第二章 组成细胞的分子不同寻常的一本书，不可不读哟！1.蛋白质、核酸的结构和功能()2糖类、脂质的种类和作用()3水和无机盐的作用()4检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质5观察DNA、RNA在细胞中的分布 重温生物学术语，让你的答题更规范、更专业、更能打动阅卷老师！ 主要：大量元素，微量元素，最基本的元素，氨基酸，蛋白质，核酸，核苷酸，糖类，脂质，结合水，自由水，无机盐次要：斐林试剂，双缩脲试剂，肽键，二肽，多肽，氨基，羧基，生物大分子，单体，多聚体 第第1、5节节 细胞中的元素和化合物细胞中的元素和化合物细胞中的无机物细胞中的无机物读读教材基础1组成人体细胞的C、H、O、N四种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？二、组成细胞的化合物1含量及种类3细胞中的无机盐(1)存在形式：绝大多数以_的形式存在，少数以化合物形式存在。(2)功能：细胞内复杂化合物的重要组成成分，维持细胞和生物体的_，维持细胞的酸碱平衡等。2. 代谢变旺盛的细胞中自由水和结合水的含量有什么变化？一、1. Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo C C、H、O、N C、H、O、N、P、S 2.无机自然界 化合物 生命活动 3.统一性 差异性 二、1.水 蛋白质 2.(1)结合水 (2)细胞结构 良好溶剂 3.(1)离子 (2)生命活动想一想1.提示： 鲜重条件下：OCHN； 干重条件下：CONH。 在鲜重下O元素最多的原因是H2O在细胞中含量最多。2.提示：自由水的含量升高，自由水与结合水的比例增大。1据教材17页图21和图22可得出什么信息？ 提示： 在干重和鲜重的情况下，人体细胞中含量最多的元素不同。在鲜重中含量最多的元素是O，其次是C、H、N；而在干重中含量最多的元素是C，其次是O、N、H。2教材35页思考与讨论：Fe血红蛋白贫血；Mg叶绿素光合作用。3教材36页技能训练设计实验：证明某种元素是否是必需矿质元素的实验思路。答案：答案：大量大量 微量微量 无机物无机物 有机物有机物研研核心要点 1细胞中的水细胞中的水(1)结合水与自由水的比较结合水与自由水的比较含量含量存在形式存在形式生理作用生理作用结合水结合水大约大约4.5%与其他物质结合与其他物质结合在一起在一起细胞结构的重要组细胞结构的重要组成成分成成分自由水自由水大约大约95.5%细胞中自由流动、细胞中自由流动、游离状态存在游离状态存在良好溶剂、运输作良好溶剂、运输作用、液体环境、原用、液体环境、原料料(2)水与代谢的关系(3)细胞中产生水的结构及代谢过程 结构结构 代谢过程代谢过程 叶绿体基质叶绿体基质 光合作用暗反应阶段光合作用暗反应阶段 线粒体线粒体 有氧呼吸第三阶段有氧呼吸第三阶段 核糖体核糖体 氨基酸脱水缩合生成多肽氨基酸脱水缩合生成多肽 高尔基体高尔基体 植物细胞纤维素的合成植物细胞纤维素的合成 细胞核细胞核 DNA复制、转录复制、转录 2.细胞中的无机盐(1)存在形式：主要是离子形式。(2)无机盐在细胞中的功能某些复杂化合物的组成成分水的存在形式决定着相关生理活动(1)细胞内自由水/结合水比例升高，则代谢旺盛；反之代谢缓慢。(2)秋冬季节，蒸腾作用弱，吸水减少，结合水含量相对升高，有利于植物抗寒性提高。