第1节-细胞中的元素和化合物

第1节细胞中的元素和化合物学习目标引导核心素养对接关键术语1.说出细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成。2.检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质。1.生命观念——物质与能量观：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、含量等方面总结组成细胞的元素。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。元素化合物有机物鉴定|预知概念|一、组成细胞的元素和化合物1.组成细胞的元素(3)人体细胞含量最多的元素鲜重：O元素干重：C元素2.组成细胞的化合物(1)无机化合物：有水和无机盐。(2)有机化合物：主要有糖类、蛋白质、脂质、核酸等。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(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＋2～3滴苏丹Ⅲ染液→橘黄色方法二：(3)蛋白质的检测和观察|过程评价|1.Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等是组成细胞的微量元素(×)2.微量元素因含量少，所以对生命活动影响不大(×)3.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(√)4.还原糖与斐林试剂在水浴加热条件下发生紫色反应(×)5.检测还原糖的材料可选用番茄果肉。(×)6.检测脂肪时可使用花生种子匀浆。(√)|联想·质疑|巧记微量元素和大量元素(1)微量元素：铁(Fe)猛(Mn)碰(B)新(Zn)木(Mo)桶(Cu)。(2)大量元素：洋人探亲，丹留人盖美家，即C(探)、O(洋)、H(亲)、N(丹)、S(留)、P(人)、Ca(盖)、Mg(美)、K(家)。★碳是组成大分子化合物的基本骨架。★斐林试剂甲、乙两液混合均匀后立即使用，需加热。★三大有机物的检测中，使用显微镜观察的只有脂肪★双缩脲试剂先加A液，后加B液，不需加热科学探究1组成细胞的元素和化合物下表为一种无土栽培营养液的主要配方，据表回答下列有关问题成分Ca(NO3)2MgSO4KH2PO4KHCO3Fe(NO3)3H2O含量/g1.00.250.250.120.00510001.表中化合物属于组成细胞的无机物(水和无机盐)，除此之外，细胞中还含有糖类、脂质、蛋白质、核酸等有机物。2.上述元素在非生物界中都能找到，其原因是生物界和非生物界在元素种类上具有统一性。3.生物界和非生物界既然在元素组成上具有统一性，那么为什么会出现元素含量的差异性？提示因为组成细胞的元素是细胞有选择地从无机自然界中吸收获得。4.请给不同状态的细胞(鲜重、干重)前四种元素的含量排序，并尝试分析两种状态下O元素排序差异的原因。提示细胞鲜重时元素含量：O＞C＞H＞N。细胞干重时元素含量：C＞O＞N＞H。鲜重中水是细胞中含量最多的化合物，而水分子中O的含量远大于H，因此组成生物体的元素中，O元素占细胞鲜重百分比最多。【探究应用】下图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。答案C【一题多变】据题中有关信息回答下列问题：(1)如果图2所示的细胞干重元素含量，则a、b、c分别表示什么元素？提示C、O、N。(2)人体内处于生活状态的肌肉细胞中最多的化合物和有机物分别是什么？提示水、蛋白质。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。(3)主要元素占人体细胞鲜重比例是O＞C＞H＞N＞P＞S，而占人体细胞干重比例是C＞O＞N＞H＞P＞S。科学探究2检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质1.实验材料的选择(1)判断下列材料是否能作为检测还原糖的材料？并阐述其原因。①苹果或梨②西瓜瓤③甘蔗___________________________________________________________________(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___________________________________________________。提示(1)①适合，因为苹果和梨中既含有丰富的还原糖，颜色又浅。②③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。(2)花生花生种子体积较大，便于操作(3)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2.【归纳概括】斐林试剂和双缩脲试剂的“一同三不同”提示NaOHCuSO40.1g/mL斐林碱等量混均匀A液B液0.05g/mL0.01g/mL3.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______________________________________________________________。(3)鉴定还原糖时使用的斐林试剂为何要现配现用？_____________________________________________________________。