2024-2025版高中生物第一单元第二章细胞的构成第一节细胞的化学组成教案中图版必修1

PAGEPAGE15第一节细胞的化学组成目标导航1.结合材料分析，说出组成细胞的化学元素的种类。2.通过试验操作，学会生物组织中还原性糖、脂肪和蛋白质的检测。3.简述生物大分子以碳链为骨架，细胞的基本元素是碳。一、构成细胞的化学元素(阅读P12－13)细胞中常见的化学元素主要有20多种。1．元素的分类(1)大量元素：如C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。(2)微量元素：如Mn、Zn、Cu、B、Mo、Ni等。(3)半微量元素：如Fe。2．构成细胞的元素的特点构成细胞的这些元素都是无机自然界中常见的元素，说明白生物界和非生物界具有统一性。3．存在状态少数以游离状态存在，绝大多数以化合物的形式存在。二、构成细胞的化合物(阅读P13－15)1．有机物的检测化合物化学试剂颜色反应葡萄糖溶液班氏试剂砖红色沉淀食用油苏丹Ⅲ染液橘黄色蛋白质悬液双缩脲试剂紫色淀粉碘液蓝色2.作用细胞中的化合物有机地结合在一起，构成了细胞内生命活动的物质基础。3．化合物的种类(1)无机化合物：水和无机盐。(2)有机化合物：糖类、脂质、蛋白质和核酸。4．化合物的含量(1)细胞中含量最多的化合物是水。(2)占细胞鲜重最多的化合物是水。(3)占细胞干重最多的化合物是蛋白质。5．化合物与碳架有机物都是由C、H、O原子通过共价键连接成的碳架作为分子的基本骨架，自然界的无机物都不具有碳架。推断正误：(1)细胞中常见的化学元素主要有20种。()(2)Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等是组成细胞的微量元素。()(3)生物界和非生物界具有统一性。()(4) 元素绝大多数以游离状态存在。()(5)活细胞中含量最多的有机化合物是蛋白质。()(6)葡萄糖溶液与苏丹Ⅲ染液反应呈橘黄色。()(7)蛋白质悬液与双缩脲试剂反应呈紫色。()(8)还原性糖加入班氏试剂立刻出现砖红色沉淀。()(9)生物大分子以碳链为骨架。()(10)不同细胞中的元素种类大体相同。()(11)不同细胞中的元素含量基本相同。()(12)微量元素在细胞中含量少，作用不大。()答案(1)√(2)×(3)√(4)×(5)√(6)×(7)√(8)×(9)√(10)√(11)×(12)×一、构成细胞的化学元素及其意义1．分类依据大量元素：含量占细胞总质量万分之一以上的元素。微量元素：含量占细胞总质量万分之一以下的元素。2．各种元素归属范围(1)大量元素和微量元素都是生物体生命活动所必需的。(2)4种基本元素的含量鲜重状态下，是O>C>H>N；干重状态下，是C>O>N>H。3．探讨意义4．组成细胞的元素的主要作用(1)维持机体的生命活动，如K＋可保持心肌正常兴奋性，B可促进植物花粉管的伸长。(2)组成化合物，如糖类、脂质、蛋白质和核酸中都含有C、H、O三种元素。1．微量元素含量很少，是不是说作用不重要，可有可无？答案微量元素和大量元素均是生物必需的元素，微量元素含量虽然很少，但是对生物体一样具有重要的作用，不行缺少。2．细胞中的元素与自然界中的元素之间有什么关系？答案细胞中的元素来自自然环境，从元素种类看，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生物体所特有。从元素含量看，组成生物体的化学元素在生物体内和无机自然界中含量差异很大。1．人体内微量元素的含量甚微，但是对人体的健康却起着重要作用。下列各组元素全部是微量元素的是()A．Na、K、O、S B．B、Mo、CuC．N、H、O、P、C D．Ca、Cu、C问题导析(1)大量元素：C、H、O、N、P、S、Ca、Mg、K等。(2)微量元素：Mn、Zn、Cu、B、Mo、Ni等。答案B一题多变土壤缺硼(B)时，植物会表现出肯定的病症，在有该病症的植株叶面上喷施很少量的肯定浓度的含硼溶液后，该病症消逝，这说明硼是植物体的________(大量/微量)元素。答案微量二、构成细胞的化合物1．