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高一生物人教版必修一配套课件 2-1 细胞中的元素和化合物


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第1节 细胞中的元素和化合物

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课程标准? 课程标准没有做具体要求,但本节内容具有统领全章的作用。

活动建议:检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质。
课标解读 1.简述组成细胞的主要元素。说出构成细胞的最基本元素是碳。

2.认同生命的物质性。
3.尝试检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质,探讨细胞中主 要化合物的种类。
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组成细胞的元素和化合物

1.细胞中常见的化学元素有 20多 种,其中(1)大量元素有

C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg


等;(2)微量元素

Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo

等;(3)构成细胞的元素含量

最多的是C、H、O、N ;(4)构成细胞的最基本元素是 C ;(5)占 细胞干重最多的元素是 C ,占细胞鲜重最多的元素是O 。

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2.组成细胞的各种元素大多以 化合物 的形式存在。组成细胞的化

合物包括 无机化合物 和 有机化合物 两大类,无机化合物包括水和
无机盐,有机化合物主要包括糖类、脂质、 蛋白质 、 核酸 。占细 胞鲜重最多的化合物是水 ,占细胞干重最多的化合物是蛋白质。 [思维激活1] “沙漠勇士”骆驼与“水中美人”睡莲的细胞中含量 最多的化合物分别是什么?

提示

均是水。

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1.元素的统一性和差异性

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2.组成细胞的元素种类和含量

(1)为便于记忆,可用谐音“她(C)请(H)杨(O)丹(N)留(S)人(P)盖(Ca) 美(Mg)家(K)”记忆大量元素,用“铁(Fe)锰(Mn)碰(B)新(Zn)木

(Mo)桶(Cu)”记忆微量元素。
(2)大量元素和微量元素都是生物必需的元素,但生物体含有的元 素却不一定是生物必需的元素。
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3.组成细胞的元素的主要作用 (1)维持机体生命活动,如K+可保持心肌正常兴奋性,B可促进植

物花粉管的伸长。
(2)组成化合物,如糖类、脂质、蛋白质和核酸中都含有C、H、O 元三种素。 特别提醒 干重”。 做相关习题时需注意区分是“细胞鲜重”还是“细胞

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【巩固1】 如图表示人体细胞中各种化合物或主要元素占细胞鲜重 的含量,以下按①②③④顺序排列,正确的是( )。

A.水、蛋白质、糖类、脂质;N、H、O、C
B.蛋白质、糖类、脂质、水;O、C、N、H C.水、蛋白质、脂质、糖类;H、O、C、N D.蛋白质、水、脂质、糖类;C、O、H、N

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解析

本题主要考查细胞中各种元素和化合物含量的多少,解答

时应注意以下几点: ①明确细胞是鲜重状态还是干重状态。 ②分析图中各物质含量高低顺序是②>①>③>④. ③回忆细胞中各元素和化合物的含量。

答案

D

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检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质

1.思路
生物组织中某些有机化合物能与某些化学试剂发生特定 的 颜色反应 。

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2.原理
化合物 还原糖 淀粉 试剂 斐林试剂 碘液 苏丹Ⅲ染液 颜色变化 砖红色 蓝色 橘黄色 红色 紫色

脂肪
苏丹Ⅳ染液 蛋白质 双缩脲试剂

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3.实验过程 (1)还原糖的检测和观察 选材 含糖量较高、

白色或近于白色

的植物组织

制备组织样液 (制浆― 一层纱布过滤― 取液) → →

显色反应

结论 组织样液中含有还原糖
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(2)脂肪的检测和观察 方法一:花生种子匀浆+3滴苏丹Ⅲ染液― 橘黄色 → 方法二: 取材 将花生种子(浸泡过的)的子叶削成薄片

制片 ?①取最理想的薄片 ? ?②染色:在薄片上滴2~3滴苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液,染色3 min ? ?③去浮色:用体积分数为50%的酒精溶液 ?④制成临时装片 ?
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观察 在低倍显微镜下找到已着色的圆形小颗粒,然后换

高倍显微镜 观察

结论 花生种子中含有脂肪

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4.蛋白质的检测和观察 选材 大豆组织研磨液或蛋清 稀释 液

显色反应

结论 大豆组织样液中含有蛋白质

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[思维激活2] 能否用西瓜汁(富含葡萄糖)、甘蔗汁(富含蔗糖)作为检 测生物组织中是否含有还原糖的理想材料?

