【高中生物】人教版高中生物必修1学案:2.1-细胞中的元素和化合物-Word版含答案.doc
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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目标导航 学习目标:1列举组成细胞的主要元素、大量元素和微量元素。2了解组成细胞的主要化合物的分类及含量。3掌握检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质的方法。 学习重点1.组成细胞的主要元素和化合物。2.检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。 学习难点1.构成细胞的基本元素是碳。2.检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。基础预习【知识链接】知识点一 组成细胞的化学元素及化合物1组成细胞的元素(1)与非生物界的关系:组成细胞的化学元素,在_中都能找到,但各种元素的_大不相同。(2)种类:细胞中常见的化学元素有20多种,其中 大量元素有_等。 微量元素有_
2、等。 构成细胞的元素中_4种元素含量最多。 构成细胞的最基本的元素是_。2组成细胞的化合物(1)种类 无机化合物有_。 有机化合物主要有_等。(2)含量 占细胞鲜重最多的化合物是_。 占细胞鲜重最多的有机化合物是_。 占细胞干重最多的化合物是_。知识点二 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质生物组织中某些有机化合物能与某些化学试剂产生特定的_。化合物试剂颜色变化还原糖_碘液_脂肪_橘黄色苏丹染液_蛋白质_【预习自测】(1) 想一下刚收获的大豆种子与晒干的大豆种子中含量最多的化合物相同吗?(2) 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质时,对于材料的选择有何统一要求?【预习反馈】合作探究知识点一 组成细
3、胞的化学元素及化合物【典例导悟】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【思路点拨】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: 明确细胞是鲜重状态还是干重状态。 分析图中各物质含量高低顺序是。 回忆细胞中各元素和化合物的含量。答案:D。 【迁移训练1】下图1是细胞中3种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,下列说法不正确的是 ( )A若图
4、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中原子数量最多的元素也是a知识点二 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质【典例导悟】现有无标签的稀蛋清、葡萄糖、淀粉和淀粉酶溶液各一瓶,可用双缩脲试剂、斐林试剂和淀粉溶液将它们鉴定出来。请回答:(1)用一种试剂将上述4种溶液区分为两组,这种试剂是_,其电发生显色反应的一组是_和_溶液,不发生显色反应的一组是_和_溶液(2)用_试剂区分不发生显色反应的一组溶液。(3)区分发生显色反应一组溶液的方法及鉴定是 _。解析 分析题意可知,稀蛋清和淀粉酶属于蛋白质,葡萄糖和淀粉属于糖类,可用双缩脲试剂加以区分;葡
5、萄糖属于还原性糖,淀粉属于非还原性糖,可用斐林试剂加以鉴定;题目最难的地方在于稀蛋清和淀粉酶的鉴定,这时要充分利用题干中的信息,借助于第三方来解决问题,即考虑利用淀粉酶对淀粉的催化作用。答案 (1)双缩脲试剂 稀蛋清 淀粉酶 葡萄糖 淀粉 (2)斐林试剂 (3)将淀粉溶液分别与发生显色反应的两种溶液混合,一段时间后,用斐林试剂分别处理上述两种混合液,观察到无颜色变化的溶液是稀蛋清溶液,出现砖红色沉淀的溶液是淀粉酶溶液温馨提醒:与斐林试剂反应生成砖红色沉淀的,只能确定是还原糖,如葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖等。斐林试剂现配现用的原因:试剂甲和试剂乙混合后可强烈反应产生Cu(OH)2,Cu(OH)2
6、很容易沉淀析出,因此斐林试剂一般要现配现用,而且在实验时,是混合后加入,不能分别加入,否则就无Cu(OH)2生成。【迁移训练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才能看到紫色特别提醒:1、(1)微量元素虽然含量少,但作用并不小,对于细胞的生命活动不可缺少。(2)不同细胞所含的化学元素种类大体相同,但含量可能相
7、差很大。(3)组成细胞的化学元素在无机环境中都能找到,但含量相差很大,这从元素层面上反映了生物界和非生物界的统一性与差异性。2、(1)检测还原糖时,最好选取富含还原糖的材料(如苹果、梨等),材料颜色宜淡(一般以白色最好),不会干扰实验结果。(2)在检测蛋白质的实验中,如果用蛋清作为实验材料,一定要进行稀释,否则与双缩脲试剂反应后会粘在试管壁上。(3)不同化学试剂和有机物之间的颜色反应,在生活实际中也有应用。例如,用斐林试剂检测尿糖,用苏丹或苏丹染液鉴定脱脂奶粉是否为假冒伪劣产品,用双缩脲试剂检测蛋白尿等。 (5)蛋白质是生命活动的主要承担者,一切生命活动都离不开蛋白质。自我评价知识归纳【思维导
8、图】一、 组成细胞的元素二、 组成细胞的化合物【相关概念】1分类 大量元素:含量占生物总质量万分之一以上的元素 微量元素:含量占生物总质量万分之一以下的元素2各种元素归属范围 (1)大量元素和微量元素都是生物体生命活动所必需的。 (2)鲜重状杰下, 4种基本元素的含量是OCHN;干重状态下,4种基本元素的含量是CONH。3生物界与非生物界的统一性和差异性(1)统一性:从元素种类看,组成生物体的化学元素在无机自然界都能找到,没有一种元素为生物体所特有。(2)差异性:从元素含量看,组成生物体的化学元素在生物体内和无机自然界中含量差异很大。4实验流程(1)还原糖的检测和观察选材 含糖量较高、白色或近
