2019高中生物第2章第1節(jié)細(xì)胞中的元素和化合物教案新人教版.docx

細(xì)胞中的元素和化合物一、組成細(xì)胞的元素1生物界與非生物界的統(tǒng)一性和差異性(1)統(tǒng)一性：組成生物體的各種元素在無機(jī)自然界中都能找到。(2)差異性：細(xì)胞與非生物相比，各種元素的相對含量不同。2元素的種類和含量(1)分類依據(jù)：根據(jù)各種元素的含量不同。(2)分類(3)人體細(xì)胞含量最多的元素二、組成細(xì)胞的化合物1種類(1)無機(jī)化合物：有水和無機(jī)鹽。(2)有機(jī)化合物：主要有糖類、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、核酸等。2含量(1)占細(xì)胞鮮重最多的化合物是水。(2)占細(xì)胞鮮重最多的有機(jī)化合物是蛋白質(zhì)。(3)占細(xì)胞干重最多的化合物是蛋白質(zhì)。三、檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)(連線)一、組成細(xì)胞的元素1教材問題分析分析教材P16問題探討中的組成地殼和組成細(xì)胞的部分元素含量表數(shù)據(jù)，思考并交流下列問題：(1)同種元素在生物細(xì)胞和地殼中含量是否相同？說明什么問題？提示：不同。說明生物界與非生物界具有差異性。(2)根據(jù)表中所列元素種類，確認(rèn)細(xì)胞中有其特有的元素嗎？這說明了什么問題？提示：沒有。生物界和非生物界具有統(tǒng)一性。2判斷下列說法是否正確(1)組成生物體的各種物質(zhì)都來自于生物有選擇地從無機(jī)自然界的吸收。()(2)生物界和非生物界的統(tǒng)一性體現(xiàn)在所含化學(xué)元素的種類上。()(3)大量元素在細(xì)胞內(nèi)作用重大，微量元素在細(xì)胞中的作用微小。()(4)占細(xì)胞干重含量最多的化學(xué)元素是C。()二、組成細(xì)胞的化合物1思考(1)有機(jī)化合物與無機(jī)化合物有什么區(qū)別？提示：有機(jī)化合物和無機(jī)化合物的區(qū)別主要在于分子組成中是否有碳元素，如糖類是有機(jī)化合物，由C、H、O三種元素組成；水是無機(jī)化合物，由H、O兩種元素組成。但這并不是嚴(yán)格意義上的區(qū)別，嚴(yán)格來說，有機(jī)化合物是指除了CO2、碳酸及碳酸鹽以外的含碳化合物。另外，有機(jī)化合物氧化分解可為生命活動提供能量，無機(jī)化合物一般不作為能源物質(zhì)。(2)細(xì)胞處于鮮重和干重時化合物含量有什么變化？提示： (3)不同細(xì)胞中化合物的含量都一樣嗎？提示：不一樣。如植物的葉肉細(xì)胞、果實細(xì)胞和種子細(xì)胞中通常含有較多的糖類、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)；禾谷類的果實、種子中含淀粉(多糖)較多；花生、芝麻種子中含脂質(zhì)較多；大豆種子中含蛋白質(zhì)較多等。2判斷正誤(1)組成細(xì)胞的元素全部以化合物的形式存在。()(2)無機(jī)化合物有水和無機(jī)鹽，糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸是組成細(xì)胞的有機(jī)化合物。()(3)占細(xì)胞鮮重最多的化合物是水。()(4)占細(xì)胞干重最多的化合物是脂質(zhì)。