版高中生物必修一学案 细胞中的元素和化合物 含答案

第1节　细胞中的元素和化合物学习目标1．认识生物界与非生物界的统一性和差异性(重点)。2.说出组成细胞的主要元素和化合物(重点)。3.尝试检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质(重难点)。|基础知识|一、组成细胞的元素和化合物1．生物界与非生物界的统一性和差异性细胞与非生物相比，在元素种类上具有统一性，在元素含量上具有差异性。2．组成细胞的元素(1)大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等；(2)微量元素：Fe、Mn、Cu、B、Mo等；(3)基本元素：C、H、O、N；(4)最基本元素：C。3．组成细胞的化合物(1)无机化合物：有水和无机盐。(2)有机化合物：主要有糖类、蛋白质、脂质、核酸等。二、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质1．实验原理(连线答案　①－b－I　②－d－Ⅲ　③－a－Ⅱ　④－c－Ⅳ2．实验步骤(1)还原糖的检测还原糖含量较高、白色或近于白色的植物组织↓(制浆→一层纱布过滤→取液)↓↓组织样液中含有还原糖(2)脂肪的检测和观察方法一：花生种子匀浆＋2～3滴苏丹Ⅲ染液→橘黄色方法二：花生种子(浸泡过的)，将子叶切成薄片↓↓在低倍显微镜下找到已着色的圆形小颗粒，然后换高倍显微镜观察↓花生种子中含有脂肪(3)蛋白质的检测和观察。豆浆或鲜肝研磨液↓↓组织样液中含有蛋白质|自查自纠|1．细胞中的一种元素的作用能被其他元素替代。(　　)2．组成细胞的元素有C、H、O、N等20多种，其中C是最基本的元素。(　　)3．组成细胞的元素同样存在于自然环境中，说明生物与非生物具有统一性。(　　)4．活细胞中含量最多的化合物是蛋白质。(　　)5．构成细胞的任何一种化合物都能在无机自然界中找到。(　　)6．检测还原糖的材料可选用番茄果肉。(　　)7．检测脂肪时可使用花生种子匀浆。(　　)8．还原糖与斐林试剂在水浴加热条件下生成红色沉淀，斐林试剂使用时先加甲液再加乙液。(　　)答案　1.×　2.√　3.√　4.×　5.×　6.×　7.√　8.×|图解图说|找一找巧记：微量元素，铁猛碰新木桶(Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu)。________________________________________________________________________________________________________________________________________________★碳相当于人体的骨架________________________________________________________________________________________________________________________________________________★斐林试剂甲乙两液混合后使用，需加热。________________________________________________________________________________________________________________________________________________★三大有机物的检测中，使用显微镜的只有脂肪________________________________________________________________________________________________________________________________________________★双缩脲试剂先加A液，后加B液，不需加热________________________________________________________________________________________________________________________________________________不同细胞中的化合物含量都一样吗？提示：不一样________________________________________________________________________________________________________________________________________________探究点一　组成细胞的元素和化合物1．