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第2章 組成細(xì)胞的分子
第1節(jié) 細(xì)胞中的元素和化合物
1.通過比較組成玉米細(xì)胞和人體細(xì)胞的元素及含量的異同點(diǎn)，歸納不同細(xì)胞元素組成的相似性和差異性。（科學(xué)思維）
2.說出細(xì)胞的主要元素組成有C、 、 、 、 、 。（生命觀念、科學(xué)思維）
3.歸納總結(jié)細(xì)胞中主要化合物的種類及其相對(duì)含量。（科學(xué)思維）
4.嘗試檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)，完成相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作。（科學(xué)探究）
一、組成細(xì)胞的元素
1.生物體與無機(jī)自然界的關(guān)系
（1）統(tǒng)一性：組成細(xì)胞的化學(xué)元素，在無機(jī)自然界中都能夠找到，沒有一種化學(xué)元素為細(xì)胞所特有。
（2）差異性：生物體與無機(jī)自然界相比，各種元素的相對(duì)______大不相同。
含量
2.組成細(xì)胞的元素的種類、含量和存在形式
（1）來源：生物體有選擇地從____________中獲取元素。
（2）含量：占玉米細(xì)胞和人體細(xì)胞干重較多的四種元素是_______________。
（3）種類
大量元素：C、 、 、 、 、 、_____________等。
微量元素：____、 、 、 、B、 等。
（4）存在形式：大多以________的形式存在。
無機(jī)自然界
C、 、 、
、 、

化合物
二、組成細(xì)胞的化合物
1.種類
（1）無機(jī)化合物：水和________。
（2）有機(jī)化合物：蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、____________。
2.含量（一般情況下）
（1）細(xì)胞中含量最多的化合物是____。
（2）細(xì)胞中含量最多的有機(jī)化合物是________。
無機(jī)鹽
糖類和核酸
水
蛋白質(zhì)
三、檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)
1.實(shí)驗(yàn)原理（連線）
2.實(shí)驗(yàn)流程
（1）還原糖的檢測(cè)和觀察
還原糖
白色或近于白色
斐林試劑
磚紅色沉淀
（2）脂肪的檢測(cè)和觀察
蘇丹Ⅲ染液
酒精溶液
橘黃
（3）蛋白質(zhì)的檢測(cè)和觀察
A
B
紫
任務(wù)1 組成細(xì)胞的元素
活動(dòng)1 比較組成地殼和組成細(xì)胞的部分元素含量 表
組成地殼和組成細(xì)胞的部分元素含量 表
元素 地殼 細(xì)胞
48.60 65.0
26.30 極少
C 0.087 18.0
0.03 3.0
0.76 10.0
1.與無機(jī)環(huán)境相比，有沒有哪一種元素是細(xì)胞所特有的？
提示 沒有，組成細(xì)胞的化學(xué)元素都可以從無機(jī)自然界中找到。
2.細(xì)胞中的元素含量和無機(jī)環(huán)境中的元素含量相同嗎？為什么？
提示 大不相同。生物體有選擇地從無機(jī)自然界中獲取組成自身的物質(zhì)。
3.在一定程度上生物界與非生物界既有統(tǒng)一性，又有差異性，你認(rèn)同這個(gè)觀點(diǎn)嗎 請(qǐng)說明理由。
提示 認(rèn)同，統(tǒng)一性體現(xiàn)在元素種類上，差異性體現(xiàn)在元素含量上。
活動(dòng)2 閱讀課本P16，分析玉米細(xì)胞和人體細(xì)胞的部分元素及含量（干重，質(zhì)量分?jǐn)?shù)）一表
1.兩種細(xì)胞中含量較多的四種元素相同嗎？怎么理解這種現(xiàn)象？
提示 相同，在玉米細(xì)胞和人體細(xì)胞中含量較多的四種元素都是C、H、O、N。這是因?yàn)橛衩准?xì)胞和人體細(xì)胞都是構(gòu)成生物體的基本單位，體現(xiàn)細(xì)胞生命活動(dòng)的物質(zhì)（糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸等）都含有C、H、O，其中蛋白質(zhì)、核酸中還含有N。
2.細(xì)胞中有些元素含量很少，是否意味著它們不重要？
提示 細(xì)胞中有些元素含量很少，但是卻有重要作用，如在玉米細(xì)胞中，S只有
， 只有 ，但很多蛋白質(zhì)中含有S，葉綠體中的葉綠素含有 ，如果
缺少S或 ，細(xì)胞就不能合成這些蛋白質(zhì)或葉綠素。
3.比較組成玉米細(xì)胞和人體細(xì)胞的元素種類和含量，能得出什么結(jié)論？
提示 組成不同生物體的化學(xué)元素種類大體相同，但不同生物體內(nèi)同種化學(xué)元素含量有差異。
4.繪制構(gòu)建自然界的組成元素、組成細(xì)胞的元素、大量元素、微量元素、含量較多的元素等的關(guān)系圖。
提示
認(rèn)知生成
