資源簡介

第1節　細胞中的元素和化合物
學習目標
1.說出組成細胞的大量元素、微量元素。
2.說出組成細胞的主要化合物的種類和含量。
3.嘗試檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質。
　　一、組成細胞的元素和化合物
元素
玉米細胞
人體細胞
C
43.57
55.99
H
6.24
7.46
O
44.43
14.62
N
1.46
9.33
Si
極少
極少
甲
化合物
質量分數/%
水
70~90
無機鹽
1~1.5
蛋白質
7~10
脂質
1~2
糖類和核酸
1~1.5
乙
[合作探究]
(1)根據圖甲,組成細胞的基本元素是什么?
(2)根據圖乙,細胞中含量最多的有機化合物和無機化合物分別是哪一種?
(3)生物界和非生物界在化學元素上既有統一性,又有差異性的原因是什么?
[探究示例]下列有關組成生物體細胞的元素的敘述,錯誤的是(　　)
A.在不同生物的體細胞內,組成它們的化學元素種類大體相同
B.組成細胞的最基本元素是C
C.在同一生物的不同體細胞內,各種化學元素的含量相同
D.組成生物體細胞的化學元素,在無機自然界中都能找到
二、檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質
[合作探究]
1.檢測生物組織中的還原糖、脂肪和蛋白質的原理。
還原糖:　　　　　　　　　　　　　　　。?
脂肪:　　　　　　　　　　　　　　　　。?
蛋白質:　　　　　　　　　　　　　　　。?
2.斐林試劑和雙縮脲試劑的比較
斐林試劑
雙縮脲試劑
成分
鑒定物質
添加順序
反應條件
反應現象
　　[典型例題]
據“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質”實驗,回答下列問題。
(1)鑒定生物組織中存在還原糖所用的試劑是　　　　　　　　,該試劑與細胞內還原糖發生作用,形成　　　　沉淀,因此,可用該試劑檢驗糖尿病病人尿液中是否存在　　　　。?
(2)鑒定花生子葉細胞中脂肪的實驗中,能將脂肪染成橘黃色的染液是　　　　,用其染色時,要用酒精來沖洗浮色,這是因為　　　　　　　　　　　　。?
(3)鑒定黃豆組織中存在蛋白質時,向組織樣液中加入雙縮脲試劑A液搖勻,再向樣液中加入雙縮脲試劑B液搖勻。其中雙縮脲試劑B液的量只有4滴,而不能過量,為什么?
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?
(4)本實驗注意事項。
①斐林試劑極不穩定,其甲液和乙液需　　　　,使用時再臨時混合均勻用于實驗。?
②使用雙縮脲試劑時,應先加　　　　溶液,造成堿性環境,再加　　　　溶液。?
③在還原糖的鑒定中,對試管中溶液加熱時,試管底部不要觸及　　　　,試管口不要朝向　　　　　　　　,以免溶液沸騰時沖出試管造成燙傷。?
④蛋白質的待測組織樣液濃度不能　　　　　　　,以免實驗后粘住試管壁,洗不干凈。?
　　【課堂小結】
【非測試性評價】
1.你喜歡這堂課嗎?你最喜歡哪個環節?哪個環節你認為還不足?
　。?
2.在這節課上你學到足夠的知識了嗎?　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
3.你參與小組合作探究時積極嗎?　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
4.你對本堂課重難點的突破還有別的創意嗎?
　。?
參考答案
　　一、【合作探究】)(1)組成細胞的基本元素是C、H、O、N。
(2)細胞中含量最多的有機化合物是蛋白質,含量最多的無機化合物是水。
(3)統一性的原因:生物體內的化學元素均來自無機自然界。
差異性的原因:生物體總是有選擇地從無機自然界中獲得所需元素。
【探究示例】C
二、【合作探究】1.還原糖和斐林試劑反應生成磚紅色沉淀;脂肪被蘇丹Ⅲ染液染成橘黃色蛋白質和雙縮脲發生作用,產生紫色反應
2.
