必修分子与细胞第二章组成细胞的分子 考纲研读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() 热点提示1.蛋白质与核酸的结构特点、功能及二者的关系2.蛋白质的脱水缩合过程及相关计算3.脂质、糖类的种类、作用4.水、无机盐的存在形式及作用 1.观察DNA、RNA在细胞中的分布2.检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质1.观察DNA、RNA在细胞中分布的原理及方法步骤2.糖类、脂肪、蛋白质鉴定原理及相关探究实验第一讲细胞中的化学元素及无机物第一讲细胞中的化学元素及无机物课前自主学习 课堂互动探究 1含量与种类组成生物体的化学元素常见的有20多种，各种元素的归属范围归纳如下：组成细胞的化学元素(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。3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。(2)组成化合物，如糖类和脂肪由C、H、O三种元素组成，核酸由C、H、O、N、P五种元素组成，蛋白质由C、H、O、N等元素组成。(3)影响机体的重要生命活动：如B可促进花粉管的萌发，从而促进植物受精，油菜缺B会“花而不实”。1(2012江苏高考)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解析：细胞中每种元素都有其特定的作用，不能替代，脱氧核苷酸的组成元素是C、H、O、N、P，主动运输是有选择性地运输化合物，从而可以维持细胞内元素组成的相对稳定。答案：C2(2013济南质检)下列关于构成细胞的化学元素种类及作用的叙述不正确的是()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构成组成细胞的各种化合物D构成生物体的大量元素包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等解析：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；生物界与非生物界的统一性应该是指组成生物体的化学元素在无机自然界中都可以找到，而不是相同；组成细胞的各种化合物是由各种化学元素组成的；构成生物体的大量元素包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。答案：B一、细胞中水的含量、存在形式及其与代谢的关系1水的含量在构成细胞的各种化合物中，水的含量最多，一般为85%90%。水和无机盐(1)不同的生物体内水的含量差别很大。例如，生物体的含水量一般为60%95%，而生活在海洋中的水母的含水量达到97%。(2)同一生物体不同的生长发育阶段水的含量不同。幼儿时期成年时期；幼嫩部分成熟部分。(3)同一生物不同器官水的含量也不同，如心肌含水79%。血液含水82%。2水的存在形式形式自由水结合水定义细胞中大部分水分的存在形式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、加压可析离，可参与物质代谢不流动、不蒸发、不能析离，与其他物质结合3.水的含量与代谢和抗逆性的关系(1)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。(2)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的抗旱能力，其生理原因之一就是结合水含量较高。3(2013南京市高三质检)下列有关生物体内水和无机盐的叙述错误的是 ()A细胞代谢过程中，叶绿体、核糖体、中心体中都有水生成B自由水是细胞内良好的溶剂，结合水是细胞的结构物质C无机盐离子对维持血浆的正常浓度和酸碱平衡等有重要作用D镁是构成叶绿素的必需成分，植物缺乏镁会导致叶片发黄 解析：细胞代谢过程中，在叶绿体中进行的光合作用，其暗反应过程有水生成；在核糖体中进行的多肽链的合成也有水的生成；中心体中无水生成。答案：A4(2013长沙检测)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解析：细胞中含量最多的化合物是水，水为细胞内的化学反应提供场所，或者直接作为反应物参与反应，因此代谢旺盛的细胞中含水量较高。老年人代谢比婴儿慢，细胞内含水量比婴儿少。细胞内的水分为自由水和结合水，代谢旺盛的细胞中，自由水含量会增多，在干旱、低温条件下，结合水含量增多，以增强植物的抗旱、抗冻能力。