届高考生物一轮复习学案第1单元 细胞中的元素和化合物.docx

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届高考生物一轮复习学案第1单元细胞中的元素和化合物

第一单元走进细胞和组成细胞的分子

学案细胞中的元素和化合物

考纲要求

1.水和无机盐的作用（Ⅰ）。

2.检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质。

（实验与探究）

复习目标

1.简述组成细胞的元素的分类

2.说出水和无机盐的存在形式及作用，并能解释一些生活中的现象。

3.掌握检测生物组织中的糖类、脂肪、蛋白质的原理及方法步骤

4.学会正确使用高倍镜观察细胞

基础自查

一、组成细胞的元素和化合物

１.细胞中常见的化学元素有多少种？

根据什么将这些必需元素分为大量元素和微量元素？

大量元素有哪些？

微量元素呢？

你还能说出那些关于元素的知识？

2.组成细胞的化合物种类？

细胞中含量最多的化合物是哪种？

含量最多的有机化合物是哪种？

特别提醒:

1.组成生物体的化学元素在不同的生物体内种类大体相同；不同的生物体内各种化学元素的含量一般相差很大。

2.元素分类是根据生物体内的含量，而不是生理作用，微量元素虽含量少，但其生理作用却不可替代，如Zn是DNA聚合酶和RNA聚合酶的辅助因子，缺Zn将导致DNA复制和RNA合成不能正常进行。

3.列表比较检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质等时鉴定试剂和颜色变化

二、细胞中的无机物

1.比较水的存在形式、特点、功能

2.说出细胞中的无机盐存在形式、功能。

课堂深化探究

一、1.列举常见无机盐在细胞中的作用

2.细胞内有机分子的元素组成、单体构成与合成场所

种类

元素组成

构成单体

合成场所

多糖

脂质

蛋白质

核酸

二、1.检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质等的实验原理及步骤

2.实验成功的关键是材料的选择。

三个实验中都不宜选取有颜色的材料，分析原因是什么？

你认为实验还有哪些需要注意的问题？

3.双缩脲和斐林试剂的成分相同，但浓度、使用和原理不同。

请说出其中的区别

特别提醒:

