2.1細胞中的元素與化合物課件-高一上學期生物人教版必修1

第1節(jié)細胞中的元素和化合物課前自主預習案課堂互動探究案知識梳理·填準記牢——自主·預習·先知一、組成細胞的元素和化合物1．組成細胞的元素(1)生物界和無機自然界的統(tǒng)一性和差異性①統(tǒng)一性：從化學元素的種類分析，組成細胞的化學元素，在__________中都能夠找到。②差異性：從_________________分析，細胞與無機自然界大不相同。(2)種類：組成細胞的化學元素，常見的有____多種。(3)分類①大量元素(含量較多)：__________________________________等。②微量元素(含量很少)：__________________________________等。無機自然界各種元素的相對含量20C、H、O、N、P、S、K、Ca、MgFe、Mn、Zn、Cu、B、Mo【巧學助記】諧音記憶元素的種類大量元素微量元素2．組成細胞的化合物（1）細胞內(nèi)含量最多的化合物：

。（2）細胞內(nèi)含量最多的有機化合物：

。蛋白質(zhì)有機水水蛋白質(zhì)二、檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)1．還原糖的檢測磚紅色還原糖白色或淺色磚紅色還原糖2．脂肪的檢測（1）檢測原理：脂肪＋蘇丹Ⅲ染液→橘黃色。（2）檢測步驟蘇丹Ⅲ染液50%的酒精3．蛋白質(zhì)的檢測雙縮脲紫色1mL紫色知識應用·強化落實——效果·檢測·定向判斷正誤（正確的打“√”，錯誤的打“×”）（1）Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等是組成細胞的微量元素（）（2）大量元素在細胞內(nèi)作用重大，微量元素在細胞中的作用微?。ǎ?）組成細胞的元素全部以化合物的形式存在（）解析：Ca、Mg是大量元素。解析：大量元素和微量元素是按照含量劃分的，微量元素的作用并不小。解析：組成細胞的元素大多以化合物的形式存在，有些可以以離子形式存在，如K＋?！痢痢粒?）所有細胞中化合物含量都一樣（）（5）還原糖與斐林試劑在水浴加熱條件下可產(chǎn)生紫色沉淀（）（6）斐林試劑是由甲液和乙液等量混合均勻后使用（）（7）雙縮脲試劑使用時先加B液，搖勻后加A液（）××√×解析：不同細胞中化合物含量不同，如小麥種子細胞中糖類含量較高，而花生種子細胞中脂肪含量較高。解析：應為磚紅色沉淀。解析：應先加A液，搖勻后再加B液。課程標準

說出細胞主要由C、H、O、N、P、S等元素構(gòu)成，它們以碳鏈為骨架形成復雜的生物大分子。檢測生物組織中的還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)。素養(yǎng)達成設疑激趣“補鐵、補血效果好！補血口服液”；“健康的體魄，來自于‘點點滴滴’”；“萬丈高樓平地起，層層都是‘鈣’起來”；“聰明伶俐，堅持補鋅，有鋅萬事成，用心媽媽會用鋅”……這是電視上經(jīng)常播放的廣告，請嘗試解釋廣告用語中的科學道理。

鉬屬于微量元素；微量元素也是生物必需的元素，含量雖然很少，但是對生物體一樣具有重要的作用，不可缺少。(2)如圖1是某種牧草細胞中化合物含量的扇形圖，圖2是有活性的牧草細胞中元素含量的柱形圖，請分析回答下列問題：①若圖1表示牧草細胞完全脫水后的化合物含量，則A化合物是什么？

②圖2中a、b、c依次是哪些元素？③研究表明牧草細胞中的化學元素在該處土壤中都能夠找到，由此說明什么？蛋白質(zhì)。活細胞中a、b、c元素依次是O、C、H。說明生物界與無機自然界具有統(tǒng)一性。任務2比較玉米細胞與人體細胞的部分元素及含量(干重，質(zhì)量分數(shù))，回答下列問題：元素玉米細胞人體細胞O44.4314.62C43.5755.99H6.247.46N1.469.33K0.921.09Ca0.234.67P0.203.11Mg0.180.16S0.170.78注：其他元素占細胞干重的質(zhì)量分數(shù)總計小于3%。(1)玉米細胞與人體細胞含量最多的元素種類是否相同，怎樣解釋這種現(xiàn)象？

