人教版高中生物必修一 細胞中的元素和化合物 組成細胞的分子課件下載(第2課時)

細胞中的元素和化合物第1節(jié)第2課時

我們平時吃的食物中營養(yǎng)物質(zhì)的種類和含量有很大差別，需要在日常膳食中做到不同食物的合理搭配，以滿足機體的營養(yǎng)需要。我們的食物來自各種生物組織。怎樣檢測不同生物組織總營養(yǎng)物質(zhì)呢？嘗試檢測不同生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)。探究·實踐檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)2.原理還原糖+斐林試劑磚紅色沉淀水浴加熱斐林試劑甲液乙液0.1g/mLNaOH0.05g/mLCuSO4等體積混合使用，現(xiàn)配現(xiàn)用。思考:鑒定還原糖時使用的斐林試劑為何要現(xiàn)配現(xiàn)用?

因為斐林試劑很不穩(wěn)定,配置好的Cu(OH)2懸濁液放置一段時間后，會形成沉淀，影響實驗效果。

其次是Cu(OH)2放置久了會發(fā)生分解反應，形成部分黑色CuO，也會影響實驗結(jié)果。所以應將甲液和乙液分別保存,使用時現(xiàn)配現(xiàn)用。一、還原糖的檢測1.還原糖：具有還原性的糖常見還原糖：麥芽糖，葡萄糖、果糖等單糖常見非還原糖：蔗糖，淀粉、纖維素等多糖顏色變化：藍色→棕色→磚紅色Cu(OH)2Cu(OH)2+Cu2OCu2O2.原理還原糖+斐林試劑磚紅色沉淀水浴加熱3.選材還原糖含量高且色淺①還原糖含量高：不能用馬鈴薯(富含淀粉)和甘蔗、甜菜(富含蔗糖)。梨勻漿、葡萄勻漿、白蘿卜勻漿：富含還原糖且沒有其他顏色干擾。思考13.檢測生物組織中有機物的實驗，對實驗材料的選擇要求是？選擇原則①富含被檢測的有機物，易出現(xiàn)明顯實驗現(xiàn)象。

②材料本身應無色或白色，以免對實驗結(jié)果產(chǎn)生干擾。

②色淺：不能用綠色葉片、西瓜、血液等材料,防止顏色的干擾。______含量高，顏色為__________的生物組織。4.過程與結(jié)果6.結(jié)論組織樣液中有可溶性還原糖。還原糖

無色或白色取材：制備組織樣液：制漿→過濾→取液顏色反應：________2mL+________________1mL，水浴加熱。組織樣液新配置的斐林試劑5.結(jié)果出現(xiàn)磚紅色沉淀。6.應用尿糖的檢測(定性)尿糖檢測對照組實驗組正常人尿液+斐林試劑待測尿液+斐林試劑水浴加熱觀察顏色變化水浴加熱觀察顏色變化思考6.蔗糖溶液中加入斐林試劑水浴加熱后呈現(xiàn)什么顏色？蔗糖屬于非還原糖，不與斐林試劑發(fā)生反應，觀察到的現(xiàn)象不是無色，而是淺藍色[Cu(OH)2的顏色]。二、蛋白質(zhì)的檢測1.原理蛋白質(zhì)+雙縮脲試劑紫色0.1g/mLNaOH雙縮脲試劑A液B液0.01g/mLCuSO4先加較多A液（1mL），再加幾滴B液(4滴)1.原理蛋白質(zhì)+Cu2+堿性環(huán)境紫色絡合物具有兩個以上肽鍵的化合物在堿性條件下與Cu2＋反應生成絡合物2.選材富含蛋白質(zhì)且色淺豆?jié){：富含蛋白質(zhì)且沒有其他顏色干擾。鮮肝臟研磨液：富含蛋白質(zhì)且沒有其他顏色干擾。牛奶豆?jié){蛋清2.過程注意：組織樣液（如蛋清）一般要稀釋，否則與雙縮脲試劑反應后會粘固在試管壁上，不易刷洗。3.結(jié)果組織樣液中含有蛋白質(zhì)。蛋清或牛奶或豆?jié){等取材：制備組織樣液：將上述組織樣液稀釋顏色反應：________2mL+______________1mL→搖勻→_____________