(4)鉴定蛋白质时，加入试剂B后，如果没有产生紫色反应，可能的原因是什么？_______________________________________________________________提示(1)还原糖脂肪(2)染色时间过长，脂肪会溶解到染色剂中(3)因为斐林试剂很不稳定，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。(4)可能加入的双缩脲试剂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。【探究应用】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，且必须现配现用解析斐林试剂甲液与双缩脲试剂A液相同，但斐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【一题多变】(1)脂肪的检测是否一定要用显微镜？提示不是，也可以在组织样液中直接滴加苏丹Ⅲ染液(2)向某试管内无色液体中加入斐林试剂，经加热若出现砖红色沉淀，则表明试管内含有葡萄糖，对吗？说出理由。提示不对。有砖红色沉淀，只能表明含还原糖(如葡萄糖、果糖、麦芽糖等)，不一定是葡萄糖。【运用概念】1.下列关于组成生物体化学元素的叙述，正确的是()A.在组成生物体与组成无机自然界的化学元素中，碳元素的含量均为最高B.人、动物和植物所含的化学元素种类差异很大C.组成生物体的化学元素在无机自然界中都可以找到D.不同的生物体内各种化学元素的含量基本相似解析组成生物体的化学元素中，氧元素含量最多；人、动物与植物所含的化学元素种类基本相同；不同的生物体内各种化学元素的含量差异很大。答案C2.下图是由4个圆所构成的元素关系图，其中④为最大圆，③②①依次次之。下列按①②③④排列符合这种关系的是()A.大量元素、主要元素、基本元素、最基本元素B.基本元素、最基本元素、大量元素、主要元素C.最基本元素、基本元素、主要元素、大量元素D.主要元素、大量元素、最基本元素、基本元素解析图中4个圆表示了一种包含关系，依据圆大小，可知④的范围最广，依次类推①的范围最小。大量元素包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等，主要元素C、H、O、N、P、S占细胞中化学元素的96%，基本元素是C、H、O、N，最基本元素是C，所以④→①的正确顺序是大量元素→主要元素→基本元素→最基本元素。答案C3.C、H、N这三种化学元素在组成人体的化学成分中，质量分数共占73%(占细胞干重)左右，而这三种元素在岩石圈中，其质量分数还不到1%。这个事实说明()A.生物界与非生物界具有统一性B.生物界与非生物界具有差异性C.元素在自然界中都可以找到D.生物界具有特殊性解析组成生物体的元素都是生物有选择地从无机自然界获取的，因此，组成细胞的化学元素在无机自然界中都能找到，这说明生物界和非生物界具有统一性。但组成生物体和非生物体的化学元素的种类和含量又有所不同，这说明生物界和非生物界又具有差异性，本题强调的是元素含量的不同。答案B4.原产热带非洲地区的光棍树，树形奇特，无刺无叶，它茎干中的白色乳汁可以制取“石油”。光棍树细胞中含量最多的化合物是()A.水B.脂质C.蛋白质D.糖类解析细胞中水的含量大约占85%～90%，蛋白质的含量大约占7%～10%，脂质只占1%～2%，糖类和核酸大约占1%～1.5%，所以含量最多的化合物是水。答案A【科学探究】5.对下表中所列待测物质的检测，选用的试剂及预期结果都正确的是()待测物质检测试剂预期显色结果①葡萄糖苏丹Ⅳ染液红色②脂肪苏丹Ⅲ染液橘黄色③淀粉斐林试剂蓝色④蛋白质双缩脲试剂紫色A.①③B.②③C.①④D.②④解析还原糖可与斐林试剂反应产生砖红色沉淀，故可用斐林试剂检测葡萄糖，①错误；脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，也可被苏丹Ⅳ染液染成红色，故可用苏丹Ⅲ染液或苏丹Ⅳ染液检测脂肪，②正确；淀粉遇碘变蓝色，故可用碘液检测淀粉，③错误；蛋白质可与双缩脲试剂发生紫色反应，故可用双缩脲试剂检测蛋白质，④正确。答案D(时间：30分钟满分：50分)【运用概念】1.在番茄幼苗的培养液中，除了必需的微量元素、NH＋4、PO3－4和CO2外，还有必需的大量元素是()A.C、H、O、NB.K、Ca、Mg、FeC.Mn、Mo、Cu、ZnD.K、Ca、Mg、S解析H、O、N、C在题干中已经给出，A错误；Fe属于微量元素，不是大量元素，B错误；Mn、Mo、Cu、Zn都是微量元素，C错误；K、Ca、Mg、S属于大量元素，且题干中没有给出，D正确。答案D2.有着“植物大熊猫”和世界上最长寿树种美称、在地球上已有250万年历史的红豆杉，入选2010年世博会中国馆珍稀植物展出品种。其体内含量最多的化学元素和最基本的化学元素分别是()A.C和OB.C和H化C.O和CD.H和O解析在生物体内，占细胞鲜重最多的元素是O；生物体内，碳链构成了生物大分子的基本骨架，因此C是最基本的化学元素。故C正确。答案C3.下列有关图示的分析，错误的是()A.如果该图为组成活细胞的化合物，则m中含有的元素为H、OB.如果该图表示的是组成活细胞的化合物，则m是蛋白质C.如果该图表示的是组成活细胞的元素含量，则m是氧元素D.如果该图表示的是活细胞中的元素，则其中Mo的含量很少解析细胞鲜重含量最多的是水而不是蛋白质。答案B4.如图所示，容器底部是培