化合物的种类组成细胞的化合物eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(无机化合物\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(水无机盐))有机化合物\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(糖类脂质蛋白质核酸))))2．化合物的含量(1)鲜细胞中含量最多的化合物是水，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。水是生命之源，缺少了水生命活动就无法进行。(2)假如是在干细胞中，含量最多的化合物是蛋白质，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。3．有机物的概念及特点(1)概念：由C、H、O原子通过共价键连接成的碳架作为分子的基本骨架而形成的化合物，如蛋白质、核酸、脂质等。(2)特点①组成：碳架和官能团。②碳架形式：线形、分支、环状等。1．生活在沙漠中的仙人掌，其细胞内含量最多的化合物是什么？答案水。2．有机化合物和无机化合物有什么区分？答案有机化合物和无机化合物的区分主要看它们的分子组成中是否有碳元素，如糖类是有机化合物，由碳、氢、氧三种元素组成；水是无机化合物，由氢、氧两种元素组成。3．组成细胞的化合物在无机自然界中都能找到吗？答案不能。组成细胞的元素都可以在无机自然界找到，化合物不能。2．大海中的水母、海带，陆地上的蜥蜴、小草等都是生物，都是由细胞构成的。这些生物细胞中含量最多的有机物是()A．水分B．蛋白质C．脂质D．糖类问题导析生物细胞中含量最多的化合物是水分，构成生物细胞的有机物中，含量最多的是蛋白质，其次是脂质、糖类。答案B一题多变上题选项中各化合物的含量，按下图①②③④依次排列，依次是________。答案蛋白质、水、脂质、糖类三、检测生物组织中的还原性糖、脂肪和蛋白质1．葡萄糖检测时的颜色改变及生物组织中还原性糖的检测(1)葡萄糖检测时的颜色改变试验组：葡萄糖＋班氏试剂eq\o(→,\s\up7(沸水浴),\s\do5(1～2min))砖红色沉淀比照组：清水＋班氏试剂eq\o(→,\s\up7(沸水浴),\s\do5(1～2min))蓝色(试剂本身颜色)(2)生物组织中还原性糖的检测选材：含糖量较高，白色或近于白色的植物组织↓制备组织样液：洗涤、去皮、切块→研磨→过滤(用一层纱布)→收集滤液↓显色反应↓结论：生物组织样液中含有还原性糖2．脂肪检测时的颜色改变及生物组织中脂肪的检测(1)脂肪检测时的颜色改变试验组：脂肪＋苏丹Ⅲ染液→橘黄色比照组：清水＋苏丹Ⅲ染液→红色(试剂本身颜色)(2)生物组织中脂肪的检测方法一：植物油2mL＋苏丹Ⅲ染液4～5滴→橘黄色清水2mL＋苏丹Ⅲ染液4～5滴→无改变。方法二：取材：花生种子(浸泡3～4h)，将子叶切成薄片↓制作装片↓显色反应↓视察：在低倍镜下找到已着色的花生子叶最薄处，然后用高倍镜视察，视野中有橘黄色颗粒↓结论：生物组织中含有脂肪3．蛋白质检测时的颜色改变及生物组织中蛋白质的检测(1)蛋白质检测时的颜色改变试验组：蛋白质＋双缩脲试剂→紫色比照组：清水＋双缩脲试剂→蓝色(试剂本身颜色)(2)生物组织中蛋白质的检测选材与制备组织样液：蛋清或黄豆(浸泡1～2d)↓操作：↓显色反应↓结论：生物组织中含有蛋白质1．该试验在材料选择上要留意什么问题？答案(1)因为此类试验要依据显色反应进行有机物的检测，故选取的材料颜色要浅或基本无色。(2)相应有机物的含量相当丰富，这样显色反应效果会更明显。2．查阅资料回答：含糖量高的甘蔗(含蔗糖)、甜菜(含蔗糖)和马铃薯(含淀粉)能否作为生物组织中还原性糖检测的试验材料。答案不能。因为蔗糖、淀粉为非还原性糖。3．检测蛋白质时，向待测液中滴加的NaOH溶液是2mL，而滴加的CuSO4溶液仅仅是4滴，试分析缘由？答案CuSO4中的Cu2＋是蓝色，滴加过多时，会掩盖颜色反应。3．下列对生物体中有关化合物的检测试验不正确的是()选项检测对象试剂颜色水浴加热生物材料A淀粉碘液蓝色不须要脱色的材料B还原性糖班氏试剂砖红色须要含糖量高的白色植物组织C蛋白质双缩脲试剂紫色须要豆浆、牛奶、鸡蛋清D脂肪苏丹Ⅲ橘黄色不须要花生种子问题导析(1)淀粉遇碘变蓝色。(2)脂肪被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。