2019-2020年高中生物必修1第2章第1节细胞中的元素和化合物

2019-2020年高中生物必修1第2章第1节细胞中的元素和化合物1．认识生物界与非生物界的统一性和差异性。

2．简述组成细胞的元素与化合物的种类、含量。

(重点)3．尝试检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。

(重难点)1．组成细胞的元素(1)种类：细胞中常见的化学元素有20多种。

(2)(3)含量①占细胞鲜重最多的元素是O。

②占细胞干重最多的元素是C。

2．组成细胞的化合物(1)(2)含量①鲜重条件下，含量最多的化合物是水。

②鲜重条件下，含量最多的有机化合物是蛋白质。

③干重条件下，含量最多的化合物是蛋白质。

[合作探讨]探讨1：为什么组成细胞的化学元素在无机自然界都能找到，而组成细胞的元素含量与无机自然界又大不相同？提示：组成细胞的元素是生物体有选择地从无机自然环境中吸收的。

探讨2：大量元素和微量元素划分的依据是什么？微量元素是否可有可无？请举例说明。

提示：划分依据是含量的多少。

微量元素不可缺少，否则机体就会出现异常，如Fe是人体血红蛋白的重要组成元素，缺Fe会患缺铁性贫血。

探讨3：为什么占人体细胞鲜重最多的元素是O，而占干重最多的是C?提示：在鲜重情况下，组成细胞最多的化合物是H2O，而干重情况下所含的成分主要是有机物。

探讨4：不同细胞中化合物的含量都一样吗？请举例说明。

提示：不一样。

如植物的叶肉细胞、果实细胞和种子细胞中通常含有较多的糖类、脂质和蛋白质。

又如禾谷类的果实、种子中含淀粉(多糖)较多；花生、芝麻种子中含脂质多；大豆种子中含蛋白质多等等。

[思维升华]1．组成细胞的元素种类和含量(1)大量元素和微量元素划分的依据是含量，而不是生理作用。

(2)生物体内含有的元素不一定是生物所必需的元素，如Pb。

(3)主要元素占人体细胞鲜重比例是O＞C＞H＞N＞P＞S，而占人体细胞干重比例是C＞O＞N＞H＞P＞S。

2．元素的统一性和差异性(3)统一性和差异性的原因①统一性：生命起源于非生物界，且组成生物体的化学元素是从无机自然界获取的。

②差异性：生物体有选择地从无机自然界获取组成自身的物质。

1．下列哪项实例能够证明微量元素是生命活动所必需的()A．Mg2＋是叶绿素的组成成分B．油菜缺少B时只开花不结果C．哺乳动物血液中Ca2＋含量太低，会抽搐D．缺P会影响ATP的合成【解析】A、B、C、D都能证明元素是生命活动所必需的，但只有B项中B(硼元素)是微量元素，P、Mg、Ca是大量元素。

【答案】 B2．牛通过吃草获得化合物和元素，那么牛和草体内的各种化学元素()【导学号：19040027】A．种类差异很大，含量大体相同B．种类和含量差异都很大C．种类和含量都是大体相同的D．种类大体相同，含量差异很大【解析】不同生物体的细胞内元素种类大体相同，含量相差较大。

【答案】 D3．右图表示细胞中几种化合物的含量，以下按图中①②③④顺序排列相对应的是()【导学号：19040028】3．下图表示细胞中几种化合物的含量，以下按图中①②③④顺序排列相对应的是()【导学号：19040028】A．水、蛋白质、糖类、脂质B．蛋白质、糖类、脂质、水C．水、蛋白质、脂质、糖类D．蛋白质、水、脂质、糖类【解析】组成生物体的化合物分为有机物和无机物，无机物有水和无机盐，有机物包括糖类、脂质、蛋白质和核酸。

