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1、第2章 组成细胞的分子第1节 细胞中的元素和化合物一、组组成细细胞的元素1.生物界与非生物界的统统一性和差异性(1)(2)差异性:细细胞与非生物相比,各种_的相对对含量大不相同。化学元素无机自然界元素2.元素的种类类和含量(1)种类类:(2)含量:占人体细细胞鲜鲜重最多的元素是_。占人体细细胞干重最多的元素是_。C、H、O、N、P、S、K、Ca、MgFe、Mn、Zn、Cu、B、MoCO二、组组成细细胞的化合物1.种类类2.含量(1)细细胞中含量最多的化合物:_。(2)细细胞中含量最多的有机物:_。无机盐糖类蛋白质水蛋白质质三、检测检测 生物组织组织 中的糖类类、脂肪和蛋白质质1.原理生物组织组
2、织 中某些有机化合物能与某些化学试剂产试剂产 生特定的_反应应。2.鉴鉴定方法(连线连线 )颜颜色【思考辨析】 1.判断正误误(1)Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等是组组成细细胞的微量元素。( )【分析】Ca、Mg是大量元素。(2)组组成细细胞的元素都以化合物形式存在。( )【分析】组成细胞的元素大多以化合物形式存在。(3)占细细胞鲜鲜重最多的化合物是水,占细细胞干重最多的化合物是蛋白质质。( )(4)还还原糖与斐林试剂试剂 在水浴加热热条件下发发生紫色反应应。( )【分析】还原糖与斐林试剂在加热条件下产生砖红色沉淀。2.问题问题 思考(1)微量元素在人体中含量极少,是否可有可无
3、?请举请举 例说说明。提示：不是,微量元素虽含量少,但作用非常重要。例如,人缺Fe会患缺铁性贫血。(2)甘蔗的含糖量较较高,能否用斐林试剂检测试剂检测 ?提示：不能,因为甘蔗中的主要成分是蔗糖,蔗糖是非还原糖。一、组组成细细胞的元素和化合物1.组组成细细胞的元素的种类类和含量(1)大量元素和微量元素划分的依据是含量的多少,而不是生理作用。(2)生物体内含有的元素不一定是生物体所必需的元素,如Pb。(3)主要元素占人体细细胞鲜鲜重比例是OCHNPS,而占人体细细胞干重比例是CONHPS。2.生物界与非生物界的统一性和差异性3.组组成细细胞元素的主要作用(1)维维持生命活动动:如K+可保持心肌正常
4、兴奋兴奋 性,硼(B)可促进进花粉的萌发发和花粉管的伸长长。(2)组组成化合物:如糖类类、脂质质和蛋白质质中都含有C、H、O等元素。【学而后思】(1)组组成生物体的元素追根溯源来自无机环环境,为为什么细细胞内各种元素的比例与无机环环境大不相同?提示：生物体是按照生命活动的需要,有选择地从无机自然界中获取元素的。(2)为为什么占人体细细胞鲜鲜重最多的元素是O,而占干重最多的是C?提示：在鲜重情况下,组成细胞最多的化合物是H2O,而干重情况下所含的成分主要是有机物。【典例训练训练 1】下图图1是人体细细胞中化合物含量的扇形图图,图图2是有活性的人体细细胞中元素含量的柱形图图,下列说说法不正确的是(
5、 )A.若图图1表示细细胞鲜鲜重,则则A、B化合物依次是H2O、蛋白质质B.若图图2表示组组成人体细细胞的元素含量(占细细胞鲜鲜重的百分比),则则a、b、c依次是O、C、HC.地壳与活细细胞中含量最多的元素都是a,因此说说明生物界与非生物界具有统统一性D.若图图1表示细细胞完全脱水后的化合物含量,则则A化合物是蛋白质质【解题关键】解答本题的关键是明确组成细胞的化学元素的含量及生物界与非生物界的统一性和差异性。【解析】选C。占细胞鲜重最多的化合物是H2O,其次是蛋白质,选项A正确;占细胞鲜重最多的元素是O,其次是C、H等,选项B正确;生物界与非生物界的统一性体现在元素的种类上,而不是含量上,选项
