1、1第二章 组成细胞的分子第 1 节 细胞中的元素和化合物,知识点一、组成细胞的元素1生物界与非生物界的统一性和差异性(1)生物界与非生物界具有统一性：组成细胞的化学元素，在无机自然界中都可以找到，没有一种化学元素是细胞所特有的。(2)生物界与非生物界具有差异性：细胞与非生物相比，各种元素的相对含量大不相同。【提醒】 统一性是从元素的种类看，差异性是从元素的含量看。2.各种元素的归属范围、特点及作用。(1)归属范围【注意】 占人体鲜重最多的元素是 O，占人体干重最多的元素是 C。(2)特点：不同生物体内所含的化学元素的种类基本相同，但在不同生物体内同种元素的含量差别较大；同一生物体内的不同元素的
2、含量也不相同。(3)作用：无论是大量元素还是微量元素都是生物体必需的，对维持生命活动具有重要作用。知识点二、组成细胞的化合物1. 种类(1)无机化合物：水和无机盐。 (2)有机化合物：糖类、脂质、蛋白质和核酸。2.含量(1)含量最多的化合物是水。 (2)含量仅次于水的化合物是蛋白质。(3)有机化合物中含量最多的是蛋白质。 (4)占细胞干重最多的化合物是蛋白质。 知识点三、检测生物细胞中的糖类、脂肪和蛋白质1.注意事项,(1)还原糖的含量、生物细胞中有无色素是影响实验结果和观察的重要因素，因此要选择还原糖含量高、细胞颜色较浅或近于白色的植物，如苹果、梨、白萝卜等。,(2)鉴定脂肪材料最好选择富含
3、脂肪的种子，如花生种子，取其子叶，但必须提前浸泡 34 h。 ,(3)鉴定蛋白质的实验材料最好选择富含蛋白质的生物细胞(或器官)，如大豆、鸡蛋等。如用大豆可直接用豆浆作实验材料；如用鸡蛋要用蛋清，并注意稀释，一般稀释 10 倍以上，否则实验后易粘附试管壁，不易清洗。,2.斐林试剂与双缩脲试剂的比较,试剂名称 斐林试剂 双缩脲试剂鉴定原理还原糖中的醛基(CHO)在加热条件下能将 Cu2 还原成 Cu ，从而生成红色的 Cu2O 沉淀双缩脲在碱性溶液中能与 Cu2 结合成紫色络合物，蛋白质分子中含有与双缩脲结构相似的肽键,试剂浓度甲液：质量浓度为 0.1 g/mL 的 NaOH的溶液；乙液：质量浓
4、度为 0.05 g/mL的 CuSO4 溶液A 液：质量浓度为 0.1 g/mL 的 NaOH溶液；B 液：质量浓度为 0.01 g/mL的 CuSO4 溶液使用方法 甲液、乙液等量混合均匀后，再加入 样液 先加入 A 液形成碱性环境后，再加 B液使用条件 加热 不加热【例 1】 人们经常食用的牛、羊、猪等肉类和白菜、土豆等蔬菜，消化吸收后，其中的成分大多被转化为人体自身的一部分，其根本原因是( )A.组成生物体细胞的化学元素在无机自然界都能找到B.在不同生物的细胞内，组成它们的化学元素和化合物的种类大体相同2C.组成生物体细胞的基本元素是碳D.不同生物的细胞内，组成它们的化学元素的含量大体相
5、同易错点提示 误认为组成细胞的化学元素是生命特有的。解析 生物体总是不断地和外界环境进行着物质转换，有选择地从自然界获取各种物质来满足自身的需要，不管相同生物还是不同生物，组成它们的细胞的化学元素和化合物种类大体是相同的，因此不同生物间可进行物质转换。但是组成它们的各种元素的含量是不同的，因此分为大量元素和微量元素。组成生物体细胞的化学元素都来自无机自然界，因此组成生物体细胞的化学元素在无机自然界都能找到，据研究组成生物体细胞的基本元素是碳，即 A、C 两项本身正确，但不符合题干所问。答案 B认同生物界和非生物界的统一性。体会各种生物体的组成元素和化合物种类大体相同的特点。 【例 2】 生活在