()3連線將下列試劑與相應(yīng)的待測樣品及實驗結(jié)果用線連起來一、組成生物體的化學(xué)元素1種類2作用3特點二、斐林試劑與雙縮脲試劑的比較斐林試劑雙縮脲試劑甲液乙液A液B液成分0.1 g/mL NaOH溶液0.05 g/mL CuSO4溶液0.1 g/mL NaOH溶液0.01 g/mL CuSO4溶液鑒定物質(zhì)還原糖蛋白質(zhì)添加順序甲、乙兩液等量混合后立即使用先加入A液1 mL，搖勻，再加入B液4滴，搖勻反應(yīng)條件50 65 溫水加熱不需加熱，搖勻即可反應(yīng)現(xiàn)象淺藍(lán)色棕色磚紅色沉淀淺藍(lán)色紫色 特別提醒正確使用斐林試劑和雙縮脲試劑，關(guān)鍵是要明確鑒定的原理：(1)斐林試劑甲液(0.1 g/mL的NaOH溶液)與乙液(0.05 g/mL的CuSO4溶液)混合后生成Cu(OH)2，然后在水浴加熱條件下，還原糖中的醛基(CHO)將Cu(OH)2中的Cu2還原成Cu，從而生成磚紅色的Cu2O沉淀。(2)只有在雙縮脲試劑A液(0.1 g/mL NaOH溶液)的強(qiáng)堿環(huán)境下，肽鍵才能與雙縮脲試劑B液(0.01 g/mL的CuSO4溶液)中的Cu2結(jié)合成紫色絡(luò)合物。由此可見，斐林試劑的實質(zhì)是現(xiàn)配制的Cu(OH)2，而雙縮脲試劑的實質(zhì)是堿性環(huán)境下的CuSO4。檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)1實驗原理生物組織中某些有機(jī)化合物能與某些化學(xué)試劑產(chǎn)生特定的顏色反應(yīng)。(1)糖類(2)脂肪(3)蛋白質(zhì)雙縮脲試劑紫色2實驗流程(1)還原糖的檢測：(2)淀粉的檢測：馬鈴薯勻漿馬鈴薯勻漿樣液中含有淀粉(3)脂肪的檢測：(4)蛋白質(zhì)的檢測：3注意事項(1)材料選擇、處理的科學(xué)性應(yīng)根據(jù)需要，選擇待測物質(zhì)含量高的器官或組織，如還原糖的檢測用蘋果或梨，脂肪的檢測用花生種子，蛋白質(zhì)的檢測用蛋清液。采用恰當(dāng)?shù)姆椒ㄌ幚聿牧希哼€原糖、蛋白質(zhì)存在于細(xì)胞內(nèi)，要采用破碎細(xì)胞的方法將這些物質(zhì)提取出來用于檢測；脂肪的鑒定則要采用切片染色的方法。不同的材料用于不同的實驗，應(yīng)采用不同的方法對材料進(jìn)行處理。(2)實驗條件控制的適宜性還原糖的檢測需要在盛有50 65 溫水的大燒杯中加熱約2 min，而蛋白質(zhì)的鑒定不需要加熱。(3)試劑加入的精確性斐林試劑宜現(xiàn)配現(xiàn)用。雙縮脲試劑應(yīng)先加入A液，造成堿性環(huán)境，只有在堿性環(huán)境中，蛋白質(zhì)才容易與Cu2發(fā)生顏色反應(yīng)；后加入B液，只能加入34滴，因為若加入過量的B液，CuSO4在堿性溶液中生成大量的藍(lán)色Cu(OH)2沉淀，會遮蔽實驗中蛋白質(zhì)反應(yīng)所產(chǎn)生的紫色，影響觀察結(jié)果。(4)顯色反應(yīng)的對照性檢測還原糖、蛋白質(zhì)、脂肪是利用其與特殊試劑的顯色反應(yīng)來進(jìn)行鑒定的。做鑒定實驗時，在鑒定之前要留取一些組織樣液，與顯色反應(yīng)后的顏色作對比，增強(qiáng)說服力。選材時選擇顏色較淺的材料，就是為了避免原色對顯色反應(yīng)的遮蓋作用。例1表1是組成地殼和組成細(xì)胞的部分元素含量(%)。