辽宁省沈阳市生物 第二章 组成细胞的分子 2.1 组成细胞的分子 新人教版必修1.ppt

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1、整体感知本章介绍了组成细胞的化学元素和化合物的种类、含量及其生理功能。组成细胞的化学元素，大都以化合物的形式存在，所以本章的重点内容是关于糖类、脂质、蛋白质和核酸的相关内容，尤其是蛋白质和核酸，它们分别是生命活动的体现者和控制者。本章内容从分子水平阐述了生命的组成，由这些分子组成的细胞是生物体的结构和完成各项生命活动的基础，所以这部分知识是后面几章内容的铺垫。考点聚焦组成细胞和生物体的化学元素和化合物，是生命活动的物质基础。构成细胞的各种化合物在细胞内的生理作用，特别是蛋白质和核酸两种有机物的化学组成及其生理功能，是本章的重点。考查本章的题目虽然大多是选择题，但在考查某知识点时可从不同角度来设

2、计问题，灵活多变，如考查氨基酸脱水缩合形成肽键的数目时，可以从选择、填空、计算等多个角度来进行。核酸保健品的开发、人类蛋白质组计划、世界上第一个人工合成蛋白质的诞生等都是本章与生活及科学技术的紧密结合点。方法指导本章内容并不是彼此孤立的，而是有着内在的联系，组成生物体的每一种化合物都是由特定的化学元素组成，因此只有了解组成生物体的化学元素，才能更好地理解组成生物体的化合物。由于识记性和理解性的内容较多，而且基础性比较强，所以学习时，一方面要加强记忆，另一方面要注意理解。可采用比较法，将组成生物体的各种化合物，从组成元素、种类、结构(或组成)、功能等方面以表格形式进行比较记忆。第1节细胞中的元素

3、和化合物知识：(1)简述组成细胞的主要元素：(2)理解构成细胞的基本元素是碳。(2)情感态度与价值观：认同生命的物质性。(3)能力：尝试检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质，探讨细胞中主要化合物的种类。(4)重点与难点：(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；(3)构成细胞的基本元素是碳。(一)思考与讨论1提示：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是否有碳元素，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。当然这不是严格意义上的区别。对这两类化合物的严格区分，请参照化学教科书。2提示：细胞中最多的有机化合物是

4、蛋白质，无机化合物是水。蛋白质是组成生物体的重要物质，在生命活动中起重要作用；水是生命之源，离开水，生命活动就无法进行。3提示：植物的叶肉细胞、果实细胞和种子的细胞中通常含有较多的糖类、脂质和蛋白质，如禾谷类的果实、种子中含淀粉(多糖)较多；甘蔗的茎和甜菜的根含蔗糖多；花生、芝麻种子中含脂质多；大豆种子中含蛋白质多等等。要想从植物的果实、种子中获得糖类、脂质和蛋白质，就要设法使细胞破碎，再将这些物质提取出来。(二)实验1、2略。3生物材料中有机化合物的种类、含量不同。因此，我们应选择多种多样的食物，保证获得全面的营养。一、组成细胞的元素1细胞中常见的化学元素有_多种，有些含量较多(万分之一以上

5、)被称为_，如_等；有些含量很少(万分之一以下)被称为_，如_等。2组成细胞的元素中含量最多的四种元素是_，_是构成细胞的最基本元素，在细胞鲜重中含量最多的元素是_。二、组成细胞的化合物1组成细胞的化合物中，无机化合物包括 _，有 机 化 合 物 包 括_。2组成细胞的化合物中，含量最多的是_，大约占_。在细胞干重中含量最多的是_，其占细胞鲜重的比例约为_。三、糖类、脂肪和蛋白质的检测1 糖 类 中 还 原 性 糖(如 _)与_发 生 作 用，在 50 65水 浴_的条件下产生_沉淀；淀粉遇_变_。2脂肪可被_染成_或被_染液染成红色。3蛋白质与_发生作用，产生_反应。答案：一、1.20大量元

