2020_2021学年新教材高中生物第2章组成细胞的分子第1节细胞中的元素和化合物课件新人教版必修第一册 35页

第 2 章 组成 细胞的分子 第 1 节　细胞中的元素和化合物 一、组成细胞的元素和化合物 ( 一 ) 组成细胞的元素 1 . 完成填空。 2 . 通过组成地壳和组成细胞的部分元素的种类和含量对比体现什么特点 ? 20 C 、 H 、 O 、 N 、 P 、 S 、 K 、 Ca 、 Mg Fe 、 Mn 、 Zn 、 Cu 、 B 、 Mo 化合物 答案 : 组成 细胞的化学元素在无机自然界中都能找到 , 没有一种是细胞特有的 , 这体现了生物界与无机自然界的统一性 ; 每一种元素在地壳和细胞中的含量不同 , 这体现了生物界与无机自然界的差异性。 3 . 比较玉米细胞和人体细胞的组成元素 , 含量较多的元素有哪些 ? 它们的化学元素种类和含量是否相同 ? 答案 : C 、 H 、 O 、 N 四种元素含量较多 ; 生物体中元素种类大体相同 , 含量差异很大。 ( 二 ) 生物界与非生物界的统一性和差异性 1 . 　　　　 性 : 从元素种类看 , 组成细胞的化学元素在无机自然界都能找到 , 没有一种元素为细胞所特有。   2 . 　　　　 性 : 从元素含量看 , 各化学元素在生物体内和无机自然界中的相对含量大不相同。   ( 三 ) 组成细胞的 化合物 统一 差异 无机盐 蛋白质 糖类 预习反馈 1 . 判断正误。 (1)Ca 、 Mg 、 Fe 、 Mn 、 Zn 、 Cu 、 B 、 Mo 等是组成细胞的微量元素。 ( 　　 ) (2) 组成细胞的元素中 C 、 O 、 H 、 N 四种元素的含量最多。 ( 　　 ) (3) 在人体活细胞中氢原子的数目最多。 ( 　　 ) (4) 活细胞中含量最多的有机化合物是蛋白质。 ( 　　 ) × √ √ √ 2 . 人体内微量元素的含量很小 , 但是对人体的健康起着重要作用。下列全部是微量元素的是 ( 　　 ) A.I 、 K 、 O 、 S B.Fe 、 Zn 、 Cu 、 B 、 Mo C.N 、 H 、 O 、 P 、 C D.Fe 、 Ca 、 Cu 、 Mg 、 C 答案 : B 　 3 . 大海中的水母、海带 , 沙漠中的仙人掌 , 陆地上的蜥蜴、小草等生物 , 都是由细胞组成的。这些生物的细胞中含量最多的化合物和含量最多的有机化合物分别是 ( 　　 ) A. 水、蛋白质 B. 糖类、水 C. 糖类、蛋白质 D. 水、脂质 答案 : A 　 二、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 ( 一 ) 还原糖的检测 1 . 原理 : 糖类中的还原糖 ( 如 　　　　　　 、果糖、麦芽糖 ), 与 　　　　 试剂作用 , 生成砖红色沉淀。   2 . 试剂 斐 林 试剂 3 . 步骤 (1) 向试管内注入 2 mL 待测组织样液。 (2) 向试管内注入 1 mL 斐林试剂 ( 甲液和乙液 　　　　　　　 后 再注入 ) 。   (3) 将试管放入盛有 　　　　　　 的大烧杯中加热约 2 min 。   (4) 观察试管中出现的颜色变化。 葡萄糖 斐林 NaOH 等量混合均匀 CuSO 4 50~65 ℃ 温水 ( 二 ) 脂肪的检测 1 . 原理 : 脂肪可被苏丹 Ⅲ 染液染成 　　　　　　 。   2 . 材料 : 成熟的 　　　　　　　　 是最好的选择 , 实验前浸泡 3~4 h 。   3 . 试剂 : 苏丹 Ⅲ 染液、 　　　　　　　　　　　　　　　 溶液 。   橘黄色 花生种子 体积分数为 50% 的酒精 4 . 步骤 取材 : 取花生种子 ( 浸泡后去掉种皮 ) 　 ↓ 切片 　 ↓ 　 ↓ 观察 : 在 　　　　　　 下找到 　　　　　　　　　　　 , 移到视野中央 , 将物像调节清晰 , 然   后 换 　　　　　　 观察   洗去浮色 低倍镜 花生子叶的最薄处 高倍镜 ( 三 ) 蛋白质的检测 1 . 原理 : 蛋白质能与 　　　　　　　 发生作用 , 产生紫色反应。   