2022届高三一轮复习生物：专题二 细胞的元素组成和细胞中的无机物 知识总结.docx

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1、专题二 细胞的元素组成和细胞中的无机物【专题知识框架】一、生物界与非生物界的统一性和差异性1、统一性：组成细胞的化学元素在无机自然界中都能找到，没有一种元素是细胞特有的。2、差异性：组成细胞的元素在细胞内和无机自然界中相对含量大不相同。 正确理解： （1）生命是物质的，在细胞内不存在非物质的“活力”因素，也没有特殊的“生命元素”。 （2）细胞中的元素实际上都是从无机自然界有选择地吸收而来，在细胞内大多以化合物的 形式存在。 （3）组成细胞的化合物有特殊性，如蛋白质、核酸、多糖等生物大分子具有复杂的结构， 是生物特有的，它们既是生命赖以存在的物质，也是生命活动的产物。 （3）构成细胞的元素种类和

2、相对含量与无机自然界大不相同。如无机自然界能找到元素周 表中的118个元素，而细胞中的元素常见的只有20多种。二、组成细胞的元素组成细胞的常见化学元素有20多种。按照含量多少可以分为：1、大量元素：占生物体总重量万分之一以上的元素，如C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。2、微量元素：含量很少，是维持生命活动不可缺少的元素。如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。 在大量元素中，根据含量及作用的不同，又分为： （1）基本元素：C、H、O、N （无论干重还是鲜重，C、H、O、N都是含量最多的） （2）主要元素：C、H、O、N、P、S （共占细胞总量的97%以上） （3）最基本元素：C （在干重

3、中C的含量达到55.99%，生物大分子以碳链为基本骨架）总结：（1）在组成细胞的元素中，占鲜重（有水）百分比前四位的依次是OCHN；占干重（无水）百分比前四位的依次是CONH。（2）大量元素、微量元素是根据元素的含量划分的。无论是大量元素还是微量元素，都是生物体必需的元素。（3）不同种生物含有的元素种类大体相同，但含量相差很大，同一生物不同组织细胞中各元素的含量也不相同。（4）几种重要化合物的元素组成（5）S是蛋白质的特征元素，P是DNA/RNA的特征元素。三、组成细胞的化合物 组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在。总结：（1）含量最多的化合物是水，含量最多的有机化合物是蛋白质。（2）占细

4、胞鲜重最多化合物的是水，占细胞干重最多的化合物是蛋白质。（3）不同生物组织的细胞中，各种化合物的含量是有差异的。如梨的果实中含糖类和水多， 而叶片中糖类较少。（4）应控制无机盐、糖类、脂质的过量摄入（它们在细胞中含量极少），膳食中适当添加必需 氨基酸。四、细胞中的水1、水在细胞中的含量形式自由水结合水定义细胞中绝大部分的水呈游离状态，可以自由流动，叫作自由水一部分水与细胞内的其他物质相结合，叫作结合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，有溶解性，可参与物质代谢与蛋白质、多糖等物质结合，失去流动性和溶解性，功能（1）细胞内良好的溶剂；（2）参与生物化学反应

5、；（3）为细胞提供液体环境；（4）运送营养物质和代谢废物。细胞结构的重要组成成分（1）生物体内水分的含量一般为60%95%，是各种化学成分中含量最多的。（2）不同种生物，体内含水量不同。水生生物体内的含水量比陆生生物多，如水母的含水量 可达97%。（3）同一生物，不同器官、组织含水量不同。如心肌含水79，血液含水82%，且代谢旺盛 的器官、组织含水量较多。（4）同一生物，不同生长发育阶段含水量不同。幼儿期成年期老年期；幼嫩部位成熟 部位（5）病毒基本不含水，一切生物都离不开水。2、水在细胞中的存在形式3、自由水和结合水的关系 （1）自由水和结合水相互转化 一般与温度有关，温度升高，结合水转化为

6、自由水，温度降低，自由水转化为结合水。 实例： 水果放入冰箱冷藏时，部分自由水转化为结合水。 越冬作物在冬天来临前，部分自由水转化为结合水，防止气温过低导致胞内结冰。 鸡蛋清液态胶状-结合水，变质流出水-自由水。（2）水分与新陈代谢、生物抗逆性的关系 细胞中自由水含量越高，新陈代谢越旺盛，抗逆性越小；细胞中结合水含量越高，抗 逆性越大，新陈代谢越缓慢。（自由水主生长，结合水主抗性）。 实例： 将种子晒干便于储藏-减少自由水使其新陈代谢减弱。 晒干的种子浸泡后可以萌发-种子吸入自由水，新陈代谢加强。 将晒干的种子放在试管中烘干，试管内壁出现水珠-部分结合水转化为自由 水散失掉。 烘干的种子浸泡吸

7、水不能萌发-结合水是细胞结构的重要组成成分。4、自由水的产生与利用 （1）产生水的生理活动及场所（多为合成反应） 有氧呼吸第三阶段（线粒体内膜）； 暗反应（叶绿体基质）；（合成淀粉） ATP的合成（叶绿体类囊体薄膜、线粒体内膜、线粒体基质、细胞质基质）； 单糖合成多糖（肝脏细胞、肌肉细胞、植物细胞）； 氨基酸脱水缩合（核糖体）； DNA分子的复制、转录（主要是细胞核、其次是线粒体、叶绿体）。 （2）利用水的生理活动及场所（多为分解反应） 有氧呼吸第二阶段（线粒体基质）； 光反应（叶绿体类囊体薄膜）；（水的光解） ATP的水解（叶绿体基质、细胞质基质）； 肝糖原水解（肝脏细胞）； 淀粉、蛋白质、