提示

都不能。西瓜汁含有红色色素,会掩盖颜色反应;蔗糖是

非还原糖。

[思维激活3] 检测蛋白质时,向待测液中滴加的NaOH溶液是1 mL, 而滴加的CuSO4溶液仅仅是4滴,试分析原因? 提示 CuSO4中的Cu2+是蓝色,滴加过多时,会掩盖颜色反应。

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1.实验材料的选择
由于本实验是利用颜色反应检测不同的物质,因此在实验选材上 应注意两点:①材料本身应白色或近于白色,以免对实验结果产 生干扰;②材料应富含相关物质,使现象更明显。

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2.斐林试剂与双缩脲试剂的比较 斐林试剂 甲液 乙液 双缩脲试剂 A液 质量浓度为 0.05 g/mL CuSO4溶液 B液 质量浓度为 NaOH溶液

成分及 质量浓度为 其浓度 0.1 g/mL

NaOH溶液0.1
g/mL

0.01 g/mL CuSO4溶液

鉴定
物质

还原糖

蛋白质

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添加 甲乙两液等量混匀后立即 顺序 使用 反应 50~65 ℃水浴加热

先加入A液1 mL,摇匀, 再加入B液4滴,摇匀 不需加热,摇匀即可

条件
反应

现象

样液呈砖红色沉淀

样液呈紫色

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3.检测组织样液中的化合物时,最好留部分组织样液以作对照。检

测蛋白质时,若使用鸡蛋清作实验材料,必须用蛋清稀释液,否
则反应不彻底,实验后蛋清会粘在试管壁上,不易洗刷。

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【巩固2】 下列对生物体中有关化合物的检测实验不正确的是
( )。

选项 鉴定对象
A 淀粉

试剂
碘液

颜色
蓝色

水浴加热
不需要

生物材料
脱色的材料 含糖量高的白色 植物组织 豆浆、牛奶、鸡

B

还原糖

斐林试剂

砖红色

需要

C D

蛋白质 脂肪

双缩脲试剂 苏丹Ⅳ
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紫色 红色

需要 不需要

蛋清
花生种子

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解析

淀粉遇碘变蓝色;脂肪被苏丹Ⅳ染成红色(或被苏丹Ⅲ染成

橘黄色);蛋白质与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应;还原糖

(如葡萄糖、果糖等)与斐林试剂发生作用,生成砖红色沉淀。在以
上四个颜色反应中,只有还原糖的鉴定需要加热。 答案 C

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组成细胞的元素和化合物
【例1】 下图1是细胞中化合物含量的扇形图,图2是有活性 的细胞中元素含量的柱形图,下列说法正确的是( )。

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A.若图1表示细胞鲜重,则A、B化合物依次是蛋白质、H2O O C.地壳与活细胞中含量最多的元素都是a,因此说明生物界与非 生物界具有统一性 D.若图1表示细胞完全脱水后化合物含量,则A化合物是蛋白质

B.若图2表示组成人体细胞的元素含量,则a、b、c依次是C、H、

思维导图:

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深度剖析

细胞鲜重中水含量最高,蛋白质次之,A项错;活细胞

中元素含量是O>C>H,B项错;生物界与非生物界的统一性表现 在元素的种类上,C项错. 答案 D 细胞中元素和化合物的含量关系

规律方法

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生物组织中糖类、脂肪和蛋白质的检测 【例2】 下列关于“检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质”实验操 作步骤的叙述中,正确的是( )。

