第2讲　细胞中的元素和化合物·细胞中的无机物

1．组成细胞的元素 (1)大量元素： 等。 (2)微量元素： 等。 (3)来源：有选择地从 中获得。 (4)存在：大多以 的形式存在。 C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo 无机自然界 化合物

※判断改错 (1)生物界和非生物界在元素组成的种类和含量上都相同(×) 【提示】　生物界的组成元素在非生物界都能够找到，但在含量上有很大差别。 (2)微量元素在生物体内含量很少，因此可有可无(×) 【提示】　微量元素含量虽少，但其生理作用却不可替代。 (3)组成细胞的元素都以化合物的形式存在(×) 【提示】　组成细胞的元素大多数以化合物的形式存在。 (4)占细胞鲜重最多的化合物是水，占细胞鲜重最多的有机化合物是蛋白质，占细胞干重最多的化合物是蛋白质(√)

【答案】　①－b－Ⅰ　②－d－Ⅲ　③－a－Ⅱ　④－c－Ⅳ

1．细胞中的水 2.细胞中的无机盐 (1)含量：很少，占细胞鲜重的 。 (2)存在形式：绝大多数以 的形式存在，少部分是细胞内复杂化合物的组成成分。 (3)功能：维持细胞和生物体的 ，维持细胞的 平衡等。 1%～1.5% 离子 生命活动 酸碱

1．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 【解析】　本题考查元素和化合物的种类及含量。组成人体细胞的主要元素含量由多到少依次是O、C、H、N、P、S；组成细胞的化合物中占鲜重最多的是H2O，其次是蛋白质；占细胞干重最多的化合物是蛋白质，蛋白质的主要组成元素为C、H、O、N，且具有多样性；而生物界与非生物界的统一性是指两者在元素种类上大体相同，并非指元素的含量相同。 【答案】　C

2．对于生物体内自由水的叙述不正确的是(　　) A．生物体代谢旺盛时含量最丰富的物质 B．不发生化学反应 C．生物体内各种反应的介质 D．植物越冬时，自由水含量降低 【解析】　自由水是可以参与代谢的，以游离形式存在的水，代谢旺盛时含量多，可以作为各种反应的介质，还可作为水解反应、光合作用及细胞呼吸的反应物。进入冬季，部分自由水转化为结合水使自由水含量降低，抗寒能力增强。 【答案】　B

3．(2012·惠州模拟)下列关于无机盐的叙述，错误的是(　　) A．细胞中的某些无机盐离子对维持细胞的酸碱平衡具有一定作用 B．Mg2＋是叶绿素的成分之一，缺Mg2＋影响光合作用 C．细胞中的无机盐大多数以化合物形式存在，如CaCO3构成骨骼、牙齿 D．碘是合成甲状腺激素的原料，所以常在食盐中加碘 【解析】　Mg2＋是叶绿素的成分之一，缺Mg2＋影响叶绿素的形成，从而影响光合作用；细胞中的无机盐大多数以离子形式存在。 【答案】　C

4．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__________，牛奶中这种营养成分与NaOH、CuSO4溶液反应呈__________色。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。 (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】　(1)奶粉中最主要的营养成分是蛋白质，另外，还有糖类、脂肪、无机盐等成分。检测蛋白质用双缩脲试剂，呈紫色，双缩脲试剂用NaOH和CuSO4溶液配制而成。 (2)检测淀粉，用碘液，呈蓝色。检测脂肪用苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)，呈橘黄(或红)色。 【答案】　(1)蛋白质　紫　N (2)碘液　蓝　苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)　橘黄(或红)

1.细胞中水的作用 2．水的含量与代谢 (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身体里水的含量约为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。

1．(2012·佛山模拟)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】　A

1.存在形式 多数以离子的形式存在，少数以化合物的形式存在。 2．生理功能

3.几种无机盐的功能及含量异常病

2．(2011·沈阳测试)下列关于无机盐在生物体中功能的叙述错误的是(　　) A．镁是叶绿体中参与光合作用的各种色素的组成元素 B．人体缺铁会影响正常的有氧呼吸功能 C．人体血液中Ca2＋浓度太低，会出现抽搐症状 D．细胞中的某些无机盐离子对维持细胞的酸碱平衡具有一定作用 【解析】　镁是构成叶绿素的元素。人体缺铁会影响血红蛋白的合成，从而影响有氧呼吸功能。人体血液中Ca2＋浓度太低，会出现抽搐症状。细胞中的某些无机盐离子(如HCO)对维持细胞的酸碱平衡有一定作用。 【答案】　A

考向　细胞中水和无机盐的作用 1．细胞中水和无机盐的作用在高考中不容忽视，特别是关于无机盐存在形式、作用的考查一直是高考中的热点，如2011年江苏高考T21、上海高考T13。 2．预计2013年高考对于水分和无机盐的考查，还将集中在水分和无机盐的生理作用上，题型主要为选择题。

(2011·江苏高考)研究发现，砷(As)可以富集在植物体内，转化为毒性很强的金属有机物，影响水稻的株高、根长和干重；加P(与As原子结构相似)处理后水稻茎叶和根中P含量增加、As含量相对减少，水稻生长加快，干重增加。对此现象的解释不合理的是 (　　) A．As在水稻细胞内富集，由细胞膜的结构特点决定 B．As进入水稻细胞，导致有关酶失去活性，影响细胞代谢 C．P影响As的吸收，与细胞膜上的载体种类和数量有关 D．P是构成磷脂、核酸和ATP的重要元素，能促进水稻生长发育 【解析】　(1)As在水稻细胞内富集，是由细胞膜具有选择透过性的功能特点决定的，A项错误。(2)As进入水稻转化成毒性很强的金属有机物，从而破坏酶的活性，影响水稻代谢活动，影响水稻代谢活动，影响株高、根长和干重，B项正确。(3)影响主动运输的因素为能量和载体，两者所处的环境相同，则能量相同，因此加P后，As的含量减少，说明运输两种离子的载体相同，P占据了大量载体，导致As的吸收减少，C项正确。(4)磷脂、核酸和ATP都含有P元素，故可促进水稻生长发育，D项正确。 【答案】　A

