时细胞中的元素和化合物细胞中的无机物.ppt

第2课时 细胞中的元素和化合物 细胞中的无机物考纲展示 考纲解读1.水和无机盐的作用 比较自由水与结合水的含量及作用2.检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质大量元素：指含量占生物体总重量万分之一以上的元素。有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。微量元素：指生物生活所必需的。但是需要量却很少的一些元素。如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。细胞中元素根据含量分为:必需元素细胞的基本元素是:细胞的最基本元素是：C、H、O、NC一、组成细胞的元素：11、细胞中的化学元素、细胞中的化学元素组成细胞的化学元素 组成细胞的化合物有机组合 细胞 细胞K K、Ca Ca、Mg Mg 元素Fe Fe、Mn Mn、Zn Zn、Cu Cu、B B、Mo Mo、元素C l Ni C l Ni 元素 元素14 14种 种最基本基本 主要大量微量必需矿质 必需矿质特点：不同生物体内所含 特点：不同生物体内所含元素的种类大体相同，但 元素的种类大体相同，但各元素的含量相差很大 各元素的含量相差很大、P P、S SH H、O O、N NC C 元素 元素 元素2.细胞中元素的存在方式及作用元素 参与形成的物质及结构N 蛋白质、ATP、NADP+、叶绿素、核苷酸等P ATP、NADP+、核苷酸、磷脂Mg 叶绿素的组成成分S甲硫氨酸、半胱氨酸等含硫氨基酸的组成成分；蛋白质的特征元素 FeI动物血红蛋白甲状腺激素等（1）组成化合物挖掘教材 据教材P17图2-1和图2-2可得出如下信息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。对位训练1.科学家在利用无土栽培法培养一些名贵花卉时，培 养液中添加了多种必需化学元素。其配方如下：离子 培养液浓度/molL-1K+1Na+1Mg2+0.25Ca2+1NO3-2H2PO4-1SO32-0.25Zn2+1其中花卉根细胞吸收最少的离子是（）A.Ca2+B.SO32-C.Zn2+D.H2PO4-C2.一种植物和一种哺乳动物体内细胞的某些化学元素含量（占细胞干重的百分比）如下表数据，下列有关叙述正确的是()元素 C H O N P Ca S植物（%）43.57 6.24 44.43 1.46 0.20 0.23 0.17动物（%）55.99 7.46 14.62 9.33 3.11 4.67 0.78A.碳元素的含量说明有机物是干物质的主要成分B.这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 血钙高则会发生肌肉抽搐D.经测定该植物某有机物含C、H、O、N、S，此化 合物可能携带氨基酸进入核糖体A构成细胞的化合物无机化合物有机化合物水无机盐糖类脂质蛋白质核酸二、组成生物体的化合物:生物组织中占鲜重含量最多的化合物是；占干重含量最多的化合物是。水蛋白质三、检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质：1.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特定的颜色反应。（1）还原糖+斐林试剂 砖红色沉淀（2）脂肪+（3）蛋白质+双缩脲试剂 紫色水浴加热镜检苏丹染液 红色镜检苏丹染液 橘黄色2.实验流程（1）还原糖的鉴定 还原性糖与非还原性糖：还原性糖：有还原性基团游离醛基或酮基的糖；如 葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖。非还原性糖：淀粉、纤维素、蔗糖、糖元。鉴定还原糖的试剂：斐林试剂 班氏试剂：即本尼迪克试剂（2）脂肪的鉴定取材：花生种子浸泡34 h，将子叶削成薄片 观察：在低倍镜下寻找到已着色的圆形小颗粒 然后用高倍镜观察 结论：脂肪能被苏丹染液染成橘黄色取最理想的薄片在薄片上滴23滴苏丹染色 23 min去浮色制成临时装片制片（3）蛋白质的鉴定3.实验注意问题（1）实验材料的选择 还原糖的鉴定实验中，最理想的实验材料是含糖量较高的生物组织（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，但不能选用甜菜、甘蔗，因为它们所含的蔗糖是一种非还原糖；马铃薯因含淀粉较多也不能做实验材料；不能选西瓜、血液（含葡萄糖）、含还原糖的绿色叶片等做实验材料，以避免颜色的干扰。脂肪的鉴定实验中，实验材料最好选富含脂肪的种子。蛋白质的鉴定实验中，最好选用富含蛋白质的生物组织，植物材料常用的是大豆，动物材料常用的是鸡蛋的蛋清。