(2)細胞中有些元素含量很少，如在玉米細胞中，S只有0.17%、Mg只有0.18%，是否意味著這些元素并不重要？

(3)比較玉米與人體細胞元素種類與含量還可以得出哪些結(jié)論？

在玉米細胞和人體細胞中含量最多的四種元素是一樣的，都是C、H、O、N。這是因為玉米和人都是生物，組成它們的主要成分都是水、糖類、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)等物質(zhì)，水中含有H、O，有機物中都含有C、H、O，蛋白質(zhì)中還含有N元素。細胞中有些元素含量雖然很少，但是卻有重要作用，如很多蛋白質(zhì)都含有S，葉綠體中的葉綠素分子含有Mg，如果缺少S或Mg，細胞就不能合成這些蛋白質(zhì)或葉綠素。玉米細胞中氧元素的含量明顯要高于人體細胞，而氮元素的含量明顯又低于人體細胞，這說明玉米細胞和人體細胞中的不同有機物的含量有差別，如玉米細胞中的糖類要多一些，而人體細胞中的蛋白質(zhì)的含量要多一些；鈣元素的含量也有區(qū)別，這與玉米和人體的物質(zhì)和結(jié)構(gòu)組成有關。任務3請嘗試構(gòu)建下列元素的包含關系圖自然界中的元素、組成細胞的元素、大量元素、微量元素、基本元素。任務4根據(jù)已經(jīng)掌握的知識分析，不同生物材料中富含有機物的成分不同，下面的生物材料中，富含糖類、脂肪、蛋白質(zhì)的分別有

、

、

。①玉米種子②牛奶③甘蔗的莖④雞蛋⑤花生種子⑥甜菜的塊根⑦蓖麻種子⑧大豆種子⑨蘋果,①③⑥⑨⑤⑦

②④⑧1.組成細胞的元素的種類和含量基本元素占人體細胞鮮重比例是O＞C＞H＞N，而占人體細胞干重比例是C＞O＞N＞H。2．元素的統(tǒng)一性和差異性3．組成細胞元素的主要作用（1）維持生命活動：如K＋可保持心肌正常興奮性，硼（B）可促進花粉的萌發(fā)和花粉管的伸長。（2）組成化合物：如糖類、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)中都含有C、H、O等元素。【歸納拓展】判斷元素與化合物的四個“明確”【重點筆記】關于元素和化合物的3個易錯點（1）大量元素和微量元素劃分的依據(jù)是含量的多少，而不是生理作用，含量少的不一定不重要。（2）大量元素和微量元素都是必需元素，而生物體內(nèi)含有的元素不一定是生物體所必需的元素，如Pb，這樣的元素含量再多也不是大量元素。（3）分析含量之“最”時，要看清楚是干重還是鮮重，是有機物、無機物還是化合物。如在細胞的鮮重中，含量最多的元素是氧，最多的化合物（無機物）是水，最多的有機物是蛋白質(zhì)；在細胞的干重中，含量最多的化合物（有機物）是蛋白質(zhì)。1．合格考)下列有關組成細胞化學元素的敘述，正確的是(

)A．組成細胞的元素中，C、H、O、Fe的含量很高B．活細胞內(nèi)含量最高的元素是氧C．Mg、Zn、Ca等大量元素是生物體必不可少的D．不同生物體內(nèi)各種化學元素的含量基本相同答案：B解析：組成細胞的元素中，C、H、O、N這四種元素的含量很高，A錯誤；活細胞中含量最多的元素是氧，B正確；Zn是微量元素，C錯誤；不同生物體內(nèi)化學元素的種類大體相同，各種元素含量不相同，D錯誤。2．(合格考)大海中的水母、海帶，沙漠中的仙人掌，陸地上的蜥蜴、小草等生物，都是由細胞組成的。這些生物的細胞中含量最多的化合物、含量最多的有機化合物分別是(

)A．水蛋白質(zhì)B．糖類水C．糖類蛋白質(zhì)

D．水脂質(zhì)答案：A解析：不論生物生活在什么樣的環(huán)境中，一般來說，其細胞中含量最多的化合物是水，含量最多的有機化合物是蛋白質(zhì)。3．(等級考)下表所列為玉米植株和人體內(nèi)含量較多的元素的種類以及各類元素的含量(占細胞干重的質(zhì)量分數(shù)%)據(jù)此表可以得出的結(jié)論正確的是(

)A.組成生物體的化學元素種類基本相同B.同種元素在不同生物體內(nèi)含量基本相同C.組成不同生物體的化學元素種類差異較大D.組成玉米和人體的化學元素在無機自然界中都能夠找到元素OCHNKCaPMgS玉米44.4343.576.241.460.920.230.200.180.17人14.6255.997.469.331.094.673.110.160.78答案：A解析：組成不同生物體的化學元素的種類基本相同，A正確、C錯誤；由表中數(shù)據(jù)可知，同種元素在不同生物體內(nèi)含量相差較大，B錯誤；根據(jù)此表無法得出D結(jié)論，D錯誤。探究點二檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)任務1鑒定還原糖的實驗材料是否可選擇西瓜、番茄、馬鈴薯、甘蔗組織樣液？答案：不可選，西瓜、番茄組織樣液有顏色，甘蔗中主要含的是蔗糖，馬鈴薯中主要含的是淀粉，且這幾種組織樣液含還原糖較少。任務2試歸納斐林試劑和雙縮脲試劑的區(qū)別，并分析下面問題：0.10.05

