高中生物學(xué)必修一學(xué)案 第2章 第1節(jié) 細(xì)胞中的元素和化合物

第1節(jié)細(xì)胞中的元素和化合物

課堂互動(dòng)探究案

課程標(biāo)準(zhǔn)

1.說(shuō)出細(xì)胞主要由C、H、0、N、P、S等元素構(gòu)成，它們以碳鏈為骨架形成復(fù)雜的生

物大分子。

2.檢測(cè)生物組織中的還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)。

素養(yǎng)達(dá)成

水卸II對(duì)比也

￥

運(yùn)用結(jié)構(gòu)與功能觀,

水：使川簡(jiǎn)單的儀器.主動(dòng)關(guān)注自己和家

說(shuō)出組成細(xì)胞的常

￥：按照要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)人的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的均

見(jiàn)元京和上要化合

：操作衢攝入

物

牛合觀念科學(xué)思維科學(xué)探究社會(huì)責(zé)任

設(shè)疑激趣

“補(bǔ)鐵、補(bǔ)血效果好！補(bǔ)血口服液”；“健康的體魄，來(lái)自于'點(diǎn)點(diǎn)滴滴'"；"萬(wàn)丈

高樓平地起，層層都是‘鈣'起來(lái)”；“聰明伶俐，堅(jiān)持補(bǔ)鋅，有鋅萬(wàn)事成，用心媽媽會(huì)用

鋅”……

這是電視上經(jīng)常播放的廣告，請(qǐng)嘗試解釋廣告用語(yǔ)中的科學(xué)道理。

夯基提能?分層突破——互動(dòng)?探究?智涂

探究點(diǎn)一組成細(xì)胞的元素和化合物

帥向?qū)W(xué)

1.幾十年前，新西蘭有一個(gè)牧場(chǎng)的大片牧草長(zhǎng)勢(shì)很弱，有的甚至發(fā)黃枯萎，即使使用了

大量的N、P、K肥也無(wú)濟(jì)于事，后來(lái)，人們偶然發(fā)現(xiàn)牧場(chǎng)內(nèi)的一小片牧草長(zhǎng)得十分茂盛，

原來(lái)，這一片“綠洲”的附近有一座銅礦，礦工每天上下班總是抄近路走，他們的鞋子踩過(guò)

的地方，牧草綠油油的，經(jīng)過(guò)科學(xué)家的化驗(yàn)和分析，一公頃牧草只需150克鋁就足夠了。據(jù)

此分析回答下列問(wèn)題：

(1)從含量分析，鋁屬于哪種元素？植物對(duì)銅的需求量很少，是不是鋁對(duì)植物的作用不

重要？

(2)如圖是某種牧草細(xì)胞中化合物含量的扇形圖，請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題:

①若扇形圖表示牧草細(xì)胞完全脫水后的化合物含量，則A化合物是什么？

②研究表明牧草細(xì)胞中的化學(xué)元素在該處土壤中都能夠找到，由此說(shuō)明什么？

2.根據(jù)已經(jīng)掌握的知識(shí)分析，不同生物材料中富含有機(jī)物的成分不同，下面的生物材

料中，富含糖類、脂肪、蛋白質(zhì)的分別有哪些？

①玉米種子②牛奶③甘蔗的莖④雞蛋⑤花生種子⑥甜菜的根⑦薄麻種子

⑧大豆種子⑨蘋果

3.(教材P|7“知識(shí)鏈接”拓展)人體細(xì)胞是由元素和化合物組成的，生活中常出現(xiàn)“大

頭娃娃”“佝僂病”等營(yíng)養(yǎng)不良，以及肥胖等現(xiàn)象，人們應(yīng)該如何做才能避免上述現(xiàn)象發(fā)生

呢？

夕智派筆記

關(guān)于元素和化合物的兩個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)

(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。

T帥說(shuō)岐?jiǎng)h

1.生物界與無(wú)機(jī)自然界的統(tǒng)一性和差異性

組成細(xì)胞的化學(xué)元

素，在無(wú)機(jī)自然界

統(tǒng)M元素表期

一種類一中都能夠找到，沒(méi)

性

有一種化學(xué)元素為

細(xì)胞所特有。

差細(xì)胞中各種元素的

異體.元素表現(xiàn)

性相對(duì)含量與無(wú)機(jī)自

令JS.