斐林試劑
雙縮脲試劑
成分
甲液:0.1
g/mL的NaOH溶液,乙液:0.05
g/mL的CuSO4溶液
A液:0.1
g/mL的NaOH溶液,B液:0.01
g/mL的CuSO4溶液
鑒定物質
還原糖
蛋白質
添加順序
甲液和乙液等量混合后立即使用
先加A液1
mL,搖勻,再加入B液4滴,搖勻
反應條件
水浴加熱
不需加熱
反應現象
磚紅色
紫色
　　【典型例題】(1)斐林試劑　磚紅色　葡萄糖
(2)蘇丹Ⅲ染液　蘇丹Ⅲ能溶解在酒精中
(3)過量的雙縮脲試劑B液會與A液發生反應,使溶液呈藍色,而掩蓋生成的紫色
(4)①分別配制、儲存
②質量濃度為0.1
g/mL的NaOH　質量濃度為0.01
g/mL的CuSO4
③燒杯底部　有人的方向
④太大第1節　細胞中的元素和化合物
學習目標
1.說出組成細胞的大量元素、微量元素。
2.說出組成細胞的主要化合物的種類和含量。
3.嘗試檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質。
課堂探究
情境導學:在《紅樓夢》第二回“賈夫人仙逝揚州城,冷子興演說榮國府”中,賈寶玉說:“女兒是水作的骨肉,男兒是泥作的骨肉。”
同學們對這一說法有什么看法?
探究一、組成細胞的元素與無機自然界的元素相比較
[自主學習](閱讀課本P16~17圖和文字部分)
1.細胞中常見的化學元素有　　　多種,是生物體有選擇地從　　　　中獲取的。?
2.組成生物體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細胞所特有,這一事實說明生物界和非生物界具有　　　　　　;組成生物體的化學元素,在生物體內和在非生物界中含量相差很大,這一事實說明生物界和非生物界具有　　　　　　　　。?
[合作探究]
組成地殼和組成細胞的部分元素含量(%)表
元素
地殼
細胞
O
48.60
65.0
Si
26.30
極少
C
0.087
18.0
N
0.03
3.0
H
0.76
10.0
　　1.此表中組成地殼和組成細胞的什么元素最多?
2.從表中可以看出組成地殼和組成細胞的元素有什么相同點?
3.從表中可以看出組成地殼和組成細胞的元素有什么不同點?
[自主總結]
生物體通過和外界環境進行物質交換,獲取外界環境中的物質轉化為自身的物質,所以細胞和地殼中元素的種類是相似的,組成細胞的化學元素,在無機自然界中都能找到,沒有一種化學元素是細胞特有的。另外,細胞是有選擇地從無機自然界獲得物質來組成自身的,而不是把環境中的所有物質無選擇地吸收,所以構成細胞的元素與構成地殼的元素相比,各種元素的相對含量大不相同。
探究二、組成細胞的重要元素
[自主學習]
最基本元素是　　　　;基本元素是　　　　　大量元素是　　　　　　;微量元素是　　　　　　　　　　。?
[合作探究]
玉米細胞和人體細胞的部分元素及含量(干重,質量分數)
元素
玉米細胞
人體細胞
C
43.57
55.99
H
6.24
7.46
O
44.43
14.62
N
1.46
9.33
Si
極少
極少
　　1.構成細胞的最基本元素是什么?
2.基本元素是哪些?
3.大量元素和微量元素分別有哪些?
[自主總結]
細胞中常見的化學元素有20多種。細胞的干重中C的含量最多,它是構成細胞的基本元素。C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等含量較多,被稱為大量元素,Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo等含量較少,被稱為微量元素。值得指出的是,微量元素的含量雖然非常少,卻是細胞進行正常生命活動必不可少的。
探究三、組成細胞的化合物
[自主學習]
閱讀課本P17“組成細胞的主要化合物及相對含量”,完成下列內容。
[合作探究]
1.細胞中含量最多的有機化合物和無機化合物分別是哪一種?你能推測它們對生命的意義嗎?
2.并不是所有細胞中化合物的含量都一樣。根據你的生活經驗,說說哪些植物器官的細胞中富含糖類、脂質或蛋白質?怎樣從植物器官中提取這些化合物?
[自主總結]
細胞中含量最多的化合物是　　　　,含量最多的有機化合物是　　　　　　。?