1.細(xì)胞中含量較多的四種元素：C、 、 、 。
2.鮮重條件下，細(xì)胞中含量最多的化合物為水，C、 、 、 四種元素含量排序?yàn)?br/>；干重條件下，細(xì)胞中含量最多的化合物為蛋白質(zhì)，C、 、 、 四
種元素含量排序?yàn)? 。
3.不同細(xì)胞中的元素種類大致相同，說明生物具有共同的物質(zhì)基礎(chǔ)。
例1 下列有關(guān)組成生物體的化學(xué)元素的敘述，正確的是( )。
C
A.人體缺 和缺 都會(huì)引起相關(guān)疾病，故 和 是大量元素
B.人體細(xì)胞中含量較少的元素均為微量元素
C. 、 、 、 、 都是大量元素
D.大量元素是人體必需的元素，而微量元素不是人體必需的元素
[解析] 是微量元素，不是大量元素，A錯(cuò)誤；人體細(xì)胞中含量較少且身體必需的元素才是微量元素，B錯(cuò)誤；大量元素和微量元素都是人體必需的元素，D錯(cuò)誤。
對(duì)點(diǎn)練1 圖甲是有活性的細(xì)胞中元素含量的柱形圖，圖乙是細(xì)胞中化合物含量的扇形
圖，下列說法正確的是( )。
B
A.若圖甲表示組成人體細(xì)胞的元素的含量，
則 、 、 依次是 、 、
B.若圖乙表示細(xì)胞干重中化合物的含量，則
Ⅰ是蛋白質(zhì)
C.青蛙細(xì)胞和玉米細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)元素在種類
和含量上基本相同
D.地殼與活細(xì)胞中含量最多的元素都是 ，
因此說明生物界與非生物界具有統(tǒng)一性
[解析] 組成人體細(xì)胞的元素含量的關(guān)系為 ，故 、 、 分別為 、C、 ，A錯(cuò)誤；細(xì)胞干重中含量最多的化合物是蛋白質(zhì)，故Ⅰ是蛋白質(zhì)，B正確；不同生物體細(xì)胞內(nèi)的元素在種類上基本相同，在含量上有區(qū)別，C錯(cuò)誤；生物界與非生物界具有統(tǒng)一性是指組成細(xì)胞的化學(xué)元素在無機(jī)自然界中都能找到，沒有一種化學(xué)元素為細(xì)胞所特有，D錯(cuò)誤。
任務(wù)2 組成細(xì)胞的化合物
活動(dòng)3 閱讀課本P17，分析圖中數(shù)據(jù)并回答下列問題
1.細(xì)胞中的化合物包括哪兩大類 含量最多的化合物和含量最多的有機(jī)化合物分別是什么 有機(jī)化合物大致分為哪幾類
提示 無機(jī)化合物和有機(jī)化合物。水、蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、糖類和核酸等。
2.將細(xì)胞內(nèi)含有的各種物質(zhì)配齊，并按照它們?cè)诩?xì)胞中的比例放在一個(gè)試管中，能構(gòu)成一個(gè)生命系統(tǒng)嗎 為什么？
提示 不能，因?yàn)樯到y(tǒng)內(nèi)部是一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)有序的結(jié)構(gòu)，不是由物質(zhì)隨意堆砌而成的。
3.梨的果實(shí)和葉片的細(xì)胞中所含化合物的種類和含量有什么明顯的差別？
提示 梨的果實(shí)細(xì)胞中糖類和水等物質(zhì)多，不含葉綠素。
4.預(yù)測(cè)梨、雞蛋清等物質(zhì)可能含有的有機(jī)物種類，如何證明預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性？
提示 每一種生物組織細(xì)胞含有的化合物種類是多樣的，可通過顏色反應(yīng)來驗(yàn)證生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)。
活動(dòng)4 檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)
1.還原糖的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中，能將梨換成西瓜、草莓嗎 選用甘蔗作為還原糖檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)材料，合適嗎
提示 不能，西瓜、草莓本身的顏色會(huì)干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果。不合適，甘蔗中的糖主要為蔗糖，屬于非還原糖，不適用于還原糖的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)。
2.斐林試劑（呈藍(lán)色）與還原糖混合后，為保證受熱均勻，水浴加熱過程中要注意什么問題 加熱過程中試管內(nèi)顏色變化是怎樣的
提示 試管底部不能接觸燒杯底部，試管內(nèi)液面低于燒杯內(nèi)液面。藍(lán)色 棕色 磚紅色。
3.在做蛋白質(zhì)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，觀察到溶液顏色不是紫色，而是藍(lán)色，最可能的原因是什么？
