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新理念教程2012版高考生物（苏教版）总复习（课件+限时规范训练）：必修1 第1单元 生物科学和我们细胞的化学组成第2讲　细胞中的原子和分子
新理念教程2012版高考生物（苏教版）总复习（课件+限时规范训练）：必修1 第1单元 生物科学和我们细胞的化学组成第2讲　细胞中的原子和分子
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2．做鉴定蛋白质的实验时，在鉴定之前，可以留出一部分样液，以便与鉴定时样液 的颜色变化作对照，这样可以增强说服力。 3．蛋白质要稀释主要是防止蛋白质与双缩脲试剂反应后粘固在试管内壁上，使反应 不彻底，也不易刷洗试管。 比较项目 斐林试剂 双缩脲试剂 不同点 使用方法 甲液和乙液混合均匀后方可使用，且现配现用 使用时先加A液再加B液 呈色反应 条件 需水浴加热 不需加热即可反应 反应原理 还原糖中的醛基被Cu(OH)2氧化，Cu(OH)2被还原为Cu2O 具有两个以上肽键的化合物在碱性条件下与Cu2＋反应生成络合物 颜色 砖红色 紫色 浓度 乙液CuSO4溶液浓度为0.05 g/mL B液CuSO4溶液浓度为0.01 g/mL 相同点 都含有NaOH溶液、CuSO4溶液两种成分，且所用NaOH溶液浓度都是0.1 g/mL 【辨析比较】斐林试剂与双缩脲试剂的比较分析 双缩脲是一种物质，其结构式为： 因其结构含有肽键，所以在碱性环境中与Cu2＋反应生成紫色络合物。因此把与其反 应的NaOH溶液和CuSO4溶液称为双缩脲试剂。 应用指南：该实验原理、方法、步骤可用于对生物组织、消化液(如唾液)、食品(如 奶粉)进行某种成分的检测或鉴定，也可用于医学上某些疾病的诊断，如糖尿病、肾 炎等。 案例导析 (2010&湖南郴州质量检测Ⅰ)红薯和土豆都富含淀粉，但红薯吃起来比土豆甜。为探究其原因，某兴趣小组在温度不同、其他条件相同的情况下对处于休眠期的红薯块根与土豆块茎处理30 min后测定还原糖的含量。结果如图： (1)由图中曲线可知，60℃时红薯还原糖含量最高，原因是 __________________________________________________________________。 (2)与红薯相比土豆不含还原糖的可能原因是___________________________。 (3)为了确定土豆中不含还原糖的原因，请完成以下实验： 实验原理： ①淀粉能被淀粉酶水解为还原糖； ②______________________________________________________________。 备选材料与用具： 去掉淀粉与还原糖的红薯提取液，去掉淀粉的土豆提取液，双缩脲试剂A液， 双缩脲试剂B液，斐林试剂甲液，斐林试剂乙液，苏丹红染液，质量分数为3% 的淀粉溶液，质量分数为3%的蔗糖溶液等。 实验步骤： 第一步：取A、B两支试管，在A试管中加入去掉淀粉的土豆提取液2 mL，B试管中加入去掉淀粉和还原糖的红薯提取液2 mL。________水浴保温5 min。 第二步：向A、B两支试管中各加入等量的水浴加温至60℃的________溶液，水浴保温5 min。 第三步：将______________________________________________________ 后，向A、B试管内各加入2 mL。然后，_________________________________。 最可能的实验结果：__________________________________________________。 (4)食用土豆时，消化分解成的葡萄糖，几乎被小肠上皮细胞全部吸收，该吸收过程需要____________________________________________________________。 思路点拨：(1)淀粉在淀粉酶的作用下可产生还原糖。由图分析可知，随着温度的升高，还原糖的含量变化趋势是先增后减，60℃时还原糖含量最高，说明此时淀粉酶的活性最大。(2)土豆含有大量的淀粉，但不含还原糖，最可能的原因是缺少淀粉酶，淀粉不能水解为还原糖。(3)此小题是简单的条件限制性实验设计。分析该实验的题目是&确定土豆中不含还原糖的原因&，可知单一变量是有无淀粉酶，根据题目所给材料，实验的自变量为土豆提取液(去淀粉)，用红薯提取液(去淀粉和还原糖)设置对照，因变量为还原糖，用斐林试剂进行检测。