《細胞中的元素和化合物》生物課件(新人教版必修1)

第二章組成細胞的分子本章主要內(nèi)容本章包括5節(jié)：細胞中的元素和化合物、生命活動的主要承擔者——蛋白質(zhì)、遺傳信息的攜帶者——核酸、細胞中的糖類和脂質(zhì)、細胞中的無機物，另外還有一個“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)”實驗。在這幾部分內(nèi)容中，“生命活動的主要承擔者——蛋白質(zhì)”是本章的重點內(nèi)容，也是高考的熱點知識?！斑z傳信息的攜帶者——核酸”也是本章的重點，它主要是為后面章節(jié)“遺傳和變異”的內(nèi)容學習打基礎。本章重點掌握DNA和RNA的結構和功能，以及核酸能夠成為遺傳信息攜帶者的原因。對遺傳信息多樣性的結構基礎的探討，我們可以從對蛋白質(zhì)結構多樣性的探討遷移過來。本章介紹的這幾節(jié)內(nèi)容并不是彼此孤立的，而是有著內(nèi)在聯(lián)系的。生物體內(nèi)的任何一種化合物都是由特定的化學元素組成的。本章安排的實驗，則可以鑒定生物組織中某些化合物的存在。本章介紹了組成細胞的蛋白質(zhì)、核酸、糖類、脂質(zhì)等有機物的結構和功能，以及水和無機鹽的作用，為學生學習后續(xù)內(nèi)容，即細胞這個基本生命系統(tǒng)的結構、物質(zhì)的輸入和輸出、能量的供應和利用，以及系統(tǒng)的發(fā)生、發(fā)展和衰亡的過程打基礎。知識結構概括重點難點指導1．構成細胞的基本元素是碳。2．蛋白質(zhì)結構多樣性的原因。3．觀察DNA和RNA在細胞中的分布。4．結合水的概念和無機鹽的作用。學習方法本章介紹了組成細胞的化學元素和化合物的種類、含量及其生理功能。組成細胞的化學元素，大都以化合物的形式存在，所以本章的重點內(nèi)容是關于糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸的結構和功能，尤其是蛋白質(zhì)和核酸這兩種生物大分子化合物，它們分別是生命的主要承擔者和控制者。本章內(nèi)容從分子水平闡述了生命的組成，這些分子組成的細胞是生物體的結構和完成各項生命活動的基礎，所以這部分知識是學習本模塊后面幾章內(nèi)容的基礎。本章內(nèi)容并不是彼此孤立的，而是有著內(nèi)在的聯(lián)系，組成生物體的每一種化合物都是由特定的化學元素組成的，因此只有了解組成生物體細胞的化學元素，才能更好地理解組成生物體的化合物。由于識記性和理解性的內(nèi)容較多，而且基礎性比較強，所以在學習時，一方面要加強記憶，另一方面要注意理解?？梢圆捎帽容^法，將組成細胞的各種化合物，從組成元素、種類、結構(或組成)、功能等方面進行列表比較記憶。高考中本章的考查常以選擇題形式出現(xiàn)，考試熱點為各種化合物的生理功能及蛋白質(zhì)的組成。第一節(jié)細胞中的元素和化合物學習目標1．知識與技能(1)知道組成細胞的主要元素；知道為什么碳元素是構成細胞的基本元素。(2)學會檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)的方法。2．過程與方法(1)通過對C元素的分析，說明有機化合物形成的可能性及必然性，初步培養(yǎng)學生跨學科綜合分析問題的能力。(2)通過對組成細胞中的元素的百分比的分析，通過對不同化合物的質(zhì)量分數(shù)的學習，培養(yǎng)學生理解、思考和分析問題的能力。3．情感態(tài)度與價值觀(1)認同生命的物質(zhì)性。(2)認同生物界在物質(zhì)組成上的統(tǒng)一性。知識列表一、組成細胞的元素種類：細胞中常見的化學元素有____________多種。大量元素：細胞中有些化學元素的含量較多，如C、____________等，稱為大量元素。微量元素：細胞中有些化學元素含量很少，如____________等，被稱為微量元素。主要元素：組成細胞的元素中____________這六種元素的含量最多?；驹兀篲___________是構成細胞的基本元素。最基本元素：____________是構成細胞的最基本的元素。二、組成細胞的化合物組成細胞的化合物分為____________和____________兩大類，前者包括____________和____________，后者包括____________、____________、____________、____________。占細胞鮮重最多的化合物是____________，占細胞干重最多的化合物是____________。三、實驗：檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)1．實驗原理：某些化學試劑能夠使生物組織中的有關有機化合物產(chǎn)生特定的顏色反應。糖類中的還原糖(如____________)，與____________試劑發(fā)生反應，生成____________沉淀。脂肪可以被蘇丹Ⅲ染液染成____________(或被蘇丹Ⅳ染液染成紅色)。淀粉遇碘變____________。蛋白質(zhì)與____________試劑產(chǎn)生____________反應。2．試劑：斐林試劑甲液為質(zhì)量濃度為____________的____________溶液，乙液為質(zhì)量濃度為____________的____________溶液；雙縮脲試劑A液的質(zhì)量濃度為____________的____________溶液，B液為質(zhì)量濃度為____________的____________溶液。3．方法步驟：(1)還原糖的檢測和觀察：取待測組織樣液2mL倒入試管→1mL____________的斐林試劑→50℃～65℃溫水2min→觀察到____________。(2)脂肪的檢測和觀察：方法一：直接染色，向待測組織____________中滴加3滴蘇丹Ⅲ染液，觀察到樣液呈____________。方法二：取材→____________→____________→觀察。(3)蛋白質(zhì)的檢測和觀察：向試管中注入待測組織樣液____________→雙縮脲試劑____________→4滴雙縮脲試劑____________→觀察到呈____________。(4)淀粉的檢測和觀察：用試管取2mL待測組織樣液→碘液2滴→觀察顏色變化。答案：一、20

