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第2章 組成細胞的分子 第1節 細胞中的元素和化合物
【基礎感知】
（一）生物界與非生物界的 統一性 和 差異性
生物體總是和外界環境進行著物質交換，歸根結底是 ______ 地從無機自然界獲取各種物質來組成自身。
1、生物界與非生物界的統一性和差異性：
細胞與非生物相比，在 上具有統一性，在 上具有差異性。
統一性表現：組成細胞的化學元素在 ___________ 中都能找到，沒有一種化學元素為生物界所特有。
差異性表現：細胞中各種元素的相對含量與無機自然界的 。
2、元素種類：細胞中常見的化學元素有 ________ 多種。
大量元素：
微量元素：
3、元素含量：
細胞鮮重含量：____＞ ____ ＞ _____ ＞ _____ 細胞干重含量：_ ___＞ _ ___ ＞ ______ ＞ ____ __
最基本元素： 基本元素：
主要元素：
4、化合物的種類：
無機化合物： 、 有機化合物： 、 、 、
5、化合物的含量：
細胞中含量最多的化合物是 細胞中含量最多的有機化合物是
★易錯提示：元素與化合物的三個誤區
(1)混淆元素與化合物的干重和鮮重。
①在組成細胞的元素中，占鮮重百分比：O>C>H>N；占干重百分比：C>O>N>H。
②在組成細胞的化合物中，占鮮重百分比：水>蛋白質>脂質>糖類，但在占干重百分比中，蛋白質最多。
(2)忽視微量元素的作用：以為生物體內大量元素重要，微量元素不重要，其實兩者都是生物體必需的元素。
(3)混淆“數量”和“含量”：人體活細胞中氧的含量最多，但氫原子的數量最多。
（二）檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質
1.實驗原理
（1）還原糖+ → （還原糖種類：葡萄糖、果糖、麥芽糖、半乳糖、乳糖、核糖、脫氧核糖）
（2）脂肪+ → （3）蛋白質+ →
2.方法步驟
（1）還原糖的檢測與觀察
選材要求： 含量高 ， 植物組織（原因： ）
實驗步驟：制備組織樣液→量取待測組織樣液（ ml）→加入新配置的斐林試劑（ ml）→水浴加熱，觀察顏色變化→得出結論
斐林試劑成分： 和
斐林試劑配置： 水浴加熱溫度：
結論：組織樣液中含有
（2）脂肪的檢測與觀察
方法一：花生種子勻漿＋2～3滴蘇丹Ⅲ染液→橘黃色 方法二：（顯微鏡檢測法）取材→切片→制片→鏡檢→結論
染色劑用量： 酒精的體積和用量： 使用酒精的目的：
（3）蛋白質的檢測與觀察
制備組織樣液→量取待測組織樣液（ ml）→先加入 →再加入 →觀察→得出結論
雙縮脲試劑的成分： 和
雙縮脲試劑的使用方法：
★斐林試劑與雙縮脲試劑區別：
1、成分不同：
2、使用方法不同：
3、反應原理不同：
★易錯提示：三大有機物檢測的三個誤區
1、易忽略斐林試劑本身的顏色。
非還原糖(如蔗糖)＋斐林試劑水浴加熱后的現象不是無色而是淺藍色[Cu(OH)2的顏色]。
2、易寫錯“斐”和“脲”字。
“斐林試劑”中的“斐”不可錯寫成“非”，雙縮脲試劑中“脲”不可錯寫成“尿”。
3、誤認為脂肪的鑒定必需使用顯微鏡。
若要觀察被染色的脂肪顆粒，則使用顯微鏡，但若只要觀察溶液顏色變化，則不必使用顯微鏡。
【課后習題】
1．下面哪一實例說明微量元素在生物體中的作用（ ）
A．Mg2＋是葉綠素的組成成分 B．動物血液中Ca2＋含量太低，會抽搐
C．缺K＋會影響神經信號的正常傳導 D．綠色開花植物缺少B只開花不結果
2．下列可用于檢測脂肪的試劑及反應呈現的顏色是（ ）
A．碘液，藍色 B．斐林試劑，磚紅色 C．雙縮脲試劑，紫色 D．蘇丹Ⅲ染液，橘黃色
3．下面哪項實例證明微量元素是維持正常生命活動不可缺少的（ ）
①缺Mg時葉片變黃 ②油菜缺B時只開花不結果 ③動物血液鈣鹽含量太低會抽搐④缺P會影響核酸的合成 ⑤缺Fe會影響血紅蛋白的合成
A．③④⑤ B．②⑤ C．①④ D．②④⑤
4．在細胞的化學成分中，含量最多的化合物和含量最多的有機化合物分別是（ ）
A．水和蛋白質 B．糖類和蛋白質 C．蛋白質和水 D．蛋白質和脂質
5．下列有關說法錯誤的是（ ）
