2018-2019学年高中生物 第2章 第1节 细胞中的元素和化合物教学案（含解析）新人教版必修1.doc

细胞中的元素和化合物1.组成细胞的大量元素有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等，微量元素有Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。2组成人体细胞的主要元素依次是O、C、H、N、P、S等。3组成细胞的化合物中占鲜重最多的是水，占干重最多的是蛋白质。4还原糖与斐林试剂在水浴加热条件下生成砖红色沉淀。5脂肪可被苏丹染液染成橘黄色(或被苏丹染液染成红色)。6蛋白质可与双缩脲试剂发生紫色反应。淀粉遇碘变蓝色。一、组成细胞的元素和化合物1组成细胞的元素(1)(2)(3)人体细胞含量最多的元素2组成细胞的化合物识图填空(1)细胞内含量最多的化合物：水。(2)细胞内含量最多的无机化合物：水。(3)占细胞鲜重最多的化合物：水。(4)细胞内含量最多的有机化合物：蛋白质。(5)占细胞干重最多的化合物：蛋白质。二、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质1实验原理连线2实验步骤填图(1)还原糖的检测：(2)淀粉的检测：(3)脂肪的检测：方法一：花生种子匀浆3滴苏丹染液观察匀浆被染色情况(橘黄色)。方法二：(4)蛋白质的检测：1判断下列叙述的正误(1)Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等是组成细胞的微量元素()(2)微量元素因含量少，所以对生命活动影响不大()(3)占细胞鲜重最多的化合物是水，占细胞干重最多的化合物是蛋白质()(4)还原糖与斐林试剂在水浴加热条件下发生紫色反应()2在生物体的组成元素中，最基本的元素和可能的微量元素分别是()AH和HgBC和FeCO和K DN和Ca解析：选B组成生物体的最基本元素是C；K、Ca属于大量元素，Hg不属于生物体必需的元素，只有B项中的Fe属于微量元素。3下列各种物质在活细胞中的含量从少到多的正确排序是()A核酸、无机盐、蛋白质、水B无机盐、蛋白质、核酸、水C蛋白质、水、糖类、核酸D脂质、蛋白质、无机盐、核酸解析：选A组成细胞的化合物中含量最多的是水，其次是蛋白质。4下列可以说明样品中含有蛋白质的是()A与斐林试剂混合后在水浴加热条件下出现砖红色沉淀B与苏丹染液混合呈橘黄色C与双缩脲试剂混合呈紫色D与碘液混合呈蓝色解析：选C蛋白质与双缩脲试剂发生作用呈紫色反应。5在还原糖、脂肪、蛋白质的检测实验中，最佳的一组实验材料依次是()甘蔗的茎油菜籽花生种子梨甜菜的块根豆浆ABC D解析：选D还原糖的检测要求实验材料含有还原糖且是浅色或白色；脂肪、蛋白质的检测要求实验材料含有丰富的脂肪或蛋白质。因此，最佳的一组实验材料是梨、花生种子和豆浆。甘蔗的茎和甜菜的块根含有丰富的蔗糖，不是还原糖，因此不能作为实验材料。1组成细胞的元素的种类和含量(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)主要元素占人体细胞鲜重比例是OCHNPS，而占人体细胞干重比例是CONHPS。2元素的统一性和差异性3组成细胞元素的主要作用(1)维持生命活动：如K可保持心肌正常兴奋性，硼(B)可促进花粉的萌发和花粉管的伸长。(2)组成化合物：如糖类、脂质和蛋白质中都含有C、H、O等元素。思考探究(1)组成生物体的元素追根溯源来自无机环境，为什么细胞内各种元素的比例与无机环境大不相同？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)为什么占人体细胞鲜重最多的元素是O，而占干重最多的是C ?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。