在细胞鲜重中水的含量最多，其次是蛋白质，最少的是糖类和核酸。

【答案】 D1．实验原理[连线]①葡萄糖a．苏丹Ⅲ(Ⅳ)染液Ⅰ.砖红色沉淀②马铃薯汁b．斐林试剂Ⅱ.橘黄色(红色)③花生子叶c．双缩脲试剂Ⅲ.蓝色④鸡蛋清d．碘液Ⅳ.紫色提示：①－b－Ⅰ②－d－Ⅲ③－a－Ⅱ④－c－Ⅳ2．实验试剂[判断](1)斐林试剂是由质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液和质量浓度为0.05 g/mL CuSO4溶液配制成的。

(√)(2)斐林试剂是由甲液和乙液等量混合均匀后使用。

(√)(3)双缩脲试剂使用时先加B液，摇匀后加A液。

(×)(4)在脂肪的检测过程中，用体积分数为50%的酒精洗去浮色。

(√)3．实验流程(1)还原糖的检测和观察(2)淀粉的检测和观察(3)脂肪的检测和观察方法一：花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ染液→橘黄色方法二：(4)蛋白质的检测和观察[合作探讨]探讨1：还原糖、蛋白质的鉴定实验中，在加相应试剂鉴定之前，为什么要留出一部分组织样液？提示：留出一部分组织样液的目的是与鉴定后的样液颜色作对比，以增强实验的说服力。

探讨2：实验材料的选择，遵循什么原则？简要分析。

提示：①材料本身应无色或白色，以免对实验结果产生干扰。

②材料中应富含还原糖、脂肪或蛋白质等相关物质，从而使实验现象明显。

探讨3：小麦种子萌发时产生淀粉酶，将淀粉水解为麦芽糖、葡萄糖等。

小麦种子萌发的最适温度为30 ℃左右(此时产生淀粉酶的速度最快)。

取适量小麦种子在20 ℃和30 ℃培养箱中培养4天后，作如下处理：在3支试管中加入等量斐林试剂并加热至50 ℃左右，摇匀后观察试管中的颜色。

结果如何？提示：甲试管呈浅砖红色，乙试管呈砖红色，丙试管呈蓝色。

[思维升华]1．实验原理：2.实验结果分析(1)鉴定还原糖，是新配制的Cu(OH)2与还原糖反应，Cu(OH)2被还原为Cu2O(砖红色)。

(2)检测蛋白质的原理是肽键在碱性环境中与Cu2＋反应生成紫色络合物，所以加入双缩脲试剂A液的目的是制造碱性环境。

3．检测生物组织中有机物的注意事项：(1)实验材料的选择。

①富含被检测的有机物，易出现明显实验现象。

②材料本身应为白色或近于白色，不干扰实验结果。

(2)操作方面的注意事项。

①还原糖检测时，使用水浴加热，试管底部不要触及烧杯底部，以防受热不均匀。

②检测生物组织中的脂肪时，染色时间不宜过长，否则脂肪会溶解在酒精中，使橘黄色消失。

③蛋白质检测时，双缩脲试剂的加入顺序：先加A液，再加B液，而且B 液不能过量。

目的是先制造碱性环境。

若先加B液或B液过量，会生成Cu(OH)2，干扰颜色反应。

1．对下表中所列待测物质的检测，所选用的试剂及预期结果都正确的是()【导学号：19040029】A.①③C．①④D．②④【解析】葡萄糖与斐林试剂发生作用生成砖红色沉淀。

斐林试剂是鉴定还原糖的，淀粉不属于还原糖，鉴定淀粉可用碘液。

脂肪可用苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液检测，前者呈现橘黄色，后者呈现红色。

蛋白质与双缩脲试剂会发生紫色反应。

【答案】 D2．根据检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质的实验，回答下列问题：(1)鉴定成熟苹果果肉中存在还原糖所用的试剂是____________，该试剂与细胞内还原糖发生作用，形成____________沉淀，常见的还原糖有____________。

(2)鉴定花生子叶中脂肪的实验中，能将脂肪染成橘黄色的是________染液，用其染色后，要用酒精冲洗浮色，选用酒精的原因是__________________ __________________________________________________________。

