2024-2025學年高中生物第2章第1節(jié)細胞中的元素和化合物學案新人教版必修1

PAGE10-第1節(jié)細胞中的元素和化合物[學習目標]1.說出細胞主要由C、H、O、N、P、S等元素構(gòu)成，它們以碳鏈為骨架形成困難的生物大分子。2.檢測生物組織中的還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)。學問點一組成細胞的元素和化合物學問梳理1.生物界和非生物界的統(tǒng)一性和差異性(1)統(tǒng)一性：組成細胞的化學元素，eq\o(□,\s\up3(01))在無機自然界中都能夠找到，沒有一種化學元素是細胞所特有的。(2)差異性：細胞與非生物相比，eq\o(□,\s\up3(02))各種元素的相對含量又大不相同。2．組成細胞的元素(1)種類：細胞中常見的化學元素有eq\o(□,\s\up3(01))20多種。(2)分類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占細胞鮮重前四位的化學元素：eq\o(□,\s\up3(06))O>C>H>N；②占細胞干重前四位的化學元素：eq\o(□,\s\up3(07))C＞O＞N＞H。3．組成細胞的化合物(1)種類(2)含量①占細胞鮮重最多的化合物是eq\o(□,\s\up3(06))水。②占細胞鮮重最多的有機化合物是eq\o(□,\s\up3(07))蛋白質(zhì)。③占細胞干重最多的化合物是eq\o(□,\s\up3(08))蛋白質(zhì)。1.生物體內(nèi)含量很少的元素都是微量元素嗎？提示：不都是。微量元素是生物體內(nèi)含量很少但又不行缺少的元素。生物體還有一些元素如Pb含量少，但又不是必需的，這些元素不屬于微量元素。2．(實踐應用)對人體有重要作用的大量元素和微量元素是否盡量多補充？為什么？提示：不是。鈣過量會形成腎結(jié)石，并抑制人體對鐵的汲?。婚L期補鋅超過45mg/d可引發(fā)貧血、免疫功能下降等?？梢?，適量的化學元素對于生物體的生命活動是非常重要的。3．(實踐應用)怎樣才能使自己體內(nèi)的養(yǎng)分元素達到平衡呢？提示：應努力做到飲食結(jié)構(gòu)多樣化，同時適當配以粗糧、雜糧。此外，對于兒童來說，切不行偏食，更不行造成某些養(yǎng)分物質(zhì)過剩，應保持養(yǎng)分平衡。典題分析題型一組成細胞的化學元素[例1]下列關(guān)于組成細胞的化學元素、大量元素和微量元素的敘述中，不正確的是()A．非生物界的元素在生物界都能夠找到，說明生物界和非生物界具有統(tǒng)一性B．C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg是組成細胞的大量元素，C在各種有機物中都存在C．劃分大量元素和微量元素的標準是元素的含量D．微量元素雖然含量少，但它們既參加細胞結(jié)構(gòu)組成也參加細胞的代謝調(diào)整解題分析組成生物體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夠找到，A錯誤；組成細胞的大量元素為C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等，C是構(gòu)成細胞的最基本的元素，在各種有機物中都存在，B正確；大量元素和微量元素的劃分依據(jù)是元素在生物體中的含量，C正確；微量元素也是生物體生命活動不行缺少的，能參加細胞結(jié)構(gòu)組成和代謝調(diào)整，D正確。答案A題型二化合物種類及含量[例2]下圖1是細胞中化合物含量的扇形圖，圖2是有活性的細胞中元素含量的柱形圖，下列說法正確的是()A．若圖1表示細胞鮮重，則甲、乙化合物依次是蛋白質(zhì)、H2OB．若圖2表示組成人體細胞的元素含量，則a、b、c依次是C、H、OC．地殼與活細胞中含量最多的元素都是a，因此說明生物界與非生物界具有統(tǒng)一性D．若圖1表示細胞完全脫水后化合物含量，則甲化合物是蛋白質(zhì)解題分析細胞鮮重中含量最多的化合物是H2O，其次是蛋白質(zhì)，占細胞干重最多的化合物是蛋白質(zhì)，因此若圖1表示鮮重，則甲是H2O，乙是蛋白質(zhì)，A錯誤；若圖1表示干重(脫水后)，則甲是蛋白質(zhì)，D正確；組成人體的元素(鮮重)的含量依次是O、C、H，B錯誤；生物界與非生物界的統(tǒng)一性表現(xiàn)在元素的種類上，而不是元素的含量上，C錯誤。答案D技法提升推斷元素與化合物分子的四個“明確”學問點二檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)學問梳理1.原理(1)思路：生物組織中某些有機化合物能與某些化學試劑產(chǎn)生特定的eq\o(□,\s\up3(01))顏色反應。