(3)蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。(4)还原性糖(如葡萄糖、果糖等)与班氏试剂发生作用，生成砖红色沉淀。在以上四个颜色反应中，只有还原性糖的检测须要加热。答案C一题多变常温下进行下列处理，没有颜色改变的是()A．用苏丹Ⅲ染液处理动物的皮下脂肪B．用碘液处理淀粉溶液C．在豆浆中加入双缩脲试剂D．在葡萄糖溶液中加入班氏试剂答案D解析常温下，脂肪遇苏丹Ⅲ染液即被染成橘黄色；淀粉溶液遇到碘液变蓝色；豆浆中含有蛋白质，遇到双缩脲试剂变紫色；葡萄糖溶液中加入班氏试剂，经沸水加热后才出现砖红色。1.某维生素片中含Ca、Fe、Zn、Se等元素，其中属于组成生物体的大量元素的是()A．CaB．FeC．ZnD．Se答案A解析大量元素包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。2.在生物组织中还原性糖、脂肪、蛋白质的检测试验中，对试验材料选择的叙述，错误的是()A．甘蔗茎的薄壁组织、甜菜的块根等，都含有较多的糖且近似于白色，因此可以用于还原性糖的检测B．花生种子含脂肪多且子叶肥厚，是用于脂肪检测的志向材料C．大豆种子蛋白质含量高，是进行蛋白质检测的志向植物组织材料D．鸡蛋清含蛋白质多，是进行蛋白质检测的动物材料答案A解析利用颜色反应检测化合物时，对材料的要求是：颜色为白色或近似于白色，待检测化合物含量高。甘蔗和甜菜都富含蔗糖，蔗糖是非还原性糖。3.生物大分子在生物体的生命活动中具有重要的作用，碳原子本身的化学性质使它能够通过化学键连接成链或环，从而形成各种生物大分子。可以说，地球上的生命是在碳元素的基础上建立起来的。以上事实可以说明()A．C元素能组成各种各样的化合物B．C元素是构成生物体最基本的元素C．C元素是各种大分子中含量最多的元素D．C元素比其他元素重要答案B解析生物体是由化学元素组成的，在组成生物体的化学元素中，C元素是一种主要元素，它能够通过化学键连接成链或环，从而形成各种有机物的基本骨架，如蛋白质、核酸、糖类、脂类，而这些化合物又是生物体生命活动的物质基础。没有碳元素，就不能形成各种有机物，也就不能表现出各种生命活动，因此，C元素是构成生物体最基本的元素。4.下表为关于生物组织中还原性糖、脂肪和蛋白质的检测试验，请填写有关内容。序号试验材料被检测物质方法(检测用试剂)①梨的研磨液________加____________，沸水浴加热，试管中出现________沉淀②花生种子切片________加________，显微镜视察，子叶内物质被染成______③鸡蛋清稀释液________向试管内注入____________试剂A液1mL，摇匀；再注入________试剂B液4滴，摇匀。试管中溶液变成________答案①还原性糖班氏试剂砖红色②脂肪苏丹Ⅲ染液橘黄色③蛋白质双缩脲双缩脲紫色基础巩固1．下列关于组成生物体的化学元素的叙述，错误的是()A．在不同的生物体内，组成它们的化学元素的种类大体相同B．在同一种生物体内，各种化学元素的含量相同C．组成生物体的化学元素依其含量可分为大量元素和微量元素D．在组成生物体的大量元素中，碳是组成有机化合物的基本元素答案B解析生物体生活在各种环境中，始终不断地与外界环境进行着物质交换，有选择地汲取养分物质来满意自身的须要。生物的种类不同，组成它们细胞的化学元素的种类却是大体相同的，但各种元素的含量是不同的，由此可分为大量元素和微量元素。碳是最基本的元素，其含量占细胞干重的48.4%。全部组成生物体细胞的化学元素在无机自然界中都可以找到，细胞中不存在特有的元素。2．保证生物体正常生活所必需的微量元素是()A．K、Mn、Zn、CuB．Mn、Zn、Cu、B、MoC．Ca、Mn、Zn、Cu、MoD．Mg、Mn、Zn、B、Mo答案B解析A项中的K属于大量元素，C项中的Ca属于大量元素，D项中的Mg属于大量元素。3．如下图，胡杨生活在西北干旱地区，水母生活在水中。这两种生物的细胞中含量最多的化合物分别是()A．蛋白质水 B．水蛋白质C．蛋白质蛋白质 D．水水答案D解析活细胞中含量最多的化合物是水。4．在组成水草的各种化学元素中，占细胞干重最多的元素和化合物分别是()A．H、水 B．C、蛋白质C．N、蛋白质 D．