探究四、檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質
[自主學習]
閱讀課本P18“探究·實踐”——檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質,完成下列內容。
實驗目的:嘗試用化學試劑檢測生物組織中的糖類、脂肪或蛋白質。
實驗原理:　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
[自主總結]
(1)糖類中的還原糖與　　　　　　發生作用,在　　　　條件下生成　　　　沉淀。?
(2)脂肪可被　　　　染成橘黃色。?
(3)蛋白質與　　　　　　發生作用,產生　　　　反應。?
(一)還原糖的鑒定
[自主學習]
(1)還原糖有　　　　　、　　　　　、　　　　　。?
(2)試劑:斐林試劑的甲液為　　　　　　　　　溶液,乙液為　　　　　　溶液。?
(3)實驗步驟
選材:選擇富含還原糖的無色或淺色的植物組織。
制備組織樣液:制漿→用紗布過濾→取液。
顯色反應:2
mL待測組織樣液→加入1
mL　　　　　　→在　　　　中加熱約2
min。?
觀察并記錄結果:　　　　　　　　　　。?
[合作探究]
(1)在還原糖的鑒定過程中,能否選用西瓜作為實驗材料,為什么?
(2)在還原糖的鑒定過程中,能否選用甘蔗、甜菜作為實驗材料,為什么?
[自主總結]
在還原糖的鑒定中,要選用　　　　　　　　　　的植物組織作為實驗材料,使用斐林試劑時,要將甲液與乙液　　　　　　　　　　　,實驗過程中對溫度及加熱的要求是　　　　。?
(二)脂肪的鑒定
[自主學習]
實驗步驟:
①取材:取一粒浸泡過的花生種子,去掉種皮。
②切片:用刀片在花生子葉的橫斷面上平行切下若干薄片,放入盛有清水的培養皿中待用。
③制片:取最理想的薄片→染色(在薄片上滴2~3滴　　　　,染色3
min)→用吸水紙吸去染液,再滴加1~2滴體積分數為　　　　　　溶液洗去浮色→制成臨時裝片。?
③觀察記錄:視野中被染成　　　　色的脂肪顆粒清晰可見。?
[自主總結]
脂肪可被　　　　染成橘黃色。?
(三)蛋白質的鑒定
[自主學習]
(1)在蛋白質的鑒定實驗中,常選用　　　　　　作為實驗材料。?
(2)雙縮脲試劑的A液為　　　　　　　　,B液為　　　　　　　。?
(3)實驗步驟:2
mL待測組織樣液→加入1
mL　　　　　　→振蕩搖勻→加入4滴　　　　　　→搖勻并觀察。?
實驗現象:　　　　　　　　　　　　。?
[合作探究]
(1)在蛋白質的鑒定實驗中,怎樣合理使用雙縮脲試劑?
(2)能否將斐林試劑用于蛋白質的檢測,為什么?
[自主總結]
斐林試劑與雙縮脲試劑的比較
斐林試劑
雙縮脲試劑
甲液
乙液
A液
B液
成分
鑒定的物質
使用方法
反應條件
實驗現象
　　核心素養專練
1.下列有關組成生物體化學元素的敘述,正確的是
(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.組成生物體和組成無機自然界的化學元素中,碳元素的含量最多
B.人、動物與植物所含的化學元素的種類差異很大
C.組成生物體的化學元素在無機自然界中都可以找到
D.不同生物體內各種化學元素的含量比例基本相似
2.在組成細胞的化學元素中,占細胞鮮重最多的元素和占細胞干重最多的元素是(　　)
A.C、O
B.O、C
C.C、N
D.O、N
3.下圖表示細胞中各種化合物或主要元素占細胞鮮重的含量,以下按①②③④順序排列,正確的是(　　)
A.水、蛋白質、糖類、脂質;N、H、O、C
B.水、蛋白質、糖類、脂質;O、C、N、H
