教育最新K122018-2019学年高中生物 第二章 组成细胞的分子 第1节 细胞中的元素和化合物学案 新人教版必修1
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小学+初中+高中
小学+初中+高中 第1节 细胞中的元素和化合物
学习目标 知识概览(教师用书独具)
1.认识生物界与非生物界的统一性和差异性。
2．简述组成细胞的元素与化合物的种类、含量。(重点)
3．尝试检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。(重难点)
[自 主 预 习·探 新 知]
一、组成细胞的元素
1．生物界与非生物界的统一性和差异性
(2)原因：组成细胞的元素是生物体有选择地从无机自然界获取的。
2．组成细胞的元素的种类和含量
(2)含量
①占人体细胞鲜重最多的元素是O。
②占人体细胞干重最多的元素是C。
二、组成细胞的化合物
1.
2．含量
(1)细胞中含量最多的化合物是水。
(2)细胞中含量最多的有机化合物是蛋白质。 小学+初中+高中
小学+初中+高中 (3)细胞中占干重最多的化合物是蛋白质。
三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1．实验原理[连线]
检测物质 使用试剂 颜色变化
①葡萄糖 a．苏丹Ⅲ(Ⅳ)染液 Ⅰ.砖红色沉淀
②马铃薯汁 b．斐林试剂 Ⅱ.橘黄色(红色)
③花生子叶 c．双缩脲试剂 Ⅲ.蓝色
④鸡蛋清 d．碘液 Ⅳ.紫色
提示：①－b－Ⅰ ②－d－Ⅲ ③－a－Ⅱ ④－c－Ⅳ
2．实验材料的选择
①苹果 ②花生种子 ③豆汁 ④梨 ⑤鸡蛋清 ⑥甘蔗汁 ⑦马铃薯匀浆 ⑧芝麻种子 ⑨西瓜汁 ⑩花生种子匀浆
请将适合的材料编号填到下面横线上：
(1)还原糖检测①④。
(2)脂肪检测②⑩。
(3)蛋白质检测③⑤。
(4)淀粉检测⑦。
3．实验流程
(1)还原糖的检测和观察
(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： 小学+初中+高中
小学+初中+高中
(3)蛋白质的检测和观察
[基础自测]
1．判断对错
(1)生物界和非生物界的统一性体现在所含化学元素的种类上。( )
(2)大量元素在细胞内作用重大，微量元素在细胞中的作用微小。( )
(3)占细胞干重含量最多的化学元素是C。( )
(4)还原糖与斐林试剂在水浴加热条件下可产生紫色沉淀。( )
(5)斐林试剂是由甲液和乙液等量混合均匀后使用。( )
(6)双缩脲试剂使用时先加B液，摇匀后加A液。( )
提示：(1)√
(2)× 大量元素和微量元素是按照含量划分的，微量元素的作用并不小。
(3)√
(4)× 应为砖红色沉淀。
(5)√
(6)× 应先加A液，摇匀后再加B液。
2．“黄金搭档”维生素片中含Ca、Fe、Zn、Se等元素，其中属于组成生物体的大量元素的是( )
【导学号：92172013】
A．Ca B．Fe
C．Zn D．Se
[答案] A
3．将面团用纱布包裹在清水中搓洗，鉴定黏留在纱布上的黏稠物质和洗出的白浆所用小学+初中+高中
小学+初中+高中 的试剂分别是( )
【导学号：92172014】
A．碘液、苏丹Ⅲ染液 B．双缩脲试剂、碘液
C．斐林试剂、碘液 D．碘液、斐林试剂
[答案] B
(备选习题)
大海中的水母、海带，陆地上的蜥蜴、小草等都是生物，都是由细胞构成的。这些生物细胞中含量最多的有机物是( )
A．水分 B．蛋白质
C．脂质 D．糖类
[答案] B
[合 作 探 究·攻 重 难]
细胞中的元素和化合物
[思考交流]
1．为什么组成细胞的化学元素在无机自然界都能找到，而组成细胞的元素含量与无机自然界又大不相同？
提示：组成细胞的元素是生物体有选择地从无机自然环境中吸收的。
2．为什么占人体细胞鲜重最多的元素是O，而占干重最多的是C?