(3)升高或降低温度时，结合水与自由水可以相互转化，以增强细胞的抗逆性。升高温度时，自由水增多；反之，结合水增多。师说一语破天机 理综试卷对本考点的考查多与其他知识综合在一起，考查内容多为识记层次，选择题、非选择题均有。选题典型中选秀例1：结合下列曲线，分析有关无机物在生物体内含量的说法，错误的是()A曲线可表示人一生中体内自由水与结合水的比值随年龄变化的曲线B曲线可表示细胞呼吸速率随自由水与结合水比值的变化C曲线可以表示一粒新鲜的玉米种子在烘箱中被烘干的过程中，其内无机盐的相对含量变化D曲线可以表示人从幼年到成年体内含水量的变化破题分层揭秘密(一)明确解题思路本题考查水和无机盐的含量及与代谢的关系。解答本题需结合相关知识对选项和曲线的变化认真分析，得出正确选项。(二)获取信息逐项分析选项选项内容指向内容指向联系分析联系分析A随着年龄增加，新陈代谢减慢，自由水与结合水比值下降随着年龄增加，新陈代谢减慢，自由水与结合水比值下降B自由水与结合水比值增加，会导致细胞呼吸速率加快自由水与结合水比值增加，会导致细胞呼吸速率加快C随着新鲜的玉米种子在烘箱中被烘干，水分不断减少，无机盐随着新鲜的玉米种子在烘箱中被烘干，水分不断减少，无机盐相对含量逐渐增多相对含量逐渐增多D人从幼年到成年体内水含量下降人从幼年到成年体内水含量下降(三三)完美答案完美答案C(四)同类互动探究(1)若横坐标代表温度，适当提高温度后，细胞中自由水与结合水比值的变化，可用哪条曲线来表示？提示：曲线。分析：温度升高，伴随着代谢不断增强，自由水与结合水比值会增大，到一定时期，曲线会趋于平衡，因此符合的是。(2)动物进入休眠期，细胞中自由水与结合水比值可用图中哪条曲线来表示？提示：曲线。分析：动物进入休眠期，代谢缓慢，细胞中自由水与结合水比值下降，可用图中曲线表示。1实验原理及步骤2斐林试剂与双缩脲试剂的比较分析比较项目比较项目斐林试剂斐林试剂双缩脲试剂双缩脲试剂不不同同点点使用方法使用方法甲液和乙液混合均匀后方可甲液和乙液混合均匀后方可使用，且现配现用使用，且现配现用使用时先加使用时先加A液再加液再加B液液呈色反应呈色反应条件条件需水浴加热需水浴加热不需加热即可反应不需加热即可反应反应原理反应原理还原糖中的醛基被还原糖中的醛基被Cu(OH)2氧化，氧化，Cu(OH)2被还原为被还原为Cu2O具有两个以上肽键的化合物在碱具有两个以上肽键的化合物在碱性条件下与性条件下与Cu2反应生成络合反应生成络合物物颜色颜色砖红色砖红色紫色紫色浓度浓度乙液乙液CuSO4溶液浓度为溶液浓度为0.05 g/mLB液液CuSO4溶液浓度为溶液浓度为0.01 g/mL相同点相同点都含有都含有NaOH、CuSO4两种成分，且所用两种成分，且所用NaOH溶液浓度都是溶液浓度都是0.1 g/mL(1)还原糖鉴定的实验材料要求浅色：不能用绿色叶片、西瓜、血液等材料，防止颜色的干扰。还原糖含量高：不能用马铃薯(富含淀粉)、甘蔗、甜菜(富含蔗糖)。(2)唯一需要加热还原糖鉴定，且必需水浴加热，不能用酒精灯直接加热。若不加热则无砖红色沉淀出现。(3)非还原糖(如蔗糖)斐林试剂水浴加热现象不是无色而是浅蓝色Cu(OH)2的颜色。(4)唯一需要显微镜脂肪鉴定，实验用50%酒精的作用洗掉浮色。(5)记准混合后加入斐林试剂，且现配现用；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溶液的浓度不同，所以不能混用。