2024-2025學(xué)年高一生物學(xué)必修1（人教版）上課課件 第2章- 第1節(jié) 細胞中的元素和化合物

第節(jié)1細胞中的元素和化合物第2章高中生物學(xué)必修11.簡述組成細胞的主要元素。說出構(gòu)成細胞的基本元素是碳。（生命觀念）2.嘗試檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)，探討細胞中主要化合物的種類。（科學(xué)探究）3.認同生命的物質(zhì)性。（生命觀念、科學(xué)思維）學(xué)習(xí)目標重點了解組成細胞的主要元素，用實驗方法檢測生物組織中的幾種物質(zhì)。難點檢測生物組織中的還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)。重點難點一組成細胞的元素細胞中常見的化學(xué)元素有[1]

多種，其中大量元素有[2]

等，微量元素有[3]

等，基本元素是[4]

，最基本元素是[5]

。構(gòu)成細胞的化學(xué)元素在[6]

中都能夠找到，但各種元素的相對含量又[7]

。二組成細胞的化合物組成細胞的元素大多以[8]

的形式存在，其中無機化合物有[9]

、[10]

，有機化合物有[11]

、[12]

、[13]

和[14]

，細胞中含量最多的化合物是[15]

，細胞中含量最多的有機物是[16]

。

課前預(yù)習(xí)C、H、O、N20Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo化合物C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg水蛋白質(zhì)C無機自然界大不相同無機鹽糖類脂質(zhì)蛋白質(zhì)核酸水檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)的實驗中，還原糖與[17]

作用，生成[18]

；淀粉遇[19]

變[20]

；脂肪可以被[21]

染液染成[22]

；蛋白質(zhì)與[23]

試劑發(fā)生作用，產(chǎn)生[24]

反應(yīng)。

斐林試劑藍色碘橘黃色（或紅色）磚紅色沉淀蘇丹Ⅲ染液（或蘇丹Ⅳ染液）紫色雙縮脲判斷題1.組成細胞的元素中，C、H、O、N這四種元素的含量最多（）2.細胞中含量最多的有機物是蛋白質(zhì)（）3.Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等是組成細胞的微量元素（）4.微量元素因含量少，所以對生命活動影響不大（）5.細胞中含量最多的化合物是水，細胞中含量最多的有機物是蛋白質(zhì)（）6.在蘋果勻漿中加入斐林試劑后，試管內(nèi)液體呈現(xiàn)無色，加熱后生成磚紅色沉淀（）7.西瓜汁中含有豐富的葡萄糖和果糖，可用作還原糖檢測的替代材料（）

√×××√×√內(nèi)容精解一

組成細胞的元素分類（下圖）大量元素、微量元素是根據(jù)元素在生物體內(nèi)的含量區(qū)分的。含量占生物體總質(zhì)量萬分之一以上的元素為大量元素，萬分之一以下的元素為微量元素。最基本元素、基本元素和主要元素是根據(jù)元素對生物體的作用劃分的，它們的作用均不可忽視。

【巧學(xué)妙記】口訣記憶微量元素鐵（Fe）猛（Mn）碰（B）新（Zn）木（Mo）桶（Cu）。生物界與非生物界在元素組成上的統(tǒng)一性和差異性統(tǒng)一性的表現(xiàn)：組成生物的元素在無機自然界中都能找到，在元素種類上具有統(tǒng)一性。差異性的表現(xiàn)：同一種元素在生物界和非生物界中的含量差別很大。

例1難度★★★典型★★☆下列有關(guān)組成生物體的化學(xué)元素的敘述，正確的是（）①微量元素在生物體內(nèi)含量很少，所以不存在微量元素缺乏癥②每種大量元素在不同的生物體內(nèi)的含量都是相同的③組成生物體的化學(xué)元素根據(jù)其含量不同，分為大量元素和微量元素兩大類④組成人體細胞的化學(xué)元素中，C元素占細胞干重的質(zhì)量分數(shù)最大⑤不同生物的體細胞內(nèi)含有的化學(xué)元素種類大體相同⑥在同一生物的不同體細胞內(nèi)，各種化學(xué)元素的含量相同⑦組成生物體細胞的化學(xué)元素，在無機自然界中都能找到A.③④⑤⑦B.①②④⑥C.③⑤⑦D.①③④⑤⑦

【解析】雖然微量元素在生物體內(nèi)含量很少，但它們是生物生活必不可少的，如果人體缺乏某種微量元素，會出現(xiàn)相應(yīng)的微量元素缺乏癥，①錯誤；不同生物體內(nèi)各種化學(xué)元素的含量存在差異，②錯誤；在同一生物的不同體細胞內(nèi)，各種化學(xué)元素的含量存在差異，⑥錯誤。【答案】A