請據(jù)圖回答下列問題：表1OSiCNH地殼48.6026.300.0870.030.76細(xì)胞65.0極少18.03.010.0(1)組成細(xì)胞的化學(xué)元素在地殼中都普遍存在，沒有一種化學(xué)元素是細(xì)胞所特有的，這一事實說明_。(2)由表中數(shù)據(jù)可知，同一元素在地殼和細(xì)胞中含量相差甚遠(yuǎn)，這一事實說明_。(3)由表1數(shù)據(jù)可知，組成細(xì)胞的元素中C、H、O含量最多，請據(jù)表2分析原因：表2細(xì)胞中的化合物水無機(jī)鹽蛋白質(zhì)脂質(zhì)糖類和核酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)859011.57101211.5_。_。研析本題依托表格信息，考查組成生物體的化學(xué)元素種類及特點，具體分析如下：審提取信息信息a：由表1信息可以看出，組成細(xì)胞的C、H、O、N、Si等化學(xué)元素與組成地殼的化學(xué)元素的種類完全相同，含量上存在明顯差異。信息b：表2數(shù)據(jù)顯示，在組成細(xì)胞的無機(jī)物中，水的含量最高，占85%90%。有機(jī)物蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、糖類等含量占到10%左右。聯(lián)聯(lián)系基礎(chǔ)設(shè)問(1)可聯(lián)系：無機(jī)自然界和生物界的化學(xué)元素種類相同，說明生物界和非生物界具有統(tǒng)一性。設(shè)問(2)可聯(lián)系：同一種元素在地殼和細(xì)胞中含量不同，說明生物界和非生物界具有差異性。設(shè)問(3)可聯(lián)系：水在細(xì)胞中含量最高，由H、O兩種元素組成，而組成細(xì)胞的蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、糖類等都含有C、H、O三種元素，故C、H、O三種元素含量最多。答解題規(guī)范設(shè)問(1)(2)：答題時應(yīng)總結(jié)出生物界與非生物界的統(tǒng)一性和差異性，答“地殼和細(xì)胞具有統(tǒng)一性和差異性”不給分。設(shè)問(3)：答題時應(yīng)明確說明細(xì)胞中H2O的含量最多，細(xì)胞中有機(jī)物的元素組成都含有C、H、O三種元素。答案(1)生物界和非生物界具有統(tǒng)一性(2)生物界和非生物界具有差異性(3)構(gòu)成細(xì)胞的化合物中含量最多的是水，占85%90%構(gòu)成細(xì)胞的有機(jī)物都含有C、H、O三種元素細(xì)胞中元素的記憶方法(1)大量元素：諧音記憶“他請楊丹留人蓋美家”(C、H、O、N、S、P、Ca、Mg、K)。(2)微量元素：諧音記憶 “鐵猛碰新木桶”(Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu)。例2某同學(xué)對一待測物質(zhì)進(jìn)行如下實驗，假設(shè)實驗步驟均正確，其進(jìn)行的實驗及觀察到的現(xiàn)象如表所示。那么他鑒定的物質(zhì)及試劑A分別是()實驗1234檢測試劑雙縮脲試劑試劑A蘇丹染液試劑B檢測結(jié)果淡紫色無磚紅色沉淀未觀察到橘黃色藍(lán)色A雞蛋清斐林試劑 B雞蛋清碘液C劣質(zhì)奶粉碘液 D劣質(zhì)奶粉斐林試劑解析生物組織中糖類、脂肪和蛋白質(zhì)的檢測實驗原理是：蛋白質(zhì)雙縮脲試劑紫色；還原糖斐林試劑 磚紅色沉淀；淀粉碘液藍(lán)色；脂肪蘇丹染液橘黃色。由檢測結(jié)果推知，鑒定的物質(zhì)中含有蛋白質(zhì)和淀粉，因此不可能是雞蛋清，試劑A是斐林試劑，試劑B是碘液。