資源簡介

生物學 必修1［RJ］（不定項）
人教生物必修1知識梳理及訓練
2.1 細胞中的元素和化合物
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知識點1　組成細胞的元素和化合物
1．組成細胞的元素
(1)生物界與非生物界的統一性和差異性
①統一性：組成細胞的化學元素，在無機自然界中都能夠找到。
②差異性：細胞中各種元素的相對含量與無機自然界的大不相同。
(2)種類：組成細胞的化學元素，常見的有20多種。
(3)組成細胞的元素分類
①分類
基本元素：C、H、O、N。
大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。
微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu等。
②嘗試構建自然界中的元素、組成細胞的常見元素、大量元素、微量元素、基本元素的包含關系圖。
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生物體內含量很少的元素都是微量元素嗎？請說明理由。
提示：不都是。微量元素是生物體內含量很少但又不可缺少的元素。生物體還有一些元素如Pb含量少，但又是非必需的，這些元素不屬于微量元素。
2．組成細胞的化合物
(1)種類
類型 化合物 質量分數/%
無機化合物 水 占70～90
無機鹽 占1～1.5
有機化合物 蛋白質 占7～10
脂質 占1～2
糖類和核酸 占1～1.5
(2)含量
①細胞內含量最多的化合物是水。
②細胞內含量最多的有機化合物是蛋白質。
③實際上，不同生物組織的細胞中各種化合物的含量是有差別的，有的還相差懸殊。
(3)組成細胞的各種元素大多以化合物的形式存在。
知識點2　檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質
1．原理
(1)思路：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。
(2)原理
①糖類
還原糖＋斐林試劑磚紅色沉淀
②脂肪＋蘇丹Ⅲ染液―→橘黃色
③蛋白質＋雙縮脲試劑―→紫色
2．實驗材料及試劑
(1)材料：梨勻漿、葡萄勻漿、白蘿卜勻漿，花生種子，豆漿，鮮肝提取液，雞蛋清稀釋液。
(2)試劑：斐林試劑(甲液：質量濃度為0.1__g/mL的NaOH溶液，乙液：質量濃度為0.05__g/mL的CuSO4溶液)，質量濃度為0.01 g/mL的蘇丹Ⅲ染液，雙縮脲試劑(A液：質量濃度為0.1__g/mL的NaOH溶液，B液：質量濃度為0.01__g/mL的CuSO4溶液)，體積分數為50%的酒精溶液，蒸餾水。
3．實驗流程
(1)還原糖的檢測
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注意
(1)斐林試劑的使用方法
①甲、乙液必須等量混合均勻再使用。
②水浴加熱(50～65 ℃)。
③現配現用。
(2)還原糖檢測時，溶液顏色由藍色→棕色→磚紅色變化的原因是：開始時的藍色是Cu(OH)2的顏色，后來的棕色是藍色和磚紅色的混合色，最后生成較多Cu2O，溶液呈現磚紅色。
(2)脂肪的檢測
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注意
檢測生物組織中的脂肪時，染色時間不宜過長的原因是：染色時間過長，脂肪會溶解到染色劑中。
(3)蛋白質的檢測
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注意
(1)蛋白質檢測時，雙縮脲試劑的加入順序：先加A液，再加B液，且B液不能過量。目的是先制造堿性環境。若先加B液或B液過量，會生成Cu(OH)2，干擾顏色反應。