答案：D实验技能提升 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质1实验原理生物组织中某些有机化合物能与某些化学试剂产生特定的颜色反应。颜色反应：结论：组织样液与斐林试剂在加热的过程中生成砖红色沉淀，说明组织样液中含有可溶性还原糖观察：先在低倍显微镜下寻找已着色颗粒，再用高倍显微镜观察结论：圆形小颗粒呈橘黄色，说明有脂肪存在(3)蛋白质的检测选材与制备：鲜肝提取液或豆浆滤液结论：组织样液中存在蛋白质3斐林试剂与双缩脲试剂的比较斐林试剂双缩脲试剂甲液乙液A液B液成分0.1 g/mL NaOH溶液0.05 g/mL CuSO4溶液0.1 g/mLNaOH溶液0.01 g/mLCuSO4溶液鉴定物质可溶性还原糖蛋白质添加顺序甲乙两液等量混匀后立即使用先加入A液1 mL，摇匀，再加入B液4滴，摇匀反应条件水浴5065 加热不需加热，摇匀即可反应现象样液出现砖红色沉淀样液变紫色(1)浓度不同：即斐林试剂中CuSO4溶液浓度与双缩脲试剂中CuSO4溶液浓度不同。(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Cu2。(3)使用方法不同：斐林试剂是先将NaOH溶液与CuSO4溶液混匀后再使用；双缩脲试剂是先加入NaOH溶液，再滴加CuSO4溶液。5(2013盐城模拟)生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质三种有机化合物的检测实验中，以下操作错误的是()A只有脂肪的检测需要使用显微镜B用双缩脲试剂检测蛋白质不需要加热C使用斐林试剂和双缩脲试剂最好是现配现用D可溶性还原糖的检测，可用酒精灯直接加热产生砖红色沉淀解析：斐林试剂包括甲液和乙液，使用时一定要现配现用，双缩脲试剂最好也是现配现用，因为成分中的Cu2容易沉淀；斐林试剂检测还原糖时一定要水浴加热，而使用双缩脲试剂检测蛋白质时不需要加热；这个实验中只有脂肪的检测需要使用显微镜。答案：D6根据检测“生物组织中的糖类脂肪和蛋白质”实验，回答下列问题：(1)检测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。(2)在检测花生子叶中的脂肪的实验中，能将脂肪染成橘黄色的染液是_，用其染色时，冲洗浮色要用酒精，这是因为酒精_。(3)检测黄豆组织中存在蛋白质时，向组织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。其中双缩脲试剂B的量只有34滴，而不能过量，为什么？_。(4)本实验注意事项：斐林试剂极不稳定，其甲液和乙液需_，使用时再临时混合均匀用于实验。双缩脲试剂的使用，应先加试剂_，造成碱性环境，再加试剂_。在可溶性还原糖的检测中，对试管中溶液加热时，试管底部不要触及_；试管口不要朝向_，以免溶液沸腾时冲出试管造成烫伤。解析：(1)还原糖具有还原性，能将斐林试剂中的Cu2还原成Cu，生成Cu2O砖红色沉淀，所以可用斐林试剂检测还原糖的存在；(2)苏丹可将脂肪染成橘黄色。苏丹能溶解在酒精中，根据这一性质可用酒精洗去浮色，便于观察。(3)双缩脲试剂检测蛋白质的原理是蛋白质与双缩腺试剂反应形成紫色。若加入过量的双缩脲试剂B液即CuSO4，CuSO4本身呈蓝色，与试剂A液反应产生的Cu(OH)2也呈蓝色，会掩盖生成的紫色，影响实验观察。答案：(1)斐林试剂砖红色(2)苏丹染液能溶解苏丹(3)过量的双缩脲试剂B会与试剂A反应，使溶液呈蓝色，而掩盖生成的紫色(4)分别配制、储存A液(0.1 g/mLNaOH溶液)B液(0.01 g/mL CuSO4溶液)烧杯底部实验者或其他人1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解析：水在细胞中的存在形式有结合水和自由水，结合水是组成细胞结构的重要成分，自由水是细胞内的良好溶剂、细胞生活的液体环境和各种生物化学反应的介质，自由水与结合水的比例变化主要取决于新陈代谢强度。答案：C2苹果含有Zn，Zn是形成与记忆力息息相关的蛋白质不可缺少的元素，儿童缺Zn就会导致大脑发育不完善。因此，苹果又被称为记忆之果，这说明无机盐离子 ()A对于维持酸碱平衡有重要作用B对于维持细胞形态有重要作用C对于调节细胞渗透压有重要作用D对于维持生物体的生命活动有重要作用解析：分析材料可知，儿童缺Zn就会导致大脑发育不完善，可以说明Zn对于维持生物体的生命活动有重要作用。