(2)做鉴定蛋白质的实验时，在鉴定之前，可以留出一部分样液，以便与鉴定时样液的颜色变化作对比，这样可以增强说服力。(3)蛋白质要稀释主要是防止蛋白质与双缩脲反应后粘固在试管壁上，使反应不彻底，也不易洗刷试管。辨析比较 斐林试剂与双缩脲试剂的比较分析比较项目 斐林试剂 双缩脲试剂不同点使用方法甲液和乙液混合均匀后方可使用，且现配现用使用时先加A液再加B液呈现反应条件需水浴加热 不需加热即可反应反应原理还原糖中的醛基被Cu（OH）2 氧化,Cu（OH）2被还原为Cu2O具有两个以上肽键的化合物在碱性条件下与Cu2+反应生成络合物颜色 砖红色 紫色浓度乙液CuSO4浓度为0.05 g/mLB液CuSO4浓度为0.01 g/mL相同点 都含有NaOH、CuSO4两种成分，且所用NaOH浓度都是0.1 g/mL鉴定物质 实验试剂 实验现象 注意事项RNA淀粉斐林试剂班氏试剂 班氏试剂砖红色 砖红色沉淀试剂现用现配、沸水浴加热苏丹III、IVIII橘黄色 橘黄色IV 红色 红色必须用显微镜观察 双缩脲试剂紫色 紫色先加NaOH,后加CuSO4 甲基绿 绿色 绿色 使用时现配碘液 蓝色操作（见下）黑暗处理对照处理（如遮光）酒精脱色清水冲洗碘液检验颜色鉴定的实验小结还原性糖脂肪蛋 白 质DNA吡罗红 红色使用时现配纠正训练1.下列关于实验操作步骤的叙述中，正确的是（）A.用于鉴定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.脂肪的鉴定实验中需要用显微镜才能看到被 染成橘黄色的脂肪滴 C.鉴定还原糖时，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液与B液要混 合均匀后，再加入含样品的试管中，且必须现 配现用B2.生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质三种有机物的鉴定实验中，以下操作错误的是（）A.只有脂肪的鉴定需要使用显微镜B.用双缩脲试剂检测蛋白质不需要加热C.使用斐林试剂最好是现配现用D.在还原糖的鉴定中，可用酒精灯直接加热产生 砖红色沉淀 D9.（2009广东卷，6）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（）A.B.C.D.待测物质 检测试剂 预期显色结果 DNA 甲基绿 红色 脂肪 苏丹 橘黄色 淀粉 斐林试剂 蓝色 蛋白质 双缩脲试剂 紫色D6.（2008重庆理综，30）在对不同时间大豆种子和幼苗中相关物质定量测定之前，进行了蛋白质含量变化的预测实验，请填充实验原理；判断实验步骤中划线部分是否正确，并更正错误之处；写出实验结果。（1）实验原理：蛋白质，其颜色深浅与蛋白质含量成正比。（2）实验步骤：将三份等量大豆种子分别萌发1、5、9天后取出，各加入适量蒸馏水，研碎、提取、定容后离心得到蛋白质制备液；与双缩脲试剂作用产生紫色反应 取3支试管，编号1、2、3，分别加入等量的萌发1、5、9天的蛋白质制备液；在上述试管中各加入等量的双缩脲试剂A和B（按比例配制）的混合液,振荡均匀后，在沸水 浴中加热观察颜色变化。a:。b:。(3)实验结果：。ab先与双缩脲试剂A混合均匀后，再加入试剂B不加热或直接观察1、2、3号试管中颜色依次加深思维误区警示易错分析 对“检测生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质”实验掌握不到位 1.还原糖鉴定实验材料要求（1）浅色：不能用绿色叶片、西瓜、血液等材料。（2）还原糖含量高：不能用马铃薯（含淀粉）、甘蔗、甜菜（含蔗糖）。解题思路探究 3.唯一需要显微镜脂肪鉴定。4.记准混合后加入斐林试剂；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的浓度不同，所以不能混用。5.非还原糖（如蔗糖）+斐林试剂 现象不是无色而是浅蓝色Cu（OH）2的颜色。四、细胞中的无机物1.细胞中的水（1）存在形式：。自由水和结合水是 的重要组成成分是细胞内的，运送营养 物质和代谢废物参与许多为细胞提供（2）功能细胞结构良好溶剂生物化学反应液体环境2.细胞中的无机盐（1）存在形式：绝大多数以 的形式存在，少数是细胞内 的组成成分。（2）功能：维持细胞和生物体的，维 持细胞的 等。离子复杂化合物生命活动酸碱平衡考点二 细胞中的无机物水和无机盐1.水的含量、分类及生理作用含量 概念 生理作用结合水 4.5%与其它物质结合在一起细胞组成成分自由水 95.5%能够自由流动、以游离状态存在良好溶剂运输作用反应场所原料 2.不同生物的含水量特点（1）细胞和生物体中含量最多的物质（如精肉中的水，沙漠植物中的水）。（2）含水量：水生陆生、幼年成年老年、代谢旺盛代谢缓慢、幼嫩细胞衰老细胞。3.