2.1 細胞中的元素和化合物

組成細胞的分子第2章

theSecondChapter1.結合教材P16～17圖文，了解組成細胞的化學元素的分類和含量。2.分析教材P17各類化合物含量的比較分析表，了解細胞中主要化合物的種類及含量。3.通過教材P18～19實驗分析，嘗試設計檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質的實驗。目標導讀1.組成細胞的化學元素的分類及含量。2.檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質。重難點擊第課時3三檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質當堂檢測細胞中的元素和化合物一組成細胞的元素二組成細胞的化合物閱讀教材P16～17，結合下面的材料，分析回答相關問題。1.組成細胞的元素種類材料一細胞中常見的化學元素有20多種，這些元素在無機自然界都能找到，表1為地殼和人體中含量較多的元素的比較表，表2為人體和玉米所含元素占細胞干重的質量分數(shù)(%)。一組成細胞的元素表1元素地殼細胞元素地殼細胞C0.08718.0H0.7610.0O48.6065.0Si26.30極少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組成生物體內(nèi)的任何一種元素都可以在

找到，說明生物界和非生物界具有

性。②同一種元素在人體細胞中的含量與地殼中的含量

，這體現(xiàn)了生物界和非生物界的

性。差異無機自然界統(tǒng)一不同(2)由表2可得出結論①不同生物體內(nèi)所含元素種類

；不同生物體內(nèi)每種化學元素的含量

。②同一生物體內(nèi)不同化學元素的含量

，其中___________四種元素所占比例較大。(3)通常我們把含量占萬分之一以上的元素稱作

元素，如

等，含量在萬分之一以下的元素稱作微量元素，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材料二幾十年前，新西蘭有一個牧場的大片牧草長勢很弱，有的甚至發(fā)黃枯萎，即使使用了大量的N、P、K肥也無濟于事，后來，人們偶然發(fā)現(xiàn)牧場內(nèi)的一小片牧草長得十分茂盛，原來，這一片“綠洲”的附近有一座鉬礦，礦工每天上下班總是抄近路走，他們的鞋子踩過的地方，牧草綠油油的，經(jīng)過科學家的化驗和分析，一公頃牧草只需150克鉬就足夠了。(4)鉬屬于

元素。(5)由材料二分析，鉬雖然含量少，但是對生物體_________________________。不可缺少微量具有重要的作用，2.組成細胞的元素含量如圖為組成人體細胞的主要元素占鮮重和干重的比例圖，據(jù)圖分析回答問題。(1)只考慮4種元素，在鮮重條件下細胞中含量最多的元素是

，其次是

；在干重條件下，細胞中含量最多的元素是

，其次是

。(2)無論在鮮重還是干重條件下，細胞中都有并且含量最多的元素是

六種，它們被稱作組成細胞的主要元素。

四種元素被稱作構成化合物和細胞結構的基本元素。

是構成細胞的最基本元素。COC、H、NCO、N、HC、H、O、N、P、SC、H、O、N(3)生物體內(nèi)含有的元素不是大量元素就是微量元素嗎？大量元素、微量元素都是必需的元素嗎？答案

生物體內(nèi)含有的元素有些既不是大量元素也不是微量元素。無論是大量元素還是微量元素，都是生物體必需的元素，如果不是生物體必需的元素，不管含量高低，都不是大量元素或者微量元素。歸納提煉活學活用1.判斷組成細胞的元素的正誤。(1)生物界和非生物界在元素組成的種類和含量上都相同(

)(2)C是細胞中最基本的元素(

)(3)組成人體細胞的主要元素是C、H、O、N、P、S(

)(4)細胞中常見元素有C、H、O、N等20多種(

)(5)Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等是組成細胞的微量元素(

)(6)在同一生物的不同體細胞內(nèi)，各種化學元素的含量相同(

)(7)由于微量元素含量很少，即使缺少了，也不會影響生物體的生命活動(

)解析不同生物的體細胞內(nèi)組成它們的化學元素種類大體相同，但含量有差異，同一生物體的不同體細胞內(nèi)，各種化學元素的含量不同，種類相似。如紅細胞中鐵元素較表皮細胞多。微量元素是生命活動必需的元素。答案

(1)×(2)√(3)√(4)√(5)×(6)×(7)×組成細胞的元素大多以化合物的形式存在，下圖表示細胞中主要化合物的含量，結合該圖分析回答下列問題。二組成細胞的化合物1.由上圖可知，鮮細胞中含量最多的化合物是