提示：在鲜重情况下，组成细胞最多的化合物是H2O，而干重情况下所含的成分主要是有机物。
3．不同细胞中化合物的含量都一样吗？请举例说明。
提示：不一样。如植物的叶肉细胞、果实细胞和种子细胞中通常含有较多的糖类、脂质和蛋白质。又如禾谷类的果实、种子中含淀粉(多糖)较多；花生、芝麻种子中含脂质多；大豆种子中含蛋白质多等等。
(教师用书独具)
大量元素和微量元素划分的依据是什么？微量元素是否可有可无？请举例说明。
提示：划分依据是含量的多少。微量元素不可缺少，否则机体就会出现异常，如Fe是人体血红蛋白的重要组成元素，缺Fe会患缺铁性贫血。
1.组成细胞的元素种类和含量
(1)大量元素和微量元素划分的依据是含量，而不是生理作用。 小学+初中+高中
小学+初中+高中 (2)生物体内含有的元素不一定是生物所必需的元素，如Pb。
(3)主要元素占人体细胞鲜重比例是O＞C＞H＞N＞P＞S，而占人体细胞干重比例是C＞O＞N＞H＞P＞S。
2.元素的统一性和差异性
3.细胞中的化合物的种类及含量
组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在，其种类及相对含量如下：
易错提醒：有关组成细胞元素的两点提醒
(1)细胞中的元素含量比例中“鲜重”≠“干重”：O在细胞鲜重中含量最多，C在细胞干重中含量最多。
(2)大量元素和微量元素都是生物体所必需的，但生物体内含有的元素不一定都是必需元素，如Pb。
[活学活用]
1．牛通过吃草获得化合物和元素，那么牛和草体内的各种化学元素( )
【导学号：92172015】
A．种类差异很大，含量大体相同
B．种类和含量差异都很大
C．种类和含量都是大体相同的
D．种类大体相同，含量差异很大
D [不同生物体的细胞内元素种类大体相同，含量相差较大。]
2．人体内的微量元素的含量甚微，但是对人体的健康却起着重要作用。下列各组元素全部是微量元素的是( )
【导学号：92172016】
A．I、K、O、S B．B、Mo、Fe、Zn、Cu
C．N、H、O、P、C D．Fe、Ca、Cu、Mg、C 小学+初中+高中
小学+初中+高中 B [观察比较可知，选项A中有O、S、K三种大量元素，选项B中全部都是微量元素，选项C中全部为大量元素，选项D中有C、Mg、Ca三种大量元素。]
生物组织中有机物的检测
[思考交流]
1．还原糖、蛋白质的鉴定实验中，在加相应试剂鉴定之前，为什么要留出一部分组织样液？
提示：留出一部分组织样液的目的是与鉴定后的样液颜色作对比，以增强实验的说服力。
2．实验材料的选择，遵循什么原则？简要分析。
提示：①材料本身应无色或白色，以免对实验结果产生干扰。
②材料中应富含还原糖、脂肪或蛋白质等相关物质，从而使实验现象明显。
3．蔗糖溶液中加入斐林试剂水浴加热后呈现什么颜色？
提示：蔗糖属于非还原糖，不与斐林试剂发生反应，观察到的现象不是无色，而是浅蓝色[Cu(OH)2的颜色]。
4．斐林试剂与双缩脲试剂成分相同，但在使用时，斐林试剂甲液与乙液必须混合使用，而双缩脲试剂则先滴加A液，再滴加B液，请分析原因。
提示：两个实验的反应原理不同，所以使用方法不同。(1)检测还原糖：反应原理是Cu(OH)2与还原糖反应生成砖红色的Cu2O沉淀，所以先将甲液和乙液混合生成Cu(OH)2后再与还原糖反应。
(2)检测蛋白质：反应原理是肽键在碱性环境中与Cu2＋反应产生紫色络合物，所以先滴加A液的目的是制造碱性环境。
(教师用书独具)
小麦种子萌发时产生淀粉酶，将淀粉水解为麦芽糖、葡萄糖等。小麦种子萌发的最适温度为30 ℃左右(此时产生淀粉酶的速度最快)。取适量小麦种子在20 ℃和30 ℃培养箱中培养4天后，作如下处理：
在3支试管中加入等量斐林试剂并加热至50 ℃左右，摇匀后观察试管中的颜色。结果如何？
提示：甲试管呈浅砖红色，乙试管呈砖红色，丙试管呈蓝色。 小学+初中+高中
小学+初中+高中
1．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 质量浓度为0.1
g/mL的NaOH溶液 质量浓度为0.05
g/mL的CuSO4溶液 质量浓度为0.1
g/mL的NaOH溶液 质量浓度为0.0 1g/mL的CuSO4溶液
鉴定物质 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 50～65 ℃温水浴加热 不需加热，摇匀即可
反应现象 浅蓝色→棕色→砖红色沉淀 紫色
2.实验结果分析
(1)鉴定还原糖，是新配制的Cu(OH)2与还原糖反应，Cu(OH)2被还原为Cu2O(砖红色)。
(2)检测蛋白质的原理是肽键在碱性环境中与Cu2＋反应生成紫色络合物，所以加入双缩脲试剂A液的目的是制造碱性环境。
3．检测生物组织中有机物的注意事项
(1)实验材料的选择
①富含被检测的有机物，易出现明显实验现象。
②材料本身应为白色或近于白色，不干扰实验结果。
(2)操作方面的注意事项
①还原糖检测时，使用水浴加热，试管底部不要触及烧杯底部，以防受热不均匀。
②检测生物组织中的脂肪时，染色时间不宜过长，否则脂肪会溶解在酒精中，使橘黄色消失。
③蛋白质检测时，双缩脲试剂的加入顺序：先加A液，再加B液，而且B液不能过量。目的是先制造碱性环境。若先加B液或B液过量，会生成Cu(OH)2，干扰颜色反应。
[活学活用]
1．关于生物组织中物质检测的实验，叙述正确的是( )
A．检测还原糖时，需用水浴加热
B．选用西红柿果肉作为实验材料来检测还原糖
C．检测脂肪时，将花生子叶染色后，用盐酸洗去浮色
D．检测蛋白质时，将双缩脲试剂的A、B液混合后再加入蛋白质样液中