8、脂肪的消化（消化道）； DNA、RNA的水解。五、细胞中的无机盐1、含量：占细胞鲜重的1%1.5%2、存在形式：多数无机盐以离子形式存在，少数与化合物结合（结合后的无机盐仍是离子）。 阳离子：Na、K、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等 阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等3、生理功能（1）细胞和生物体内某些复杂化合物的重要组成成分。如Mg2+是叶绿素的重要组成成分，Fe2+ 是血红蛋白（的血红素分子）的重要组成成分、PO43-组成ATP、DNA、RNA、磷脂。（2）对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用。 静息电位：K外流，动作电位：Na内流，Na缺乏神经、肌肉细胞

9、兴奋性降低，无力。 血液Ca2+含量低抽搐，Ca2+含量过高肌无力； 骨骼Ca2+含量低佝偻病（幼儿）、骨质疏松（成年人） 幼儿缺I呆小症，成人缺I地方性甲状腺肿（3）维持细胞的渗透压。 细胞外液的渗透压90%以上来自Na、Cl-，细胞内液渗透压由K维持。（4）维持细胞的酸碱度。 无机盐作为缓冲物质，调节酸碱平衡，如NaHCO3/H2CO3、Na2HPO4/NaH2PO4 血浆中NaHCO3含量减少会造成酸中毒，H2CO3含量减少会造成碱中毒。4、确定无机盐X是否是植物必需的实验方案 用完全培养液培养植物，作对照组（不能用土壤或沙土等基质） 用缺乏无机盐X的“完全培养液”培养植物，作为实验组

10、为增强实验说服力，可设置为实验组加入无机盐X，使实验组自身形成前后对照。实验 组处理前为对照组，处理后为实验组。六、检测组织中的糖类、脂肪、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化合物发生特定的颜色反应。2、还原糖：分子结构中一般具有游离醛基，具有还原性的糖，如葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳 糖、半乳糖（蔗糖不是还原糖，甘蔗、甜菜块根不可作为鉴定还原糖的材料）3、双缩脲与双缩脲试剂的区别 双缩脲（NH2-CO-NH-CO-NH2）是两个分子尿素经180左右加热，放出一个分子 氨（NH3）后得到的产物。（可与双缩脲试剂反应呈紫色，至少两个肽键） 双缩脲试剂是由双缩脲试剂A液和双缩脲试剂

11、B液两种试剂组成。4、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0.1g/mlNaOH溶液0.05g/mlCuSO4溶液0.1g/mlNaOH溶液0.01g/mlCuSO4溶液鉴定物质还原糖蛋白质反应原理新配制的蓝色Cu(OH)2溶液被还原糖还原为Cu2O沉淀肽键在碱性环境下与双缩脲试剂中的Cu2+发生反应生成紫色络合物，因此双缩脲试剂可检测蛋白质和多肽。使用方法甲乙液等量均匀混合后使用先加A液1ml，摇匀，再加B液4滴，摇匀反应条件50-65水浴加热（若不加热则无转红色沉淀）不需加热反应现象蓝色砖红色沉淀蓝色紫色5、选材： （1）材料本身颜色浅，以免对实验结果产生干扰。

12、 （2）材料应含有丰富的相关物质，使现象更显著。(所检测物质含量越多，颜色越明显)6、对照组的设置与否 物质检测实验一般不设立对照实验，若需设立对照实验，对照组应加入成分已知的物质，如验证唾液淀粉酶是蛋白质，对照组可加入稀释的鸡蛋清。待测物质材料选择常用试剂检测步骤特殊之处实验现象还原糖梨匀浆、白萝卜匀浆、苹果匀浆（颜色浅的材料）斐林试剂（甲液：0.1g/ml NaOH溶液，乙液：0.05g/mlCuSO4溶液）选材制备组织样液加斐林试剂水浴加热（50-65或煮沸）观察现象斐林试剂甲液、乙液现配现用，等量混匀；需水浴加热蓝色砖红色沉淀脂肪花生子叶（不能用花生油）苏丹III染液选材切片制片加苏丹III染色50%酒精去浮色镜检（先低倍镜后高倍镜）（脂肪位于胞内）需使用高倍镜橘黄色蛋白质豆浆、稀释蛋清液（防止黏附试管壁）、鲜肝提取液双缩脲试剂（A液：0.1g/ml NaOH溶液，B液：0.01g/mlCuSO4溶液）选材制备组织样液加双缩脲试剂A液摇匀加双缩脲试剂B液4滴观察颜色先加双缩脲试剂A液创造碱性环境，再加几滴双缩脲试剂B液浅蓝色紫色淀粉马铃薯粉、面粉碘液选材制备组织样液加碘液观察颜色无蓝色DNA菜花、香蕉、洋葱、鸡的红细胞等二苯胺试剂选材破碎细胞粗提取 DNA溶解（2mol/L NaCl）加入二苯胺试剂沸水浴后冷却静置观察颜色需沸水浴加热蓝色