三类有机物检测在操作步骤上的差异

（1）唯一需要加热——还原糖鉴定，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——脂肪鉴定。

（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）。

两者成分相同，但CuSO4的浓度不同，所以不能混用。

三、细胞中的无机物

１.在农村秋季粮食收获之后，农民要将粮食晒干后进行储存，这样能保存较长时间。

如果将晒干后的粮食放入试管中进行加热，会发现试管壁上有水珠出现。

如果粮食再进行焚烧，则只会留下少量呈灰白色的灰分。

请据此思考以下几个问题：

（1）粮食晒干过程中，丧失的化合物是什么？

在细胞中是以什么形式存在的？

（2）晒干后的粮食在试管中加热，试管壁上出现的水珠在细胞中以什么形式存在？

此时的种子还能萌发吗？

（3）粮食焚烧后留下的少量灰分是什么？

特别提醒

1.自由水含量与代谢强度的关系

（1）生物体代谢越旺盛，其体内自由水相对比例越高。

如种子萌发时，先要吸收大量的水分，以增加自由水的含量，并加快代谢速度。

（2）结合水不参与代谢作用，但结合水的相对含量与植物的抗寒性有关。

如冬季，植物吸水减少时，细胞内结合水相对含量升高，由于结合水不易结冰和蒸腾，从而使植被抗寒性加强。

2.自由水、结合水相互转化

在活细胞内，在生命活动不受限制的温度变化范围内：

自由水

结合水

一般情况下，温度略升高，自由水含量将升高，反之则自由水含量降低。

相同条件下，自由水含量高的细胞，代谢旺盛。

结合水含量高的细胞代谢较弱。

2.无机盐含量仅占细胞鲜重的1~1.5%，但在细胞中发挥重要的作用。

请结合下列材料总结出无机盐离子的重要作用。

材料

作用

材料1Mg2＋是　　　　　　的必需成分

Fe2＋是　　　　　的主要成分，CaCO3是动物和人体牙齿、骨骼的重要成分

材料2：

Ca2＋对血液的凝固非常重要，血液中Ca2+含量太低，会出现

症状；太高或出现　　　　　　　　症状

材料3：

医用生理盐水为质量分数0.9%的氯化钠溶液

材料4：

锌是形成与记忆相关的蛋白质不可缺少的元素，儿童缺锌就会导致大脑发育不完善。

材料5：

血液中存在NaHCO3/H2CO3、NaH2PO4/Na2HPO4缓冲对，调节机体的酸碱平衡

3.设计实验验证Mg是小麦幼苗生长发育的必需元素的实验思路

特别提醒

通常用溶液培养法等来确定植物必需的矿质元素，方法是在配制的营养液中除去或加入某一元素，观察植物的生长发育和生理生化变化。

如果除去某一种元素，植物生长发育不良，并出现特有的病症，当加入该元素后，症状又消失，说明该元素为植物的必需元素。

反之，若减去某一元素后，对植物生长发育不造成不良影响，即表示该元素不是植物必需元素。

需配制两种溶液：

完全培养液[含有植物生长所需要的全部元素适量配比溶液]、缺X素完全培养液。

对应训练

1.如图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，由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的化合物含量，则A化合物具有多样性，其必含的元素为C、H、O、N

2.一位农民种植的某块农田小麦产量总是比邻近地块的低。

他怀疑该农田可能是缺少某种元素，为此将该块肥力均匀的农田分成面积相等的五小块，进行田间实验。

除施肥不同外，其他田间管理措施相同。

实验结果如下表：

地块

甲

乙

丙

丁

戊

施肥情况

尿素

磷酸二氢钾

磷酸二氢铵

硫酸铵

不施肥

小麦收获量（kg）

55.56

65.26

56.88

55.44

55.11

由表中可判断，该农田最可能缺少的元素是（　　）

A.KB.NC.PD.S

3.下列有关实验操作及显色结果的叙述中，错误的是（　）

A.在常温条件下，稀蛋清溶液与双缩脲试剂作用呈紫色

B.在沸水浴条件下，菜花细胞中提取的DNA与二苯胺作用呈蓝色

C.用酒精洗去浮色后，花生子叶细胞中的脂肪与苏丹Ⅳ作用呈橘黄色

D.在常温条件下，溴麝香草酚蓝水溶液可与CO2作用呈橘黄色

4、下列有关检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质三个实验的叙述中，不正确的是（）

A.只有脂肪的检测需要使用显微镜

B.只有还原糖的检测需要加热到50～65℃

C.检测还原糖、蛋白质所用试剂相同

D.三个实验的显色反应均不相同

5.下列关于细胞中水的含量的叙述，不正确的是（）

A.水是人体细胞中含量最多的化合物

B.老年人细胞中含水量比婴儿的少

C.新陈代谢越旺盛，细胞中的含水量越高

D.抗冻的植物细胞内自由水含量大

6、小明同学的不良反应引起了父母的担忧：

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。

去医院后，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.锌是人体必需的化学元素

B.锌在人体的生长发育过程中的作用不容替代

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

思路导引　解答此题要从以下几个方面入手：

①不良反应是缺锌引起的。

②锌是微量元素。

③微量元素在生物体内的作用。

7.“xx”乳酸亚铁口服液可以有效地治疗人类缺铁性贫血症，这是因为其中的Fe2＋进入人体后能（　　）

A.调节血液的酸碱平衡B.调节血液的渗透压

C.构成红细胞中的血红蛋白D.促使更多红细胞的产生

实验探究

１.斐林试剂的甲液是质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液，乙液是质量浓度为0.05g/mL的CuSO4溶液。

双缩脲试剂的A液是质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液，B液是质量浓度为0.01g/mL的CuSO4溶液。

某同学在“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”的实验中，产生了一些疑问，在征得老师同意后，他利用课外时间进行了探究。

