2024-2025学年高中生物第2章第1节细胞中的元素和化合物学案新人教版必修1

PAGE10-第1节细胞中的元素和化合物[学习目标]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困难的生物大分子。2.检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质。学问点一组成细胞的元素和化合物学问梳理1.生物界和非生物界的统一性和差异性(1)统一性：组成细胞的化学元素，eq\o(□,\s\up3(01))在无机自然界中都能够找到，没有一种化学元素是细胞所特有的。(2)差异性：细胞与非生物相比，eq\o(□,\s\up3(02))各种元素的相对含量又大不相同。2．组成细胞的元素(1)种类：细胞中常见的化学元素有eq\o(□,\s\up3(01))20多种。(2)分类①大量元素：eq\o(□,\s\up3(02))C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。②微量元素：eq\o(□,\s\up3(03))Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu等。③基本元素：eq\o(□,\s\up3(04))C、H、O、N。④最基本元素：eq\o(□,\s\up3(05))C。(3)含量①占细胞鲜重前四位的化学元素：eq\o(□,\s\up3(06))O>C>H>N；②占细胞干重前四位的化学元素：eq\o(□,\s\up3(07))C＞O＞N＞H。3．组成细胞的化合物(1)种类(2)含量①占细胞鲜重最多的化合物是eq\o(□,\s\up3(06))水。②占细胞鲜重最多的有机化合物是eq\o(□,\s\up3(07))蛋白质。③占细胞干重最多的化合物是eq\o(□,\s\up3(08))蛋白质。1.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行缺少的元素。生物体还有一些元素如Pb含量少，但又不是必需的，这些元素不属于微量元素。2．(实践应用)对人体有重要作用的大量元素和微量元素是否尽量多补充？为什么？提示：不是。钙过量会形成肾结石，并抑制人体对铁的汲取；长期补锌超过45mg/d可引发贫血、免疫功能下降等。可见，适量的化学元素对于生物体的生命活动是非常重要的。3．(实践应用)怎样才能使自己体内的养分元素达到平衡呢？提示：应努力做到饮食结构多样化，同时适当配以粗粮、杂粮。此外，对于儿童来说，切不行偏食，更不行造成某些养分物质过剩，应保持养分平衡。典题分析题型一组成细胞的化学元素[例1]下列关于组成细胞的化学元素、大量元素和微量元素的叙述中，不正确的是()A．非生物界的元素在生物界都能够找到，说明生物界和非生物界具有统一性B．C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg是组成细胞的大量元素，C在各种有机物中都存在C．划分大量元素和微量元素的标准是元素的含量D．微量元素虽然含量少，但它们既参加细胞结构组成也参加细胞的代谢调整解题分析组成生物体的元素在非生物界中都能找到，非生物界的有些元素在生物界中不能够找到，A错误；组成细胞的大量元素为C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等，C是构成细胞的最基本的元素，在各种有机物中都存在，B正确；大量元素和微量元素的划分依据是元素在生物体中的含量，C正确；微量元素也是生物体生命活动不行缺少的，能参加细胞结构组成和代谢调整，D正确。答案A题型二化合物种类及含量[例2]下图1是细胞中化合物含量的扇形图，图2是有活性的细胞中元素含量的柱形图，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表示组成人体细胞的元素含量，则a、b、c依次是C、H、OC．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错误；若图1表示干重(脱水后)，则甲是蛋白质，D正确；组成人体的元素(鲜重)的含量依次是O、C、H，B错误；生物界与非生物界的统一性表现在元素的种类上，而不是元素的含量上，C错误。答案D技法提升推断元素与化合物分子的四个“明确”学问点二检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质学问梳理1.