提示 雙縮脲試劑B液的量過多，因?yàn)檫^多的雙縮脲試劑B液會(huì)與雙縮脲試劑A液反應(yīng)生
成 ，使溶液呈藍(lán)色，進(jìn)而掩蓋實(shí)驗(yàn)生成的紫色。
4.現(xiàn)有斐林試劑的甲液、乙液和蒸餾水，如何檢測(cè)蛋白質(zhì)樣液？
提示 斐林試劑的甲液、乙液的成分分別與雙縮脲試劑的A液、B液成分相同，只是斐林試劑的乙液的質(zhì)量濃度比雙縮脲試劑B液的大，故只需用蒸餾水稀釋斐林試劑乙液即可。
5.觀察花生子葉脂肪細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)中，如果使用過低濃度或過高濃度的酒精溶液對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有哪些影響？
提示 酒精溶液濃度過低不足以洗去染液，視野將充滿橘黃色；過高則會(huì)影響脂肪細(xì)胞的染色，觀察不到脂肪顆粒。
6.不同生物材料中有機(jī)化合物的種類、含量一樣嗎？這對(duì)我們選擇食物有什么啟發(fā)？
提示 不同生物材料中有機(jī)化合物的種類、含量不同。因此，我們應(yīng)選擇多種多樣的食物，保證獲得全面的營養(yǎng)。
認(rèn)知生成
試劑名稱 斐林試劑 雙縮脲試劑
成分 甲液 乙液 A液 B液
質(zhì)量濃度為 的 溶液 質(zhì)量濃度為 的 溶液 質(zhì)量濃度為 的 溶液 質(zhì)量濃度為
的
溶液
反應(yīng)原理 加熱條件下，含醛基的可溶性還原糖 將 還原為磚紅色的 沉 淀 堿性條件下， 與肽鍵作用， 生成紫色絡(luò)合物
試劑名稱 斐林試劑 雙縮脲試劑
使用方法 甲液、乙液等量混合，現(xiàn)配現(xiàn)用 先加A液 ，搖勻，再加B液4
滴，搖勻
反應(yīng)條件 水浴加熱 無須加熱
反應(yīng)現(xiàn)象 藍(lán)色 棕色 磚紅色 淺藍(lán)色 紫色
續(xù)表
例2 下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是( )。
A
①檢測(cè)還原糖時(shí)，要先加入斐林試劑甲液并搖勻，再加入乙液
②制作花生子葉臨時(shí)裝片檢測(cè)脂肪時(shí)，需用顯微鏡才能看到被染成橘黃色的脂肪顆粒
③用雙縮脲試劑檢測(cè)蛋白質(zhì)與用碘液檢測(cè)淀粉，呈現(xiàn)的顏色相同
④用斐林試劑檢測(cè)還原糖時(shí)需要水浴加熱
⑤脂肪的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中需要用清水洗去浮色
⑥蛋白質(zhì)的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中，先加入雙縮脲試劑A液，再加入雙縮脲試劑B液，或先加雙縮脲試劑B液，再加入雙縮脲試劑A液，只要分別加入即可
A.②④ B.①②③ C.②③④⑥ D.④⑤⑥
[解析] 檢測(cè)還原糖時(shí)，需要將斐林試劑的甲液和乙液混合后再加入，①錯(cuò)誤；用雙縮脲試劑檢測(cè)蛋白質(zhì)時(shí)，發(fā)生的是紫色反應(yīng)，而淀粉遇碘液會(huì)變成藍(lán)色，③錯(cuò)誤；脂肪的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中需要用體積分?jǐn)?shù)為 的酒精溶液洗去浮色，⑤錯(cuò)誤；蛋白質(zhì)的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先加入雙縮脲試劑A液，搖勻后再加入雙縮脲試劑B液，目的是先形成堿性環(huán)境，然后發(fā)生紫色反應(yīng)，⑥錯(cuò)誤。綜上所述，A正確。
&1& 三類有機(jī)物檢測(cè)在操作步驟上的“三個(gè)唯一”
1.唯一需要加熱——還原糖的檢測(cè)。若不加熱，則無磚紅色沉淀出現(xiàn)。
2.唯一需要顯微鏡——脂肪的觀察。
3.唯一需要使用酒精——脂肪的檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)中用體積分?jǐn)?shù)為 的酒精洗去浮色。
對(duì)點(diǎn)練2 （不定項(xiàng)）用碘液、蘇丹Ⅲ染液和雙縮脲試劑測(cè)得甲、乙、丙三種植物的干
種子中三大類有機(jī)物的顏色反應(yīng)如下表，其中“ ”的數(shù)量代表顏色的深淺程度。下列
有關(guān)說法正確的是( )。
試劑 碘液 蘇丹Ⅲ染液 雙縮脲試劑
甲
乙
丙
A.乙種子中主要含蛋白質(zhì)
B.碘液、蘇丹Ⅲ染液和雙縮脲試劑與相應(yīng)的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，顏色分別是藍(lán)色、橘黃色和紫色
C.在觀察顏色時(shí)有可能用到顯微鏡
D.這三種試劑的使用均不需要水浴加熱
BCD