下列是其探究实验的部分操作：

试管

第1次加入物

第2次加入物

第3次加入物

1号

1mL0.1g/mLNaOH溶液

1mL0.05g/mLCuSO4溶液

2mL苹果汁

2号

1mL0.1g/mLNaOH溶液

2mL苹果汁

1mL0.05g/mLCuSO4溶液

3号

2mL苹果汁

1mL0.1g/mLNaOH溶液

1mL0.05g/mLCuSO4溶液

4号

1mL0.05g/mLCuSO4溶液

2mL苹果汁

1mL0.1g/mLNaOH溶液

5号

1mL0.05g/mLCuSO4溶液

1mL0.1g/mLNaOH溶液

2mL苹果汁

6号

1mL0.1g/mLNaOH溶液

4滴0.01g/mLCuSO4溶液

2mL苹果汁

请分析回答下列问题：

（1）该同学试图通过上述实验解决什么问题？

________________________________________________________________________；

________________________________________________________________________。

（2）上述试管中，作为对照的是________。

（3）要使上述试管中的溶液发生显色反应，还必须做______处理。

（4）要提高该实验结果的可信度，还应该_____________________________________

____________。

（5）你认为该同学的这种活动有意义吗？

请简要说明。

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

体会：

还原糖的鉴定是新制得的Cu（OH）2与醛基的反应，产生Cu2O沉淀，而蛋白质的鉴定是在碱性环境下Cu2＋与肽键结合成特定化合物的显色反应，原理的不同决定了实验操作方法的不同。

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，为什么？

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，栽培在盛有砂性土壤的容器中（砂性土壤肥力均匀，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，栽培在盛有砂性土壤的容器中（砂性土壤肥力均匀，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）下面由你进行实验设计，请写出你的设计思路

限时训练

题组一:

组成细胞的元素及化合物

1.下列关于构成细胞的化学元素种类及作用的叙述中，不正确的是（　　）

A.因为C是构成有机物的骨架，所以C是构成生物体的最基本元素

B.生物界和非生物界的统一性表现在组成生物体的化学元素的种类和无机自然界相同

C.构成生物体的化学元素的重要功能之一是组成细胞中各种化合物

D.构成生物体的大量元素包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等

2、生长在含盐量高、干旱土壤中的盐生植物，通过在液泡中贮存大量的Na＋而促进细胞吸收水分，该现象说明液泡内Na＋参与（　　）

A.调节渗透压B.组成体内化合物

C.维持正常pHD.提供能量

3、下列都含有氮元素的一组物质是（　　）

A.脱氧核糖和脱氧核糖核酸　　

B.胰岛素和核糖核酸

C.丙酮酸和丙氨酸

D.脂肪和脂肪酶

4、糖类不含有，脂质不一定有，蛋白质也不一定有，而核酸一定有的元素是（）

A.NB.SC.PD.Fe

题组二　细胞中的无机物

5.（2010·南京质检）下列关于无机盐的叙述，错误的是（　　）

A.缺铁性贫血是因为体内缺乏铁，血红蛋白不能合成

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

6、2011年3月22日是第十九个“世界水日”，宣传主题是“城市水资源管理”。

水污染、水资源短缺导致的水危机日趋严重，研究表明，80%的疾病是由水污染引起的。

下列有关人体内水的叙述，错误的是（　　）

A.水在病变细胞中以结合水和自由水的形式存在

B.在胰岛素的合成过程中伴随着水的产生

C.冬季，植物体内结合水含量相对增多，抗寒能力提高

D.结合水是细胞内的良好溶剂

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

题组三　有机物的检测

8.下列关于生物学实验中所用试剂的说法，正确的是（　　）

A.用双缩脲试剂鉴定蛋白质时，需将NaOH溶液和CuSO4溶液混匀后使用

B.用吡罗红染色剂处理细胞，可以观察到DNA在细胞中的分布

C.用苏丹Ⅳ染液鉴定含油多的细胞，显微镜下可见染成红色的颗粒

D.判断酵母菌是否进行酒精发酵，可选择双缩脲试剂

9.将面团包在纱布中放在清水中搓洗，鉴定粘留在纱布上的黏稠物质和洗出的白浆用的试剂分别是（　　）

A.碘液、苏丹Ⅲ染液B.双缩脲试剂、碘液

C.双缩脲试剂、苏丹Ⅲ染液D.碘液、斐林试剂

10.下列关于实验操作步骤的叙述中，正确的是（　　）

A.用于鉴定还原糖的斐林试剂，可直接用于蛋白质的鉴定

B.脂肪的切片法鉴定需要用显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪粒

C.鉴定还原糖时，要加入斐林试剂甲液摇匀后，再加入乙液

D.用于鉴定蛋白质的双缩脲试剂A液与B液要混合均匀后，再加入含样品的试管中，且必须现混现用

11、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。

请回答：

（1）用一种试剂将上述4种溶液区分为两组，这种试剂是____，其中发生显色反应的一组是____和___溶液，不发生显色反

应的一组是________和________溶液。

（2）用________试剂区分不发生显色反应的一组溶液。

（3）区分发生显色反应一组溶液的方法及鉴定结果是__________________________。

题组四　应用提升

12.小麦种子萌发时会产生淀粉酶，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水浴加热至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

13.已知糖尿病病人尿液含有葡萄糖；肾炎病人因肾小球部位通透性大为增加，尿液中会有蛋白质。

因此，检测病人的尿液可帮助医生确定病情。

小李觉得自己身体不适，怀疑自己患了糖尿病或是肾炎。

如何通过一定的检测确定是否患相应的疾病？

请写出设计原理和具体操作步骤及结论。

（1）设计原理：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）操作步骤：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）现象及结论：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

六、高考真题体验

1.（2012安徽卷）1.某同学以新鲜洋葱鳞片叶内表皮为材料，经不同处理和染色体剂染色，用高倍显微镜观察。

下列描述正确的是

A.经吡罗红甲基绿染色，可观察到红色的细胞核

B.经吡罗红甲基绿染色，可观察到绿色的细胞质

C.经健那绿染色，可观察到蓝绿色颗粒状的线粒体

D.经苏丹Ⅲ染色，可观察到橘黄色颗粒状的蛋白质

2.（2012广东卷）3.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.甲溶液含有淀粉酶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

3.（2012江苏卷）1.下列关于细胞中化学元素的叙述，正确的是

A.细胞中一种元素的作用能被其他元素替代

B.细胞中的脱氧核苷酸和脂肪酸都不含有氮元素

C.主动运输机制有助于维持细胞内元素组成的相对稳定

D.细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要

4.（2012江苏卷）19.下表中有关人体细胞化合物的各项内容，正确的是

编号

化合物

实验检测

组成单位

主要功能

检测试剂

颜色反应

脂肪

苏丹Ⅲ染液

橘黄色

脂肪酸

储存能量

糖原

菲林试剂

砖红色

葡萄糖

提供能量

1

蛋白质

双缩脲试剂

紫色

氨基酸

承担生命活动

2

核酸

甲基绿染液

绿色

核苷酸

携带遗传信息

A.①

B.②

C.③

D.④

5.（2011.江苏卷）研究发现，砷（As）可以富集在植物体内，转化为毒性很强的金属有机物，影响水稻的株高、根长和干重；加P（与As原子结构相似）处理后水稻茎叶和根中P含量增加、As含量相对减少，水稻生长加快，干重增加，对此现象合理的解释是（多选）