原理(1)思路：生物组织中某些有机化合物能与某些化学试剂产生特定的eq\o(□,\s\up3(01))颜色反应。(2)原理①糖类eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(还原糖＋\o(□,\s\up3(02))斐林试剂\a\vs4\al(50～65℃\o(□,\s\up3(03))水浴加热),约2min\o(□,\s\up3(04))砖红色沉淀,,淀粉＋\o(□,\s\up3(05))碘液→\o(□,\s\up3(06))蓝色,))②脂肪＋eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(苏丹Ⅲ染液→\o(□,\s\up3(07))橘黄色,\o(□,\s\up3(08))苏丹Ⅳ染液→红色))③蛋白质＋eq\o(□,\s\up3(09))双缩脲试剂→eq\o(□,\s\up3(10))紫色2．试验材料(1)材料：苹果或梨匀浆，马铃薯匀浆，花生种子，花生种子匀浆，豆浆，鲜肝研磨液。(2)预料上述材料中可能含有的物质及试验结果。3．试验步骤(1)还原糖的检测①材料：eq\o(□,\s\up3(01))还原糖含量高，白色或接近白色的植物组织，例：苹果或梨匀浆。②试剂：eq\o(□,\s\up3(02))斐林试剂(甲液：eq\o(□,\s\up3(03))0.1_g/mL的NaOH溶液，乙液：eq\o(□,\s\up3(04))0.05_g/mL的CuSO4溶液)③过程④斐林试剂运用方法a．甲乙液必需eq\o(□,\s\up3(08))等量混合匀称再运用。b.eq\o(□,\s\up3(09))水浴加热(50～65℃)。c．现配现用。⑤颜色改变：eq\o(□,\s\up3(10))蓝色→eq\o(□,\s\up3(11))棕色→eq\o(□,\s\up3(12))砖红色(沉淀)。(2)脂肪的检测①材料：富含eq\o(□,\s\up3(13))脂肪的材料，例：花生种子。②试剂：eq\o(□,\s\up3(14))苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液。③过程方法一：花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ染液→视察匀浆被染色状况方法二：④颜色改变a．运用苏丹Ⅲ染液的变为eq\o(□,\s\up3(17))橘黄色。b．运用苏丹Ⅳ染液的变为eq\o(□,\s\up3(18))红色。(3)蛋白质的检测①材料：富含eq\o(□,\s\up3(19))蛋白质的材料，例：豆浆、鲜肝研磨液等。②试剂：eq\o(□,\s\up3(20))双缩脲试剂(A液：eq\o(□,\s\up3(21))0.1_g/mL_NaOH溶液，B液：eq\o(□,\s\up3(22))0.01_g/mL_CuSO4溶液)。③过程④双缩脲试剂运用方法：先加eq\o(□,\s\up3(26))A液再加eq\o(□,\s\up3(27))B液，且eq\o(□,\s\up3(28))B液不要过量。(4)淀粉的检测4．样品未知成分的检测苹果或梨匀浆、马铃薯匀浆、花生种子、豆浆进行其成分检测。(1)鉴定每种材料均需4支试管，并向每支试管中各加入2mL该材料待测组织样液。比照前面4种物质的检测方法，分别鉴定是否含有还原糖、蛋白质、脂肪和淀粉。(2)视察颜色改变并记录，颜色深浅用“＋”的多少代表。1.是否存在某种食物含有全部被检测的物质？对我们选择食物有什么启示？提示：生物材料中有机化合物的种类、含量不同，可能没有一种食物含有所检测的全部物质，所以平常应当留意全面膳食，保证均衡养分。2．你认为哪种食物可以作为人体蛋白质的来源？提示：蛋白质含量高的食物可以作为人体蛋白质的来源，例如豆制品、牛奶等。3．生物材料原有的颜色是否会影响试验结果？提示：因为本试验是利用指示剂显色反应进行检测，所以生物材料原有颜色会影响试验结果。eq\a\vs4\al([进一步思索])4.还原糖检测时，溶液颜色改变：蓝色→棕色→砖红色(沉淀)的缘由？提示：起先时的蓝色是Cu(OH)2的颜色，后来的棕色是蓝和砖红色的混合色，最终Cu2＋全部生成Cu2O，溶液呈现砖红色。5．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液供应Cu2＋。其中双缩脲试剂B液的量不能过多，因为过多的双缩脲试剂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试验生成的紫色。