一轮复习细胞中的元素和化合物.pptx

一、组成细胞的元素和化合物一、组成细胞的元素和化合物1.组成细胞的元素分类组成细胞的元素分类大量元素：大量元素：等等微量元素：微量元素：等等(1)按含量分按含量分最基本元素：最基本元素：组成人体细胞的主要元素：组成人体细胞的主要元素：（按占细胞鲜重的百分比）（按占细胞鲜重的百分比）(2)按作用分按作用分C、H、O、N、P、SFe、Mn、Zn、Cu、B、MOCO、C、H、N、P、S2.组成细胞的化合物组成细胞的化合物(1)种类种类无机化合物：无机化合物：有机化合物：有机化合物：、脂质、蛋白质、脂质、蛋白质、(2)含量含量占细胞鲜重最多的化合物是占细胞鲜重最多的化合物是。占细胞鲜重最多的有机化合物是占细胞鲜重最多的有机化合物是。占细胞干重最多的化合物是占细胞干重最多的化合物是。水、无机盐水、无机盐糖类糖类核酸核酸水水蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质二、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质二、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质鉴定物质鉴定物质鉴定试剂鉴定试剂颜色变化颜色变化还原糖还原糖淀粉淀粉碘液碘液蓝色蓝色脂肪脂肪苏丹苏丹染染液液(或苏丹或苏丹染液染液)(或或红红色色)蛋白质蛋白质斐林试剂斐林试剂砖红色沉淀砖红色沉淀橘黄色橘黄色双缩脲试剂双缩脲试剂紫色紫色三、细胞中的无机物三、细胞中的无机物1.细胞中的水细胞中的水(1)存在形式：存在形式：和和。(2)含量变化：生物体的含水量与含量变化：生物体的含水量与和生物的和生物的有关。有关。自由水自由水结合水结合水生物种类生物种类生长发育期生长发育期(3)功能功能自由水自由水a.细胞内的细胞内的b.参与许多参与许多c.运送运送 和和d.为细胞生存提供为细胞生存提供结合水：是结合水：是的重要组成成分。的重要组成成分。良好溶剂良好溶剂化学反应化学反应营养物质营养物质液体环境液体环境代谢废物代谢废物细胞结构细胞结构(4)自由水与结合水的联系自由水与结合水的联系自由水自由水结合水结合水2.细胞中的无机盐细胞中的无机盐(1)含量：很少，占细胞鲜重的含量：很少，占细胞鲜重的1%1.5%。(2)存在形式：绝大多数以存在形式：绝大多数以 的形式存在，少部分是细的形式存在，少部分是细胞内胞内 的组成成分。的组成成分。(3)功能：维持细胞和生物体的功能：维持细胞和生物体的 ，维持细胞的，维持细胞的 平衡等。平衡等。离子离子复杂化合物复杂化合物生命活动生命活动酸碱酸碱1.种类与含量种类与含量大量元素和微量元素都是组成生物体的必需元素。大量元素和微量元素都是组成生物体的必需元素。生物体内所含有的元素却不一定都是必需元素。生物体内所含有的元素却不一定都是必需元素。微量元素虽然含量少，但同样不可缺少，很多疾病都与微微量元素虽然含量少，但同样不可缺少，很多疾病都与微量元素缺乏有关，如缺量元素缺乏有关，如缺Fe会导致贫血，缺会导致贫血，缺Zn影响智力发育。影响智力发育。如何判定某元素是否必需元素如何判定某元素是否必需元素?(2)占人体细胞干重最多的元素是占人体细胞干重最多的元素是C，占人体细胞鲜重，占人体细胞鲜重最多的元素是氧，无论鲜重还是干重，最多的元素是氧，无论鲜重还是干重，C、H、O、N四种元素的含量最多。四种元素的含量最多。2.