6、沙漠中的仙人掌细胞中含量最多的化合物是( )A.蛋白质 B糖类 C.水 D无机盐易错点提示 本题考查组成细胞的化合物的种类及其含量。注意题干中的干扰因素：沙漠缺水。解析 无论是生活在沙漠中，还是在海洋中，所有活细胞中含量最多的化合物都是水。蛋白质是细胞内含量最多的有机化合物，或者说是细胞干重中含量最多的化合物。答案 C【例 3】 若以鸡蛋蛋白液为材料进行蛋白质的鉴定实验，发现蛋白液与双缩脲试剂发生反应后会粘固在试管壁上。下列关于这一现象形成原因的描述中，正确的是( )A.鸡蛋蛋白液稀释不够，搅拌不匀 B.只添加了双缩脲试剂 A，未添加双缩脲试剂 BC.鸡蛋蛋白液不是合适的实验材料 D.蛋白液与
7、双缩脲试剂的反应时间不够长解析 本题考查蛋白质的鉴定实验。此实验的材料可用豆浆，如果没有，也可用蛋白质稀释液，如果蛋白液稀释不够，与双缩脲试剂发生反应后会粘因在试管的内壁垒森严上，使反应不彻底，并且试管也容易刷洗干净。答案 A, 1.保健品黄金搭档组合维生素片中含钙、铁、锌、硒等矿质元素，其中属于组成生物体的大量元素的是( )A钙 B铁 C锌 D硒,答案 A 解析 大量元素有 C、 O、H、N、S、P、Ca、Mg、K 等；微量元素有 Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo等。2.检测生物细胞中还原糖、淀粉、蛋白质、脂肪所用的试剂依次是( )双缩脲试剂 斐林试剂 稀碘液 苏丹染液A. B C. D答案
8、 D 解析 明确各物质鉴定所用试剂。3.用不同的化学试剂可以鉴定不同物质的存在。用斐林试剂可以鉴定还原糖(葡萄糖、麦芽糖) 的存在，用双缩脲试剂可以鉴定蛋白质的存在。医学上，可用这两种试剂检验尿液辅助疾病诊断。请分析这两种试剂能够诊断的疾病应该是( )A.糖尿病、肠炎 B胃炎、肾炎 C.糖尿病、肾炎 D胃炎、肠炎答案 C 解析 糖尿病患者尿中出现葡萄糖，可用斐林试剂鉴定；肾炎患者的尿中会出现蛋白质，可用双缩脲试剂鉴定。4.培养植物所用的营养液配方很多，其中荷格伦特溶液中含有下列物质：( ),KH2PO4 KNO3 Ca(NO3)2 MgSO4 H3BO3 MnCl2 ZnSO4 H2MnO4,
9、上述营养液中的大量元素有_，微量元素有_。答案 H、O、N 、P、S、K、 Ca、Mg Mn、Zn、Cu、B、Cl,5.根据“检测生物细胞中的糖类、脂肪和蛋白质”实验，回答下列问题：(1)鉴定成熟苹果果肉中存在还原糖所用的试剂是_ ，该试剂与细胞内 还原糖发生作用，形成_沉淀，因此，可用该试剂检验糖尿病病人尿液中是否存在_。(2)鉴定花生子叶细胞中脂肪的实验中，能将脂肪染成橘黄色的染液是_，用其染色时，要用酒精来冲洗浮色，这是因为_。(3)鉴定黄豆细胞中存在蛋白质时，向细胞样液中加入双缩脲试剂 A 摇匀，再向样液中加入双缩脲试剂 B 摇匀。3其中双缩脲试剂 B 的量只有 4 滴，不能过量，为什
10、么？,_ _。答案 (1)斐林试剂 砖红色 葡萄糖 (2)苏丹染液 苏丹能溶解在酒精中 (3)过量的双缩脲试剂 B 会与试剂 A反应，使溶液呈蓝色，会掩盖生成的紫色1C、H、N 这 3 种化学元素在组成人体的化学成分中，质量分数共占 73%左右，而这三种元素在岩石圈中，其质量分数还不到 1%。这个事实说明 ( )A.生物界与非生物界具有统一性 B生物界与非生物界具有差异性C元素在自然界中都可以找到 D生物界具有特殊性答案 B2组成生物体最基本的元素是( )AC BO CH DN答案 A 解析 生物体内的有机物都是以碳为基本骨架构成的，这是碳的化学性质所决定的，碳是构成糖类、脂肪、蛋白质、核酸的
