搜索
组成细胞的分子第二章[本章概述]本章是深入到分子水平去探索细胞具有生命特征的缘由。通过探寻生命的物质基础，来帮助我们建立科学的生命观。本章包括5节内容：1.细胞中的元素和化合物。2.细胞中的无机物。3.细胞中的糖类和脂质。4.蛋白质是生命活动的主要承担者。5.核酸是遗传信息的携带者。第1节细胞中的元素和化合物1．结合材料分析，列举组成细胞的化学元素的种类，并依据含量对元素进行分类。2．通过细胞鲜重中各类化合物含量的比较分析，掌握细胞中主要化合物的种类和含量。3．尝试设计实验检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。4．通过材料分析和实验检测，认识到细胞和生物体的各种生命活动都有其物质基础，初步形成生命的物质性观点。例如，(1)组成细胞的元素为什么在地壳中都能够找到？(2)组成细胞的元素有没有哪种是细胞所特有的？(3)组成细胞的元素种类既然和地壳的元素种类相同，为什么各种元素在二者中的含量相差那么大呢？如细胞中含C量为18%，而地壳中含C量却仅为0.087%。在与其他同学的交流中，应认识到组成生物的元素与组成地壳的元素既有相似性又有区别。课前自主预习知识点1组成细胞的元素请仔细阅读教材第16～17页，完成下面的问题。1．生物界和非生物界的统一性和差异性(1)统一性：从化学元素的种类分析，组成细胞的化学元素，在_____________中都能够找到。(2)差异性：从_____________________分析，细胞与非生物相比有很大不同。2．种类：细胞中常见的化学元素有_____________多种。无机自然界各种元素的相对含量20知识点2组成细胞的化合物请仔细阅读教材第17页，完成下面的问题。1．存在形式：组成细胞的各种元素大多以_____________的形式存在，如_______________________________等。化合物水、蛋白质、核酸、糖类、脂质2．据上图完成组成细胞的化合物的有关问题(1)鲜细胞中含量最多的化合物是_____________。它是生命之源，缺少了它生命活动就无法进行。(2)干细胞中，含量最多的化合物是_____________。它是组成生物体的重要物质，在生命活动中起重要作用。水蛋白质知识点3检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质请仔细阅读教材第18～19页，完成下面的问题。1．实验原理(1)还原糖(葡萄糖、麦芽糖、果糖等)＋_____________试剂――→水浴加热_____________(2)脂肪＋_____________染液→_____________色(红色)(3)蛋白质＋_____________试剂→_____________色斐林砖红色沉淀苏丹Ⅲ(Ⅳ)橘黄双缩脲紫2．实验流程课堂互动探究要点一组成细胞的元素的种类及含量1.组成细胞的元素种类和含量(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)生物体内含有的元素不一定是生物所必需的元素，如Pb。(3)主要元素占人体细胞鲜重比例是OCHNPS，而占人体细胞干重比例是CONHPS。2．元素的统一性和差异性(3)统一性和差异性的原因①统一性：生命起源于非生物界，且组成生物体的化学元素是从无机自然界获取的。②差异性：生物体有选择地从无机自然界获取组成自身的物质。【典例1】下列哪项实例能够证明微量元素是生命活动所必需的()A．Mg2＋是叶绿素的组成成分B．油菜缺少B时只开花不结果C．哺乳动物血液中Ca2＋含量太低，会抽搐D．缺P会影响ATP的合成[解析]A、B、C、D都能证明元素是生命活动所必需的，但只有B项中B(硼元素)是微量元素，P、Mg、Ca是大量元素。[答案]B判断元素与化合物的四个“明确”[针对训练1]国科温泉有远古“圣水”之誉，富含各种对人体有益的微量元素及矿物质，水温高达56℃，水质淡黄清澈，享有“一盆玉汤”的美誉，对治疗皮肤病、色斑、关节炎及神经衰弱等有特殊的疗效。下列元素中在生物体内含量较少，但对维持生物体正常生命活动必不可少的是()A．Fe、Mn、Zn、MgB．Zn、Cu、Mn、CaC．Zn、Cu、B、MnD．Mg、Mn、Cu、Mo[解析]生物体内含量较少，但对维持生物体正常生命活动必不可少的元素是微量元素，A和D中Mg是大量元素，B中Ca是大量元素，故C正确。[答案]C要点二组成细胞的化合物的种类及含量1.