答案D網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建填充：統(tǒng)一差異C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等水無機(jī)鹽關(guān)鍵語句1組成細(xì)胞的大量元素有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等，微量元素有Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。2組成人體細(xì)胞的主要元素依次是O、C、H、N、P、S等。3組成細(xì)胞的化合物中占鮮重最多的是水，占干重最多的是蛋白質(zhì)。4還原糖與斐林試劑在水浴加熱條件下生成磚紅色沉淀。5脂肪被蘇丹染液染成橘黃色(或被蘇丹染液染成紅色)。6蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)。1人體內(nèi)的微量元素的含量甚微，但是對人體的健康卻起著重要作用。下列各組元素全部是微量元素的是()AI、K、O、S BB、Mo、Fe、Zn、CuCN、H、O、P、C DFe、Ca、Cu、Mg、C解析：選B觀察比較可知，選項A中有O、S、K三種大量元素，選項B中全部都是微量元素，選項C中全部為大量元素，選項D中有C、Mg、Ca三種大量元素。2. 如圖是由4個橢圓所構(gòu)成的元素概念的關(guān)系圖，其中為最大橢圓，依次減小。試判斷符合這種關(guān)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：選C大量元素通常有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg，其中C、H、O、N、P、S為主要元素，而C、H、O、N為基本元素，C為最基本元素。3下列物質(zhì)的溶液能與斐林試劑反應(yīng)生成磚紅色沉淀的是 ()葡萄糖淀粉蔗糖麥芽糖果糖纖維素A BC D解析：選A葡萄糖、麥芽糖、果糖是還原糖，能與斐林試劑在加熱(50 65 )條件下發(fā)生反應(yīng)生成磚紅色Cu2O沉淀；淀粉、纖維素和蔗糖屬于非還原糖，不能與斐林試劑反應(yīng)。4用斐林試劑檢測還原糖時，其溶液的顏色變化過程為()A淺藍(lán)色無色棕色 B淺藍(lán)色棕色磚紅色C棕色淺藍(lán)色磚紅色 D棕色磚紅色綠色解析：選B實驗中，剛加入的斐林試劑中CuSO4和NaOH反應(yīng)生成Cu(OH)2，呈淺藍(lán)色，隨后，還原糖與Cu(OH)2 反應(yīng)生成Cu2O沉淀，隨著Cu2O的逐漸積累，顏色就由棕色(藍(lán)色和磚紅色的混合色)變成磚紅色。5根據(jù)“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)”實驗，回答下列問題。(1)鑒定成熟蘋果果肉中存在還原糖所用的試劑是_，該試劑與細(xì)胞內(nèi)還原糖發(fā)生作用，形成_沉淀，因此，可用該試劑檢驗糖尿病病人尿液中是否存在_。(2)在鑒定花生子葉細(xì)胞中脂肪的實驗中，能將脂肪染成橘黃色的染液是_，用其染色時，要用酒精來沖洗浮色，這是因為_。(3)鑒定黃豆組織中是否存在蛋白質(zhì)時，向組織液中加入雙縮脲試劑A液搖勻，再向樣液中加入雙縮脲試劑B液搖勻。其中雙縮脲試劑B液的量只有4滴，而不能過量，為什么？_。(4)本實驗注意事項：斐林試劑極不穩(wěn)定，其甲液和乙液需_，使用時再臨時混合均勻后用于實驗。