[解析] 乙種子遇蘇丹Ⅲ染液反應(yīng)顏色最深，說明脂肪含量最高，A錯(cuò)誤；碘液鑒定淀粉時(shí)會(huì)顯藍(lán)色，蘇丹Ⅲ染液會(huì)將脂肪染成橘黃色，雙縮脲試劑與蛋白質(zhì)發(fā)生紫色反應(yīng)，B正確；在脂肪的檢測(cè)和觀察時(shí)，制作花生子葉臨時(shí)裝片，需要用光學(xué)顯微鏡觀察子葉細(xì)胞的著色情況，C正確；脂肪、淀粉和蛋白質(zhì)的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)均不需要水浴加熱，用斐林試劑檢測(cè)還原糖時(shí)需要水浴加熱，D正確。
素能提升 通過科學(xué)實(shí)踐，嘗試解決生活中的生物學(xué)問題（社會(huì)責(zé)任）
脫脂奶粉中不含糖類和脂肪，受到老年人的喜愛。某研究學(xué)習(xí)小組以檢驗(yàn)?zāi)撤N脫脂奶粉是否合格為課題，他們搜集資料發(fā)現(xiàn)：①全脂奶粉含有蛋白質(zhì)、脂肪和蔗糖等成分，脫脂奶粉含有高蛋白、低脂肪等特點(diǎn)；②假冒脫脂奶粉有兩種——一是用全脂奶粉冒充，二是用淀粉冒充。
1.如何檢測(cè)是不是用淀粉冒充的脫脂奶粉？
提示 取少量采集來的“脫脂奶粉”配制成適當(dāng)濃度的溶液，向其滴加 滴碘液，觀
察顏色變化。若變藍(lán)則證明是用淀粉假冒的，反之則不是。
2.如何檢測(cè)是不是用全脂奶粉冒充的脫脂奶粉？
提示 將采集來的“脫脂奶粉”、全脂奶粉各少許分別配制成溶液，加入A、B兩支試管
中，向兩支試管中各滴加 滴蘇丹Ⅲ染液，比較兩支試管中的顏色差（深淺）。
若A、B兩支試管的橘黃色對(duì)比不明顯，則證明是用全脂奶粉假冒的；若A試管的顏色
比B試管的明顯更淺，則證明不是用全脂奶粉假冒的。
3.通過以上檢測(cè)，并不能完全肯定是正宗的脫脂奶粉，還需要如何檢測(cè)？
提示 脫脂奶粉還含有高蛋白，需要使用雙縮脲試劑對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。
例3 （2023·眉山月考）某生物興趣小組以一種白色野果為實(shí)驗(yàn)材料，進(jìn)行了有機(jī)物的
檢測(cè)。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( )。
B
A.將果實(shí)切片后用碘液染色，若出現(xiàn)藍(lán)色，則說明野果中含有淀粉
B.加入斐林試劑并水浴加熱，若溶液呈磚紅色，則說明野果中含有果糖
C.利用雙縮脲試劑檢測(cè)該野果中的蛋白質(zhì)，需要先加 液，搖勻后再加 液
D.用蘇丹Ⅲ染液染色后，在高倍鏡下觀察到橘黃色顆粒，說明野果中含有脂肪
[解析] 加入斐林試劑并水浴加熱，溶液呈磚紅色，說明該野果中含有還原糖，但不一定是果糖，B錯(cuò)誤。
對(duì)點(diǎn)練3 現(xiàn)有無標(biāo)簽的稀蛋清、葡萄糖、淀粉酶和淀粉各一瓶（注：淀粉酶的化學(xué)本
質(zhì)是蛋白質(zhì)，淀粉酶能使淀粉水解為麥芽糖），不能將它們?nèi)胯b定出來的一組試劑
是( )。
D
A.雙縮脲試劑、斐林試劑 B.碘液、斐林試劑
C.碘液、雙縮脲試劑 D.蘇丹Ⅲ染液、碘液
[解析] 稀蛋清和淀粉酶都是蛋白質(zhì)，所以可以利用雙縮脲試劑將題干中的四種溶液分為兩組，能發(fā)生紫色反應(yīng)的是稀蛋清和淀粉酶，不能發(fā)生紫色反應(yīng)的是葡萄糖和淀粉；葡萄糖是還原糖，淀粉不是，所以可以利用斐林試劑將淀粉和葡萄糖鑒定出來，然后將淀粉加入兩種蛋白質(zhì)溶液中，加入斐林試劑并水浴加熱，出現(xiàn)磚紅色沉淀的是淀粉酶，無變化的是稀蛋清，A不符合題意。碘液和斐林試劑能鑒定出淀粉和葡萄糖，再將淀粉加入剩余的兩種溶液中，再滴加碘液，若藍(lán)色消失，則是淀粉酶，若沒有變化，則是稀蛋清，B不符合題意。結(jié)合A、B項(xiàng)分析可知，C不符合題意。碘液能將淀粉和淀粉酶區(qū)分開，但蘇丹Ⅲ染液能將脂肪染成橘黃色，添加蘇丹Ⅲ染液不能鑒定出稀蛋清和葡萄糖，D符合題意。
課堂小結(jié)
課堂小測(cè)
1.判斷下列表述是否正確。
（1） 、 、 、 、 、 、B、 等是組成細(xì)胞的微量元素。( )
×
（2）在細(xì)胞中含量少的元素都是微量元素。( )
×
（3）大量元素在細(xì)胞內(nèi)作用重大，微量元素在細(xì)胞中的作用微小。( )
×
（4）組成細(xì)胞的元素全部以化合物的形式存在。( )
×
（5）占細(xì)胞鮮重最多的有機(jī)化合物是蛋白質(zhì)。( )
√
2.請(qǐng)將適合的材料編號(hào)填到下面橫線上。
.白蘿卜勻漿 .花生種子 .豆?jié){ .梨勻漿 .雞蛋清稀釋液
.葡萄勻漿 .馬鈴薯勻漿 .芝麻種子 .西瓜汁
（1）還原糖檢測(cè)：_________。

（2）脂肪檢測(cè)：____。

（3）蛋白質(zhì)檢測(cè)：___。
第1節(jié)　細(xì)胞中的元素和化合物
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.通過比較組成玉米細(xì)胞和人體細(xì)胞的元素及含量的異同點(diǎn),歸納不同細(xì)胞元素組成的相似性和差異性。(科學(xué)思維)
2.說出細(xì)胞的主要元素組成有C、H、O、N、P、S。(生命觀念、科學(xué)思維)
