1、第1节细胞中的元素和化合物新课程标准核心素养1.说出组成细胞的主要元素。2.尝试检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质，探讨细胞中主要化合物的种类。3.认同生命的物质性。1.生命观念认同不同元素和化合物在细胞中的含量关系与其所承担的功能相适应。2.科学探究通过检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质，掌握检测相关物质的实验原理、方法和操作注意事项。知识点(一)组成细胞的元素和化合物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)分类(3)细胞中4种含量最多的元素：C、H、O、N。2组成细胞的化合物(1)种类(2)含量占细胞鲜重最多的化合物是；占细胞鲜重最多的有机化合物是蛋白质；占细胞干
2、重最多的化合物是蛋白质。3元素的统一性和差异性(1)Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等是组成细胞的微量元素。()(2)大量元素在细胞内作用重大，微量元素在细胞中的作用微小。()(3)占细胞干重含量最多的化学元素是C。()(4)占细胞鲜重最多的化合物是水，占细胞干重最多的化合物是蛋白质。()1(生命观念)生物体内含量很少的元素都是微量元素吗？请说明理由。提示：不都是。微量元素是生物体内含量很少但又不可缺少的元素。生物体还有一些元素如Pb含量少，但又不是必需的，这些元素不属于微量元素。2(社会责任)不同生物材料中富含有机物的成分不同，下面的生物材料中，富含糖类、脂肪、蛋白质的分别有_、
3、_、_。玉米种子牛奶甘蔗的茎鸡蛋花生种子甜菜的根蓖麻种子大豆种子苹果提示：组成细胞的元素的种类和含量(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。(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。1研究表明缺硒可导致克山病。克山病是一种地方性心肌病，急重症病人可发生猝死。医学界专家认为，成人每天硒的摄取量约在40100 g就可满足人体需要。根据资料分析，下列解释错误的是()A硒是人体必需的化学元素B硒在人体生长发育过程中的作用不可替代C硒的作用重大，只要有了硒，人体就能正常生长发育D硒是人体必需的微量元素解析：选C人体生长发育需要各种大量元素和微量元素，而不是只要有
4、了硒，人体就能正常生长发育。2图1是人体细胞中化合物含量的扇形图，图2是有活性的人体细胞中元素含量的柱形图，下列叙述错误的是()A若图1表示细胞鲜重，则A、B化合物依次是H2O、蛋白质B若图2表示组成人体细胞的元素含量(占细胞鲜重的百分比)，则a、b、c依次是O、C、HC地壳与活细胞中含量最多的元素都是a，因此说明生物界与非生物界具有统一性D若图1表示细胞完全脱水后的化合物含量，则A化合物是蛋白质解析：选C占细胞鲜重最多的化合物是H2O，其次是蛋白质；占细胞鲜重最多的元素是O，其次是C、H等；生物界与非生物界的统一性体现在元素的种类上，而不是含量上；占细胞干重最多的化合物是蛋白质。知识点(二)
5、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质1实验原理(连线)2实验步骤(1)还原糖的检测(2)脂肪的检测检测原理：脂肪苏丹染液橘黄色。操作步骤：(3)蛋白质的检测(1)以新鲜洋葱鳞片叶内表皮为材料，经苏丹染色，可观察到橘黄色颗粒状的蛋白质。()(2)食物中的脂肪用苏丹染液染色后，呈橘黄色。()(3)还原糖与斐林试剂在水浴加热条件下可产生紫色沉淀。()(4)斐林试剂是由甲液和乙液等量混合均匀后使用。()(5)双缩脲试剂使用时先加B液，摇匀后加A液。()1(科学思维)斐林试剂与双缩脲试剂在成分及使用上的区别是什么？提示：(1)浓度不同：二者成分中CuSO4溶液的质量浓度不同，前者是0.05 g/mL，后者