2 . 试剂   　　   双缩脲试剂 双缩 脲 NaOH CuSO 4 3 . 步骤 (1) 向试管内注入 2 mL 待测组织样液。 (2) 向试管内注入 　　　　　　　　　　　　　　 1 mL, 摇匀。   (3) 向试管内注入 　　　　　　　　　　　　　 4 滴 , 摇匀。   (4) 观察组织样液颜色的变化。 双缩脲试剂 A 液 双缩脲试剂 B 液 预习反馈 1 . 判断正误。 (1) 用双缩脲试剂检测蛋白尿 , 需水浴加热方可呈现出紫色。 ( 　　 ) (2) 鉴定待测样液中的蛋白质时 , 先加 NaOH 溶液 , 振荡后加入 CuSO 4 溶液。 ( 　　 ) (3) 以新鲜洋葱鳞片叶内表皮为材料 , 经苏丹 Ⅲ 染色 , 可观察到橘黄色颗粒状的蛋白质。 ( 　　 ) (4) 食物中脂肪用苏丹 Ⅲ 染液染色后 , 呈橘黄色。 ( 　　 ) (5) 蛋白质水解产物遇双缩脲试剂不会产生紫色反应。 ( 　　 ) × √ × √ × 2 . 连线 。 答案 : 3 . 下面是一组探究生物体主要有机物存在与否的检测实验 , 表中 ① ~ ④ 对应下列各项内容 , 正确的是 ( 　　 ) A. 葡萄糖、苏丹 Ⅲ 染液、紫色、沸水浴 B. 蔗糖、苏丹 Ⅲ 染液、紫色、常温 C. 还原糖、苏丹 Ⅲ 染液、蓝紫色、沸水浴 D. 果糖、苏丹 Ⅲ 染液、紫色、常温 答案 : D 　 4 . 取 3 支试管甲、乙、丙 , 分别加入等量的淀粉液、葡萄糖液和蒸馏水 ,45 ℃ 水浴保温 5 min, 立即在 3 支试管中加入等量斐林试剂并水浴加热 2 min, 摇匀后观察试管中的颜色。结果是 ( 　　 ) A. 甲呈蓝色 , 乙呈砖红色 , 丙呈无色 B. 甲呈无色 , 乙呈砖红色 , 丙呈蓝色 C. 甲、乙皆呈蓝色 , 丙呈砖红色 D. 甲呈蓝色 , 乙呈砖红色 , 丙呈蓝色 答案 : D 　 探究点一 探究点二 组成 细胞的元素和化合物 情 境 导引 结合表 1 、 2 所列数据资料分析解决有关问题。 表 1: 玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量 ( 占细胞干重的质量分数 /%) 表 2: 组成细胞的主要化合物及相对 含量 探究点一 探究点二 1 . 从元素含量看 , 表 1 所列举的元素属于哪一类 ? 大量元素和微量元素划分的依据是什么 ? 微量元素是否可有可无 ? 请举例说明 。 2 . 从表 1 可以看出 , 玉米和人体细胞内的元素含量具有差异性 , 为什么 ? 3 . 结合表 2 判断 , 人体内处于生活状态的肌肉细胞中含量最多的化合物和有机物分别是什么 ? 答案 : 表 1 所列举的元素属于大量元素。大量元素和微量元素划分的依据是含量的多少。微量元素不可缺少 , 否则机体就会出现异常 , 如 Fe 是人体血红蛋白的重要组成元素 , 缺 Fe 会患缺铁性贫血。 答案 : 不同 生物的细胞 , 生命活动需要的元素种类基本相同 , 但同种元素含量有差异。组成细胞的元素是细胞有选择地吸收获得的。 答案 : 含量 最多的化合物是水 , 含量最多的有机物是蛋白质 。 探究点一 探究点二 归纳提升 集合法图解元素分类 探究点一 探究点二 (1) 无论大量元素还是微量元素 , 对于维持生物体的生命活动都起着非常重要的作用 , 如 P 是组成 ATP 、生物膜结构等的重要成分 ,Ca 、 P 是组成骨骼、牙齿的成分 ,Mg 是叶绿素的成分 ,Fe 是血红蛋白的成分。 (2) 不同生物体内所含的化学元素的种类基本相同 , 但在不同生物体内 , 同种元素的含量差别较大 , 同一生物体内不同元素的含量也不相同。 (3) 大量元素和微量元素都是组成生物体的必需元素 , 生物体内所含的元素不一定都是必需元素。 探究点一 探究点二 典例剖析 下列关于组成细胞的元素和化合物的叙述 , 正确的是 ( 　　 ) A. 在任何活细胞中含量最多的化学元素都是碳 B. 在活细胞中各种化合物含量从多到少的顺序是蛋白质、脂质、无机盐、糖类、核酸 C. 在活细胞中的各种化合物与食物中的各种化合物成分相同 D. 