H里

然界的大不相同。

2.組成細(xì)胞的元素

⑴種類

必需元素

◎、H、O、N，P、S，K、Ca、Mg^J)小、Mn、Zn、Cu、B、

最基本元素基本元素'大fflt元素微質(zhì)元素

主要元素

(2)含量(干重)

元素玉米細(xì)胞(％)人體細(xì)胞(％)

C43.5755.99

H6.247.46

044.4314.62

N1.469.33

K0.921.09

Ca0.234.67

P0.203.11

Mg0.180.16

s0.170.78

注：其他元素占細(xì)胞干重的質(zhì)量分?jǐn)?shù)總計(jì)小于3%。

由圖可知：

①人體細(xì)胞干重中，C含量最高；玉米細(xì)胞干重中，0含量最高。

②組成人體細(xì)胞和玉米細(xì)胞的元素中，C、H、0、N這四種元素的含量較多。

③不同生物體的細(xì)胞中，元素種類大體相同，但同種元素的含量相差較大。

(3)分類

細(xì)胞中常見(jiàn)的化學(xué)元素，根據(jù)含量不同，可分為大量元素和微量元素。

種類概念舉例功能

大量含量占生物體總量的萬(wàn)C、H、O、N、P、S、K、

①組成多種多樣的化合

元素分之一以上的元素Ca、Mg等

物；②影響生物體的生

微量指生物生活所必需的，F(xiàn)e、Mn>Zn>Cu^B、

命活動(dòng)

元素但是含量很少的元素Mo等

-e隨堂檢測(cè)。一

1.[2022?浙江溫州中學(xué)二模](合格考)下列有關(guān)組成細(xì)胞化學(xué)元素的敘述，正確的是

()

A.組成細(xì)胞的元素中，C、H、0、Fe的含量很高

B.活細(xì)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(xué)元素的含量基本相同

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(xì)胞組成的。這些生物的細(xì)胞中含量最多的化合物、含量最多的有機(jī)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)

3.(等級(jí)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(xì)胞干重的質(zhì)量分?jǐn)?shù)％)據(jù)此表可以得出的結(jié)論正確的是()

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

A.組成生物體的化學(xué)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(xué)元素種類差異較大

D.組成玉米和人體的化學(xué)元素在無(wú)機(jī)自然界中都能夠找到

探究點(diǎn)二檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)

八帥向號(hào)學(xué)

1.實(shí)驗(yàn)材料的選擇

檢測(cè)生物組織中的淀粉、還原性糖、脂肪和蛋白質(zhì)的實(shí)驗(yàn)均為顯色反應(yīng)，在選擇實(shí)驗(yàn)材

料時(shí)應(yīng)注意哪些問(wèn)題？

2.實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程分析

(1)檢測(cè)生物組織中的脂肪時(shí)，染色時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，原因是什么？

(2)鑒定還原糖時(shí)使用的斐林試劑為何要現(xiàn)配現(xiàn)用？

(3)鑒定蛋白質(zhì)時(shí)，加入試劑B后，如果沒(méi)有產(chǎn)生紫色反應(yīng)，可能的原因是什么？

3.實(shí)驗(yàn)應(yīng)用

(1)現(xiàn)有兩瓶沒(méi)有標(biāo)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(qǐng)用所學(xué)的知識(shí)對(duì)其進(jìn)行區(qū)分。

(2)無(wú)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(ài)，要檢驗(yàn)?zāi)撤N無(wú)糖奶

粉是否合格，可能用到哪些試劑？

夕智儒筆記

1.易混淆的兩個(gè)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(wú)色而是藍(lán)色［Cu(0H)2的顏色］。

