2.1 细胞中的元素和化合物

组成细胞的分子第2章

theSecondChapter1.结合教材P16～17图文，了解组成细胞的化学元素的分类和含量。2.分析教材P17各类化合物含量的比较分析表，了解细胞中主要化合物的种类及含量。3.通过教材P18～19实验分析，尝试设计检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的实验。目标导读1.组成细胞的化学元素的分类及含量。2.检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。重难点击第课时3三检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质当堂检测细胞中的元素和化合物一组成细胞的元素二组成细胞的化合物阅读教材P16～17，结合下面的材料，分析回答相关问题。1.组成细胞的元素种类材料一细胞中常见的化学元素有20多种，这些元素在无机自然界都能找到，表1为地壳和人体中含量较多的元素的比较表，表2为人体和玉米所含元素占细胞干重的质量分数(%)。一组成细胞的元素表1元素地壳细胞元素地壳细胞C0.08718.0H0.7610.0O48.6065.0Si26.30极少N0.033.0

表2元素玉米人元素玉米人C43.5755.99S0.170.78H6.247.46K0.921.09O44.4314.62Ca0.234.67N1.469.33Mg0.180.16P0.203.11

(1)由表1可以看出①组成生物体内的任何一种元素都可以在

找到，说明生物界和非生物界具有

性。②同一种元素在人体细胞中的含量与地壳中的含量

，这体现了生物界和非生物界的

性。差异无机自然界统一不同(2)由表2可得出结论①不同生物体内所含元素种类

；不同生物体内每种化学元素的含量

。②同一生物体内不同化学元素的含量

，其中___________四种元素所占比例较大。(3)通常我们把含量占万分之一以上的元素称作

元素，如

等，含量在万分之一以下的元素称作微量元素，如

等。Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo基本相同不同不同C、H、O、N大量C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg材料二几十年前，新西兰有一个牧场的大片牧草长势很弱，有的甚至发黄枯萎，即使使用了大量的N、P、K肥也无济于事，后来，人们偶然发现牧场内的一小片牧草长得十分茂盛，原来，这一片“绿洲”的附近有一座钼矿，矿工每天上下班总是抄近路走，他们的鞋子踩过的地方，牧草绿油油的，经过科学家的化验和分析，一公顷牧草只需150克钼就足够了。(4)钼属于

元素。(5)由材料二分析，钼虽然含量少，但是对生物体_________________________。不可缺少微量具有重要的作用，2.组成细胞的元素含量如图为组成人体细胞的主要元素占鲜重和干重的比例图，据图分析回答问题。(1)只考虑4种元素，在鲜重条件下细胞中含量最多的元素是

，其次是

；在干重条件下，细胞中含量最多的元素是

，其次是

。(2)无论在鲜重还是干重条件下，细胞中都有并且含量最多的元素是

六种，它们被称作组成细胞的主要元素。

四种元素被称作构成化合物和细胞结构的基本元素。

是构成细胞的最基本元素。COC、H、NCO、N、HC、H、O、N、P、SC、H、O、N(3)生物体内含有的元素不是大量元素就是微量元素吗？大量元素、微量元素都是必需的元素吗？答案

生物体内含有的元素有些既不是大量元素也不是微量元素。无论是大量元素还是微量元素，都是生物体必需的元素，如果不是生物体必需的元素，不管含量高低，都不是大量元素或者微量元素。归纳提炼活学活用1.判断组成细胞的元素的正误。(1)生物界和非生物界在元素组成的种类和含量上都相同(

)(2)C是细胞中最基本的元素(

)(3)组成人体细胞的主要元素是C、H、O、N、P、S(

)(4)细胞中常见元素有C、H、O、N等20多种(

)(5)Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等是组成细胞的微量元素(

)(6)在同一生物的不同体细胞内，各种化学元素的含量相同(

)(7)由于微量元素含量很少，即使缺少了，也不会影响生物体的生命活动(

)解析不同生物的体细胞内组成它们的化学元素种类大体相同，但含量有差异，同一生物体的不同体细胞内，各种化学元素的含量不同，种类相似。如红细胞中铁元素较表皮细胞多。微量元素是生命活动必需的元素。答案

(1)×(2)√(3)√(4)√(5)×(6)×(7)×组成细胞的元素大多以化合物的形式存在，下图表示细胞中主要化合物的含量，结合该图分析回答下列问题。二组成细胞的化合物1.由上图可知，鲜细胞中含量最多的化合物是