(2)原理①糖類eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(還原糖＋\o(□,\s\up3(02))斐林試劑\a\vs4\al(50～65℃\o(□,\s\up3(03))水浴加熱),約2min\o(□,\s\up3(04))磚紅色沉淀,,淀粉＋\o(□,\s\up3(05))碘液→\o(□,\s\up3(06))藍色,))②脂肪＋eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(蘇丹Ⅲ染液→\o(□,\s\up3(07))橘黃色,\o(□,\s\up3(08))蘇丹Ⅳ染液→紅色))③蛋白質(zhì)＋eq\o(□,\s\up3(09))雙縮脲試劑→eq\o(□,\s\up3(10))紫色2．試驗材料(1)材料：蘋果或梨勻漿，馬鈴薯勻漿，花生種子，花生種子勻漿，豆?jié){，鮮肝研磨液。(2)預料上述材料中可能含有的物質(zhì)及試驗結(jié)果。3．試驗步驟(1)還原糖的檢測①材料：eq\o(□,\s\up3(01))還原糖含量高，白色或接近白色的植物組織，例：蘋果或梨勻漿。②試劑：eq\o(□,\s\up3(02))斐林試劑(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過程④斐林試劑運用方法a．甲乙液必需eq\o(□,\s\up3(08))等量混合勻稱再運用。b.eq\o(□,\s\up3(09))水浴加熱(50～65℃)。c．現(xiàn)配現(xiàn)用。⑤顏色改變：eq\o(□,\s\up3(10))藍色→eq\o(□,\s\up3(11))棕色→eq\o(□,\s\up3(12))磚紅色(沉淀)。(2)脂肪的檢測①材料：富含eq\o(□,\s\up3(13))脂肪的材料，例：花生種子。②試劑：eq\o(□,\s\up3(14))蘇丹Ⅲ或蘇丹Ⅳ染液。③過程方法一：花生種子勻漿＋3滴蘇丹Ⅲ染液→視察勻漿被染色狀況方法二：④顏色改變a．運用蘇丹Ⅲ染液的變?yōu)閑q\o(□,\s\up3(17))橘黃色。b．運用蘇丹Ⅳ染液的變?yōu)閑q\o(□,\s\up3(18))紅色。(3)蛋白質(zhì)的檢測①材料：富含eq\o(□,\s\up3(19))蛋白質(zhì)的材料，例：豆?jié){、鮮肝研磨液等。②試劑：eq\o(□,\s\up3(20))雙縮脲試劑(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過程④雙縮脲試劑運用方法：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液不要過量。(4)淀粉的檢測4．樣品未知成分的檢測蘋果或梨勻漿、馬鈴薯勻漿、花生種子、豆?jié){進行其成分檢測。(1)鑒定每種材料均需4支試管，并向每支試管中各加入2mL該材料待測組織樣液。比照前面4種物質(zhì)的檢測方法，分別鑒定是否含有還原糖、蛋白質(zhì)、脂肪和淀粉。(2)視察顏色改變并記錄，顏色深淺用“＋”的多少代表。1.是否存在某種食物含有全部被檢測的物質(zhì)？對我們選擇食物有什么啟示？提示：生物材料中有機化合物的種類、含量不同，可能沒有一種食物含有所檢測的全部物質(zhì)，所以平常應當留意全面膳食，保證均衡養(yǎng)分。2．你認為哪種食物可以作為人體蛋白質(zhì)的來源？提示：蛋白質(zhì)含量高的食物可以作為人體蛋白質(zhì)的來源，例如豆制品、牛奶等。3．生物材料原有的顏色是否會影響試驗結(jié)果？提示：因為本試驗是利用指示劑顯色反應進行檢測，所以生物材料原有顏色會影響試驗結(jié)果。eq\a\vs4\al([進一步思索])4.還原糖檢測時，溶液顏色改變：藍色→棕色→磚紅色(沉淀)的緣由？提示：起先時的藍色是Cu(OH)2的顏色，后來的棕色是藍和磚紅色的混合色，最終Cu2＋全部生成Cu2O，溶液呈現(xiàn)磚紅色。5．蛋白質(zhì)檢測時，為什么先加A液再加B液？B液為什么不能過量？提示：蛋白質(zhì)中的肽鍵在堿性條件下能與Cu2＋生成紫色絡合物，所以先加A液營造堿性環(huán)境，后加B液供應Cu2＋。其中雙縮脲試劑B液的量不能過多，因為過多的雙縮脲試劑B液會與雙縮脲試劑A液反應生成Cu(OH)2，使溶液呈藍色進而掩蓋試驗生成的紫色。6．為什么利用斐林試劑的甲液、乙液和蒸餾水也能鑒定蛋白質(zhì)？提示：斐林試劑的甲液、乙液的成分分別與雙縮脲試劑的A液、B液相同，只是斐林試劑的乙液的質(zhì)量濃度比雙縮脲試劑的B液大，故只需將斐林試劑乙液用蒸餾水稀釋即可。典題分析題型三檢測還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)試驗分析[例3]下列關(guān)于“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)”試驗操作步驟的敘述中，正確的是()A．