(2)誤認(rèn)為脂肪的鑒定必須使用顯微鏡。

若要觀察細(xì)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；雙縮胭試劑的用法概

括為：先ABB,A多B少，常溫變紫。

3.(1)斐林試劑只能檢測(cè)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(wú)法用斐林試劑進(jìn)行檢測(cè)。

(2)在檢測(cè)有機(jī)物的實(shí)驗(yàn)中，唯一可能會(huì)使用顯微鏡的實(shí)驗(yàn)是脂肪的檢測(cè)；唯一需水浴

加熱的實(shí)驗(yàn)是還原糖的檢測(cè)。

(3)一切蛋白質(zhì)或二肽以上的多肽都能與雙縮腺試劑發(fā)生紫色反應(yīng)。

:師說(shuō)核虺

1.實(shí)驗(yàn)原理分析

(1)鑒定還原糖，是新配制的Cu(0H)2與還原糖反應(yīng)，Cu(0H)2被還原為Cu20(磚紅色)。

(2)檢測(cè)蛋白質(zhì)的原理是肽鍵在堿性環(huán)境中與Ci?+反應(yīng)生成紫色絡(luò)合物，所以加入雙縮

版試劑A液的目的是形成堿性環(huán)境.

2.實(shí)驗(yàn)步驟的簡(jiǎn)要?dú)w納

還原糖步驟.「密拓二詞落血灰麻二凝麻麗二床落

的鑒定：加熱一顯色(磚紅色沉淀)

脂肪的衛(wèi)T颶品切片~制片(加蘇丹聯(lián)液染色、漂洗)

鑒定

蛋白質(zhì)步驟」選材一制備組織樣液一加雙縮服試劑A—

的鑒定「搖勻一加雙縮服試劑B-觀察顏色(紫色)

3.斐林試劑與雙縮胭試劑的“一同三不同”

F1I都含有NaOH和CuSO4兩種成分，且NaOH溶液的

―I質(zhì)量濃度都為01g/mL

斐林試劑的實(shí)質(zhì)是新配制的CU(OH)2

溶液，雙縮服試劑的實(shí)質(zhì)是利用堿性環(huán)

境中的C產(chǎn)

鑒定還原糖時(shí)將甲、乙兩液等員混勻后

立即使用；鑒定蛋白質(zhì)時(shí)先加A液1mL

搖勾，然后加B液4滴，振蕩搖勻

斐林試劑中CuSO4溶液的質(zhì)量濃度為

0.05g/mL,雙縮腺試劑中CUSO4溶液的

質(zhì)量濃度為0.01g/mL

4.關(guān)注實(shí)驗(yàn)中的四個(gè)注意點(diǎn)

選材不宜選有顏色的材料，因?yàn)橛蓄伾牟牧蠒?huì)干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果

預(yù)留樣品物質(zhì)檢測(cè)中，預(yù)留組織樣液作對(duì)照組

待測(cè)液

用蛋清作蛋白質(zhì)檢測(cè)材料，必須充分稀釋，防止蛋清黏在試管內(nèi)壁上

處理

脂肪檢測(cè)時(shí)，用體積分?jǐn)?shù)為50%的酒精洗去浮色，不能用清水，因?yàn)槿玖?/p>

材料處理

溶于有機(jī)溶劑、不溶于水

5.其它注意事項(xiàng)

(1)由于斐林試劑不穩(wěn)定，需要現(xiàn)配現(xiàn)用。

（2）若用花生種子作實(shí)驗(yàn)材料，則必須提前浸泡3?4h。浸泡的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，切片不易成

形；浸泡時(shí)間太短，則不容易切片。

（3）滴加B液不能過(guò)量，否則CuS04會(huì)與NaOH反應(yīng)生成藍(lán)色的Cu（OH）2沉淀而影響實(shí)

驗(yàn)結(jié)果。

-e隨堂檢測(cè)e-

1.（合格考）對(duì)下表中所列待測(cè)物質(zhì)的檢測(cè)，所選用的試劑及預(yù)期結(jié)果都正確的是（）

待測(cè)物質(zhì)檢測(cè)試劑預(yù)期顯色結(jié)果

①葡萄糖碘液紅色

②脂肪蘇丹in染液橘黃色

③淀粉斐林試劑藍(lán)色

④蛋白質(zhì)雙縮胭試劑紫色

A.①③B.②③

C.①④D.②④

2.（合格考）將面團(tuán)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111染液B.雙縮胭試劑、碘液