，含量最多的有機化合物是

，含量最多的無機化合物是

。

是生命之源，生命活動缺少了水就無法進行。2.如果是在干細胞中，含量最多的化合物是

，含量最多的有機化合物是

。

是組成生物體的重要物質，在生命活動中起重要作用。3.有機化合物和無機化合物的區(qū)別主要看它們的分子組成中________________。例如糖類是有機化合物，由碳、氫、氧三種元素組成；水是無機化合物，由氫、氧兩種元素組成。有碳元素水蛋白質水水蛋白質蛋白質蛋白質是否4.不同生物材料中富含有機物的成分不同，請把下面的生物材料進行分類：富含糖類

；富含脂肪

；富含蛋白質

。①玉米種子②牛奶③甘蔗的莖④雞蛋⑤花生種子⑥甜菜的根⑦蓖麻種子⑧大豆種子⑨蘋果①③⑥⑨⑤⑦②④⑧歸納提煉活學活用2.判斷下列敘述的正誤。(1)生活在沙漠中的仙人掌細胞中，各種化合物占細胞鮮重的含量由多到少的排列順序是蛋白質、糖類、脂質、水(

)解析無論是生活在沙漠中，還是在海洋中，所有活細胞中含量最多的化合物都是水。蛋白質是細胞內(nèi)含量最多的有機化合物，或者說是細胞干重中含量最多的化合物，再次是脂質，糖類和核酸所占比例更小?！?2)細胞中絕大多數(shù)元素以化合物的形式存在(

)(3)有機化合物對活細胞重要，無機化合物對活細胞不重要(

)解析細胞中的化合物對細胞來說都重要，如缺鐵影響紅細胞運輸氧的功能，進而影響生命活動。(4)人體的肌肉細胞中含量最多的物質與過度肥胖者的脂肪細胞中含量最多的物質分別是蛋白質、脂肪(

)解析人體的肌肉細胞中含量最多的物質與過度肥胖者的脂肪細胞中含量最多的物質都是水?！痢獭寥龣z測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質不同生物組織中化合物的種類和數(shù)量有一定的差別，我們可以利用某些特殊的顯色反應進行檢測，請結合教材P18～19實驗進行分析。1.實驗原理(1)還原糖(葡萄糖、麥芽糖、果糖等)＋

試劑

色沉淀。(2)脂肪＋

染液→

色。(3)蛋白質＋

試劑→

色。(4)淀粉＋

→

色。藍斐林磚紅蘇丹Ⅲ(Ⅳ)橘黃(紅)雙縮脲紫碘液2.實驗材料的選擇本實驗是顯色反應，因此選擇實驗材料時有兩個要求：一是要富含待檢測的化合物；二是要顏色較淺(無色或白色最佳)。根據(jù)此要求，對提供的材料進行選擇和分類：①蘋果②花生種子③豆汁④梨⑤雞蛋清⑥甘蔗汁⑦馬鈴薯勻漿⑧芝麻種子⑨西瓜汁⑩花生種子勻漿(1)適合還原糖檢測的有

。(2)適合脂肪檢測的有

。(3)適合蛋白質檢測的有

。(4)適合淀粉檢測的有

。⑦①④②⑩③⑤3.完成右面的實驗步驟(1)還原糖的檢測和觀察50~65℃一層斐林試劑磚紅(2)脂肪的檢測和觀察(以花生為例)方法一：花生種子勻漿＋3滴蘇丹Ⅲ染液→

色。方法二：制作子葉臨時切片，用顯微鏡觀察子葉細胞的著色情況。橘黃浮色已著色橘黃色(3)蛋白質的檢測和觀察BA(4)淀粉的檢測和觀察藍碘液4.實驗討論(1)斐林試劑和雙縮脲試劑的比較比較項目斐林試劑雙縮脲試劑甲液乙液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鑒定物質可溶性還原糖蛋白質添加順序甲、乙兩液

混勻后立即使用先加入A液

，搖勻，再加入B液

，搖勻反應條件水浴加熱(50～65℃)

加熱，搖勻即可反應現(xiàn)象組織樣液變成

色組織樣液變成

色等量4滴不需磚紅紫1mL(2)還原糖和蛋白質鑒定中出現(xiàn)的顏色變化及原因①用斐林試劑鑒定還原糖的實驗：因加入的斐林試劑中含Cu2＋，故溶液變成

，加熱后，部分Cu2＋被還原為

的Cu2O，因二者混合故呈現(xiàn)棕色，隨著反應的繼續(xù)進行，Cu(OH)2被全部還原為Cu2O，故出現(xiàn)

