生物人教版必修一学案第2章+第1节+细胞中的元素和化合物+Word版含答案.docx
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生物人教版必修一学案第2章+第1节+细胞中的元素和化合物+Word版含答案
第2章 组成细胞的分子
第1节 细胞中的元素和化合物
[学习目标] 1.说出细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成,它们以碳链为骨架形成复杂的生物大分子。
2.检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质。
知识点一 组成细胞的元素和化合物
知识梳理
1.生物界和非生物界的统一性和差异性
(1)统一性:
组成细胞的化学元素,
在无机自然界中都能够找到,没有一种化学元素是细胞所特有的。
(2)差异性:
细胞与非生物相比,
各种元素的相对含量又大不相同。
2.组成细胞的元素
(1)种类:
细胞中常见的化学元素有
20多种。
(2)分类
①大量元素:
C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。
②微量元素:
Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu等。
③基本元素:
C、H、O、N。
④最基本元素:
C。
(3)含量
①占细胞鲜重前四位的化学元素:
O>C>H>N;
②占细胞干重前四位的化学元素:
C>O>N>H。
3.组成细胞的化合物
(1)种类
(2)含量
①占细胞鲜重最多的化合物是
水。
②占细胞鲜重最多的有机化合物是
蛋白质。
③占细胞干重最多的化合物是
蛋白质。
1.生物体内含量很少的元素都是微量元素吗?
提示:
不都是。
微量元素是生物体内含量很少但又不可缺少的元素。
生物体还有一些元素如Pb含量少,但又不是必需的,这些元素不属于微量元素。
2.(实践应用)对人体有重要作用的大量元素和微量元素是否尽量多补充?
为什么?
提示:
不是。
钙过量会形成肾结石,并抑制人体对铁的吸收;长期补锌超过45mg/d可引发贫血、免疫功能下降等。
可见,适量的化学元素对于生物体的生命活动是十分重要的。
3.(实践应用)怎样才能使自己体内的营养元素达到平衡呢?
提示:
应努力做到饮食结构多样化,同时适当配以粗粮、杂粮。
此外,对于儿童来说,切不可偏食,更不可造成某些营养物质过剩,应保持营养平衡。
典题分析
题型一 组成细胞的化学元素
[例1] 下列关于组成细胞的化学元素、大量元素和微量元素的叙述中,不正确的是( )
A.非生物界的元素在生物界都能够找到,说明生物界和非生物界具有统一性
B.C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg是组成细胞的大量元素,C在各种有机物中都存在
C.划分大量元素和微量元素的标准是元素的含量
D.微量元素虽然含量少,但它们既参与细胞结构组成也参与细胞的代谢调节
解题分析 组成生物体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够找到,A错误;组成细胞的大量元素为C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等,C是构成细胞的最基本的元素,在各种有机物中都存在,B正确;大量元素和微量元素的划分依据是元素在生物体中的含量,C正确;微量元素也是生物体生命活动不可缺少的,能参与细胞结构组成和代谢调节,D正确。
[答案] A
题型二 化合物种类及含量
[例2] 下图1是细胞中化合物含量的扇形图,图2是有活性的细胞中元素含量的柱形图,下列说法正确的是( )
A.若图1表示细胞鲜重,则甲、乙化合物依次是蛋白质、H2O
B.若图2表示组成人体细胞的元素含量,则a、b、c依次是C、H、O
C.地壳与活细胞中含量最多的元素都是a,因此说明生物界与非生物界具有统一性
D.若图1表示细胞完全脱水后化合物含量,则甲化合物是蛋白质
解题分析 细胞鲜重中含量最多的化合物是H2O,其次是蛋白质,占细胞干重最多的化合物是蛋白质,因此若图1表示鲜重,则甲是H2O,乙是蛋白质,A错误;若图1表示干重(脱水后),则甲是蛋白质,D正确;组成人体的元素(鲜重)的含量依次是O、C、H,B错误;生物界与非生物界的统一性表现在元素的种类上,而不是元素的含量上,C错误。
[答案] D
技法提升
判断元素与化合物分子的四个“明确”
知识点二 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
知识梳理
1.原理
(1)思路:
生物组织中某些有机化合物能与某些化学试剂产生特定的
颜色反应。
(2)原理
①糖类
②脂肪+
③蛋白质+
双缩脲试剂―→
紫色
2.实验材料
(1)材料:
苹果或梨匀浆,马铃薯匀浆,花生种子,花生种子匀浆,豆浆,鲜肝研磨液。
(2)预测上述材料中可能含有的物质及实验结果。
3.实验步骤
(1)还原糖的检测
①材料:
还原糖含量高,白色或接近白色的植物组织,例:
苹果或梨匀浆。
②试剂:
斐林试剂(甲液:
0.1_g/mL的NaOH溶液,乙液:
0.05_g/mL的CuSO4溶液)
③过程
④斐林试剂使用方法
a.甲乙液必须
等量混合均匀再使用。
b.
