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人教版教学课件2011届生物高考一轮复习课件:必修1 第2章 第1节 细胞中的元素和化合物ppt


第2章

组成细胞的分子

考纲内容及能力要求 1.蛋白质、核酸的结构和功 能(简述) Ⅱ 2.糖类、脂类的种类和作用 Ⅱ 3.水和无机盐的作用 Ⅰ 4.观察DNA和RNA在细胞中 的分布 Ⅰ 5.检测生物组织中还原糖、 脂肪和蛋白质 Ⅱ

考向定位 1.生物体的基本特征及相 互关系? 2.生命系统的各个层次的 相互关

系? 3.使用高倍显微镜观察比 较不同细胞的异同点? 4.实验设计遵循原理的应 用及如何安排最佳实验步骤

第1节 细胞中的元素和化合物

基础梳理

组成细胞的元素

基础梳理
C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg 1.种类:大量元素________________________等;

微 量 元 素 __________________ 等 ; 最 基 本 元 素 ___ C Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo
______。 2.作用:

(1)组成化合物如蛋白质、核酸等进而构成细胞;
(2)影响生物体的生命活动,如B能促进花粉萌发和花 粉管的伸长。 统一 3.研究意义:生物界和非生物界具有_________性和 差异 _______性。

探究思考: 1.为什么碳是最基本的元素? 答案:碳原子本身的化学性质使它能够通过化学键连 接成链或环,从而形成各种生物大分子,使地球上的生命 建立在碳元素的基础上。 2.组成人体细胞的主要元素中占细胞干重和鲜重的比 例如何排序?主要原因是什么? 答案:鲜重条件下:O(65%)>C(18%)>H(10%)>N (3%)>P(1.4%)>S(0.3%)。 干 重 条 件 下 : C(48.4% ) >O(23.7% ) >N(12.9% ) >

H(6.6%)>Ca(3.5%)>S、P等。

在鲜重下O元素最多的原因是H2O在细胞中含量最多。 3.我们所学的高中生物学中,哪些知识用到同位素 示踪技术? 答案: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。

归纳整合
组成细胞中的化学元素
1.细胞中常见的化学元素归纳如下

(1)最基本元素是指生命的核心元素;主要元素是指 含量占生物体总量的97%以上的元素;大量元素是指含量

占生物体总量的万分之一以上的元素;微量元素是指含量
占生物体总量的万分之一以下的元素。 (2)无论是大量元素还是微量元素,都是生物体必需

的元素,对于维持生物体的生命活动起着非常重要的作用,
如P是组成ATP、膜结构等的重要成分;Ca是组成骨骼、 牙齿的成分;Mg是叶绿素的成分;Fe是血红蛋白的成分。 (3)无论干重还是鲜重,C、H、O、N都是含量最多的 四种元素。

2.分析生物界与非生物界的统一性和差异性
(1)统一性是从化学元素的种类来分析的:组成生物体 的化学元素在无机环境中都可以找到,没有一种是生物体 所特有的,这说明了生物界和非生物界具有统一性,这也 为生命起源于非生命物质的化学进化学说奠定了理论基础。 (2)差异性是从组成生物体的各种化学元素的含量来分 析的:尽管组成生物体的化学元素在无机环境中都可以找 到,但与无机环境中的相应元素的含量又有一定的差别, 这说明生物界和非生物界又具有差异性,即生命物质的特 殊性。这种差异性是由于生物体有选择地从无机自然界吸 收各种物质组成自身结构所造成的。

(3)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 内的不同元素的含量也不相同,这是细胞统一性和差异性 的体现。 3.常见元素及其作用 N是蛋白质的组成成分,参与细胞和生物体的结构。 绝大多数酶是蛋白质,某些激素也是蛋白质,这些物质对 生命活动具有调节作用,所以N也参与了生命活动的调节。 P是核酸的组成成分,也是磷脂的组成成分,参与构 成了细胞和生物体的结构。ATP中含磷酸,所以磷酸也参 与了动物体内的能量代谢过程。

Na在动物体内是一种必需元素,主要以离子状态存在, 在神经冲动的发生和传导过程中起重要作用,但在植物体 内不是必需元素。 Ca在动物体内对生命活动具有调节作用,如哺乳动物 血液中的Ca2+?浓度过低,动物就会出现抽搐;血液中的 Ca2+具有促进血液凝固的作用,如果用柠檬酸钠或草酸钠 除掉血液中的Ca2+,血液就不会发生凝固。人体长期缺钙, 幼儿会得佝偻病,成年人会得骨质疏松症。

Fe2+ 在哺乳动物体内是血红蛋白的一种成分,没有
Fe2+就不能合成血红蛋白。 Mg2+参与叶绿素的形成。

I是合成甲状腺激素的原料等。?