元素的统一性和差异性元素的统一性和差异性(1)元素种类上的统一性元素种类上的统一性 生物界与非生物界在元素种类上具有统一性，构成生生物界与非生物界在元素种类上具有统一性，构成生 物体的化学元素在无机自然界都能找到，没有一种是生物体的化学元素在无机自然界都能找到，没有一种是生 物界所特有的。物界所特有的。生物界元素都是从无机环境中获取的，如下图：生物界元素都是从无机环境中获取的，如下图：组成生物体的化学元素在生物界与非生物界之间反复组成生物体的化学元素在生物界与非生物界之间反复出现、循环流动。出现、循环流动。(2)元素含量上的差异性元素含量上的差异性组成生物体的化学元素在生物体内和自然界中的含组成生物体的化学元素在生物体内和自然界中的含量量差异差异很大。很大。生物体从自然界获取组成自身的元素是生物体从自然界获取组成自身的元素是有选择有选择的。的。各种化学元素在生命体系中不是简单的堆积、组合，各种化学元素在生命体系中不是简单的堆积、组合，而是以特殊的而是以特殊的有序的方式结合有序的方式结合在一起才出现生命现象，在一起才出现生命现象，这也是生物界和非生物界的根本区别。这也是生物界和非生物界的根本区别。3.元素的主要生理作用元素的主要生理作用 (1)维持机体正常的生命活动。维持机体正常的生命活动。如钾可保持心肌正常的兴奋性；如钾可保持心肌正常的兴奋性；硼可促进花粉的萌发和花粉管的伸长。硼可促进花粉的萌发和花粉管的伸长。(2)组成化合物，如下表：组成化合物，如下表：化合物化合物元素组成元素组成糖类和脂肪糖类和脂肪C、H、O核酸、核酸、ATPC、H、O、N、P蛋白质蛋白质C、H、O、N等等(有的含有的含S、Fe等元素等元素)例例1如图如图1是细胞中化合物含量的扇形图，图是细胞中化合物含量的扇形图，图2是有活性的细胞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中元素含量的柱形图，下列说法不正确的是 ()A.若图若图1表示细胞鲜重，则表示细胞鲜重，则A、B化合物依次是化合物依次是H2O、蛋白质、蛋白质B.若图若图2表示组成人体细胞的元素含量，则表示组成人体细胞的元素含量，则a、b、c依次是依次是O、C、HC.地壳与活细胞中含量最多的元素都是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，因此说明生物界与非生物界具有统一性D.若图若图1表示细胞完全脱水后化合物含量，则表示细胞完全脱水后化合物含量，则A化合物具有多样性，其必含的元素化合物具有多样性，其必含的元素为为C、H、O、N1.自由水与结合水的区别和联系自由水与结合水的区别和联系自由水自由水结合水结合水概念概念以游离的形式存在，以游离的形式存在，不与其他物质结合不与其他物质结合的水的水与细胞内亲水性物质如蛋白与细胞内亲水性物质如蛋白质、淀粉等结合的水质、淀粉等结合的水特点特点流动性强，易蒸发，流动性强，易蒸发，可以参与物质代谢可以参与物质代谢过程过程不流动，不蒸发，无溶解性不流动，不蒸发，无溶解性不参与物质代谢过程不参与物质代谢过程自由水自由水结合水结合水作用作用良好溶良好溶剂剂各种生化反各种生化反应应的介的介质质生化反生化反应应(如光合作如光合作用、呼吸作用用、呼吸作用)的原料的原料物物质质运运输输细细胞胞结结构的重要构的重要组组成成成分成分赋赋予各种予各种组织组织、器官、器官一定形状、硬度和一定形状、硬度和弹弹性性自由水自由水结合水结合水含量含量多，约占细胞内全部水的多，约占细胞内全部水的95%少，约占细胞内少，约占细胞内全部水的全部水的5%联系联系自由水与结合水在一定条件下可相互转化：自由水与结合水在一定条件下可相互转化：自由水自由水 结合水结合水2.