C.斐林試劑、碘液D.碘液、斐林試劑

3.（等級(jí)考）現(xiàn)有無(wú)標(biāo)簽的稀蛋清、葡萄糖、淀粉和淀粉酶溶液各一瓶，可用雙縮服試

劑、斐林試劑和淀粉溶液將它們鑒定出來(lái)。請(qǐng)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(yīng)

的一組是和溶液，不發(fā)生顯色反應(yīng)的一組是和溶液。

（2）用試劑區(qū)分不發(fā)生顯色反應(yīng)的一組溶液。

（3）區(qū)分發(fā)生顯色反應(yīng)一組溶液的方法及鑒定結(jié)果是

強(qiáng)化落實(shí).學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)一歸納.提升.素養(yǎng)

大盤元家H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等）

組成細(xì)胞的元素

微量元索X^e、Mn、Zn、Cu、B、Mo等]

水I

尢機(jī)物

無(wú)機(jī)鹽）

糖類）

網(wǎng)組成細(xì)胞_

的化合物Jz-（脂質(zhì)J

絡(luò)細(xì)胞中的兀---------y有機(jī)分-

素和化合物.—[蛋白質(zhì)J

建T核酸）0

構(gòu)~〈還原糖〉------?〈林試劑）水?。ㄙ由?/p>

加熱

區(qū)別I

有機(jī)化合_

物的鑒定J-〈脂肪）蘇丹川顯試鏡?（橘黃

染液

主1.大量元素、微量元素都是生物必需的元素，對(duì)于維持生物體的生命活動(dòng)都起著非

干常重要的作用。

落2.還原糖與斐林試劑在水浴加熱條件下生成磚紅色沉淀。

實(shí)3.脂肪被蘇丹HI染液染成橘黃色。

4.蛋白質(zhì)與雙縮版試劑發(fā)生紫色反應(yīng)。

高效課堂?實(shí)踐運(yùn)用——鞏固?達(dá)標(biāo)?反饋

1.有人分別取兔和牛的一小塊組織，并測(cè)定了兩種組織細(xì)胞的元素組成，發(fā)現(xiàn)兔和牛組

織細(xì)胞的化學(xué)元素組成很相似，其中含量很高的四種元素是（）

A.C、H、O,NB.C、0、P、S

C.C、H、P、KD.C、0、P、Na

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（）

I（組成生物體的元素）

n（微量元素）

m（大量元素）

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(duì)于生物體正常生命活動(dòng)不可缺少

c.ii和m均為必需元素，一旦缺乏就可能會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)的病癥產(chǎn)生

D.P、S、K、Ca、Zn都屬于大量元素

3.[2022?金華市第一中學(xué)月考]下列有機(jī)物的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中，可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗的操作是

）

①脂肪檢測(cè)時(shí)，花生子葉染色后，沒(méi)有用酒精洗去浮色

②蛋白質(zhì)檢測(cè)時(shí)，把A、B液混合后再加入蛋白質(zhì)樣液中

③還原糖檢測(cè)時(shí)，用50?65℃水浴加熱

④淀粉檢測(cè)時(shí)，直接把碘液滴加到淀粉樣液中

A.①②B.②④

C.③④D.①④

4.在還原糖、脂肪、蛋白質(zhì)的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中，最佳的一組實(shí)驗(yàn)材料依次是（）

①甘蔗的莖②油菜籽③花生種子④梨

⑤甜菜的塊根⑥豆?jié){

A.④②⑥B.⑤②⑥

C.①②⑥D(zhuǎn).④③⑥

5.生物界和非生物界具有統(tǒng)一性是因?yàn)椋ǎ?/p>

A.構(gòu)成細(xì)胞的各種化合物在非生物中都存在

B.生物界和非生物界都具有新陳代謝

C.構(gòu)成細(xì)胞的無(wú)機(jī)物在非生物界是都存在

D.構(gòu)成細(xì)胞的各種化學(xué)元素在無(wú)機(jī)自然界中都能找到

疑難解答?名師指津——釋疑?解惑?教材

》可題探討

提示：為什么組成地殼和細(xì)胞的各種元素的相對(duì)含量差異很大?

