高中生物人教版(2019)必修1课件：第2章 第1节 细胞中的元素和化合物

经检测,在细胞鲜重中,O的含量比C高;而在细胞干重中,C的
含量比O高。二者存在差异的原因是什么?
提示:在细胞鲜重中,水的含量最多,而水是由O和H两种元素
组成的。
二、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1.实验原理(连线)
答案:①—b—Ⅰ ②—c—Ⅱ ③—a—Ⅲ
2.实验步骤
(1)还原糖的检测和观察
选择待测组织样液— 梨匀浆
次是O、N、H。
(4)生物界和非生物界的统一性和差异性
①统一性:组成细胞的化学元素,在无机自然界中都能够找
到。
②差异性:细胞中各种元素的相对含量与无机自然界的大不
相同。
2.组成细胞的化合物
细胞内含量最多的化合物是水。它是生命之源,缺少了它生
命活动就无法进行。含量最多的有机化合物是蛋白质。
【思考】
乙液
A液
B液
质量浓度为
质量浓度为 质量浓度为
质量浓度为
0.1 g/mL 的
0.05 g/mL 的 0.1 g/mL 的
0.01 g/mL 的
NaOH 溶液
CuSO4 溶液 NaOH 溶液
CuSO4 溶液
可溶性还原糖
蛋白质
比较项目
使用方法
斐林试剂
甲液
双缩脲试剂
乙液
A液
B液
甲、乙两液等量混匀后 先注入 A 液 1mL,摇匀后,
概述检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的基本原理,
能动手操作实验,提高实验操作能力。
素养阐释
1.能运用生命的物质观,认识细胞和生物体有其物质基础,
为树立辩证唯物主义世界观打好基础。
2.动手操作,认真领会物质鉴别实验的操作要领,提高实验
探究能力。
3.基于对相关数据的比较,归纳总结生物界与非生物界在元
C
H
N
K
Ca
P
Mg
S
玉米 44.43 43.75
6.24
1.46
0.92
0.23
0.20
0.18
0.17
人
7.46
9.33
1.09
4.67
3.11
0.16
0.78
14.62 55.99
ห้องสมุดไป่ตู้
A.组成不同生物体的化学元素种类基本相同
B.同种元素在不同生物体内含量基本相同
C.组成不同生物体的化学元素种类差异较大
物是
。图2中a、b、c依次表示
(元
素)。
答案:蛋白质 O、C、H
②研究表明该处土壤中与牧草细胞中含量最多的元素都是
a,由此说明什么?
提示:说明生物界与非生物界具有统一性。
归纳提升
1.组成细胞的元素的种类和含量
(1)大量元素和微量元素划分的依据是元素含量的多少,而不是
生理作用。
(2)生物体内含有的某些元素不是生物所必需的,如Pb。
D.C是细胞鲜重中含量最多的元素,它是构成细胞的基本元
素
答案:A
解析:组成不同生物体的化学元素的种类基本相同;由表中
数据可知,同种元素在不同生物体内含量相差较大;由表中数
据可知,C是细胞干重中含量最多的元素。
2.下列关于组成细胞的化合物的叙述,正确的是(
)
A.在任何活细胞中含量最多的化学元素都是C
素替代;细胞干重中含量最多的元素是C;活细胞中含量最多
的化合物是水;微量元素和大量元素区分的依据是含量的多
少,而不是在细胞中的作用,两者都是生命活动必不可少的。
【变式训练】
1.下表所列为玉米植株和人体内含量较多的元素的种类以
及各类元素的含量[占细胞干重的质量分数(%)]。下列叙述
正确的是(
)
元素 O
提示:方法一:用斐林试剂对两瓶尿样进行检测,有砖红色沉
淀生成的是糖尿病患者的尿样,没有砖红色沉淀生成的是肾
炎患者的尿样。
方法二:用双缩脲试剂对两瓶尿样进行检测,有紫色反应的
是肾炎患者的尿样,另一瓶是糖尿病患者的尿样。
归纳提升
1.斐林试剂和双缩脲试剂的比较
比较 斐林试剂
项目 甲液
成分
鉴定
物质
双缩脲试剂
(3)在检测有机物的实验中,唯一需使用显微镜的实验是脂
肪的检测;唯一需水浴加热的实验是还原糖的检测。
(4)所有蛋白质都能与双缩脲试剂发生紫色反应,但能与双
缩脲试剂发生紫色反应的物质不一定都是蛋白质,如双缩脲
(NH2—CO—NH—CO—NH2)、多肽(将在本章第4节学习)。
典型例题
现提供新配制的斐林试剂甲液(质量浓度为0.1 g/mL的
B.在活细胞中各种化合物含量从多到少的顺序是蛋白质、
脂质、无机盐、糖类、核酸
C.某生物细胞中化合物的种类与其食物中相同
D.在不同的细胞中各种化合物的种类基本相同,含量有所差
别
答案:D
解析:活细胞中含量最多的化学元素是O;活细胞中含量最
多的化合物是水,其次是蛋白质,然后是脂质、无机盐、糖类
和核酸;某生物细胞中化合物的种类与其食物中不完全相同,
斐林试剂乙液和双缩脲试剂B液的成分都是CuSO4溶液,但浓