试管A中没有淀粉酶，不反应，仍为斐林试剂的蓝色，试管B中有淀粉酶，与淀粉反应生成还原糖，用斐林试剂检测，能产生砖红色沉淀。(4)小肠上皮细胞吸收葡萄糖是主动运输的过程，需要载体和能量。 答案：(1)还原糖是酶促反应的产物，60℃是相关酶的最适温度条件 (2)土豆不含淀粉酶 (3)②还原糖与斐林试剂反应生成砖红色沉淀　第一步：60℃　第二步：质量分数 为3%的淀粉　第三步：等量的斐林试剂甲液和斐林试剂乙液注入C试管混合均匀　 50～65℃温水加热2 min　结果：A试管内液体为蓝色，B试管内液体为砖红色 (4)载体蛋白和能量(ATP) 题后反思：以教材实验为基础，对其进行拓展延伸，既考查对教材基础实验的掌握情况，又考查对知识的迁移应用能力，符合新课标高考对实验探究能力考查的要求，此种题型越来越受到命题人的青睐。对本节内容而言，以教材上组织中还原糖、脂肪和蛋白质的鉴定实验为基础，以新的实验材料，创设新的情境，考查物质鉴定实验的操作、设计思路等，是常见的命题形式。 (2010&江苏苏锡常镇学情调查二)还原糖、脂肪、蛋白质和DNA四种有机 物的鉴定实验中，选材或操作错误的是(多选) (　　) A．用斐林试剂检测胡萝卜汁中的还原糖 B．向花生种子匀浆中滴加苏丹Ⅲ染液检测脂肪 C．双缩脲试剂A液与B液先混合摇匀后检测豆浆中的蛋白质 D．提取含DNA的滤液可用香蕉加入一定的洗涤剂和食盐进行研磨 解析：胡萝卜汁颜色深，容易遮盖砖红色沉淀，不能作为鉴别还原性糖的实验材 料，A项错误；鉴别蛋白质时，首先加入双缩脲试剂的A液，震荡后再加入B液， 不能混合使用，C项错误。 答案：AC (2010&宝鸡质检)用碘液、苏丹Ⅲ染液和双缩脲试剂测得甲、乙、丙三种植物的干种子中三大类有机物颜色反应如下表，其中&＋&的数量代表颜色反应深浅程度，下列有关说法不正确的是 (　　) 　　试剂 种类　　 碘液 苏丹Ⅲ染液 双缩脲试剂 甲 ＋＋＋＋ ＋＋ ＋ 乙 ＋＋ ＋＋＋＋ ＋＋ 丙 ＋ ＋＋ ＋＋＋＋ ▲ A.乙种子中主要含蛋白质 B．碘液、苏丹Ⅲ染液和双缩脲试剂与相应的物质发生的颜色反应分别是蓝色、橘 黄色和紫色 C．在观察颜色时有可能用到光学显微镜 D．这三种试剂的使用均不需要水浴加热 解析：碘液用于检验淀粉的存在，其颜色反应为蓝色；苏丹Ⅲ染液用于检验油脂的存在，其颜色反应为橘黄色；双缩脲试剂用于检验蛋白质的存在，其颜色反应为紫色。分析图表可知，甲种子中主要含淀粉，乙种子中主要含油脂，丙种子中主要含蛋白质。在油脂的鉴定中需要用光学显微镜进行观察。 答案：A ▲(经典高考题)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，然后按下图加入等量的提取液和蒸馏水，45℃水浴保温5分钟，立即在3支试管中加入等量斐林试剂并煮沸2分钟，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，丙呈砖红色 D．甲呈浅砖红色，乙呈砖红色，丙呈蓝色 解析：20℃和30℃培养条件下相比较，30℃时淀粉酶的活性相对较高，淀粉酶催 化淀粉水解成麦芽糖的速率更快，相同条件下产生的麦芽糖更多。麦芽糖属于还 原糖，与斐林试剂反应生成砖红色沉淀，麦芽糖越多显色越明显。斐林试剂本身 为蓝色。 答案：D (2010&浦东新区一检)某校高中生物研究性学习小组的同学打算调查市场 上的奶粉质量。假如你是其中的一员，请回答： (1)奶粉中最主要的营养成分是________，奶粉中这种营养成分与NaOH、CuSO4溶 液反应呈________。目前检测技术中，单纯检测奶粉中________元素的含量是无 法确定这种营养成分是否达标。因为在奶粉中添加三聚氰胺可以在食品检测时提 高这一元素的测定值，达到以次充好的目的，危害消费者健康。 (2)奶粉有全脂奶粉和脱脂奶粉之分。假冒脱脂奶粉有两种：一是用全脂奶粉冒充 脱脂奶粉，二是用淀粉冒充。若用________对样品进行检测呈________色，表明 它是用淀粉冒充脱脂奶粉；若用________试剂对样品进行检测呈________色，表 明它是用全脂奶粉冒充脱脂奶粉。 解析：奶粉的主要成分是蛋白质，在碱性条件下与Cu2＋反应生成紫色络合物， 单纯检测氮元素含量无法确定蛋白质含量是否达标。(2)据淀粉与碘液反应呈蓝 色，可检测样品是否为淀粉冒充；据苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)与脂肪反应呈橘黄色(或 红色)，可检测样品是否为全脂奶粉冒充。 答案：(1)蛋白质　紫色　N (2)碘液　蓝　苏丹Ⅲ(或Ⅳ)　橘黄(或红) 非选择题保分策略&&找思路、抓要点、求规范 通过对元素与化合物、各类化合物之间的关系的考查，提升&阐明所学知识的要点和把握知识之间的内在联系&的能力。 