(2)在蛋白質檢測實驗中，需要將雞蛋清稀釋到一定程度，否則與雙縮脲試劑發生反應后，會黏在試管的內壁上，反應不徹底，試管也不易刷洗。
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INCLUDEPICTURE"本節聚焦.TIF" INCLUDEPICTURE "本節聚焦.TIF" \* MERGEFORMAT
1．細胞中常見的元素有哪些？
答案　組成細胞的化學元素，常見的有20多種，大量元素有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等，微量元素有Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。
2．組成細胞的主要化合物有哪些？
答案　組成細胞的主要化合物有水、無機鹽、蛋白質、核酸、糖類、脂質等。
3．怎樣檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質？
答案　檢測還原性糖類一般選取斐林試劑水浴加熱，呈現磚紅色沉淀；檢測蛋白質應用雙縮脲試劑，呈現紫色；檢測脂肪選用蘇丹Ⅲ染液，呈現橘黃色。
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1．(目標1)人是雜食動物，通過攝入動植物及其產物來獲得化合物和元素，則人體內和其所食用的動植物體內的化學元素(　　)
A．種類和含量差異都很大
B．種類大體相同，含量上有差異
C．種類和含量都大體相同
D．種類差異很大，含量大體相同
答案　B
2．(目標2)一般情況下，活細胞中含量最多的化合物是(　　)
A．水 B．葡萄糖
C．蛋白質 D．無機鹽
答案　A
3．(目標3)在還原糖、脂肪、蛋白質的檢測實驗中，最佳的一組實驗材料依次是(　　)
①西瓜　②油菜籽　③花生種子?、芾妗、萏鸩说膲K根　⑥豆漿
A．④②⑥ B．⑤②⑥
C．①②⑥ D．④③⑥
答案　D
解析　還原糖的檢測要求實驗材料富含還原糖且是淺色或白色；脂肪、蛋白質的檢測分別要求實驗材料含有豐富的脂肪、蛋白質。因此，最佳的一組實驗材料是④梨、③花生種子和⑥豆漿。甜菜的塊根含有豐富的蔗糖，不是還原糖，西瓜中富含還原糖，但西瓜汁有顏色，不利于實驗現象觀察，因此甜菜的塊根和西瓜不能作為還原糖檢測的實驗材料；油菜籽雖含較多脂肪，但體積小不易操作，不適合作為脂肪檢測的材料。
4．(不定項)(目標1和2)如圖為在生物體內的元素含量關系圖，下列表述不正確的是(　　)
A．Ⅰ在非生物界中都能找到，體現了生物界與非生物界的差異性
B．Ⅱ含量雖少，但對于生物體正常生命活動不可缺少
C．Ⅱ和Ⅲ均為必需元素，一旦缺乏就可能會導致相應的病癥產生
D．P、S、K、Ca、Zn都屬于大量元素
答案　AD
解析　組成生物體的各種化學元素，在自然界中都能找到，沒有一種化學元素是細胞所特有的，這體現了生物界與非生物界具有統一性，A錯誤；微量元素含量雖少，但卻是生物體正常生命活動不可缺少的，B正確；大量元素和微量元素均為必需元素，一旦缺乏可能會導致相應的病癥產生，C正確；Zn屬于微量元素，D錯誤。
5．(目標3)根據“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)檢測還原糖所用的試劑是________，該試劑極不穩定，使用時需________，檢測還原糖時還需要進行的處理方法是__________________。
(2)檢測脂肪的實驗中，蘇丹Ⅲ染液能將脂肪染成________。用其染色時，要用酒精沖洗，目的是________。
(3)檢測黃豆組織中存在蛋白質時，首先向試管內注入2 mL待測組織樣液，再向組織樣液中加入雙縮脲試劑，其中雙縮脲試劑B液的量不能過量，這是因為________________________________________________________。