A.As在水稻细胞内富集，由细胞膜的结构特点决定

B.As进入水稻细胞，导致有关酶失去活性，影响细胞代谢

C.P影响As的吸收，与细胞膜上的载体种类和数量有关

D.P是构成磷脂、核酸和ATP的重要元素，能促进水稻生长发育

6.（2008，江苏生物）下列各组物质中，由相同种类元素组成的是

A.胆固醇、脂肪酸、脂肪酶

B.淀粉、半乳糖、糖原

C.氨基酸、核苷酸、丙酮酸

D.性激素、生长激素、胰岛素

7.（2011.山东卷）只有在保持细胞活性的条件下，才能显示细胞中某物质或结构的实验是（）。

A.苏丹Ⅲ染色观察花生种子子叶细胞中的脂肪

B.龙胆紫染色观察洋葱根尖分生区细胞的有丝分裂

C.健那绿（詹纳斯绿B）染色观察动物细胞的线粒体

D.甲基绿、派洛宁（毗罗红）染色观察动物细胞中的DNA和RNA

8.（2007.海南生物，15）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。

请回答问题。

（1）用一种试剂将上述4种溶液区分为两组，这种试剂是，其中发生显色反应的一组是和溶液，不发生显色反应的一组是和溶液。

（2）用试剂区分不发生显色反应的一组溶液。

（3）区分发生显色反应一组溶液的方法及鉴定结果是

。

学案细胞中的元素和化合物

答案与解析

基础自查

一、

1、20多种。

划分依据是含量。

微量元素（口诀：

铁锰碰新木桶）Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu

大量元素：

C、H、O三种以H2O、CO2化合物形式吸收；N、P、K三大肥料元素；Mg、Ca、S——（美好的东西应该留住）

碳是最基本元素不是因为干重含量最多，而是因为碳易构成基本骨架，是大分子物质形成的基础。

细胞鲜重含量最多的元素是O。

细胞干重含量最多的元素是C。

生物界与非生物界及不同生物之间在元素种类上具有统一性，而在元素含量上具有差异性。

2.种类：

无机物（水和无机盐）、有机物（糖类、脂质、蛋白质、核酸）

含量一般：

①占细胞鲜重最多的化合物是水。

②占细胞鲜重最多的有机化合物是蛋白质。

③占细胞干重最多的化合物是蛋白质

3.

鉴定物质

鉴定试剂

颜色变化

还原糖

斐林试剂

砖红色沉淀

淀粉

碘液

蓝色

脂肪

苏丹Ⅲ染液

（或苏丹Ⅳ染液）

橘黄色（或红色）

蛋白质

双缩脲试剂

紫色

二．１.

形式

自由水

结合水

特点

流动性强、易蒸发，可参与物质代谢

不流动、不蒸发，与其他物质结合

功能

①细胞内的良好溶剂

②参与生化反应

③为细胞提供液体环境

④运送营养物质和代谢废物

是细胞结构的重要组成成分

联系

自由水和结合水能够随新陈代谢的进行而相互转化

2.主要以离子形式存在。

细胞的结构成分

维持细胞和生物体的生命活动

维持生物体内的酸碱平衡

课堂深化探究

一．1.N：

是构成蛋白质、核酸等物质的主要元素，能促进植物的细胞分裂。

植物缺氮时叶片发黄。

P：

是构成核酸、磷脂、ATP、NADP＋或NADPH等物质的重要元素。

缺磷时叶片暗绿，并出现紫色。

K：

提高神经系统兴奋性，维持细胞内液渗透压。

人体缺钾，反应迟钝，心律失常。

Ca：

是牙齿、骨骼的组成元素。

人体缺钙，儿童患佝偻病，成年人患骨质疏松症。

S：

构成甲硫氨酸和半胱氨酸等含硫蛋白质的重要元素。

Mg：

是叶绿素的主要成分。

缺镁，植物的叶片发黄。

Fe：

是血红蛋白的主要成分。

人体缺铁会患缺铁性贫血症。

B：

促进花粉的萌发和花粉管的伸长，有利于受精作用顺利进行。

缺硼，花药和花丝萎缩，花粉发育不良。

I：

甲状腺激素的合成原料。

成年人缺碘时，患地方性甲状腺肿。

Na：

维持细胞外液渗透压。

缺钠，细胞外液渗透压下降，心率加快，严重时昏迷。

2.

种类

元素组成

构成单体

合成场所

多糖

仅含C、H、O

葡萄糖等单糖

内质网、高尔基体（纤维素）

脂质

脂肪和固醇：

C、H、O