高中生物第2章组成细胞的分子第1节细胞中的元素和化合物课件新人教必修110251402

第1节细胞中的元素和化合物一二一、组成细胞的元素和化合物1.组成细胞的元素2.组成细胞的化合物

一二预习反馈1.下列关于构成细胞的化学元素的叙述,错误的是

(

)A.占细胞干重和鲜重百分比最多的元素分别是C和OB.不同生物细胞中的化学元素在种类上基本相同C.绿色植物缺Mg对其生命活动基本没有影响D.组成细胞的元素大多以化合物形式存在解析:以人的细胞为例,在细胞干重中C的含量达到55.99%,鲜重中水分含量最高,因此O含量最高,A项正确;不同生物细胞中的化学元素在种类上基本相同,含量上有差别,B项正确;绿色植物缺Mg影响叶绿素的合成,进而影响光合作用,C项错误;组成细胞的元素大多以化合物形式存在,少数呈离子状态,D项正确。

答案:C一二2.大海中的水母、海带,沙漠中的仙人掌,陆地上的蜥蜴、小草等生物,都是由细胞组成的。这些生物的细胞中含量最多的化合物和含量最多的有机化合物分别是(

)A.水、蛋白质

B.糖类、水C.糖类、蛋白质

D.水、脂质答案:A3.判断正误。(1)Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等是组成细胞的微量元素。(

×

)(2)无论是干重还是鲜重,组成细胞的元素中C、O、H、N四种元素的含量最多。(

√

)(3)在人体活细胞中氢原子的数目最多。(

√

)(4)细胞鲜重中含量最多的有机化合物是蛋白质。

(

√

)一二二、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质(一)还原糖的检测1.原理:糖类中的还原糖(如葡萄糖、果糖、麦芽糖),与斐林试剂作用,生成砖红色沉淀。3.步骤(1)向试管内注入2mL待测组织样液。(2)向试管内注入1mL斐林试剂(甲液和乙液等量混合均匀后再注入)。(3)将试管放入盛有50~65℃温水的大烧杯中加热约2min。

(4)观察试管中出现的颜色变化。一二(二)脂肪的检测1.原理:脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色,或被苏丹Ⅳ染液染成

红色。2.材料:成熟的花生种子是最好的选择,实验前浸泡3~4h。3.试剂:苏丹Ⅲ染液或苏丹Ⅳ染液、体积分数为50%的酒精溶液。一二4.步骤取材:取花生种子(浸泡后去掉种皮),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

↓

↓观察:在低倍镜下找到花生子叶的最薄处,移到视野中央,然后用高倍镜观察一二(三)蛋白质的检测1.原理:蛋白质能与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应。2.试剂3.步骤(1)向试管内注入2mL待测组织样液。(2)向试管内注入双缩脲试剂A液1mL,摇匀。(3)向试管内注入双缩脲试剂B液4滴,摇匀。(4)观察试管中出现的颜色变化。一二预习反馈1.连线。一二2.下面是一组探究生物体主要有机物存在与否的检测实验,表中①~④对应下列各项内容,正确的是(

)A.葡萄糖、苏丹Ⅲ染液、紫色、沸水浴B.蔗糖、苏丹Ⅳ染液、紫色、常温C.还原糖、苏丹Ⅲ染液、蓝紫色、沸水浴D.果糖、苏丹Ⅳ染液、紫色、常温答案:D一二3.取3支试管甲、乙、丙,分别加入等量的淀粉液、葡萄糖液和蒸馏水,45

℃水浴保温5

min,立即在3支试管中加入等量斐林试剂并水浴加热2

min,摇匀后观察试管中的颜色。结果是(

)A.甲呈蓝色,乙呈砖红色,丙呈无色B.甲呈无色,乙呈砖红色,丙呈蓝色C.甲、乙皆呈蓝色,丙呈砖红色D.甲呈蓝色,乙呈砖红色,丙呈蓝色答案:D一二4.判断正误。(1)用双缩脲试剂检测蛋白尿,需水浴加热方可呈现出紫色。(