H、O、N、P、S、K、Ca、Mg

Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo

C、H、O、N、P、S

C、H、O、N

C二、無機化合物有機化合物水無機鹽糖類脂質(zhì)蛋白質(zhì)核酸水蛋白質(zhì)三、1.葡萄糖、果糖斐林磚紅色橘黃色藍色雙縮脲紫色2．0.1g/mL

NaOH

0.05g/mL

CuSO4

0.1g/mL

NaOH

0.01g/mL

CuSO43．(1)甲乙液等量混合均勻后磚紅色沉淀(2)樣液橘黃色切片制片(3)2mL

A液1mL

B液紫色難點解答組成細胞的化學元素可歸納如下圖：最基本元素、基本元素、主要元素、大量元素、微量元素。說明：1.“基本元素”與組成細胞的“主要元素”二者的區(qū)別：基本元素是指構成任何生物體都必需的元素，包括結構最簡單的朊病毒也不例外，也包含有C、H、O、N四種元素；“主要元素”則是指細胞中作用重要，而相對含量又較高的元素：C、H、O、N、P、S，它們大約占細胞總量的97%，所以，“主要元素”中包含了“基本元素”，但二者又不完全等同；細胞的化學元素中又以O含量最多。2．“大量元素”和“微量元素”的區(qū)別是以各種元素在生物體內(nèi)的含量而定的。含量占生物體總量萬分之一以上的就稱為大量元素，以下的就稱為微量元素。特別提示：生物界和非生物界的統(tǒng)一性和差異性1．生物界和非生物界在元素組成上具有統(tǒng)一性，構成生物體的化學元素，沒有一種是生物界特有的。在無機自然界中都可找到，強調(diào)元素的種類。2．生物界和非生物界在元素的含量上具有差異性，如C、H、O三種元素在人體內(nèi)的質(zhì)量分數(shù)為73%左右，但在巖石圈中，其質(zhì)量分數(shù)還不到1%，強調(diào)含量。3．統(tǒng)一性和差異性的區(qū)別(1)統(tǒng)一性具體是指在化學元素的種類和組成上，生物體的元素并沒有特異性，二者之間的元素是可以通過化合物進行物質(zhì)循環(huán)的。(2)差異性重點講述的是各種化學元素在生物界和非生物界中的含量的差異，從哲學的角度來看，這也反映了生物界與非生物界間的對立與統(tǒng)一。例1下圖所示是組成細胞的主要元素及其比例。根據(jù)下圖所示信息完成下列問題。(1)構成細胞的基本元素有____________。(2)組成生物體的最基本元素占原生質(zhì)總量的____________。(3)S元素主要存在于有機化合物的種類是____________。(4)O元素在原生質(zhì)總量中所占比例最大，為什么不是最基本元素？答案：(1)C、H、O、N

(2)18%

(3)蛋白質(zhì)(4)O元素雖然占65%，但由于組成細胞中含量占85%～90%的是H2O，H2O中的O元素的質(zhì)量分數(shù)很高，若去掉H2O，在干重中，C所占比例最大，所以C是最基本元素，而O不是。解析：本題圖為組成人體細胞的主要元素(占細胞鮮重的百分比)，答題時要注意仔細觀察教材的兩幅圖。在鮮重中O占65%，C占18%，H占10%。在干重中C占55.99%，O占14.62%，N占9.33%，H占7.46%。變式訓練1下列幾項中，在生物體內(nèi)含量較少，但是對于維持生物體的正常生命活動必不可少的元素是(

