1、第1节细胞中的元素和化合物学习目标1.说出组成细胞的大量元素、微量元素。2.说出组成细胞的主要化合物的种类和含量。3.尝试检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。课堂探究情境导学:在红楼梦第二回“贾夫人仙逝扬州城,冷子兴演说荣国府”中,贾宝玉说:“女儿是水作的骨肉,男儿是泥作的骨肉。”同学们对这一说法有什么看法?探究一、组成细胞的元素与无机自然界的元素相比较自主学习(阅读课本P1617图和文字部分)1.细胞中常见的化学元素有多种,是生物体有选择地从中获取的。2.组成生物体的化学元素在无机自然界中都能找到,没有一种化学元素为细胞所特有,这一事实说明生物界和非生物界具有;组成生物体的化学元素,在生物体
2、内和在非生物界中含量相差很大,这一事实说明生物界和非生物界具有。合作探究组成地壳和组成细胞的部分元素含量(%)表元素地壳细胞O48.6065.0Si26.30极少C0.08718.0N0.033.0H0.7610.01.此表中组成地壳和组成细胞的什么元素最多?2.从表中可以看出组成地壳和组成细胞的元素有什么相同点?3.从表中可以看出组成地壳和组成细胞的元素有什么不同点?自主总结生物体通过和外界环境进行物质交换,获取外界环境中的物质转化为自身的物质,所以细胞和地壳中元素的种类是相似的,组成细胞的化学元素,在无机自然界中都能找到,没有一种化学元素是细胞特有的。另外,细胞是有选择地从无机自然界获得物
3、质来组成自身的,而不是把环境中的所有物质无选择地吸收,所以构成细胞的元素与构成地壳的元素相比,各种元素的相对含量大不相同。探究二、组成细胞的重要元素自主学习最基本元素是;基本元素是大量元素是;微量元素是。合作探究玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量(干重,质量分数)元素玉米细胞人体细胞C43.5755.99H6.247.46O44.4314.62N1.469.33Si极少极少1.构成细胞的最基本元素是什么?2.基本元素是哪些?3.大量元素和微量元素分别有哪些?自主总结细胞中常见的化学元素有20多种。细胞的干重中C的含量最多,它是构成细胞的基本元素。C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等含量较多
4、,被称为大量元素,Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo等含量较少,被称为微量元素。值得指出的是,微量元素的含量虽然非常少,却是细胞进行正常生命活动必不可少的。探究三、组成细胞的化合物自主学习阅读课本P17“组成细胞的主要化合物及相对含量”,完成下列内容。合作探究1.细胞中含量最多的有机化合物和无机化合物分别是哪一种?你能推测它们对生命的意义吗?2.并不是所有细胞中化合物的含量都一样。根据你的生活经验,说说哪些植物器官的细胞中富含糖类、脂质或蛋白质?怎样从植物器官中提取这些化合物?自主总结细胞中含量最多的化合物是,含量最多的有机化合物是。探究四、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质自主学习阅读课本P1
5、8“探究实践”检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质,完成下列内容。实验目的:尝试用化学试剂检测生物组织中的糖类、脂肪或蛋白质。实验原理:。自主总结(1)糖类中的还原糖与发生作用,在条件下生成沉淀。(2)脂肪可被染成橘黄色。(3)蛋白质与发生作用,产生反应。(一)还原糖的鉴定自主学习(1)还原糖有、。(2)试剂:斐林试剂的甲液为溶液,乙液为溶液。(3)实验步骤选材:选择富含还原糖的无色或浅色的植物组织。制备组织样液:制浆用纱布过滤取液。显色反应:2 mL待测组织样液加入1 mL在中加热约2 min。观察并记录结果:。合作探究(1)在还原糖的鉴定过程中,能否选用西瓜作为实验材料,为什么?(2)在还原
6、糖的鉴定过程中,能否选用甘蔗、甜菜作为实验材料,为什么?自主总结在还原糖的鉴定中,要选用的植物组织作为实验材料,使用斐林试剂时,要将甲液与乙液,实验过程中对温度及加热的要求是。(二)脂肪的鉴定自主学习实验步骤:取材:取一粒浸泡过的花生种子,去掉种皮。切片:用刀片在花生子叶的横断面上平行切下若干薄片,放入盛有清水的培养皿中待用。制片:取最理想的薄片染色(在薄片上滴23滴,染色3 min)用吸水纸吸去染液,再滴加12滴体积分数为溶液洗去浮色制成临时装片。观察记录:视野中被染成色的脂肪颗粒清晰可见。自主总结脂肪可被染成橘黄色。(三)蛋白质的鉴定自主学习(1)在蛋白质的鉴定实验中,常选用作为实验材料。
7、(2)双缩脲试剂的A液为,B液为。(3)实验步骤:2 mL待测组织样液加入1 mL振荡摇匀加入4滴摇匀并观察。实验现象:。合作探究(1)在蛋白质的鉴定实验中,怎样合理使用双缩脲试剂?(2)能否将斐林试剂用于蛋白质的检测,为什么?自主总结斐林试剂与双缩脲试剂的比较斐林试剂双缩脲试剂甲液乙液A液B液成分鉴定的物质使用方法反应条件实验现象核心素养专练1.下列有关组成生物体化学元素的叙述,正确的是()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中都可以找到D.不同生物体内各种化学元素的含量比例基本相似2.