4滴。組織樣液雙縮脲試劑A液雙縮脲試劑B液4.結(jié)論出現(xiàn)紫色。比較項目斐林試劑雙縮脲試劑作用成分使用方法原理反應條件檢測還原糖檢測蛋白質(zhì)甲液:0.1g/mLNaOH乙液:0.05g/mLCuSO4A液:0.1g/mLNaOHB液:0.01g/mLCuSO4甲液與乙液等體積混合使用，現(xiàn)配現(xiàn)用。水浴加熱。先加較多A液，再加少量B液。Cu(OH)2被還原糖還原成Cu2O磚紅色沉淀。蛋白質(zhì)在堿性條件下與Cu2+絡合，生成紫色絡合物。水浴加熱(50~65℃)堿性環(huán)境、常溫14.比較斐林試劑和雙縮脲試劑三、脂肪的檢測1.原理脂肪＋蘇丹Ⅲ染液→橘黃色脂肪被蘇丹Ⅲ染成橘黃色2.選材富含脂肪且色淺花生種子：富含脂肪且沒有其他顏色干擾。注意：檢測生物組織中的脂肪時，染色時間不宜過長的原因是？脂肪會溶解在酒精中，使橘黃色消失。3.過程與結(jié)果蘇丹Ⅲ滴1-2滴50%酒精低倍鏡高倍鏡3.過程與結(jié)果制片→觀察實驗易錯點提示(1)唯一需要加熱——還原糖鑒定,且必須水浴加熱,不能用酒精燈直接加熱。若不加熱則無磚紅色沉淀出現(xiàn)。(2)非還原糖(如蔗糖)+斐林試劑的現(xiàn)象不是無色而是淺藍色[Cu(OH)2的顏色]。(3)唯一需要顯微鏡——脂肪鑒定,實驗用50%酒精的作用——洗去浮色。(4)若用大豆作材料,必須提前浸泡;若用蛋清作材料,必須稀釋,防止其粘在試管壁上不易刷洗;且該實驗應預留部分組織樣液做對比。(5)易寫錯別字提示:“斐林試劑”中的“斐”不可錯寫成“非”,雙縮脲試劑中的“脲”不可錯寫成“尿”。14.下列有關(guān)檢測生物組織中的還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)三個實驗的敘述,錯誤的是(

)A.脂肪的檢測需要使用酒精溶液B.還原糖的檢測需要水浴加熱到50~65℃C.檢測還原糖、蛋白質(zhì)所用試劑的使用方法相同D.三個實驗的顯色結(jié)果均不相同C15.現(xiàn)提供可配制斐林試劑的溶液:甲液(0.1g/mL的NaOH溶液)、乙液(0.05g/mL的CuSO4溶液)以及蒸餾水,如果充分利用上述試劑及必需的實驗用具,可靈活地鑒別出下列哪些物質(zhì)(

)①葡萄糖②蔗糖③胃蛋白酶④RNAA.只有①

B.①和②

C.①和③

D.②、③和④C16.在實驗鑒定蛋白質(zhì)時，需事先留出一些樣液的目的是（）A.鑒定還原糖B.失敗后重做一遍C.與反應混合液的顏色作對比D.留作下一次試驗用C17.下圖為檢測蛋白質(zhì)的流程圖,其中甲、乙、丙、丁的含義分別是(

)AA.黃豆?jié){、雙縮脲、1mL、4滴B.花生種子研磨液、雙縮脲、4滴、1mLC.黃豆?jié){、雙縮脲、4滴、1mLD.花生種子研磨液、斐林試劑、1mL、4滴課后習題一、概念檢測1.基于對細胞元素組成、元素含量等的認識，判斷下列相關(guān)表述是否正確.（1）細胞中不存在無極自然界沒有的特殊元素（）（2）細胞中微量元素含量最少，作用也很微小（）（3）不同種類的細胞其組成元素和化合物種類基本相同，但含量往往有一定的差異，這既體現(xiàn)了細胞的統(tǒng)一性，又反映了細胞的多樣性（）√××2.將下列試劑與相應的待測樣品、相應的實驗結(jié)果用線連接起來。蘇丹Ⅲ染液豆?jié){磚紅色沉淀斐林試劑梨汁橘黃色雙縮脲試劑花生子葉紫色3.在下列有機化合物中，人體細胞內(nèi)含量最多的一種是（）A.脂質(zhì)B.糖類C.蛋白質(zhì)D.核酸C4.科學家在研究生物體的化學成分時，發(fā)現(xiàn)組成生物體的元素在無機自然界中也都存在，這一事實主要說明（）A.生物來源于非生物B.生物界與無機自然界具有統(tǒng)一性C.生物界與無機自然界具有差異性D.生物與非生物在元素組成上沒有區(qū)別B二、拓展應用1.組成細胞的元素追根溯源來自無機環(huán)境，為什么細胞內(nèi)各種元素的比例與無機環(huán)境的大不相同?細胞是生命活動的基本單位，雖然組成細胞的元素來自無機環(huán)境，但是構(gòu)成細胞的主要元素C、H、O、N含量與無機環(huán)境差異很大，這與細胞內(nèi)的有機化合物如糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸有關(guān)。二、拓展應用2.將細胞內(nèi)含有的各種物質(zhì)配齊，并按照它們在細胞中的比例放在一個試管中，能構(gòu)成個生命系統(tǒng)嗎?為什么？不能。因為生命系統(tǒng)內(nèi)部是一個嚴謹有序的結(jié)構(gòu)，不是由物質(zhì)隨意堆砌而成的。第2節(jié)