)A．Fe、Mn、Zn、Mg

B．Zn、Cu、Mn、KC．N、S、Cu、MoD．Zn、Cu、B、Mn答案：D解析：按題意，在生物體內(nèi)含量較少，但是必不可少的元素應該是微量元素。組成生物體的大量元素是指：C、H、O、N、S、P、K、Ca、Mg等。微量元素是指：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等，因此正確的選項應該是D。1．細胞中化合物的種類：無機化合物：水和無機鹽有機化合物：糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸2．細胞中化合物的含量(1)含量最多的化合物是：水(2)含量僅次于水的化合物是：蛋白質(zhì)(3)有機化合物中含量最多的是：蛋白質(zhì)(4)占干重含量最多的化合物是：蛋白質(zhì)特別提示：了解各種植物中各種化合物的含量后，便于從植物組織中獲得糖類、脂肪和蛋白質(zhì)來檢測有機化合物的存在。為實驗選材打下基礎。例2下列關于組成細胞的化合物的敘述，正確的是(

)A．在任何生活的細胞中數(shù)量最多的化學元素都是氧B．在活細胞中，各種化合物含量從多到少的順序是：蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、無機鹽、糖類、核酸C．在活細胞中的各種化合物與食物中的各種成分相同D．在不同的細胞中，各種化合物的種類基本相同，含量有所差別答案：D解析：本題考查理解能力，只要掌握化合物的種類、含量及元素的含量，就能回答本題。在活細胞中，數(shù)量最多的化學元素都是氫，相對質(zhì)量最多的化學元素都是氧；在活細胞中，各種化合物含量從多到少的順序是：水、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、無機鹽、核酸、糖類；在活細胞中的各種化合物與食物中的各種成分不完全相同，體內(nèi)各種化合物是利用食物中的各種營養(yǎng)成分重新合成的；在不同的細胞中，各種化合物的種類基本相同，都是水、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、無機鹽、糖類、核酸等，但它們的含量有所差別。變式訓練2過度肥胖者的脂肪組織中占細胞重量50%以上的物質(zhì)是 (