(3)不同细胞中化合物的含量都一样吗？不一样。如植物的叶肉细胞、果实细胞和种子细胞中通常含有较多的糖类、脂质和蛋白质。例如禾谷类的果实、种子中含淀粉(多糖)较多；花生、芝麻种子中含脂质多；大豆种子中含蛋白质多等。题组冲关1C、H、N这三种化学元素在组成人体的化学成分中，质量分数共占73%(占细胞干重)左右，而这三种元素在岩石圈中，其质量分数还不到1%。这个事实说明()A生物界与非生物界具有统一性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。2图1是人体细胞中化合物含量的扇形图，图2是有活性的人体细胞中元素含量的柱形图，下列叙述不正确的是()A若图1表示细胞鲜重，则A、B化合物依次是H2O、蛋白质B若图2表示组成人体细胞的元素含量(占细胞鲜重的百分比)，则a、b、c依次是O、C、HC地壳与活细胞中含量最多的元素都是a，因此说明生物界与非生物界具有统一性D若图1表示细胞完全脱水后的化合物含量，则A化合物是蛋白质解析：选C占细胞鲜重最多的化合物是H2O，其次是蛋白质；占细胞鲜重最多的元素是O，其次是C、H等；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；占细胞干重最多的化合物是蛋白质。1实验步骤的简要归纳2斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同”3有关实验的四个注意事项(1)三个实验中都不宜选取有颜色的材料，否则会干扰实验结果的颜色变化。(2)脂肪鉴定的过程中滴加12滴体积分数为50%的酒精溶液的目的是洗去浮色，原因是苏丹或苏丹染液易溶于酒精。(3)蛋白质鉴定中，若用大豆作材料，必须提前浸泡；若用蛋清作材料，必须稀释，防止其黏在试管上不易刷洗；且该实验应预留部分组织样液作对比。(4)物质鉴定实验一般不设立对照实验，若需设立对照实验，对照组应加入的成分为已知的物质，如验证唾液淀粉酶是蛋白质，对照组可加入稀释的鸡蛋清。名师点拨易混淆的三个误区(1)易忽略斐林试剂本身的颜色。非还原糖(如蔗糖)斐林试剂水浴加热后的现象不是无色而是浅蓝色Cu(OH)2的颜色。(2)易写错“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”。(3)误认为脂肪的鉴定必需使用显微镜。若要观察被染色的脂肪颗粒，则使用显微镜，但若只要观察溶液颜色变化，则不必使用显微镜。题组冲关3(江苏高考)关于生物组织中还原糖的鉴定，下列叙述正确的是(多选)()A量取2 mL斐林试剂时应优先选用5 mL量筒而不用10 mL量筒B隔水加热时，试管中液体的液面应低于烧杯中水的液面C在组织样液中加入斐林试剂后试管内液体呈现无色，加热后变成砖红色D实验结束时将剩余的斐林试剂装入棕色瓶，以便长期保存备用解析：选AB用5 mL量筒量取2 mL斐林试剂比用10 mL量筒更精确；隔水加热时试管中液体的液面低于烧杯中水的液面，才能保证试管内液体受热均匀；在组织样液中加入斐林试剂后试管内液体呈蓝色；斐林试剂需现配现用。4在1、3、5号试管中分别加入2 mL蒸馏水，2、4、6号试管中分别加入2 mL发芽的小麦种子匀浆样液，然后在14号试管中适量滴加斐林试剂，5、6号试管中合理滴加双缩脲试剂，摇匀。预期观察到的实验现象是()A1、3、5号试管内都呈砖红色B3组实验中甲组和乙组的实验结果相同C4号试管内呈砖红色，其余试管内都呈蓝色D4号试管内呈砖红色，6号试管内呈紫色解析：选D小麦匀浆中含有糖类和蛋白质等物质，还原糖和斐林试剂水浴加热呈砖红色，而蛋白质和双缩脲试剂反应呈紫色，不能发生反应的试管中则呈现出斐林试剂和双缩脲试剂原本的颜色，即蓝色，因此试管1、2、3、5为蓝色、4号为砖红色、6号为紫色。