沉淀。②用雙縮脲試劑鑒定蛋白質的實驗：加入雙縮脲試劑

液，溶液為無色；加入雙縮脲試劑

液，因含有Cu(OH)2，故呈現(xiàn)

，振蕩均勻后，因為反應的進行，出現(xiàn)

的絡合物。紫色淺藍色磚紅色磚紅色AB淺藍色5.實踐應用(1)糖尿病患者尿液中含有葡萄糖，腎炎患者尿液中一般含有蛋白質，這兩種疾病可以分別用

試劑和

試劑來檢測。(2)脫脂淡奶粉中不含糖類和脂肪，受到老年人的喜愛，要檢驗某種脫脂淡奶粉是否合格，可能用到哪些試劑？答案

符合要求的脫脂淡奶粉應該無糖和脂肪，因此要用到斐林試劑和蘇丹Ⅲ(Ⅳ)染液；同時還應該含有豐富的蛋白質，要用雙縮脲試劑來檢測。雙縮脲斐林歸納提煉三類有機物檢測在操作步驟上的差異(1)唯一需要加熱

——還原糖鑒定，且必須水浴加熱，不能用酒精燈直接加熱。若不加熱，則無磚紅色沉淀出現(xiàn)。(2)唯一需要顯微鏡——脂肪鑒定。(3)混合均勻后加入——斐林試劑；分別加入——雙縮脲試劑(先加A液，后加B液，且B液不能過量)。兩者成分相同，但CuSO4的濃度不同，所以不能混用。3.分析下表，可推測(

)活學活用溶液雙縮脲試劑碘液斐林試劑甲＋－－乙－＋＋－甲、乙混合＋＋＋注：“＋”顯色；“＋＋”顯色更深；“－”不顯色。A.甲溶液含有淀粉 B.乙溶液含有還原糖C.混合溶液不含淀粉 D.混合溶液含有淀粉酶問題導析

(1)根據(jù)顏色反應，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

、

、

。還原糖蛋白質淀粉還原糖淀粉蛋白質還原糖蛋白質淀粉解析雙縮脲試劑、碘液、斐林試劑分別用于檢測蛋白質、淀粉和還原糖。根據(jù)實驗結果可知：甲溶液中含有蛋白質，不含淀粉，A項錯誤；乙溶液中含有淀粉，不含還原糖，B項錯誤；混合溶液遇碘呈藍色，說明混合溶液中含有淀粉，C項錯誤；甲、乙混合后淀粉含量減少并產(chǎn)生了還原糖，說明甲溶液中的淀粉酶將淀粉部分水解產(chǎn)生了還原糖，D項正確。答案

D課堂小結大量元素微量元素無機鹽脂質核酸斐林磚紅色雙縮脲紫色橘黃色(紅色)碘液藍色當堂檢測12341.細胞內(nèi)含量最多的有機化合物和化合物分別是(

)A.蛋白質、水 B.蛋白質、無機鹽C.核酸、水 D.脂質、水A2.在細胞內(nèi)含量極少，但對維持生命活動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解析組成生物體的大量元素和微量元素都是維持生命活動必不可少的，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，加入斐林試劑，加熱后出現(xiàn)磚紅色沉淀；將成熟的花生種子的子葉做成臨時切片，用蘇丹Ⅲ染液染色后在顯微鏡下觀察，可看到橘黃色的顆粒；向新鮮豆?jié){中加入雙縮脲試劑后，豆?jié){呈紫色；向馬鈴薯勻漿中滴加碘液呈現(xiàn)藍色。上述實驗現(xiàn)象證明梨汁、花生種子的子葉、豆?jié){和馬鈴薯中主要含有的有機物依次是(

)1234A.葡萄糖、蛋白質、脂肪、淀粉B.糖類、蛋白質、淀粉、脂肪C.淀粉、脂肪、蛋白質、淀粉D.還原糖、脂肪、蛋白質、淀粉解析根據(jù)題意可推知，上述實驗現(xiàn)象證明梨汁、花生種子的子葉、豆?jié){和馬鈴薯中主要含有的有機物依次是：還原糖、脂肪、蛋白質、淀粉