3.歸納總結(jié)細(xì)胞中主要化合物的種類及其相對(duì)含量。(科學(xué)思維)
4.嘗試檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì),完成相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作。(科學(xué)探究)
【自主預(yù)習(xí)】
一、組成細(xì)胞的元素
1.生物體與無機(jī)自然界的關(guān)系
(1)統(tǒng)一性:組成細(xì)胞的化學(xué)元素,在無機(jī)自然界中都能夠找到,沒有一種化學(xué)元素為細(xì)胞所特有。
(2)差異性:生物體與無機(jī)自然界相比,各種元素的相對(duì)　含量　大不相同。
2.組成細(xì)胞的元素的種類、含量和存在形式
(1)來源:生物體有選擇地從　無機(jī)自然界　中獲取元素。
(2)含量:占玉米細(xì)胞和人體細(xì)胞干重較多的四種元素是　C、H、O、N　。
(3)種類
大量元素:C、H、O、N、P、S、　K、Ca、Mg　等。
微量元素:　Fe　、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。
(4)存在形式:大多以　化合物　的形式存在。
二、組成細(xì)胞的化合物
1.種類
(1)無機(jī)化合物:水和　無機(jī)鹽　。
(2)有機(jī)化合物:蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、　糖類和核酸　。
2.含量(一般情況下)
(1)細(xì)胞中含量最多的化合物是　水　。
(2)細(xì)胞中含量最多的有機(jī)化合物是　蛋白質(zhì)　。
三、檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)
1.實(shí)驗(yàn)原理(連線)
檢測(cè)物質(zhì)　　　使用試劑　　　　　顏色變化
A.還原糖 a.蘇丹Ⅲ染液 Ⅰ.磚紅色沉淀
B.脂肪 b.雙縮脲試劑 Ⅱ.橘黃色
C.蛋白質(zhì) c.斐林試劑 Ⅲ.紫色
　　【提示】　A-c-Ⅰ　B-a-Ⅱ　C-b-Ⅲ
2.實(shí)驗(yàn)流程
(1)還原糖的檢測(cè)和觀察
(2)脂肪的檢測(cè)和觀察
(3)蛋白質(zhì)的檢測(cè)和觀察
【合作探究】
任務(wù)1　組成細(xì)胞的元素
活動(dòng)1　比較組成地殼和組成細(xì)胞的部分元素含量(%)表
組成地殼和組成細(xì)胞的部分元素含量(%)表
元素 地殼 細(xì)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.與無機(jī)環(huán)境相比,有沒有哪一種元素是細(xì)胞所特有的
　　【提示】　沒有,組成細(xì)胞的化學(xué)元素都可以從無機(jī)自然界中找到。
2.細(xì)胞中的元素含量和無機(jī)環(huán)境中的元素含量相同嗎 為什么
　　【提示】　大不相同。生物體有選擇地從無機(jī)自然界中獲取組成自身的物質(zhì)。
3.在一定程度上生物界與非生物界既有統(tǒng)一性,又有差異性,你認(rèn)同這個(gè)觀點(diǎn)嗎 請(qǐng)說明理由。
　　【提示】　認(rèn)同,統(tǒng)一性體現(xiàn)在元素種類上,差異性體現(xiàn)在元素含量上。
活動(dòng)2　閱讀課本P16,分析玉米細(xì)胞和人體細(xì)胞的部分元素及含量(干重,質(zhì)量分?jǐn)?shù))一表
1.兩種細(xì)胞中含量較多的四種元素相同嗎 怎么理解這種現(xiàn)象
　　【提示】　相同,在玉米細(xì)胞和人體細(xì)胞中含量較多的四種元素都是C、H、O、N。這是因?yàn)橛衩准?xì)胞和人體細(xì)胞都是構(gòu)成生物體的基本單位,體現(xiàn)細(xì)胞生命活動(dòng)的物質(zhì)(糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸等)都含有C、H、O,其中蛋白質(zhì)、核酸中還含有N。
2.細(xì)胞中有些元素含量很少,是否意味著它們不重要
　　【提示】　細(xì)胞中有些元素含量很少,但是卻有重要作用,如在玉米細(xì)胞中,S只有0.17%,Mg只有0.18%,但很多蛋白質(zhì)中含有S,葉綠體中的葉綠素含有Mg,如果缺少S或Mg,細(xì)胞就不能合成這些蛋白質(zhì)或葉綠素。
3.比較組成玉米細(xì)胞和人體細(xì)胞的元素種類和含量,能得出什么結(jié)論
　　【提示】　組成不同生物體的化學(xué)元素種類大體相同,但不同生物體內(nèi)同種化學(xué)元素含量有差異。
4.繪制構(gòu)建自然界的組成元素、組成細(xì)胞的元素、大量元素、微量元素、含量較多的元素等的關(guān)系圖。
　　【提示】　
認(rèn)知生成
1.細(xì)胞中含量較多的四種元素:C、H、O、N。
2.鮮重條件下,細(xì)胞中含量最多的化合物為水,C、H、O、N四種元素含量排序?yàn)镺>C>H>N;干重條件下,細(xì)胞中含量最多的化合物為蛋白質(zhì),C、H、O、N四種元素含量排序?yàn)镃>O>N>H。