主動運輸與胞吞、胞吐

一、主動運輸1.運輸方向:從_______→_______。2.運輸條件:(1)_________________。(2)需要消耗細胞內(nèi)化學反應所釋放的能量。低濃度高濃度需要載體蛋白協(xié)助3.實例:小腸上皮細胞吸收葡萄糖。4.意義:保證活細胞能夠___________________,主動選擇吸收_____________,排出____________________________。按照生命活動的需要所需要的物質(zhì)代謝廢物和對細胞有害的物質(zhì)【激疑】動物細胞吸收葡萄糖的方式一定相同嗎?提示:不一定相同。小腸上皮細胞吸收葡萄糖的方式是主動運輸,紅細胞吸收葡萄糖的方式是協(xié)助擴散。

二、胞吞與胞吐結(jié)合胞吞和胞吐的運輸特點,判斷下列說法的正誤:1.大分子物質(zhì)進出細胞的方式為胞吞、胞吐。 ()2.細胞胞吞的過程中要依賴細胞膜的流動性。 ()√√3.胞吞、胞吐過程主要依靠膜的變形,是不需要消耗能量的。 ()提示:胞吞、胞吐需要消耗能量。4.細胞在不斷胞吞的過程中,細胞膜的面積會越來越小。

()提示:生物膜之間是可以相互轉(zhuǎn)化的,細胞膜的面積大小存在著動態(tài)平衡。××知識點一主動運輸與胞吞、胞吐1.主動運輸與胞吞、胞吐的比較:方式主動運輸胞吞、胞吐運輸方向低濃度→高濃度是否需要載體蛋白需要不需要能量消耗消耗方式主動運輸胞吞、胞吐模型實例小腸吸收葡萄糖、無機鹽等胞吐:分泌蛋白的分泌2.載體蛋白的特性:(1)專一性:一種載體蛋白在對細胞內(nèi)外物質(zhì)進行運輸時只能對應地運送唯一的一種或性質(zhì)非常相近的一類物質(zhì)。(2)飽和性:細胞膜上的載體蛋白數(shù)量有限,在運輸過程中當所有載體蛋白都已承擔相應的運輸任務時,運輸?shù)乃俣炔辉僖蚱渌麠l件而加快?！舅伎肌び懻摗考毎ず图毎髂の瘴镔|(zhì)時都具有選擇性,但因其功能不同,所選擇吸收的物質(zhì)不同,試結(jié)合膜的組成成分分析二者選擇性差異的原因是什么。(科學思維)提示:蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者,由于膜蛋白的差異導致選擇性出現(xiàn)差異。

【素養(yǎng)案例】(2016·全國卷Ⅰ改編)已知線粒體能夠合成一種高能物質(zhì)ATP,該物質(zhì)水解的過程中能為生命活動供能。離子泵是一種具有ATP水解酶活性的載體蛋白,能利用水解ATP釋放的能量跨膜運輸離子。下列敘述正確的是