8、在组成细胞的化学元素中,占细胞鲜重最多的元素和占细胞干重最多的元素是()A.C、OB.O、CC.C、ND.O、N3.下图表示细胞中各种化合物或主要元素占细胞鲜重的含量,以下按顺序排列,正确的是()A.水、蛋白质、糖类、脂质;N、H、O、CB.水、蛋白质、糖类、脂质;O、C、N、HC.蛋白质、水、脂质、糖类;O、C、H、ND.蛋白质、水、脂质、糖类;C、O、H、N4.下列都属于微量元素的一组是()A.Fe、Mn、K、BB.Fe、Mn、Cu、MoC.Mn、Ca、Mg、CuD.Cu、Ca、K、Zn5.沙漠中的仙人掌,其细胞中含量最多的化合物是()A.水B.蛋白质C.无机盐D.核酸6.在家兔细胞中含量
9、最多的有机化合物是()A.水B.蛋白质C.脂质D.无机盐7.生物大分子在生物体的生命活动中具有重要的作用。就组成生物的蛋白质、核酸、糖类、脂质而言,其核心的组成元素是()A.CB.HC.OD.N8.土壤中缺硼元素时,植物会出现只“开花不结果”的病症。在有该病的植株叶面上喷极低浓度的含硼溶液后,病症即消失,这说明硼是植物体内的()A.大量元素B.必需的大量元素C.必需的微量元素D.非必需元素9.下列哪组试剂在使用的过程中必须加热?()A.斐林试剂在鉴定还原糖时B.苏丹染液在鉴定脂肪时C.双缩脲试剂在鉴定蛋白质时D.碘化钾在鉴定淀粉时10.下表表示人体和玉米细胞中部分元素及含量(占细胞干重的质量分
10、数/%)。请回答下面的问题。元素OCHNKCaPMgS玉米44.4343.576.241.460.920.230.200.180.17人14.6255.997.469.331.094.673.110.160.78(1)组成生物体的最基本元素是。(2)分析玉米和人体细胞中的元素组成的相同点是;不同点是。(3)清洁空气中N2占78%,地壳中含量最多的元素是O,而细胞干重含量最多的元素是C。但构成生物体的元素在无机自然界中都能找到。这一事实说明。11.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)鉴定成熟苹果肉中是否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,
11、因此,可用该试剂检验糖尿病病人尿液中是否存在。(2)鉴定花生子叶细胞中脂肪的实验中,能将脂肪染成橘黄色的染液是,用其染色时,要用酒精来冲洗浮色,这是因为。(3)鉴定黄豆组织中存在蛋白质时,向组织样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4滴,而不能过量,为什么?。(4)本实验注意事项斐林试剂极不稳定,其甲液和乙液需,使用时再临时混合均匀用于实验。使用双缩脲试剂时,应先加溶液,造成碱性环境,再加溶液。在还原糖的鉴定中,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。蛋白质的待测组织样液浓度不能,以免实验后粘住试
12、管壁,洗不干净。12.现有无标签的稀蛋清、葡萄糖、淀粉和淀粉酶(化学成分:蛋白质)溶液各一瓶,可用双缩脲试剂、斐林试剂和淀粉溶液将它们鉴定出来(淀粉酶可将淀粉水解成还原糖)。请回答下列问题。(1)用一种试剂将上述四种溶液区分为两组,这种试剂是,其中发生显色反应的一组是和溶液,不发生显色反应的一组是和溶液。(2)用试剂区分不发生显色反应的一组溶液。(3)区分发生显色反应一组溶液的方法及鉴定结果是。参考答案探究一、【自主学习】1.20无机自然界2.统一性差异性【合作探究】1.此表中组成地壳和细胞的元素中,均是O元素含量最多。2.从表中可以看出细胞中含有的元素都是地壳中具有的元素。3.从表中可以看出