在复习细胞中的化学物质和结构时，可抓住二者之间的联系：从化学物质出发，思考它能构成哪些结构；从结构出发，思考某一结构是由哪些化学物质组成的，这样形成物质和结构的知识网，提高学科的综合能力。 元素和化合物知识的综合考查 图1中的X、Y、Z是图2细胞中的三种化合物，请据图回答下列问题： (1)若X表示图2中的储能物质，则X是________。在饥饿状态下，图2中的Y参与调节X的含量，则Y表示________。7在结构上表现出与功能上适应的特点是___________________________________________________________________。 (2)若Y、Z是组成结构7的化合物，则Z表示________，鉴定Y常用________试剂。 (3)若Y、Z是组成结构1的化合物，则Z表示________________。(至少写两种) (4)如果X表示被小肠上皮细胞吸收的葡萄糖，在这种跨膜运输中，Y所起的作用是________________，参与的Z发生的化学反应式是_____________________。 高考题组专训 理解能力考查 1．(2010&上海生物，9)下列选项中，含有相同元素的一组化合物是 (　　) A．纤维素和尿素 B．脂肪酸和磷脂 C．三磷酸腺苷和核糖核酸 D．胆固醇和血红蛋白 解析：三磷酸腺苷和核糖核酸的组成元素均为C、H、O、N、P；纤维素含C、 H、O，不含N；脂肪酸含C、H、O，不含P；血红蛋白含Fe2＋而胆固醇不含 Fe2＋。 答案：C ▲(2009&上海生物，1)下列有机化合物中，只含有C、H、O三种元素的是(　　) A．氨基酸 B．核苷酸 C．脱氧核糖 D．磷脂 解析：脱氧核糖只含有C、H、O；氨基酸至少含C、H、O、N；磷脂含C、 H、O、N、P；核苷酸含有C、H、O、N、P。 答案：C ▲(2008&江苏生物，1)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 解析：A选项中胆固醇属于脂质，含C、H、O三种元素，而脂肪酶的化学本质是蛋 白质，至少含有C、H、O、N四种元素；B选项中三种物质均为糖类，含有C、 H、O三种元素；C选项中氨基酸至少含有C、H、O、N四种元素，而核苷酸含有 C、H、O、N、P五种元素；D选项中性激素属于脂质，含C、H、O三种元素，而 生长激素和胰岛素的化学本质是蛋白质，至少含有C、H、O、N四种元素。 答案：B 2．(2009&上海)棉、麻和真丝是很多纺织品的原料，它们都来自生物体，其组成 成分主要是 (　　) A．纤维素和脂肪 B．纤维素和蛋白质 C．淀粉和蛋白质 D．淀粉和脂肪 解析：本题考查生物制品的化学成分，棉、麻是植物产品，主要成分是纤维 素，真丝是动物产品，是蚕分泌的蛋白质。 答案：B ▲(2009&江苏)下列关于细胞内化合物的叙述，正确的是 (　　) A．ATP脱去2个磷酸基团后是RNA的基本组成单位之一 B．糖原代谢的最终产物是葡萄糖 C．蔗糖和乳糖水解的产物都是葡萄糖 D．脂肪和生长激素是生物体内的能源物质 解析：本题考查组成细胞的化合物，意在考查考生对不同化合物的辨别比较能 力。ATP脱去2个磷酸基团后是腺嘌呤核糖核苷酸，为RNA的基本组成单位之一。 糖原代谢的最终产物是二氧化碳和水。蔗糖水解的产物是果糖和葡萄糖，乳糖水 解的产物是半乳糖和葡萄糖。生长激素具有调节功能，不能作为能源物质。 答案：A 获取信息的能力的考查 3．(2010&全国新课标，4)水中氧含量随水温的升高而下降。生活在寒温带湖泊中的 某动物，其血液中的血红蛋白含量与其生活的水温有关。右图中能正确表示一 定温度范围内该动物血液中血红蛋白含量随水温变化趋势的曲线是 (　　) A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 解析：水中氧含量随水温升高而下降，而血液中血红蛋白的功能是运输氧气， 机体要维持正常生命活动的氧供应，在一定温度范围内该动物血液中血红蛋白 含量会随水温升高而增加；超过某一温度时，温度升高，血红蛋白不再增加。 所以甲、乙、丙、丁四条曲线，只有甲曲线符合题意。 答案：A 综合应用能力的考查 ▲(2006&上海春季，28)人体中水的含量约占65%，下列选项中能正确说明水对人 体重要性的是 (　　) ①水和糖类、脂肪、蛋白质一样，为人体提供能量 ②没有水，人体内大部分化学反应就根本不会发生 ③水的比热小，有利于维持体温 ④体内营养物质的运输离不开水 A．