6、C错误;占细胞干重最多的化合物是蛋白质,选项D正确。【互动动探究】若图图2表示组组成人体细细胞的主要元素占细细胞干重的百分比,则则a、b、c依次是哪些元素?提示：C、O、N。【方法规律】大量元素与微量元素的记忆技巧(1)大量元素的记忆口诀:洋(O)人(P)探(C)亲(H),丹(N)留(S)人(P)盖(Ca)镁(Mg)家(K)。(2)微量元素记忆口诀:铁(Fe)锰(Mn)碰(B)新(Zn)木(Mo)桶(Cu)。【变变式训练训练 】C、H、N这这三种化学元素在组组成人体的化学成分中,质质量分数共占73%(占细细胞干重)左右,而这这三种元素在岩石圈中,其质质量分数还还不到1%。这这个事实说实说 明
7、( )A.生物界与非生物界具有统统一性B.生物界与非生物界具有差异性C.元素在自然界中都可以找到D.生物界具有特殊性【解析】选B。组成生物体的元素都是生物有选择地从无机自然界获取的,因此,组成细胞的化学元素在无机自然界中都能找到,这说明生物界和非生物界具有统一性。但组成生物体和非生物体的化学元素的种类和含量又有所不同,这说明生物界和非生物界又具有差异性,本题强调的是元素含量的不同。二、生物组织组织 中糖类类、脂肪和蛋白质质的检测检测1.实验实验 材料的选选取(1)选选取原则则:材料本身应应无色或白色,以避免对实验结对实验结 果产产生干扰扰。富含还还原糖、脂肪或蛋白质质等相关物质质,以使实验现实
8、验现 象明显显。(2)材料处处理:研磨过滤过滤 组织样组织样 液2.实验实验 原理(1) 还原糖 +斐林试剂 砖红色沉淀(葡萄糖、果糖、麦芽糖) (2)淀粉+碘液 蓝蓝色苏丹染液 橘黄色苏丹染液 红色(4)蛋白质质+双缩脲试剂缩脲试剂 紫色加热 (3)脂肪+3.实验流程(1)还原糖的检测和观察：(制浆一层纱布过滤取液)组织样液中含有还原糖选材还原糖含量较高、白色或近于白色的植物组织制备组织样液显色反应结论(2)淀粉的检测检测 和观观察:马铃马铃 薯匀浆浆马铃马铃 薯匀浆样浆样 液中含有淀粉取材检测结论(3)脂肪的检测检测 和观观察:方法一:花生种子匀浆浆+3滴苏苏丹染液橘黄色方法二:花生种子(
9、浸泡过过的),将子叶削成薄片取最理想的花生子叶薄片染色：在薄片上滴23滴苏丹染液，染色3 min去浮色：用体积分数为50%的酒精溶液制成临时装片取材制片在低倍显显微镜镜下找到已着色的圆圆形小颗颗粒,然后换换高倍 显显微镜观镜观 察花生种子中含有脂肪观察结论(4)蛋白质的检测和观察：大豆组织研磨液或蛋清稀释液组织样液中含有蛋白质选材与制备显色反应结论4.斐林试剂与双缩脲试剂的比较斐林试剂试剂双缩脲试剂缩脲试剂甲液乙液A液B液成分质质量浓浓度 为为 0.1 g/mL NaOH溶液质质量浓浓度为为 0.05 g/mL CuSO4溶液质质量浓浓度为为 0.1 g/mL NaOH溶液质质量浓浓度为为 0
10、.01 g/mL CuSO4溶液鉴鉴定 物质质还还原糖蛋白质质添加 顺顺序甲、乙两液等量混匀后立即 使用先加入A液1 mL,摇摇匀,再加 入B液4滴,摇摇匀反应应 条件5065温水浴加热热不需加热热,摇摇匀即可反应应 现现象浅蓝蓝色棕色砖红砖红 色沉淀浅蓝蓝色紫色【警示钟】有机化合物鉴定中有关试剂的几个误区(1)易写错别字提示：“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,而一些非还原性的糖类,如蔗糖、淀粉等,无法用斐林试剂进行检测。(3)一切蛋白质或二肽以上的多肽都能与双缩脲试剂发生反应,但与双缩脲试剂发生反应的物质不一