6．为什么利用斐林试剂的甲液、乙液和蒸馏水也能鉴定蛋白质？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。典题分析题型三检测还原糖、脂肪和蛋白质试验分析[例3]下列关于“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”试验操作步骤的叙述中，正确的是()A．在鉴定蛋白质时，要将双缩脲试剂的A液和B液等体积混合后再用B．鉴定花生种子细胞中是否有脂肪时，肯定须要用显微镜视察C．斐林试剂须要现用现配，混合后运用D．用双缩脲试剂鉴定蛋白质时，需水浴加热2min才能看到紫色解题分析鉴定蛋白质时，先加A液1mL，再加B液4滴，分开运用，而不是混合后运用，A错误；若将花生种子制成匀浆进行脂肪鉴定，则不须要运用显微镜，B错误；鉴定蛋白质时不须要水浴加热，D错误。答案C[例4]下列对生物体中有关化合物的检测试验，不正确的是()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须要水浴加热，A正确；甘蔗的茎中富含蔗糖，而蔗糖是非还原糖，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须要水浴加热，C正确；花生中富含脂肪，脂肪可被苏丹Ⅲ染成橘黄色，用苏丹Ⅲ染液检测脂肪时不须要水浴加热，D正确。答案B技法提升1.留意区分“双缩脲试剂”与“双缩脲”双缩脲是两分子尿素缩合后得到的产物，分子式为NH2—CO—NH—CO—NH2，此化合物可与双缩脲试剂反应，形成紫色物质。有问题涉及检测蛋白质需运用的试剂时，应回答“双缩脲试剂”，而非“双缩脲”，即双缩脲试剂与肽键作用呈紫色。2.区分斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同”3．三类有机物检测在操作步骤上的“三个唯一”课堂小结一、学问结构二、重要术语1．大量元素2.微量元素3.斐林试剂4.双缩脲试剂三、重要概念1．自然界中的生物和非生物都是由化学元素组成的。在生物体内，组成生物体的化学元素构成各种化合物，各种化合物组成细胞内的生命物质。2．生物界和非生物界具有统一性和差异性。3．组成生物体的常见元素有20多种，含量较多的为大量元素，含量较少的为微量元素。C是组成生物体的最基本元素。4．组成细胞的化合物分为有机物和无机物。5．活细胞之所以能够进行生命活动，与构成细胞的各种化合物有亲密关系。各种化合物在细胞中的存在形式不同，所具有的功能也不相同。细胞中的各种化合物按肯定的方式有机组织起来，才能表现出细胞和生物体的生命现象。6．生物组织中的还原性糖、蛋白质、脂肪、淀粉分别可以用斐林试剂、双缩脲试剂、苏丹Ⅳ或苏丹Ⅲ染液以及碘液进行检测。当堂检测——查漏补缺巩固提升1．C、H、N这3种化学元素在组成人体的化学成分中，质量分数共占73%左右(占细胞干重百分比)，而这3种元素在岩石圈中，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．生物界具有特别性答案B解析组成生物体的化学元素在无机自然界中都可以找到，这个事实说明生物界与非生物界具有统一性，而题中所强调的是相对含量的不同，即差异性。2．我们如何找到回家的路？荣获2014年诺贝尔生理学或医学奖的三位科学家发觉大脑里的神经细胞——“位置细胞”和“网格细胞”起到了重要作用。下列叙述中正确的是()A．“位置细胞”鲜重中质量百分比最高的元素是CB．“网格细胞”干重中质量百分比最高的元素是OC．上述两种细胞中最基本的元素是CD．P和S分别是“位置细胞”中的大量元素和微量元素答案C解析“位置细胞”鲜重中质量百分比最高的元素是O，A错误；“网格细胞”干重中质量百分比最高的元素是C，B错误；上述两种细胞中最基本的元素是C，C正确；P和S均属于大量元素，D错误。3．在还原糖、脂肪、蛋白质的检测试验中，最佳的一组试验材料依次是()①甘蔗的茎②油菜籽③花生种子④梨⑤甜菜的块根⑥豆浆A．④②⑥B．⑤②⑥C．①②⑥D．④③⑥答案D解析还原糖的检测要求试验材料含有还原糖且是浅色或白色；脂肪、蛋白质的检测要求试验材料含有丰富的脂肪或蛋白质。因此，最佳的一组试验材料是④梨、③花生种子和⑥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检测的试验材料；油菜籽体积小不宜操作。4．关于生物组织中还原糖的检测