组成细胞的元素细胞鲜重和干重两种状态下，C、H、O、N四种基本元素的含量从多到少的排序是怎样的？造成这种差别的原因是什么？提示　鲜重：O、C、H、N　干重：C、O、N、H　造成这种差别的原因是细胞中水分含量不同2．组成细胞的化合物细胞鲜重中含量最多的化合物和有机化合物分别是什么？细胞干重中含量最多的化合物是什么？提示　细胞鲜重中含量最多的化合物是水，含量最多的有机化合物是蛋白质。细胞干重中含量最多的化合物是蛋白质。组成细胞的元素分类提醒：(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)微量元素只是在细胞中含量较少，但仍是生命活动不可缺少的。【典例1】(2016·吕梁高一检测)如图l是细胞中3种化合物含量的扇形图，图2是活细胞中元素含量的柱形图，下列说法不正确的是(　　)A．若图1表示正常细胞，则A为水B．若图1表示干重细胞，则A为蛋白质C．图2中含量最多的元素a是氧元素D．图2中数量最多的元素也是a尝试解答________。解析　正常细胞是有活性的，则表示的是细胞鲜重，含量最多的化合物是水，A正确；细胞干重含量最多的化合物是蛋白质，B正确；由于题干中明确图2是有活性的细胞中含量最多的物质是水(H2O)所以氧元素含量最多，C正确；细胞鲜重中含量最多的物质是水(H2O)，氢和氧的数量比是2∶1，所以数量最多的应是(氢)c，D错误。答案　D(1)“有活性”的细胞，分析其质量问题时指的是细胞的鲜重，审题时要注意这一关键词。(2)分析细胞中的化合物的含量时，要注意“有机物”、“化合物”及“无机物”的差别。(3)D选项中的“数量”指的是原子个数。【跟踪训练】1．如图表示细胞中各种化合物占细胞鲜重的含量，按①②③④顺序排列正确的是(　　)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　组成细胞的化合物中，水的含量最多，因此，占细胞鲜重的化合物中最多的是水，其次是蛋白质、脂质、糖类。答案　D探究点二　检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质1．实验材料的选择(1)判断下列材料是否能作为检测还原糖的材料？并阐述其原因。①苹果或梨　②西瓜瓤　③甘蔗________________________________________________________________________(2)花生和芝麻中更适合作为检测生物组织中脂肪的是________，原因是________________________________________________________________________。(3)在蛋白质的检测实验中，如果用蛋清稀释液作为实验材料，一定要稀释到一定程度，原因是________________________________________________________________________。提示　(1)①适合，因为苹果和梨中既含有丰富的还原糖，颜色又浅。②③不适合，因为西瓜瓤有一定的颜色，甘蔗中的蔗糖不是还原糖。(2)花生　花生种子体积较大，便于操作(3)不稀释会使蛋清粘附于试管壁上，反应不彻底且不易清洗试管2．斐林试剂和双缩脲试剂的“一同三不同”提示　NaOH　CuSO4　g/mL　斐林　碱　等量混匀　A液　B液　g/mL　g/mL3．实验操作(1)三类有机物检测时的两个唯一：唯一需要加热的是：_______________________________________________________。唯一需要显微镜观察的是：_________________________________________________。(2)检测生物组织中的脂肪时，染色时间不宜过长，原因是________________________________________________________________________。提示　(1)还原糖　脂肪　(2)染色时间过长，脂肪会溶解到染色剂中检测生物组织中的有机物实验成功关键点(1)检测生物组织中有机物实验的选材要求。①富含被检测物质。②颜色为白色或近于白色，并且易于获得和操作。(2)实验材料的预处理。①脂肪的检测中，实验用的花生种子需提前浸泡3～4h，浸泡时间太短，不易切片；浸泡时间太长，则组织太软，切下的薄片不易成形。