A.用于鉴定还原糖的斐林试剂甲液和乙液,可直接用于蛋白质的

鉴定
B.若要鉴定花生种子细胞中是否含有脂肪,一定需要用显微镜观 察 C.鉴定可溶性还原糖时,要加入斐林试剂(甲液和乙液等量混合 均匀再加入)

D.用双缩脲试剂鉴定蛋白质时,需水浴加热2 min才能看到紫色
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思维导图:

深度剖析

斐林试剂和双缩脲试剂不完全相同,且用双缩脲试剂

检测蛋白质时不需加热。鉴定脂肪也可用组织样液,而不需显微
镜。

答案

C

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规律方法

比较思维的运用

比较思维是解题常用方法之一,通过比较可以发现各种物质之间 的区别和联系,深化对知识的理解,如本节中大量元素与微量元 素的比较、斐林试剂与双缩脲试剂的比较、鉴定反应中各种颜色

的比较等。

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——————————探究性实验的程序—————————

技法必备 探究性实验的一般程序是:观察现象→提出问题→作出假设→设 计实验→预期实验结果→进行实验→分析实验结果→得出结论。

探究性实验的实验现象或预期是不确定的,出现的可能性都要进
行分析讨论。

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能力展示

洋葱在欧美被誉为“蔬菜皇后”,其肥大的鳞茎中含糖类8.5%,
每100 g含维生素A 5 mg、维生素C 9.3 mg、钙(Ca)45 mg、磷(P)50 mg、铁(Fe)8 mg,以及18种氨基酸,是不可多得的保健食品。那 么洋葱肥大的鳞茎中所含有的糖类是淀粉还是可溶性还原糖?生 物学兴趣小组的同学以此作为研究课题。请你帮助他们完成下面 的实验研究报告。

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(1)实验目的:探究洋葱肥大的鳞茎中所含的糖是淀粉还是可溶性 还原糖。 (2) 实 验 原 理 : 淀 粉 可 用 ________ 来 检 测 , 可 溶 性 还 原 糖 可 用 ________试剂来检测。

(3)实验器材:洋葱、所需试剂和仪器等(略)。
(4)实验步骤: Ⅰ.鉴定可溶性还原糖 ①制备洋葱组织样液,取样液2 mL注入试管; ②________________________________________;

③观察颜色变化。
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Ⅱ.鉴定淀粉

①制备洋葱组织样液,取样液2 mL注入试管;
②________________________________; ③观察颜色变化。 (5)预期实验结果与结论: 现 象 ①若步骤Ⅰ出现________ 步骤Ⅱ出现________ ②若步骤Ⅰ________ 步骤Ⅱ________ 结 论

说明洋葱鳞茎中所含的糖类既有 还原糖又有淀粉 说明洋葱鳞茎中所含的糖类只有 还原糖而没有淀粉

③若__________________
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说明洋葱鳞茎中所含的糖类 __________________
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解析

本实验是探究性实验,目的是探究洋葱鳞茎中所含的糖类

是淀粉还是可溶性还原糖。因此向洋葱组织样液中加入碘液,若

出现蓝色,说明含有淀粉;加入斐林试剂,水浴加热2 min后,若
出现砖红色沉淀,说明含有可溶性还原糖。预期实验结果与结论 时,注意有三种不同情况:①同时含有可溶性还原糖和淀粉;② 只含有可溶性还原糖;③只含有淀粉。

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答案

(2)碘液

斐林

(4)Ⅰ.②加入新配制的斐林试剂1 mL,混匀,

将试管置于50~65 ℃的水浴锅中加热2 min Ⅱ.②加入2滴碘液 (5)①砖红色沉淀 蓝色 ②出现砖红色沉淀

不出现蓝色

③步骤Ⅰ不出现砖红色沉淀,步骤Ⅱ出现蓝色



有还原糖只有淀粉

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1.“黄金搭档”维生素片中含Ca、Fe、Zn、Se等元素,其 中属于组成生物体的大量元素的是( A.Ca B.Fe C.Zn 解析 答案 D.Se )。

