1、第2章 组成细胞的分子 第1节 细胞中的元素和化合物 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_上具有统一性,在_ _上,具有差异性。元素种类 元素 含量 2.组成细胞的元素:(1)大量元素:_等。(2)微量元素:_等。(3)基本元素:_。(4)最基本元素:_。C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu C、H、O、N C 3.组成细胞的化合物:(1)无机化合物:有_和_。(2)有机化合物:主要有糖类、_、脂质、_ 等。水 无机盐 蛋白质 核酸 二、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
2、:(1)还原糖的检测和观察。还原糖 刚配制的 斐林试剂 砖红色 还原糖(2)脂肪的检测和观察。方法一:花生种子匀浆+23滴_橘黄色。苏丹染液 苏丹III染色 去浮色 低倍显微镜 高倍 显微镜 脂肪(3)蛋白质的检测和观察。双色脲试剂B液4滴 蛋白质(4)淀粉的检测和观察。碘液 蓝色 淀粉【预习自测】1.组成有机物基本骨架的元素是()A.O B.H C.C D.N【解析】选C。糖类、蛋白质和核酸等生物大分子以碳链为基本骨架,因此组成糖类、蛋白质和核酸等有机物基本骨架的化学元素是C。2.在生物体内含量极少,但必不可少的化学元素有 ()A.Fe、Mn、Zn、Mg B.Zn、Cu、Mn、Ca C.H、
3、O、Na、Mg D.Zn、Cu、B【解析】选D。细胞内含量极少,但对维持生命活动必不可少的元素即微量元素。H、O、Mg、Ca是大量元素,所以A、B、C错误。3.(2017德州高一检测)细胞内含量最多的有机化合物和无机化合物分别是()A.蛋白质 水 B.蛋白质 无机盐 C.核酸 水 D.脂质 水【解析】选A。细胞内含量最多的有机化合物和无机化合物分别是蛋白质、水。4.C、H、O三种元素在人体内质量分数约为73%,而在组成岩石圈的化学成分中还不到1%,这一事实说明了 ()A.生物界与非生物界具有相似性 B.生物界与非生物界的元素组成是不同的 C.生物界与非生物界具有统一性 D.生物界与非生物界具有
4、差异性【解析】选D。由题意可知,C、H、O三种化学元素的质量分数在人体中约占73%,在岩石圈中不到1%,说明在生物界和非生物界中元素的含量不同,即生物界和非生物界之间具有差异性。5.(2017永州高一检测)使用斐林试剂鉴定尿液中是否含有葡萄糖时,必须将斐林试剂的甲液和乙液 ()A.分别加入样液中 B.混合均匀后再加入样液 C.加热后再加入样液 D.同时加入样液中【解析】选B。使用斐林试剂鉴定可溶性还原糖时,必须将斐林试剂的甲液(质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液)和乙液(质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液)进行混合,振荡均匀后再加入含样品的试管中,并进行水浴加热。主题1 组成细
5、胞的元素和化合物【问题探究】1.组成细胞的元素:(1)大量元素和微量元素:有同学说:“在细胞中大量元素属于必需元素,微量元素的含量很少,是可有可无的。”你认为这种说法对吗?为什么?请举例说明。判断:_。理由:_ _。举例:_ _。不对 微量元素含量很少,但同样是组成细胞的必需元 素,一旦缺乏,机体就会出现异常 Fe和B是微量元素,人体缺Fe会患缺铁性贫血,植 物缺B会出现花而不实(2)主要元素:O C C O 在鲜重条件下细胞中含量最多的元素是_,在干重条 件下细胞中含量最多的元素是_。比较下列两种状态下C、H、O、N四种基本元素的含 量大小。a.细胞鲜重中由大到小依次为:_;b.细胞干重中由
6、大到小依次为:_。氧 碳 OCHN CONH 2.组成细胞的化合物:(1)细胞鲜重中含量最多的化合物:_。(2)细胞干重中含量最多的化合物:_。(3)细胞鲜重中含量最多的有机物:_。水 蛋白质 蛋白质【探究总结】1.组成细胞的元素: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。(3)微量元素的记忆口诀为铁(Fe)猛(Mn)碰(B)新(Zn)木(Mo)桶(Cu)。2.细胞中元素和化合物的含量关系:【探究训练】1.下列有关组成生物体细胞的化学元素的叙述中,错误的是()A.组成生物体的最基本元素是碳 B.蓝藻和桃树共有的