例2難度★★★典型★★☆微量元素在生物體內(nèi)雖很少，卻是維持正常生命活動不可缺少的，這可以通過下面哪一實例得到說明？（）A.Mg是葉綠素的組成成分B.Fe是血紅蛋白的組成成分，缺少會導(dǎo)致貧血C.缺P會影響DNA的合成D.動物血液中Ca鹽含量太低會引起抽搐【解析】Fe是微量元素，是血紅蛋白的組成成分，人體缺少Fe會導(dǎo)致血紅蛋白含量減少，造成缺鐵性貧血，B項正確。【答案】B

二組成細胞的化合物元素與化合物組成細胞的各種元素大多以化合物的形式存在。組成細胞的化合物的種類及含量

除以上蛋白質(zhì)、核酸、糖類、脂質(zhì)等有機物外，細胞中最常見的有機物還有維生素?！咎貏e提醒】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)。例3難度★★★

典型★★☆2.生活在沙漠地帶的沙棘葉肉細胞中，占干重和鮮重最多的化合物分別是（）A.蛋白質(zhì)、核酸 B.蛋白質(zhì)、脂質(zhì) C.蛋白質(zhì)、水

D.核酸、水【答案】C

實驗原理

三實驗：檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)方法步驟還原糖的檢測和觀察

脂肪的檢測和觀察方法一：直接染色步驟及現(xiàn)象：向待測組織樣液中滴加3滴蘇丹Ⅲ染液，有橘黃色的顏色反應(yīng)。結(jié)論：組織中含有脂肪。方法二：制片觀察

蛋白質(zhì)的檢測和觀察

實驗注意事項在還原糖的檢測實驗中，最理想的實驗材料是還原糖（常見的還原糖有葡萄糖、果糖、麥芽糖、乳糖等）含量較高的生物組織（或器官），而且生物組織的顏色最好較淺，易于觀察實驗現(xiàn)象。不能選用甜菜、甘蔗，因為它們所含的蔗糖不屬于還原糖；不能選擇西瓜、血液、綠色葉片等顏色深的作為實驗材料，這些材料有顏色，干擾實驗結(jié)果的顏色變化。

試劑應(yīng)用1.斐林試劑不穩(wěn)定，一般配制成甲液（質(zhì)量濃度為0.1g/mL的NaOH溶液）和乙液（質(zhì)量濃度為0.05g/mL的CuSO4

溶液）來保存，使用時必須將甲液、乙液混合均勻后使用。2.在使用雙縮脲試劑時，應(yīng)先加A液（質(zhì)量濃度為0.1g/mL的NaOH溶液）造成堿性環(huán)境，再加B液（質(zhì)量濃度為0.01g/mL的CuSO4

溶液）。3.脂肪鑒定過程中滴加1～2滴體積分數(shù)為50%的酒精的目的是洗去浮色，原因是蘇丹Ⅲ或蘇丹Ⅳ染液易溶于酒精?！疽?guī)律總結(jié)】（1）顯微鏡。在三種有機物的檢測實驗中，只有脂肪的檢測可能用到顯微鏡。（2）加熱。在三種有機物的檢測實驗中，只有還原糖的檢測需要加熱，且加熱的方法是水浴加熱。 例4

難度★★☆典型★★★某生物興趣小組在野外發(fā)現(xiàn)一種組織顏色為白色的不知名野果，該小組把這些野果帶回實驗室欲鑒定其中是否含有還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)，下列敘述正確的是（）A.進行蛋白質(zhì)的鑒定時雙縮脲試劑A液和B液先混合再使用B.若向該野果的組織樣液中加入斐林試劑并水浴加熱，出現(xiàn)了較深的磚紅色，則說明該野果中含有大量的葡萄糖C.檢測脂肪和蛋白質(zhì)都不需要進行水浴加熱D.還原糖檢測實驗結(jié)束時將剩余的斐林試劑裝入棕色瓶，以便長期保存?zhèn)溆?/p>

【解析】用雙縮脲試劑鑒定蛋白質(zhì)時應(yīng)該先加雙縮脲試劑A液，搖勻后再加雙縮脲試劑B液，A項錯誤；若向該野果的組織樣液中加入斐林試劑并水浴加熱，出現(xiàn)了較深的磚紅色，則說明該野果中含有大量的還原糖，但不能說明該還原糖就是葡萄糖，B項錯誤；檢測脂肪和蛋白質(zhì)都不需要進行水浴加熱，C項正確；斐林試劑應(yīng)該現(xiàn)用現(xiàn)配，D項錯誤。【答案】C

例5

難度★★☆

典型★★☆現(xiàn)有無標簽的稀蛋清、葡萄糖、淀粉和淀粉酶（該酶為蛋白質(zhì)）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。（1）用一種試劑將上述4種溶液區(qū)分為兩組，這種試劑是