大量元素包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。 A

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2.如图,胡杨生活在西北干旱地区,水母生活在水中。这两种生

物的细胞中含量最多的化合物分别是(

)。

A.蛋白质 C.蛋白质

水 蛋白质

B.水 D.水

蛋白质 水

解析
答案

活细胞中含量最多的化合物是水。
D

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3.科学家在利用无土栽培法培养一些名贵花卉时,培养液中添加 了多种必需化学元素。其配方如下表所示,其中植物根细胞吸收

最少的离子是(
离子 培养液浓度 - ?mmol· 1? L K


)。
Na 1


Mg2



Ca2 1



NO3 2



2 H2PO4 SO4





Zn2 1



1

0.25

1

0.25

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A.Ca2+ B.SO C.Zn2+ D.H2PO

解析

根据化学元素在生物体内的含量不同,将其分为大量元素

和微量元素。大量元素包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等, 微量元素包括Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。植物体内含有大量 的Ca、S、P等元素,这些元素只能靠根从培养液中吸取,而培养 液能为花卉提供Ca、S、P的离子分别为Ca2+ 、SO、H2PO,因此

花卉对这些离子的吸收量较大。而Zn属于微量元素,因此对Zn2+
的吸收量最少。

答案

C

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4.下列有关细胞中的化合物及其检测的叙述,错误的是(多 选)( )。

A.(2011· 海南)葡萄糖和果糖分子均有还原性 B.(2011· 福建)用苏丹Ⅲ染色,花生子叶细胞的脂肪颗粒被染 成橘黄色 C.(2011· 江苏)将生物材料直接制成临时装片,在普通光学显 微镜下可以观察到花生子叶细胞中存在多个橘黄色脂肪颗粒 D.(2011· 山东)只有在保持细胞活性的条件下,才能显示细胞 中某物质的实验是:苏丹Ⅲ染色观察花生种子子叶细胞中的 脂肪
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解析

脂肪只有经苏丹Ⅲ染色才显示橘黄色; 检测脂肪实验中,

细胞已失去活性。 答案 CD

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5.根据“检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质”实验,回答下列 问题。

(1)鉴定成熟苹果果肉中是否存在还原性糖所用的试剂是________,
该试剂与细胞内还原性糖发生作用,形成________沉淀。 (2)鉴定花生子叶细胞中脂肪的实验中,能将脂肪染成橘黄色的染 液是________,用其染色时,要用酒精来冲洗浮色 ,这是因为 ______________________________________。

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(3)鉴定黄豆组织中是否存在蛋白质时,向组织液中加入双缩脲试

剂A摇匀,再向样液中加入双缩脲试剂B摇匀。其中双缩脲试剂B
的量只有4滴,而不能过量,为什么?_____________________。 (4)本实验注意事项: ①斐林试剂极不稳定,其甲液和乙液需________,使用时再临时 混合均匀用于实验。

②双缩脲试剂的使用,应先加________,造成碱性环境,再加
________。

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③在还原糖的鉴定中,对试管中溶液加热时,试管底都不要触及 ________,试管口不要朝向________,以免溶液沸腾时冲出试管

造成烫伤。
④蛋白质的鉴定样品液浓度不能________,以免实验后粘住试管 壁,洗不净。

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答案

(1)斐林试剂

砖红色

(2)苏丹Ⅲ染液

苏丹Ⅲ能溶解在酒精中

(3)过量的双缩脲试剂B会与试剂A反应,使溶液呈蓝色,而掩 盖生成的紫色 (4)①分别配制、储存 ②质量浓度为0.1 g/mLNaOH溶液 ③烧杯底部 实验者

质量浓度为0.01 g/mLCuSO4溶液 ④太大

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