(

)A.離子通過離子泵的跨膜運輸屬于協(xié)助擴散B.離子通過離子泵的跨膜運輸是順著濃度梯度進行的C.動物一氧化碳中毒會降低離子泵跨膜運輸離子的速率D.加入蛋白質(zhì)變性劑會提高離子泵跨膜運輸離子的速率【解題導引】(1)審題關(guān)鍵:“ATP水解供能”“離子泵”“ATP水解酶活性”是題目的關(guān)鍵信息。(2)判斷技巧:不耗能、不需要轉(zhuǎn)運蛋白→自由擴散;不耗能、需要轉(zhuǎn)運蛋白→協(xié)助擴散;耗能、需要載體蛋白→主動運輸?！窘馕觥窟xC。本題主要考查物質(zhì)進出細胞的方式。A項,由題干“具有ATP水解酶活性的載體蛋白”“能利用水解ATP釋放的能量跨膜運輸離子”可知,這種跨膜運輸方式屬于主動運輸,故錯誤。B項,主動運輸可以逆濃度梯度進行,故錯誤。C項,動物一氧化碳中毒后會使細胞呼吸受抑制,細胞產(chǎn)生的ATP減少,影響了載體蛋白對ATP的水解,降低了離子泵跨膜運輸離子的速率,故正確。D項,加入蛋白質(zhì)變性劑后,離子泵會變性從而失去轉(zhuǎn)運離子的功能,降低了離子泵跨膜運輸離子的速率,故錯誤?！舅仞B(yǎng)·探究】——母題追問(1)生命觀念——結(jié)構(gòu)與功能觀上題D項加入蛋白質(zhì)變性劑后,會影響小腸上皮細胞吸收氨基酸嗎?提示:小腸上皮細胞吸收氨基酸需要載體蛋白協(xié)助,加入蛋白質(zhì)變性劑,會影響載體蛋白的功能,所以影響小腸上皮細胞吸收氨基酸。

(2)科學思維——演繹與推理限制了細胞內(nèi)線粒體的功能之后,哪些跨膜運輸會受到影響?為什么?提示:主動運輸、胞吞、胞吐。因為這些跨膜運輸是耗能的?！舅仞B(yǎng)·遷移】如圖表示胰島B細胞對不同物質(zhì)的運輸情況,下列敘述與圖中相符的是 (

)A.運輸Ca2+的載體蛋白也可以運輸其他金屬離子B.K+通道結(jié)構(gòu)改變可導致細胞無法吸收K+C.胰島素的釋放以細胞膜的選擇透過性為基礎(chǔ)D.葡萄糖都是通過圖中的運輸方式進入各種細胞【解析】選B。載體蛋白具有專一性,運輸Ca2+的載體蛋白不能運輸其他金屬離子,A錯誤;K+通道是由膜上的蛋白質(zhì)構(gòu)成的,組成通道的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)改變導致通道結(jié)構(gòu)改變,進而導致細胞無法吸收K+,B正確;胰島素是以胞吐的方式釋放的,以細胞膜的流動性為基礎(chǔ),C錯誤;題圖中的葡萄糖是以協(xié)助擴散的方式進入細胞,小腸上皮細胞吸收葡萄糖的方式是主動運輸,D錯誤?！痉椒ㄒ?guī)律】判斷物質(zhì)出入細胞的方式的兩種方法(1)根據(jù)分子的大小、是否需要能量和轉(zhuǎn)運蛋白進行判斷:(2)根據(jù)運輸方向判斷:順濃度梯度的跨膜運輸方式是自由擴散或協(xié)助擴散,逆濃度梯度的跨膜運輸方式一定是主動運輸。知識點二影響物質(zhì)運輸速率的因素1.濃度差:(1)由于自由擴散不需要轉(zhuǎn)運蛋白和能量,所以物質(zhì)運輸速率與物質(zhì)濃度成正比。(2)由于協(xié)助擴散和主動運輸需要轉(zhuǎn)運蛋白,所以當所有的轉(zhuǎn)運蛋白都被利用了之后,物質(zhì)的運輸速率將達到最大(P點),此時限制物質(zhì)運輸速率的因素主要是轉(zhuǎn)運蛋白的數(shù)量。(3)由于主動運輸可以逆濃度梯度運輸物質(zhì),所以當細胞內(nèi)濃度大于細胞外濃度時,物質(zhì)仍可以被吸收進入細胞。2.O2濃度:(1)甲圖代表的物質(zhì)運輸方式為自由擴散或協(xié)助擴散。(2)乙圖代表主動運輸方式。①A點時,物質(zhì)運輸所需的能量由無氧呼吸提供;②AP段表明隨著O2濃度的增加,有氧呼吸產(chǎn)生的能量增多,主動運輸?shù)乃俾试龃蟆＂跴點以后,當O2濃度達到一定程度后,受轉(zhuǎn)運蛋白數(shù)量等因素的限制,運輸速率不再增加。3.溫度:(1)從細胞膜的結(jié)構(gòu)特點分析,溫度會影響細胞膜的流動性進而影響物質(zhì)運輸速率。(2)從代謝的角度分析,高溫或低溫均會影響酶的活性,進而影響細胞的能量供應,影響物質(zhì)運輸速率?！舅伎肌び懻摗?.雖然主動運輸可以逆濃度吸收生物所需要的物質(zhì),但是如果外界營養(yǎng)物質(zhì)濃度太低對細胞正常的生命活動也會有影響。試舉例進一步說明。(生命觀念)提示:生物對營養(yǎng)物質(zhì)有一個量的要求,如果相關(guān)的營養(yǎng)物質(zhì)在外界太少,無論如何進行主動運輸都不能滿足生物的需求。例如:缺碘的山區(qū),由于營養(yǎng)缺乏,該地區(qū)的人多患“大脖子病”。植物缺鎂,葉片會變黃。2.線粒體內(nèi)膜含有一種蛋白質(zhì),H+可以順濃度差通過這種蛋白質(zhì),該過程體現(xiàn)了該蛋白質(zhì)的什么功能?(生命觀念)提示:作為轉(zhuǎn)運蛋白,體現(xiàn)了蛋白質(zhì)的運輸功能?！舅仞B(yǎng)案例】研究發(fā)現(xiàn),在小腸絨毛的微絨毛面存在著兩種運輸葡萄糖的載體——SGLT1和GLUT2,前者是主動運輸?shù)霓D(zhuǎn)運蛋白,后者是協(xié)助擴散的轉(zhuǎn)運蛋白?？茖W家根據(jù)不同葡萄糖濃度下的運輸速率繪制出如圖曲線,下列說法中不正確的是 (