水浴加热(50~65℃)。
c.现配现用。
⑤颜色变化:
蓝色→
棕色→
砖红色(沉淀)。
(2)脂肪的检测
①材料:
富含
脂肪的材料,例:
花生种子。
②试剂:
苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液。
③过程
方法一:
花生种子匀浆+3滴苏丹Ⅲ染液→观察匀浆被染色情况
方法二:
④颜色变化
a.使用苏丹Ⅲ染液的变为
橘黄色。
b.使用苏丹Ⅳ染液的变为
红色。
(3)蛋白质的检测
①材料:
富含
蛋白质的材料,例:
豆浆、鲜肝研磨液等。
②试剂:
双缩脲试剂(A液:
0.1_g/mL_NaOH溶液,
B液:
0.01_g/mL_CuSO4溶液)。
③过程
④双缩脲试剂使用方法:
先加
A液再加
B液,且
B液不要过量。
(4)淀粉的检测
4.样品未知成分的检测
苹果或梨匀浆、马铃薯匀浆、花生种子、豆浆进行其成分检测。
(1)鉴定每种材料均需4支试管,并向每支试管中各加入2mL该材料待测组织样液。
对照前面4种物质的检测方法,分别鉴定是否含有还原糖、蛋白质、脂肪和淀粉。
(2)观察颜色变化并记录,颜色深浅用“+”的多少代表。
1.是否存在某种食物含有全部被检测的物质?
对我们选择食物有什么启示?
提示:
生物材料中有机化合物的种类、含量不同,可能没有一种食物含有所检测的全部物质,所以平时应该注意全面膳食,保证均衡营养。
2.你认为哪种食物可以作为人体蛋白质的来源?
提示:
蛋白质含量高的食物可以作为人体蛋白质的来源,例如豆制品、牛奶等。
3.生物材料原有的颜色是否会影响实验结果?
提示:
因为本实验是利用指示剂显色反应进行检测,所以生物材料原有颜色会影响实验结果。
4.还原糖检测时,溶液颜色变化:
蓝色→棕色→砖红色(沉淀)的原因?
提示:
开始时的蓝色是Cu(OH)2的颜色,后来的棕色是蓝和砖红色的混合色,最后Cu2+全部生成Cu2O,溶液呈现砖红色。
5.蛋白质检测时,为什么先加A液再加B液?
B液为什么不能过量?
提示:
蛋白质中的肽键在碱性条件下能与Cu2+生成紫色络合物,所以先加A液营造碱性环境,后加B液提供Cu2+。
其中双缩脲试剂B液的量不能过多,因为过多的双缩脲试剂B液会与双缩脲试剂A液反应生成Cu(OH)2,使溶液呈蓝色进而掩盖实验生成的紫色。
6.为什么利用斐林试剂的甲液、乙液和蒸馏水也能鉴定蛋白质?
提示:
斐林试剂的甲液、乙液的成分分别与双缩脲试剂的A液、B液相同,只是斐林试剂的乙液的质量浓度比双缩脲试剂的B液大,故只需将斐林试剂乙液用蒸馏水稀释即可。
典题分析
题型三 检测还原糖、脂肪和蛋白质实验分析
[例3] 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中,正确的是( )
A.在鉴定蛋白质时,要将双缩脲试剂的A液和B液等体积混合后再用
B.鉴定花生种子细胞中是否有脂肪时,一定需要用显微镜观察
C.斐林试剂需要现用现配,混合后使用
D.用双缩脲试剂鉴定蛋白质时,需水浴加热2min才能看到紫色
解题分析 鉴定蛋白质时,先加A液1mL,再加B液4滴,分开使用,而不是混合后使用,A错误;若将花生种子制成匀浆进行脂肪鉴定,则不需要使用显微镜,B错误;鉴定蛋白质时不需要水浴加热,D错误。
[答案] C
[例4] 下列对生物体中有关化合物的检测实验,不正确的是( )
解题分析 马铃薯中富含淀粉,淀粉遇碘液变蓝,用碘液检测淀粉时不需要水浴加热,A正确;甘蔗的茎中富含蔗糖,而蔗糖是非还原糖,不能与斐林试剂反应,B错误;豆浆中富含蛋白质,蛋白质可与双缩脲试剂发生紫色反应,用双缩脲试剂检测蛋白质时不需要水浴加热,C正确;花生中富含脂肪,脂肪可被苏丹Ⅲ染成橘黄色,用苏丹Ⅲ染液检测脂肪时不需要水浴加热,D正确。
[答案] B
技法提升
1.注意区分“双缩脲试剂”与“双缩脲”
双缩脲是两分子尿素缩合后得到的产物,分子式为NH2—CO—NH—CO—NH2,此化合物可与双缩脲试剂反应,形成紫色物质。
有问题涉及检测蛋白质需使用的试剂时,应回答“双缩脲试剂”,而非“双缩脲”,即双缩脲试剂与肽键作用呈紫色。
2.区分斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同”