雙縮脲試劑的使用，應(yīng)先加_，造成堿性環(huán)境，再加_。在還原糖的鑒定中，對試管中溶液加熱時，試管底部不要觸及_，試管口不要朝向_，以免溶液沸騰時沖出試管造成燙傷。蛋白質(zhì)的鑒定樣品液濃度不能_，以免實驗后粘住試管壁，洗不干凈。解析：本題是對糖類、脂肪、蛋白質(zhì)的鑒定原理與操作的考查。其中一些細(xì)節(jié)需要注意，如鑒定蛋白質(zhì)實驗，向組織液中加入雙縮脲試劑A液搖勻，再向樣液中加入雙縮脲試劑B液時，要少量，否則雙縮脲試劑B液會與A液反應(yīng)，使溶液呈藍(lán)色，而掩蓋生成的紫色。答案：(1)斐林試劑磚紅色葡萄糖(2)蘇丹染液蘇丹能溶解在酒精中(3)過量的雙縮脲試劑B液會與A液反應(yīng)，使溶液呈藍(lán)色，而掩蓋生成的紫色(4)分別配制、儲存0.1 g/mL NaOH溶液0.01 g/mL CuSO4溶液燒杯底部實驗者或其他人太大(時間：25分鐘；滿分：50分)一、選擇題(每小題3分，共24分)1以下對組成細(xì)胞的化學(xué)元素的敘述，錯誤的是()A組成細(xì)胞的化學(xué)元素常見的有20多種B組成不同生物體細(xì)胞的化學(xué)元素種類是大體相同的C在同種生物體細(xì)胞中，不同化學(xué)元素的含量相差很大D組成不同生物體細(xì)胞的化學(xué)元素是完全一樣的解析：選D組成細(xì)胞的化學(xué)元素常見的有20多種，各種化學(xué)元素都是生物體從外界環(huán)境中同化而來的，因此各種生物體細(xì)胞中的化學(xué)元素種類是大體相同的，但含量是不同的。由于不同生物體生活的具體無機(jī)環(huán)境有差異，其生命活動方式也不盡相同，所以不同生物細(xì)胞中的化學(xué)元素是不完全一樣的。2科學(xué)家在利用無土栽培法培養(yǎng)一些名貴的花卉時，培養(yǎng)液中添加了多種必需化學(xué)元素，其配方如表所示：離子KNaMg2Ca2NOH2POSOZn2培養(yǎng)液濃度mmol/L110.251210.251其中植物根細(xì)胞吸收量最少的離子是()ACa2BSOCZn2 DH2PO解析：選C因Zn屬于微量元素，因此花卉對它的吸收量最少。3大海中的水母、海帶，沙漠中的仙人掌，陸地上的蜥蜴、小草等生物，都是由細(xì)胞組成的。這些生物的細(xì)胞中含量最多的化合物、含量最多的有機(jī)物分別是()A水蛋白質(zhì) B糖類水C糖類蛋白質(zhì) D水脂質(zhì)解析：選A不論生物生活在什么樣的環(huán)境中，一般來說，其細(xì)胞中鮮重含量最多的化合物是水，含量最多的有機(jī)物是蛋白質(zhì)。4現(xiàn)提供新配制的斐林試劑甲液(0.1 g/mL NaOH溶液)、乙液(0.05 g/mL CuSO4溶液)、蒸餾水，若充分利用這些試劑及必需的實驗用具，能鑒別出下列哪些物質(zhì)()葡萄糖蔗糖胰蛋白酶DNAA和 B和C只有 D、和解析：選A斐林試劑和雙縮脲試劑的成分中，都是NaOH溶液和CuSO4溶液，但是兩種成分的濃度是不同的，由于題干中提供了蒸餾水，就可以配制不同濃度的溶液，提供了必要的器材，就可以鑒定出葡萄糖和胰蛋白酶兩種物質(zhì)，蔗糖是非還原糖，不能用斐林試劑鑒定，DNA的鑒定需要甲基綠或二苯胺。5某些單子葉植物，如菠菜、鳶尾等的葉子內(nèi)含有大量的還原糖，但這些植物的葉子不宜作鑒定還原糖的實驗材料，原因是()A這些植物的葉片不易磨碎B在研磨時糖類易被破壞C葉片中的葉綠素顏色較深，會掩蓋所發(fā)生的顏色反應(yīng)D葉片中光合作用的產(chǎn)物以淀粉的形式存在解析：選C鑒定還原糖實驗材料的顏色應(yīng)是白色或無色，而題干中的材料因含有葉綠素，顏色較深，易遮蓋所發(fā)生的顏色反應(yīng)。