1、第1节细胞中的元素和化合物学习目标核心素养1.说出细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成，它们以碳链为骨架形成复杂的生物大分子。2检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质。1.生命观念：物质观：生物体是由元素和化合物组成的。2科学思维：归纳与概括：从元素的种类、含量等方面总结生物界与非生物界的统一性和差异性。3科学探究：通过对检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质的学习形成科学探究的学科素养。知识点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(1)组成细胞的化学元素在无机自然界中都能够找到，没有一种化学元素是细胞特有的，这一事实说明生物界和非生物界具有统一性。(2)由表中数据可知，
2、细胞中各种元素的相对含量与无机自然界的大不相同，这一事实说明生物界和非生物界具有差异性。,2.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)分类大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu等。(3)细胞内化学元素的种类和含量不同生物体内所含元素种类基本相同；不同生物体内每种化学元素的含量不同。同一生物体内不同化学元素的含量不同，其中C、H、O、N四种元素所占比例较大(干重)。生物体内含量很少的元素都是微量元素吗？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，但又是不必需的，这些元素
3、不属于微量元素。3.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水。占细胞鲜重最多的有机化合物是蛋白质。占细胞干重最多的化合物是蛋白质。题型一生物界和非生物界的统一性和差异性例1关于生物界和非生物界中元素的情况，下列叙述错误的是()A生物界有的元素，非生物界一定有B非生物界有的元素，生物界一定含有C组成生物体的化学元素，在生物体内和在无机自然界中含量相差很大D不同种类生物体内所含的元素种类基本相同解题分析组成生物体的元素来源于非生物界，故生物界有的元素，非生物界一定有，A正确；非生物界有的元素，生物界不一定含有，如大部分重金属元素，B错误；组成生物体的化学元素，在生物体内和在无
4、机自然界中含量相差很大，C正确；不同种类生物体内所含的元素种类基本相同，但含量差异较大，D正确。答案B题型二细胞中元素与化合物的种类、含量的辨别例2下图1是细胞中化合物含量的扇形图，图2是人体细胞干重的元素含量柱形图，下列说法正确的是()A若图1表示细胞鲜重，则甲、乙化合物依次是蛋白质、H2OB若图2表示组成人体细胞干重的元素含量，则a、b、c依次是C、H、OC若图1表示正常细胞，则甲化合物中含图2中aD若图1表示细胞完全脱水后化合物含量，则甲化合物是蛋白质解题分析细胞鲜重中含量最多的化合物是H2O，其次是蛋白质，占细胞干重最多的化合物是蛋白质，因此若图1表示鲜重，则甲是H2O，乙是蛋白质，A
5、错误；若图1表示干重(脱水后)，则甲是蛋白质，D正确；人体细胞干重中元素含量依次是C、O、N，B错误；若图1表示正常细胞，则甲化合物为H2O，不含有碳，C错误。答案D知识点二检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质1原理(1)思路：某些化学试剂能够与生物组织中相关化合物产生特定的颜色反应。(2)原理糖类2实验材料及试剂(1)材料：梨、葡萄或白萝卜匀浆，花生种子，豆浆，鲜肝提取液，鸡蛋清稀释液。(2)试剂：斐林试剂(甲液：质量浓度为0.1_g/mL的NaOH溶液，乙液：质量浓度为0.05_g/mL的CuSO4溶液)，质量浓度为0.01 g/mL苏丹染液，双缩脲试剂(A液：质量浓度为0.1_g/mL的N