(6)若用大豆做材料，必须提前浸泡；若用蛋清作材料，必须稀释，防止其粘在试管壁上不易刷洗；且该实验应预留部分组织样液做对比。(7)易写错别字提示：“斐林试剂”中的“斐”不可错写成“非”，双缩脲试剂中“脲”不可错写成“尿”。师说一语破天机 本考点是历年的命题热点，命题的原则是“回归教材”而“高于教材”，考查时往往与其他实验结合或与食品、药品成分鉴定、疾病(如糖尿病、肾炎等)诊断结合。选题典型中选秀例2：某同学有喝牛奶的习惯，在学习了细胞的化合物知识后，他想知道牛奶中有无蛋白质和还原糖。下面是其未设计完的实验，请帮助他完成实验设计。实验目的探究某品牌牛奶中有无蛋白质和还原糖。实验原理利用颜色反应探究牛奶中有无蛋白质和还原糖。材料用具略实验步骤请补充表格中a、b、c、d处内容：(1)a._；b._；c._；d._。(2)请预测A、D两个试管的现象及其结论：A：_。D：_。(3)分析该实验设计：试管A和_构成对照实验，对照组为_，目的是_。破题分层揭秘密(一)明确解题思路本题要求探究某品牌牛奶中有没有蛋白质和还原糖，实质上是考查教材中可溶性还原糖与蛋白质鉴定的相关知识与技能。实验应设置对照，一般选择空白对照，但为了增强实验的说服力可增加一组标准对照，如探究牛奶中是否具有还原糖可用还原糖如葡萄糖进行对照，而探究牛奶中是否具有蛋白质可用蛋白质如酪蛋白进行对照。(二)调动和运用知识解题(1)蛋白质 2 mL NaOH溶液 水浴加热 34滴CuSO4溶液 (2)若出现砖红色沉淀，证明奶粉中含有还原糖，否则无还原糖 若出现紫色，证明奶粉中含有蛋白质，否则无蛋白质 (3)B、C试管 B和C试管通过对照探究奶粉中是否含有还原糖说说生物实验 【选题热考秀】科学施肥可使作物接近最高产量而又不会造成肥料浪费。实验表明锌肥的施用量与番茄的果实产量密切相关，如图为实验结果曲线图，请完善探究实验的相关问题。(1)实验目的：_。材料用具：不同浓度的硫酸锌溶液(本实验SO对实验结果的影响可忽略)，用相同的杉木糠和土壤浸出液栽培的240株长势相同的番茄幼苗。(2)实验步骤：将240株番茄幼苗平均分成_组并编号；在相同且适宜条件下将幼苗培养至花蕾期，_；继续培养至果实成熟，_。绘制实验结果曲线图(如上图)。(3)实验分析与结论：结果表明，施用锌肥的最佳浓度范围是_。根据该实验的结果分析科学施肥的理由：_。标准答案(1)探究锌肥施用量对番茄产量的影响(探究种植番茄时施用锌肥的最佳浓度范围)(2)8 实验组喷洒适量且等体积的不同浓度的硫酸锌溶液，对照组喷洒等量的蒸馏水称量每组番茄所结果实的重量(3)12 mg/L16 mg/L锌肥施用量超过最佳范围(12 mg/L16 mg/L)时果实产量下降，且造成浪费【备考角度说】No.1角度：名师语录(1)准确、规范“实验目的”实验目的的获取需依据提示信息，从题意给予的信息可以看出，本实验研究的是“锌肥的施用量与番茄的果实产量的关系”，所要研究的内容是“未知属性”，实验目的应该定位在“探究”上；从曲线图给予的信息可以看出“不同硫酸锌溶液浓度下，番茄果实产量不同”；因此本实验的实验目的就是“探究锌肥施用量对番茄产量的影响”。或根据坐标图提出另外的实验目的。(2)确定分组的数量及实验设计的原则明确分组依据，进行合理分组题中曲线图横坐标中不同硫酸锌溶液浓度的数量是分组的依据。