)A.細胞運輸葡萄糖時,協(xié)助擴散最高速率約為主動運輸最高速率的3倍B.在較低濃度下,主動運輸?shù)妮d體先達到飽和狀態(tài)C.小腸絨毛細胞對葡萄糖的兩種運輸方式同時進行D.在較高濃度下,細胞主要依賴主動運輸來增大吸收速率【解題導引】(1)審題關(guān)鍵:“SGLT1——主動運輸?shù)霓D(zhuǎn)運蛋白”“GLUT2——協(xié)助擴散的轉(zhuǎn)運蛋白”“橫坐標——葡萄糖濃度”。(2)曲線關(guān)鍵:隨著葡萄糖濃度的變化,關(guān)注兩條曲線的變化趨勢差異?！窘馕觥窟xD。由圖可知,細胞運輸葡萄糖時,協(xié)助擴散最高速率是30左右,主動運輸是10左右,故A正確;在較低濃度下主動運輸先達到飽和狀態(tài),故B正確;小腸絨毛細胞對葡萄糖的兩種運輸方式是同時進行的,故C正確;在較高濃度下,細胞主要依賴協(xié)助擴散來增大吸收速率,故D錯誤?！舅仞B(yǎng)·探究】——母題追問(1)生命觀念——物質(zhì)與能量觀小腸絨毛的微絨毛中有兩種運輸葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白的意義是什么?提示:總體來說提高對葡萄糖的吸收能力。既有協(xié)助擴散的轉(zhuǎn)運蛋白,也有主動運輸?shù)霓D(zhuǎn)運蛋白,可以在吸收葡萄糖的過程中盡可能減少能量消耗。

(2)科學思維——推理與分析本題中兩種運輸?shù)乃俣榷疾粫S著葡萄糖濃度的增加一直增加,兩種運輸方式都有最大速度的原因完全相同嗎?為什么?提示:不完全相同。本題中協(xié)助擴散的速度受限于轉(zhuǎn)運蛋白的數(shù)量。主動運輸?shù)乃俣炔粌H會受限于轉(zhuǎn)運蛋白的數(shù)量,還會受限于能量供應。【素養(yǎng)·遷移】1.將某活組織放入適宜的完全營養(yǎng)液中,置于適宜的條件下培養(yǎng)。培養(yǎng)液中甲、乙兩種離子的濃度保持相等且恒定,定期測得細胞中兩種離子的含量,得到如圖所示曲線。據(jù)圖分析下列敘述中正確的是 (

)A.兩種離子均只能從低濃度的一側(cè)運輸?shù)礁邼舛鹊囊粋?cè)B.該組織細胞運輸離子甲的轉(zhuǎn)運蛋白數(shù)量比運輸離子乙的數(shù)量多C.該組織細胞吸收甲、乙兩種離子的方式分別是自由擴散和主動運輸D.圖中的兩條曲線不能體現(xiàn)細胞膜的選擇透過性【解析】選B。圖示顯示:初始階段,兩種離子在細胞內(nèi)的濃度均低