9、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(2)淀粉的检测和观察取材 马铃薯匀浆检测 结论 马铃薯匀浆样液中含有淀粉(3)脂肪的检测和观察方法一:花生种子匀浆+3滴苏丹染液 橘黄色方法二:取材 花生种子(浸泡过的)将子叶削成薄片制片观察 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(4)蛋白质的检测和观察选材与制备 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5.实验材料的选择由于本实验室是用颜色反应检测不同的物质,因此在实验的选材上应注意以下两点:材料本身应无色,以免对实验产生干扰;材料
10、应富含相关物质,使现象更明显。6.斐林试剂与双缩脲试剂的异同分析(1)试剂成分及使用方法比较斐林试剂双缩脲试剂 甲液乙液A液B液成分质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液质量浓度为0.05g/mL的CuSO4溶液质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液质量浓度为0.01g/mL的CuSO4溶液鉴定物质还原糖蛋白质添加顺序方法甲乙液等量混合均匀后注入先注入A液摇匀,再注入B液摇匀反应条件水浴加热不加热反应现象砖红色沉淀紫色反应(2)反应原理与结果的比较还原糖检测:因还原糖中含有醛基,在碱性溶液中加热煮沸2 min后,会被新制Cu(OH)2氧化,而Cu(OH)2则被还原为Cu2O砖红色沉淀。蛋白质检
11、测:双缩脲反应是指具有两个或两个以上肽键的化合物在碱性条件下可与Cu2+反应,生成紫色的化合物。因所有蛋白质均含多个肽键,因而均可发生此反应。反应中先加NaOH溶液的目的就是制造碱性环境。【自主构建】巩固提升【基础巩固】1 C 、 H 、 N 三种化学元素在组成人体的化学成分中,质量分数共占 73 左右,而在组成岩石圈的化学成分中,质量分数还不到 1 ,这一事实说明了 ( )A 生物界与非生物界具有相似性 B 生物界与非生物界具有统一性 C 生物界与非生物界具有差异性 D 生物界与非生物界的元素组成是不同的 2 在过度肥胖者的脂肪组织中,含量最多的物质是 ( )A 水 B 脂肪 C 蛋白质 D
12、 糖类 3 下列关于实验操作步骤的叙述中,正确的是 ( )A 用于鉴定可溶性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 脂肪的鉴定需要显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪颗粒 C 鉴定可溶性还原糖时,要加入斐林试剂甲液摇匀后,再加入乙液 D 用于鉴定蛋白质的双缩脲试剂 A 液与 B 液要混合均匀后,再加入含样品的试管中,且必须现混现用 4 鉴定脱脂淡奶粉是否为伪劣产品,不需用的化学试剂是 ( ) A 斐林试剂 B 苏丹染液 C 双缩脲试剂 D 红墨水 5 .下表表示人体和玉米细胞中部分含量较多的元素的含量(占细胞干重的质量分数/%),请回答下面的问题。元素OCHNKCaPMgS玉米44
13、.4343.576.241.460.920.230.200.180.17人14.6255.997.469.331.094.673.110.160.78(1)分析玉米和人体细胞中的元素构成的相同点是 ;不同是 。(2)清洁空气中N2占78%,地壳中含量最多的是O,而细胞干重含量最多的是C。但构成生物体的元素在自然界都能找到。这一事实说明。(3)在组成活细胞的化学成分中,含量最多的元素、化合物、有机物分别是_、_、_。【能力提高】1.仙人掌生活在缺水的沙漠中,在仙人掌的细胞中含量最多的化合物是( )A 水 B蛋白质 C脂质 D糖类2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
14、学元素。其配方:离子K+Na+Mg2+Ca2+NO3-H2PO4-SO32-Zn2+培养液浓度/molL-1110.251210.251其中花卉根细胞吸收最少的离子是 ( )A.Ca2+ B.SO32- C.Zn2+ D.H2PO4-3对下表中所列待测物质的检测,所选用的试剂及预期结果都正确的是 ( ) A B C D4若以鸡蛋蛋白液为材料进行蛋白质鉴定实验,发现蛋白液与双缩脲试剂发生反应后会粘附在试管壁上。下列关于这一现象形成原因的描述中正确的是 ( )A鸡蛋蛋白液稀释不够,搅拌不匀B只添加了双缩脲试剂A液,未添加双缩脲试剂B液C鸡蛋蛋白液不是合适的实验材料D蛋白液与双缩脲试剂的反应时间不够
15、长5下列有关图示的分析中,不正确的是 ( )A如果该图为组成细胞的化合物,则A中含有的元素为H、0B如果该图表示的是组成细胞的化合物,则A是蛋白质C如果该图表示的是组成活细胞中的元素,则A是氧元素D如果该图表示的是活细胞中的元素,则其中Mo的含量很少6某小组对大豆种子萌发过程中蛋白质含量变化进行了研究(如图),请填充实验原理;判断实验步骤中划线部分是否正确,并更正错误之处;写出实验结果。()实验原理:蛋白质,其颜色还深浅与蛋白质含量成正比。()实验步骤:将三份等量大豆种子分别萌发1、5、9天后取出,各加入适量蒸馏水,研碎、提取、定容后离心得到蛋白质制备液;取3支试管,编号1、2、3,分别加入等
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