②在蛋白质的检测实验中，如果用蛋清稀释液作为实验材料，一定要稀释到一定程度，否则，与双缩脲试剂发生反应后会粘在试管的内壁上，使反应不彻底，试管也不易洗刷干净。【典例2】(2016·哈尔滨高一检测)下列关于实验操作步骤的叙述，正确的是(　　)A．斐林试剂甲液和乙液可直接用于蛋白质的检测B．脂肪的检测实验中需用显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪颗粒C．鉴定可溶性还原糖时要加入斐林试剂甲液后再加入乙液D．用于检测蛋白质的双缩脲试剂A液和B液要混合均匀后，再加入含样品的试管中尝试解答________解析　由于鉴定还原糖的斐林试剂与鉴定蛋白质的双缩脲试剂中的CuSO4溶液浓度不同，所以斐林试剂中的甲液和乙液不能直接用于鉴定蛋白质，A错误；脂肪的鉴定需要用显微镜才能观察到被染成橘黄色的脂肪颗粒，B正确；斐林试剂使用时要将甲液和乙液等量混合后才能加入到样液中，C错误；双缩脲试剂使用时要先加A液再加B液，D错误。答案　B三大有机物检测的三个误区(1)易忽略斐林试剂本身的颜色。非还原糖(如蔗糖)＋斐林试剂水浴加热后的现象不是无色而是浅蓝色[Cu(OH)2的颜色]。(2)易写错“斐”和“脲”字。“斐林试剂”中的“斐”不可错写成“非”，双缩脲试剂中“脲”不可错写成“尿”。(3)误认为脂肪的鉴定必需使用显微镜。若要观察被染色的脂肪颗粒，则使用显微镜，但若只要观察溶液颜色变化，则不必使用显微镜。【跟踪训练】2．现有一被检样品提取液，经双缩脲试剂检测，样液产生紫色反应；经斐林试剂检测，加热无明显砖红色沉淀生成；经处理后用苏丹Ⅲ染液检测，不呈现橘黄色。该样品可能是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　A．无糖全脱脂奶粉 B．纯天然牛奶C．加果糖浆的果汁 D．普通豆奶粉解析　用双缩脲试剂检测，样液产生紫色反应，说明其中含有蛋白质。经斐林试剂检测，加热无明显砖红色沉淀生成，说明其中几乎不含还原糖。经处理后用苏丹Ⅲ染液检测，不呈现橘黄色，说明其中不含脂肪，该样品可能是无糖全脱脂奶粉。答案　A 知识脉络 要点晨背 1.生物体中的元素在无机自然界中都能找到，但各种元素含量又大不相同。2.细胞中的大量元素和微量元素是根据含量划分的，但微量元素也有其重要作用。3.细胞鲜重含量排前四位的元素是O、C、H、N，干重中的排序是C、O、N、H。4.有活性的细胞中含量最多的化合物是水，含量最多的有机物是蛋白质。5.鉴定还原糖、脂肪和蛋白质时，选择的材料不仅富含所鉴定的物质，且颜色要浅。6.斐林试剂和双缩脲试剂不仅溶液浓度不同，且使用方法也不同。7.鉴定还原糖、脂肪和蛋白质的实验中，需要加热的是还原糖，需要使用显微镜的是脂肪。1．关于组成生物体的元素和化合物的叙述中，正确的是(　　)A．组成蛋白质和核酸的元素有些是生物界所特有的B．不同生物体内所含元素种类大体相同C．不同生物中各种化合物含量基本相同D．不同生物中各种元素含量基本相同解析　组成生物界所有化合物的元素，一定都来自无机自然环境，没有一种元素是生物界所特有的；不同生物体所含的元素与化合物的种类大体相同，但各种元素和化合物的含量差别很大。答案　B2．在组成水草的各种化学元素和化合物中，占细胞干重最多的元素和化合物分别是(　　)A．H、水 B．C、蛋白质C．N、蛋白质 D．O、水解析　占细胞干重最多的元素和化合物分别是C和蛋白质，占细胞鲜重最多的元素和化合物分别为O和水。答案　B3．通过比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量，发现组成细胞的元素在非生物界中都能找到，这说明了(　　)A．生物界与非生物界几乎没有区别B．生物界与非生物界具有统一性C．生物来源于非生物D．生物界与非生物界具有差异性解析　组成细胞的元素在非生物界中都能找到，说明了生物界与非生物界具有统一性。答案　B4．下列食物营养成分与检测试剂及显色反应之间的对应关系中，错误的是(　　)A．淀粉：碘液，蓝色B．蔗糖：斐林试剂，砖红色C．脂肪：苏丹Ⅲ染液，橘黄色D．蛋白质：双缩脲试剂，紫色解析　本题考查利用特定试剂与化合物的显色反应来检测待测化合物的相关知识。淀粉遇碘变蓝色；脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色；蛋白质遇双缩脲试剂呈紫色；蔗糖不是还原糖，不能与斐林试剂反应产生砖红色沉淀。答案　B 物质 试剂 现象 ①葡萄糖 a.苏丹Ⅲ(Ⅳ)染液 Ⅰ.砖红色沉淀 ②马铃薯匀浆 b.斐林试剂 Ⅱ.橘黄色(红色) ③花生种子匀浆 c.双缩脲试剂 Ⅲ.蓝色 ④豆浆 d.碘液 Ⅳ.紫色