6、素C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg微量元素Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo、Cl2C、H、O、NCO二、1.水、无机盐糖类、脂质、蛋白质、核酸2H2O8590%蛋白质720%三、1.葡萄糖斐林试剂加热砖红色碘蓝2苏丹橘黄苏3双缩脲紫色组成生物体的元素有20多种。1根据它们在生物体内含量的不同，分成两大类：(1)大量元素含量占生物体总重量的万分之一以上的元素，叫做大量元素。包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。(2)微量元素含量比较少，但又是生物体生命活动所必需的元素，叫做微量元素。如Mn、Zn、Cu、B、Mo等。Fe含量一般比微量元素多一些，比大量元素稍少些，所以又叫做半微量元素

7、。微量元素在生物体内含量虽然很少，但它是维持正常生命活动不可缺少的。注意：大量元素和微量元素都是生物体生命活动所必需的，不同的生物，组成它们的化学元素大体相同，但各种元素的含量相差很大。2根据功能来分，生物体内的元素又分基本元素、主要元素等种类：3构成细胞的基本元素C图1和图2分别是人体细胞鲜重和干重的主要元素含量。无论是鲜量还是干重，组成细胞的元素中C、O、H、N这四种元素的含量最多，在干重中C的含量达到48.4%，这表明C是构成细胞的基本元素。1下列化学元素中属于组成生物体的微量元素的是()AKBPCB DCa解析：组成生物体的化学元素分为大量元素和微量元素两大类，其中C、H、O、N、P、

8、S、K、Ca、Mg等属于大量元素，Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等属于微量元素。答案：C下列各组元素中，占细胞总量97%的一组是()AC、H、O、N、P、S BC、Fe、K、Ca、BCN、P、S、K、Ca、Mg DFe、Mn、B、Zn、Cu、Co答案：A解析：在组成细胞的大量元素中，C、H、O、N、P、S 6种元素是组成细胞的主要元素，大约共占细胞总量的97%。因此正确的选项应是A。其余各选项的元素含量都达不到97%。细胞主要由20种化学元素所组成，这些化学元素只有构成各种化合物时才具有真正的生物学意义。这些分子单独存在时并不能完成生命活动，只有组合成细胞后，由细胞完成各种生命活动。组成细胞

9、的化合物如下：注意：注意：(1)几个几个“最多最多”占占细细胞胞鲜鲜重最多重最多占占细细胞干重最多胞干重最多元素元素O OC C化合物化合物水水一般一般认为认为是蛋白是蛋白质质(2)在组成细胞的各种化合物中，虽然水是含量最多的物质，是生命活动的最重要的介质，地球表面出现了液态水时，才具备了生命发生的条件。但是，只有当原始地球的物质经过漫长的演变，出现了原始的核酸和蛋白质并且组合在一起，表现出原始的新陈代谢时，才开始出现原始的生命现象，产生了原始的生命。恩格斯早在一百多年前就已提出“生命是蛋白体的存在方式”。现代生物科学认为承担生命的“蛋白体”主要是核酸和蛋白质的整合体系。因此说细胞的主要成分是

10、蛋白质和核酸。2过度肥胖者的脂肪组织中，占细胞质量50%以上的物质是()A蛋白质 B脂肪C糖类 D水解析：任何生活细胞中含量最多的物质都是水，含量超过50%的只有水，水通常占细胞重量的80%90%。错选A者将“占细胞干重50%以上”与“占细胞重量50%以上”混淆；错选B者误认为脂肪组织中的细胞内脂肪含量一定最高。答案：D下图为原生质的组成成分。如果该图表示的是组成原生质的各种化学元素，则A应该是_；如果该图为组成原生质的化合物，则A应该是_；如果该图是已 经 完 成 脱 水 后 的 原 生 质，则 A是_。答案：O水蛋白质解析：原生质是细胞内的生命物质，组成原生质的化学元素中O元素含量最多，达