7、元素是C、H、O、N、P等 C.生物体内含有的元素都是生物体所必需的 D.Cu、Mn、Mo、B都是组成生物体的微量元素【解题指南】解答本题需要识记组成细胞的大量元素、微量元素、基本元素及必需元素的种类。【解析】选C。因碳是形成有机物的基本骨架,故组成生物体的最基本元素是碳,A正确;蓝藻和桃树都含有蛋白质(组成元素是C、H、O、N等)和核酸(组成元素是C、H、O、N、P),所以蓝藻和桃树共有的元素是C、H、O、N、P等,B正确;生物体内含有的元素不一定是生物体所必需的,如铅元素,C错误;Cu、Mn、Mo、B在细胞内的含量较少,都是组成生物体的微量元素,D正确。2.(2017聊城高一检测)如图1是
8、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【解题指南】解答本题时应注意以下两点:(1)明确细胞是鲜重状态还是干重状态。(2)分析图中各物质、元素含量高低顺序是ABC,abc。【解析】选D。由图1知,A的含量最多,则图1表示鲜重细胞、干重细胞时A分别为水、蛋白质;图2中含量最多的元素是O;在活细胞中,含量最多的物质是水(H2O),氢和氧的数量比是21,所以数量最多的元素是氢。【补偿训练】下图表示细胞中各种化合物和基本元
9、素占活细胞的含量,以下按顺序排列正确的是()A.蛋白质、水、脂质、糖类,C、O、H、N B.蛋白质、糖类、脂质、水,N、H、O、C C.水、蛋白质、脂质、糖类,H、O、N、C D.水、蛋白质、糖类、脂质,N、H、C、O【解题指南】解答本题需要识记组成细胞的化合物的含量排序以及细胞鲜重中的元素含量的排序。【解析】选A。组成细胞的化合物中,水的含量最多,其次是蛋白质、脂质、糖类;组成细胞干重的元素中,含量最多的是C,其次是O、N、H;而组成细胞鲜重的元素中,含量最多的是O,其次是C、H、N。主题2 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质【问题探究】1.实验材料的选择:(1)判断下列材料是否能作为检测还
10、原糖的材料。苹果或梨 判断:_(填“是”或“否”)。理由:_ _。苹果或梨富含还原糖,其匀浆近于白色,反应产生 的颜色容易观察 是 西瓜瓤 判断:_(填“是”或“否”)。理由:_ _。甘蔗 判断:_(填“是”或“否”)。理由:_。否 西瓜瓤中含有色素,会掩盖还原糖与斐林试剂产 生的砖红色 否 甘蔗中主要含有蔗糖,不是还原糖(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_ _ _。花生 芝麻种子很小,不容易制作切片 若蛋清稀释不 充分,与双缩脲试剂发生反应后,会粘在试管的内壁上,使反应现象
11、不明显,试管也不易洗刷干净 2.斐林试剂和双缩脲试剂的区别:项目斐林试剂双缩脲试剂鉴定 物质_试剂 成分甲液:_ 乙液:_A液:_ B液:_ _使用 方法甲、乙液_ _先加_,再加_条件水浴加热(5065)无需加热可溶性还原糖 蛋白质或多肽 0.1 g/mL的NaOH溶液 0.05 g/mL的CuSO4溶液 0.1 g/mL的NaOH溶液 0.01 g/mL的CuSO4溶 液 等量混合均匀后再注 入 A液1 mL B液4滴【拓展延伸】斐林试剂和双缩脲试剂的反应机理(1)用斐林试剂检测还原糖的实验:因加入的斐林试剂中含Cu2+,故溶液变成浅蓝色,加热后,部分Cu2+被还原为砖红色的Cu2O,因二
12、者混合故呈现棕色,随着反应的继续进行,Cu(OH)2被全部还原为Cu2O,故而出现砖红色的沉淀。(2)用双缩脲试剂检测蛋白质的实验:加入双缩脲试剂A液使溶液呈碱性,溶液为无色;后滴加双缩脲试剂B液,Cu2+在碱性环境中与蛋白质中的肽键发生络合反应,生成紫色的络合物。3.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_ _。还原糖检测 脂肪检测 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 4.实验应用:脱脂奶粉是将鲜牛奶脱去脂肪再干燥制成,深受人们的喜爱,要检验某种脱脂奶