，其中發(fā)生顯色反應(yīng)的一組是和

兩種溶液，不發(fā)生顯色反應(yīng)的一組可以用

試劑來區(qū)分兩種溶液。（2）區(qū)分發(fā)生顯色反應(yīng)的一組溶液。①將發(fā)生顯色反應(yīng)的兩種溶液分別取2mL加入兩支試管，然后分別加入等量

。②用斐林試劑分別處理上述兩種混合溶液，65℃水浴觀察現(xiàn)象。③分析結(jié)果：觀察到有

現(xiàn)象的是

溶液；觀察到無該現(xiàn)象的則是另一種溶液。

【解析】（1）因為稀蛋清和淀粉酶溶液的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)，而葡萄糖屬于還原糖，淀粉不屬于還原糖，二者不能與雙縮脲試劑發(fā)生顯色反應(yīng)，但可以用斐林試劑區(qū)分，所以可以用雙縮脲試劑將4種溶液分為兩組，不發(fā)生顯色反應(yīng)的一組可以用斐林試劑來區(qū)分。（2）淀粉酶能將淀粉分解為麥芽糖，麥芽糖屬于還原糖，所以加入淀粉溶液后，用斐林試劑鑒定，出現(xiàn)磚紅色沉淀的為淀粉酶溶液，無磚紅色沉淀的為稀蛋清溶液?！敬鸢浮浚?）雙縮脲試劑稀蛋清淀粉酶斐林（2）①淀粉溶液③磚紅色沉淀淀粉酶

深度拓展一

斐林試劑和雙縮脲試劑的比較比較項目斐林試劑雙縮脲試劑不同點使用方法甲液和乙液混合均勻后即可使用，且現(xiàn)用現(xiàn)配使用時先加A液再加B液顯色反應(yīng)條件需水浴加熱不需加熱即可反應(yīng)反應(yīng)原理還原糖中的醛基或酮基被Cu(OH)2

氧化，Cu(OH)2

被還原為Cu2O具有兩個以上肽鍵的化合物在堿性條件下與Cu2+

反應(yīng)生成絡(luò)合物顏色變化出現(xiàn)磚紅色沉淀樣液變紫色濃度乙液CuSO4

溶液的質(zhì)量濃度為0.05g/mLB液CuSO4

溶液的質(zhì)量濃度為0.01g/mL相同點都含有NaOH、CuSO4

兩種成分，且所用NaOH溶液的質(zhì)量濃度都是0.1g/mL例1難度★★☆典型★★☆現(xiàn)提供可配制斐林試劑的溶液：甲液（質(zhì)量濃度為0.1g/mL的NaOH溶液）、乙液（質(zhì)量濃度為0.05g/mL的CuSO4

溶液）以及蒸餾水。如果充分利用上述試劑及必需的實驗用具，可靈活地檢測出下列哪些物質(zhì)？（）①葡萄糖②蔗糖③胃蛋白酶（化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)）④DNA只有① B.①和②C.①和③ D.②③和④【解析】本題提供了蒸餾水，因此質(zhì)量濃度為0.05g/mL的CuSO4

溶液可用蒸餾水稀釋至0.01g/mL，作為雙縮脲試劑的B液。葡萄糖為還原糖，可用斐林試劑檢測；胃蛋白酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)可用雙縮脲試劑檢測?！敬鸢浮緾【方法】利用“一同四不同”區(qū)分斐林試劑與雙縮脲試劑。（1）“一同”是指都含有NaOH和CuSO4

兩種成分，且NaOH溶液的質(zhì)量濃度都為0.1g/mL。（2）“四不同”分別指：①反應(yīng)原理不同。斐林試劑的實質(zhì)是新配制的Cu（OH）2

溶液，雙縮脲試劑的實質(zhì)是堿性環(huán)境中的Cu2+。②CuSO4

溶液的濃度不同。斐林試劑中CuSO4

溶液的質(zhì)量濃度為0.05g/mL，雙縮脲試劑中CuSO4

溶液的質(zhì)量濃度為0.01g/mL。③使用方法不同。檢測還原糖時將甲、乙兩種溶液等量混勻后立即使用；檢測蛋白質(zhì)時，先加A液1mL搖勻，然后加B液4滴，振蕩搖勻。④反應(yīng)條件不同：檢測還原糖時，加入斐林試劑后需水浴加熱；檢測蛋白質(zhì)時，加入雙縮脲試劑后不需要加熱。二走出元素與化合物的四個誤區(qū)易混淆元素與化合物在干重與鮮重條件下的百分比在組成細胞的元素中，含量最多的四種元素占鮮重百分比為O>C>H>N，占干重百分比為C>O>N>H。在組成細胞的化合物中，占鮮重百分比為水>蛋白質(zhì)>脂質(zhì)>糖類；占干重百分比中，蛋白質(zhì)最多。誤以為生物體內(nèi)大量元素重要，微量元素不重要大量元素、微量元素是根據(jù)元素的含量劃分的。無論大量元素還是微量元素，都是生物體必需的元素，對維