自由水自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系结合水与代谢、抗逆性的关系自由水自由水/结合水结合水比值高比值高代谢旺盛，但抗逆性差代谢旺盛，但抗逆性差比值低比值低代谢强度降低，但抗寒、抗旱、代谢强度降低，但抗寒、抗旱、抗热等抗逆性增强抗热等抗逆性增强3.影响细胞含水量的因素影响细胞含水量的因素(1)生活环境：水生生物含水量陆生生物。生活环境：水生生物含水量陆生生物。(2)生长发育阶段：幼儿成年；植物幼嫩部分植物老熟生长发育阶段：幼儿成年；植物幼嫩部分植物老熟 部分。部分。(3)组织、器官种类与代谢强度：如牙齿含水量为组织、器官种类与代谢强度：如牙齿含水量为10%，骨，骨 骼含水量为骼含水量为22%，血液含水量为，血液含水量为83%。4.自由水和结合水的存在及其功能的验证自由水和结合水的存在及其功能的验证(1)鲜种子放在阳光下暴晒，重量减轻鲜种子放在阳光下暴晒，重量减轻自由水散失，代自由水散失，代谢减弱。谢减弱。(2)干种子用水浸泡后仍能萌发干种子用水浸泡后仍能萌发失去自由水的种子仍保失去自由水的种子仍保持其生理活性。持其生理活性。(3)干种子放在试管中，用酒精灯加热，试管壁上有水珠干种子放在试管中，用酒精灯加热，试管壁上有水珠失去结合水。种子浸泡后不萌发失去结合水。种子浸泡后不萌发失去结合水的细胞失去结合水的细胞失去生理活性。失去生理活性。5.在生产实际中的应用在生产实际中的应用(1)种子贮藏：晒干种子可减少自由水含量，起到降低代谢种子贮藏：晒干种子可减少自由水含量，起到降低代谢速率、延长存贮寿命的作用。速率、延长存贮寿命的作用。(2)减少灌溉：低温环境下减少对花卉、作物的灌溉，可在减少灌溉：低温环境下减少对花卉、作物的灌溉，可在一定程度上提高植物的抗冻能力。一定程度上提高植物的抗冻能力。例例22009年年3月月22日是第十七个日是第十七个“世界水日世界水日”，宣传的主题，宣传的主题是是“跨界水跨界水共享的水，共享的机遇共享的水，共享的机遇”。水污染、水资源。水污染、水资源短缺导致的水危机日趋严重，研究表明，短缺导致的水危机日趋严重，研究表明，80%的疾病是由水的疾病是由水污染引起的。下列有关人体内水的叙述，错误的是污染引起的。下列有关人体内水的叙述，错误的是()A.水在病变细胞中以结合水和自由水形式存在水在病变细胞中以结合水和自由水形式存在B.在胰岛素的合成过程中伴随着水的产生在胰岛素的合成过程中伴随着水的产生C.人体衰老细胞中自由水含量减少，代谢缓慢人体衰老细胞中自由水含量减少，代谢缓慢D.冬季，植物体内自由水含量相对增高，以增强植物的抗寒冬季，植物体内自由水含量相对增高，以增强植物的抗寒能力能力水与代谢、抗逆性和稳态的调节密切相关水与代谢、抗逆性和稳态的调节密切相关1.存在形式存在形式(1)大多数以离子形式存在。大多数以离子形式存在。(2)少数与其他化合物结合。少数与其他化合物结合。常见无机盐离子的功能常见无机盐离子的功能I：甲状腺激素的主要成分，缺乏时患地方性甲状腺：甲状腺激素的主要成分，缺乏时患地方性甲状腺肿；肿；Fe：血红蛋白的主要成分，缺乏时患贫血；：血红蛋白的主要成分，缺乏时患贫血；Mg:叶绿素的组成成分；叶绿素的组成成分；2.主要功能主要功能(1)是复杂化合物的组成成分。如是复杂化合物的组成成分。如Fe2是血红蛋白的组成是血红蛋白的组成成分，成分，Mg2是叶绿素的组成成分。是叶绿素的组成成分。(2)维持正常的生命活动。如维持正常的生命活动。