2024-2025學(xué)年新教材高中生物第2章組成細胞的分子第1節(jié)細胞中的元素和化合物學(xué)案新人教版必修1_第1頁
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PAGE13-第1節(jié)細胞中的元素和化合物學(xué)問點一組成細胞的元素和化合物[新知導(dǎo)學(xué)]1.組成細胞的元素(1)生物界與非生物界的統(tǒng)一性和差異性:②緣由:組成細胞的元素是生物體有選擇地從無機自然界獲得的。(2)組成細胞的元素的種類和含量:2.組成細胞的化合物1.構(gòu)成細胞的最基本元素是什么?說出依據(jù)。提示:碳是組成細胞的最基本元素。組成生物體的有機物都含有碳元素,大分子有機物都以碳鏈為基本骨架。2.大量元素和微量元素劃分的依據(jù)是什么?微量元素是否可有可無?請舉例說明。提示:劃分依據(jù)是含量的多少。微量元素不行缺少,否則機體就會出現(xiàn)異樣,如Fe是人體血紅蛋白的重要組成元素,缺Fe會患缺鐵性貧血。[重難探究]1.組成細胞元素的種類2.組成細胞的化合物組成細胞的元素大多以化合物的形式存在。(1)組成細胞的主要化合物及其相對含量(質(zhì)量分數(shù))組成細胞的化合物eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(無機化合物\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(水70%~90%,無機鹽1%~1.5%)),有機化合物\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(糖類,核酸))1%~1.5%,脂質(zhì)1%~2%,蛋白質(zhì)7%~10%))))(2)鮮重和干重時,細胞中化合物含量的改變①細胞鮮重時:含量最多的化合物是水;含量最多的有機物是蛋白質(zhì)。②細胞干重時:含量最多的化合物(或有機化合物)是蛋白質(zhì)。有機化合物和無機化合物的區(qū)分區(qū)分有機化合物和無機化合物主要是看化合物分子組成中是否有碳元素,如糖類是有機化合物,由C、H、O三種元素組成,水是無機化合物,由H、O兩種元素組成,不含C。一般有機化合物是指除了CO2、碳酸鹽及碳酸以外的含碳化合物。(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。(2)生物體內(nèi)含有的元素不肯定是生物體所必需的元素,如Pb。[典題演練]1.下列有關(guān)組成生物體化學(xué)元素的論述,正確的是(C)A.組成生物體和組成無機自然界的化學(xué)元素中,碳元素的含量最多B.人、動物與植物所含有的化學(xué)元素的種類差異很大C.組成生物體的化學(xué)元素在無機自然界都可以找到D.不同生物體內(nèi)各種化學(xué)元素的含量比例基本相像解析:本題考查了組成生物體的化學(xué)元素在生物界與非生物界及生物之間的統(tǒng)一性與差異性。組成生物體的化學(xué)元素沒有一種是生物特有的,在無機自然界中均可以找到,它們大都屬于原子序數(shù)較低的元素,但從元素含量看,生物與無機自然界中的差異較大,各生物體之間的差異也較大,如組成生物體的元素中,O元素含量最多。C、H、N三種元素在組成人體的化學(xué)成分中質(zhì)量分數(shù)共占78%左右,這三種元素在組成巖石圈的化學(xué)成分中,質(zhì)量分數(shù)還不到1%。按干重計算,Ca元素在人體細胞中質(zhì)量分數(shù)為4.67%,而在玉米中僅為0.23%,然而從元素種類看,各種生物體中所含的元素種類卻大致相同。2.下表是有活性的番茄細胞中的元素含量,圖是番茄細胞中化合物含量的柱形圖,下列說法正確的是(C)元素abc含量65%18%10%A.表中含量最多的元素是a,數(shù)量最多的元素也是aB.若圖表示細胞鮮重,則甲化合物中含量最多的元素為表中的bC.