6、是0.01 g/mL。(2)使用方法不同：斐林试剂是甲液和乙液等量混匀后使用，双缩脲试剂是先加A液，摇匀后再加B液。(3)使用条件不同：斐林试剂需水浴加热，双缩脲试剂不需加热。2(社会责任)无糖奶粉中因不含葡萄糖等糖类，受到患糖尿病的老年人的喜爱，要检验某种无糖奶粉是否合格，可能用到哪些试剂？提示：符合要求的无糖奶粉应该无糖，但是含有蛋白质，所以要用到斐林试剂和双缩脲试剂来检测。关注实验中的四个注意点选材不宜选有颜色的材料，因为有颜色的材料会干扰实验结果预留样品物质检测中，预留组织样液作对照组待测液处理用蛋清作蛋白质检测材料，必须充分稀释，防止蛋清黏在试管内壁上材料处理脂肪检测时，用体积分数为
7、50%的酒精洗去浮色，不能用清水，因为染料溶于有机溶剂、不溶于水1在生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的检测实验中，对实验材料的选择，下列叙述错误的是()A可用斐林试剂甲液和乙液、蒸馏水来检测葡萄糖和蛋白质B花生种子含脂肪多且子叶肥厚，是用于脂肪检测的理想材料C食用花生油一般不选用苏丹染液来检测D甘蔗茎的薄壁组织都含有较多的糖且近于白色，因此可以用于还原糖的检测解析：选D斐林试剂与双缩脲试剂的物质组成相同，只是CuSO4溶液的浓度不同，因此斐林试剂甲液和乙液可用蒸馏水配制成双缩脲试剂；花生种子含脂肪多且子叶肥厚，是用于脂肪检测的理想材料；苏丹染液可将脂肪染成橘黄色，而食用花生油的颜色接近橘黄色，因
8、此一般不能用苏丹染液检测食用花生油；甘蔗茎的薄壁组织含有较多的蔗糖，但蔗糖属于非还原糖，不能用于可溶性还原糖的检测。2某校生物兴趣小组进行了生物组织中还原糖检测的实验(如下图)，下列叙述正确的是()A在实验材料选择方面，用苹果果肉比用植物叶片的效果要好B在制备生物组织样液时，加入石英砂的主要目的是促进还原糖的溶解C用于该实验检测的斐林试剂也可用于检测蛋白质，只是添加试剂的顺序不同D由于斐林试剂不稳定，在使用斐林试剂时要先加0.1 g/mL的NaOH溶液，后加入0.05 g/mL的CuSO4溶液解析：选A苹果果肉的颜色接近白色，而植物叶片一般呈绿色，所以在实验材料选择方面，用苹果果肉比用植物叶片
9、的效果要好；在制备生物组织样液时，加入石英砂的主要目的是使研磨充分；斐林试剂和双缩脲试剂中CuSO4溶液的浓度不同；在使用斐林试剂时应将等量的NaOH和CuSO4溶液混匀后再加入组织样液。易错提醒1斐林试剂很不稳定，容易产生蓝色的Cu(OH)2沉淀，所以应将甲液和乙液分别保存，使用时现配现用。2鉴定蛋白质时，加入试剂B后，如果没有产生紫色反应，可能的原因是加入的双缩脲试剂B过量，CuSO4在碱性溶液中生成大量的蓝色Cu(OH)2絮状沉淀，会遮蔽实验中所产生的紫色，影响观察结果。要语必背网络构建一、要语必背1分析细胞中元素、化合物的含量时要区分干重和鲜重(1)在细胞的鲜重中：基本元素含量百分比：
10、OCHN。含量最多的化合物是水。(2)在细胞的干重中：基本元素含量百分比：CONH。含量最多的化合物是蛋白质。2活细胞中含量最多的元素是O，数量最多的元素是H。3糖类的检测(1)淀粉遇碘变蓝。(2)在加热条件下，还原糖与斐林试剂反应，生成砖红色的Cu2O(氧化亚铜)沉淀。4脂肪的检测脂肪能被苏丹染液染色橘黄色(或被苏丹染液染成红色)。5蛋白质的检测蛋白质与双缩脲试剂反应，生成紫色的络合物。二、网络构建1下列有关组成生物体细胞化学元素的叙述中，正确的是()A组成生物的大量元素中，最基本的是C，因为其作用最大B细胞中各种化合物的共有元素是C、H、OCCu、Mn、Mo、B都是组成生物体的微量元素，其
