高中生物必修1學(xué)案： 第二章 組成細(xì)胞的分子 第1節(jié) 細(xì)胞中的元素和化合物學(xué)案 新人教版必修1

《高中生物必修1學(xué)案： 第二章 組成細(xì)胞的分子 第1節(jié) 細(xì)胞中的元素和化合物學(xué)案 新人教版必修1》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中生物必修1學(xué)案： 第二章 組成細(xì)胞的分子 第1節(jié) 細(xì)胞中的元素和化合物學(xué)案 新人教版必修1（10頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第1節(jié)　細(xì)胞中的元素和化合物 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1．說出組成細(xì)胞元素的種類及功能。(重點(diǎn)) 2．說出組成細(xì)胞化合物的種類。 3．嘗試檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)。(重、難點(diǎn)) 核心概念 大量元素　微量元素　無機(jī)化合物　有機(jī)化合物 一、生物界與非生物界的統(tǒng)一性和差異性 1．__統(tǒng)一____性：從元素種類看，組成細(xì)胞的化學(xué)元素在無機(jī)自然界都能找到，沒有一種元素為細(xì)胞所特有。 2．__差異____性：從元素含量看，各化學(xué)元素在生物體內(nèi)和無機(jī)自然界中的相對(duì)含量大不相同。 二、組成細(xì)胞的元素和化合物 1．組成細(xì)胞的元素 元素 含量： (1)占人體細(xì)胞鮮重最多的元

2、素是__O____。 (2)占人體細(xì)胞干重最多的元素是__C____。 2．組成細(xì)胞的化合物 化合物 含量： (1)占細(xì)胞鮮重比例最高的化合物是__水____。 (2)占細(xì)胞干重比例最高的化合物是__蛋白質(zhì)____。 三、檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì) (一)還原糖的檢測(cè) 1．原理：糖類中的還原糖(如__葡萄糖____、__果糖____、麥芽糖)，與__斐林____試劑作用，生成磚紅色沉淀。 2．試劑 3．步驟 (1)向試管內(nèi)注入2 mL待測(cè)組織樣液。 (2)向試管內(nèi)加入1 mL斐林試劑(甲液和乙液__等量混合均勻____后再注入)。 (3)將試管放入盛有_

3、_50～65_℃溫水____的大燒杯中加熱約2 min。 (4)觀察試管中出現(xiàn)的顏色變化。 (二)脂肪的檢測(cè) 1．原理：脂肪可被蘇丹Ⅲ染液染成__橘黃色____，或被蘇丹Ⅳ染液染成__紅色____。 2．材料：成熟的__花生種子____是最好的選擇，實(shí)驗(yàn)前浸泡3～4 h。 3．試劑：蘇丹Ⅲ染液或蘇丹Ⅳ染液、__體積分?jǐn)?shù)為50%的酒精____溶液。 4．步驟 取材：取花生種子(浸泡后去掉種皮)，用刀片在花生子葉的橫斷面上平行切下若干薄片 　　↓ 制片 　　↓ 觀察：在__低倍鏡____下找到__花生子葉的最薄處____，移到視野中央，然后用__高倍鏡____觀察 (三)蛋

4、白質(zhì)的檢測(cè) 1．原理：蛋白質(zhì)能與__雙縮脲試劑____發(fā)生作用，產(chǎn)生紫色反應(yīng)。 2．試劑 3．步驟 (1)向試管內(nèi)注入2 mL待測(cè)組織樣液。 (2)向試管內(nèi)注入__雙縮脲試劑A液____1 mL，搖勻。 (3)向試管內(nèi)注入__雙縮脲試劑B液____4滴，搖勻。 (4)觀察試管中出現(xiàn)的顏色變化。 (四)淀粉的檢測(cè) 1．原理：淀粉遇__碘液____會(huì)變成__藍(lán)____色。 2．材料：馬鈴薯勻漿。 3．步驟 (1)向試管內(nèi)注入2 mL待測(cè)組織樣液。 (2)向試管內(nèi)滴加2滴__碘液____，觀察顏色變化。 ？思考 1．想一想剛收獲的大豆種子與曬干的大豆種子中含量最多的