)A．蛋白質(zhì) B．脂肪C．糖類 D．水答案：D解析：只要是活的細胞，無論它是哪種類型，其含量最多的化合物一定是水，蛋白質(zhì)占細胞干重的50%以上，但在鮮活的細胞中只約占7%～10%，脂肪在脂肪組織中盡管含量比在其他組織高，但也不會超過50%，其中水分仍然要比脂肪多。題目“過度肥胖者的脂肪組織”這一前提條件是一個干擾因素。解此類題時，要善于透過現(xiàn)象看本質(zhì)，不要被假象迷惑。1．生物組織中的主要有機分子的鑒別鑒定對象還原糖淀粉脂肪蛋白質(zhì)試劑斐林試劑(或班氏試劑)碘液蘇丹Ⅲ染液(或蘇丹Ⅳ染液)雙縮脲試劑水浴加熱需無無無顏色磚紅色沉淀藍色橘黃色(或紅色)紫色鑒定對象還原糖淀粉脂肪蛋白質(zhì)生物材料含糖量高的白色或近白色的植物組織、尿液馬鈴薯勻漿花生種子、花生種子勻漿豆?jié){、牛奶、雞蛋清、蛋白質(zhì)類酶、鮮肝提取液關于對照設置及加熱：實驗的結論常根據(jù)特定的顏色反應來確定；有時候可不設置對照實驗，若需設立，應增設一組，加入已知的待測物質(zhì)，如驗證唾液淀粉酶是蛋白質(zhì)，對照組可加入稀釋的雞蛋清；注意選擇合適的試劑，并注意試劑使用的特殊要求，如是否需要加熱。2．操作過程及方法(1)還原糖的檢測：①檢測過程：2mL組織樣液→1mL剛配制的斐林試劑→50℃～65℃水浴加熱→觀察顏色變化。②結果：淺藍色→棕色→磚紅色沉淀，說明有還原糖存在。(2)脂肪的檢測：①檢測過程：鏡檢觀察：先用低倍鏡尋找觀察點，再用高倍鏡觀察②結果：視野中有橘黃色顆粒，說明有脂肪存在。(3)蛋白質(zhì)的檢測：①檢測過程：2mL組織樣液→1mL雙縮脲試劑A液→4滴雙縮脲試劑B液→觀察顏色變化。②結果：無色→紫色，說明有蛋白質(zhì)存在。(4)淀粉的檢測：①檢測過程：2mL組織樣液→2滴碘液→觀察顏色變化。②結果：無色→藍色，說明有淀粉存在。3．關于顏色變化的原因(1)還原糖的鑒定原理：生物組織中普遍存在的糖種類較多，常見的有葡萄糖、果糖、麥芽糖和蔗糖。前三種糖的分子內(nèi)都含有游離的具有還原性的半縮醛羥基，因此叫做還原糖；蔗糖的分子內(nèi)沒有游離的半縮醛羥基，因此叫做非還原性糖，不具有還原性。實際上本實驗中，用斐林試劑只能檢驗生物組織中還原糖存在與否，而不能鑒定非還原糖。特別提示：斐林試劑由質(zhì)量濃度為0.1g/mL的氫氧化鈉溶液和質(zhì)量濃度為0.05g/mL的硫酸銅溶液配制而成，兩者混合后，立即生成淡藍色的Cu(OH)2沉淀。Cu(OH)2與加入的葡萄糖在加熱的條件下，能夠生成磚紅色的Cu2O沉淀，而葡萄糖本身氧化成葡萄糖酸。其反應式如下：CH2OH—(CHOH)4－CHO＋2Cu(OH)2→CH2OH—(CHOH)4—COOH＋Cu2O↓＋2H2O用斐林試劑鑒定還原糖時，溶液的顏色變化過程為：淺藍色→棕色→磚紅色(沉淀)。(2)脂肪的鑒定原理：鑒定生物組織中是否含有脂肪時，可用蘇丹Ⅲ染液或蘇丹Ⅳ染液。因為蘇丹Ⅲ染液可將脂肪染成橘黃色，蘇丹Ⅳ染液可將脂肪染成紅色。(3)蛋白質(zhì)的鑒定原理：鑒定生物組織中是否含有蛋白質(zhì)時，常用雙縮脲法，使用的是雙縮脲試劑。雙縮脲試劑的成分是質(zhì)量濃度為0.1g/mL的氫氧化鈉溶液和質(zhì)量濃度為0.01g/mL的硫酸銅溶液，在堿性溶液(NaOH)中，雙縮脲(H2NOC—NH—CONH2)能與Cu2＋作用，形成紫色或紫紅色的絡合物，這個反應叫做雙縮脲反應。由于蛋白質(zhì)分子中含有很多與雙縮脲結構相似的肽鍵，因此，蛋白質(zhì)都可與雙縮脲試劑發(fā)生顏色反應，從而用來鑒定蛋白質(zhì)的存在。4．斐林試劑與雙縮脲試劑的使用(1)斐林試劑與雙縮脲試劑的不同點斐林試劑與雙縮脲試劑都由NaOH和CuSO4組成，但二者有如下三點不同：①溶液濃度不同。斐林試劑中NaOH的濃度為0.1g/mL，CuSO4的濃度為0.05g/mL；雙縮脲試劑中NaOH的濃度為0.1g/mL，CuSO4的濃度為0.01g/mL。②使用原理不同。斐林試劑實質(zhì)是新配制的Cu(OH)2溶液；雙縮脲試劑實質(zhì)是在堿性環(huán)境下的Cu2＋。③使用方法不同。使用斐林試劑時，先把NaOH溶液和CuSO4溶液混合，然后立即使用。使用雙縮脲試劑時，先加入NaOH溶液，然后再加入CuSO4溶液。(2)斐林試劑很不穩(wěn)定，故應將組成斐林試劑的甲液(0.1g/mL的NaOH溶液)和乙液(0.05g/mL的CuSO4溶液)分別配制、儲存，使用時，再臨時配制，將2mL乙液滴入2mL甲液中，配完后立即使用。(3)雙縮脲試劑的使用，應先加試劑A(0.1g/mL的NaOH溶液)，造成堿性的反應環(huán)境，再加試劑B(0.01g/mL的CuSO4溶液)。5．實驗注意問題(1)在鑒定可溶性糖的實驗中，對試管中的溶液進行加熱時，試管底部不要觸及燒杯底部，另外，試管口不要朝向?qū)嶒炚撸悦夥序v的溶液沖出試管，造成燙傷。(2)在蛋白質(zhì)的鑒定實驗中，若用蛋清作實驗材料，必須稀釋，以免實驗后黏住試管，不易洗刷。(3)在鑒定脂肪的實驗中，若用花生種子作實驗材料，必須提前浸泡3h～4h，浸泡時間短了，不容易切片，浸泡時間過長，則組織太軟，切下的薄片不易成形，而且染色時間不宜過長。例3(2009·濟南高三統(tǒng)考)不同的有機物與某些物質(zhì)反應有特殊的顯色反應，實驗中常以此來鑒定不同的有機物，腎小球腎炎病人常伴隨水腫，其尿液(