若圖表示細胞完全脫水后化合物的含量,則甲化合物具有多樣性D.若表為組成人體細胞的元素含量,則a、b、c含量和番茄細胞中完全相同解析:活細胞中含量最多的元素是氧元素,數(shù)量最多的元素是氫元素,而表中a元素為O,A錯誤;細胞鮮重中含量最多的化合物為水,其中含量最多的元素為O,即表中的a,B錯誤;細胞完全脫水后含量最多的化合物為蛋白質(zhì),即甲為蛋白質(zhì),其具有多樣性,C正確;不同生物體細胞中元素種類基本相同,但元素含量差異較大,則人體細胞的元素含量與番茄細胞中不相同,D錯誤。(1)細胞鮮重中含量最多的化合物是水,其中氧元素含量最多,而氫元素數(shù)量最多。(2)細胞干重中含量最多的化合物是蛋白質(zhì),其結(jié)構(gòu)與功能具有多樣性。(3)若題中柱形圖為沙漠中仙人掌細胞中化合物含量,則甲、乙分別為何種化合物?提示:水、蛋白質(zhì)。(4)若題中表格為烘干后的小麥種子細胞中元素含量,則a表示何種元素?提示:C。學(xué)問點二檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)[新知導(dǎo)學(xué)]1.試驗原理(連線):答案:①—d—Ⅰ②—a—Ⅱ③—c—Ⅳ④—b—Ⅲ2.試驗材料的選擇:①蘋果②花生種子③豆汁④梨⑤雞蛋清⑥甘蔗汁⑦馬鈴薯勻漿⑧芝麻種子⑨西瓜汁⑩花生種子勻漿請將適合的材料編號填到下面橫線上:(1)還原糖檢測①④。(2)脂肪檢測②⑩。(3)蛋白質(zhì)檢測③⑤。(4)淀粉檢測⑦。3.試驗步驟及結(jié)論:(1)還原糖的檢測:(2)脂肪的檢測和視察:方法一:花生種子勻漿+3滴蘇丹Ⅲ染液→橘黃色

方法二:(3)蛋白質(zhì)的檢測和視察:3.還原糖、蛋白質(zhì)的鑒定試驗中,在加相應(yīng)試劑鑒定之前,為什么要留出一部分組織樣液?提示:留出一部分組織樣液的目的是與鑒定后的樣液顏色作對比,以增加試驗的勸服力。4.脂肪的檢測必需用顯微鏡嗎?提示:不肯定。采納將組織制成組織樣液的方法,不需用顯微鏡;若采納制作臨時切片的方法,則需用顯微鏡。[重難探究]1.常見的還原糖與非還原糖葡萄糖、果糖、麥芽糖都是還原糖;淀粉、蔗糖、纖維素都是非還原糖。2.檢測生物組織中有機物的留意事項(1)試驗材料的選擇。①富含被檢測的有機物,易出現(xiàn)明顯試驗現(xiàn)象。②材料本身應(yīng)為白色或近于白色,不干擾試驗結(jié)果。(2)操作方面的留意事項。①還原糖檢測時,運用水浴加熱,試管底部不要觸及燒杯底部,以防受熱不勻稱。②檢測生物組織中的脂肪時,染色時間不宜過長,因為染液中有酒精,脂肪可以溶解在酒精中,染色時間過長會使橘黃色消逝。③蛋白質(zhì)檢測時,雙縮脲試劑的加入依次: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,蛋白質(zhì)中的肽鍵只有在堿性環(huán)境下才能與Cu2+作用,形成紫色絡(luò)合物。若先加B液或B液過量,會生成Cu(OH)2,干擾顏色反應(yīng)。3.試驗結(jié)果及分析(1)還原糖檢測時,溶液顏色改變:淺藍色→棕色→磚紅色(沉淀)。起先時的淺藍色是Cu(OH)2的顏色,后來的棕色是淺藍和磚紅色的混合色,最終Cu2+全部生成Cu2O,溶液呈現(xiàn)磚紅色。(2)蛋白質(zhì)分子中的肽鍵與Cu2+結(jié)合,生成紫色絡(luò)合物,因此蛋白質(zhì)遇雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)。(3)若以花生種子為試驗材料,蘇丹Ⅲ染液為試劑,在顯微鏡下視察到橘黃色顆粒,則說明脂肪存在;若以花生種子勻漿為試驗材料,則其與蘇丹Ⅲ染液混合呈現(xiàn)橘黃色。4.斐林試劑與雙縮脲試劑的比較(1)有機化合物檢測試驗中有關(guān)試劑及操作的幾點提示。①易寫錯別字提示:“斐林試劑”中的“斐”不行錯寫為“翡”,雙縮脲試劑中的“脲”不行錯寫為“尿”。