11、含量微小但却是生命活动所必需的D所有的占生物体总重量万分之一以下的元素都是微量元素解析：选C组成生物体的大量元素中，最基本的是C，因为组成生物体的生物大分子都是以碳链作为基本骨架的，A错误；细胞中各种化合物的共有元素是H、O，水分子不含C，B错误；占生物体总重量万分之一以下的必需元素是微量元素，有些元素含量很少，但不是必需元素，也不属于微量元素，D错误。2科学家在利用无土栽培法培养一些名贵的花卉时，培养液中添加了多种必需化学元素，其配方如表所示。其中植物根细胞吸收量最少的离子是()离子KNaMg2Ca2NOHPOSOZn2培养液浓度(mmol/L)110.251210.251A.Ca2BSOC
12、Zn2DHPO解析：选C组成细胞的微量元素有B、Zn、Cu、Fe、Mo、Mn等，大量元素有C、H、O、Mg、Ca、S、N、P、K。因此选项中的四种离子中花卉根细胞吸收最少的是Zn2，C正确。3下表是有活性的番茄细胞中的元素含量，如图是番茄细胞中化合物含量的柱形图。下列说法正确的是()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若表表示组成人体细胞的元素含量，则a、b、c含量和番茄细胞中完全相同D若图表示细胞完全脱水后化合物含量，则甲化合物应为蛋白质解析：选D在有活性的细胞中，占细胞鲜重百分比最高的是O元
13、素，其次是C元素，再次是H元素，故表中a是O元素，b是C元素，c是H元素。若图表示细胞鲜重，则甲是水；若图表示细胞干重，则甲表示蛋白质。表中含量最多的是O元素，数量最多的是H元素，A错误。细胞鲜重中含量最多的化合物是水，水中不含b(C)元素，B错误。组成人体细胞和番茄细胞的化学元素的种类大体相同，但含量有差别，C错误。细胞干重中含量最多的化合物是蛋白质(甲)，D正确。4下表中待测物质、检测试剂及预期结果对应关系正确的是()待测物质检测试剂预期结果A葡萄糖苏丹染液蓝色B脂肪斐林试剂橘黄色C蛋白质双缩脲试剂紫色D淀粉碘液砖红色解析：选C葡萄糖与斐林试剂水浴加热产生砖红色沉淀，脂肪可被苏丹染液染成橘
14、黄色；蛋白质可与双缩脲试剂发生紫色反应；淀粉遇碘变蓝色。因此，对应关系正确的是C。5下列有机物的检测实验中，可能导致实验失败的操作是()脂肪检测时，花生子叶染色后，没有用酒精洗去浮色蛋白质检测时，把 A、B液混合后再加入蛋白质样液中还原糖检测时，用5065 水浴加热淀粉检测时，直接把碘液滴加到淀粉样液中ABCD解析：选A脂肪检测实验中，花生子叶染色后，需用酒精洗去浮色，否则会导致实验失败，符合题意；蛋白质检测时，应先加A液，再滴加B液，若将A、B液混合后再加入蛋白质样液中，A液和B液会发生反应，这样就不会与蛋白质发生紫色反应，导致实验失败，符合题意；用斐林试剂进行还原糖检测时，用5065 水浴
15、加热为正确的操作方法，不符合题意；淀粉检测时，直接把碘液滴加到淀粉样液中，不符合题意。6现有无标签的新制蔗糖溶液、淀粉酶溶液、稀蛋清溶液、葡萄糖溶液各一瓶，某兴趣小组尝试用双缩脲试剂、斐林试剂和淀粉溶液对四瓶溶液进行鉴定，设计方案如下。回答问题：(1)用双缩脲试剂将上述4种溶液区分为两组，其中不发生颜色反应的一组是_和_。用双缩脲试剂检测时，应先加入_(填“A液”或“B液”)。(2)用_(填所给试剂名称)区分不发生颜色反应的一组溶液。(3)斐林试剂的甲液和乙液分别为_和_。(4)进一步区分(1)中发生颜色反应的一组溶液的方法及流程：将_分别与发生颜色反应的两种溶液混合；然后将斐林试剂分别加入上
16、述两种混合液，进行_，观察是否出现砖红色沉淀。观察到出现砖红色的溶液是_。解析：(1)蛋白质和双缩脲试剂发生紫色反应，而蔗糖溶液和葡萄糖溶液不与双缩脲试剂发生颜色反应。用双缩脲试剂检测时应先加A液，再加B液。(2)斐林试剂可以检测还原糖，葡萄糖属于还原糖，而蔗糖不是还原糖，故可以用斐林试剂区分两种糖溶液。(3)斐林试剂的甲液是0.1 g/mL的NaOH溶液，乙液是0.05 g/mL的CuSO4溶液。(4)区分淀粉酶溶液和稀蛋清溶液，可将淀粉溶液分别与两者混合，淀粉会被淀粉酶水解，产生还原糖，加入斐林试剂并水浴加热后会出现砖红色沉淀。答案：(1)蔗糖溶液葡萄糖溶液A液(2)斐林试剂(3)0.1 g/mL的NaOH溶液0.05 g/mL的CuSO4溶液(4)淀粉溶液水浴加热淀粉酶溶液