5、化合物相同嗎？ 提示：不相同。剛收獲的大豆種子中含量最多的化合物是水，曬干的大豆種子中含量最多的化合物是蛋白質(zhì)。 2．檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)時(shí)，對(duì)于材料的選擇有何統(tǒng)一要求？ 提示：選擇顏色較淺的且相應(yīng)物質(zhì)含量較高的生物組織，避免材料自身顏色對(duì)實(shí)驗(yàn)顏色變化的遮蓋。 3．還原糖的鑒定中，若選用西瓜瓤作為原料是否合適？為什么？ 提示：不合適，西瓜瓤為紅色，會(huì)對(duì)結(jié)果造成顏色干擾。 H　　判斷題 1．生物界和非生物界在組成元素的種類和含量上都相同。(　×　) 2．C、H、O、N、P、Fe、Mn等是組成細(xì)胞的大量元素。(　×　) 3．在人體活細(xì)胞中氧原子的數(shù)目最多。(　×　)

6、 4．細(xì)胞中的一種元素的作用能被其他元素替代。 (　×　) 5．細(xì)胞中的微量元素因含量極少而不如大量元素重要。(　×　) 6．組成細(xì)胞的元素有C、H、O、N等20多種，其中C是最基本的元素。(　√　) 7．組成細(xì)胞的元素同樣存在于自然環(huán)境中，說明生物與非生物具有統(tǒng)一性。(　√　) 8．活細(xì)胞中含量最多的化合物是蛋白質(zhì)。(　×　) 9．構(gòu)成細(xì)胞的任何一種化合物都能在無機(jī)自然界中找到。(　×　) 10．檢測(cè)還原糖的材料可選用番茄果肉。(　×　) 11．檢測(cè)脂肪時(shí)可使用花生種子勻漿。(　√　) 12．還原糖與斐林試劑在水浴加熱條件下生成紅色沉淀，斐林試劑使用時(shí)先加甲液再加乙液。(

7、　×　) 知識(shí)點(diǎn)1　組成細(xì)胞的元素和化合物 Z　 1．組成細(xì)胞的元素的種類和含量 (1)大量元素和微量元素的劃分依據(jù)是元素的含量，而不是生理作用。 (2)無論干重還是鮮重，細(xì)胞中C、H、O和N這四種元素含量最多。 2．構(gòu)成細(xì)胞的最基本元素——C 圖1和圖2分別是人體細(xì)胞鮮重和干重的主要元素含量。無論是鮮重還是干重，組成細(xì)胞的元素中C、O、H、N這四種元素的含量最多。生物大分子都以碳鏈為基本骨架，這表明C是構(gòu)成細(xì)胞的最基本元素。 知識(shí)貼士 (1)大量元素和微量元素只是說明在細(xì)胞中的含量不同，而在生理作用上無大小之分。 (2)細(xì)胞中的元素含量比例中“鮮重≠干重”

8、：O在細(xì)胞鮮重中含量最多，C在細(xì)胞干重中含量最多。 (3)大量元素和微量元素都是生物體所必需的，但生物體內(nèi)含有的元素不一定都是必需元素，如Pb。 3．元素和化合物的含量分析 (1)若用圖3表示人體中含量最多的四種元素的含量： ①在鮮重狀態(tài)下a、b、c、d分別代表的是C、O、H、N。 ②在干重狀態(tài)下a、b、c、d分別代表的是O、C、N、H。 通過上述元素在人體中的含量說明C、H、O、N四種元素為組成生物體的基本元素。 (2)若用該圖表示生物體中化合物的含量，則a、b、c、d分別表示：蛋白質(zhì)、水、脂質(zhì)、糖類。 知識(shí)貼士 ①幾個(gè)“最多” 占細(xì)胞鮮重最多 占細(xì)胞干重最多

9、 元素 O C 化合物 水 一般認(rèn)為是蛋白質(zhì) ②在組成細(xì)胞的各種化合物中，雖然水是含量最多的物質(zhì)，是生命活動(dòng)的最重要的介質(zhì)，地球表面出現(xiàn)了液態(tài)水時(shí)，才具備了生命發(fā)生的條件。現(xiàn)代生物科學(xué)認(rèn)為承擔(dān)生命的“蛋白體”主要是核酸和蛋白質(zhì)的整合體系，因此說細(xì)胞的主要成分是蛋白質(zhì)和核酸。 D　 典例1　(2018·湖北武漢重點(diǎn)中學(xué)期末)如圖所示，圖甲是細(xì)胞中3種化合物含量的扇形圖。圖乙是有活性的細(xì)胞中不同元素含量的柱形圖。下列說法不正確的是(　C　) A．若圖甲表示正常細(xì)胞，則Ⅰ、Ⅱ化合物共有的元素中含量最多的是圖乙中的a B．若圖甲表示細(xì)胞完全脫水后化合物含量的扇形圖，則I化合物中