0.10.01等量1mL4滴不需磚紅紫（1）現(xiàn)有兩瓶沒有標記的尿液樣品，分別是一名糖尿病患者（尿液中含有葡萄糖）和一名腎小球腎炎患者（尿液中含有蛋白質(zhì)）的尿樣，請用所學的知識對其進行區(qū)分。

（2）無糖奶粉中因不含葡萄糖等糖類，受到患糖尿病老年人的喜愛，要檢驗某種無糖奶粉是否合格，可能用到哪些試劑？方法一：用斐林試劑對兩瓶尿樣進行檢測，有磚紅色沉淀生成的是糖尿病患者的尿樣；沒有磚紅色沉淀生成的是腎炎患者的尿樣。方法二：用雙縮脲試劑來檢測，有紫色反應的是腎炎患者的尿樣，另一瓶是糖尿病患者的尿樣。符合要求的無糖奶粉應該無糖，但是含有蛋白質(zhì)，因此要用到斐林試劑和雙縮脲試劑來檢測。任務3歸納斐林試劑與雙縮脲試劑的“一同三不同”，完成填空。NaOHCuSO4等量AB0.050.01任務4蛋白質(zhì)檢測時，為什么先加A液再加B液？B液為什么不能過量？蛋白質(zhì)中的肽鍵在堿性條件下能與Cu2＋生成紫色絡合物，所以先加A液營造堿性環(huán)境，后加B液提供Cu2＋。其中雙縮脲試劑B液的量不能過多，因為過多的雙縮脲試劑B液會與雙縮脲試劑A液反應生成Cu(OH)2，使溶液呈藍色進而掩蓋實驗生成的紫色。

3．有關實驗的注意事項（1）操作方面的注意事項①還原糖檢測時，使用水浴加熱，試管底部不要觸及燒杯底部，以防受熱不均勻。②檢測生物組織中的脂肪時，染色時間不宜過長，否則脂肪會溶解在酒精中，使橘黃色消失。③蛋白質(zhì)檢測時，雙縮脲試劑的加入順序：先加A液，再加B液，而且B液不能過量。目的是先制造堿性環(huán)境。若先加B液或B液過量，會生成Cu（OH）2，干擾顏色反應。（2）其它注意事項①脂肪鑒定的過程中滴加1～2滴體積分數(shù)為50%的酒精溶液，目的是洗去浮色，原因是蘇丹Ⅲ染液易溶于酒精。②蛋白質(zhì)鑒定中，若用大豆作材料，必須提前浸泡；若用蛋清作材料，必須稀釋，防止其黏在試管上不易刷洗；且該實驗應預留部分組織樣液作對比。③物質(zhì)鑒定實驗一般不設立對照實驗，若需設立對照實驗，對照組應加入相應成分已知的物質(zhì)，如驗證唾液淀粉酶是蛋白質(zhì)，對照組可加入稀釋的蛋清?！局攸c筆記】1．易混淆的三個誤區(qū)（1）易忽略斐林試劑本身的顏色。非還原糖（如蔗糖）＋斐林試劑水浴加熱后的現(xiàn)象不是無色而是淺藍色，Cu（OH）2的顏色。（2）誤認為脂肪的鑒定必須使用顯微鏡。若要觀察細胞中被染色的脂肪顆粒，則使用顯微鏡，但若只要觀察溶液顏色變化，則不必使用顯微鏡。2．斐林試劑的用法概括為：甲、乙等量，先混后用，水浴磚紅；雙縮脲試劑的用法概括為：先A后B，A多B少，常溫變紫。3．（1）斐林試劑只能檢測具有還原性的糖類，而一些非還原性的糖類，如蔗糖、淀粉等，無法用斐林試劑進行檢測。（2）在檢測有機物的實驗中，唯一可能會使用顯微鏡的實驗是脂肪的檢測；唯一需水浴加熱的實驗是還原糖的檢測。（3）一切蛋白質(zhì)或二肽以上的多肽都能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應。1．(合格考)對下表中所列待測物質(zhì)的檢測，所選用的試劑及預期結(jié)果都正確的是(

)A．①③

B．②③C．①④

D．②④

待測物質(zhì)檢測試劑預期顯色結(jié)果①葡萄糖碘液紅色②脂肪蘇丹Ⅲ染液橘黃色③淀粉斐林試劑藍色④蛋白質(zhì)雙縮脲試劑紫色答案：D解析：葡萄糖與斐林試劑水浴加熱生成磚紅色沉淀；檢測淀粉用碘液，呈現(xiàn)藍色；檢測脂肪可以用蘇丹Ⅲ染液，呈現(xiàn)橘黃色；蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑反應呈紫色。2．(合格考)將面團用紗布包裹在清水中搓洗，鑒定黏留在紗布上的黏稠物質(zhì)和洗出的白漿所用的試劑分別是(