)A．與二苯胺反應呈藍色B．與斐林試劑反應呈磚紅色C．與蘇丹Ⅲ反應呈橘黃色D．與雙縮脲試劑反應呈紫色答案：D解析：腎小球腎炎病人，腎小球毛細血管壁的通透性增大，大分子蛋白質(zhì)也濾出到原尿中。血漿蛋白減少，血漿滲透壓下降，引起組織水腫。而尿液中含有蛋白質(zhì)，可用雙縮脲試劑鑒定。變式訓練3用斐林試劑鑒定還原糖的實驗中，教材要求必須將斐林試劑的甲液和乙液混合均勻后使用，切勿分別使用，但在實驗過程中，實驗者設想按照不同的使用順序先后使用甲液和乙液及混合后使用。實驗猜想：用斐林試劑鑒定還原糖與其甲液、乙液使用順序、是否混合用無關。實驗設計：為探究以上猜想，實驗按表格的思路設計：試管第1次加入物第2次加入物第3次加入物加熱顏色變化1號2mL蘋果汁0.5mL0.05g/mL的CuSO40.5mL0.1g/mL的NaOH加熱2號2mL蘋果汁AB加熱3號2mL蘋果汁C加熱請回答下列問題：(1)2、3號試管中應加入的物質(zhì)是：A__________，B__________，C__________。(2)1、2、3號試管的設計主要體現(xiàn)了什么樣的實驗設計思想？(3)1號和2號試管相比，實驗變量是__________。(4)理論預測及相關結論：①當出現(xiàn)什么樣的實驗現(xiàn)象時，實驗猜想是正確的？②當出現(xiàn)什么樣的實驗現(xiàn)象時，實驗猜想是錯誤的？答案：(1)0.5mL0.1g/mL的NaOH溶液0.5mL

0.05g/mL的CuSO4溶液0.5mL0.1g/mL的NaOH溶液和0.5mL0.05g/mL的CuSO4溶液的混合液(2)主要體現(xiàn)了對照實驗的設計思想。(3)0.5mL0.05g/mL的CuSO4溶液與0.5mL0.1g/mL的NaOH溶液的加入順序(4)①若1、2、3三支試管均出現(xiàn)磚紅色沉淀現(xiàn)象，說明實驗猜想是正確的。②若1、2、3三支試管不全出現(xiàn)磚紅色沉淀現(xiàn)象，說明實驗猜想是錯誤的。解析：題干中給出的信息是對教材中斐林試劑甲液和乙液使用方法的質(zhì)疑，首先提出假說，然后用實驗去驗證假說的正確與否。在實驗步驟的設計中，1號試管和2號試管對照，驗證斐林試劑中甲液和乙液的使用順序?qū)嶒灥挠绊懀?號試管用的是混合后的甲液和乙液，即新的斐林試劑。從1、2、3號試管的設計中可以看出設計思想是對照實驗的設計。在最后的實驗結果中，若1、2、3三支試管均出現(xiàn)磚紅色沉淀現(xiàn)象，說明實驗猜想是正確的；若1、2、3三支試管不全出現(xiàn)磚紅色沉淀現(xiàn)象，說明實驗猜想是錯誤的。知識延伸1．銀鏡反應檢驗還原糖葡萄糖中含有醛基(—CHO)，因此它具有還原性，是一種還原糖。葡萄糖能與吐倫試劑(硝酸銀加過量的氨水生成的銀氨溶液)發(fā)生銀鏡反應，即葡萄糖可以將銀離子還原為金屬銀。AgNO3＋2NH3·H2O―→Ag(NH3)2OH＋HNO3＋H2O2Ag(NH3)2OH＋C5H6(OH)5CHO―→2Ag＋吐倫試劑葡萄糖銀鏡C5H6(OH)5COOH＋4NH3＋H2O

葡萄糖酸上述反應是檢驗葡萄糖的常用方法。2．檢測生物組織中的脂肪已知脂肪——植物油的預測：取一表面皿或培養(yǎng)皿，加入少量清水，滴入1～2滴植物油使之浮于水面呈較大的圓滴狀。然后在水中加入幾滴蘇丹Ⅲ(蘇丹Ⅲ用量多少視水多少而定，如果水多可多加幾滴，油滴染色會更深些)，輕輕搖動表面皿，可見蘇丹Ⅲ進入油滴。十幾分鐘后，觀察油滴被染成橘黃色，水呈淡紅色。說明脂肪能夠被蘇丹Ⅲ染成橘黃色。檢測生物組織中的脂肪：取花生(或蓖麻、大豆)種子，剝?nèi)シN皮，放在一張白紙上，用解剖刀背壓榨。撥去壓碎的種子，拿起紙，對著光線仔細觀察，如紙上有透明發(fā)亮點。然后用你選擇的鑒定試劑滴于透明發(fā)亮處和紙上的另一處(任選一處，但要與透明發(fā)亮處離開)。觀察并比較兩處顏色。透明發(fā)亮處被染成橘黃色，證明它是脂肪物質(zhì)，說明生物種子中含有脂肪物質(zhì)。3．蛋白質(zhì)含量的測定與純度鑒定測定蛋白質(zhì)混合物中某一特定蛋白質(zhì)的含量通常要用具有高度特異性的生物學方法。如具有酶或激素性質(zhì)的蛋白質(zhì)，可以利用它們的酶活性或激素活性來測定含量；利用抗體——抗原反應，也可測定某一特定的蛋白質(zhì)含量。這些生物學方法的測定與總蛋白質(zhì)測定配合起來，可以用來研究蛋白質(zhì)分離過程中某一特定蛋白質(zhì)的提純程度。蛋白質(zhì)制品純度的鑒定通常采用物理化學的方法，例如電泳分析、沉降分析、擴散分析等。例4(2009·鹽城市高三低調(diào)考)生物組織中還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)三種有機物的鑒定實驗中，以下操作錯誤的是(