11、必需元素，在所有的有机化合物中都有碳的存在，所以碳是最基本的元素。3人的肝脏细胞中含量最多的有机物是( )A水 B蛋白质 C、脂肪 D肝糖原答案 B 解析 一般情况下，水占细胞鲜重最多，蛋白质其次；细胞中最多的有机物是蛋白质，蛋白质是构成细胞的基本物质，占细胞干重的一半以上。4人体细胞内含量(占鲜重)最多的元素及细胞中含量最多的有机化合物分别是 ( )AO、蛋白质 BO、H 2O CC 、蛋白质 DC 、H 2O答案 A知 识 点 三 、 检 测 生 物 组 织 中 的 糖 类 、 脂 肪 和 蛋 白 质5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甲液和乙液，可直接
12、用于蛋白质的鉴定B脂肪的鉴定需要用显微镜才能看到被染成橘黄色的颗粒C鉴定还原糖时，要先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，且必须现用现配答案 B 解析 本题考查学生的操作是否规范、正确，是否注意了不同鉴定实验之间的差别。斐林试剂与双缩脲试剂所用溶质相同，且所用氢氧化钠溶液的浓度相同，但二者所用的硫酸铜的浓度不同。鉴定还原糖时，甲、乙液要现用现配，等量混合均匀后加入；而鉴定蛋白质时要先加 A 液，再加 B 液。还原糖、蛋白质的颜色反应是试剂与其发生化学反应的结果，是肉眼可见的；而脂肪的鉴定中，由于脂肪滴小且分散在细胞中
13、，所以需要借助显微镜才能观察到。6在检测生物细胞中还原糖、脂肪、蛋白质时，对实验材料选择的叙述，错误的是( )A甘蔗茎的薄壁细胞、甜菜的块根等，都含有较多的糖且近于白色，因此可以用于还原糖的鉴定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大豆种子蛋白质含量高，是进行蛋白质鉴定的理想植物细胞材料D鸡蛋清含蛋白质多，是进行蛋白质鉴定的动物材料答案 A 解析 本题考查学生是否理解本实验的选材要求。选材时，首先要考虑生物细胞中待鉴定物质的含量，其次考虑是否对材料大小有特殊要求。B、C 、D 所选材料均是适宜的，A 项中甘蔗、甜菜虽含糖多，但主知识点一、组成细胞的元素知识点二、组成细胞的化合
14、物4要为蔗糖，而蔗糖为非还原糖，所以不能作为本实验的材料。1下列各组元素中，在生物体内都属于大量元素的是( )AN、P、Cu、Mn BK、S、Cu、Mg CS、P、K、Ca DN、B 、Ca 、Mg答案 C 解析 组成生物体的大量元素是 C、H 、O 、N、P、S、 K、Ca、Mg。考查本节知识点的时候，经常以这种形式考查同学们对大量元素和微量元素的识记程度。解答此类题目，最关键的是记清大量元素和微量元素的组成，微量元素除了书中列出来的，还有 Cl 元素。除了了解这些知识，还要知道最基本的元素是 C，组成细胞的元素中 C、H、O 、N 这四种元素的含量最多。细胞鲜重含量最多的元素是 O，干重含
