【特别提醒】 1.(1)鉴定非还原糖(如蔗糖)时,如果与斐林试剂混合,水浴加热后的现象不是无色,而是浅蓝色[Cu(OH)2的颜色]。 (2)脂肪鉴定现象观察时 ①若要观察被染色的脂肪颗粒,则使用显微镜。 ②若要通过溶液颜色变化,则不必使用显微镜。 (3)蛋白质鉴定时 ①若用大豆作材料,必须提前浸泡。 ②若用蛋清液作材料,必须稀释,防止其黏在试管内壁上不易刷洗。 2.三类有机物检测在操作步骤上的“三个唯一” (1)唯一需要加热——还原糖的检测,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——脂肪的检测。 (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。 【例1】为探究玉米籽粒发芽过程中一些有机物含量的变化,研究小组利用下列供选材料及用具进行了实验。材料及用具:玉米籽粒;斐林试剂,双缩脲试剂,碘液,缓冲液,淀粉,淀粉酶等;研钵,水浴锅,天平,试管,滴管,量筒,容量瓶,显微镜,玻片,酒精灯等。请回答下列问题: (1)为了检测玉米籽粒发芽过程中淀粉含量变化,将不同发芽阶段的玉米籽粒纵切,滴加_,进行观察。结果显示,胚乳呈蓝色块状,且随着发芽时间的延长,蓝色块状物变小。由此可得出的结论是_ ①设置试管1作为对照,其主要目的是_。 ②试管2中应加入的X是_的提取液。 ③预测试管3中的颜色变化是_ 若试管4未出现预期结果(其他试管中结果符合预期),则最可能的原因是_。 (2)为了验证上述蓝色块状物变小是淀粉酶作用的结果,设计了如下实验;在1~4号试管中分别加入相应的提取液和溶液(如下图所示),40 温育30 min后,分别加入斐林试剂并60 水浴加热,观察试管内颜色变化。请继续以下分析: 蓝色 砖红色 淀粉酶失活 玉米发芽过程中胚乳的淀粉逐渐减少 排除用于实验的淀粉溶液中含有还原糖 发芽前玉米 统一 差异 C、H、O、N、P、 S、K、Ca、Mg等 Fe、Mn、B、 Zn、Mo、Cu等 水 无机盐 例1.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 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 D 【巩固1】(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 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 2.归纳概括常考无机盐的功能 高考必考教材实验 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 科学探究 现有无标签的稀蛋清、葡萄糖、淀粉和淀粉酶溶液各一瓶,可用双缩脲试剂、斐林试剂和淀粉溶液将它们鉴定出来。用试剂将上述4种溶液初步鉴定如下,请填充图中①~⑤内容。 稀蛋清、淀粉酶 葡萄糖、淀粉 斐林 葡萄糖 淀粉 实验归纳 区分斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同” $$