3.不同細(xì)胞中的元素種類大致相同,說明生物具有共同的物質(zhì)基礎(chǔ)。
例1　下列有關(guān)組成生物體的化學(xué)元素的敘述,正確的是(　　)。
A.人體缺Fe和缺Ca都會(huì)引起相關(guān)疾病,故Fe和Ca是大量元素
B.人體細(xì)胞中含量較少的元素均為微量元素
C.C、H、O、N、P都是大量元素
D.大量元素是人體必需的元素,而微量元素不是人體必需的元素
　　【答案】　C
【解析】　Fe是微量元素,不是大量元素,A錯(cuò)誤;人體細(xì)胞中含量較少且身體必需的元素才是微量元素,B錯(cuò)誤;大量元素和微量元素都是人體必需的元素,D錯(cuò)誤。
對(duì)點(diǎn)練1　圖甲是有活性的細(xì)胞中元素含量的柱形圖,圖乙是細(xì)胞中化合物含量的扇形圖,下列說法正確的是(　　)。
A.若圖甲表示組成人體細(xì)胞的元素的含量,則a、b、c依次是O、H、C
B.若圖乙表示細(xì)胞干重中化合物的含量,則Ⅰ是蛋白質(zhì)
C.青蛙細(xì)胞和玉米細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)元素在種類和含量上基本相同
D.地殼與活細(xì)胞中含量最多的元素都是a,因此說明生物界與非生物界具有統(tǒng)一性
　　【答案】　B
【解析】　組成人體細(xì)胞的元素含量的關(guān)系為O>C>H,故a、b、c分別為O、C、H,A錯(cuò)誤;細(xì)胞干重中含量最多的化合物是蛋白質(zhì),故Ⅰ是蛋白質(zhì),B正確;不同生物體細(xì)胞內(nèi)的元素在種類上基本相同,在含量上有區(qū)別,C錯(cuò)誤;生物界與非生物界具有統(tǒng)一性是指組成細(xì)胞的化學(xué)元素在無機(jī)自然界中都能找到,沒有一種化學(xué)元素為細(xì)胞所特有,D錯(cuò)誤。
任務(wù)2　組成細(xì)胞的化合物
活動(dòng)3　閱讀課本P17,分析圖中數(shù)據(jù)并回答下列問題
1.細(xì)胞中的化合物包括哪兩大類 含量最多的化合物和含量最多的有機(jī)化合物分別是什么 有機(jī)化合物大致分為哪幾類
　　【提示】　無機(jī)化合物和有機(jī)化合物。水、蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、糖類和核酸等。
2.將細(xì)胞內(nèi)含有的各種物質(zhì)配齊,并按照它們?cè)诩?xì)胞中的比例放在一個(gè)試管中,能構(gòu)成一個(gè)生命系統(tǒng)嗎 為什么
　　【提示】　不能,因?yàn)樯到y(tǒng)內(nèi)部是一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)有序的結(jié)構(gòu),不是由物質(zhì)隨意堆砌而成的。
3.梨的果實(shí)和葉片的細(xì)胞中所含化合物的種類和含量有什么明顯的差別
　　【提示】　梨的果實(shí)細(xì)胞中糖類和水等物質(zhì)多,不含葉綠素。
4.預(yù)測(cè)梨、雞蛋清等物質(zhì)可能含有的有機(jī)物種類,如何證明預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性
　　【提示】　每一種生物組織細(xì)胞含有的化合物種類是多樣的,可通過顏色反應(yīng)來驗(yàn)證生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)。
活動(dòng)4　檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)
1.還原糖的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中,能將梨換成西瓜、草莓嗎 選用甘蔗作為還原糖檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)材料,合適嗎
　　【提示】　不能,西瓜、草莓本身的顏色會(huì)干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果。不合適,甘蔗中的糖主要為蔗糖,屬于非還原糖,不適用于還原糖的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)。
2.斐林試劑(呈藍(lán)色)與還原糖混合后,為保證受熱均勻,水浴加熱過程中要注意什么問題 加熱過程中試管內(nèi)顏色變化是怎樣的
　　【提示】　試管底部不能接觸燒杯底部,試管內(nèi)液面低于燒杯內(nèi)液面。藍(lán)色→棕色→磚紅色。
3.在做蛋白質(zhì)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)時(shí),觀察到溶液顏色不是紫色,而是藍(lán)色,最可能的原因是什么
　　【提示】　雙縮脲試劑B液的量過多,因?yàn)檫^多的雙縮脲試劑B液會(huì)與雙縮脲試劑A液反應(yīng)生成Cu(OH)2,使溶液呈藍(lán)色,進(jìn)而掩蓋實(shí)驗(yàn)生成的紫色。