13、细胞中的元素含量和地壳中的元素含量是不同的。探究二、【自主学习】CC、H、O、NC、H、O、N、P、S、K、Ca、MgFe、Mn、B、Zn、Mo、Cu【合作探究】1.构成细胞的最基本元素是C。2.基本元素是C、H、O、N。3.大量元素是C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等;微量元素是Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo等。探究三、【自主学习】水无机盐糖类脂质蛋白质核酸【合作探究】1.细胞中含量最多的有机化合物是蛋白质,含量最多的无机化合物是水。蛋白质是组成生物体的重要物质,在生命活动中起重要作用,水是生命之源,离开水,生命活动就无法进行。2.植物的叶肉细胞、果实中通常含有较多的糖类、脂质和蛋白
14、质。如禾谷类的果实中含淀粉(多糖)较多;甘蔗的茎和甜菜的根含蔗糖较多;花生、芝麻种子中含脂质较多;大豆种子中含蛋白质较多,等等。要想从植物的果实中获得糖类、脂质和蛋白质,就要设法将细胞破碎,再将这些物质提取出来。【自主总结】水蛋白质探究四、某些化学试剂能够使生物组织中的相关化合物产生特定的颜色反应【自主总结】(1)斐林试剂(水浴)加热砖红色(2)苏丹染液(3)双缩脲试剂紫色(一)【自主学习】(1)葡萄糖果糖麦芽糖(2)质量浓度为0.1 g/mL的NaOH质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4(3)斐林试剂5065 温水产生砖红色沉淀【合作探究】(1)不能,西瓜果肉本身的红色会干扰对实验结果的
15、观察。(2)不能,甘蔗与甜菜中富含的蔗糖不具有还原性。【自主总结】富含还原糖的无色或浅色等量混合,现用现配5065 水浴加热(二)【自主学习】苏丹染液50%的酒精橘黄【自主总结】苏丹染液(三)【自主学习】豆浆、蛋清(2)质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液(3)双缩脲试剂A液双缩脲试剂B液产生紫色反应【合作探究】(1)应先向待测组织样液中加入1 mL的质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液,混合均匀后再加入4滴质量浓度为0.01g/mL的CuSO4溶液,摇匀后观察实验现象。(2)不能,斐林试剂中乙液为质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液,
16、双缩脲试剂中B液为质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液,且斐林试剂和双缩脲试剂的使用方法也不同。【自主总结】斐林试剂双缩脲试剂甲液乙液A液B液成分0.1 g/mLNaOH溶液0.05 g/mLCuSO4溶液0.1 g/mLNaOH溶液0.01 g/mLCuSO4溶液鉴定的物质还原糖蛋白质使用方法甲液和乙液等量混合先加A液,再加B液反应条件5065 水浴加热常温、常压实验现象砖红色沉淀发生紫色反应核心素养专练1.C2.B3.D4.B5.A6.B7.A8.C9.A10.(1)C(2)组成玉米和人体细胞中元素的种类相同组成玉米和人体细胞中元素的含量不同(3)生物界和非生物界既有差异性又有统一性11.(1)斐林试剂砖红色葡萄糖(2)苏丹染液苏丹能溶解在酒精中(3)过量的双缩脲试剂B液会与A液发生反应,使溶液呈蓝色,而掩盖生成的紫色(4)分别配制、储存质量浓度为0.1 g/mL的NaOH质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4烧杯底部有人的方向太大12.(1)双缩脲试剂稀蛋清淀粉酶葡萄糖淀粉(2)斐林试剂(3)将淀粉溶液分别与发生显色反应的两种溶液混合,一段时间后,用斐林试剂分别处理上述两种混合液,观察到无颜色变化的溶液是稀蛋清溶液,出现砖红色沉淀的溶液是淀粉酶溶液