×

)(2)用双缩脲试剂鉴定待测样液中的蛋白质时,先加A液,振荡后加入B液。(

√

)(3)以新鲜洋葱鳞片叶内表皮为材料,经苏丹Ⅲ染色,可观察到橘黄色颗粒状的蛋白质。(

×

)(4)食物中脂肪用苏丹Ⅲ染液染色后,呈橘黄色。

(

√

)探究点一探究点二组成细胞的元素和化合物问题情景下图甲、乙所示分别为组成人体细胞的主要元素占细胞鲜重和干重的百分比,图丙表示组成细胞的化合物的种类和相对含量。请回答相关问题。探究点一探究点二探究点一探究点二1.为什么C是细胞的最基本元素?答案:C有四个共价键,容易和其他原子结合成链或环,进而形成结构、功能复杂的有机物,而有机物是生物体完成各种生命活动的物质基础,在细胞干重中是含量最多的,如在人体细胞干重中C的含量达到55.99%,所以C是细胞的最基本元素。2.怎样理解生物界和非生物界的统一性和差异性?答案:组成细胞的化学元素在无机自然界中都能找到,没有一种是细胞特有的,这体现了生物界与非生物界的统一性;每一种元素在地壳和细胞中的含量不同,这体现了生物界与非生物界的差异性。3.比较图甲、图丙,回答氧元素占细胞鲜重百分比最大的原因。答案:水在细胞中质量分数最多,达85%~90%,而水的化学元素组成是氢、氧两种元素,其质量比为2∶16,所以氧元素占细胞鲜重百分比最大。探究点一探究点二4.细胞内含量最多的有机物和无机物分别是什么?你能推测它们对生命的意义吗?答案:细胞内含量最多的有机物是蛋白质,含量最多的无机物是水。蛋白质是组成生物体的重要物质,在生命活动中发挥重要作用;水是生命之源,离开水,生命活动就无法进行。探究点一探究点二归纳提升集合法图解元素分类(1)无论大量元素还是微量元素,对于维持生物体的生命活动都起着非常重要的作用,如P是组成ATP、生物膜结构等的重要成分,Ca、P是组成骨骼、牙齿的成分,Mg是叶绿素的成分,Fe是血红蛋白的成分。探究点一探究点二(2)不同生物体内所含的化学元素的种类基本相同,但在不同生物体内,同种元素的含量差别较大,同一生物体内不同元素的含量也不相同。(3)大量元素和微量元素都是组成生物体的必需元素,生物体内所含的元素不一定都是必需元素。轻巧记忆C、H、O、N四种基本元素中,鲜重条件下:O>C>H>N;干重条件下:C>O>N>H,可用谐音记忆方法记忆:鲜羊(氧)干碳。探究点一探究点二典例剖析如图1是细胞中3种化合物含量的扇形图,图2是活细胞中元素含量的柱形图,下列说法不正确的是(

)A.若图1表示正常细胞,则A为水B.若图1表示细胞干重,则A为蛋白质C.图2中含量最多的元素a是氧元素D.图2中数量最多的元素也是a探究点一探究点二解析:分析细胞中的化合物的含量时,要注意“有机物”“化合物”及“无机物”的差别。D选项中的“数量”指的是原子个数。正常细胞应为活细胞,含量最多的是水,干重含量最多的是蛋白质,A、B两项正确;鲜重条件下各元素的相对含量:O>C>H>N,因此图2中含量最多的元素a是氧元素,C项正确;活细胞中含量最多的是水(H2O),因此H的原子数量最多,D项错误。答案:D易错提醒关于元素和化合物含量的易错点提醒分析含量之“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。如在细胞的鲜重中,含量最多的元素是O,最多的化合物(无机物)是水,最多的有机物是蛋白质;在细胞的干重中,含量最多的元素是C,最多的化合物(有机物)是蛋白质。探究点一探究点二活学活练1.下列元素在生物体内含量较少,但对维持生物体正常生命活动必不可少的是(

)A.Fe、Mn、Zn、Mg B.Zn、Cu、Mn、CaC.Zn、Cu、B、Mn D.Mg、Mn、Cu、Mo解析:分析题干信息可知生物体内含量较少,但对维持生物体正常生命活动必不可少的元素,即指生物体内的微量元素,Mg、Ca是大量元素,Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo是微量元素。答案:C探究点一探究点二2.小明同学的不良反应引起了父母的担忧:感冒频繁,口腔溃疡反复发作,伤口不易愈合,食欲不振,免疫力低下。比起同龄儿童,他的身体偏矮、偏瘦。去医院检查后,发现小明血液中锌的含量过低。下列对上述材料的解释,不正确的是(

)A.锌是人体必需的化学元素B.锌在人体的生长发育过程中的作用不可替代C.锌是人体必需的微量元素D.锌的作用极大,只要有锌,人就能正常生长答案:D探究点一探究点二3.碳元素是构成细胞的最基本元素,对此最有说服力的解释是(