跟踪训练
1.(2008年全国Ⅱ卷)为了测定某种矿质元素是否 是植物的必需元素,应采用的方法是( )

A.检测正常叶片中该矿质元素的含量
B.分析根系对该矿质元素的吸收过程 C.分析环境条件对该矿质元素吸收的影响

D.观察含全部营养的培养液中去掉该矿质元素后植
株生长发育状况

解析:在植物体内积累的元素不一定是必需矿质元素,

尤其是随环境污染的加剧,一些重金属元素会在植物体内
出现,如日本的辐米事件。必需元素指的是对植物的生长、 发育等不可缺少的元素。当缺乏某元素时会出现缺乏症,

适当补充该元素时其缺乏症消失。要判断某种元素是否是
必需的矿质元素,要采取实验的方式进行验证,即采用实 验组和对照组来进行对比,二者保持一个变量不同,其余 条件相同。 答案:D

2.(2008年全国Ⅰ卷)下图中A、B曲线分别表示在适 宜的条件下,一定时间内某一必需矿质元素从大麦幼根不 同部位向茎叶的输出量和在大麦幼根相应部位积累量的变

化。请回答:

(1)只依据B曲线____________(能、不能)确定 幼根20~60 mm?部位对该矿质元素的吸收量,理由是 _______________________。

(2)一般情况下,土壤中该矿质元素的浓度比根细
胞中的浓度______________,所以,幼根表皮细胞通过 _____________方式吸收土壤中的矿质元素。缺氧条件下,

根 对 该 矿 质 元 素 的 吸 收 量 __________ , 原 因 是
___________________________。 (3)若大麦吸收矿质元素不足,老叶首先表现缺乏

该矿质元素的症状,说明该矿质元素_________(能、不
能)被植物体再度利用。在不同的生长发育时期,大麦对 该矿质元素的需要量______(相同、不相同)。

(4)该大麦根大量吸收该矿质元素的部位与大量吸收 其他矿质元素的部位_________(相同、不相同),该部

位称为____________。
解析:本题综合考查有关植物代谢的知识。B曲线为 积累量,积累量=吸收量-输出量。若只看B曲线而不看A曲 线(代表输出量),不能确定输出量,因而吸收量也不能 确定。成熟细胞吸收矿质元素的方式是主动运输,消耗呼 吸作用生成的ATP,故缺氧时能量供应不足从而影响主动 运输。当缺乏能被再度利用的元素时,代谢旺盛的幼叶可 以从衰老的老叶中夺取,故幼叶正常而老叶出现缺乏症。

答案:(1)不能 该部位对该矿质元素的吸收量等于输出 量与积累量之和,只考虑B曲线只能得到积累量的数据,

积累量不等于吸收量 (2)低 主动运输 减少 主动运
输需要能量,缺氧时根细胞呼吸作用弱,产生能量少 (3) 能 不相同 (4)相同 成熟区?

组成细胞的化合物

基础梳理
水 _______:85%~90%,在细胞中含量最多? 无机物 化 合 物 _______:1%~1.5% 无机盐

_______:7%~10%,在细胞中含量只比水少? 蛋白质 脂质 有机物 _______:1%~2%? 糖类 核酸 _______、_______:1%~1.5%

归纳整合
一、细胞中的化合物
1.组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在

2.细胞中的化合物的种类与含量 细胞内含量最多的化合物 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 细胞内含量仅次于水的化合物 细胞内含量最多的有机化合物 蛋白质 水

占细胞干重含量最多的化合物 占细胞干重50%以上的化合物

二、常用染色剂及其作用
待测 物 还原 糖 斐林 试剂 砖红 色沉 淀 淀粉 脂肪 蛋白质 双缩脲 试剂 DNA 甲基 绿 RNA 吡罗 红 线粒 体 健那 绿 蓝绿 色

染 色 体
健 那 绿 蓝 绿 色

CO2 溴麝 香草 酚蓝 灰绿 色

乙醇 重铬 酸钾 蓝变 绿再 变黄

试剂

碘液

苏 丹 Ⅲ 橘 黄 色

苏 丹 Ⅳ 红 色

颜色 是否 用显 微镜 观察 是否 需现 配

蓝色

紫色

绿色

红色









































跟踪训练
1.(2008年江苏卷)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:考查化合物的元素组成。A选项中胆固醇属于 脂类,主要含C、H、O三种元素,而脂肪酶本质属于蛋白 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三种相同的元素;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类,主要含C、
H、O三种元素,而胰岛素本质属于蛋白质,至少含有C、 H、O、N四种元素,因此选B。

答案:B

2.(2008年广东卷)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:本题考查了生物学基础知识,涉及细胞的组成
元素和化合物等。含N元素的分子有核苷酸、胰岛素、核酸、 氨基酸、胰高血糖素和血红蛋白。其中含N的大分子有胰岛

素、核酸、胰高血糖素和血红蛋白。能被消化道直接吸收
的糖是单糖。 答案:(1)B (2)单糖 麦芽糖 (3)磷脂 胆固醇

(4)糖蛋白?