10、含量最多的元素為圖乙中的b C．圖乙的正常細(xì)胞中數(shù)量最多的元素是c，這與細(xì)胞中含量最多的有機(jī)物有關(guān) D．若圖甲表示正常細(xì)胞，則Ⅱ化合物具有多樣性，其必含的元素為C、H、O、N [解析]　根據(jù)圖甲中各化合物的比例，可判斷正常細(xì)胞中Ⅰ、Ⅱ化合物分別為水和蛋白質(zhì)，它們共有的元素為H、O，而O在活細(xì)胞中含量最多；由圖乙中各元素含量可知，a為O元素，b為C元素，c為H元素，A項(xiàng)正確。細(xì)胞完全脫水后含量最多的化合物為蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是以碳鏈為骨架構(gòu)建的大分子物質(zhì)，其中C含量最多，對(duì)應(yīng)于圖乙中的b，B項(xiàng)正確?；罴?xì)胞中H元素?cái)?shù)量最多，但由于其相對(duì)原子質(zhì)量最小，所以其含量僅排第三，這與活細(xì)胞中含量最多的化合

11、物H2O有關(guān)，H2O是無機(jī)物，C項(xiàng)錯(cuò)誤。 〔變式訓(xùn)練1〕　(2018·撫州高一檢測(cè))恐龍是一種已經(jīng)滅絕的動(dòng)物。請(qǐng)你推測(cè)一下，在組成恐龍的各種元素中，含量最多的四種元素是(　D　) A．C、O、Ca、K　 B．C、H、O、P　 C．O、C、N、P　　 D．C、O、H、N [解析]　C、H、O、N、P、S這六種元素稱為主要元素，其在細(xì)胞鮮重中含量從大到小的順序是O>C>H>N>P>S。 知識(shí)點(diǎn)2　檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì) Z　 1．鑒定有機(jī)物所選取的材料 鑒定物質(zhì) 相應(yīng)材料 還原糖 還原糖含量高、白色或近于白色的植物組織，如蘋果、梨的勻漿 淀粉 馬鈴薯的勻漿

12、脂肪 花生種子 蛋白質(zhì) 大豆組織研磨液或蛋清稀釋液 注意事項(xiàng)： (1)選材 ①富含被檢測(cè)的有機(jī)物，易出現(xiàn)明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 ②材料本身應(yīng)為白色或近于白色，不干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 (2)三類有機(jī)物的檢測(cè)在操作步驟上的差異 ①唯一需要加熱的——還原糖的檢測(cè)，且必須水浴加熱，不能用酒精燈直接加熱，若不加熱，則無磚紅色沉淀出現(xiàn)。 ②唯一需要顯微鏡的——脂肪的檢測(cè)。 ③混合后加入的——斐林試劑；分別加入的——雙縮脲試劑。 (3)實(shí)驗(yàn)操作 ①還原糖檢測(cè)時(shí)，使用水浴加熱，試管底部不要觸及燒杯底部，以防受熱不均勻。 ②檢測(cè)生物組織中的脂肪時(shí)，染色時(shí)間不宜過長，否則脂肪會(huì)溶解在酒精中，使橘黃

13、色消失。 ③蛋白質(zhì)檢測(cè)時(shí)，雙縮脲試劑的加入順序：先加A液，再加B液，而且B液不能過量。目的是先制造堿性環(huán)境。若先加B液或B液過量，會(huì)生成Cu(OH)2，干擾顏色反應(yīng)。 2．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 質(zhì)量濃度為 0.1 g/mL NaOH溶液 質(zhì)量濃度為 0.05 g/mL CuSO4溶液 質(zhì)量濃度為 0.1 g/mL NaOH溶液 質(zhì)量濃度為 0.01 g/mL CuSO4溶液 鑒定物質(zhì) 還原糖 蛋白質(zhì) 添加順序 甲、乙兩液等量混勻后立即使用 先加入A液1 mL，搖勻，再加入B液4滴