曲线图中给出了7种不同浓度的硫酸锌溶液，再考虑要设计对照实验，因此要把240株番茄幼苗平均分成8组。紧扣实验设计的原则根据平行重复原则，将240株番茄幼苗平均分成8组并编号；根据等量原则、对照原则，“实验组喷洒适量且等体积的不同浓度的硫酸锌溶液，对照组喷洒等量的蒸馏水”。No.2角度：阅卷人点评得分要点(2)必须体现“实验组、适量、等体积、不同浓度”、“对照组喷洒等量的蒸馏水”。(3)必须体现“超过最佳范围”、“产量下降”。失分案例(1)错答为“验证锌肥浓度与果实产量之间的关系”。(2)错答成“7”组。错答成“喷洒适量的不同浓度的硫酸锌溶液”；“实验组喷洒适量且等体积的不同浓度的硫酸锌溶液，对照组不做处理”等。错答成“统计每组番茄所结果实的数量”。(3)错答成“16 mg/L”。错答成“合理使用锌肥，使果实产量最高”。看看考场答卷选题来自阅卷现场2011福建理综，26使用染色剂染色是生物学实验常用的方法，某同学对有关实验做了如下归纳：实验实验观察对象观察对象染色剂染色剂实验结果实验结果花生子叶细胞的脂肪颗花生子叶细胞的脂肪颗粒粒苏丹苏丹脂肪颗粒被染成橘黄色脂肪颗粒被染成橘黄色人口腔上皮细胞中的人口腔上皮细胞中的DNA和和RNA分布分布吡罗红甲基吡罗红甲基绿绿信息信息1人口腔上皮细胞中的线人口腔上皮细胞中的线粒体粒体健那绿健那绿线粒体呈现蓝绿色线粒体呈现蓝绿色洋葱根尖分生组织细胞洋葱根尖分生组织细胞的有丝分裂的有丝分裂信息信息2 信息信息2(1)上述实验结果的归纳，正确的有 批注1(实验序号)。(2)实验和实验在染色之前，都使用了一定浓度的盐酸处理。其中，实验用盐酸可改变 通透性，加速染色剂进入细胞；实验用盐酸与酒精混合，对材料进行解离。在两个实验操作中，都要注意盐酸浓度，处理材料时的温度和 。(3)健那绿使线粒体着色与线粒体内膜的酶系统有关。线粒体内膜上的酶主要催化有氧呼吸的第 阶段反应，该反应变化是批注2标准答案(1)(2)细胞膜 时间(3)三 H与氧结合形成水，同时释放出大量的能量一览名师语录教材中的基本实验是高考的重点内容。染色剂和实验试剂的使用是较常见的考查方面。尤其注意同一试剂在不同实验中的使用，例如本题中的盐酸。审题抓关键词信息1可知“绿色面积”为DNA分布面积，“红色面积”为RNA分布面积。因RNA主要分布在细胞质中，而DNA主要在核中，所以红色面积应大于绿色面积。信息2可知间期虽没有染色体结构但存在染色质，也可被龙胆紫着色。答题名师批阅批注1由于对“染色体”和“染色质”的关系不清楚，导致多答了。批注2对有氧呼吸三个阶段的场所掌握不准确，导致错答。分析分步细研(1)甲基绿把细胞核染成绿色，吡罗红把细胞质染成红色，绿色面积小于红色面积。染色质和染色体是同一种物质，都可以被龙胆紫染色，因此间期细胞的染色质和分裂期细胞的染色体都着色。 (2)检测DNA和RNA在细胞中分布实验中，盐酸的作用一是改变细胞膜通透性，二是使DNA和蛋白质分离。在和两个实验中除了注意盐酸浓度、温度，还要注意处理的时间。 (3)有氧呼吸的第三阶段发生在线粒体内膜上，该反应是H与氧气结合生成水，同时释放大量能量。 随堂对点练习1.2012广东理综，3分析下表，可推测()溶液溶液双缩脲试剂双缩脲试剂碘液碘液斐林试剂斐林试剂甲甲乙乙甲、乙混合甲、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答案：D解析：双缩脲试剂、碘液、斐林试剂在生物学中分别用来检测蛋白质、淀粉和还原糖，并出现不同的显色反应。