13、粉是否合格,可能用到哪些试剂?提示:符合要求的脱脂奶粉应该没有脂肪,因此要用苏丹(或)染液检测;同时脱脂奶粉还应该含有丰富的蛋白质,要用双缩脲试剂检测。【探究总结】检测生物组织中的有机物的注意事项(1)检测生物组织中有机物实验的选材要求。富含被检测物质。易于获得和操作。(2)实验材料的预处理。脂肪的检测中,实验用的花生种子需提前浸泡34 h。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。【探究训练】1.(2017大庆高一检测)下列关于物质检测的实验叙述,正确的是()A.检测待测样液中的还原糖时,先加NaOH溶液,振荡后再加CuSO4溶液 B.观察脂肪检测的切片时,将切片
14、较厚的部分移至显微镜视野中心 C.对种子进行脂肪检测时,需要用50%的盐酸溶液洗去浮色 D.用双缩脲试剂检测牛奶能观察到紫色 【解析】选D。斐林试剂由甲液(质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液)和乙液(质量浓度为0.05 g/mL CuSO4溶液)组成,用于检测还原糖,使用时要将甲液和乙液等量混合均匀后再加入含样品的试管中,且需水浴加热,A错误;观察脂肪检测的切片时,应选择染色均匀,较薄的区域,B错误;应选择体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色,C错误;双缩脲试剂与牛奶中的蛋白质反应产生紫色络合物,D正确。2.分析下表,可推测()溶 液双缩脲试剂碘 液斐林试剂甲+-乙-+-甲、乙混合+注:“
15、+”显色,“+”显色更深;“-”不显色 A.甲溶液含有淀粉 B.乙溶液含有还原糖 C.混合溶液不含淀粉 D.甲、乙混合后产生还原糖【解题指南】明确双缩脲试剂、碘液、斐林试剂分别用来检测蛋白质、淀粉和还原糖。【解析】选D。据表可以推测,甲含有蛋白质,乙含有淀粉,且均不含还原糖;斐林试剂检测甲和乙的混合液时有砖红色沉淀,说明甲、乙混合后产生了还原糖。【补偿训练】1.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
16、和B液要混合均匀后,再加入含样品的试管中 【解题指南】解答本题的思路如下:【解析】选B。斐林试剂甲液与双缩脲试剂A液相同,但斐林试剂乙液与双缩脲试剂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的检测,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,要将甲液和乙液混合后再使用,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。2.在1、3、5号试管中分别加入2 mL蒸馏水,2、4、6号试管中分别加入2 mL发芽的小麦种子匀浆样液,然后在14号试管中滴加适量斐林试剂,5、6号试管中滴加适量双缩脲试剂,摇匀。预期观察到的实
17、验现象是 ()A.1、3、5号试管内都呈蓝色 B.3组实验中甲组和乙组的实验结果相同 C.4号试管内呈砖红色,其余试管内都呈蓝色 D.4号和6号试管内呈砖红色【解题指南】解答本题的关键是明确两点:(1)小麦种子匀浆中含有麦芽糖等还原糖和蛋白质。(2)检测还原糖需要水浴加热,检测蛋白质不需要加热。【解析】选A。1、3、5号试管中是蒸馏水,当加入斐林试剂或者双缩脲试剂时,最终在试管中生成的都是氢氧化铜,呈蓝色,所以A正确;甲组和乙组相比较,乙组进行了水浴加热,4号试管中的小麦种子匀浆中的麦芽糖、葡萄糖等能和斐林试剂发生反应生成砖红色的沉淀,而甲组两试管中均呈现蓝色,所以B错误;6号试管中小麦种子匀浆中的蛋白质和双缩脲试剂在室温下产生紫色反应,所以C、D错误。【课堂小结】