度不同,其质量浓度分别是0.05 g/mL、0.01 g/mL。根据题意,
双缩脲试剂B液可由斐林试剂乙液稀释而成。
【变式训练】
1.(不定项选择题)某生物兴趣小组在野外发现一种组织颜色为白色
的不知名野果。该小组把这种野果带回实验室欲鉴定其中是否含有
素组成上的统一性和差异性。
自主预习·新知导学
一、组成细胞的元素和化合物
1.组成细胞的元素
(1)种类:细胞中常见的化学元素有20多种。
大量元素:、、、、、、、、等
(2)分类
微量元素:、、、、、等
(3)含量:在干重条件下,人体细胞中含量最多的元素是C,其
NaOH溶液)、乙液(质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液)、蒸
馏水。若充分利用上述试剂及必需的实验用具,能鉴别出下
列哪些物质?(
)
①葡萄糖 ②蔗糖 ③蛋白质 ④脂肪
A.只有①
B.①②
C.①③
D.②③④
答案:C
解析:斐林试剂和双缩脲试剂在成分上的区别:斐林试剂甲
液和双缩脲试剂A液都是质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液;
占细胞干重50%以上的化合物
化合物
水
蛋白质
典型例题
下列关于细胞中元素和化合物的叙述,正确的是(
)
A.细胞中一种元素的作用能被其他元素替代
B.细胞干重中含量最多的元素是N
C.活细胞中含量最多的化合物是水
D.细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要
答案:C
解析:每种元素在细胞中都具有独特的作用,不可被其他元
的成分相同,都是CuSO4溶液,但质量浓度不同,前者的质量浓度为
0.05 g/mL,后者的质量浓度为0.01 g/mL。因此进行蛋白质的鉴
否则机体就会出现异常,如Fe是构成血红素的元素,缺Fe会患
缺铁性贫血。
2.细胞内的元素都是细胞必需的吗?请举例说明。
提示:不一定。如人体中可能含有Pb,Pb对人体有毒。
3.图1是某种牧草细胞中化合物含量的扇形图,图2是有活性
的牧草细胞中元素含量的直方图。请分析回答下列问题。
①若图1表示牧草细胞完全脱水后的化合物含量,则A化合
(3)主要元素占人体鲜重的比例从多到少依次是O、C、H、N、
P、S。
(4)分析含量之“最”时,要看清楚是干重,还是鲜重,是有机物、无
机物,还是化合物。如在细胞鲜重中,含量最多的元素是O,含量最
多的化合物(无机物)是水,含量最多的有机物是蛋白质;在细胞干
重中,含量最多的元素是C,含量最多的化合物(有机物)是蛋白质。
立即使用
再注入 B 液 4 滴,摇匀
反应条件
50~65 ℃水浴加热
不需加热,摇匀即可
反应现象
组织样液变为砖红色
组织样液变为紫色
2.实验结果分析
(1)鉴定还原糖,实质上是新配制的Cu(OH)2与还原糖反
应,Cu(OH)2被还原为Cu2O(砖红色)。
(2)检测蛋白质的原理是肽键在碱性环境中与Cu2+反应生成
提示:不相同。斐林试剂的甲液和乙液等量混合后使用,使
用时现用现配,在使用过程中需水浴加热。使用双缩脲试剂
时,先在待测组织样液中加入双缩脲试剂A液1 mL,摇匀,再滴
加B液4滴,摇匀。
4.现有两瓶没有标记的尿液样品,分别是1名糖尿病患者(尿
液中含有葡萄糖)和1名肾小球肾炎患者(尿液中含有蛋白质)
的尿样。请用所学的知识对其进行区分。
浓度为0.05g/mL的CuSO4溶液配制成的。( √ )
(5)在脂肪的检测过程中,用体积分数为50%的酒精溶液洗
去浮色。( √ )
合作探究·释疑解惑
知识点一 组成细胞的元素和化合物
问题引领
1.大量元素和微量元素划分的依据是什么?微量元素是否可
有可无?请举例说明。
提示:划分的依据是元素含量的多少。微量元素不可缺少,
保存备用
答案:BCD
解析:鉴定野果中是否含有脂肪时,用野果的组织样液进行鉴定
不需要使用显微镜,用野果的切片进行鉴定需要使用显微镜。用
斐林试剂鉴定还原糖时,不能用酒精灯直接加热,应该水浴加热。
斐林试剂甲液与双缩脲试剂A液的成分及质量浓度相同,都是质
量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液;斐林试剂乙液和双缩脲试剂B液
2.元素的统一性和差异性
(1)统一性
(2)差异性
3.不同情况下细胞的化合物含量
含量及其描述
细胞内含量最多的无机化合物
占细胞鲜重最多的化合物
占细胞鲜重50%以上的化合物
精瘦肉细胞中含量最多的化合物
沙漠植物细胞中含量最多的化合物
成熟甜西瓜细胞中含量最多的化合物
细胞内含量最多的有机化合物
占细胞干重最多的化合物
这对我们的饮食有何启发?