①② B．②③ C．②④ D．③④ 解析：水在人体内不能提供能量；细胞内的许多化学反应必须有水参加，没有水， 这些化学反应将不会发生；水的比热比较大，对体温在环境温度变化较大时仍保持 相对稳定有重要作用；水在生物体内的流动，可把营养物质运送到各个细胞，没有 水，营养物质的运输难以完成。 答案：C 4．(2008&广东)请回答以下有关细胞物质组成和功能的问题： (1)细胞中含有N元素的生物大分子是 (　　) A．核苷酸和糖原 B．胰岛素和核酸 C．氨基酸和胰高血糖素 D．血红蛋白和纤维素 (2)细胞中的糖类可以分为3类，其中可以被消化道直接吸收的是 ____________，完全由葡萄糖缩合而成的二糖是____________。 (3)构成细胞膜的脂质是________和________。 (4)癌细胞转移与细胞膜上________减少有关。 解析：本题考查考生对生物大分子的元素组成、种类以及功能等基础知识的理解 和掌握。(1)糖原和纤维素都属于糖类，不含N元素，排除A、D项；核苷酸和氨基 酸都是小分子而不是生物大分子，故又排除C项。胰岛素和核酸既都含有N元素， 又都是生物大分子。(2)细胞中的糖类分单糖、二糖和多糖，其中单糖是不能再水 解的糖，可以被直接吸收。二糖中的麦芽糖是由2分子葡萄糖缩合而成的。(3)细胞 膜的脂质中含量最多的是磷脂，另外胆固醇也是构成细胞膜的重要成分。(4)癌细 胞膜上的糖蛋白等物质减少，使得癌细胞彼此之间的黏着性显著降低，容易在体 内分散和转移。 答案：(1)B　(2)单糖　麦芽糖　(3)磷脂　胆固醇　(4)糖蛋白 实验与实验探究能力的考查 5．(2010&全国新课标，3)若要在普通显微镜下观察到质壁分离、RNA和脂肪，下 列四组材料中应选择的一组是 (　　) A．水稻胚乳和花生子叶 B．天竺葵叶和水稻胚乳 C．紫色洋葱和花生子叶 D．天竺葵叶和紫色洋葱 解析：观察质壁分离时细胞一定要是活的，且细胞的细胞液中有一定的色素， 便于观察液泡的颜色变化和大小变化，而水稻胚乳细胞是死细胞不能做质壁分 离的材料；天竺葵叶片绿色较深，会干扰观察质壁分离；水稻胚乳中主要含淀 粉，含脂肪少，不便于观察脂肪。 答案：C 模拟题组专训 组成细胞的化学元素 ▲(2010&凤阳模拟)下列叙述中，不正确的是 (　　) A．组成生物体的化学元素种类大体相同 B．不同种类的生物体内各种元素的含量相差很大 C．微量元素含量不多，缺少它们对生命活动影响不大 D．生物体内常见的化学元素在元素周期表中原子序数较低 解析：微量元素含量虽少，但对生命活动同样不可缺少。 答案：C 1．(2010&南通一模)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 解析：胰岛素的化学本质是蛋白质，基本组成元素为C、H、O、N，核糖核酸 (RNA)的组成元素是C、H、O、N、P，都含有氮元素，脱氧核糖、丙酮酸、 脂肪都只含有C、H、O三种元素。 答案：B ▲(2010&宜昌月考)在高等植物细胞中有两种大量元素，淀粉中不含有，但核酸中含 有。关于这两种元素的相关叙述错误的是 (　　) A．这两种元素是生物膜和染色体的重要元素 B．这两种元素是组成ATP分子不可缺少的 C．这两种元素是构成蛋白质不可缺少的 D．这两种大量元素也是动物生活所必需的 解析：淀粉中不含有而核酸中含有的这两种大量元素是N和P，有的蛋白质中不含P。 答案：C 2．(分析推断题)一种植物和一种哺乳动物体内细胞的某些化学元素含量(占细胞干 重的百分比)如下表数据，下列有关叙述正确的是 (　　) 元素 C H O N P Ca S 植物(%) 43.57 6.24 44.43 1.46 0.20 0.23 0.17 动物(%) 55.99 7.46 14.62 9.33 3.11 4.67 0.78 A.碳元素的含量说明有机物是干物质的主要成分 B.这两种生物体内所含的化学元素的种类差异很大 C.N、S含量说明动物组织含蛋白质较多，若该动物血钙过高则会发生肌肉抽搐 D.经测定该植物某有机物含C、H、O、N、S，此化合物可能携带氨基酸进入核 糖体 解析：A正确，比较表中数据可知，C的含量很高，C是组成有机物的必需元 素，碳链是构成大分子有机物的基本骨架，说明有机物是干物质的主要成分； B错误，这两种生物体内所含的化学元素的种类基本相同，但含量相差很大；C 错误，N、S是组成蛋白质的元素，动物细胞中N、S含量比植物高，说明动物组 织含蛋白质较多，当动物血钙过低时才会发生肌肉抽搐；D错误，含有C、H、 O、N、S五种元素的化合物最可能是蛋白质，而携带氨基酸进入核糖体的是 tRNA。 