如Ca2能降低神经系统的兴奋性，能降低神经系统的兴奋性，血浆中血浆中Ca2过低，会出现抽搐现象，血浆中过低，会出现抽搐现象，血浆中Ca2过高，则过高，则会导致肌无力。会导致肌无力。(3)维持酸碱平衡和渗透压平衡。维持酸碱平衡和渗透压平衡。如血浆中如血浆中H2CO3/NaHCO3缓冲物质维持酸碱平衡；缓冲物质维持酸碱平衡；Na主要维持细胞外液的渗透压，主要维持细胞外液的渗透压，K主要维持细胞内液的渗透压。主要维持细胞内液的渗透压。3.植物必需无机盐植物必需无机盐(元素元素)的实验探究的实验探究(1)对照组对照组植物完全培养液植物完全培养液正常生长正常生长(2)实验组实验组(1)实验中应保证实验材料的统一性，即材料的种类、实验中应保证实验材料的统一性，即材料的种类、生长状况等。生长状况等。(2)实验组加入实验组加入X盐的目的是二次对照，使实验组再前后盐的目的是二次对照，使实验组再前后对照，以增强说服力。对照，以增强说服力。例例3华北某地区经常出现苹果小叶病，有人认为是土壤华北某地区经常出现苹果小叶病，有人认为是土壤中缺锌引起的，有人认为是土壤中缺镁引起的。现有如下中缺锌引起的，有人认为是土壤中缺镁引起的。现有如下材料，请你完成下列实验，探究上面的猜测哪个正确。材料，请你完成下列实验，探究上面的猜测哪个正确。材料用具：三株长势相同的苹果幼苗、蒸馏水、含有植物材料用具：三株长势相同的苹果幼苗、蒸馏水、含有植物必需元素的各种化合物。必需元素的各种化合物。实验原理：任何一种必需元素在植物体内都有一定的作用，实验原理：任何一种必需元素在植物体内都有一定的作用，一旦缺乏，就会表现出相应的症状，根据全素培养和相应一旦缺乏，就会表现出相应的症状，根据全素培养和相应缺锌、缺镁的培养对苹果生长发育的比较，判断小叶病的缺锌、缺镁的培养对苹果生长发育的比较，判断小叶病的病因。病因。方法步骤：方法步骤：(1)首先配制全素培养液和相应的缺锌培养液和首先配制全素培养液和相应的缺锌培养液和培培养液，分别放入三个培养缸并编号为养液，分别放入三个培养缸并编号为A、B、C。(2)。(3)放在适宜的条件下培养一段时间，放在适宜的条件下培养一段时间，。(4)结果预测和分析：结果预测和分析：缸内的苹果幼苗正常生长。缸内的苹果幼苗正常生长。若若B缸内苹果幼苗表现出小叶病，而缸内苹果幼苗表现出小叶病，而C缸没有，则说缸没有，则说 。若若，则说明苹果小叶病是，则说明苹果小叶病是由缺镁引起的。由缺镁引起的。若若，则说明苹果小叶病既，则说明苹果小叶病既与缺镁有关，又与缺锌有关。与缺镁有关，又与缺锌有关。若若，则说明苹果小叶病与缺，则说明苹果小叶病与缺镁、缺锌都无关。镁、缺锌都无关。课堂笔记课堂笔记实验的自变量是实验的自变量是Zn、Mg的有无，因变量是植的有无，因变量是植物的生长状况。对照组应用全素培养液培养，实验组分别物的生长状况。对照组应用全素培养液培养，实验组分别用缺锌培养液和缺镁培养液培养，根据植物的生长状况予用缺锌培养液和缺镁培养液培养，根据植物的生长状况予以判断小叶病与镁和锌的关系。以判断小叶病与镁和锌的关系。答案答案(1)缺镁缺镁(2)将三株长势相同的苹果幼苗分别栽培在上述三种培养液中将三株长势相同的苹果幼苗分别栽培在上述三种培养液中(3)观察苹果幼苗的生长发育状况观察苹果幼苗的生长发育状况(4)A苹果小叶病是由缺锌引起的苹果小叶病是由缺锌引起的C缸内苹果幼苗缸内苹果幼苗表现出小叶病，而表现出小叶病，而B缸没有缸没有B、C两缸内苹果幼苗都表现两缸内苹果幼苗都表现出小叶病出小叶病B、C两缸内苹果幼苗都不表现出小叶病两缸内苹果幼苗都不表现出小叶病命题设计命题设计 互花米草是一种滩涂草本盐沼植物，对水淹的生互花米草是一种滩涂草本盐沼植物，对水淹的生态环境有很强适应能力，曾被称为态环境有很强适应能力，曾被称为“保滩护堤、促淤造陆的保滩护堤、促淤造陆的最佳植物最佳植物”。