3.三类有机物检测在操作步骤上的“三个唯一”
课堂小结
一、知识结构
二、重要术语
1.大量元素 2.微量元素 3.斐林试剂 4.双缩脲试剂
三、重要概念
1.自然界中的生物和非生物都是由化学元素组成的。
在生物体内,组成生物体的化学元素构成各种化合物,各种化合物组成细胞内的生命物质。
2.生物界和非生物界具有统一性和差异性。
3.组成生物体的常见元素有20多种,含量较多的为大量元素,含量较少的为微量元素。
C是组成生物体的最基本元素。
4.组成细胞的化合物分为有机物和无机物。
5.活细胞之所以能够进行生命活动,与构成细胞的各种化合物有密切关系。
各种化合物在细胞中的存在形式不同,所具有的功能也不相同。
细胞中的各种化合物按一定的方式有机组织起来,才能表现出细胞和生物体的生命现象。
6.生物组织中的还原性糖、蛋白质、脂肪、淀粉分别可以用斐林试剂、双缩脲试剂、苏丹Ⅳ或苏丹Ⅲ染液以及碘液进行检测。
当堂检测——查漏补缺 巩固提升
1.C、H、N这3种化学元素在组成人体的化学成分中,质量分数共占73%左右(占细胞干重百分比),而这3种元素在岩石圈中,质量分数还不到1%。
这个事实说明( )
A.生物界与非生物界具有统一性
B.生物界与非生物界具有差异性
C.元素在自然界中都可以找到
D.生物界具有特殊性
[答案] B
[解析] 组成生物体的化学元素在无机自然界中都可以找到,这个事实说明生物界与非生物界具有统一性,而题中所强调的是相对含量的不同,即差异性。
2.我们如何找到回家的路?
荣获2014年诺贝尔生理学或医学奖的三位科学家发现大脑里的神经细胞——“位置细胞”和“网格细胞”起到了重要作用。
下列叙述中正确的是( )
A.“位置细胞”鲜重中质量百分比最高的元素是C
B.“网格细胞”干重中质量百分比最高的元素是O
C.上述两种细胞中最基本的元素是C
D.P和S分别是“位置细胞”中的大量元素和微量元素
[答案] C
[解析] “位置细胞”鲜重中质量百分比最高的元素是O,A错误;“网格细胞”干重中质量百分比最高的元素是C,B错误;上述两种细胞中最基本的元素是C,C正确;P和S均属于大量元素,D错误。
3.在还原糖、脂肪、蛋白质的检测实验中,最佳的一组实验材料依次是( )
①甘蔗的茎 ②油菜籽 ③花生种子 ④梨 ⑤甜菜的块根 ⑥豆浆
A.④②⑥B.⑤②⑥C.①②⑥D.④③⑥
[答案] D
[解析] 还原糖的检测要求实验材料含有还原糖且是浅色或白色;脂肪、蛋白质的检测要求实验材料含有丰富的脂肪或蛋白质。
因此,最佳的一组实验材料是④梨、③花生种子和⑥豆浆。
甘蔗的茎和甜菜的块根含有丰富的蔗糖,不是还原糖,因此不能作为还原糖的检测的实验材料;油菜籽体积小不宜操作。
4.关于生物组织中还原糖的检测,下列叙述正确的是( )
A.常见的还原糖包括葡萄糖、果糖、麦芽糖
B.对还原糖的检测用双缩脲试剂
C.在组织样液中加入斐林试剂后试管内液体呈现无色,加热后变成砖红色
D.实验结束时将剩余的斐林试剂装入棕色瓶,以便长期保存备用
[答案] A
[解析] 常见的还原糖有葡萄糖、果糖和麦芽糖等,A正确;对还原糖的检测用斐林试剂,B错误;在组织样液中加入斐林试剂后试管内液体呈现蓝色,加热后变成砖红色,C错误;斐林试剂应现配现用,不能混合后保存备用,D错误。
5.根据“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”实验,回答下列问题:
(1)检测成熟梨汁中是否存在还原糖所用的试剂是_______,该试剂极不稳定,使用时需_______,检测还原糖时还需要进行的处理方法是_________。
(2)检测花生子叶中脂肪的实验中,苏丹Ⅲ染液能将脂肪染成________。
用其染色时,要用酒精冲洗,目的是________。
(3)检测黄豆组织中存在蛋白质时,首先向试管内注入2mL待测组织样液,再向组织样液中加入双缩脲试剂,其中双缩脲试剂B液的量不能超过________,这是因为__________________________________________。
[答案]
(1)斐林试剂 现配现用 水浴加热(放入盛有50~65℃温水的大烧杯中加热)
(2)橘黄色 洗去浮色 (3)4滴 过量的双缩脲试剂B液会与A液反应,使溶液呈蓝色,而掩盖生成的紫色