答案　(1)斐林試劑　現配現用　水浴加熱(放入盛有50～65 ℃溫水的大燒杯中加熱)
(2)橘黃色　洗去浮色
(3)過量的雙縮脲試劑B液會與A液反應，使溶液呈藍色，而掩蓋生成的紫色
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INCLUDEPICTURE"題型2-1-2.TIF" INCLUDEPICTURE "題型2-1-2.TIF" \* MERGEFORMAT
[例1]　下列關于實驗操作步驟的敘述，正確的是(　　)
A．用于檢測還原糖的NaOH溶液和CuSO4溶液，可直接用于蛋白質的鑒定
B．檢測脂肪時需要用顯微鏡才能看到被染成橘黃色的脂肪顆粒
C．檢測還原糖時，要先加入NaOH溶液搖勻后，再加入CuSO4溶液
D．用于檢測蛋白質的NaOH溶液與CuSO4溶液要混合均勻后，再加入含樣品的試管中，且必須現配現用
解題分析　斐林試劑甲液與雙縮脲試劑A液成分及濃度相同，但斐林試劑的乙液與雙縮脲試劑B液成分相同，濃度不相同，因此斐林試劑甲液和乙液不可直接用于蛋白質鑒定，A錯誤；用斐林試劑檢測還原糖時，要將甲液和乙液等量混合均勻后再使用，C錯誤；用雙縮脲試劑檢測蛋白質時，要先加A液，后加B液，D錯誤。
答案　B
[例2]　(不定項)如圖所示為物質鑒定的兩個實驗方案，下列相關敘述正確的是(　　)
A．圖1方案中2 min后試管內未出現磚紅色沉淀
B．若圖2的實驗方案是用于鑒定蛋白質的，則圖中的A液是0.01 g/mL的CuSO4溶液
C．用圖2方案鑒定蛋白質時，搖勻后溶液會變成紫色
D．用斐林試劑鑒定某無色液體時，若出現了磚紅色沉淀，則表明該無色液體中含有葡萄糖
解題分析　圖1中用斐林試劑鑒定還原糖時，沒有進行水浴加熱，所以試管內不會出現磚紅色沉淀，A正確；若圖2的實驗方案是用于鑒定蛋白質的，則所用試劑為雙縮脲試劑，A液為0.1 g/mL的NaOH溶液，B液為0.01 g/mL的CuSO4溶液，搖勻后產生紫色反應，B錯誤，C正確；用斐林試劑檢測時出現了磚紅色沉淀只能證明樣液中含有還原糖，但不能證明具體是哪種還原糖，D錯誤。
答案　AC
技法提升
1．斐林試劑和雙縮脲試劑的“一同三不同”
2．實驗操作
三類有機物檢測時的兩個唯一：
唯一需要加熱的是：還原糖的檢測。
唯一需要顯微鏡觀察的是：脂肪的切片檢測。
INCLUDEPICTURE"課時作業.TIF" INCLUDEPICTURE "課時作業.TIF" \* MERGEFORMAT
[單項選擇題]
INCLUDEPICTURE"圓點.TIF" INCLUDEPICTURE "圓點.TIF" \* MERGEFORMAT 知識點一　生物界和非生物界的統一性和差異性
1．C、H、N這3種化學元素在組成人體的化學成分中，質量分數共占73%左右(占細胞干重百分比)，而這3種元素在巖石圈中，質量分數還不到1%。這個事實說明(　　)
A．生物界與非生物界具有統一性
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．生物界具有特殊性
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一性，而題中所強調的是相對含量的不同，即差異性。
INCLUDEPICTURE"圓點.TIF" INCLUDEPICTURE "圓點.TIF" \* MERGEFORMAT 知識點二　組成細胞的元素和化合物
2．下列關于生物體元素的敘述，錯誤的是(　　)
A．微量元素是生物維持正常生命活動所必需的，是含量很少的元素
B．B、Zn、Cu等都屬于微量元素
C．C、H、O、N屬于大量元素
D．所有的占生物體總質量萬分之一以下的元素都是微量元素
答案　D