)A.碳在细胞的各种化合物中含量最多B.碳在自然界中含量最为丰富C.在细胞的各种化合物中都含有碳D.细胞干重中碳的含量是最多的解析:细胞鲜重中含量最多的化合物是水,因此细胞鲜重中含量最多的元素是氧,A项错误;碳在自然界中的含量并非最多,而且这种说法与题干问题无关,B项错误;细胞中的无机物如水和大部分无机盐不含碳,C项错误;碳在细胞干重中含量最多,可以表明碳是构成细胞的最基本元素,D项正确。答案:D探究点一探究点二实验:检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质问题情景要成功检测生物组织中的相应有机物,应如何选择实验材料?如何进行操作?1.根据实验原理对提供的材料进行选择和分类。①苹果②花生种子③豆浆④梨⑤鸡蛋清⑥甘蔗汁⑦玉米种子⑧芝麻种子⑨西瓜汁(1)适用于还原糖检测的有①④。(2)适用于脂肪检测的有②。(3)适用于蛋白质检测的有③⑤。探究点一探究点二2.斐林试剂与双缩脲试剂在成分及使用上的区别是什么?答案:(1)浓度不同:二者成分中CuSO4溶液的质量浓度不同,前者是0.05

g/mL,后者是0.01

g/mL。(2)使用方法不同:斐林试剂是甲液和乙液等量混匀后使用,双缩脲试剂是先加A液,摇匀后再加B液。(3)使用条件不同:斐林试剂需水浴加热,双缩脲试剂不需加热。(4)现象不同:前者产生砖红色沉淀,后者生成紫色反应。探究点一探究点二3.该实验中应注意的问题有哪些?答案:(1)斐林试剂不稳定,所以应将甲液与乙液分别存储,现配现用。(2)使用双缩脲试剂时,先加入A液,摇匀后(形成碱性环境),再加入B液。(3)还原糖、蛋白质的检测实验中,在加相应试剂之前,要留出一部分组织样液,以便与检测后样液的颜色对比,增强实验的说服力。(4)在蛋白质的检测实验中,如果用鸡蛋清作为实验材料,一定要稀释到一定程度,否则,鸡蛋清与双缩脲试剂发生反应后会粘在试管的内壁上,使反应不彻底,试管也不易清洗干净。(5)在检测脂肪的实验中,若用花生种子作为实验材料,必须提前浸泡3~4

h,浸泡时间过短,不容易切片;浸泡时间过长,组织太软,切下的薄片不易成形。另外,染色时间不宜过长。如果是新鲜种子,则不必浸泡,浸泡后反而效果不好。探究点一探究点二归纳提升1.实验材料的选择(1)所选材料应富含被检测的有机物,易出现明显的实验现象。(2)材料本身应为白色或近于白色,不干扰实验结果。2.三类有机物的检测在操作步骤上的差异(1)唯一需要加热的——还原糖的检测,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)唯一需要显微镜的——脂肪的检测。(3)混合后加入的——斐林试剂;分别加入的——双缩脲试剂。探究点一探究点二3.斐林试剂与双缩脲试剂的“两同三不同”探究点一探究点二误区警示(1)不要忽略斐林试剂本身的颜色:斐林试剂实际上是新配制的Cu(OH)2,呈浅蓝色,不是无色,故非还原糖(蔗糖)+斐林试剂水浴加热后的现象不是无色,而是蓝色。(2)不要混淆双缩脲试剂和斐林试剂的使用方法:检测还原糖的斐林试剂甲液、乙液必须混合后加入,且现配现用;检测蛋白质的双缩脲试剂必须先加A液,后加B液,且B液不能过量。(3)不要写错“斐”和“脲”字:“斐林试剂”中的“斐”不可错写成“非”,双缩脲试剂中“脲”不可错写成“尿”。(4)脂肪的鉴定不一定必须使用显微镜:若要观察被染色的脂肪颗粒,则使用显微镜,但若要观察溶液颜色变化,则不必使用显微镜。探究点一探究点二典例剖析对生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质进行鉴定的实验中,正确的方法与结果是(

)探究点一探究点二解析:还原糖(如葡萄糖、果糖)与斐林试剂作用,必须将斐林试剂的甲液(质量浓度为0.1

g/mL的NaOH溶液)和乙液(质量浓度为0.05

g/mL的CuSO4溶液)等量混合均匀后加入样液再水浴加热,可以生成砖红色沉淀,故D项正确。脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。蛋白质与双缩脲试剂发生作用,可以产生紫色反应,鉴定时先在样液中加入A液提供碱性环境,再加入B液提供Cu2+。答案:D探究点一探究点二活学活练1.在检测生物组织中的糖类、脂肪、蛋白质实验中,关于实验材料和试剂的选择,下列叙述错