(3)鉴定黄豆组织中存在的蛋白质时，向组织样液中加入双缩脲试剂A液摇匀，再向组织样液中加入双缩脲试剂B液摇匀。

其中双缩脲试剂B液的量只有3～4滴，而不能过量，为什么？_____________________________________。

(4)相关实验注意事项：①斐林试剂极不稳定，其甲液和乙液需____________，用时再临时混合均匀。

②双缩脲试剂的使用，应先加双缩脲试剂A液，造成________环境，再加双缩脲试剂B液即________(填成分及其质量浓度)。

③在可溶性还原糖的鉴定中，对试管中溶液加热时，试管底部不要触及________；试管口不要朝向________，以免溶液沸腾时冲出试管造成烫伤。

【解析】(1)还原糖具有还原性，它能将斐林试剂中的Cu2＋还原成Cu＋，生成砖红色的Cu2O沉淀，所以可用斐林试剂鉴定还原糖的存在。

常见的还原糖有葡萄糖、果糖和麦芽糖。

(2)苏丹Ⅲ染液可将脂肪染成橘黄色，并能溶解在酒精中，根据这一性质可用酒精洗去浮色，便于观察。

(3)双缩脲试剂鉴定蛋白质的原理是蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。

若加入过量的双缩脲试剂B液即CuSO4溶液，CuSO4溶液本身呈蓝色，与双缩脲试剂A液反应产生的Cu(OH)2也呈蓝色，会掩盖生成的紫色，从而影响实验观察。

(4)斐林试剂是由质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液和质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液配制而成的，放久了，就生成Cu(OH)2沉淀，所以斐林试剂极不稳定，实验之前要分别配制，用时再临时混合均匀。

双缩脲试剂使用时要先加双缩脲试剂A液再加双缩脲试剂B液，双缩脲试剂A液是质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液，先加双缩脲试剂A液的目的是营造一个碱性环境，双缩脲试剂的B液是0.01 g/mL CuSO4溶液。

在对试管中溶液进行水浴加热时，试管底部不要触及烧杯底部，以免温度过高；试管口不要朝向实验者，以免溶液沸腾时冲出试管造成烫伤。

【答案】(1)斐林试剂砖红色葡萄糖、果糖、麦芽糖(2)苏丹Ⅲ苏丹Ⅲ能溶解在酒精中(3)过量的双缩脲试剂B液会与双缩脲试剂A液反应，使溶液呈蓝色，掩盖生成的紫色(4)①分别配制、储藏②碱性0．01 g/mL CuSO4溶液③烧杯底部实验者1．下列选项中全部属于组成细胞的大量元素的是()【导学号：19040030】A．P、N、Mn、K B．N、S、Ca、PC．Fe、S、P、N D．Fe、Mn、B、Mo【解析】细胞中的元素根据含量的不同分为大量元素和微量元素，其中大量元素有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg，故B正确。

【答案】 B2．原产热带非洲地区的光棍树，树形奇特，无刺无叶，它茎干中的白色乳汁可以制取石油。

光棍树细胞中含量最多的有机化合物是()A．水B．脂质C．蛋白质D．糖类【解析】细胞内含量最多的有机物是蛋白质，由此判定C正确。

【答案】 C3．在生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定实验中，对实验材料的选择，下列叙述错误的是()【导学号：19040031】A．可用斐林试剂甲液和乙液、蒸馏水来鉴定葡萄糖和尿液中的蛋白质B．花生种子含脂肪多且子叶肥厚，是用于脂肪鉴定的理想材料C．食用花生油最好选用苏丹Ⅳ染液来鉴定，而一般不选用苏丹Ⅲ染液来鉴定D．甘蔗茎的薄壁组织、甜菜的块根等，都含有较多糖且近于白色，因此可以用于还原糖的鉴定【解析】鉴定蛋白质用双缩脲试剂，它由两种试剂组成：0.1 g/mL的NaOH 溶液和0.01 g/mL的CuSO4溶液，斐林试剂也由两种试剂组成：0.1 g/mL的NaOH 溶液和0.05 g/mL的CuSO4溶液，故双缩脲试剂可由斐林试剂和蒸馏水配制而成。

食用花生油颜色较深，而苏丹Ⅲ染液可将脂肪染成橘黄色，染色较浅，不易区别，故最好选用苏丹Ⅳ染液，它可以将脂肪染成颜色较深的红色。