練習(xí)與應(yīng)用

一、概念檢測(cè)

1.(1)V(2)X(3)V

蘇丹m染液豆?jié){磚紅色沉淀

斐林試劑梨汁橘黃色

2,雙縮朦試劑花生子葉紫色

3.C4.B

二、拓展應(yīng)用

1.細(xì)胞是有生命的，它可以主動(dòng)地從環(huán)境中獲取生命活動(dòng)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(yán)謹(jǐn)有序的結(jié)構(gòu)，不是物質(zhì)隨意堆砌而成的。

第1節(jié)細(xì)胞中的元素和化合物

夯基提能?分層突破

探究點(diǎn)一

【師問(wèn)導(dǎo)學(xué)】

1.(1)銅屬于微量元素；微量元素也是生物必需的元素，含量雖然很少，但是對(duì)生物體

一樣具有重要的作用，不可缺少。

(2)①蛋白質(zhì)。

②說(shuō)明生物界與非生物界具有統(tǒng)一性。

2.①③⑥⑨；⑤⑦；②④⑧

3.不同食物中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的種類和含量差異很大，人們只有均衡營(yíng)養(yǎng)、合理膳食才能

補(bǔ)充人體所需的各種元素和化合物，保持健康的身體。

【隨堂檢測(cè)】

1.解析：組成細(xì)胞的元素中，C、H、0、N這四種元素的含量很高，A錯(cuò)誤；活細(xì)胞

中含量最多的元素是氧，B正確；Zn是微量元素，C錯(cuò)誤；不同生物體內(nèi)化學(xué)元素的種類

大體相同，各種元素含量不相同，D錯(cuò)誤。

答案：B

2.解析：不論生物生活在什么樣的環(huán)境中，一般來(lái)說(shuō)，其細(xì)胞中含量最多的化合物是

水，含量最多的有機(jī)化合物是蛋白質(zhì)。

答案：A

3.解析：組成不同生物體的化學(xué)元素的種類基本相同，A正確、C錯(cuò)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(cuò)誤；根據(jù)此表無(wú)法得出D結(jié)論，D錯(cuò)

誤。

答案：A

探究點(diǎn)二

【師問(wèn)導(dǎo)學(xué)】

1.一是要富含待檢測(cè)的化合物；二是要顏色較淺(無(wú)色或白色最佳)。

2.(1)染色時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，脂肪會(huì)溶解到染色劑中。

(2)因?yàn)殪沉衷噭┖懿环€(wěn)定，容易產(chǎn)生藍(lán)色的Cu(0H)2沉淀，所以應(yīng)將甲液和乙液分別

保存，使用時(shí)現(xiàn)配現(xiàn)用。

(3)可能加入的雙縮胭試劑B過(guò)量，CuSO4在堿性溶液中生成大量的藍(lán)色Cu(0H)2紫狀

沉淀，會(huì)遮蔽實(shí)驗(yàn)中所產(chǎn)生的紫色，影響觀察結(jié)果。

3.(1)方法一：用斐林試劑對(duì)兩瓶尿樣進(jìn)行檢測(cè)，有磚紅色沉淀生成的是糖尿病患者的

尿樣；沒(méi)有磚紅色沉淀生成的是腎炎患者的尿樣。

方法二：用雙縮服試劑來(lái)檢測(cè)，有紫色反應(yīng)的是腎炎患者的尿樣，另一瓶是糖尿病患者

的尿樣。

(2)符合要求的無(wú)糖奶粉應(yīng)該無(wú)糖，但是含有蛋白質(zhì)，因此要用到斐林試劑和雙縮服試

劑來(lái)檢測(cè)。

【隨堂檢測(cè)】