据此可以推测，甲溶液含有蛋白质，乙溶液含有淀粉，甲、乙混合溶液中含有还原糖。甲、乙混合溶液中的还原糖是甲溶液中的蛋白质与乙溶液中的淀粉混合后产生的，由此可以说明甲溶液中含有的蛋白质是淀粉酶，淀粉酶催化乙溶液中的淀粉水解产生了还原糖。22012上海单科，3下列食物营养成分与鉴定试剂及显色反应之间的对应关系中，错误的是()A淀粉：碘液，蓝紫色 B还原糖：班氏试剂，红黄色C脂肪：苏丹染液，橘红色D蛋白质：双缩脲试剂，黄绿色答案：D解析：本题考查利用特定试剂与化合物的显色反应来鉴定待测化合物的相关知识。淀粉遇碘液呈蓝紫色，还原糖遇班氏试剂呈红黄色，脂肪可被苏丹染液染成橘红色，而蛋白质遇双缩缩脲试剂呈紫色，D选项错误。32011山东高考，6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健那绿染色观察动物细胞中的线粒体 D甲基绿、吡罗红染色观察动物细胞中的DNA和RNA答案：C解析：本题主要考查课本实验的过程及相关知识，综合性较强。苏丹染色观察花生种子子叶细胞中的脂肪，龙胆紫染色观察洋葱根尖分生区细胞的有丝分裂，甲基绿、吡罗红染色观察动物细胞，细胞都已经被杀死；健那绿染色观察动物细胞的线粒体，健那绿是活体染色剂，所以细胞是活的。42012海南高考，7关于植物细胞中元素的叙述，错误的是()A番茄和水稻根系吸收Si元素的量相等B细胞中含量最多的四种元素是C、O、H和NC植物根系通过主动运输吸收无机离子需要ATPD与豆科植物共生的根瘤菌可为豆科植物生长提供N元素答案：A解析：不同植物的根系对同种无机盐离子的吸收不同，A不正确；细胞中含量最多的元素为C、O、H、N，B正确；植物根系吸收无机盐离子的方式为主动运输，需要消耗ATP，C正确；豆科植物和根瘤菌为互利共生关系，根瘤菌具有固氮作用，可为豆科植物提供N元素，D正确。52012江苏高考，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答案：C解析：不同的元素有不同的作用，在细胞内不能被别的元素替代，A错；脱氧核苷酸由C、H、O、N和P五种元素组成，脂肪酸由C、H和O三种元素组成，B错；主动运输使细胞能对外界物质有选择的吸收和排出，能维持细胞内元素的平衡，C正确；微量元素虽然含量极少，但却是维持正常生命活动不可缺少的，也非常重要，D错。6金版原创“每天一杯奶，强壮中国人。”牛奶的营养成分很高，牛奶中的矿物质种类也非常丰富，除了我们所熟知的钙以外，磷、铁、锌、铜、锰、钼的含量都很多。请根据所学知识，回答下列相关问题。(1)牛奶中含量最多的化合物是_，它的营养价值主要是为我们人体小肠上皮细胞提供_。(2)人体中的钙主要集中在牙齿和_上，儿童、青少年生长发育需要充足的钙，同样孕妇及成人、中老年人，也需要补充钙质。牛奶中含有的_(动物细胞中的二糖)还能促进人体肠壁对钙的吸收，吸收好对于补钙是尤其关键的。(3)牛奶中含有的这些元素，属于微量元素的包括_。答案：(1)水 氨基酸 (2)骨骼 乳糖 (3)铁、锌、铜、锰、钼解析：牛奶中含量最多的化合物是水，而不是蛋白质，含量最多的有机物是蛋白质，其被消化成氨基酸后才能被小肠吸收，动物细胞中特有的二糖为乳糖。限时规范特训