解析　微量元素是指生物維持正常生命活動所必需的，但細胞中含量很少的一些元素，包括Fe、Zn、B、Cu、Mo、Mn等，有些元素(如某些重金屬元素)在生物體內的含量雖然很少，但不是生物體生命活動所必需的，與微量元素的概念不符，D錯誤。
3．下列各種物質在活細胞中的含量從少到多的正確順序是(　　)
A．核酸、無機鹽、蛋白質、水
B．無機鹽、蛋白質、核酸、水
C．蛋白質、水、糖類、核酸
D．脂質、蛋白質、無機鹽、核酸
答案　A
解析　活細胞內含量最多的化合物是水，其次是蛋白質。核酸、無機鹽、蛋白質、水在細胞內的含量依次升高，A正確。
4．研究表明缺硒可導致克山病?？松讲∈且环N地方性心肌病，急重癥病人可發生猝死。營養學和流行病學界專家認為，成人每天硒的攝取量約40～100 μg就可滿足人體需要。根據資料，下列解釋不正確的是(　　)
A．硒是人體必需的化學元素
B．硒在人體生長發育過程中的作用不可替代
C．硒的作用重大，只要有了硒，人體就能正常生長發育
D．硒是人體必需的微量元素
答案　C
解析　人體生長發育需要多種大量元素和微量元素，而不是只要有硒人體就能正常生長發育，C錯誤。
5．下表表示人體和玉米細胞中部分含量較多的元素的含量(占細胞干重的質量分數/%)，下列說法不正確的是(　　)
元素 O C H N
玉米 44.43 43.57 6.24 1.46
人 14.62 55.99 7.46 9.33
A.玉米和人的細胞中所含有的元素的種類大致相同
B．玉米和人的細胞中所含元素含量的差異與其組成的化合物有關
C．細胞中常見元素根據其作用大小分為大量元素和微量元素
D．若在鮮重中，玉米和人的細胞中元素的含量會有變化
答案　C
解析　玉米和人的細胞中所含有的元素的種類大致相同，但各種元素的含量有差異，A正確；組成細胞的元素主要以化合物的形式存在，玉米和人的細胞中所含元素含量的差異與其組成的化合物有關，B正確；細胞中的元素按含量高低分為大量元素和微量元素，C錯誤；與干重相比，鮮重中包含更多水分子，故若在鮮重中，玉米和人的細胞中各元素的含量會有變化，D正確。
INCLUDEPICTURE"圓點.TIF" INCLUDEPICTURE "圓點.TIF" \* MERGEFORMAT 知識點三　檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質
6．下列為達成實驗目的而進行的相應實驗操作，不正確的是(　　)
選項 實驗目的 實驗操作
A 觀察花生子葉切片中的脂肪顆粒 用蘇丹Ⅲ染色后，再用酒精洗去浮色
B 鑒定還原性糖 斐林試劑直接滴加在蘋果的切面上即可完成
C 檢測蛋白質 先加入雙縮脲試劑A，再加雙縮脲試劑B
D 鑒定生物組織中的淀粉 滴加碘液
答案　B
解析　脂肪鑒定實驗中，用蘇丹Ⅲ染色后，再用酒精洗去浮色，便于觀察，A正確；用斐林試劑鑒定還原糖時需要水浴加熱，B錯誤；用雙縮脲試劑鑒定蛋白質時，應該先加入雙縮脲試劑A，再加雙縮脲試劑B，C正確；檢測淀粉應該用碘液，淀粉遇碘液變藍色，D正確。
7．檢測生物組織中的還原糖、脂肪和蛋白質的實驗中，下列敘述不正確的是(　　)
A．斐林試劑的本質是氫氧化銅溶液，該試劑呈藍色，配制成功后可裝入瓶中長期備用
B．雙縮脲試劑的本質是堿性環境的銅離子
C．檢測組織細胞中含有脂肪，需要制作臨時裝片，用顯微鏡觀察
D．檢測可溶性還原糖需水浴加熱，其顏色變化過程為：藍色→棕色→磚紅色
答案　A
8．在1、3、5號試管中分別加入2 mL蒸餾水，2、4、6號試管中分別加入2 mL發芽的小麥種子勻漿樣液，然后在1～4號試管中適量滴加斐林試劑，5、6號試管中合理滴加雙縮脲試劑，搖勻。如圖所示，有關實驗現象的描述正確的是(　　)
A．所有試管中只有1、5號呈藍色
B．3組實驗中甲組和乙組的實驗結果相同
C．4號試管內呈磚紅色，其余試管內都呈藍色
D．4號試管內呈磚紅色，6號試管內呈紫色
答案　D