)A．可溶性還原糖的鑒定，可用酒精燈直接加熱產(chǎn)生磚紅色沉淀B．脂肪的鑒定實驗中需使用50%的酒精溶液洗去浮色C．用雙縮脲試劑檢測蛋白質(zhì)不需要加熱D．使用斐林試劑和雙縮脲試劑最好是現(xiàn)配現(xiàn)用答案：A解析：本題考查了實驗“生物組織中還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)的鑒定”。還原糖的鑒定中，加入斐林試劑后，用酒精燈水浴加熱煮沸2min左右，在加熱過程中仔細觀察試管中溶液產(chǎn)生的磚紅色沉淀。脂肪的鑒定用蘇丹Ⅲ染液或蘇丹Ⅳ染液，呈現(xiàn)橘黃色或紅色。由于蘇丹Ⅲ或蘇丹Ⅳ可以溶解于酒精，所以用50%的酒精溶液洗去浮色。蛋白質(zhì)的鑒定用雙縮脲試劑，呈現(xiàn)紫色。斐林試劑和雙縮脲試劑使用時都必須現(xiàn)配現(xiàn)用。橫向比較三個實驗，只有脂肪的鑒定需要使用顯微鏡，只有還原糖的鑒定需要加熱。變式訓練4在用雙縮脲試劑鑒定蛋白質(zhì)實驗時，正確的操作是(

)A．2mL蛋白稀釋液先加0.1g/mL的NaOH溶液，再加3～4滴0.01g/mL的CuSO4溶液B．2mL蛋白稀釋液先加3～4滴0.01g/mL的CuSO4溶液，再加入0.1g/mL的NaOH溶液C．2mL蛋白稀釋液，同時加入0.1g/mL的NaOH和0.01g/mL的CuSO4混合液D．在NaOH和CuSO4混合液中加入2mL蛋白稀釋液答案：A解析：雙縮脲試劑的成分是質(zhì)量濃度為0.1g/mL的NaOH溶液和質(zhì)量濃度為0.01g/mL的CuSO4溶液，在堿性溶液(NaOH)中，蛋白質(zhì)能與Cu2＋作用形成紫色的絡合物。在實驗時，應先向蛋白稀釋液中加入0.1g/mL的NaOH溶液，混合均勻，造成一個堿性環(huán)境，然后再加0.01g/mL的CuSO4溶液3～4滴，才能出現(xiàn)紫色反應。若先加入CuSO4，再加NaOH，則容易生成淡藍色的Cu(OH)2沉淀，而對實驗現(xiàn)象有遮蔽作用。易錯解析易錯點：組成細胞的大量元素與微量元素的作用分析：細胞中常見的20多種化學元素是構成生物體所必需的，根據(jù)其含量不同分為大量元素和微量元素。組成細胞的化學元素的重要作用有：(1)組成細胞中的各種化合物。(2)調(diào)節(jié)機體生命活動。大量元素和微量元素都是生物體生命活動所必需的，不同的生物，組成它們的化學元素種類大體相同，但各種元素的含量相差很大。例5幾十年前，新西蘭有一個牧場的大片牧草長勢很弱，有的甚至發(fā)黃枯萎，即使施用了大量的N、P、K肥也無濟于事。后來人們發(fā)現(xiàn)牧場內(nèi)一條被附近一座鉬礦的礦工為抄近路而踩出的小路兩旁的牧草長得綠油油的，非常茂盛。經(jīng)過科學家的化驗和分析，小路兩旁的牧草長得茂盛是因為鉬礦礦工們的鞋子上帶去的鉬粉起的作用，并且知道每公頃牧草只需要150克鉬就足夠了。下列關于這一現(xiàn)象的解釋，最準確的是(

)A．鉬是植物必需的大量元素B．鉬是植物必需的微量元素C．鉬在植物生長發(fā)育過程中的作用可用其他元素替代D．鉬是一種高效肥料，只要有了鉬，植物就能正常生長錯解：D錯解分析：片面夸大元素的作用，從而形成“只要有了鉬，植物就能正常生長”的錯誤觀點。其實，組成細胞的大量元素和微量元素都是生物生命活動所必需的。還有另外一種錯誤認識是微量元素的作用微小，可有可無。本題考查學生對元素的作用和性質(zhì)的分析、判斷能力。從題目提供的材料可以看出，鉬在植物生長發(fā)育過程中的作用是其他元素不能替代的，所以鉬是植物生長發(fā)育必需的元素。再根據(jù)組成生物體的元素的含量的有關知識，可以判斷鉬是植物生長發(fā)育必需的微量元索。正確解答：B課堂練習1．組成玉米和人體的最基本元素是(