在鑒定蛋白質(zhì)時，要將雙縮脲試劑的A液和B液等體積混合后再用B．鑒定花生種子細胞中是否有脂肪時，肯定須要用顯微鏡視察C．斐林試劑須要現(xiàn)用現(xiàn)配，混合后運用D．用雙縮脲試劑鑒定蛋白質(zhì)時，需水浴加熱2min才能看到紫色解題分析鑒定蛋白質(zhì)時，先加A液1mL，再加B液4滴，分開運用，而不是混合后運用，A錯誤；若將花生種子制成勻漿進行脂肪鑒定，則不須要運用顯微鏡，B錯誤；鑒定蛋白質(zhì)時不須要水浴加熱，D錯誤。答案C[例4]下列對生物體中有關(guān)化合物的檢測試驗，不正確的是()解題分析馬鈴薯中富含淀粉，淀粉遇碘液變藍，用碘液檢測淀粉時不須要水浴加熱，A正確；甘蔗的莖中富含蔗糖，而蔗糖是非還原糖，不能與斐林試劑反應，B錯誤；豆?jié){中富含蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)可與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應，用雙縮脲試劑檢測蛋白質(zhì)時不須要水浴加熱，C正確；花生中富含脂肪，脂肪可被蘇丹Ⅲ染成橘黃色，用蘇丹Ⅲ染液檢測脂肪時不須要水浴加熱，D正確。答案B技法提升1.留意區(qū)分“雙縮脲試劑”與“雙縮脲”雙縮脲是兩分子尿素縮合后得到的產(chǎn)物，分子式為NH2—CO—NH—CO—NH2，此化合物可與雙縮脲試劑反應，形成紫色物質(zhì)。有問題涉及檢測蛋白質(zhì)需運用的試劑時，應回答“雙縮脲試劑”，而非“雙縮脲”，即雙縮脲試劑與肽鍵作用呈紫色。2.區(qū)分斐林試劑與雙縮脲試劑的“一同三不同”3．三類有機物檢測在操作步驟上的“三個唯一”課堂小結(jié)一、學問結(jié)構(gòu)二、重要術(shù)語1．大量元素2.微量元素3.斐林試劑4.雙縮脲試劑三、重要概念1．自然界中的生物和非生物都是由化學元素組成的。在生物體內(nèi)，組成生物體的化學元素構(gòu)成各種化合物，各種化合物組成細胞內(nèi)的生命物質(zhì)。2．生物界和非生物界具有統(tǒng)一性和差異性。3．組成生物體的常見元素有20多種，含量較多的為大量元素，含量較少的為微量元素。C是組成生物體的最基本元素。4．組成細胞的化合物分為有機物和無機物。5．活細胞之所以能夠進行生命活動，與構(gòu)成細胞的各種化合物有親密關(guān)系。各種化合物在細胞中的存在形式不同，所具有的功能也不相同。細胞中的各種化合物按肯定的方式有機組織起來，才能表現(xiàn)出細胞和生物體的生命現(xiàn)象。6．生物組織中的還原性糖、蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉分別可以用斐林試劑、雙縮脲試劑、蘇丹Ⅳ或蘇丹Ⅲ染液以及碘液進行檢測。當堂檢測——查漏補缺鞏固提升1．C、H、N這3種化學元素在組成人體的化學成分中，質(zhì)量分數(shù)共占73%左右(占細胞干重百分比)，而這3種元素在巖石圈中，質(zhì)量分數(shù)還不到1%。這個事實說明()A．生物界與非生物界具有統(tǒng)一性B．生物界與非生物界具有差異性C．元素在自然界中都可以找到D．生物界具有特別性答案B解析組成生物體的化學元素在無機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，而題中所強調(diào)的是相對含量的不同，即差異性。2．我們?nèi)绾握业交丶业穆罚繕s獲2014年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎的三位科學家發(fā)覺大腦里的神經(jīng)細胞——“位置細胞”和“網(wǎng)格細胞”起到了重要作用。下列敘述中正確的是()A．“位置細胞”鮮重中質(zhì)量百分比最高的元素是CB．“網(wǎng)格細胞”干重中質(zhì)量百分比最高的元素是OC．上述兩種細胞中最基本的元素是CD．P和S分別是“位置細胞”中的大量元素和微量元素答案C解析“位置細胞”鮮重中質(zhì)量百分比最高的元素是O，A錯誤；“網(wǎng)格細胞”干重中質(zhì)量百分比最高的元素是C，B錯誤；上述兩種細胞中最基本的元素是C，C正確；P和S均屬于大量元素，D錯誤。3．在還原糖、脂肪、蛋白質(zhì)的檢測試驗中，最佳的一組試驗材料依次是()①甘蔗的莖②油菜籽③花生種子④梨⑤甜菜的塊根⑥豆?jié){A．④②⑥B．⑤②⑥C．①②⑥D(zhuǎn)．④③⑥答案D解析還原糖的檢測要求試驗材料含有還原糖且是淺色或白色；脂肪、蛋白質(zhì)的檢測要求試驗材料含有豐富的脂肪或蛋白質(zhì)。因此，最佳的一組試驗材料是④梨、③花生種子和⑥豆?jié){。甘蔗的莖和甜菜的塊根含有豐富的蔗糖，不是還原糖，因此不能作為還原糖的檢測的試驗材料；油菜籽體積小不宜操作。4．關(guān)于生物組織中還原糖的檢測