C.蛋白質、水、脂質、糖類;O、C、H、N
D.蛋白質、水、脂質、糖類;C、O、H、N
4.下列都屬于微量元素的一組是(　　)
A.Fe、Mn、K、B
B.Fe、Mn、Cu、Mo
C.Mn、Ca、Mg、Cu
D.Cu、Ca、K、Zn
5.沙漠中的仙人掌,其細胞中含量最多的化合物是
(　　)
A.水
B.蛋白質
C.無機鹽
D.核酸
6.在家兔細胞中含量最多的有機化合物是(　　)
A.水
B.蛋白質
C.脂質
D.無機鹽
7.生物大分子在生物體的生命活動中具有重要的作用。就組成生物的蛋白質、核酸、糖類、脂質而言,其核心的組成元素是(　　)
A.C
B.H
C.O
D.N
8.土壤中缺硼元素時,植物會出現只“開花不結果”的病癥。在有該病的植株葉面上噴極低濃度的含硼溶液后,病癥即消失,這說明硼是植物體內的(　　)
A.大量元素
B.必需的大量元素
C.必需的微量元素
D.非必需元素
9.下列哪組試劑在使用的過程中必須加熱?(　　)
A.斐林試劑在鑒定還原糖時
B.蘇丹Ⅲ染液在鑒定脂肪時
C.雙縮脲試劑在鑒定蛋白質時
D.碘化鉀在鑒定淀粉時
10.下表表示人體和玉米細胞中部分元素及含量(占細胞干重的質量分數/%)。請回答下面的問題。
元素
O
C
H
N
K
Ca
P
Mg
S
玉米
44.43
43.57
6.24
1.46
0.92
0.23
0.20
0.18
0.17
人
14.62
55.99
7.46
9.33
1.09
4.67
3.11
0.16
0.78
　　(1)組成生物體的最基本元素是　　　　　　　　。?
(2)分析玉米和人體細胞中的元素組成的相同點是　　　　　　　;不同點是　　　　　　。?
(3)清潔空氣中N2占78%,地殼中含量最多的元素是O,而細胞干重含量最多的元素是C。但構成生物體的元素在無機自然界中都能找到。這一事實說明　　　　　　　　　　　。?
11.據“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質”實驗,回答下列問題。
(1)鑒定成熟蘋果肉中是否存在還原糖所用的試劑是　　　　　　　　,該試劑與細胞內還原糖發生作用,形成　　　　沉淀,因此,可用該試劑檢驗糖尿病病人尿液中是否存在　　　　。?
(2)鑒定花生子葉細胞中脂肪的實驗中,能將脂肪染成橘黃色的染液是　　　　,用其染色時,要用酒精來沖洗浮色,這是因為　　　　　　　　。?
(3)鑒定黃豆組織中存在蛋白質時,向組織樣液中加入雙縮脲試劑A液搖勻,再向樣液中加入雙縮脲試劑B液搖勻。其中雙縮脲試劑B液的量只有4滴,而不能過量,為什么?
　　　　　　　　　　　　。?
(4)本實驗注意事項
①斐林試劑極不穩定,其甲液和乙液需　　　　,使用時再臨時混合均勻用于實驗。?
②使用雙縮脲試劑時,應先加　　　　溶液,造成堿性環境,再加　　　　溶液。?
③在還原糖的鑒定中,對試管中溶液加熱時,試管底部不要觸及　　　　,試管口不要朝向　　　　　　　　,以免溶液沸騰時沖出試管造成燙傷。?
④蛋白質的待測組織樣液濃度不能　　　　,以免實驗后粘住試管壁,洗不干凈。?
12.現有無標簽的稀蛋清、葡萄糖、淀粉和淀粉酶(化學成分:蛋白質)溶液各一瓶,可用雙縮脲試劑、斐林試劑和淀粉溶液將它們鑒定出來(淀粉酶可將淀粉水解成還原糖)。請回答下列問題。
(1)用一種試劑將上述四種溶液區分為兩組,這種試劑是　　　　,其中發生顯色反應的一組是　　　　和　　　　溶液,不發生顯色反應的一組是　　　　和　　　　溶液。?
(2)用　　　　試劑區分不發生顯色反應的一組溶液。?
(3)區分發生顯色反應一組溶液的方法及鑒定結果是
?
　。?