6、aOH溶液，B液：质量浓度为0.01_g/mL的CuSO4溶液)，体积分数为50%的酒精溶液，蒸馏水。,3.实验步骤(1)还原糖的检测材料的选择：还原糖含量高，白色或接近白色的植物组织，例：梨匀浆。试剂的选择：斐林试剂检测的方法步骤实验结果：蓝色棕色砖红色(沉淀)。实验结论：组织样液中含有还原糖。斐林试剂的使用方法a甲、乙液必须等量混合均匀再使用。b.水浴加热(5065 )。c现配现用。(2)脂肪的检测材料的选择：富含脂肪的种子，例：花生种子。试剂：0.01_g/mL苏丹染液。检测的方法步骤实验结果：使用苏丹染液的变为橘黄色。实验结论：花生种子含脂肪。判断下列材料是否能作为检测还原糖的材料？并
7、阐述其原因。苹果或梨西瓜瓤甘蔗提示：适合，因为苹果和梨中既含有丰富的还原糖，颜色又浅。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。还原糖检测时，溶液颜色变化的原因是什么？提示：开始时的蓝色是Cu(OH)2的颜色，后来的棕色是蓝和砖红色的混合色，最后Cu2全部生成Cu2O，溶液呈现砖红色。检测生物组织中的脂肪时，染色时间不宜过长的原因是什么？提示：染色时间过长，脂肪会溶解到染色剂中。(3)蛋白质的检测材料的选择：富含蛋白质的材料，例：蛋清稀释液、豆浆、鲜肝提取液等。试剂：双缩脲试剂(A液：0.1_g/mL_NaOH溶液，B液：0.01_g/mL_CuSO4溶液)。检测的方法步骤在蛋白
8、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，原因是什么？提示：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。蛋白质检测时，为什么先加A液再加B液？B液为什么不能过量？提示：蛋白质中的肽键在碱性条件下能与Cu2生成紫色络合物，所以先加A液营造碱性环境，后加B液提供Cu2。其中双缩脲试剂B液的量不能过多，因为过多的实验结果：样液变成紫色。实验结论：蛋清、豆浆、鲜肝含蛋白质。双缩脲试剂使用方法：先加A液再加B液，且B液不要过量。 双缩脲试剂B液会与双缩脲试剂A液反应生成Cu(OH)2，使溶液呈蓝色进而掩盖实验生成的紫色。为什么利用斐林试剂的甲液、乙液和蒸馏水也能鉴定
9、蛋白质？提示：斐林试剂的甲液、乙液的成分分别与双缩脲试剂的A液、B液相同，只是斐林试剂的乙液的质量浓度比双缩脲试剂的B液大，故只需将斐林试剂乙液用蒸馏水稀释即可变为双缩脲试剂的B液，因此可利用斐林试剂的甲液、乙液和蒸馏水也能鉴定蛋白质。题型三检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质例3下列对生物体中有关化合物的检测实验，不正确的是()选项鉴定对象试剂产生颜色水浴加热生物材料A淀粉碘液蓝色无马铃薯B还原糖斐林试剂砖红色需要甘蔗的茎C蛋白质双缩脲试剂紫色不需要豆浆D脂肪苏丹染液橘黄色不需要花生解题分析马铃薯中富含淀粉，淀粉遇碘液变蓝，用碘液检测淀粉时不需要水浴加热，A正确；甘蔗的茎中富含蔗糖，而蔗糖是非
10、还原糖，不能与斐林试剂反应，B错误；豆浆中富含蛋白质，蛋白质可与双缩脲试剂发生紫色反应，用双缩脲试剂检测蛋白质时不需要水浴加热，C正确；花生中富含脂肪，脂肪可被苏丹染成橘黄色，用苏丹染液检测脂肪时不需要水浴加热，D正确。答案B例4下列关于实验操作步骤的叙述，正确的是()A用于检测还原糖的NaOH溶液和CuSO4溶液，可直接用于蛋白质的鉴定B检测脂肪时需要用显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪颗粒C检测还原糖时，要先加入NaOH溶液摇匀后，再加入CuSO4溶液D用于检测蛋白质的NaOH溶液与CuSO4溶液要混合均匀后，再加入含样品的试管中，且必须现配现用解题分析斐林试剂甲液与双缩脲试剂A液相同，但斐