A．若圖表示的是活細胞中四種基本元素含量，則同等質量的大豆和花生中，
大豆中含有的④比花生多
B．若圖表示的是活細胞中四種化合物的含量，則性激素的化學本質不屬于①
C．若圖表示的是活細胞中四種化合物的含量，則曬干的小麥種子胚細胞中含
量最多的化合物是②
若圖表示的是活細胞中的四種基本元素含量，則地殼和活細胞中含量最多
的元素都是②，由此說明生物界與非生物界具有統一性
6．如圖所示為6支試管，在1、3、5號試管中分別加入2mL蒸餾水，2、4、6號試管中分別加入2mL發芽的小麥種子勻漿樣液。然后在3、4號試管中加入適量的某種耐高溫的淀粉酶，保溫一段時間后，在1、2號試管中滴加適量碘液試劑；3、4號試管中滴加適量斐林試劑，搖勻后水浴加熱。以下說法錯誤的是（　　）
A．1號試管不呈藍色，2號試管呈藍色，說明小麥種子勻漿樣液中含有淀粉
B．3號試管呈藍色，4號試管出現磚紅色，說明小麥種子勻漿樣液中含還原糖
C．若先在5、6號試管中加入大量蛋白酶，再加雙縮脲試劑，5、6號試管均呈紫色
D．斐林試劑和雙縮脲試劑的組成成分不完全相同，鑒定物質的原理也不同
7．下列有關組成人體細胞的元素和化合物的敘述，錯誤的是（ ）
A．C、H、O、N屬于大量元素 B．細胞中含量最多的化合物是水
C．細胞中含量最多的有機物是葡萄糖 D．各種元素大多以化合物的形式存在
8．“民以食為天”，人們經常食用的某些食物，經消化吸收后可被轉化為人體的組成成分。下列敘述正確的是（ ）
A．組成人體的化學元素，都能在食物中找到，但不一定都能在無機自然界中找到
B．人體細胞干重和鮮重中含量最多的化學元素都是氧
C．組成各種生物體細胞的元素中碳含量較高，所以碳是生命的核心元素
D．在不同生物的細胞內，組成它們的化學元素的種類基本相同
9．下列關于無機鹽的敘述，錯誤的是（ ）
A．碘是合成甲狀腺激素的原料 B．缺鐵性貧血是因為體內缺乏鐵，血紅蛋白不能合成
C．Mg2+是葉綠素的組成部分，缺乏Mg2+會影響光合作用 D．細胞中的無機鹽大多數以化合物的形式存在
10．尿液檢查是診斷相關疾病的重要依據，其中尿糖試紙檢測的原理如圖所示。這種試紙與尿液相遇時，會因尿液中葡萄糖含量的由少到多而依次呈現出淺藍、淺綠、棕色或深棕色。下列相關敘述錯誤的是（ ）
A．將上述兩種酶固定在試紙上，就可檢測尿糖
B．據圖可知，尿液中葡萄糖濃度越高，過程②生成的原子氧越多
C．步驟③原子氧可以將某無色物質氧化成有色化合物
D．過程④為比色，若試紙呈深棕色，可推出此人尿液中含較多的葡萄糖
11．生命是物質的，請回答下列關于組成細胞的元素與化合物的問題：
(l)組成細胞的元素在無機環境中都可找到，原因是__________________________，這種現象體現了生物界與非生物界的____________。
(2)俗話說“一方水土養一方人”，飲水是人體獲得必需元素的重要途徑之一。
在天然無污染的泉水中，含有Cu、K、Ca、Zn、P、Mg、Na、Fe等人體必需元素，其中屬于大量元素的是___________。
Ca元素在人體中具有重要作用，試舉出一例：____ ___________。
(3)細胞中的水有自由水和____兩種存在形式。一般來說，自由水是細胞中含量最多的化合物，除了其分子特性使其成為良好的溶劑外，自由水還有哪些功能，試寫出一點：_____________________。
(4)細胞中無機鹽含量很少，許多無機鹽離子參與合成生物體和細胞中某些重要的化合物，如Fe2+參與合成的____具有運輸氧氣的功能；試寫出無機鹽在細胞中的另一項作用：__________________________________ 。
12．炸薯條是常見的快餐食品。若馬鈴薯塊莖中還原糖含量過高，可能導致油炸過程中產生有害物質。為準確檢測還原糖含量，研究人員采用不同方法制備了馬鈴薯提取液，如下表所示。
方法 提取液顏色 提取液澄清度 還原糖浸出程度
一 淺紅褐色 不澄清 不充分
二 深紅褐色 澄清 充分
三 淺黃色 澄清 充分
請回答問題：
（1）馬鈴薯提取液中含有淀粉，此外還含有少量麥芽糖、果糖和____________等還原糖，這些還原糖能與____________試劑發生作用，生成磚紅色沉淀。