)A．氫元素B．氧元素C．氮元素D．碳元素答案：D2．在組成人體細胞的化學元素中，占細胞干重百分比最多的元素是(

)A．OB．HC．ND．C答案：D3．關于物體的組成元素的說法中，正確的是(

)A．糖類、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)都含有C、H、O元素B．糖類、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)都含有相同比例的C、H、O元素C．小麥體內(nèi)的化學元素與自然界中的化學元素在種類和數(shù)量上基本相同D．小麥體內(nèi)的化學元素與玉米體內(nèi)的化學元素在種類和數(shù)量上基本相同答案：A解析：糖類、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)都含有的相同元素是C、H、O，但比例不盡相同，如糖類中C∶H∶O＝1∶2∶1，但脂質(zhì)中H就比糖類中的多得多。4．生活在缺水的沙漠環(huán)境中的仙人掌，其細胞中，含量最多的化合物是(

)A．蛋白質(zhì)B．糖類C．脂肪D．水答案：D解析：本題運用組成細胞中的化合物的含量知識即可作答。在缺水的沙漠環(huán)境中的仙人掌，葉變成刺，減少水分蒸騰，細胞內(nèi)含量最多的化合物仍然是水，約占細胞鮮重的85%以上。5．檢測蘋果中是否有還原性糖，可以選用的試劑是(

)A．碘液B．蘇丹Ⅲ染液C．雙縮脲試劑D．斐林試劑答案：D解析：本題考查檢測生物組織中有機物的實驗原理。碘液用于鑒定淀粉，蘇丹Ⅲ染液用于鑒定脂肪，雙縮脲試劑用于鑒定蛋白質(zhì)，斐林試劑用于鑒定還原性糖。6．根據(jù)生物組織中還原糖、脂肪、蛋白質(zhì)的鑒定實驗，回答問題：(1)其實驗原理是依據(jù)生物組織中的有機物與某些化學試劑所產(chǎn)生的__________反應，鑒定生物組織中某種有機物的存在。(2)鑒定成熟梨果肉內(nèi)存在還原糖所用的試劑是__________，該試劑與細胞內(nèi)可溶性糖中的還原糖如__________發(fā)生作用，形成__________色沉淀，該沉淀物是__________。(3)鑒定花生子葉中存在脂肪，所用試劑是__________，脂肪被該試劑染成__________色。染色后要用體積分數(shù)為50%的酒精洗去浮色，用酒精沖洗的原因是__________。(4)鑒定蛋清中存在蛋白質(zhì)時，為何要充分稀釋？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)做鑒定細胞內(nèi)脂肪的實驗時，實驗材料滴加試劑后的時間不能過長，否則將觀察不到脂肪滴，其原因是________________________________________。答案：(1)特定的顏色(2)斐林試劑葡萄糖、果糖磚紅Cu2O(3)蘇丹Ⅲ染液橘黃蘇丹Ⅲ染液易溶于酒精中(4)如果蛋清稀釋不夠，與雙縮脲試劑發(fā)生反應后會粘固在試管的內(nèi)壁上，不容易徹底反應，試管也不容易清洗(5)蘇丹Ⅲ染液中的酒精會溶解脂肪解析：本題運用還原糖、脂肪、蛋白質(zhì)檢測的實驗原理和注意事項等知識解答。備課信箱教學總結《細胞中的元素和化合物》這一節(jié)，首先在節(jié)的引言中，明確指出自然界的生物體中的元素是生物有選擇地從無機自然界中獲得的，沒有一種元素是細胞特有的。但細胞與非生物相比，各元素的含量又大不相同。說明生物界與非生物界的統(tǒng)一性和差異性內(nèi)容。這部分內(nèi)容較為淺顯，但是結論非常重要，對于學生了解生物的物質(zhì)性具有重要意義。關于組成生物體的化學元素的內(nèi)容，一開始就指出組成生物體的化學元素主要有20多種，緊接著以人體細胞為例，將含量較多的化學元素以及各種元素的含量制成圖形。通過對圖形內(nèi)容的分析，概括出兩點：一是組成人體的基本元素是C、O、H、N；二是組成生物體的各種化學元素，在不同的生物體內(nèi)，含量相差很大，由此進一步說明了大量元素和微量元素的概念和種類。并且強調(diào)指出在大量元素中，C是最基本的元素。關于組成細胞的化合物，首先說明組成生物體的化學元素進一步組成多種多樣的化合物，接著指出組成細胞化合物的種類及各種化合物的質(zhì)量分數(shù)，從而說明它是生物體結構和生命活動的物質(zhì)基礎。對于構成細胞的有機化合物的種類的認識，從日常生活中都已有這方面的知識，比如知道瘦肉含有蛋白質(zhì)較多，水果含有較多的糖類等。如何定性地區(qū)分這些常見的有機物，可通過實驗教學來進行。該實驗最主要是要規(guī)范實驗過程，可通過分組分別來完成一個實驗，然后每一組選出一人來介紹該實驗的過程以及要注意的事項，學會展示成果及共享成果。習題解析一、練習(課本P19)(一)基礎題1．(1)√