4.現(xiàn)有斐林試劑的甲液、乙液和蒸餾水,如何檢測(cè)蛋白質(zhì)樣液
　　【提示】　斐林試劑的甲液、乙液的成分分別與雙縮脲試劑的A液、B液成分相同,只是斐林試劑的乙液的質(zhì)量濃度比雙縮脲試劑B液的大,故只需用蒸餾水稀釋斐林試劑乙液即可。
5.觀察花生子葉脂肪細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)中,如果使用過低濃度或過高濃度的酒精溶液對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有哪些影響
　　【提示】　酒精溶液濃度過低不足以洗去染液,視野將充滿橘黃色;過高則會(huì)影響脂肪細(xì)胞的染色,觀察不到脂肪顆粒。
6.不同生物材料中有機(jī)化合物的種類、含量一樣嗎 這對(duì)我們選擇食物有什么啟發(fā)
　　【提示】　不同生物材料中有機(jī)化合物的種類、含量不同。因此,我們應(yīng)選擇多種多樣的食物,保證獲得全面的營養(yǎng)。
認(rèn)知生成
試劑名稱 斐林試劑 雙縮脲試劑
成分 甲液 乙液 A液 B液
質(zhì)量濃度為0.1 g/mL的NaOH溶液 質(zhì)量濃度為0.05 g/mL的CuSO4溶液 質(zhì)量濃度為0.1 g/mL的NaOH溶液 質(zhì)量濃度為0.01 g/mL的CuSO4溶液
反應(yīng)原理 加熱條件下,含醛基的可溶性還原糖將Cu(OH)2還原為磚紅色的Cu2O沉淀 堿性條件下,Cu2+與肽鍵作用,生成紫色絡(luò)合物
使用方法 甲液、乙液等量混合,現(xiàn)配現(xiàn)用 先加A液1 mL,搖勻,再加B液4滴,搖勻
反應(yīng)條件 水浴加熱 無須加熱
反應(yīng)現(xiàn)象 藍(lán)色→棕色→磚紅色 淺藍(lán)色→紫色
例2　下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)的敘述,正確的是(　　)。
①檢測(cè)還原糖時(shí),要先加入斐林試劑甲液并搖勻,再加入乙液
②制作花生子葉臨時(shí)裝片檢測(cè)脂肪時(shí),需用顯微鏡才能看到被染成橘黃色的脂肪顆粒
③用雙縮脲試劑檢測(cè)蛋白質(zhì)與用碘液檢測(cè)淀粉,呈現(xiàn)的顏色相同
④用斐林試劑檢測(cè)還原糖時(shí)需要水浴加熱
⑤脂肪的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中需要用清水洗去浮色
⑥蛋白質(zhì)的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中,先加入雙縮脲試劑A液,再加入雙縮脲試劑B液,或先加雙縮脲試劑B液,再加入雙縮脲試劑A液,只要分別加入即可
A.②④　　 B.①②③　　 C.②③④⑥　　 D.④⑤⑥
　　【答案】　A
【解析】　檢測(cè)還原糖時(shí),需要將斐林試劑的甲液和乙液混合后再加入,①錯(cuò)誤;用雙縮脲試劑檢測(cè)蛋白質(zhì)時(shí),發(fā)生的是紫色反應(yīng),而淀粉遇碘液會(huì)變成藍(lán)色,③錯(cuò)誤;脂肪的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中需要用體積分?jǐn)?shù)為50%的酒精溶液洗去浮色,⑤錯(cuò)誤;蛋白質(zhì)的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先加入雙縮脲試劑A液,搖勻后再加入雙縮脲試劑B液,目的是先形成堿性環(huán)境,然后發(fā)生紫色反應(yīng),⑥錯(cuò)誤。綜上所述,A正確。
【易錯(cuò)提醒】　　三類有機(jī)物檢測(cè)在操作步驟上的“三個(gè)唯一”
1.唯一需要加熱——還原糖的檢測(cè)。若不加熱,則無磚紅色沉淀出現(xiàn)。
2.唯一需要顯微鏡——脂肪的觀察。
3.唯一需要使用酒精——脂肪的檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)中用體積分?jǐn)?shù)為50%的酒精洗去浮色。
對(duì)點(diǎn)練2　(不定項(xiàng))用碘液、蘇丹Ⅲ染液和雙縮脲試劑測(cè)得甲、乙、丙三種植物的干種子中三大類有機(jī)物的顏色反應(yīng)如下表,其中“+”的數(shù)量代表顏色的深淺程度。下列有關(guān)說法正確的是(　　)。
試劑 碘液 蘇丹Ⅲ染液 雙縮脲試劑
甲 ++++ ++ +
乙 ++ ++++ ++
丙 + ++ ++++
A.乙種子中主要含蛋白質(zhì)
B.碘液、蘇丹Ⅲ染液和雙縮脲試劑與相應(yīng)的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),顏色分別是藍(lán)色、橘黃色和紫色
C.在觀察顏色時(shí)有可能用到顯微鏡
D.這三種試劑的使用均不需要水浴加熱
　　【答案】　BCD