在不同的细胞中各种化合物的种类基本相同 , 含量有所差别 答案 : D 　 解析 : 活细胞中水分含量最高 , 因此含量最多的化学元素是氧 ; 活细胞中含量最多的化合物是水 , 其次是蛋白质 , 然后是脂质、无机盐、糖类和核酸 ; 在活细胞中的各种化合物与食物中的各种化合物成分不完全相同 , 体内各种化合物是利用食物中的各种营养成分重新合成的 ; 在不同的细胞中各种化合物的种类基本相同 , 都是水、蛋白质、脂质、糖类、核酸等 , 但它们的含量不同。 探究点一 探究点二 活学活练 1 . 下列元素在生物体内含量较少 , 但对维持生物体正常生命活动必不可少的是 ( 　　 ) A.Fe 、 Mn 、 Zn 、 Mg B.Zn 、 Cu 、 Mn 、 Ca C.Zn 、 Cu 、 B 、 Mn D.Mg 、 Mn 、 Cu 、 Mo 答案 : C 　 解析 : 分析题干信息可知生物体内含量较少 , 但对维持生物体正常生命活动必不可少的元素 , 即指生物体内的微量元素 ,Mg 、 Ca 是大量元素 ,Fe 、 Mn 、 Zn 、 Cu 、 B 、 Mo 是微量元素。 探究点一 探究点二 2 . 小明同学的不良反应引起了父母的担忧 : 感冒频繁 , 口腔溃疡反复发作 , 伤口不易愈合 , 食欲不振 , 免疫力低下。比起同龄儿童 , 他的身体偏矮、偏瘦。去医院检查后 , 发现小明血液中锌的含量过低。下列对上述材料的解释 , 不正确的是 ( 　　 ) A. 锌是人体必需的化学元素 B. 锌在人体的生长发育过程中的作用不可替代 C. 锌是人体必需的微量元素 D. 锌的作用极大 , 只要有锌 , 人就能正常生长 答案 : D 　 探究点一 探究点二 检测 生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 情 境 导引 1 . 生活中的很多食物富含糖类、脂肪或蛋白质 , 请利用下列提供的材料进行实验。 ① 苹果　 ② 花生种子　 ③ 豆浆　 ④ 梨　 ⑤ 鸡蛋清　 ⑥ 甘蔗汁　 ⑦ 玉米种子　 ⑧ 西瓜汁 (1) 适用于还原糖检测的有 　　　　 。   (2) 适用于脂肪检测的有 　　 。   (3) 适用于蛋白质检测的有 　　　　 。   ① ④ ② ③⑤ 探究点一 探究点二 2 . 斐林试剂与双缩脲试剂在成分及使用上的区别是什么 ? 答案 : (1) 浓度不同 : 二者成分中 CuSO 4 溶液的质量浓度不同 , 前者是 0.05 g/mL, 后者是 0.01 g/mL 。 (2) 使用方法不同 : 斐林试剂是甲液和乙液等量混匀后使用 , 双缩脲试剂是先加 A 液 , 摇匀后再加 B 液。 (3) 使用条件不同 : 斐林试剂需水浴加热 , 双缩脲试剂不需加热。 (4) 现象不同 : 前者产生砖红色沉淀 , 后者生成紫色反应。 探究点一 探究点二 3 . 该实验中应注意的问题有哪些 ? 答案 : (1) 斐林试剂不稳定 , 易产生 Cu(OH) 2 沉淀 , 所以应将甲液与乙液分别配制 , 现配现用。 (2) 使用双缩脲试剂时 , 先加入 A 液 , 摇匀后 ( 形成碱性环境 ), 再加入 B 液。 (3) 还原糖、蛋白质的检测实验中 , 在加相应试剂之前 , 要留出一部分组织样液 , 以便与检测后样液的颜色对比 , 增强实验的说服力。 (4) 在蛋白质的检测实验中 , 如果用鸡蛋清作为实验材料 , 一定要稀释到一定程度 , 否则 , 鸡蛋清与双缩脲试剂发生反应后会粘在试管的内壁上 , 使反应不彻底 , 试管也不易清洗干净。 (5) 在检测脂肪的实验中 , 若用花生种子作为实验材料 , 必须提前浸泡 3~4 h, 浸泡时间过短 , 不容易切片 ; 浸泡时间过长 , 组织太软 , 切下的薄片不易成形。另外 , 染色时间不宜过长。如果是新鲜种子 , 则不必浸泡 , 浸泡后反而效果不好。 探究点一 探究点二 归纳提升 1 . 实验材料的选择 (1) 所选材料应富含被检测的有机物 , 易出现明显的实验现象。 (2) 材料本身应为白色或近于白色 , 不干扰实验结果。 2 . 