11、到65%；组成原生质的化合物中，水分含量最多，达到60%95%；而组成原生质的化合物中，蛋白质占干重的50%以上。(一)实验原理该实验原理可简记为“三特”，即“特定的物质与特定的试剂反应呈现特定的颜色”。物物质质试剂试剂颜颜色色还还原糖原糖斐林斐林试剂试剂砖红砖红色沉淀色沉淀脂肪脂肪苏苏丹丹液液橘黄色橘黄色苏苏丹丹液液红红色色蛋白蛋白质质双双缩脲试剂缩脲试剂紫紫红红色色(二)目的要求初步学会用化学试剂检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。(三)实验仪器和试剂(1)仪器：剪刀，解剖刀，双面刀片，试管，试管架，试管夹，大、小烧杯，小量筒，滴管，玻璃漏斗，酒精灯，三角架，石棉网，火柴，研钵，石英砂，纱

12、布，载玻片，盖玻片，毛笔，吸水纸，显微镜。(2)试剂：斐林试剂，苏丹染液，双缩脲试剂。(四)方法步骤A还原性糖的鉴定1选材：本实验最理想的实验材料是含糖量较高的生物组织(或器官)，而且组织的颜色较浅，或近于白色的，如苹果和梨的果实。经试验比较，颜色反应的明显程度，依次为苹果、梨、白色甘蓝叶、白萝卜。2方法步骤：(1)制备生物组织样液(2)实验操作的方法和观察向试管内注入样液2 mL(3)结论：该溶液颜色变成砖红色，这说明组织样液中的还原糖与斐林试剂发生了反应，从而鉴定苹果组织中有还原性糖存在。3下列各项作为鉴定生物组织中还原性糖的理想材料是()A韭菜 B鸢尾C菠菜 D梨解析：鉴定生物组织中还原

13、性糖的实验，最理想的实验材料是含还原糖量较高的生物组织(或器官)，而且组织的颜色较浅或近于白色。因此韭菜、鸢尾、菠菜的叶片中叶绿素的含量较多，颜色较深，对于鉴定时的颜色反应起着掩盖作用，导致实验现象不明显，不是理想的实验材料。而只有梨符合条件。答案：D在用斐林试剂鉴定还原性糖时，溶液的颜色变化过程为：_。答案：浅蓝色棕色砖红色(沉淀)解析：由于斐林试剂的甲液(氢氧化钠的质量浓度为0.1 g/mL的溶液)和乙液(硫酸铜的质量浓度为0.05 g/mL的溶液)两者混合后，立即生成浅蓝色的Cu(OH)2沉淀，将蓝色的甲液和乙液的混合液(刚配制的斐林试剂)注入盛有苹果组织样液的试管中，振荡试管，溶液混合

14、均匀，此时呈现蓝色是Cu(OH)2的颜色。当将这支试管进行水浴加热时，仔细观察会看到：溶液的颜色由开始时的浅蓝色首先变成棕色，随后又逐渐变成了砖红色沉淀。开始时的浅蓝色是Cu(OH)2的颜色；中间出现棕色是蓝色Cu(OH)2和砖红色的Cu2O混合的颜色，最后出现砖红色(沉淀)是Cu2O O的颜色。的颜色。B脂肪的鉴定1选材：实验材料最好选择富含脂肪的种子，如花生种子(取其子叶)。供实验用的花生种子，必须提前浸泡34h。浸泡时间短了，不容易切成片；浸泡时间过长，则组织太软，切下的薄片不易成形。2方法步骤：(1)制备生物组织实验材料(组织切片)(2)实验操作方法和观察观察脂肪小颗粒：用显微镜观察薄

15、片最薄处(最好一层细胞)(3)结论：该颗粒可被苏丹染液染成橘黄色，它是生物组织中的脂肪物质。从而鉴定花生种子(子叶)组织中有脂肪存在。注意：花生子叶切片切得要薄(最薄处最好是一层细胞)，因为切片较厚就观察不清脂肪颗粒。4某学生在显微镜下观察落花生子叶的切片，当转动细准焦螺旋时，有一部分细胞看得清晰，另一部分细胞较模糊，这是由于()A反光镜未调节好B标本切得厚薄不均C细调节器未调节好D显微镜物镜损坏解析：有一部分细胞看得清楚，说明物镜完好无损，反光镜和细调节器也已调节好。而另一部分细胞模糊的原因可能是由于切片厚薄不均匀，厚的模糊而薄的则清楚。答案：B在脂肪的鉴定实验中，花生种子浸泡的时间是()A