热点聚焦

化合物鉴定实验的应用
(2009年江苏卷,改编)下列有关实验及显 色结果的叙述,正确的有( 砖红色沉淀 B.沸水浴条件下,脱氧核苷酸与二苯胺发生作用呈 现蓝色 C.常温条件下,蛋白质与双缩脲试剂发生作用呈现 紫色 D.常温条件下,核糖核酸与甲基绿作用呈现绿色 ) A.水浴加热条件下,蔗糖与斐林试剂发生作用生成

解析:本题考查了大纲要求基本实验的现象。A选项, 能与斐林试剂水浴加热发生作用生成砖红色沉淀的糖是还

原糖,如果糖、麦芽糖、葡萄糖,蔗糖不是还原糖;B选
项,沸水浴条件下,DNA与二苯胺发生作用呈现蓝色;D 选项,常温条件下,DNA(脱氧核糖核酸)与甲基绿作用 呈现绿色。 答案:C 名师点睛: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 新的情况,考查物质鉴定实验的操作、设计思路等,是常 见的命题形式。?

热点训练
(2009年广东卷)对下表中所列待测物质的检测,
所选用的试剂及预期结果都正确的是( 待测物质 ① DNA 检测试剂 甲基绿 )?

预期显色结果 红色


③ ④

脂肪
淀粉 蛋白质

苏丹Ⅲ
斐林试剂 双缩脲试剂

橘黄色
蓝色 紫色

A.①③ C.①④

B.②③ D.②④

解析:DNA遇甲基绿呈现绿色,斐林试剂是鉴定还原 糖的,淀粉不属于还原糖,而且斐林试剂遇还原糖水浴加 热后呈现砖红色沉淀。 答案:D?

走进实验室

实验课题:生物组织中可溶性还原糖、脂肪、? 蛋白质的鉴定?

基础再现

三、实验材料的选择 1.可溶性还原糖的鉴定实验中,最理想的实验材料是还 原糖含量较高的生物组织(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。 2.脂肪的鉴定实验中,实验材料最好选富含脂肪的生物 组织,若利用显微镜观察,则最好选择花生种子。如果是新

鲜花生种子,可不必浸泡,浸泡效果反而不好,如果是干种
子,需浸泡3~4 h才适宜切片(浸泡时间短,不容易切片; 浸泡时间过长,组织太软,切下的薄片不易成形)。

3.蛋白质的鉴定实验,最好选用富含蛋白质的生物组织。
植物材料常用大豆,且浸泡1~2 d,适于研磨,动物材料常 用鸡卵清蛋白。?

过程设计
1.选材→制备组织样液→显色反应。 2.脂肪的检测还可利用显微镜观察法,实验流程为: 取材→切片→制片→观察。?

昴错归纳
1.还原糖:分子中含有醛基的糖,如葡萄糖、果糖、
麦芽糖。但是蔗糖不是还原糖。 2.在鉴定可溶性还原糖的实验中,加热试管中的溶 液时,应该用试管夹夹住试管上部,放入盛50~65 ℃温水 的大烧杯中加热。注意试管底部不要接触烧杯底部;斐林 试剂不稳定,易变性,应现用现配。 3.还原糖、蛋白质的鉴定实验中,在加相应试剂鉴 定之前,要留出一部分组织样液,以便与鉴定后的样液颜 色作对比,增强实验的说服力。

4.在蛋白质的鉴定实验中,如果用蛋清稀释液作为 实验材料,一定要稀释到一定程度,否则,与双缩脲试剂 发生反应后会粘在试管的内壁上,使反应不彻底,试管也 不易洗刷干净。 5.斐林试剂与双缩脲试剂比较

(1)浓度不同。斐林试剂中CuSO4 溶液浓度为0.05
g/mL,双缩脲试剂中CuSO4溶液浓度为0.01 g/mL。 (2)原理不同。斐林试剂的实质是新配制的Cu(OH)2溶

液;双缩脲试剂实质是碱性环境中的Cu2O。斐林试剂是
先将NaOH溶液与CuSO4溶液混合后再使用;双缩脲试剂 是先加入NaOH溶液,再滴加CuSO4溶液。?