【解析】　乙種子遇蘇丹Ⅲ染液反應(yīng)顏色最深,說明脂肪含量最高,A錯(cuò)誤;碘液鑒定淀粉時(shí)會(huì)顯藍(lán)色,蘇丹Ⅲ染液會(huì)將脂肪染成橘黃色,雙縮脲試劑與蛋白質(zhì)發(fā)生紫色反應(yīng),B正確;在脂肪的檢測(cè)和觀察時(shí),制作花生子葉臨時(shí)裝片,需要用光學(xué)顯微鏡觀察子葉細(xì)胞的著色情況,C正確;脂肪、淀粉和蛋白質(zhì)的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)均不需要水浴加熱,用斐林試劑檢測(cè)還原糖時(shí)需要水浴加熱,D正確。
素能提升　通過科學(xué)實(shí)踐,嘗試解決生活中的生物學(xué)問題(社會(huì)責(zé)任)
　　脫脂奶粉中不含糖類和脂肪,受到老年人的喜愛。某研究學(xué)習(xí)小組以檢驗(yàn)?zāi)撤N脫脂奶粉是否合格為課題,他們搜集資料發(fā)現(xiàn):①全脂奶粉含有蛋白質(zhì)、脂肪和蔗糖等成分,脫脂奶粉含有高蛋白、低脂肪等特點(diǎn);②假冒脫脂奶粉有兩種——一是用全脂奶粉冒充,二是用淀粉冒充。
1.如何檢測(cè)是不是用淀粉冒充的脫脂奶粉
　　【提示】　取少量采集來的“脫脂奶粉”配制成適當(dāng)濃度的溶液,向其滴加1~2滴碘液,觀察顏色變化。若變藍(lán)則證明是用淀粉假冒的,反之則不是。
2.如何檢測(cè)是不是用全脂奶粉冒充的脫脂奶粉
　　【提示】　將采集來的“脫脂奶粉”、全脂奶粉各少許分別配制成溶液,加入A、B兩支試管中,向兩支試管中各滴加2~3滴蘇丹Ⅲ染液,比較兩支試管中的顏色差(深淺)。若A、B兩支試管的橘黃色對(duì)比不明顯,則證明是用全脂奶粉假冒的;若A試管的顏色比B試管的明顯更淺,則證明不是用全脂奶粉假冒的。
3.通過以上檢測(cè),并不能完全肯定是正宗的脫脂奶粉,還需要如何檢測(cè)
　　【提示】　脫脂奶粉還含有高蛋白,需要使用雙縮脲試劑對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。
例3　(2023·眉山月考)某生物興趣小組以一種白色野果為實(shí)驗(yàn)材料,進(jìn)行了有機(jī)物的檢測(cè)。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)。
A.將果實(shí)切片后用碘液染色,若出現(xiàn)藍(lán)色,則說明野果中含有淀粉
B.加入斐林試劑并水浴加熱,若溶液呈磚紅色,則說明野果中含有果糖
C.利用雙縮脲試劑檢測(cè)該野果中的蛋白質(zhì),需要先加A液,搖勻后再加B液
D.用蘇丹Ⅲ染液染色后,在高倍鏡下觀察到橘黃色顆粒,說明野果中含有脂肪
　　【答案】　B
【解析】　加入斐林試劑并水浴加熱,溶液呈磚紅色,說明該野果中含有還原糖,但不一定是果糖,B錯(cuò)誤。
對(duì)點(diǎn)練3　現(xiàn)有無標(biāo)簽的稀蛋清、葡萄糖、淀粉酶和淀粉各一瓶(注:淀粉酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),淀粉酶能使淀粉水解為麥芽糖),不能將它們?nèi)胯b定出來的一組試劑是(　　)。
A.雙縮脲試劑、斐林試劑
B.碘液、斐林試劑
C.碘液、雙縮脲試劑
D.蘇丹Ⅲ染液、碘液
　　【答案】　D
【解析】　稀蛋清和淀粉酶都是蛋白質(zhì),所以可以利用雙縮脲試劑將題干中的四種溶液分為兩組,能發(fā)生紫色反應(yīng)的是稀蛋清和淀粉酶,不能發(fā)生紫色反應(yīng)的是葡萄糖和淀粉;葡萄糖是還原糖,淀粉不是,所以可以利用斐林試劑將淀粉和葡萄糖鑒定出來,然后將淀粉加入兩種蛋白質(zhì)溶液中,加入斐林試劑并水浴加熱,出現(xiàn)磚紅色沉淀的是淀粉酶,無變化的是稀蛋清,A不符合題意。碘液和斐林試劑能鑒定出淀粉和葡萄糖,再將淀粉加入剩余的兩種溶液中,再滴加碘液,若藍(lán)色消失,則是淀粉酶,若沒有變化,則是稀蛋清,B不符合題意。結(jié)合A、B項(xiàng)分析可知,C不符合題意。碘液能將淀粉和淀粉酶區(qū)分開,但蘇丹Ⅲ染液能將脂肪染成橘黃色,添加蘇丹Ⅲ染液不能鑒定出稀蛋清和葡萄糖,D符合題意。
【隨堂檢測(cè)】
課堂小結(jié) 課堂小測(cè)
1.判斷下列表述是否正確。 (1)Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等是組成細(xì)胞的微量元素。 (×) (2)在細(xì)胞中含量少的元素都是微量元素。 (×) (3)大量元素在細(xì)胞內(nèi)作用重大,微量元素在細(xì)胞中的作用微小。 (×) (4)組成細(xì)胞的元素全部以化合物的形式存在。 (×) (5)占細(xì)胞鮮重最多的有機(jī)化合物是蛋白質(zhì)。 (√) 2.請(qǐng)將適合的材料編號(hào)填到下面橫線上。 a.白蘿卜勻漿　b.花生種子　c.豆?jié){　d.梨勻漿　e.雞蛋清稀釋液　f.葡萄勻漿　g.馬鈴薯勻漿　h.芝麻種子　i.西瓜汁 (1)還原糖檢測(cè):　。 (2)脂肪檢測(cè):　。 (3)蛋白質(zhì)檢測(cè):　。 　　【提示】　(1)adf　(2)bh　(3)ce
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