O、水答案B解析在水草的细胞干重中，含量最多的元素为C，含量最多的化合物为蛋白质。5．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葡萄糖碘液红色②脂肪苏丹Ⅲ染液橘黄色③淀粉班氏试剂蓝色④蛋白质双缩脲试剂紫色A．①③B．②③C．①④D．②④答案D解析葡萄糖等还原性糖可与班氏试剂沸水浴加热后呈现砖红色沉淀；淀粉不属于还原性糖，但可与碘液反应呈现蓝色；脂肪可与苏丹Ⅲ染液反应呈现橘黄色；蛋白质可与双缩脲试剂反应呈现紫色。6．碳元素作为组成生物体的最基本元素的缘由是()A．碳原子在自然界中最为普遍存在B．碳原子能够形成各种有机物的骨架C．碳原子在生物体中的化学性质活泼D．碳原子在生物体内能够供应大量能量答案B解析碳元素在细胞干重中含量最多，生物体中的有机物都是由C、H、O原子通过共价键连接成的碳架作为分子的基本骨架。7．在检测还原性糖的试验中，下列操作错误的是()A．向两支试管中加入的葡萄糖溶液和水的量必需相等B．向两支试管中滴加的班氏试剂的量必需相等C．两支试管水浴加热的时间必需相等D．若没有葡萄糖溶液，则可以用蔗糖溶液代替答案D解析蔗糖是非还原性糖。巩固提升8．几十年前，新西兰有一个牧场的大片牧草长势很弱，有的甚至发黄枯萎，即使施用了大量氮、磷、钾肥也无济于事。后来，人们偶然发觉牧场内的一小片牧草长得很茂密。经视察和探讨后才知道这旁边有一座钼矿，矿工上下班总是抄近路走，他们的鞋子上黏有钼矿粉，正是矿工鞋子踩过的地方牧草才长得绿油油的。经过科学家的化验和分析，一公顷牧草只需150克钼就足够了。下列关于这一现象的说明，正确的是()A．钼是植物必需的微量元素B．钼是植物必需的大量元素C．钼是一种高效肥料，植物有了钼就能正常生长D．钼在植物生长发育过程中的作用是可以替代的答案A解析一片长势不良的牧草，被钼矿矿工踩过后才长得茂密，这一方面说明矿工经过后留下了矿粉，另一方面说明钼矿粉对牧草的生长发育起着特别重要的作用，是植物必需的。由一公顷牧草只需150克钼可知，钼是一种微量元素。9．生物组织中还原性糖、脂肪和蛋白质三种有机物的检测试验中，下列操作错误的是()A．花生种子切片中脂肪的检测须要运用显微镜B．用双缩脲试剂检测蛋白质不须要加热C．还原性糖的检测可用酒精灯水浴加热产生砖红色沉淀D．双缩脲试剂最好是现配现用，班氏试剂则不用现配现用答案D解析班氏试剂也须要现配现用。10．青苹果汁遇碘液显蓝色，熟苹果汁能与班氏试剂发生显色反应。这说明()A．青苹果汁中含有淀粉，不含糖类B．熟苹果汁中含糖类，不含淀粉C．苹果转熟时，淀粉水解为还原性糖D．苹果转熟时，淀粉水解为葡萄糖答案C解析由题干可知，青苹果含有较多的淀粉，而熟苹果含有较多的还原性糖，但并不解除含有淀粉的可能。苹果转熟时，依据颜色改变，可推断淀粉水解为还原性糖，该还原糖可能是麦芽糖，也可能是葡萄糖。11．用不同的化学试剂可以检测某些物质的存在。在植物和动物体内，存在着很多物质，用班氏试剂可以检测还原性糖(葡萄糖、麦芽糖和果糖)的存在，用双缩脲试剂可以检测蛋白质的存在。医学上，可用这两种试剂检验尿液以进行疾病诊断。请分析这两种试剂能够诊断的疾病应当是()A．糖尿病、肠炎 B．胃炎、肾炎C．糖尿病、肾炎 D．胃炎、肠炎答案C解析糖尿病患者尿中有葡萄糖，可用班氏试剂检测；肾炎患者的尿中会出现蛋白质，可用双缩脲试剂检测。12．洋葱在欧美被誉为“蔬菜皇后”，其肥大的鳞茎中含糖类8.5%，每100克含维生素A5毫克、维生素C9.3毫克、钙(Ca)45毫克、磷(P)50毫克、铁(Fe)8毫克，以及18种氨基酸，是不行多得的保健食品。那么洋葱肥大的鳞茎中所含有的糖类是淀粉还是还原性糖？生物学爱好小组的同学以此作为探讨课题，请你帮助他们完成下面的试验探讨报告。(1)试验目的探究洋葱肥大的鳞茎中所含的糖是淀粉还是还原性糖。(2)试验原理淀粉可用________来检测，还原性糖可用________试剂来检测。(3)试验器材洋葱、所需试剂和仪器等。(4)试验步骤Ⅰ.检测还原性糖①制备洋葱组织样液，取样液2mL注入试管；②__________________________________________。③视察颜色改变。Ⅱ.检测淀粉①制备洋葱组织样液，取样液2mL注入试管；②_____________________________________