14、，搖勻 反應(yīng)條件 50℃～65℃溫水浴加熱 不需加熱，搖勻即可 反應(yīng)現(xiàn)象 淺藍(lán)色→棕色→磚紅色沉淀 淺藍(lán)色→紫色 知識(shí)貼士 有機(jī)化合物鑒定中有關(guān)試劑的幾個(gè)誤區(qū) ①易寫錯(cuò)別字，如“斐林試劑”中的“斐”不可錯(cuò)寫為“翡”，雙縮脲試劑中的“脲”不可錯(cuò)寫為“尿”。 ②斐林試劑只能檢測(cè)具有還原性的糖類，而一些非還原性的糖類，如蔗糖、淀粉等，無法用斐林試劑進(jìn)行檢測(cè)。 ③一切蛋白質(zhì)或二肽以上的多肽都能與雙縮脲試劑發(fā)生反應(yīng)，但與雙縮脲試劑發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)不一定都是蛋白質(zhì)或多肽，如尿素等。 D　 典例2　現(xiàn)提供可配制斐林試劑的溶液：甲液(質(zhì)量濃度為0.1 g/mL的NaOH溶液)、乙液(質(zhì)

15、量濃度為0.05 g/mL的CuSO4溶液)以及蒸餾水。如果充分利用上述試劑及必需的實(shí)驗(yàn)用具，可靈活地鑒別出下列哪些物質(zhì)(　C　) ①葡萄糖?、谡崽恰、畚傅鞍酌?化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì))?、蹹NA A．只有①　 B．①和② C．①和③　 D．②③和④ [解析]　本題提供了蒸餾水，因此質(zhì)量濃度為0.05 g/mL的CuSO4溶液可用蒸餾水稀釋至0.01 g/mL，作為雙縮脲試劑的組成成分。葡萄糖為還原糖，可用斐林試劑檢測(cè)；胃蛋白酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)，可用雙縮脲試劑檢測(cè)。 〔變式訓(xùn)練2〕　(2018·哈爾濱高一檢測(cè))關(guān)于生物組織中還原糖的檢測(cè)，下列敘述正確的是(　A　) A．常見的還原糖包括

16、葡萄糖、果糖、麥芽糖 B．對(duì)還原糖的檢測(cè)用雙縮脲試劑 C．在組織樣液中加入斐林試劑后試管內(nèi)液體呈現(xiàn)無色，加熱后變成磚紅色 D．實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)將剩余的斐林試劑裝入棕色瓶，以便長期保存?zhèn)溆? [解析]　常見的還原糖有葡萄糖、果糖和麥芽糖，A正確；對(duì)還原糖的檢測(cè)用斐林試劑，B錯(cuò)誤；在組織樣液中加入斐林試劑后試管內(nèi)液體呈現(xiàn)藍(lán)色，加熱后變成磚紅色，C錯(cuò)誤；斐林試劑應(yīng)現(xiàn)配現(xiàn)用，不能混合后保存，D錯(cuò)誤。 一、斐林試劑和雙縮脲試劑的比較 比較項(xiàng)目 斐林試劑 雙縮脲試劑 不同點(diǎn) 使用 方法 甲液和乙液混合均勻后即可使用，且現(xiàn)用現(xiàn)配 使用時(shí)先加A液再加B液 顯色反 應(yīng)條件 需水浴加熱

17、 不需加熱即可反應(yīng) 反應(yīng) 原理 還原糖中的醛基或酮基被Cu(OH)2氧化，Cu(OH)2被還原為Cu2O 具有兩個(gè)以上肽鍵的化合物在堿性條件下與Cu2＋反應(yīng)生成絡(luò)合物 顏色 變化 出現(xiàn)磚紅色沉淀 樣液變紫色 濃度 乙液CuSO4溶液的質(zhì)量濃度為0.05 g/mL B液CuSO4溶液的質(zhì)量濃度為0.01 g/mL 相同點(diǎn) 都含有NaOH、CuSO4兩種成分，且所用NaOH溶液的質(zhì)量濃度都是0.1 g/mL 典例3　下列關(guān)于“檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)”實(shí)驗(yàn)操作步驟的敘述，正確的是(　B　) A．用于檢測(cè)還原糖的斐林試劑的甲液和乙液，可直接用于蛋白質(zhì)的檢測(cè)