15、量最多的元素是 C。2近日，小明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，小明身体偏矮，偏瘦。去医院后，经检查发现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，人就能正常生长答案 D 解析 这道题给我们一个情景，最终给我们点明是因为缺锌造成的。我们知道 Zn 是微量元素，含量少但不能缺少。答案 D 的说法太绝对，因为生物体包含很多元素，并且功能各不相同。3土壤缺硼时，植物会表现出一定的病症，在有该病症的植株
16、叶面上喷施很少量的一定浓度的含硼溶液后，该病症消失，这说明硼是植物体的( )A大量元素，必需元素 B大量元素，非必需元素C微量元素，非必需元素 D微量元素，必需元素答案 D 解析 缺少 B 时植株不能正常生长，补充后植株能正常生长，说明 B 是一种生物体的必需元素。又因题中交代“喷施很少量的一定浓度的含硼溶液” ，故 B 是微量元素。4下表是两种生物干重中有关元素的质量分数(%)元素 C H O N P S生物甲 43.57 6.24 44.43 1.46 0.20 0.17生物乙 55.99 7.46 14.62 9.33 3.11 0.78根据上表，有人得出下面结论，正确的是( )A如果它
17、们分别是动物和植物，则甲是动物，乙是植物B等质量的细胞中，甲所含的热量少于乙C两者体细胞中，乙的染色体和基因比甲多D两者的含水量比较，可推测甲比乙多答案 B 解析 本题以细胞元素组成为核心命题点，考查了组成细胞的不同有机物所含元素不同及在分解时产生的能量和消耗的氧气不同等知识，综合考查分析表格、信息转换的能力。解答过程：就动物与植物来说，动物中脂肪与蛋白质多，植物中糖类多，故甲是植物，乙是动物；等质量的脂肪与糖相比，脂肪分解释放能量和需要氧比糖类多；甲为植物，乙为动物，等质量的甲与乙所含热量为甲比乙少；从其元素上看，不可能说明二者染色体的多少；由于表示的是干重，无法确定二者的含水量。5在细胞内
18、含量极少，但对维持生命活动必不可少的元素有( )AFe、Mn、Zn、Mg BZn、Cu、Mg、CaCZn、Cu、B、Mn DMg、Mn、Cu、Mo答案 C 解析 组成生物体的大量元素和微量元素都是维持生命活动必不可少的，其中大量元素含量多，主要包括 C、H、O、N、Mg、P、Ca、S 、K ；而微量元素含量少，主要包括 Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo。6将面团用纱布包裹在清水中搓洗，鉴定黏留在纱布上的黏稠物质和洗出的白浆所用的试剂分别是( )A碘液、苏丹染液 B双缩脲试剂、碘液C斐林试剂、碘液 D碘液、斐林试剂答案 B 解析 面团是由小麦种子碾碎所得，其主要成分为淀粉和蛋白质。在清水中搓洗后
19、，黏在纱布上的物质主要是蛋白质，用双缩脲试剂鉴定；洗出的白浆主要是淀粉，用碘液鉴定，故选 B。57在还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定实验中，最佳的一组实验材料是( )甘蔗的茎 油菜籽 花生种子 梨 甜菜的块根 豆浆 鸡蛋清A B C D答案 D 解析 注意题中“最佳”一词。甘蔗的茎、甜菜的块根中含量较多的是蔗糖，不是还原糖；油莱籽中虽含脂肪较多，但太小，操作不方便；鸡蛋清也可做蛋白质鉴定，但需稀释，若稀释不够，与双缩脲试剂发生反应后会粘固在试管的内壁上，使反应不能彻底进行，并且试管也不容易刷洗干净。8在鉴定还原糖的实验中，加入斐林试剂时必须要( )A先加入斐林试剂甲液，后加入乙液 B先加入斐林试剂乙