11、林试剂的乙液与双缩脲试剂B液不相同，因此斐林试剂甲液和乙液不可直接用于蛋白质检测，A错误；脂肪检测实验中，需要借助显微镜才能观察到被染成橘黄色的脂肪颗粒，B正确；用斐林试剂检测还原糖时，要将甲液和乙液等量混合均匀后再使用，C错误；用双缩脲试剂检测蛋白质时，要先加A液，后加B液，D错误。答案B技法提升1.斐林试剂和双缩脲试剂的“一同三不同”2实验操作三类有机物检测时的两个唯一：唯一需要加热的是：还原糖。唯一需要显微镜观察的是：脂肪。1如图为元素在生物体内的含量分布情况，下列表述不正确的是()A在非生物界中都能找到，体现了生物界与非生物界的统一性B含量虽少，但对于生物体正常生命活动不可缺少C和均为
12、必需元素，一旦缺乏就可能会导致相应的病症产生DP、S、K、Ca、Zn都属于大量元素答案D解析组成细胞的各种化学元素，在自然界中都能找到，没有一种化学元素是细胞所特有的，这体现了生物界与非生物界具有统一性，A正确；微量元素含量虽少，但却是生物体正常生命活动不可缺少的，B正确；大量元素和微量元素均为必需元素，一旦缺乏可能会导致相应的病症产生，C正确；Zn属于微量元素，D错误。2. 下列有关图示的分析，不正确的是()A如果该图为组成细胞的化合物，则m中含有的元素为H、OB如果该图表示的是组成细胞的化合物，则m是蛋白质C如果该图表示的是组成人体细胞干重的元素含量，则m是C元素D如果该图表示的是活细胞中
13、的元素，则其中Mo的含量很少答案B解析由图可知，m含量最高，如果该图表示的是组成细胞的化合物，则m表示水，其组成元素是H、O，A正确，B错误；如果该图表示的是人体细胞中干重的元素含量，则m是C元素，C正确；因为Mo是微量元素，所以在细胞中含量很少，D正确。3在还原糖、脂肪、蛋白质的检测实验中，最佳的一组实验材料依次是()甘蔗的茎油菜籽花生种子梨甜菜的块根豆浆A BC D答案D解析还原糖的检测要求实验材料含有还原糖且是浅色或白色；脂肪、蛋白质的检测要求实验材料含有丰富的脂肪或蛋白质。因此，最佳的一组实验材料是梨、花生种子和豆浆。甘蔗的茎和甜菜的块根含有丰富的蔗糖，不是还原糖，因此不能作为还原糖的
14、检测的实验材料；油菜籽体积小不宜操作。4若以鸡蛋蛋白液为材料进行蛋白质鉴定实验，发现蛋白液与双缩脲试剂发生反应后会粘在试管壁上。下列关于这一现象形成原因的描述中正确的是()A鸡蛋蛋白液稀释度不够，搅拌不匀B只添加了双缩脲试剂A液，未添加双缩脲试剂B液C鸡蛋蛋白液不是合适的实验材料D蛋白液与双缩脲试剂的反应时间不够长答案A解析进行蛋白质鉴定实验时，若用鸡蛋蛋白液为材料，一定要进行稀释，否则蛋白液浓度过高，与双缩脲试剂发生反应后会粘在试管壁上，A正确。5根据“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”实验，回答下列问题：(1)检测成熟梨汁中是否存在还原糖所用的试剂是_，该试剂极不稳定，使用时需_，检测还原糖时还需要进行的处理方法是_。(2)检测花生子叶中脂肪的实验中，苏丹染液能将脂肪染成_。用其染色时，要用酒精冲洗，目的是_。(3)检测黄豆组织中存在蛋白质时，首先向试管内注入2 mL 待测组织样液，再向组织样液中加入双缩脲试剂，其中双缩脲试剂B液的量不能超过_，这是因为_。答案(1)斐林试剂现配现用水浴加热(放入盛有5065 温水的大烧杯中加热)(2)橘黄色洗去浮色(3)4滴过量的双缩脲试剂B液会与A液反应，使溶液呈蓝色，而掩盖生成的紫色