18、 B．檢測(cè)脂肪時(shí)，需要用顯微鏡才能看到被染成橘黃色的脂肪顆粒 C．檢測(cè)還原糖時(shí)，要加入斐林試劑甲液搖勻后，再加入乙液 D．用于檢測(cè)蛋白質(zhì)的雙縮脲試劑的A液與B液要混合均勻后，再加入含樣液的試管中，且必須現(xiàn)用現(xiàn)配 [解析]　斐林試劑與雙縮脲試劑的成分相同，所用NaOH溶液的濃度相同，但兩者所用CuSO4溶液的濃度不同。檢測(cè)還原糖時(shí)，斐林試劑的甲液、乙液要混合均勻后一次加入，而檢測(cè)蛋白質(zhì)時(shí)要先加入雙縮脲試劑A液，再加入B液。還原糖、蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)是肉眼可見的，而脂肪的檢測(cè)中，脂肪顆粒小且分散在細(xì)胞中，所以需要借助顯微鏡進(jìn)行觀察。 方法點(diǎn)撥：利用“一同三不同”區(qū)分斐林試劑與雙縮脲試劑的方

19、法 “一同”是指都含有NaOH和CuSO4兩種成分，且 NaOH溶液的質(zhì)量濃度都為0.1 g/mL。 “三不同”分別指：(1)使用原理不同。斐林試劑的實(shí)質(zhì)是新配制的Cu(OH)2溶液，雙縮脲試劑的實(shí)質(zhì)是堿性環(huán)境中的Cu2＋。 (2)使用方法不同。鑒定還原糖時(shí)將甲、乙兩液等量混勻后立即使用；鑒定蛋白質(zhì)時(shí)先加A液1 mL搖勻，然后加B液4滴，振蕩搖勻。 (3)CuSO4溶液的濃度不同。斐林試劑中CuSO4溶液的質(zhì)量濃度為0.05 g/mL，雙縮脲試劑中CuSO4溶液的質(zhì)量濃度為0.01 g/mL。 二、走出元素與化合物的3個(gè)誤區(qū) 1．易混淆元素與化合物的干重與鮮重 (1)在組成細(xì)胞的

20、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(xì)胞的化合物中，占鮮重百分比：水>蛋白質(zhì)>脂質(zhì)>糖類；占干重百分比中，蛋白質(zhì)最多。 2．誤以為生物體內(nèi)大量元素重要，微量元素不重要 大量元素、微量元素是根據(jù)元素的含量劃分的。無論是大量元素還是微量元素，都是生物體必需的元素，對(duì)于維持生物體的生命活動(dòng)都起著非常重要的作用。 3．誤以為細(xì)胞內(nèi)含量最多的元素是C 活細(xì)胞內(nèi)含量最多的元素是O，而不是C；組成細(xì)胞干重最多的元素是C。 典例4　下列化學(xué)元素中屬于組成生物體的微量元素的是(　C　) A．Mg B．P C．B　 D．N [解析]　微量元素是B、Z

21、n、Cu、Fe、Mo、Mn，故C正確。其他都是大量元素。 典例5　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．微量元素在生物體內(nèi)含量很少，所以人體不存在微量元素缺乏癥 B．每種元素在不同的生物體內(nèi)的含量都是相同的 C．組成生物體的化學(xué)元素根據(jù)其含量不同分為大量元素和微量元素兩大類 D．組成生物體的大量元素中，C是最基本的元素，在細(xì)胞鮮重中含量總是最多的 [解析]　微量元素在生物體內(nèi)含量很少，卻是維持正常生命活動(dòng)不可缺少的，若缺乏則會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的微量元素缺乏癥，如缺鋅、缺碘都會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的病癥，A項(xiàng)錯(cuò)誤。每種元素在不同的生物體內(nèi)的含量往往都是不同的，B項(xiàng)錯(cuò)誤。生物體中的化

22、學(xué)元素根據(jù)其含量不同可分為大量元素和微量元素，C項(xiàng)正確。組成生物體的大量元素中，C是最基本的元素，但在細(xì)胞鮮重中含量最多的元素是O，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 1．大量元素、微量元素都是生物必需的元素，對(duì)于維持生物體的生命活動(dòng)都起著非常重要的作用。 2．占細(xì)胞鮮重百分比最多的元素是O，占細(xì)胞干重百分比最多的元素是C。 3．占細(xì)胞鮮重百分比最多的化合物是水，占細(xì)胞干重百分比最多的化合物是蛋白質(zhì)。 4．生物界與非生物界的統(tǒng)一性——元素種類大體相同；生物界與非生物界的差異性——元素含量有差異。 5．還原糖的檢測(cè)——斐林試劑(需要水浴加熱)；顏色變化是磚紅色。 6．脂肪的檢測(cè)——蘇丹Ⅲ染液或蘇丹Ⅳ染液；顏色變化是橘黃色或紅色。 7．蛋白質(zhì)的檢測(cè)——雙縮脲試劑；顏色變化是紫色。