（2）據表分析，三種馬鈴薯提取液制備方法中，方法____________最符合檢測還原糖的要求，原因是這種方法制備提取液時還原糖浸出程度____________，并且提取液的顏色____________，有利于對實驗結果的準確觀察。
13．檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質
實驗原理 某些化學試劑能夠使生物組織中的相關化合物①___________________________。
材料 試劑 檢測方法步驟 顏色變化
還原糖 還原糖豐富組織 ②_______ ③待測組織樣液2mL→___________________ ④___________
脂肪 ⑤__________ ⑥_______ ⑦________________________________ ⑧___________
蛋白質 蛋白質豐富組織 ⑨______ ⑩待測組織樣液→__________________ ___________
斐林試劑 成分：甲液__________，乙液__________。 使用方法：現用現配，__________________
雙縮脲試劑 成分：A液__________，B液__________。 使用方法：___________________________
14．糖的還原性
具有還原性的糖：__________、__________、__________等。
還原糖的鑒定：還原糖+__________試劑→水浴加熱→__________。
非還原糖：__________、__________等，它們與斐林試劑不會產生__________。
15．生物體內的常見微量元素有______________________（元素符號）。
16．含有還原糖的植物組織不一定能用于還原糖鑒。例：________________________________。
17．請將下列檢測試劑、待測物質以及顏色反應連線。
蘇丹III染液 豆漿 磚紅色沉淀
斐林試劑 馬鈴薯汁 橘黃色
雙縮脲試劑 葡萄汁 藍色
碘液 花生子葉 紫色
第1節細胞中的元素和化合物
一、學習目標
1、通過分析不同細胞的元素組成和細胞中的主要化合物，概述組成細胞的元素和化合物,初步形成生命的物質性的觀念。
2、通過檢測生物組織的糖類、脂肪和蛋白質的方法，能設計實驗探究未知生物材料的化學成分，并能夠通過結果分析得出結論。
二、基礎梳理
（一）生物界與非生物界的統一性和差異性
生物體總是和外界環境進行著物質交換，歸根結底是 __有選擇_ 地從無機自然界獲取各種物質來組成自身。
1、生物界與非生物界的統一性和差異性：
細胞與非生物相比，在 元素種類 上具有統一性，在 元素含量 上具有差異性。
統一性表現：組成細胞的化學元素在 __無機自然界___ 中都能找到，沒有一種化學元素為生物界所特有。
差異性表現：細胞中各種元素的相對含量與無機自然界的 大不相同 。
2、元素種類：
細胞中常見的化學元素有 ___20___ 多種。
大量元素： C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等
微量元素： Fe、Mn、B、Zn、Mu、Cu等
3、元素含量：
細胞鮮重含量：__O__＞ __C__ ＞ ___H__ ＞ ___N__
細胞干重含量：__C__＞ __O__ ＞ ___N__ ＞ ___H__
最基本元素： C
基本元素： C、H、O、N
主要元素： C、H、O、N、P、S
4、化合物的種類：
無機化合物： 水 、 無機鹽
有機化合物： 蛋白質 、 糖類 、 脂質 、 核酸
5、化合物的含量：
細胞中含量最多的化合物是 水
細胞中含量最多的有機化合物是 蛋白質
★易錯提示
元素與化合物的三個誤區
(1)混淆元素與化合物的干重和鮮重。
①在組成細胞的元素中，占鮮重百分比：O>C>H>N；占干重百分比：C>O>N>H。
②在組成細胞的化合物中，占鮮重百分比：水>蛋白質>脂質>糖類，但在占干重百分比中，蛋白質最多。
(2)忽視微量元素的作用：以為生物體內大量元素重要，微量元素不重要，其實兩者都是生物體必需的元素。