解析　發芽小麥種子勻漿中含有還原糖和蛋白質等物質，還原糖和斐林試劑在水浴加熱條件下反應生成磚紅色沉淀，而蛋白質和雙縮脲試劑反應呈紫色，不能發生反應的試管中則呈現出斐林試劑或雙縮脲試劑原本的顏色，即藍色，因此試管1、2、3、5號呈藍色，4號呈磚紅色，6號呈紫色，D正確。
[不定項選擇題]
9．化學元素組成了細胞中的各種化合物，下列關于生物體中元素的敘述，正確的是(　　)
A．組成生物體的元素都可以從無機自然界找到
B．各種動植物所含有的大量元素的種類基本相同
C．所占生物體總質量萬分之一以下的元素都是微量元素
D．水母是富含水的生物，其干重中最多的元素是氧元素
答案　AB
解析　水母鮮重中含量最多的元素是氧，干重中含量最多的是碳元素，D錯誤。
10．油菜種子成熟過程中部分有機物的變化如圖所示，將不同成熟階段的種子制成勻漿后檢測，結果正確的是(　　)
選項 取樣時間 檢測試劑 檢測結果
A 第10天 斐林試劑 不顯色
B 第20天 雙縮脲試劑 不顯色
C 第30天 蘇丹Ⅲ染液 橘黃色
D 第40天 碘液 藍色
答案　C
解析　分析曲線可知，油菜種子在成熟過程中，可溶性還原糖和淀粉不斷轉化為脂肪儲存起來。第10天時仍然存在較多的可溶性還原糖，可溶性還原糖與斐林試劑在水浴加熱條件下會出現磚紅色沉淀，A錯誤；細胞中含量最多的有機物是蛋白質，所以在第20天用雙縮脲試劑檢測會出現紫色，B錯誤；在第30天時，脂肪含量較高，脂肪與蘇丹Ⅲ染液發生反應呈現橘黃色，C正確；在第40天時，淀粉已經消耗殆盡，用碘液檢測不會發生顯色反應，D錯誤。
11．隨著新生兒疾病篩查工作的廣泛開展，越來越多的苯丙酮尿癥患者被早期確診，并可及時對其進行低苯丙氨酸飲食治療，嚴格限制高蛋白食物攝入。對患者在治療過程中體內主要礦物元素的含量進行檢測，結果報告如下，下列分析正確的是(　　)
A.這是對5種微量元素的檢測
B．這些元素含量有多有少，但都是人體正常生命活動所不可缺少的
C．患者組鋅含量低于對照組，可能是飲食治療導致鋅攝入不足導致
D．外界環境變化和體內細胞代謝活動的進行，不會導致檢測結果發生變化
答案　BC
解析　外界環境變化和體內細胞代謝活動的進行，會影響細胞對礦質元素的吸收，所以可能會導致檢測結果發生變化，D錯誤。
[非選擇題]
12．現有無標簽的稀蛋清、葡萄糖、淀粉和淀粉酶溶液各一瓶，可用雙縮脲試劑、斐林試劑和淀粉溶液將它們鑒別出來(注：淀粉酶是蛋白質，可催化淀粉水解成麥芽糖)。
(1)用一種試劑可將上述四種溶液區分為2組，這種試劑是____________，其中發生顏色反應的一組是______________溶液，不發生顏色反應的是____________溶液。
(2)用________試劑區分不發生顏色反應的一組溶液。
(3)區分發生顏色反應的一組溶液的方法及鑒定結果是：發生顏色反應組的兩種溶液各取少許，置于不同的試管中，分別滴加5滴________溶液，充分振蕩，靜置半小時。向靜置后的反應液中加入斐林試劑，水浴加熱后，出現磚紅色沉淀的為________溶液。
答案　(1)雙縮脲試劑　稀蛋清、淀粉酶　葡萄糖、淀粉
(2)斐林
(3)淀粉　淀粉酶
解析　(1)稀蛋清的主要成分是蛋白質，葡萄糖和淀粉是糖類，淀粉酶是蛋白質?？蓪⑺姆N溶液區分為2組的試劑是雙縮脲試劑，發生顏色反應的是稀蛋清和淀粉酶溶液，不發生顏色反應的是葡萄糖和淀粉溶液。
(2)用斐林試劑區分不發生顏色反應的一組溶液，水浴加熱后能產生磚紅色沉淀的是葡萄糖溶液，不發生顏色反應的是淀粉溶液。
(3)發生顏色反應的一組是稀蛋清和淀粉酶溶液，淀粉酶能催化淀粉水解為麥芽糖，麥芽糖為還原糖，所以取兩種溶液少許置于不同試管中，分別加入淀粉溶液，充分振蕩，靜置半小時后加入斐林試劑，水浴加熱后出現磚紅色沉淀的是淀粉酶溶液。
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