答案：D3(2013宁波检测)实验测得小麦、大豆、花生三种生物干种子中三大类有机物含量如下图，有关叙述正确的是()A选用花生检验细胞中有脂肪存在时需要使用显微镜B向小麦种子的研磨滤液中加入斐林试剂，就会呈砖红色C用双缩脲试剂检验大豆组织样液中存在蛋白质加热呈蓝色D萌发时相同质量的三种种子需要的O2量基本相同解析：花生种子中含有脂肪较多，可以用作鉴定脂肪的材料，实验中需要用显微镜观察被染上颜色的脂肪微粒。小麦种子含淀粉最多，可以用作鉴定淀粉的实验材料，但需要用碘液来鉴定，呈现蓝色。大豆种子含有蛋白质较多，所以研磨后的样液可以用双缩脲试剂来鉴定而呈现紫色。等质量的种子萌发时消耗氧气最多的是花生种子，因为花生种子含的脂肪最多。答案：A4(2013锦州模拟)在治疗创伤的中药方剂中，雄性羚羊角或犀牛角的用量极少，但是缺少这味药，疗效将大大下降甚至无效。已知动物的角主要是由死亡细胞的角化(变性)蛋白质组成的，则羚羊角等的有效成分最可能是()A特殊活性蛋白质BDNAC微量元素类 D大量元素类解析：结合题意分析，动物角主要由变性的蛋白质组成，而且在中药方剂中用量极少，可以得出羚羊角等的有效成分最可能是提供了一些微量元素，正确选项为C。A项，即使有特殊活性蛋白质，在中药的煎制及服用后被破坏，起不到任何作用；B项和D项肯定是不正确的。答案：C5下列有关无机盐的叙述，正确的是()A人体的血浆渗透压由无机盐维持B细胞中的无机盐主要以化合物形式存在C细胞进行脂肪、DNA、RNA等物质合成时都需要磷酸盐DK是构成细胞的大量元素，对维持细胞正常功能有重要作用解析：人体的血浆渗透压大小主要与无机盐和蛋白质的含量有关；细胞中的无机盐主要以离子形式存在；脂肪中只含有C、H、O三种元素，故脂肪合成时不需要磷酸盐；K属于构成细胞的大量元素，在维持细胞内液正常的渗透压中起重要作用。答案：D6微量元素在生物体内含量虽然很少，却是维持正常生命活动不可缺少的。这可通过下面的哪一实例得到证实()A缺Mg时叶片变黄B油菜缺B时只开花不结果C动物血液中钙盐的含量太低会抽搐D缺P会影响ATP的合成解析：结合题干，要证明微量元素的作用，选项中Mg、Ca、P等为大量元素，只有B是微量元素，且与花粉管的生长有关，因此正确的是B项。答案：B7如下图1为细胞中3种化合物含量的扇形图，图2为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表示正常细胞，则A、B化合物共有的元素中含量最多的是aB若图1表示细胞完全脱水后化合物含量的扇形图，则A化合物中含量最多的元素为图2中的bC图2中含量最多的元素是C，这与细胞中含量最多的化合物有关D若图1表示正常细胞，则B化合物具有多样性，其必含的元素为C、H、O、N解析：由图2表示有活性的细胞中元素含量的相对值分析，a代表O，b代表C，c代表H。若图1表示正常细胞，则A表示H2O，B表示蛋白质，二者共有的元素在细胞中含量最多的是O，故A正确；若图1表示完全脱水后的细胞，则A为蛋白质，蛋白质中含量最多的元素为C，故B正确；图2中含量最多的元素a是O，故C错误；若图1表示正常细胞，则B化合物表示蛋白质，其具有多样性，必含的元素为C、H、O、N，故D正确。答案：C8(2013哈尔滨模拟)下列有关水与生命活动的说法不正确的是()A细胞发生癌变其自由水含量较正常的细胞低B正在萌发的种子中结合水与自由水的比值下降C在线粒体、叶绿体和核糖体中进行的化学反应都有水生成D自由水和结合水在一定的条件下可以相互转化解析：癌细胞能够无限增殖，细胞内代谢比正常细胞旺盛，因此自由水含量较正常细胞高；正在萌发的种子，代谢旺盛，自由水含量较高，此时结合水与自由水的比值下降；有氧呼吸第三阶段产生水，光合作用过程产生水，蛋白质的脱水缩合也会产生水，对应的细胞器分别是线粒体、叶绿体和核糖体；自由水和结合水在一定条件下可以相互转化。答案：A9(2013西宁质检)细菌具有细胞壁，为探究其化学成分，某课题小组设计了如下实验：(已知糖类加硫酸水解后用碱中和，再加斐林试剂，加热有砖红色沉淀生成；蛋白质与双缩脲试剂作用，生成紫色物质。二者单独检验时互不干扰。)(1)将细菌细胞粉碎后，用高速离心机分离得到细菌细胞壁。(2)将细菌细胞壁分成两等份，编号为A、B。(3)取A加硫酸水解后用碱中和，再加斐林试剂并加热；取B加双缩脲试剂，摇匀。(4)观察并记录实验现象。现象及结果分析：现象：A出现砖红色沉淀，B出现紫色；结论：_。现象：A_，B_；结论：细菌细胞壁中含有糖类而不含蛋白质。现象：A不出现砖红色沉淀，B_；结论：_。现象：A不出现砖红色沉淀，B_；结论：_。答案：细菌细胞壁中含有糖类和蛋白质出现砖红色沉淀不出现紫色出现紫色细菌细胞壁中含蛋白质，不含糖类不出现紫色细菌细胞壁中不含糖类和蛋白质