，含量最多的有机化合物是

，含量最多的无机化合物是

。

是生命之源，生命活动缺少了水就无法进行。2.如果是在干细胞中，含量最多的化合物是

，含量最多的有机化合物是

。

是组成生物体的重要物质，在生命活动中起重要作用。3.有机化合物和无机化合物的区别主要看它们的分子组成中________________。例如糖类是有机化合物，由碳、氢、氧三种元素组成；水是无机化合物，由氢、氧两种元素组成。有碳元素水蛋白质水水蛋白质蛋白质蛋白质是否4.不同生物材料中富含有机物的成分不同，请把下面的生物材料进行分类：富含糖类

；富含脂肪

；富含蛋白质

。①玉米种子②牛奶③甘蔗的茎④鸡蛋⑤花生种子⑥甜菜的根⑦蓖麻种子⑧大豆种子⑨苹果①③⑥⑨⑤⑦②④⑧归纳提炼活学活用2.判断下列叙述的正误。(1)生活在沙漠中的仙人掌细胞中，各种化合物占细胞鲜重的含量由多到少的排列顺序是蛋白质、糖类、脂质、水(

)解析无论是生活在沙漠中，还是在海洋中，所有活细胞中含量最多的化合物都是水。蛋白质是细胞内含量最多的有机化合物，或者说是细胞干重中含量最多的化合物，再次是脂质，糖类和核酸所占比例更小。×(2)细胞中绝大多数元素以化合物的形式存在(

)(3)有机化合物对活细胞重要，无机化合物对活细胞不重要(

)解析细胞中的化合物对细胞来说都重要，如缺铁影响红细胞运输氧的功能，进而影响生命活动。(4)人体的肌肉细胞中含量最多的物质与过度肥胖者的脂肪细胞中含量最多的物质分别是蛋白质、脂肪(

)解析人体的肌肉细胞中含量最多的物质与过度肥胖者的脂肪细胞中含量最多的物质都是水。×√×三检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质不同生物组织中化合物的种类和数量有一定的差别，我们可以利用某些特殊的显色反应进行检测，请结合教材P18～19实验进行分析。1.实验原理(1)还原糖(葡萄糖、麦芽糖、果糖等)＋

试剂

色沉淀。(2)脂肪＋

染液→

色。(3)蛋白质＋

试剂→

色。(4)淀粉＋

→

色。蓝斐林砖红苏丹Ⅲ(Ⅳ)橘黄(红)双缩脲紫碘液2.实验材料的选择本实验是显色反应，因此选择实验材料时有两个要求：一是要富含待检测的化合物；二是要颜色较浅(无色或白色最佳)。根据此要求，对提供的材料进行选择和分类：①苹果②花生种子③豆汁④梨⑤鸡蛋清⑥甘蔗汁⑦马铃薯匀浆⑧芝麻种子⑨西瓜汁⑩花生种子匀浆(1)适合还原糖检测的有

。(2)适合脂肪检测的有

。(3)适合蛋白质检测的有

。(4)适合淀粉检测的有

。⑦①④②⑩③⑤3.完成右面的实验步骤(1)还原糖的检测和观察50~65℃一层斐林试剂砖红(2)脂肪的检测和观察(以花生为例)方法一：花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ染液→

色。方法二：制作子叶临时切片，用显微镜观察子叶细胞的着色情况。橘黄浮色已着色橘黄色(3)蛋白质的检测和观察BA(4)淀粉的检测和观察蓝碘液4.实验讨论(1)斐林试剂和双缩脲试剂的比较比较项目斐林试剂双缩脲试剂甲液乙液A液B液成分

g/mLNaOH溶液

g/mLCuSO4溶液

g/mLNaOH溶液

g/mLCuSO4溶液0.10.050.10.01鉴定物质可溶性还原糖蛋白质添加顺序甲、乙两液

混匀后立即使用先加入A液

，摇匀，再加入B液

，摇匀反应条件水浴加热(50～65℃)