答案：A 糖类、脂质的考查 ▲ 近年来，对药用植物多糖类成分的研究证明，多糖对肿瘤、肝炎、心血管疾 病、糖代谢、抗衰老等方面均具有一些独特的作用，同时可提高机体免疫功 能，并具有显著的抗衰老作用。下列对多糖的叙述正确的是 (　　) A．该类多糖普遍存在于动植物细胞中 B．都是动植物细胞中的重要贮能物质 C．人体过剩的葡萄糖可合成为淀粉储存于肌肉细胞内 D．向淀粉彻底水解后的溶液中滴加本尼迪特试剂并水浴加热最终可观察到砖 红色沉淀 解析：本题利用对药用植物中多糖的研究成果，考查糖类的有关知识。解答此题需要明确：多糖的种类、分布、功能及水解产物。多糖包括淀粉、纤维素和糖元，淀粉和纤维素存在于植物细胞内，糖元存在于动物细胞内；多糖的主要功能是：淀粉和糖元分别是植物和动物的重要贮能物质，纤维素是植物细胞壁的主要组成成分；人体内多余的葡萄糖合成为糖元储存在肝细胞和肌细胞中也可以转化为油脂储存，不但不能合成淀粉；淀粉彻底水解后形成葡萄糖，葡萄糖是还原糖，遇本尼迪特试剂并水浴加热最终出现砖红色沉淀。 答案：D 3．(2010&福州八中质检)根据表中分析同质量的油脂和糖类在氧化分解时的差异， 以下说法错误的是 (　　) 物质 各元素比例 氧化分解时 C O 耗氧量 释放能量 产生的水 油脂 75% 13% 较多 较多 X 糖类 44% 50% 较少 较少 Y A.相同质量条件下，油脂比糖类在氧化分解时耗氧量多 B．油脂中的H的比例是12% C．相同质量的油脂和糖类氧化分解时产生的水量X＜Y D．油脂中H的比例较高，所以释放的能量较多 解析：糖类和油脂都是由C、H、O三种元素组成的，根据表中数据可知，油脂中的H的比例是1－75%－13%＝12%，糖类中H的比例是1－44%－50%＝6%。且油脂中C/O比值大，故相同质量条件下，油脂氧化分解耗氧量多，产生的水多，即X&Y。 答案：C 构成细胞化合物的综合考查 4．(原创题)日甘肃舟曲发生特大滑坡泥石流灾害后，党中央、国务院 在第一时间把许多急需的药品和食品运送到舟曲灾区。人体所需要的营养物质 主要是水、无机盐、维生素、糖类、脂质和蛋白质。这些营养物质在人体细胞 中有着重要的作用。 (1)自由水的生理作用：_________________________________________。 (2)人每天都要补充一定数量的蛋白质，尤其是救出的婴幼儿，如果蛋白质摄入 不足会导致抵抗力下降，原因是_______________________________________ ____________________________________________________________________。 (3)市场上出售的少数劣质奶粉中掺有植物淀粉，请问如何鉴定奶粉是否含淀粉？________________________________________________________________________ (4)被运送的牛奶、奶粉中含量较多的二糖是________。 (5)被运送的牛奶、奶粉中都添加钙、铁等元素。其中碳酸钙是人体骨骼和牙齿中的重要组成部分，铁是血红蛋白的主要成分，这说明无机盐的生理作用是________________；被运送的大量药品之一是0.9%的生理盐水，它对维持细胞内外渗透压非常重要，这说明无机盐的生理作用是________________________。 (6)俗话说，&一方水土养一方人&，饮水是提供人体必需的矿物质和微量元素的重要途径之一。在天然无污染的泉水中，含有Cu、K、Ca、Zn、P、Mg、Na、Fe等人体必需元素，其中属于大量元素的是________，在神经兴奋的传导中起重要作用的元素是________。 (7)有些减肥药的主要成分是利尿剂，服用后使人体失去较多的水分和无机盐，因而在服药期间会出现口渴、尿多、疲劳等症状，服用过量甚至会危及生命。水对人体生命活动的作用有________和________等。 解析：(1)生物体内的水包括自由水和结合水，自由水的生理作用有：是细胞内的良好溶剂，参与多种生物化学反应，运送营养物质和代谢废物。(2)人体的免疫能力依靠体内的抗体消灭病原体，而抗体的本质是蛋白质。因此蛋白质摄入不足会导致抗体的合成受阻，进而导致抵抗力下降。(3)鉴定淀粉所用的试剂是碘液，碘液遇淀粉变蓝，如果奶粉中含有淀粉，则会变蓝色。(4)动物细胞中特有的二糖是乳糖。(5)由&碳酸钙是人体骨骼和牙齿中的重要组成部分，铁是血红蛋白的主要成分&的信息可知，无机盐是细胞内某些化合物的重要组成成分。由&对维持细胞内外渗透压非常重要&的信息可知，无机盐可以维持生物体的生命活动。