活细胞中化合物含量由多到少依次是水、蛋白质、脂质、无机盐、糖类、核酸。其中对水和蛋白质含量的不同角度理解归纳如下：2.有机化合物和无机化合物的区别有机化合物是指除了CO2、碳酸盐及碳酸以外的含碳化合物。区分有机化合物和无机化合物主要看化合物的分子组成中是否有碳元素，如糖类是有机化合物，由C、H、O三种元素组成。【典例2】下图甲是人体细胞中化合物含量的扇形图，图乙是有活性的人体细胞中元素含量的柱形图，下列说法不正确的是()A．若图甲表示细胞鲜重，则A、B化合物依次是H2O、蛋白质B．若图乙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，说明生物界与非生物界具有统一性D．若图甲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，选项A正确；占细胞鲜重最多的元素是O，其次是C、H等，选项B正确；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，选项C错误；占细胞干重最多的化合物是蛋白质，选项D正确。[答案]C这类题型一定分清楚是占细胞鲜重还是占细胞干重。占细胞干重最多的化合物是蛋白质，占细胞鲜重最多的化合物是H2O。[针对训练2]下图表示人体细胞中各种化合物或主要元素占细胞鲜重的含量，以下按①②③④顺序排列，正确的是()A．水、蛋白质、糖类、脂质；N、H、O、CB．蛋白质、糖类、脂质、水；O、C、N、HC．水、蛋白质、脂质、糖类；H、O、C、ND．蛋白质、水、脂质、糖类；C、O、H、N[解析]细胞鲜重中：化学元素的相对含量由大到小依次为O、C、H、N；化合物中相对含量由大到小依次为水、蛋白质、脂质、糖类。[答案]D要点三生物组织中糖类、脂肪和蛋白质的检测1.实验原理2.斐林试剂与双缩脲试剂的比较3.实验结果分析(1)鉴定还原糖，是新配制的Cu(OH)2与还原糖反应，Cu(OH)2被还原为Cu2O(砖红色)。(2)检测蛋白质的原理是肽键在碱性环境中与Cu2＋反应生成紫色络合物，所以加入双缩脲试剂A液的目的是制造碱性环境。4．检测生物组织中有机物的注意事项(1)实验材料的选择①富含被检测的有机物，易出现明显实验现象。②材料本身应为白色或近于白色，不干扰实验结果。(2)操作方面的注意事项①还原糖检测时，使用水浴加热，试管底部不要触及烧杯底部，以防受热不均匀。②检测生物组织中的脂肪时，染色时间不宜过长，否则脂肪会溶解在酒精中，使橘黄色消失。③蛋白质检测时，双缩脲试剂的加入顺序：先加A液，再加B液，而且B液不能过量。目的是先制造碱性环境。若先加B液或B液过量，会生成Cu(OH)2，干扰颜色反应。【典例3】在检测还原糖的实验中，加入斐林试剂时必须要()A．先加入斐林试剂甲液，后加入乙液B．先加入斐林试剂乙液，后加入甲液C．将斐林试剂的甲液和乙液混合均匀后再加D．以上A、B、C三项操作方法都正确[解析]斐林试剂的甲液是质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液，乙液是质量浓度为0.05g/mL的CuSO4溶液。只有将甲液和乙液混合后，才能生成淡蓝色的Cu(OH)2沉淀。而还原糖与Cu(OH)2在加热条件下，生成砖红色的Cu2O沉淀，从而起到鉴定还原糖的作用，因此应选C项。[答案]C斐林试剂与双缩脲试剂使用方法的区别斐林试剂是现配现用，而双缩脲试剂是先加甲液，在碱性环境下，再加3～4滴乙液。[针对训练3]对下表中所列待测物质的检测，所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红色②脂肪苏丹Ⅲ橘黄色③淀粉斐林试剂砖红色④蛋白质双缩脲试剂紫色A.①③B．②③C．①④D．②④[解析]葡萄糖与斐林试剂发生作用生成砖红色沉淀。斐林试剂是鉴定还原糖的，淀粉不属于还原糖，鉴定淀粉可用碘液。脂肪可用苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液检测，前者呈现橘黄色，后者呈现红色。蛋白质与双缩脲试剂会发生紫色反应。[答案]D附：练习与应用参考答案一、概念检测1．(1)√(2)×(3)√2.3．C4.B二、拓展题1．细胞是有生命的，它可以主动地从环境中获取生命活动需要的元素。这是生物与非生物的区别之一。2．不能。生命系统内部有严谨有序的结构，不是物质随意堆砌而成的。