来自美国东海岸的互花米草在引入我国后，出。来自美国东海岸的互花米草在引入我国后，出现生长蔓延、破坏生态环境的严重问题。为了探究互花米草现生长蔓延、破坏生态环境的严重问题。为了探究互花米草对水淹生态环境的适应机制，进一步为调控措施的研究提供对水淹生态环境的适应机制，进一步为调控措施的研究提供依据，某科研小组以依据，某科研小组以“探究互花米草体内自由水与结合水的探究互花米草体内自由水与结合水的比值和潮汐水淹时间的关系比值和潮汐水淹时间的关系”为课题，设计了如下实验：为课题，设计了如下实验：选取同一海滩的互花米草幼苗分别栽种于多个沙盆中。选取同一海滩的互花米草幼苗分别栽种于多个沙盆中。将长势相同生长良好的互花米草幼苗平均分成将长势相同生长良好的互花米草幼苗平均分成5组，分组，分别每天以别每天以0h、3h、6h、12h和和24h进行水淹处理。进行水淹处理。在处理在处理50d后，采集整株植株并测定自由水与结合水含后，采集整株植株并测定自由水与结合水含量，计算自由水与结合水的比值。如曲线甲所示。量，计算自由水与结合水的比值。如曲线甲所示。分析实验过程及实验结果，回答以下问题：分析实验过程及实验结果，回答以下问题：(1)在该实验中，在该实验中，是自变量，自由水与结合水的是自变量，自由水与结合水的含量是因变量。含量是因变量。(2)为了能最大程度地模拟互花米草水淹的生态环境，在进为了能最大程度地模拟互花米草水淹的生态环境，在进行水淹处理时，实验用水应为行水淹处理时，实验用水应为水，来源于水，来源于 。(3)自由水与结合水的比值和植物的代谢能力及抗逆性有着自由水与结合水的比值和植物的代谢能力及抗逆性有着密切的关系。根据实验结果可知，互花米草在水淹时间为密切的关系。根据实验结果可知，互花米草在水淹时间为 h/d的环境下，抗逆性最强；在水淹时间为的环境下，抗逆性最强；在水淹时间为h/d的环境下，代谢活动最旺盛。的环境下，代谢活动最旺盛。(4)在实验结束时水淹时间为在实验结束时水淹时间为24h/d的实验组互花米的实验组互花米草长势最差，甚至死亡，导致该现象发生的主要原因是草长势最差，甚至死亡，导致该现象发生的主要原因是。(5)该实验小组同时测定该实验小组同时测定K吸收速率与水淹时间的吸收速率与水淹时间的关系，如曲线乙所示。由图可知，互花米草吸收关系，如曲线乙所示。由图可知，互花米草吸收K的方的方式是式是。【解题指导解题指导】(1)由实验目的可确定该实验的自变量由实验目的可确定该实验的自变量是水淹时间，因变量是自由水与结合水的含量。是水淹时间，因变量是自由水与结合水的含量。(2)为确保实验结果的可靠性，该实验应选用取自互花为确保实验结果的可靠性，该实验应选用取自互花米草采样地点的海水。米草采样地点的海水。(3)由甲曲线可知，水淹由甲曲线可知，水淹3天，自由水天，自由水/结合水的比值最结合水的比值最低，互花米草的抗逆性最强。而在没有水淹时，自由水低，互花米草的抗逆性最强。而在没有水淹时，自由水/结结合水比值最高，代谢最旺盛。合水比值最高，代谢最旺盛。(4)在水淹时间为在水淹时间为24h/d时，植物因缺氧而长时间进行无时，植物因缺氧而长时间进行无氧呼吸，导致供能不足和酒精毒害。氧呼吸，导致供能不足和酒精毒害。(5)由曲线乙可知，随水淹时间延长，由曲线乙可知，随水淹时间延长，K吸收速率逐级吸收速率逐级下降，结合下降，结合(4)的分析，可知的分析，可知K的运输方式为主动运输。