三类有机物的检测在操作步骤上的差异 (1) 唯一需要加热的 —— 还原糖的检测 , 且必须水浴加热 ( 不能用酒精灯直接加热 ), 若不加热 , 则无砖红色沉淀出现。 (2) 唯一需要显微镜的 —— 花生子叶切片脂肪的检测。 (3) 混合后加入的 —— 斐林试剂 ; 分别加入的 —— 双缩脲试剂。 探究点一 探究点二 3 . 斐林试剂与双缩脲试剂的 “ 两同三不同 ” 探究点一 探究点二 误区警示 (1) 不要忽略斐林试剂本身的颜色 : 斐林试剂实际上是新配制的 Cu(OH) 2 , 呈浅蓝色 , 不是无色 , 故非还原糖 ( 蔗糖 )+ 斐林试剂水浴加热后的现象不是无色 , 而是浅蓝色。 (2) 不要混淆双缩脲试剂和斐林试剂的使用方法 : 检测还原糖的斐林试剂甲液、乙液必须混合后加入 , 且现配现用 ; 检测蛋白质的双缩脲试剂必须先加 A 液 , 后加 B 液 , 且 B 液不能过量。 (3) 不要写错 “ 斐 ” 和 “ 脲 ” 字 :“ 斐林试剂 ” 中的 “ 斐 ” 不可错写成 “ 非 ”,“ 双缩脲试剂 ” 中 “ 脲 ” 不可错写成 “ 尿 ” 。 (4) 脂肪的鉴定不一定必须使用显微镜 : 若要观察被染色的脂肪颗粒 , 则使用显微镜 , 但若要观察溶液颜色变化 , 则不必使用显微镜。 (5) 多肽与双缩脲反应也呈紫色。 探究点一 探究点二 典例剖析 ( 多选 ) 对生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质进行鉴定的实验中 , 正确的方法与结果是 ( 　　 ) 探究点一 探究点二 答案 : C D 　 解析 : 还原糖 ( 如葡萄糖、果糖 ) 与 1 mL 斐林试剂作用 , 必须将斐林试剂的甲液 ( 质量浓度为 0.1 g/mL 的 NaOH 溶液 ) 和乙液 ( 质量浓度为 0.05 g/mL 的 CuSO 4 溶液 ) 等量混合均匀后加入样液再水浴加热 , 可以生成砖红色沉淀。脂肪可以被苏丹 Ⅲ 染液染成橘黄色。蛋白质与双缩脲试剂发生作用 , 可以产生紫色反应 , 鉴定时先在样液中加入 A 液 1 mL 提供碱性环境 , 再加入 B 液 4 滴提供 Cu 2+ 。 探究点一 探究点二 活学活练 1 . 下列关于 “ 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 ” 实验的叙述 , 正确的是 ( 　　 ) A. 常用番茄、苹果等组织样液作为检测植物组织内还原糖的实验材料 B. 脂肪的检测中观察花生子叶切片细胞间不可能出现橘黄色脂肪颗粒 C. 脂肪的检测中体积分数为 50% 的酒精溶液的作用是为了溶解组织中的脂肪 D. 蛋白质的检测中加入的质量分数为 0.1 g/mL 的 NaOH 溶液可为反应提供碱性环境 探究点一 探究点二 答案 : D 　 解析 : 番茄的红色会影响实验结果的观察 , 故检测还原糖时不能选择番茄作为实验材料 ,A 项错误 ; 切片时 , 被破坏的子叶细胞会释放出少量脂肪 , 细胞间会出现橘黄色脂肪颗粒 ,B 项错误 ; 检测脂肪的实验中 , 体积分数为 50% 的酒精溶液的主要作用是洗去浮色 ,C 项错误 ; 蛋白质检测实验中 , 先加入双缩脲试剂 A 液 ( 质量浓度为 0.1 g/mL 的 NaOH 溶液 ), 提供一个碱性环境 , 再加入双缩脲试剂 B 液 ( 质量浓度为 0.01 g/mL 的 CuSO 4 溶液 ), 能生成紫色物质 ,D 项正确。 探究点一 探究点二 2 . 下列关于 “ 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 ” 实验操作步骤的叙述 , 正确的是 ( 　　 ) A. 用于鉴定还原糖的斐林试剂甲液和乙液 , 可直接用于蛋白质的鉴定 B. 若要鉴定花生种子中是否含有脂肪 , 一定需要用显微镜观察 C. 鉴定可溶性还原糖时 , 要加入斐林试剂 ( 甲液和乙液等量混合均匀再加入 ) D. 用双缩脲试剂鉴定蛋白质时 , 需水浴加热 2 min 才能看到紫色 答案 : C