16、12 h B34 hC67 h D89 h答案：B解析：实验前将供实验的花生种子浸泡的目的是容易切成完整的薄片，浸泡时间短了，不容易切成片(易碎)；浸泡时间过长，则组织太软，切下的薄片不易成形。经实验证明适宜的浸泡时间为34 h。C蛋白质的鉴定1选材：选材：实验材料最好选用富含蛋白质的生物组织(或器官)，植物材料常用的是大豆，动物材料常用的是鸡蛋(卵白)或新鲜肝脏研磨液(因为里面富含酶，而酶的成份主要是蛋白质)。如用大豆，必须提前浸泡12d，这样容易研磨成浆。有条件的学校，可以直接采用现成的大豆磨成的豆浆，豆浆可以购买，也可用小型的榨汁机制取。如果用稀释的卵白或研磨的新鲜肝脏液做实验材料，实验

17、效果会更好。2方法步骤：(1)制备生物组织样液(2)实验操作方法和观察向试管内注入组织样液2 mL(或蛋白稀释液2 mL)(3)结论：组织样液加入双缩脲试剂A后，颜色变化为无色，再加双缩脲试剂B后，颜色的变化是紫色。这说明组织样液中含有蛋白质。从而鉴定黄豆组织中或者蛋白稀释液中或新鲜的肝脏中有蛋白质。注意：做鉴定蛋白质的实验时，在鉴定之前，要留出一些黄豆组织样液，以便用来与化学试剂发生反应后的颜色作对比，增强说服力。若不用豆浆，用蛋白稀释液或新鲜肝脏提取液做实验材料，应稀释到一定程度，如果稀释不够，与双缩脲试剂发生反应后会粘固在试管的内壁上，使反应不容易彻底，并且试管不易刷干净。5(2008广

18、东高考)双缩脲试剂可以鉴定蛋白质，是由于蛋白质有()A肽键 B氨基酸C羧基 D氨基解析：蛋白质分子中含有肽键，可与双缩脲试剂反应产生颜色反应，以鉴定蛋白质的存在。答案：A鉴定脱脂淡奶粉是否是伪劣产品，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红墨水答案：D解析：本题是还原糖、脂肪和蛋白质的鉴定在生活中的应用。普通奶粉中主要含有蛋白质、脂肪和糖类。题干中的脱脂淡奶粉因脱去脂，所以无脂肪；因是淡奶粉，所以无糖；主要成分只剩下蛋白质。供选答案中，斐林试剂是用来鉴定还原糖的，苏丹染液是用来鉴定脂肪的，双缩脲试剂是用来鉴定蛋白质的，红墨水是用来观察水分的运输作用的。(1)组成细胞的各种

19、化学元素在无机自然界中都能找到，没有细胞所特有的元素，其原因是：生物体时刻不断地、有选择地从外界环境吸收营养物质，同化为自身物质，即组成生命的元素来源于无机自然界。生命起源于非生物界。这一点主要从元素的种类上考查。(2)构成细胞的各种化学元素的含量与无机自然界中的元素含量是不同的，即具有差异性。这一点主要从元素的含量上考查。斐林斐林试剂试剂双双缩脲试剂缩脲试剂甲液甲液乙液乙液A A液液B B液液成分成分0.1g/mL 0.1g/mL NaOHNaOH溶液溶液0.05g/mL 0.05g/mL CuSOCuSO4 4溶溶液液0.1g/mL 0.1g/mL NaOHNaOH溶溶液液0.01g/mL

20、 0.01g/mL CuSOCuSO4 4溶溶液液鉴鉴定物定物质质还还原糠原糠蛋白蛋白质质添加添加顺顺序序甲乙两液等量混匀后立即甲乙两液等量混匀后立即使用使用先加入先加入A A液液1mL1mL，摇摇匀，匀，再加入再加入B B液液4 4滴，滴，摇摇匀匀反反应应条件条件水浴水浴50506565加加热热不需加不需加热热，摇摇匀即可匀即可反反应现应现象象样样液有液有砖红砖红色沉淀色沉淀产产生生样样液液变变紫色紫色某厂商宣传其生产的“炸薯条”是富含蛋白质和多种维生素的营养食品，特别适合青少年和儿童食用，对青少年和儿童身体的生长发育具有很高的营养价值。请你判定这则广告的真假。相关资料：薯条在油炸之前含量最

