1、第2章 组成细胞的分子第1节细胞中的元素和化合物知识点一组成细胞的元素和化合物新知导学1组成细胞的元素(1)生物界与非生物界的统一性和差异性：原因：组成细胞的元素是生物体有选择地从无机自然界获取的。(2)组成细胞的元素的种类和含量：2组成细胞的化合物1构成细胞的最基本元素是什么？说出依据。提示：碳是组成细胞的最基本元素。组成生物体的有机物都含有碳元素，大分子有机物都以碳链为基本骨架。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。重难探究1组成细
2、胞元素的种类2组成细胞的化合物组成细胞的元素大多以化合物的形式存在。(1)组成细胞的主要化合物及其相对含量(质量分数)组成细胞的化合物(2)鲜重和干重时，细胞中化合物含量的变化细胞鲜重时：含量最多的化合物是水；含量最多的有机物是蛋白质。细胞干重时：含量最多的化合物(或有机化合物)是蛋白质。有机化合物和无机化合物的区别区分有机化合物和无机化合物主要是看化合物分子组成中是否有碳元素，如糖类是有机化合物，由C、H、O三种元素组成，水是无机化合物，由H、O两种元素组成，不含C。一般有机化合物是指除了CO2、碳酸盐及碳酸以外的含碳化合物。(1)大量元素和微量元素划分的依据是含量的多少，而不是生理作用。(
3、2)生物体内含有的元素不一定是生物体所必需的元素，如Pb。典题演练1下列有关组成生物体化学元素的论述，正确的是(C)A组成生物体和组成无机自然界的化学元素中，碳元素的含量最多B人、动物与植物所含有的化学元素的种类差异很大C组成生物体的化学元素在无机自然界都可以找到D不同生物体内各种化学元素的含量比例基本相似解析：本题考查了组成生物体的化学元素在生物界与非生物界及生物之间的统一性与差异性。组成生物体的化学元素没有一种是生物特有的，在无机自然界中均可以找到，它们大都属于原子序数较低的元素，但从元素含量看，生物与无机自然界中的差异较大，各生物体之间的差异也较大，如组成生物体的元素中，O元素含量最多。
4、C、H、N三种元素在组成人体的化学成分中质量分数共占78%左右，这三种元素在组成岩石圈的化学成分中，质量分数还不到1%。按干重计算，Ca元素在人体细胞中质量分数为4.67%，而在玉米中仅为0.23%，然而从元素种类看，各种生物体中所含的元素种类却大致相同。2下表是有活性的番茄细胞中的元素含量，图是番茄细胞中化合物含量的柱形图，下列说法正确的是(C)元素abc含量65%18%10% A表中含量最多的元素是a，数量最多的元素也是aB若图表示细胞鲜重，则甲化合物中含量最多的元素为表中的bC若图表示细胞完全脱水后化合物的含量，则甲化合物具有多样性D若表为组成人体细胞的元素含量，则a、b、c含量和番茄细
5、胞中完全相同解析：活细胞中含量最多的元素是氧元素，数量最多的元素是氢元素，而表中a元素为O，A错误；细胞鲜重中含量最多的化合物为水，其中含量最多的元素为O，即表中的a，B错误；细胞完全脱水后含量最多的化合物为蛋白质，即甲为蛋白质，其具有多样性，C正确；不同生物体细胞中元素种类基本相同，但元素含量差异较大，则人体细胞的元素含量与番茄细胞中不相同，D错误。(1)细胞鲜重中含量最多的化合物是水，其中氧元素含量最多，而氢元素数量最多。(2)细胞干重中含量最多的化合物是蛋白质，其结构与功能具有多样性。(3)若题中柱形图为沙漠中仙人掌细胞中化合物含量，则甲、乙分别为何种化合物？提示：水、蛋白质。(4)若题
6、中表格为烘干后的小麦种子细胞中元素含量，则a表示何种元素？提示：C。知识点二检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质新知导学1实验原理(连线)：答案：dacb2实验材料的选择：苹果花生种子豆汁梨鸡蛋清甘蔗汁马铃薯匀浆芝麻种子西瓜汁花生种子匀浆请将适合的材料编号填到下面横线上：(1)还原糖检测。(2)脂肪检测。(3)蛋白质检测。(4)淀粉检测。3实验步骤及结论：(1)还原糖的检测： (2)脂肪的检测和观察：方法一：花生种子匀浆3滴苏丹染液橘黄色方法二：(3)蛋白质的检测和观察：3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
7、颜色作对比，以增强实验的说服力。4脂肪的检测必须用显微镜吗？提示：不一定。采用将组织制成组织样液的方法，不需用显微镜；若采用制作临时切片的方法，则需用显微镜。重难探究1常见的还原糖与非还原糖葡萄糖、果糖、麦芽糖都是还原糖；淀粉、蔗糖、纤维素都是非还原糖。2检测生物组织中有机物的注意事项(1)实验材料的选择。富含被检测的有机物，易出现明显实验现象。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。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。检测生物组织中的脂肪时，染色时间不宜过长，因为染液中有酒精，脂肪可以溶解在酒精中，染色时间过长会使橘黄色消失。蛋
