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(xì)胞中的元素和化合物

第節(jié)1細(xì)胞中的元素和化合物第2章高中生物學(xué)必修11.簡(jiǎn)述組成細(xì)胞的主要元素。說(shuō)出構(gòu)成細(xì)胞的基本元素是碳。（生命觀念）2.嘗試檢測(cè)生物組織中的糖類(lèi)、脂肪和蛋白質(zhì)，探討細(xì)胞中主要化合物的種類(lèi)。（科學(xué)探究）3.認(rèn)同生命的物質(zhì)性。（生命觀念、科學(xué)思維）學(xué)習(xí)目標(biāo)重點(diǎn)了解組成細(xì)胞的主要元素，用實(shí)驗(yàn)方法檢測(cè)生物組織中的幾種物質(zhì)。難點(diǎn)檢測(cè)生物組織中的還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)。重點(diǎn)難點(diǎn)一組成細(xì)胞的元素細(xì)胞中常見(jiàn)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(xì)胞的化學(xué)元素在[6]

中都能夠找到，但各種元素的相對(duì)含量又[7]

。二組成細(xì)胞的化合物組成細(xì)胞的元素大多以[8]

的形式存在，其中無(wú)機(jī)化合物有[9]

、[10]

，有機(jī)化合物有[11]

、[12]

、[13]

和[14]

，細(xì)胞中含量最多的化合物是[15]

，細(xì)胞中含量最多的有機(jī)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(wú)機(jī)自然界大不相同無(wú)機(jī)鹽糖類(lèi)脂質(zhì)蛋白質(zhì)核酸水檢測(cè)生物組織中的糖類(lèi)、脂肪和蛋白質(zhì)的實(shí)驗(yàn)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(lán)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(xì)胞的元素中，C、H、O、N這四種元素的含量最多（）2.細(xì)胞中含量最多的有機(jī)物是蛋白質(zhì)（）3.Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等是組成細(xì)胞的微量元素（）4.微量元素因含量少，所以對(duì)生命活動(dòng)影響不大（）5.細(xì)胞中含量最多的化合物是水，細(xì)胞中含量最多的有機(jī)物是蛋白質(zhì)（）6.在蘋(píng)果勻漿中加入斐林試劑后，試管內(nèi)液體呈現(xiàn)無(wú)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(cè)的替代材料（）

√×××√×√內(nèi)容精解一

組成細(xì)胞的元素分類(lèi)（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(wàn)分之一以上的元素為大量元素，萬(wàn)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(duì)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(wú)機(jī)自然界中都能找到，在元素種類(lèi)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(lèi)④組成人體細(xì)胞的化學(xué)元素中，C元素占細(xì)胞干重的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大⑤不同生物的體細(xì)胞內(nèi)含有的化學(xué)元素種類(lèi)大體相同⑥在同一生物的不同體細(xì)胞內(nèi)，各種化學(xué)元素的含量相同⑦組成生物體細(xì)胞的化學(xué)元素，在無(wú)機(jī)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(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的微量元素缺乏癥，①錯(cuò)誤；不同生物體內(nèi)各種化學(xué)元素的含量存在差異，②錯(cuò)誤；在同一生物的不同體細(xì)胞內(nèi)，各種化學(xué)元素的含量存在差異，⑥錯(cuò)誤?！敬鸢浮緼

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(dòng)不可缺少的，這可以通過(guò)下面哪一實(shí)例得到說(shuō)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(huì)導(dǎo)致貧血C.缺P(pán)會(huì)影響DNA的合成D.動(dòng)物血液中Ca鹽含量太低會(huì)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(huì)導(dǎo)致血紅蛋白含量減少，造成缺鐵性貧血，B項(xiàng)正確。【答案】B

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

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

典型★★☆2.生活在沙漠地帶的沙棘葉肉細(xì)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(shí)驗(yàn)原理

三實(shí)驗(yàn)：檢測(cè)生物組織中的糖類(lèi)、脂肪和蛋白質(zhì)方法步驟還原糖的檢測(cè)和觀察

脂肪的檢測(cè)和觀察方法一：直接染色步驟及現(xiàn)象：向待測(cè)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(cè)和觀察

實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)在還原糖的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中，最理想的實(shí)驗(yàn)材料是還原糖（常見(jiàn)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。不能選用甜菜、甘蔗，因?yàn)樗鼈兯恼崽遣粚儆谶€原糖；不能選擇西瓜、血液、綠色葉片等顏色深的作為實(shí)驗(yàn)材料，這些材料有顏色，干擾實(shí)驗(yàn)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(lái)保存，使用時(shí)必須將甲液、乙液混合均勻后使用。2.在使用雙縮脲試劑時(shí)，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(guò)程中滴加1～2滴體積分?jǐn)?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(jī)物的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中，只有脂肪的檢測(cè)可能用到顯微鏡。（2）加熱。在三種有機(jī)物的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中，只有還原糖的檢測(cè)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(shí)驗(yàn)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(jìn)行蛋白質(zhì)的鑒定時(shí)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(shuō)明該野果中含有大量的葡萄糖C.檢測(cè)脂肪和蛋白質(zhì)都不需要進(jìn)行水浴加熱D.還原糖檢測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)將剩余的斐林試劑裝入棕色瓶，以便長(zhǎng)期保存?zhèn)溆?/p>

【解析】用雙縮脲試劑鑒定蛋白質(zhì)時(shí)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(xiàng)錯(cuò)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(shuō)明該野果中含有大量的還原糖，但不能說(shuō)明該還原糖就是葡萄糖，B項(xiàng)錯(cuò)誤；檢測(cè)脂肪和蛋白質(zhì)都不需要進(jìn)行水浴加熱，C項(xiàng)正確；斐林試劑應(yīng)該現(xiàn)用現(xiàn)配，D項(xiàng)錯(cuò)誤?！敬鸢浮緾

例5

難度★★☆

典型★★☆現(xiàn)有無(wú)標(biāo)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(lái)。（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(lái)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(wú)該現(xiàn)象的則是另一種溶液。

【解析】（1）因?yàn)橄〉扒搴偷矸勖溉芤旱幕瘜W(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(lái)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(wú)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(xiàng)目斐林試劑雙縮脲試劑不同點(diǎn)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(shí)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(gè)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(diǎn)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(shí)驗(yàn)用具，可靈活地檢測(cè)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(cè)；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(cè)。【答案】C【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(shí)質(zhì)是新配制的Cu（OH）2

溶液，雙縮脲試劑的實(shí)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(cè)還原糖時(shí)將甲、乙兩種溶液等量混勻后立即使用；檢測(cè)蛋白質(zhì)時(shí)，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(cè)還原糖時(shí)，加入斐林試劑后需水浴加熱；檢測(cè)蛋白質(zhì)時(shí)，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(gè)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(xì)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(xì)胞的化合物中，占鮮重百分比為水>蛋白質(zhì)>脂質(zhì)>糖類(lèi)；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(wú)論大量元素還是微量元素，都是生物體必需的元素，對(duì)維