提示:不相同。应选择多种食物,做到不挑食,均衡营养。
【预习检测】
判断正误。
(1)细胞中不存在无机自然界没有的特殊元素。( √ )
(2)细胞中微量元素的含量少,作用也不大。( × )
(3)人体细胞内含量最多的有机化合物是水。( × )
(4)斐林试剂是由质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液和质量
(3)脂肪检测中洗浮色时间不宜过长,否则脂肪会溶于酒精
溶液中,影响实验结果。
“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”的4个误区
(1)“斐林试剂”中的“斐”不可错写为“翡”,“双缩脲试剂”中
的“脲”不可错写为“尿”。
(2)斐林试剂只能检测具有还原性的糖类,而一些非还原糖,
如蔗糖、淀粉等,无法用斐林试剂进行检测。
体内各种化合物是从食物中吸收的或利用从食物中吸收的各
种营养成分重新合成的;在不同的细胞中各种化合物的种类
基本相同,都是水、蛋白质、脂质、无机盐、糖类、核酸等,
但它们的含量不同。
知识点二 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
问题引领
1.在检测生物组织中的化合物时,在实验材料的选择上有哪
些要求?
提示:(1)选择的材料应富含待检测的物质。(2)材料应为无
颜色反应
结论— 组织样液中含有还原糖
(2)脂肪的检测和观察
切片—
用刀片在花生子叶的横断面上平行切下若干
薄片,放入盛有清水的培养皿中待用
①从培养皿中选取最薄的切片,用毛笔蘸取放
在载玻片中央
②在花生子叶薄片上滴~滴苏丹Ⅲ染液,染
制片
色
③用吸水纸吸去染液,再滴加~滴体积分数
为%的酒精溶液,洗去浮色
④用吸水纸吸去花生子叶周围的酒精,滴一滴
蒸馏水,盖上盖玻片,制成临时装片
①在低倍镜下找到花生子叶的最薄处,移到视
观察
野中央,将物像调节清晰
②换高倍镜观察,视野中被染成橘黄色的脂肪
颗粒清晰可见
(3)蛋白质的检测和观察
选择待测组织样液— 豆浆
颜色反应
结论— 豆浆中含有蛋白质
【思考】
通过检测可发现,不同的食物中元素的种类和含量是否相同?
还原糖、脂肪和蛋白质。下列叙述错误的是(
)
A.鉴定该野果中是否含有脂肪时,不一定使用显微镜
B.若向该野果的组织样液中加入斐林试剂并用酒精灯直接加热出现
较深的砖红色,则说明该野果中含有大量的还原糖
C.进行蛋白质的鉴定时,可用斐林试剂的甲液和乙液代替双缩脲试
剂的A液和B液,因为它们的成分相同
D.还原糖鉴定实验结束时,将剩余的斐林试剂装入棕色瓶,以便长期
色、白色或者颜色较浅,有利于实验结果的观察。
2.蔗糖属于非还原糖,蔗糖溶液中加入斐林试剂,50~65 ℃水
浴加热后呈什么颜色?为什么?
提示:呈浅蓝色。因为蔗糖属于非还原糖,不与斐林试剂发
生反应,蔗糖溶液加入斐林试剂,50~65 ℃水浴加热后呈浅蓝
色[Cu(OH)2的颜色]。
3.斐林试剂与双缩脲试剂的使用方法相同吗?请说明理由。
紫色络合物,所以加入双缩脲试剂A液的目的是制造碱性环境。
3.实验注意事项
(1)正确加入试剂
①斐林试剂:宜现配现用,甲、乙液等量混合均匀。
②双缩脲试剂:先加A液,摇匀,再加B液。
(2)控制适宜的实验条件
还原糖的检测需要将试管放入盛有50~65 ℃温水的大烧杯
中加热约2 min,而蛋白质的鉴定不需要加热。
第2章 组成细胞的分子
第1节 细胞中的元素和化合物
自主预习·新知导学
合作探究·释疑解惑
素 养 提 升
课 堂 小 结
课标定位
1.组成细胞的元素和化合物
概述组成细胞的常见元素和化合物,明确生物界与无机自
然界在元素组成上的统一性和差异性,以及不同生物在元
素组成上的统一性和差异性。
2.检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质