20、液，后加入甲液C将斐林试剂的甲液和乙液混合均匀后再加 D以上 A、B、C 三项操作方法都正确答案 C 解析 斐林试剂的甲液是 0.1 g/mL 的 NaOH 溶液，乙液是 0.05 g/mL 的 CuSO4溶液。只有将甲液与乙液混合后，才能生成浅蓝色的 Cu(OH)2沉淀。而还原糖与 Cu(OH)2在加热条件下，才能生成砖红色的Cu2O 沉淀，起到了鉴定还原糖的作用，因此应选 C。9斐林试剂鉴定时发生特定的颜色变化，其顺序是( )A.棕色棕色砖红色 B.浅蓝色浅蓝色棕色 C.浅蓝色浅蓝色棕色 D.绿色绿色无色答案 A 解析 斐林试剂实质上就是 Cu(OH)2溶液，所以加进去的时候是浅蓝色，用水
21、浴加热的时候Cu(OH)2沉淀呈现棕色，继续加热后 Cu(OH)2被还原成 Cu2O，成为砖红色沉淀。10鉴定蛋白质时，事先留出一些黄豆细胞样液，主要目的是( )A重复两次 B与加入双缩脲试剂后的颜色作对照C再用于还原糖的鉴定 D失败后还可以重做答案 B 解析 做实验的时候经常要用到对照，可以增强说服力。二、非选择题11下面是用于无土栽培的一种培养液配方，据表回答问题。Ca(NO3)2 1.0 g KCl 1.2 gMgSO4 0.25 g FeCl3 0.005 gKH2PO4 0.25 g H2O 1 000 mL(1)该配方中属于植物所需的大量元素是_ ，微量元素是_。(2)该配方中组成
22、细胞的基本元素是_。用该培养液栽培植物，组成生物体的最基本元素的来源是_。(3)如果用该培养液栽培番茄，该配方中明显缺乏的微量元素是_。答案 (1)H、O、N、P、S、K、Ca、Mg Fe、Cl (2)H、O 、N 空气中的 CO2 (3)Mn、Cu、Zn、B、Mo12(1)问题提出：植物体没有专门的脂肪细胞，但在花生、大豆、蓖麻等植物的种子中富含脂肪。有人提出植物体除种子外，其他部位如根尖细胞中是否也含有脂肪？有同学对此开展课题研究，假设你是其中一员，请根据课题研究要求，回答有关问题。(2)探究课题：洋葱的根尖细胞中是否含有脂肪。(3)实验假设：_ 。(4)材料用具：新鲜洋葱根尖、苏丹染液、
23、体积分数为 50%的酒精溶液、蒸馏水、_、刀片、培养皿、镊子、滴管等。(5)方法步骤选取新鲜的洋葱根尖并做徒手切片；选取 23 片最薄切片放置在载玻片的中央；_；_；_。(6)预期结果与相应结论_； _。答案 (3)洋葱根尖细胞中含有( 或不含有)脂肪 (4)载玻片、盖玻片、显微镜(5)滴加 23 滴苏丹染液进行染色，23 min 后滴加体积分数为 50%的酒精溶液，洗去浮色 在切片上滴 12 滴蒸馏水，加盖玻片，制成临时装片 将装片放在显微镜下观察(6)若在装片中观察到橘黄色的脂肪颗粒，则说明洋葱根尖细胞中含有脂肪 若在装片中观察不到橘黄6色的脂肪颗粒，则说明洋葱根尖细胞中不含脂肪解析 本题考查学生进行科学实验设计、操作的能力和实际实验能力。高考着重能力的考核，实验设计、操作、结果分析和推导都是能力的考核。实验假设可以是洋葱根尖细胞中含有脂肪，也可以是洋葱根尖细胞中不含有脂肪。由于脂肪颗粒要制成装片后借助于显微镜才能看到，因此材料用具中要有载玻片、盖玻片、显微镜等。本实验的方法步骤可参照教材中脂肪的检测实验来进行操作。预期的结果和结论两种情况都要考虑。