6將小麥種子分別置于20 和30 培養(yǎng)箱中培養(yǎng)4天，依次取等量的萌發(fā)種子分別制成提取液和提取液。取3支試管甲、乙、丙，分別加入等量的淀粉液，然后按圖所示加入等量的提取液和蒸餾水，55 水浴保溫5分鐘，立即在3支試管中加入等量的斐林試劑并加熱2分鐘，搖勻，觀察試管中的顏色。結(jié)果是()A甲呈藍(lán)色，乙呈磚紅色，丙呈無色B甲呈無色，乙呈磚紅色，丙呈藍(lán)色C甲、乙皆呈藍(lán)色，丙呈磚紅色D甲呈淺磚紅色，乙呈磚紅色，丙呈藍(lán)色解析：選D20 和30 培養(yǎng)條件下相比較，30 時產(chǎn)生淀粉酶量較多，相同條件下淀粉酶催化淀粉水解成麥芽糖的速率更快，產(chǎn)生的麥芽糖更多。麥芽糖屬于還原糖，與斐林試劑反應(yīng)生成磚紅色沉淀，麥芽糖越多顯色越明顯。斐林試劑本身為藍(lán)色。7下列有關(guān)圖示的分析中，不正確的是()A如果該圖為組成細(xì)胞的化合物，則A中含有的元素為H、OB如果該圖表示的是組成細(xì)胞的化合物，則A是蛋白質(zhì)C如課該圖表示的是組成活細(xì)胞的元素，則A是氧元素D如果該圖表示的是活細(xì)胞中的元素，則其中Mo的含量很少解析：選B由圖可知，A含量最高。如果該圖表示的是組成細(xì)胞的化合物，則A表示水，其組成元素是H、O，A項正確，B項錯誤。如果該圖表示的是活細(xì)胞中的元素，則A是氧元素，C項正確。因為Mo是微量元素，所以在細(xì)胞中含量很少，D項正確。8人們經(jīng)常食用的牛、羊、豬等肉類和白菜、土豆等蔬菜，消化吸收后，其中的成分大多被轉(zhuǎn)化為人體自身的一部分，其根本原因是()A組成生物體細(xì)胞的化學(xué)元素在無機(jī)自然界都能找到B在不同生物的細(xì)胞內(nèi)，組成它們的化學(xué)元素和化合物的種類大體相同C組成生物體細(xì)胞的基本元素是碳D不同生物的細(xì)胞內(nèi)，組成它們的化學(xué)元素的含量有差異解析：選B生物體總是不斷地和外界環(huán)境進(jìn)行著物質(zhì)交換，有選擇地從自然界獲取各種物質(zhì)來滿足自身的需要，不管相同生物還是不同生物，組成它們的細(xì)胞的化學(xué)元素和化合物種類大體是相同的，因此不同生物間可進(jìn)行物質(zhì)轉(zhuǎn)換。A、C、D項本身正確，但不符合題干要求。二、非選擇題(共26分)9(10分)地球上非生命物質(zhì)是由百余種元素構(gòu)成的，生物體內(nèi)常見的元素約有20多種，試問：(1)構(gòu)成生物體的主要元素有_。(2)構(gòu)成生物體的元素與天然元素的關(guān)系是_。(3)生物體內(nèi)的元素和天然元素的關(guān)系說明了_。(4)細(xì)胞內(nèi)的各種化學(xué)元素主要以_形式構(gòu)成細(xì)胞，它們相互結(jié)合，以_、_、_等具體結(jié)構(gòu)形式共同構(gòu)建細(xì)胞。解析：(1)C、H、O、N、P、S是構(gòu)成生物體的主要元素。(2)、(3)是生物界與非生物界的關(guān)系：組成生物體的化學(xué)元素在自然界中都可以找到，這個事實說明生物界與非生物界具有統(tǒng)一性；生物界和非生物界又存在著本質(zhì)的區(qū)別，組成生物體的化學(xué)元素，在生物體內(nèi)和自然界中含量相差很大，即又有差異性。(4)