)A．碘液、蘇丹Ⅲ染液B．雙縮脲試劑、碘液C．斐林試劑、碘液

D．碘液、斐林試劑答案：B解析：面團是由小麥種子碾碎所得，其主要成分為淀粉和蛋白質(zhì)。在清水中搓洗后，黏在紗布上的物質(zhì)主要是蛋白質(zhì)，用雙縮脲試劑鑒定；洗出的白漿主要是淀粉，用碘液鑒定，B正確。項目檢測方法現(xiàn)象①滴加2滴碘液Ⅰ②滴加3滴蘇丹Ⅲ染液Ⅱ③依次滴加0.1g·mL－1NaOH、0．01g·mL－1CuSO4Ⅲ④0.1g·mL－1NaOH、0.05g·mL－1CuSO4等量混合后加入牛奶，60℃水浴Ⅳ答案：C解析：成分中未標注淀粉，但牛奶中可能含有淀粉，因此需用碘液檢測；牛奶中若含有脂肪，加入蘇丹Ⅲ染液后，會呈現(xiàn)橘黃色；如果牛奶中含蛋白質(zhì)，加入雙縮脲試劑(依次滴加0.1g·mL－1NaOH、0.01g·mL－1CuSO4)，會發(fā)生紫色反應；用斐林試劑檢測無磚紅色沉淀可說明不含還原糖，但有可能含非還原糖，如蔗糖。4．(等級考)現(xiàn)有無標簽的稀蛋清、葡萄糖、淀粉和淀粉酶溶液各一瓶，可用雙縮脲試劑、斐林試劑和淀粉溶液將它們鑒定出來。請回答：(1)用一種試劑可將上述4種溶液分為兩組，這種試劑是__________，其中發(fā)生顯色反應的一組是________和________溶液，不發(fā)生顯色反應的一組是________和________溶液。(2)用___________試劑區(qū)分不發(fā)生顯色反應的一組溶液。(3)區(qū)分發(fā)生顯色反應一組溶液的方法及鑒定結(jié)果是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。雙縮脲試劑稀蛋清淀粉酶葡萄糖淀粉斐林(或碘液)將淀粉溶液分別與發(fā)生顯色反應的兩種溶液混合，一段時間，用斐林試劑分別處理上述兩種混合液，觀察到無顏色變化的溶液是稀蛋清溶液，出現(xiàn)磚紅色的溶液是淀粉酶溶液解析：稀蛋清、葡萄糖、淀粉和淀粉酶可以分為兩類：蛋白質(zhì)(稀蛋清和淀粉酶)、糖類(葡萄糖、淀粉)。因此，可以通過與雙縮脲試劑是否發(fā)生顯色反應把它們初步分開，對于不發(fā)生顯色反應的葡萄糖、淀粉，可以利用斐林試劑區(qū)分開來，對于稀蛋清和淀粉酶則應利用淀粉酶能催化淀粉水解產(chǎn)生葡萄糖的特性來鑒別。網(wǎng)絡建構(gòu)主干落實1.大量元素、微量元素都是生物必需的元素，對于維持生物體的生命活動都起著非常重要的作用。2．占細胞鮮重最多的化合物是水，占細胞干重最多的化合物是蛋白質(zhì)。3．還原糖與斐林試劑在水浴加熱條件下生成磚紅色沉淀。4．脂肪被蘇丹Ⅲ染液染成橘黃色。5．蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應。答案：A解析：兔和牛組織細胞中C、H、O、N這四種元素含量很高。2．如圖為元素在生物體內(nèi)的含量分布情況，下列表述不正確的是(

)A．Ⅰ在非生物界中都能找到，體現(xiàn)了生物界與非生物界的統(tǒng)一性B．Ⅱ含量雖少，但對于生物體正常生命活動不可缺少C.Ⅱ和Ⅲ均為必需元素，一旦缺乏就可能會導致相應的病癥產(chǎn)生D．P、S、K、Ca、Zn都屬于大量元素答案：D解析：組成細胞的各種化學元素，在自然界中都能找到，沒有一種化學元素是細胞所特有的，這體現(xiàn)了生物界與非生物界具有統(tǒng)一性，A正確；微量元素含量雖少，但卻是生物體正常生命活動不可缺少的，B正確；大量元素和微量元素均為必需元素，一旦缺乏可能會導致相應的病癥產(chǎn)生，C正確；Zn屬于微量元素，D錯誤。3．下列關于生物組織中物質(zhì)鑒定的對應關系，不正確的是（）選項待測物質(zhì)實驗材料鑒定試劑實驗結(jié)果A蛋白質(zhì)豆?jié){雙縮脲試劑藍色B