精题演习
1.请你根据下列材料设计一个证明唾液淀粉酶是蛋白
质的实验。 材料用具:质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液、质量 浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液、鸡蛋蛋清、人口腔唾液、 水、小烧杯、玻璃棒、试管、滴管和滴瓶、镊子、脱脂棉。 实 验 原 理 : ________________________________ ___________________________________。

方法步骤: 第一步:制备蛋清液:取生鸡蛋一个,打破蛋壳(不

要破坏蛋黄)。取少许蛋清注入小烧杯中,加入30 mL清水,
用玻璃棒调匀,备用。 第二步:取唾液:用清水将口漱净,口含一块脱脂棉,

片刻后用镊子取出脱脂棉,将其中的唾液挤到小烧杯中,
备用。 第 三 步 : ——————————————————— ————————————————————————— ————。 预期结果:振荡均匀后,静置一会儿,可看到两支试 管中都呈现出红紫色。

实验结论_________________________________。 答案:实验原理:鸡蛋的蛋清主要成分是蛋白质,在 碱性溶液中,蛋白质与CuSO?4反应能产生红紫色物质,

即蛋白质的双缩脲反应。如果通过实验证明,酶能发生双
缩脲反应,即可证明酶的化学本质是蛋白质 方法步骤:第三步:对比实验:取两支试管,编上号。

在1号试管中注入2 mL蛋清液,2号试管中注入2 mL唾液,
然后向2支试管中各加入2~3滴0.1 g/mL的NaOH溶液,振 荡。再向2支试管中分别加入2~3滴0.01 g/mL的CuSO?4

溶液,振荡
实验推论:该实验证明唾液中存在着与蛋清中同样的 成分,即蛋白质。而唾液中除水外主要成分是酶

课时作业

1.(2009年惠州三模)下列对有关实验的描述中,不

正确的是(
紫色

)?

A.将双缩脲试剂加入到过氧化氢酶的溶液中,溶液呈

B.将斐林试剂加入到蔗糖溶液中,加热后出现砖红色
沉淀 C.细胞中的DNA可以被甲基绿染成绿色,从而可以

观察到其在细胞中的分布 ?
D.细胞中的染色体经龙胆紫溶液染色后,可观察到 其在有丝分裂各时期中的形态特点 ? 解析:蔗糖属于非还原糖,故斐林试剂加入到蔗糖溶液 中,加热后不会出现砖红色沉淀。?答案:B ?

7.(2009年茂名一模)一种植物和一种哺乳动物体内
细胞的某些化学元素含量(占细胞干重的质量分数%)如下 表,下列有关叙述不正确的是( )?

A.碳元素的含量说明有机物是干物质的主要成分?

B.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
血钙低则会发生肌肉抽搐? D.两种生物体内某有机物含C、H、O、N、S,该

分子可能携带氨基酸进入核糖体?
解析:两种生物体内所含的化学元素的种类差异不大, 只是含量有所差异。携带氨基酸进入核糖体是tRNA,其元 素应含有C、H、O、N、P。? 答案:BD?

9.(2009年广州一模) 1990 年,科学家发现某种支 原体可能是最小、最简单的细胞,他们测定了该支原体的

基因组,发现其仅有 480 个基因。科学家们认为,如果能
人工合成含有这些基因的 DNA 分子,并用膜将其与其他成 分包裹后,放在培养基中培养,如果它能够生长和繁殖,

组装细胞就成功了,即意味着人工组装生命成功。请分析
以上资料,回答下列问题:? (1)根据你所学的知识,你认为成功组装的细胞至少

含有哪六类化合物??
_______________________________________。? ( 2 ) 组 装 细 胞 生 命 活 动 的 主 要 承 担 者 是 _____ __ ____,它在细胞中的功能有______________,上述多项

功能的根本原因是________________________ 。? (3)若成功合成所需的 DNA 分子等物质及核糖体后,

组装成完整细胞的关键步骤是___________,所用到的结
构在组装细胞生命活动中所承担的功能是_____________ __________________。?

答案:(1)包括蛋白质、核酸、糖类、脂质、无机盐、
水 (2)蛋白质 (3)包上膜 组成细胞的结构物质、催化、运输、免 保护(屏障)作用;控制物质进出;信 疫、调节等 DNA 分子多样性 ? 息传递(识别)作用?






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