8、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，蛋白质中的肽键只有在碱性环境下才能与Cu2作用，形成紫色络合物。若先加B液或B液过量，会生成Cu(OH)2，干扰颜色反应。3实验结果及分析(1)还原糖检测时，溶液颜色变化：浅蓝色棕色砖红色(沉淀)。开始时的浅蓝色是Cu(OH)2的颜色，后来的棕色是浅蓝和砖红色的混合色，最后Cu2全部生成Cu2O，溶液呈现砖红色。(2)蛋白质分子中的肽键与Cu2结合，生成紫色络合物，因此蛋白质遇双缩脲试剂发生紫色反应。(3)若以花生种子为实验材料，苏丹染液为试剂，在显微镜下观察到橘黄色颗粒，则说明脂肪存在；若以花生种子
9、匀浆为实验材料，则其与苏丹染液混合呈现橘黄色。4斐林试剂与双缩脲试剂的比较(1)有机化合物检测实验中有关试剂及操作的几点提醒。易写错别字提示：“斐林试剂”中的“斐”不可错写为“翡”，双缩脲试剂中的“脲”不可错写为“尿”。斐林试剂只能检测具有还原性的糖类，而一些非还原性的糖类，如蔗糖、淀粉等，无法用斐林试剂进行检测。一切蛋白质或二肽以上的多肽都能与双缩脲试剂发生反应，但与双缩脲试剂发生反应的物质不一定都是蛋白质或多肽。(2)三类有机物检测在操作步骤上的差异。唯一需要加热还原糖检测，且必须水浴加热，不能用酒精灯直接加热。若不加热，则无砖红色沉淀出现。唯一需要显微镜脂肪检测。混合后加入斐林试剂；分别
10、加入双缩脲试剂(先加A液，后加B液，且B液不能过量)。典题演练3下列关于实验操作步骤的叙述中，正确的是(B)A用于检测可溶性还原糖的斐林试剂甲液和乙液可以直接用于检测蛋白质B脂肪的检测需借助显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪颗粒C检测可溶性还原糖时，要加入斐林试剂甲液摇匀后，再加乙液D用于检测蛋白质的双缩脲试剂A液与B液混合均匀后，再加入含样品的试管中解析：用于检测还原糖的斐林试剂乙液与双缩脲试剂的B液浓度不同，不能直接用来检测蛋白质，A项错误；脂肪需要使用苏丹(苏丹)染色，使用酒精洗去浮色以后在显微镜下观察，可以看到橘黄色(红色)的脂肪颗粒，B项正确；斐林试剂甲液与乙液需要先混合均匀后使用，C
11、项错误；双缩脲试剂需要先加入A液，再加入B液，D项错误。4下面是一组探究生物体主要有机物存在与否的检测实验，按表中顺序对应下列各项内容，正确的是(D)待测物质试剂预期显色结果反应条件蛋白质双缩脲试剂脂肪红色常温斐林试剂砖红色5065 A.葡萄糖、苏丹染液、紫色、沸水浴B蔗糖、苏丹染液、紫色、常温C还原糖、苏丹染液、蓝紫色、沸水浴D果糖、苏丹染液、紫色、常温解析：蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应；脂肪可以被苏丹染液染成红色；斐林试剂能和还原糖在水浴加热的条件下生成砖红色沉淀，常见的还原糖为葡萄糖、果糖和麦芽糖。课题调研：颜色反应类实验材料的选择典范例题1组成生物体的化合物有可溶性还原糖(葡萄糖、
12、果糖、乳糖)、脂肪、蛋白质等物质，能与某些试剂发生反应，产生特定的颜色变化，从而鉴定生物组织或分泌物中这些化合物的存在。现欲检测牛奶中是否含有乳糖、脂肪和蛋白质。(1)该实验所需的材料和试剂至少要有牛奶、_、_、_和仪器_等。(2)某些单子叶植物中，如大蒜、韭菜等的叶中含有大量的还原糖，但这些单子叶植物的叶不宜作实验材料，原因是：_。典范例题2在“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”的实验中，提供了如下备选实验材料：苹果、甘蔗、大米、韭菜的叶、核桃、花生、黄豆(1)检测还原糖时，为什么不选取甘蔗？(2)检测脂肪时，为什么不选取核桃？(3)如果把黄豆浸泡萌发成黄豆芽，能利用黄豆芽检测蛋白质吗？解
13、题技巧颜色反应类实验及实验材料的选择1颜色反应类实验：某些化学试剂能够与生物组织中的有机化合物产生特定的颜色反应，根据所表现出的特定颜色变化可检测生物组织中相应的有机化合物，如还原糖、脂肪和蛋白质等。2实验材料选择原则：(1)符合实验的原理：实验原理是完成实验的依据，选择的材料既要保证反应原理的实现，又要方便检测结果的观察。对于颜色反应类实验，应选择白色或无色，含有丰富的待测物质的实验材料。(2)材料易于获取：要保证实验的顺利进行，应选取在当地容易获得又比较便宜的材料。一、选择题1构成细胞的化学元素没有一种是生命物质所特有的。这个事实说明(C)A生物体是由无机物组成的B生物与非生物完全相同C生