(6)在Cu、K、Ca、Zn、P、Mg、Na、Fe中，K、Ca、P、Mg、Na属于大量元素，K＋维持静息电位，Na＋维持动作电位。(7)细胞中的水有自由水和结合水。结合水是细胞结构的重要组成成分，自由水维持细胞内液渗透压、是细胞内的良好溶剂、运输物质参与生物化学反应等。 答案：(1)①是细胞内的良好溶剂；②参与多种生物化学反应；③运送营养物质和代谢废物　(2)蛋白质摄入量不足，会影响抗体的合成　(3)滴加碘液，观察其是否变蓝，若变蓝，则说明其含有淀粉　(4)乳糖　(5)构成细胞内某些复杂化合物　维持生物体的生命活动　(6)K、Ca、P、Mg、Na　K、Na　(7)维持细胞内液渗透压　是细胞内的良好溶剂　运输物质参与生物化学反应(答出两点即可) ▲(2010&福建泉州一模)水是一切生命赖以生存的基础，是社会经济发展不可缺少 和不可替代的重要自然资源和环境要素。请分析回答： (1)水是一切生命赖以生存的重要自然资源。细胞中的水有两种存在形式，其中 ________是细胞结构的重要组成成分。2008年初的严寒天气给南方许多地区的农 作物带来了灾害，作物细胞内________的比例下降，导致作物代谢活动减弱，甚 至停止。 (2)有人将海水稀释直接用于无土栽培，其现实意义是____________________。如 用这种稀释的海水栽培蔬菜，应考虑的主要问题是________________________。 答案：(1)结合水　自由水　(2)节约淡水资源(或利用海水资源等)　稀释后所含离 子的种类及其浓度是否适宜蔬菜生长 基本技能 二、实验流程图示 先根据选材预测实验结果，然后再实验验证，因此本实验属验证性实验。 1．还原糖的检测和观察 结论：还原糖与本尼迪特试剂在加热的过程中生成砖红色沉淀，说明组织样液中有还原糖。 2．油脂的检测和观察 技能提升 实验注意问题 1．实验材料的选择 (1)还原糖的鉴定实验中，最理想的实验材料是含糖量较高的生物组织(或器 官)，而且组织的颜色较浅，易于观察。可选用苹果、梨、白色甘蓝叶、白萝卜 等，但不能选用甜菜、甘蔗，因为它们所含的蔗糖是一种非还原糖；马铃薯因 含淀粉较多也不能做实验材料；不能选西瓜、血液(含葡萄糖)、含还原糖的绿 色叶片等做实验材料，以避免颜色的干扰。 (2)油脂的鉴定实验中，实验材料最好选富含油脂的花生种子。 (3)蛋白质的鉴定实验中，最好选用富含蛋白质的生物组织，植物材料常用的是 大豆，动物材料常用的是鸡蛋的蛋清。 第2讲　细胞中的原子和分子 Step 1 基础导学 组成生物体的元素 看一看：克山病与缺少哪种必需元素明显有关？ 名师点拨 在上述实验中，只有还原糖的鉴定需要加热，脂肪的检测一般需借助显微镜观察。 答案：缺少硒。 想一想：斐林试剂与双缩脲试剂在使用上有何主要不同？ 小贴士 答案：①使用方法不同：斐林试剂的甲液和乙液要混合均匀后方可使用，而且是现用现配；而双缩脲试剂在使用时，先加A液后加B液。②处理方式不同：斐林试剂加入组织样液后需水浴加热方可反应，而双缩脲试剂加入组织样液后不需加热即可反应。 名师点拨 脂肪与糖类的元素组成相同，都只含C、H、O三种元素，但脂肪中氧的含量低于糖类，氢的含量高于糖类。 议一议：各种糖都是人体生命活动的能源物质吗？ 答案：不是。例如脱氧核糖是构成DNA的成分，核糖是构成RNA的成分。 小贴士 比一比：为什么同质量的油脂和糖类相比，油脂氧化分解时释放的能量较多？ 答案：油脂中氧的含量是远远少于糖类，则氢的含量多于糖类，因此等质量的油脂和糖类氧化，油脂氧化分解时产生的水多，释放的能量较多。 议一议：怎样理解没有水就没有生命？ 想一想：生物界的两大色素含哪些无机盐，它们的功能是什么？ 答案：生物体的新陈代谢必须在水中才能进行。 答案：动物界的血红蛋白，含Fe2＋，运输氧气和一部分CO2；植物界的叶绿素，含Mg2＋，吸收、传递和转换光能。 小贴士 Step 2 核心突破 组成细胞的化学元素 1．种类与含量 (1)上述元素分类是指生物的整体概况，具体到某种生物时元素的归属可能不同。 (2)大量元素和微量元素都是组成生物体的必需元素。 (3)占细胞干重最多的元素是C，占细胞鲜重最多的元素是O；无论干重还是鲜重，C、H、O、N四种元素的含量最多。 2．主要作用 (1)维持机体的生命活动。如K＋可保持心肌正常的兴奋性；Ca2＋可调节肌肉收 缩和血液凝固，血钙过高会造成肌无力，血钙过低会引起抽搐；B可促进植物花 粉的萌发和花粉管的伸长，植物缺B会造成&花而不实&。 (2)组成化合物 化合物 元素组成 糖类和脂肪 C、H、O 蛋白质 C、H、O、N等 核酸和ATP C、H、O、N、P 3.