21、多的有机物是淀粉；在油炸之后，含量最多的有机物是脂肪。高温会对维生系等营养成分造成破坏。请回答下列问题：(1)鉴定油炸之前的薯条中含量最多的有机物时，常用的试剂是：_；若在晾干的未加工的薯条上滴加这种试剂，薯条会呈_色。(2)鉴定“炸薯条”中含量最多的有机物时，使用的试剂是：_。(3)鉴定“炸薯条”、薯条、豆类食品中是否富含蛋白质时，使用的试剂是：_。(4)根据生活经验和所学的生物知识，你判定该厂商的这则广告是_。答案：(1)碘液蓝(2)苏丹染液(或苏丹染液)(3)双缩脲试剂(4)虚假的1保证生物体正常生活所必需的微量元素是()AK、Fe、Mn、Zn、Cu、BBFe、Mn、Zn、Cu、B、Mo

22、CCa、Fe、Mn、Zn、Cu、NoDMg、Fe、Mn、Zn、B、Mo答案：B解析：A项中的K属于大量元素，C项中的Ca属于大量元素，D项中的Mg属于大量元素。2生长在沙漠中的仙人掌，在其肉质茎的细胞中，含量最多的化合物是()A蛋白质 B脂质C糖类 D水答案：D解析：题目中的“生长在沙漠中的仙人掌”是一干扰因素，不能被其迷惑。正常生活的细胞中，含量最多的化合物是水。3在鉴定还原糖的实验中，加入斐林试剂时必须要()A先加入斐林试剂甲液，后加入乙液B先加入斐林试剂乙液，后加入甲液C将斐林试剂的甲液和乙液混合均匀后再加D以上A、B、C三项操作方法都正确答案：C解析：斐林试剂的甲液是氢氧化钠的质量浓度

23、为0.1 g/mL的溶液；乙液是硫酸铜的质量浓度为0.05 g/mL的溶液。只有将甲液和 乙 液 混 合 后，才 能 生 成 浅 蓝 色 的Cu(OH)2沉淀。而还原性糖就是与Cu(OH)2在加热条件下，才能生成砖红色的Cu2O沉淀，起到鉴定还原性糖的作用，因此应选C。4在鉴定还原性糖和蛋白质的实验中，制备生物组织样液时，都要加入石英砂进行研磨，加入石英砂的目的是()A研磨充分B防止有机物受到破坏C提取有机物D有利于研磨液的过滤答案：A解析：在制备生物组织样液时加入石英砂研磨的目的就是为了充分破坏组织细胞，使细胞中的还原性糖或蛋白质出来进入研磨液中，以便得到含还原性糖或蛋白质较高的组织样液，而

24、与B、C、D三项没有关系。5下列是几种元素在地壳中和原生质中含量的比较表，请分析后回答：元素地壳中含量原生质中含量O48.6%65%C0.09%18%Fe4.75%0.01%H0.76%10%N0.03%3%(1)由上表可以看出，组成原生质的元素在地壳中都含有，说明_。(2)但原生质中元素的含量有的远高于地壳中的含量，有的远低于地壳中的含量，说明了_。答案：(1)生物界与非生物界具有差异性(2)生物界与非生物界具有统一性。6请根据你已经学过的知识，设计一个实验证明生物体的主要组成元素中含有C、H、O三种元素。_。答案：实验原理：C、H、O三种元素的组成，就无机物而言，可组成CO2和H2O，因此，在实验过程中，只要能检测到CO2和H2O即可证明。实验过程：将某一生物体，如种子(黄豆)等在隔绝空气的条件下加热，可发现有黑色的含碳化合物形成(即碳化现象)；同时，可在试管壁上观察到水珠的出现，说明有水，即可证明有C、H、O三种元素。