14、物界与非生物界具有统一性D生物与非生物完全不同解析：生物与非生物具有统一性和差异性，构成细胞的化学元素没有一种是生命物质所特有的，这体现了生物界与非生物界的统一性。构成细胞的化学元素含量与自然界各种元素含量差异很大，这体现了生物界与非生物界的差异性。2细胞内含量最多的有机化合物和化合物分别是(A)A蛋白质和水B蛋白质和无机盐C核酸和水 D脂质和水解析：细胞内含量最多的化合物是水，含量最多的有机物是蛋白质，细胞干重中最多的化合物是蛋白质。3关于元素和化合物的叙述中正确的是(B)A组成所有蛋白质和核酸的元素都是大量元素B不同生物体内元素种类大体相同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
15、元素含量基本相同解析：组成蛋白质的元素都有大量元素C、H、O、N，但并非所有蛋白质都只有这四种元素，如人体血红蛋白中就有微量元素Fe。不同生物中的各种元素与化合物含量相差很大。4用碘液、苏丹染液和双缩脲试剂测得甲、乙、丙三种植物的干种子中三大类有机物的颜色反应如下表，其中“”的数量代表颜色反应的深浅程度，下列说法不正确的是(A)A.乙种子中主要含蛋白质B碘液、苏丹染液和双缩脲试剂与相应的物质发生的颜色反应分别是蓝色、橘黄色和紫色C在观察颜色时有可能用到光学显微镜D这三种试剂的使用均不需要水浴加热解析：分析表格内容可知，甲种子中主要含淀粉，乙种子中主要含脂肪，丙种子中主要含蛋白质，A错误。碘液用
16、于检验淀粉的存在，其颜色反应为蓝色；苏丹染液用于脂肪的检测，能将脂肪颗粒染成橘黄色；双缩脲试剂用于蛋白质的检测，其颜色反应为紫色，B正确。在脂肪的切片法检测实验中，需要用光学显微镜进行观察，C正确。只有还原糖的检测实验需要水浴加热，D正确。5科学家通过实验发现，要维持牧场的一公顷牧草的正常生长，必须提供150 g钼。下列关于钼的说法不正确的是(C)A钼是牧草所必需的化学元素B钼是牧草所必需的微量元素C钼可以由其他元素转化而来D钼的作用不可以用其他元素代替解析：题目中的信息说明，钼是植物正常生长和发育所必需的化学元素，但需要量很少，且钼的作用不可替代。二、非选择题6经过长期的研究证实：生活的细胞
17、中所有的化学元素都可以在无机自然界中找到，没有一种是其本身所特有的。这样的事实充分说明了生物界与非生物界具有统一性；由这样的元素及这样的元素构成的化合物组成的细胞要分化为细胞膜、细胞质和细胞核等，才能进行生命活动，这说明了生命的物质性；生命物质中的某些化合物如蛋白质、核酸等，在无机自然界中是没有的，这样的事实可以说明生命物质的特殊性。7根据“检测生物组织中的糖类、脂肪、蛋白质”实验，回答下列问题：(1)鉴定成熟苹果果肉中是否存在还原糖所用的试剂是斐林试剂，该试剂与细胞内还原糖发生作用，形成砖红色沉淀，因此，可用该试剂检验糖尿病病人尿液中葡萄糖的含量。(2)鉴定花生子叶中脂肪的实验中，能将脂肪染
18、成橘黄色的染液是苏丹染液，用其染色时，要用酒精冲洗浮色，这是因为苏丹染液能溶解在酒精中。(3)鉴定黄豆组织中存在蛋白质时，向组织液中加入双缩脲试剂A液摇匀，再向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34滴，而不能过量，这是因为过量的双缩脲试剂B液会与试剂A液反应，使溶液呈蓝色，而掩盖生成的紫色。(4)本实验注意事项：斐林试剂极不稳定，其甲液和乙液需分别配制，使用时再临时混合均匀用于实验。双缩脲试剂的使用，应先加0.1_g/mL的NaOH试剂，造成碱性环境，再加0.01_g/mL的CuSO4试剂。蛋白质的鉴定的样液浓度不能太大，以免实验后黏住试管壁，洗不净。解析：从检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质的实验原理、实验现象、操作步骤和注意事项等方面分析。对营养物质鉴定的考查，需记忆的内容较多。应该注意所采用试剂的名称、化学本质与使用方法，如斐林试剂的化学本质为NaOH和CuSO4，使用时应先混合后再加入，因为此实验原理为Cu(OH)2与还原糖发生氧化还原反应，产生砖红色的沉淀Cu2O；双缩脲试剂的化学本质也为NaOH和CuSO4，但应先加NaOH，后加CuSO4，不能混合后加入，因为NaOH的作用是提供碱性环境，在碱性环境中，CuSO4溶液中的Cu2与蛋白质发生络合反应，呈现紫色。