參考答案
　　探究一、【自主學習】1.20　無機自然界
2.統一性　差異性
【合作探究】
1.此表中組成地殼和細胞的元素中,均是O元素含量最多。
2.從表中可以看出細胞中含有的元素都是地殼中具有的元素。
3.從表中可以看出細胞中的元素含量和地殼中的元素含量是不同的。
探究二、【自主學習】C　C、H、O、N　C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg　Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu
【合作探究】
1.構成細胞的最基本元素是C。
2.基本元素是C、H、O、N。
3.大量元素是C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等;微量元素是Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo等。
探究三、【自主學習】水　無機鹽　糖類　脂質　蛋白質　核酸
【合作探究】
1.細胞中含量最多的有機化合物是蛋白質,含量最多的無機化合物是水。蛋白質是組成生物體的重要物質,在生命活動中起重要作用,水是生命之源,離開水,生命活動就無法進行。
2.植物的葉肉細胞、果實中通常含有較多的糖類、脂質和蛋白質。如禾谷類的果實中含淀粉(多糖)較多;甘蔗的莖和甜菜的根含蔗糖較多;花生、芝麻種子中含脂質較多;大豆種子中含蛋白質較多,等等。要想從植物的果實中獲得糖類、脂質和蛋白質,就要設法將細胞破碎,再將這些物質提取出來。
【自主總結】水　蛋白質
探究四、某些化學試劑能夠使生物組織中的相關化合物產生特定的顏色反應
【自主總結】(1)斐林試劑　(水浴)加熱　磚紅色　(2)蘇丹Ⅲ染液　(3)雙縮脲試劑　紫色
(一)【自主學習】(1)葡萄糖　果糖　麥芽糖　(2)質量濃度為0.1
g/mL的NaOH　質量濃度為0.05
g/mL的CuSO4　(3)斐林試劑　50~65
℃溫水　產生磚紅色沉淀
【合作探究】
(1)不能,西瓜果肉本身的紅色會干擾對實驗結果的觀察。
(2)不能,甘蔗與甜菜中富含的蔗糖不具有還原性。
【自主總結】富含還原糖的無色或淺色　等量混合,現用現配　50~65
℃水浴加熱
(二)【自主學習】蘇丹Ⅲ染液　50%的酒精　橘黃
【自主總結】蘇丹Ⅲ染液
(三)【自主學習】豆漿、蛋清　(2)質量濃度為0.1
g/mL的NaOH溶液　質量濃度為0.01
g/mL的CuSO4溶液　(3)雙縮脲試劑A液　雙縮脲試劑B液　產生紫色反應
【合作探究】
(1)應先向待測組織樣液中加入1
mL的質量濃度為0.1g/mL的NaOH溶液,混合均勻后再加入4滴質量濃度為0.01g/mL的CuSO4溶液,搖勻后觀察實驗現象。
(2)不能,斐林試劑中乙液為質量濃度為0.05
g/mL的CuSO4溶液,雙縮脲試劑中B液為質量濃度為0.01
g/mL的CuSO4溶液,且斐林試劑和雙縮脲試劑的使用方法也不同。
【自主總結】
斐林試劑
雙縮脲試劑
甲液
乙液
A液
B液
成分
0.1
g/mLNaOH溶液
0.05
g/mLCuSO4溶液
0.1
g/mLNaOH溶液
0.01
g/mLCuSO4溶液
鑒定的物質
還原糖
蛋白質
使用方法
甲液和乙液等量混合
先加A液,再加B液
反應條件
50~65
℃水浴加熱
常溫、常壓
實驗現象
磚紅色沉淀
發生紫色反應
核心素養專練
1.C　2.B　3.D　4.B　5.A　6.B　7.A　8.C　9.A
10.(1)C　(2)組成玉米和人體細胞中元素的種類相同　組成玉米和人體細胞中元素的含量不同　(3)生物界和非生物界既有差異性又有統一性
11.(1)斐林試劑　磚紅色　葡萄糖
(2)蘇丹Ⅲ染液　蘇丹Ⅲ能溶解在酒精中
(3)過量的雙縮脲試劑B液會與A液發生反應,使溶液呈藍色,而掩蓋生成的紫色
(4)①分別配制、儲存　②質量濃度為0.1
g/mL的NaOH　質量濃度為0.01
g/mL的CuSO4　③燒杯底部　有人的方向　④太大
12.(1)雙縮脲試劑　稀蛋清　淀粉酶　葡萄糖　淀粉
(2)斐林試劑　(3)將淀粉溶液分別與發生顯色反應的兩種溶液混合,一段時間后,用斐林試劑分別處理上述兩種混合液,觀察到無顏色變化的溶液是稀蛋清溶液,出現磚紅色沉淀的溶液是淀粉酶溶液

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