11、定都是蛋白质或多肽。【学而后思】(1)若要用斐林试剂检测试剂检测 蛋白质质,应应如何处处理?提示：将斐林试剂的乙液CuSO4溶液稀释为0.01 g/mL。(2)检测检测 生物组织组织 中有机物的实验实验 中,需加热热操作的实验实验 有哪些?需使用显显微镜观镜观 察的实验实验 有哪些?提示：需加热的实验有检测生物组织中的还原糖;需使用显微镜观察的实验有检测生物组织中的脂肪。【典例训练训练 2】(2012广东东高考)分析下表,可推测测 ( )注:“+”显显色,“+”显显色更深;“-”不显显色A.甲溶液含有淀粉 B.乙溶液含有还还原糖C.混合溶液不含淀粉 D.混合溶液含有淀粉酶溶液双缩脲试剂缩脲试剂
12、碘液斐林试剂试剂甲+-乙-+-甲、乙混合+【解题关键】解答本题的思路为:甲+双缩脲试剂 甲是蛋白质乙+碘液 乙是淀粉产生还原糖甲是淀粉酶显色 证明证明显色显色+斐林试剂【解析】选D。双缩脲试剂、碘液、斐林试剂分别检测蛋白质、淀粉和还原糖。据表可以推测，甲含有蛋白质，乙含有淀粉，甲和乙混合能够产生还原糖，证明甲中含有淀粉酶，将淀粉分解产生还原糖。【变式训练】生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质三种有机物的检测实验中，以下操作错误的是( )A.可溶性还原糖的检测，可用酒精灯直接加热产生砖红色沉淀B.只有脂肪的检测需要使用显微镜C.用双缩脲试剂检测蛋白质不需要加热D.斐林试剂和双缩脲试剂最好是现配现用【
13、解析】选A。在还原糖的检测实验中，应用水浴加热，而不能直接用酒精灯加热。脂肪的鉴定需要用显微镜观察脂肪颗粒。 斐林试剂试剂 和双缩脲试剂缩脲试剂 比较类题较类题 目【案例】斐林试剂试剂 的甲液是质质量浓浓度为为0.1 g/mL的NaOH溶液,乙液是质质量浓浓度为为0.05 g/mL的CuSO4溶液。双缩脲试剂缩脲试剂 的A液是质质量浓浓度为为0.1 g/mL的NaOH溶液,B液是质质量浓浓度为为0.01 g/mL的CuSO4溶液。某同学在“检测检测 生物组织组织 中的糖类类、脂肪和蛋白质质”的实验实验 中,产产生了一些疑问问,在征得老师师同意后,他利用课课外时间进时间进 行了探究。下列是其探究
14、实验实验 的部分操作:试试管第1次加入物第2次加入物第3次加入物1号1 mL 0.1 g/mL 的NaOH溶液1 m L 0.05 g/mL 的CuSO4溶液2 mL苹果汁2号1 mL 0.1 g/mL 的NaOH溶液2 mL苹果汁1 mL 0.05 g/mL 的CuSO4溶液3号2 mL苹果汁1 mL 0.1 g/mL 的NaOH溶液1 mL 0.05 g/mL 的CuSO4溶液4号1 mL 0.05 g/mL 的CuSO4溶液2 mL苹果汁1 mL 0.1 g/mL 的NaOH溶液5号1 mL 0.05 g/mL 的CuSO4溶液1 mL 0.1 g/mL 的NaOH溶液2 mL苹果汁6号
15、1 mL 0.1 g/mL 的NaOH溶液4滴0.0 1 g/mL 的CuSO4溶液2 mL苹果汁请请分析回答下列问题问题 :(1)该该同学试图试图 通过过上述实验实验 解决哪两个问题问题 ?_;_。(2)上述试试管中,作为对为对 照的是_。(3)要使上述试试管中的溶液发发生显显色反应应,还还必须须做_处处理。(4)要提高该实验结该实验结 果的可信度,还应该还应该 _。【审题抓准信息快速推断】关键信息推断结论信 息 1(1)纵向比较发现:15号试 管的相同点是均加入了等量 的斐林试剂和苹果汁 (2)横向比较发现:15号试 管的不同点是加入的物质的 顺序不同横纵比较可得出该同学的 实验目的之一是“探究加 入斐林试剂甲液和乙液的 顺序是否对实验结果有影 响”信 息 216号试管均加入了苹果汁 ,不同之处是前5支试管加入 了斐林试剂,6号试管加入了 双缩脲试剂分析比较可得出该同学的 实验目的之二是“探究双 缩脲试剂是否可用于可溶 性还原糖的鉴定”【答题规范答案警示失误】(1)斐林试剂的甲液和乙液是否必须混合后才能加入组织样液中(或答加入斐林试剂甲液和乙液的顺序是否可以改变)双缩脲试剂是否可用于