无机盐的生理作用及实例 牙齿、骸骨中的Ca、叶绿素中的Mg、血红蛋白中的Fe、甲状腺激素中的I都是生物体组成的代表实例；血钙含量、Zn2+等主要考查维持生命活动；Na+、Cl-考查维持渗透压；HCO-3、H2PO-4等则考查维持酸碱平衡。4.探究某种元素是否是必需矿质元素的实验设计（参考教材P36中技能训练）知识拓展1.水的存在形式与器官形态的关系 心肌和血液总的含水量差不多，但心肌呈固态，血液呈液态，原因是二者自由水和结合水的比例不同。2.水的存在形式与代谢的关系 若细胞内自由水比例升高，则代谢旺盛，反之代谢缓慢。3.水的存在形式与抗寒性的关系 秋冬季节，蒸腾作用减弱，吸水减少，结合水相对含量升高，因结合水不易结冰和蒸腾，从而使植物抗寒性加强。4.水的存在形式与温度的关系 在活细胞内，受温度的影响，自由水和结合水可相互转化，具体转化如下：即升高温度时，自由水增多，反之，结合水增多。5.种子与水的关系（1）种子晒干时减少的为自由水，但仍能保持生命活性，仍能萌发；试管加热或炒熟则丧失结合水，种子死亡不萌发；种子萌发吸水主要是增多自由水，代谢加强，呼吸作用加快。（2）不同种子亲水能力不同，大豆（主要含蛋白 质）小麦、玉米、大米（主要含淀粉）花生（主要含脂肪）。降低温度升高温度自由水结合水对位训练3.下列有关水的叙述中，错误的是（）参与运输营养物质和代谢废物的水为自由水生物体内的化学反应离不开水水是细胞结构的组成成分之一人体细胞内水的存在形式为结合水和自由水自由水与结合水的比例与新陈代谢的强弱关 系不大不同细胞内自由水与结合水的比例相差不大A.B.C.D.C4.下列关于无机盐的叙述，错误的是()A.缺铁性贫血是因为体内缺乏铁，血红蛋白不能 合成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C题组一：组成细胞的化学元素1.2008年9月查出包括“三鹿”牌奶粉在内的多数乳制品中含有能引起婴幼儿肾结石的三聚氰胺，添加该物质的主要目的是为了增加“蛋白质”含量。请问三聚氰胺中肯定含有的元素是()A.P B.N C.Fe D.Cl 解析 蛋白质的元素组成有C、H、O、N，有的含Fe、S等元素。因此，三聚氰胺中肯定有N元素。考向示例B2.有关生物体细胞组成元素的叙述，错误的是（）A.在不同生物的体细胞内，组成它们的化学 元素种类大体相同 B.组成细胞的最基本元素是C C.在同一生物的不同体细胞内，各种化学元素 的含量相同 D.组成生物体细胞的化学元素，在无机自然界 中都能找到 解析 从元素组成的角度考虑，组成不同生物 的元素种类大体相同，但每种元素的含量不同。C题组二：水和无机盐的功能3.英国医生塞达尼任格在对离体蛙心进行的实验中发现，用不含钙的生理盐水灌注蛙心，其收缩不能维持；用含有少量钙和钾的生理盐水灌注时，蛙心可持续跳动数小时。实验说明钙盐和钾盐（）A.对维持细胞的形态有着重要作用B.是细胞中某些复杂化合物的重要组成部分C.为蛙心的持续跳动提供能量D.对维持生物体的生命活动有重要作用 解析 无机盐的生理功能包括某些化合物的重要组成成分，维护酸碱平衡及维持生物体正常生命活动。从题干信息可看出，钙盐对维持生物体的生命活动有重要作用。D4.植物在冬季来临过程中，随着气温的逐渐降低，体内发生了一系列适应低温的生理生化变化，抗寒力逐渐增强。下图为冬小麦在不同时期含水量和呼吸速率变化关系图。请根据图推断以下有关说法中，错误的是()A.冬季来临过程中，自由水明显减少是呼吸速率 下降的主要原因B.结合水与自由水含量的比值，与植物的抗寒性呈 现明显的正相关C.随着气温和土壤温度的下降，根系的吸水量减 少，组织的含水量下降D.随温度的缓慢降低，植物的呼吸作用逐渐减 弱，有利于减少有机物的消耗解析 从横坐标分析，912月温度降低，而细胞中含水量曲线呈逐渐下降趋势。植物水分运输的主要动力是蒸腾作用，随着温度降低，植物的蒸腾作用减弱，使植物体的水分减少，加上温度降低，使新陈代谢减弱，自由水与结合水的比例减小，植物的抗逆性增强。但呼吸速率下降的主要原因是由于温度过低导致酶活性降低。答案 A题组三：物质鉴定类实验5.（经典高考题）将小麦种子分别置于20和30培养箱中培养4天，依次取等量的萌发种子分别制成提取液和提取液。取3支试管甲、乙、丙，分别加入等量的淀粉液，然后按下图加入等量的提取液和蒸馏水，45水浴保温5分钟，立即在3支试管中加入等量斐林试剂并煮沸2分钟，摇匀观察试管中的颜色。结果是（）A.甲呈蓝色，乙呈砖红色，丙呈无色B.甲呈无色，乙呈砖红色，丙呈蓝色C.甲、乙皆呈蓝色，丙呈砖红色D.甲呈浅砖红色，乙呈砖红色，丙呈蓝色解析 20和30培养条件下相比较，30时淀粉酶的活性相对较高，淀粉酶催化淀粉水解成麦芽糖的速率更快，相同条件下产生的麦芽糖更多。麦芽糖属于还原糖，与斐林试剂反应生成砖红色沉淀，麦芽糖越多显色越明显。斐林试剂本身为蓝色。答案 D