加热，摇匀即可反应现象组织样液变成

色组织样液变成

色等量4滴不需砖红紫1mL(2)还原糖和蛋白质鉴定中出现的颜色变化及原因①用斐林试剂鉴定还原糖的实验：因加入的斐林试剂中含Cu2＋，故溶液变成

，加热后，部分Cu2＋被还原为

的Cu2O，因二者混合故呈现棕色，随着反应的继续进行，Cu(OH)2被全部还原为Cu2O，故出现

沉淀。②用双缩脲试剂鉴定蛋白质的实验：加入双缩脲试剂

液，溶液为无色；加入双缩脲试剂

液，因含有Cu(OH)2，故呈现

，振荡均匀后，因为反应的进行，出现

的络合物。紫色浅蓝色砖红色砖红色AB浅蓝色5.实践应用(1)糖尿病患者尿液中含有葡萄糖，肾炎患者尿液中一般含有蛋白质，这两种疾病可以分别用

试剂和

试剂来检测。(2)脱脂淡奶粉中不含糖类和脂肪，受到老年人的喜爱，要检验某种脱脂淡奶粉是否合格，可能用到哪些试剂？答案

符合要求的脱脂淡奶粉应该无糖和脂肪，因此要用到斐林试剂和苏丹Ⅲ(Ⅳ)染液；同时还应该含有丰富的蛋白质，要用双缩脲试剂来检测。双缩脲斐林归纳提炼三类有机物检测在操作步骤上的差异(1)唯一需要加热

——还原糖鉴定，且必须水浴加热，不能用酒精灯直接加热。若不加热，则无砖红色沉淀出现。(2)唯一需要显微镜——脂肪鉴定。(3)混合均匀后加入——斐林试剂；分别加入——双缩脲试剂(先加A液，后加B液，且B液不能过量)。两者成分相同，但CuSO4的浓度不同，所以不能混用。3.分析下表，可推测(

)活学活用溶液双缩脲试剂碘液斐林试剂甲＋－－乙－＋＋－甲、乙混合＋＋＋注：“＋”显色；“＋＋”显色更深；“－”不显色。A.甲溶液含有淀粉 B.乙溶液含有还原糖C.混合溶液不含淀粉 D.混合溶液含有淀粉酶问题导析

(1)根据颜色反应，甲溶液中含有

，不含

、

。(2)乙溶液中含有

，不含

、

。(3)甲、乙混合溶液中含有

、

、

。还原糖蛋白质淀粉还原糖淀粉蛋白质还原糖蛋白质淀粉解析双缩脲试剂、碘液、斐林试剂分别用于检测蛋白质、淀粉和还原糖。根据实验结果可知：甲溶液中含有蛋白质，不含淀粉，A项错误；乙溶液中含有淀粉，不含还原糖，B项错误；混合溶液遇碘呈蓝色，说明混合溶液中含有淀粉，C项错误；甲、乙混合后淀粉含量减少并产生了还原糖，说明甲溶液中的淀粉酶将淀粉部分水解产生了还原糖，D项正确。答案

D课堂小结大量元素微量元素无机盐脂质核酸斐林砖红色双缩脲紫色橘黄色(红色)碘液蓝色当堂检测12341.细胞内含量最多的有机化合物和化合物分别是(

)A.蛋白质、水 B.蛋白质、无机盐C.核酸、水 D.脂质、水A2.在细胞内含量极少，但对维持生命活动是必不可少的元素有(

)A.Fe、Mn、Zn、Mg B.Zn、Cu、Mg、CaC.Zn、Cu、B、Mn D.Mg、Mn、Cu、Mo解析组成生物体的大量元素和微量元素都是维持生命活动必不可少的，其中大量元素含量多，主要包括C、H、O、N、Mg、P、Ca、S、K；而微量元素含量少，主要包括Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo。C12343.在新榨取的梨汁中，加入斐林试剂，加热后出现砖红色沉淀；将成熟的花生种子的子叶做成临时切片，用苏丹Ⅲ染液染色后在显微镜下观察，可看到橘黄色的颗粒；向新鲜豆浆中加入双缩脲试剂后，豆浆呈紫色；向马铃薯匀浆中滴加碘液呈现蓝色。上述实验现象证明梨汁、花生种子的子叶、豆浆和马铃薯中主要含有的有机物依次是(

)1234A.葡萄糖、蛋白质、脂肪、淀粉B.糖类、蛋白质、淀粉、脂肪C.淀粉、脂肪、蛋白质、淀粉D.还原糖、脂肪、蛋白质、淀粉解析根据题意可推知，上述实验现象证明梨汁、花生种子的子叶、豆浆和马铃薯中主要含有的有机物依次是：还原糖、脂肪、蛋白质、淀粉