统一性与差异性 (1)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)生物体的元素是生物根据自身生命活动的需要，有选择地从无机环境中吸收 的，这体现了生物界与非生物界的统一性。 (2010&聊城模拟) 组成生物的化学元素在生物体中起重要作用，下列关于 几种元素与光合作用关系的叙述中，正确的是 (　　) A．C是组成糖类的基本元素，在光合作用中C元素从CO2先后经C3、C5形成(CH2O) B．N是叶绿素的组成元素之一，没有N植物就不能进行光合作用 C．O是构成有机物的基本元素之一，光合作用制造的有机物中的氧来自于水 D．P是构成ATP的必需元素，光合作用中光反应和暗反应过程中均有ATP的合成 解析：光合作用中C元素的转移途径为：CO2―&C3―&(CH2O)，而由N组成的叶绿 素是植物进行光合作用的必需条件；光合作用中H2O中的氧全部形成氧气，有机物 中的氧则来自CO2；且光合作用光反应产生ATP，暗反应消耗ATP。 答案：B 组成细胞的化合物及糖类和脂质 1．组成细胞的化合物 ▲ 细胞内含量最多的化合物 水 细胞内含量最多的无机化合物 占细胞鲜重含量最多的化合物 占细胞鲜重50%以上的化合物 精瘦肉细胞中含量最多的化合物 沙漠植物细胞中含量最多的化合物 成熟甜西瓜细胞中含量最多的化合物 细胞内含量仅次于水的化合物 蛋白质 细胞内含量最多的有机化合物 占细胞干重最多的化合物 占细胞干重50%以上的化合物 ▲知识拓展：(1)从化合物的元素组成上分析代谢产物 糖类、脂质和蛋白质的组成元素中都有C、H、O，可推知其代谢产物中都有 CO2和H2O；蛋白质中还含N，故其代谢产物中含有尿素。 (2)从化合物的元素含量上分析氧化分解释放能量的多少，脂肪的含氢量多于糖 类，因此等质量的脂肪彻底氧化分解时所消耗的O2比糖类多，释放的能量也多 于糖类。 2.糖类和脂质的比较 　　 名称 项目　　 糖　类 脂　质 化学组成和种类 区 别 合成部位 叶绿体、内质网、高尔基体、肝脏和肌肉 主要是内质网 与能量关系 主要的能源物质。动物细胞中糖元、植物细胞中的淀粉是重要的贮能物质 油脂是主要的贮能物质 区 别 与细胞膜关系 糖被的重要组成成分 磷脂双分子层是细胞膜的基本骨架，胆固醇是动物细胞膜的组成成分 生理作用 ①主要的能源物质 ②构成细胞结构，如糖被、细胞壁 ③核酸的组成成分 ①生物体的贮能物质 ②生物膜的重要组成成分 ③调节新陈代谢和生殖 联　系 (1)单糖中的葡萄糖、果糖及二糖中的麦芽糖是还原糖，可用本尼迪特试剂鉴定，多糖不具还原性。 (2)多糖中的纤维素是构成植物细胞壁的主要成分，而原核细胞的细胞壁不含纤维素，是由肽聚糖构成的。因此能否被纤维素酶除去细胞壁，是区分植物细胞和原核细胞的依据之一。 (3)并非所有的糖都是能源物质，如核糖、脱氧核糖、 纤维素等不参与氧化分解供给能量。 (4)糖类和油脂均由C、H、O三种元素组成，氧化分解产生CO2、H2O，同时释放能量。但油脂中氢的含量远远高于糖类，所以同质量的油脂储存的能量是糖类的2倍多。 应用指南：①解答能源物质方面的问题时应注意是贮能物质还是直接能源物质。 ②解答脂质方面问题时，注意区分油脂与脂质、固醇与胆固醇等。 下列动植物糖类、脂质的分类与比较正确的是 (　　) 解析：B项中蔗糖不属于还原糖，葡萄糖、果糖不属于二糖。C项中油脂不能包含胆固醇，胆固醇不包含性激素。D项中胆固醇属于小分子物质。 答案：A 细胞中的无机物 1．细胞内水的存在形式及比较 形式 自由水 结合水 定义 细胞中绝大部分的水以游离的形式存在，可以自由流动 与细胞内的其他物质相结合的水 含量 约占细胞内全部水分的95.5% 约占细胞内全部水分的4.5% 特点 流动性强、易蒸发、加压可分离，可参与物质代谢 不流动、不蒸发、不能分离，与其他物质结合 功能 ①细胞内良好的溶剂 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 自由水和结合水在一定条件下可相互转化 2.水的含量特点及与代谢程度和抗逆性的关系 (1)含量特点 ①细胞和生物体中含量最多的物质(如精肉中的水，沙漠植物中的水)。 ②含水量：水生&陆生、幼年&成年&老年、代谢旺盛&代谢缓慢、幼嫩细胞&衰老 细胞。 (2)与代谢强度的关系 ①一般情况下，代谢活跃时，生物体含水量在70%以上。含水量降低，生命活动 不活跃或进入休眠。 ②当自由水比例增加时，生物体代谢活跃，生长迅速。如干种子内所含的主要是 结合水，干种子只有吸足水分&&获得大量自由水，才能进行旺盛的生命活动。 (3)与抗逆性的关系 当自由水向结合水转化较多时，代谢强度就会下降，抗寒、抗热、抗旱的性能提 高。旱生植物比水生植物具有较强抗旱能力，其生理原因之一就是结合水含量较 高。 a．若生长正常&rA则X不是必需无机盐 b．若出现病症&rA则X是必需无机盐 在实验组中还可设置二次对照，即在出现病症后，再加入含X的培养液，植物恢复正常生长，以形成前后对照。 2010年春季，我国南方发生了大面积旱灾，人畜饮水困难十分突出。结合 所学知识分析，生物体没有水就不能生活的根本原因是 (　　) A．大部分水在细胞里可以自由流动 B．水在细胞中以自由水和结合水两种形式存在 C．细胞内的化学反应是在水中进行的 D．水在不同生物细胞中含量各不相同 解析：新陈代谢是生物的最基本特征，新陈代谢过程中的许多生化反应需在水环 境中进行，离开了水，生物的新陈代谢将无法进行。 答案：C 个性知识归纳 1．分子的形成(浙江科技版) 原子通过一定的化学键结合形成分子。 (1)离子键：是指阴、阳离子通过静电作用所形成的化学键。 离子键构成离子化合物，如NaCl。 (2)共价键：是指原子间通过共用电子对所形成的化学键。 共价键可以形成单质也可以形成化合物，如O2和CO2。 (3)氢键：当氢原子与氧原子或氮原子以共价键结合时，氢原子呈部分正电性。这 种氢原子往往与其他带有部分负电性的氧原子或氮原子间相互吸引而形成氢键。 氢键可形成于不同分子之间，也可形成于同一分子(大分子)之内。 2．同位素示踪(浙江科技版) 同位素是指质量不同而化学性质相同的原子。&普通&的碳原子是指12C，但 碳元素中还有13C、14C等碳原子。生物体虽然对这些碳原子&一视同仁&， 但是不同的碳原子各有不同的特性，所以可以用不同的方法进行检测。放射 性同位素能够发生衰变而产生放射性，因此易于检测。14C就是碳元素中的 一种放射性同位素。例如，研究光合作用时就可以利用14C标记的二氧化碳 (14CO2)进行实验，以追踪碳元素在植物体内的运行和变化，所以14C又叫示 踪原子，这种研究技术就叫做同位素示踪。 示踪原子不仅用于科学研究，还用于疾病的诊断和治疗。例如，射线能破坏 甲状腺细胞，使甲状腺肿大得到缓解。因此，碘的放射性同位素就可用于治 疗甲状腺肿大 思考感悟提示 1．氢键有何特点和生物学意义？ 【提示】 氢键易于形成，易于断裂，在决定大分子的三维结构上起着重要作 用，是生命系统中十分重要的化学键。 2．水分子之间形成的氢键有何意义？ 【提示】 ①使水体表面的张力增强，使一些动物能依靠水面张力在水面上运动。 ②通过氢键结合的水分子几乎使所有带电荷或具有极性基团的分子能溶解在水中。 3．我们所学高中生物学中，哪些知识用到过同位素示踪技术？ 【提示】 利用同位素标记法可以示踪： ①光合作用和细胞呼吸中碳、氧原子的去向； ②示踪分泌蛋白的合成、运输和分泌途径； ③在噬菌体侵染细菌实验中，证明DNA是遗传物质； ④证明DNA分子的半保留复制方式； ⑤基因诊断和DNA分子杂交。 选择题抢分技巧&&读、审、抓 组成细胞的元素和化合物的综合考查 在历年高考试题中都会出现辨别细胞内某些化合物元素组成方面的题目，而且该类试题常常与一些具体的生理过程相联系以增加试题的综合性，因此在复习过程中可采用列表法，构建模型来准确辨别一些具体物质的元素组成。 如图1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，因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 本题考查元素和化合物的种类及含量。 有关脂质的考查 有的同学经常把脂肪和脂质混淆，脂肪只是脂质中的一类物质，脂质除包括脂肪以外，还包括磷脂和固醇。脂肪元素组成只有C、H、O三种，脂质的元素组成除C、H、O外，有的还有N、P。磷脂是构成生物膜的主要成分，是脂质的一种。固醇包括胆固醇、性激素和维生素D，能调节机体的代谢。 (高考改编题)脂质具有的生物学功能是 (　　) ①构成生物膜　②调节生理代谢　③储存能量　④携带遗传信息 A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④ 解析：生物膜中含有磷脂双分子层；某些脂质(如性激素)能调节代谢；脂肪能 储存大量能量。①②③都是脂质具有的生物学功能，而携带遗传信息的是核酸。 答案：A 有关脂质的考查 油脂与脂质、脂质与磷脂关系辨析不清 有的同学经常把油脂和脂质
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