(3)混淆“數量”和“含量”：人體活細胞中氧的含量最多，但氫原子的數量最多。
（二）檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質
1.實驗原理
（1）還原糖+ 斐林試劑 → 磚紅色沉淀
（還原糖種類：葡萄糖、果糖、麥芽糖、半乳糖、乳糖、核糖、脫氧核糖）
（2）脂肪+ 蘇丹Ⅲ染液 → 橘黃色
（3）蛋白質+ 雙縮脲試劑 → 紫色
2.方法步驟
（1）還原糖的檢測與觀察
選材要求： 還原糖 含量高 ， 淺色 植物組織（原因： 有顏色的植物組織影響實驗結果觀察 ）
實驗步驟：
制備組織樣液→量取待測組織樣液（ 2 ml）→加入新配置的斐林試劑（ 1 ml）→水浴加熱，觀察顏色變化→得出結論
斐林試劑成分： 甲液質量為0.1g/mL的NaOH溶液 和 乙液質量為0.05g/mL的CuSO4溶液
斐林試劑配置： 甲液和乙液等量混合均勻后再注入
水浴加熱溫度： 50~650C
結論：組織樣液中含有 還原糖
（2）脂肪的檢測與觀察
方法一：花生種子勻漿＋2～3滴蘇丹Ⅲ染液→橘黃色
方法二：（顯微鏡檢測法）
取材→切片→制片→鏡檢→結論
染色劑用量： 2～3滴蘇丹Ⅲ染液，染色3min
酒精的體積和用量： 1~2滴體積分數為50﹪的酒精溶液
使用酒精的目的： 洗去浮色
（3）蛋白質的檢測與觀察
制備組織樣液→量取待測組織樣液（ 2 ml）→先加入 雙縮脲試劑A液1mL →再加入 雙縮脲試劑B液4滴 →觀察→得出結論
雙縮脲試劑的成分： A液質量為0.1g/mL的NaOH溶液 和 B液質量為0.01g/mL的CuSO4溶液
雙縮脲試劑的使用方法： 先加A液，再加B液，而且B液不能過量
★斐林試劑與雙縮脲試劑區別：
1、成分不同：
斐林試劑成分：甲液質量為0.1g/mL的NaOH溶液 和乙液質量為0.05g/mL的CuSO4溶液
雙縮脲試劑的成分： A液質量為0.1g/mL的NaOH溶液和B液質量為0.01g/mL的CuSO4溶液
2、使用方法不同：
斐林試劑： 甲液和乙液等量混合均勻后再注入
雙縮脲試劑：先加A液，再加B液，而且B液不能過量
3、反應原理不同：
斐林試劑：還原糖和Cu（OH）2發生氧化還原
雙縮脲試劑：在堿性環境下，Cu2+與蛋白質肽鍵發生絡合反應
★易錯提示
三大有機物檢測的三個誤區
1、易忽略斐林試劑本身的顏色。
非還原糖(如蔗糖)＋斐林試劑水浴加熱后的現象不是無色而是淺藍色[Cu(OH)2的顏色]。
2、易寫錯“斐”和“脲”字。
“斐林試劑”中的“斐”不可錯寫成“非”，雙縮脲試劑中“脲”不可錯寫成“尿”。
3、誤認為脂肪的鑒定必需使用顯微鏡。
若要觀察被染色的脂肪顆粒，則使用顯微鏡，但若只要觀察溶液顏色變化，則不必使用顯微鏡。
【課后習題】
1．D2．D3．B4．A5．D6．B7．C8．D9．D10．A
11． 組成細胞的元素，歸根結底是生物體有選擇地從無機自然界吸收來的 統一性 K、Ca、P、Mg、Na 血鈣含量太低，會出現抽搐等癥狀 結合水 細胞內許多重要的化學反應需要有水的參與；多細胞生物體的大多數細胞需要浸浴在以水為基礎的液體的環境中；運輸營養物質和代謝廢物等 血紅蛋白 維持酸堿平衡，調節水鹽平衡等
12． 葡萄糖 斐林 三 充分 淺
13． 產生特定的顏色反應 斐林試劑 注入斐林試劑1mL→50～60℃溫水加熱→觀察顏色變化 淺藍色→棕色→磚紅色沉淀 花生 蘇丹Ⅲ 花生種子浸泡去皮→切薄片→染色→去浮色→顯微鏡觀察 脂肪被染成橘黃色 雙縮脲試劑 注入雙縮脲試劑A液1mL，搖勻→注入雙縮脲試劑4滴，搖勻→觀察顏色變化 出現紫紅色 質量濃度為0.1g/mL的NaOH溶液 質量濃度為0.05g/mL的CuSO4溶液 甲液和乙液等量混合均勻，馬上使用 質量濃度為0.1g/mL的NaOH溶液 質量濃度為0.01g/mL的CuSO4溶液 注入雙縮脲試劑A液1mL，搖勻→注入雙縮脲試劑4滴，搖勻
14． 單糖 麥芽糖 乳糖 斐林 磚紅色沉淀 淀粉 蔗糖 磚紅色沉淀
15．Fe Mn B Zn Cu Mo
16．西瓜、葡萄等含色素的植物組織不能，因有顏色干擾
17．

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