②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。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)生反應(yīng),但與雙縮脲試劑發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)不肯定都是蛋白質(zhì)或多肽。(2)三類有機物檢測在操作步驟上的差異。①唯一須要加熱——還原糖檢測,且必需水浴加熱,不能用酒精燈干脆加熱。若不加熱,則無磚紅色沉淀出現(xiàn)。②唯一須要顯微鏡——脂肪檢測。③混合后加入——斐林試劑;分別加入——雙縮脲試劑(先加A液,后加B液,且B液不能過量)。[典題演練]3.下列關(guān)于試驗操作步驟的敘述中,正確的是(B)A.用于檢測可溶性還原糖的斐林試劑甲液和乙液可以干脆用于檢測蛋白質(zhì)B.脂肪的檢測需借助顯微鏡才能看到被染成橘黃色的脂肪顆粒C.檢測可溶性還原糖時,要加入斐林試劑甲液搖勻后,再加乙液D.用于檢測蛋白質(zhì)的雙縮脲試劑A液與B液混合勻稱后,再加入含樣品的試管中解析:用于檢測還原糖的斐林試劑乙液與雙縮脲試劑的B液濃度不同,不能干脆用來檢測蛋白質(zhì),A項錯誤;脂肪須要運用蘇丹Ⅲ(蘇丹Ⅳ)染色,運用酒精洗去浮色以后在顯微鏡下視察,可以看到橘黃色(紅色)的脂肪顆粒,B項正確;斐林試劑甲液與乙液須要先混合勻稱后運用,C項錯誤;雙縮脲試劑須要先加入A液,再加入B液,D項錯誤。4.下面是一組探究生物體主要有機物存在與否的檢測試驗,按表中依次對應(yīng)下列各項內(nèi)容,正確的是(D)待測物質(zhì)試劑預(yù)期顯色結(jié)果反應(yīng)條件蛋白質(zhì)雙縮脲試劑③④脂肪②紅色常溫①斐林試劑磚紅色50~65℃A.葡萄糖、蘇丹Ⅲ染液、紫色、沸水浴B.蔗糖、蘇丹Ⅳ染液、紫色、常溫C.還原糖、蘇丹Ⅲ染液、藍紫色、沸水浴D.果糖、蘇丹Ⅳ染液、紫色、常溫解析:蛋白質(zhì)可與雙縮脲試劑產(chǎn)生紫色反應(yīng);脂肪可以被蘇丹Ⅳ染液染成紅色;斐林試劑能和還原糖在水浴加熱的條件下生成磚紅色沉淀,常見的還原糖為葡萄糖、果糖和麥芽糖。課題調(diào)研:顏色反應(yīng)類試驗材料的選擇[典范例題1]組成生物體的化合物有可溶性還原糖(葡萄糖、果糖、乳糖)、脂肪、蛋白質(zhì)等物質(zhì),能與某些試劑發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生特定的顏色改變,從而鑒定生物組織或分泌物中這些化合物的存在?,F(xiàn)欲檢測牛奶中是否含有乳糖、脂肪和蛋白質(zhì)。(1)該試驗所需的材料和試劑至少要有牛奶、________、________、________和儀器________等。(2)某些單子葉植物中,如大蒜、韭菜等的葉中含有大量的還原糖,但這些單子葉植物的葉不宜作試驗材料,緣由是:__________。[典范例題2]在“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)”的試驗中,供應(yīng)了如下備選試驗材料:蘋果、甘蔗、大米、韭菜的葉、核桃、花生、黃豆(1)檢測還原糖時,為什么不選取甘蔗?(2)檢測脂肪時,為什么不選取核桃?(3)假如把黃豆浸泡萌發(fā)成黃豆芽,能利用黃豆芽檢測蛋白質(zhì)嗎?[解題技巧]顏色反應(yīng)類試驗及試驗材料的選擇1.顏色反應(yīng)類試驗:某些化學(xué)試劑能夠與生物組織中的有機化合物產(chǎn)生特定的顏色反應(yīng),依據(jù)所表現(xiàn)出的特定顏色改變可檢測生物組織中相應(yīng)的有機化合物,如還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)等。2.試驗材料選擇原則:(1)符合試驗的原理:試驗原理是完成試驗的依據(jù),選擇的材料既要保證反應(yīng)原理的實現(xiàn),又要便利檢測結(jié)果的視察。