说明：①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。 ②实验组加入X盐的目的是二次对照，使实验组前后对照，以增强说服力。

实验2.检测生物组织中的还原糖、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。 (2)脂肪＋苏丹Ⅲ染液―→橘黄色 脂肪＋苏丹Ⅳ染液―→红色 (3)蛋白质＋双缩脲试剂―→紫色

2．实验流程 (1)还原糖的检测和观察 选材：含糖量较高、白色或近于白色的植物组织 结论：可溶性还原糖与斐林试剂在加热的过程中生成砖红色沉淀，说明组织样液中有可溶性还原糖

(2)脂肪的检测和观察 方法一：花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ染液→橘黄色 方法二： 取材：花生种子(浸泡)，将子叶切成薄片

3．疑难点拨 (1)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。 ②脂肪的鉴定实验中，实验材料最好选择花生种子。新鲜的花生种子，可不必浸泡，干种子浸泡3～4 h最适宜切片(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，动物材料常用鸡蛋蛋白。

(2)斐林试剂与双缩脲试剂的比较分析

1．下列关于实验操作步骤的叙述中，正确的是(　　) A．用于鉴定可溶性还原糖的斐林试剂甲液和乙液，可直接用于蛋白质的鉴定 B．脂肪的鉴定需要用显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪粒 C．鉴定可溶性还原糖时，要加入斐林试剂甲液摇匀后，再加入乙液 D．用于鉴定蛋白质的双缩脲试剂A与B液要混合均匀后，再加入含样品的试管中，且必需现混现用 【解析】　用于鉴定可溶性还原糖的斐林试剂甲液和乙液，混合后，可用于葡萄糖的鉴定；脂肪的鉴定需要借助于显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪粒；蛋白质的检测，先向试管注入适量待测组织样液，再向试管注入双缩脲试剂A液适量，摇匀，接着再注入B液适量，摇匀，然后观察。 【答案】　B

2．(2010·广东高考)假设你去某饲料研究所进行课外实践活动，需要完成以下任务： (1)选用恰当的试剂检测某产品中是否含有蛋白质。提供的试剂有：①碘液，②苏丹Ⅲ溶液，③双缩脲试剂，④斐林试剂。你选用的试剂应该是____；蛋白质与相应试剂反应后，显示的颜色应为___。 (2)完善以下实验设计并回答问题。

①实验组6中，Ⅰ应该为__________，原因是__________；Ⅱ应该为__________，原因是__________。 ②要直观和定量地反映小鼠的生长情况，可以测量小鼠的__________和__________。 【解析】　(1)蛋白质的鉴定试剂一般为双缩脲试剂，蛋白质遇双缩脲试剂呈紫色。碘液鉴定淀粉，呈蓝色；苏丹Ⅲ溶液鉴定脂肪，呈橘黄色；斐林试剂鉴定还原糖，呈砖红色。(2)①该实验中，自变量为饲料种类，则实验组6中Ⅰ为普通饲料，内含植物蛋白和基础饲料，为本实验提供条件对照；饲养时间在本实验中属于无关变量，对照实验中应控制无关变量适宜且相同，以免影响实验结果，因此Ⅱ为21天。②小鼠的体重和体长是直观反映小鼠生长情况的指标，且能定量测定。 【答案】　(1)③　紫色 (2)①普通饲料　需要普通饲料作对照　21　饲养时间相同，实验结果的比较才有意义　②体重　体长

1．(2011·上海高考)生长在含盐量高、干旱土壤中的盐生植物，通过在液泡中贮存大量的Na＋而促进细胞吸收水分，该现象说明液泡内Na＋参与(　　) A．调节渗透压　　　　　　B．组成体内化合物 C．维持正常pH D．提供能量 【解析】　液泡内的各种矿质离子、酸、碱等能够参与调节细胞液的渗透压，盐生植物液泡中贮存大量的Na＋，增大了细胞液的渗透压，吸水能力增强。 【答案】　A

2．(2010·上海高考)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．腺苷三磷酸和核糖核酸 D．胆固醇和血红蛋白 【解析】　纤维素属于糖类，其基本组成元素是C、H、O，尿素的组成元素是C、H、O、N，A项错误；脂肪酸属于脂质，基本组成元素是C、H、O，磷脂的组成元素是C、H、O、N、P，B项错误；ATP和RNA的基本组成元素均为C、H、O、N、P，C项正确；胆固醇属于脂质，其基本组成元素为C、H、O，血红蛋白属于蛋白质，其组成元素为C、H、O、N、Fe，D项错误。 【答案】　C

3．(2008·山东高考)从细胞膜上提取了某种成分，用非酶法处理后，加入双缩脲试剂出现紫色；若加入斐林或班氏试剂并加热，出现砖红色。该成分是(　　) A．糖脂 B．磷脂 C．糖蛋白 D．脂蛋白 【解析】　由三大类有机物的鉴定实验可知，蛋白质可与双缩脲试剂发生紫色反应，还原糖可与斐林试剂作用产生砖红色沉淀，因此该成分中同时含有糖类和蛋白质，即该成分为糖蛋白。 【答案】　C