的运输方式为主动运输。【答案答案】(1)水淹时间水淹时间(2)海互花米草采样地点海互花米草采样地点(3)30(4)长期水淹导致互花米草进行无氧呼吸造成供能不足、长期水淹导致互花米草进行无氧呼吸造成供能不足、酒精中毒酒精中毒(5)主动运输主动运输生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质的检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质的检测理论指导理论指导一、验证鉴定类实验一、验证鉴定类实验1.实验目的实验目的针对已知的生物学事实进行验证，巩固和加强有关知针对已知的生物学事实进行验证，巩固和加强有关知识内容，培养实验操作能力。识内容，培养实验操作能力。2.常用方法和技术常用方法和技术(1)研磨、过滤，如叶绿体色素的提取和分离，生物组织研磨、过滤，如叶绿体色素的提取和分离，生物组织中糖类、脂肪和蛋白质的鉴定。中糖类、脂肪和蛋白质的鉴定。(2)纸层析法，如叶绿体中色素的分离。纸层析法，如叶绿体中色素的分离。(3)同位素示踪法，如噬菌体侵染细菌实验。同位素示踪法，如噬菌体侵染细菌实验。3.特定化学物质的检测方法特定化学物质的检测方法常用指示剂或指示物常用指示剂或指示物作用作用现象现象碘液碘液检测淀粉检测淀粉变蓝变蓝斐林试剂斐林试剂检测可溶性检测可溶性还原性糖还原性糖砖红色沉淀砖红色沉淀双缩脲试剂双缩脲试剂检测蛋白质检测蛋白质紫色紫色苏丹苏丹/染液染液检测脂肪检测脂肪橘黄色橘黄色/红色红色Ca(OH)2溶液溶液检测检测CO2石灰水变浑浊石灰水变浑浊常用指示剂或指示物常用指示剂或指示物作用作用现象现象溴麝香草酚蓝溴麝香草酚蓝检测、鉴定检测、鉴定CO2与与CO2反应反应变黄色变黄色酸性重铬酸钾酸性重铬酸钾检测、鉴定酒精检测、鉴定酒精灰绿色灰绿色甲基绿染液甲基绿染液鉴定鉴定DNA绿色绿色吡罗红染液吡罗红染液鉴定鉴定RNA红色红色余烬木条余烬木条检测检测O2木条复燃木条复燃二、糖类、脂肪、蛋白质的检测二、糖类、脂肪、蛋白质的检测1.实验原理实验原理 某些化学试剂能够使生物组织中的有关有机化合物产生某些化学试剂能够使生物组织中的有关有机化合物产生 特定的颜色反应。特定的颜色反应。还原糖斐林试剂还原糖斐林试剂 砖红色沉淀砖红色沉淀苏丹苏丹染液染液橘黄色橘黄色苏丹苏丹染液染液红色红色蛋白质蛋白质+双缩脲试剂双缩脲试剂紫色紫色脂肪脂肪蛋白质双缩脲试剂蛋白质双缩脲试剂紫色紫色2.实验流程实验流程(1)还原糖的检测和观察还原糖的检测和观察(2)脂肪的检测和观察脂肪的检测和观察方法一：花生种子匀浆方法一：花生种子匀浆3滴苏丹滴苏丹染液染液橘黄色橘黄色方法二：方法二：(3)蛋白质的检测蛋白质的检测3.斐林试剂与双缩脲试剂的比较分析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液液颜色反应颜色反应条件条件需加热需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具有两个以上肽键的化合物在碱性条件下与物在碱性条件下与Cu2反应生成络合物反应生成络合物颜色颜色砖红色砖红色紫色紫色浓度浓度乙液乙液CuSO4浓度为浓度为0.05g/mLB液液CuSO4浓浓度度为为0.01g/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浓度都浓度都是是0.1g/mL