對于顏色反應(yīng)類試驗,應(yīng)選擇白色或無色,含有豐富的待測物質(zhì)的試驗材料。(2)材料易于獲得:要保證明驗的順當(dāng)進行,應(yīng)選取在當(dāng)?shù)睾唵潍@得又比較便宜的材料。一、選擇題1.構(gòu)成細胞的化學(xué)元素沒有一種是生命物質(zhì)所特有的。這個事實說明(C)A.生物體是由無機物組成的B.生物與非生物完全相同C.生物界與非生物界具有統(tǒng)一性D.生物與非生物完全不同解析:生物與非生物具有統(tǒng)一性和差異性,構(gòu)成細胞的化學(xué)元素沒有一種是生命物質(zhì)所特有的,這體現(xiàn)了生物界與非生物界的統(tǒng)一性。構(gòu)成細胞的化學(xué)元素含量與自然界各種元素含量差異很大,這體現(xiàn)了生物界與非生物界的差異性。2.細胞內(nèi)含量最多的有機化合物和化合物分別是(A)A.蛋白質(zhì)和水 B.蛋白質(zhì)和無機鹽C.核酸和水 D.脂質(zhì)和水解析:細胞內(nèi)含量最多的化合物是水,含量最多的有機物是蛋白質(zhì),細胞干重中最多的化合物是蛋白質(zhì)。3.關(guān)于元素和化合物的敘述中正確的是(B)A.組成全部蛋白質(zhì)和核酸的元素都是大量元素B.不同生物體內(nèi)元素種類大體相同C.不同生物中各種化合物含量基本相同D.不同生物中各種元素含量基本相同解析:組成蛋白質(zhì)的元素都有大量元素C、H、O、N,但并非全部蛋白質(zhì)都只有這四種元素,如人體血紅蛋白中就有微量元素Fe。不同生物中的各種元素與化合物含量相差很大。4.用碘液、蘇丹Ⅲ染液和雙縮脲試劑測得甲、乙、丙三種植物的干種子中三大類有機物的顏色反應(yīng)如下表,其中“+”的數(shù)量代表顏色反應(yīng)的深淺程度,下列說法不正確的是(A)A.乙種子中主要含蛋白質(zhì)B.碘液、蘇丹Ⅲ染液和雙縮脲試劑與相應(yīng)的物質(zhì)發(fā)生的顏色反應(yīng)分別是藍色、橘黃色和紫色C.在視察顏色時有可能用到光學(xué)顯微鏡D.這三種試劑的運用均不須要水浴加熱解析:分析表格內(nèi)容可知,甲種子中主要含淀粉,乙種子中主要含脂肪,丙種子中主要含蛋白質(zhì),A錯誤。碘液用于檢驗淀粉的存在,其顏色反應(yīng)為藍色;蘇丹Ⅲ染液用于脂肪的檢測,能將脂肪顆粒染成橘黃色;雙縮脲試劑用于蛋白質(zhì)的檢測,其顏色反應(yīng)為紫色,B正確。在脂肪的切片法檢測試驗中,須要用光學(xué)顯微鏡進行視察,C正確。只有還原糖的檢測試驗須要水浴加熱,D正確。5.科學(xué)家通過試驗發(fā)覺,要維持牧場的一公頃牧草的正常生長,必需供應(yīng)150g鉬。下列關(guān)于鉬的說法不正確的是(C)A.鉬是牧草所必需的化學(xué)元素B.鉬是牧草所必需的微量元素C.鉬可以由其他元素轉(zhuǎn)化而來D.鉬的作用不行以用其他元素代替解析:題目中的信息說明,鉬是植物正常生長和發(fā)育所必需的化學(xué)元素,但須要量很少,且鉬的作用不行替代。二、非選擇題6.經(jīng)過長期的探討證明:生活的細胞中全部的化學(xué)元素都可以在無機自然界中找到,沒有一種是其本身所特有的。這樣的事實充分說明白生物界與非生物界具有統(tǒng)一性;由這樣的元素及這樣的元素構(gòu)成的化合物組成的細胞要分化為細胞膜、細胞質(zhì)和細胞核等,才能進行生命活動,這說明白生命的物質(zhì)性;生命物質(zhì)中的某些化合物如蛋白質(zhì)、核酸等,在無機自然界中是沒有的,這樣的事實可以說明生命物質(zhì)的特別性。7.依據(jù)“檢測生物組織中的糖類、脂肪、蛋白質(zhì)”試驗,回答下列問題:(1)鑒定成熟蘋果果肉中是否存在還原糖所用的試劑是斐林試劑,該試劑與細胞內(nèi)還原糖發(fā)生作用,形成磚紅色沉淀,

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