(2)×2.3．B(二)拓展題1．細胞是有生命的，它可以主動地從環(huán)境中獲取生命活動需要的元素。這是生物與非生物的區(qū)別之一。2．不能。生命系統(tǒng)內(nèi)部有嚴謹有序的結構，不是物質(zhì)隨意堆砌而成的。二、問題探討(課本P16)通過問題探討知道組成地殼和組成細胞的元素從種類上看有相同性，從質(zhì)量分數(shù)來看有差異性。同為細胞，元素的含量也會有所不同，比如水稻中Si較多，西紅柿中Ca含量較多。三、本節(jié)聚焦(課本P16)1．組成細胞的主要元素是C、H、O、N、S、P、K、Ca、Mg等。主要元素是指在細胞中起重要作用的元素，可以是大量元素也可以是微量元素。2．組成細胞的重要化合物主要有六大類，包括水、無機鹽、糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸。3．檢測生物組織中的這些物質(zhì)常常通過某些化學試劑能夠使生物組織中的有關有機物產(chǎn)生特定的顏色反應來進行。生物組織中的糖類可分為還原性糖和非還原性糖。常用還原性糖可和斐林試劑反應生成磚紅色沉淀來檢驗還原性糖的存在。脂肪可和蘇丹Ⅲ染液或蘇丹Ⅳ染液反應，生成橘黃色或紅色物質(zhì)。蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑發(fā)生反應生成紫色物質(zhì)。四、思考與討論(課本P17)1．有機化合物和無機化合物的區(qū)別主要看它們的分子組成中是否有碳元素，如糖類是有機化合物，由碳、氫、氧三種元素組成；水是無機化合物，由氫、氧兩種元素組成。當然這不是嚴格意義上的區(qū)別。比如二氧化碳雖然含有碳元素，但它的特性和無機物一樣，所以它不是有機物。2．細胞內(nèi)最多的有機化合物是蛋白質(zhì)，無機化合物是水。蛋白質(zhì)是組成生物體的重要物質(zhì)，在生命活動中起重要作用，它既可作為生命活動的實施者又可以作為生命活動的調(diào)節(jié)者；水是生命之源，離開水，生命活動就無法進行。3．植物的葉肉細胞、果實細胞和種子的細胞中通常含有較多的糖類、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。如禾谷類的果實、種子、馬鈴薯等含淀粉(多糖)較多；甘蔗的莖和甜菜的根含蔗糖多；花生、芝麻、向日葵等種子中含脂質(zhì)多；大豆種子中含蛋白質(zhì)多，等等。要想從植物的果實、種子中獲得糖類、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)，就要設法使細胞破碎，再將這些物質(zhì)提取出來。五、實驗(課本P18)討論：1.(略)2．通過交流應該發(fā)現(xiàn)只要所用的材料相同、實驗條件相同，實驗的現(xiàn)象就相同。說明實驗是可重復的。3．通過對檢測的生物材料中有機化合物的分析，發(fā)現(xiàn)材料中的有機化合物種類、含量都不一樣。就是同一種材料中有機物的含量也可能不同。比如蘋果中顏色較鮮艷的有機物的含量就比較多。我們選擇食物的時候就應該多樣化，不要偏食、挑食，以滿足人體對各種物質(zhì)的需要。習題延伸例1(2008·山東理綜)從細胞膜上提取了某種成分，用非酶法處理后，加入雙縮脲試劑出現(xiàn)紫色；若加入斐林試劑或班氏試劑并加熱，出現(xiàn)磚紅色。該成分是(

)A．糖脂 B．磷脂C．糖蛋白 D．脂蛋白答案：C解析：由三大類有機物的鑒定實驗可知，蛋白質(zhì)可與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應，還原性糖可與斐林試劑作用產(chǎn)生磚紅色沉淀，因此該成分中同時含有糖類和蛋白質(zhì)，即該成分為糖蛋白。例2(2008·廣東理基)雙縮脲試劑可以鑒定蛋白質(zhì)，是由于蛋白質(zhì)有(

)A．肽鍵 B．氨基酸C．羧基 D．氨基答案：