一、选择题1下列关于组成生物体化学元素的叙述，正确的是()A在组成生物体与组成无机自然界的化学元素中，碳元素的含量均为最高B人、动物和植物所含的化学元素种类差异很大C组成生物体的化学元素在无机自然界中都可以找到D不同的生物体内各种化学元素的含量基本相似解析：选C碳元素在生物界中含量较高，而在非生物界中含量较少。人、动物和植物所含的化学元素种类差异不大，但各种化学元素的含量不同。2原产热带非洲地区的光棍树，树形奇特，无刺无叶，它茎干中的白色乳汁可以制取“石油”。光棍树细胞中含量最多的化合物是()A水B脂质C蛋白质 D糖类解析：选A细胞中水的含量大约占85%90%，蛋白质的含量大约占7%10%，脂质只占1%2%，糖类和核酸大约占1%1.5%，所以含量最多的化合物是水。3研究表明缺硒可导致克山病。克山病是一种地方性心肌病，急重症病人可发生猝死。营养学和流行病学界专家认为，成人每天硒的摄取量约在40100 g就可满足人体需要。根据资料，下列解释不正确的是()A硒是人体必需的化学元素B硒在人体生长发育过程中的作用不可替代C硒的作用重大，只要有了硒，人体就能正常生长发育D硒是人体必需的微量元素解析：选C人体生长发育需要各种大量元素和微量元素，而不是只要有了硒，人体就能正常生长发育。 4下列有关图示的分析，不正确的是()A如果该图为组成细胞的化合物，则m中含有的元素为H、OB如果该图表示的是组成细胞的化合物，则m是蛋白质C如果该图表示的是组成活细胞的元素含量，则m是O元素D如果该图表示的是活细胞中的元素，则其中Mo的含量很少解析：选B由图可知，m含量最高，如果该图表示的是组成细胞的化合物，则m表示水，其组成元素是H、O；如果该图表示的是活细胞中的元素含量，则m是O元素；因为Mo是微量元素，所以在细胞中含量很少。5如图是由4个圆所构成的元素关系图，其中为最大圆，依次次之。下列按排列符合这种关系的是()A大量元素、主要元素、基本元素、最基本元素B基本元素、最基本元素、大量元素、主要元素C最基本元素、基本元素、主要元素、大量元素D主要元素、大量元素、最基本元素、基本元素解析：选C图中4个圆表示了一种包含关系，依据圆大小，可知的范围最广，依次类推的范围最小。大量元素包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg，主要元素C、H、O、N、P、S占细胞中化学元素的96%，基本元素是C、H、O、N，最基本元素是C，所以的正确顺序是大量元素主要元素基本元素最基本元素。6下面是一组探究有机物存在与否的鉴别实验，按表中编号顺序对应下列各项中的内容，正确的是()待测物试剂颜色反应条件胰岛素双缩脲试剂脂肪橘黄色斐林试剂砖红色水浴加热A.紫色、苏丹染液、蔗糖B红色、苏丹染液、蔗糖C紫色、苏丹染液、葡萄糖D红色、苏丹染液、果糖解析：选C胰岛素是蛋白质，用双缩脲试剂检测产生紫色反应。脂肪用苏丹染液检测产生橘黄色的显色反应。还原糖用斐林试剂检测，产生砖红色沉淀，葡萄糖和果糖是还原糖。7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，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才能看到紫色解析：选C斐林试剂和双缩脲试剂不完全相同，且用双缩脲试剂检测蛋白质时不需加热。鉴定脂肪时只要观察溶液颜色变化，则不需显微镜。二、非选择题8不同植物种子中所含营养成分有差异，如豆类作物中蛋白质含量较高，玉米种子中淀粉含量较高，花生种子中脂肪含量相对较多。请回答下列问题：(1)下表表示用碘液、苏丹染液和双缩脲试剂测得甲、乙、丙三种植物的干种子中三大类有机物颜色反应，其中“”的数量代表颜色反应深浅程度，有关说法错误的是()试剂种类碘液苏丹染液双缩脲试剂甲乙丙A乙种子中含蛋白质最多B碘液、苏丹染液和双缩脲试剂与相应的物质发生的颜色反应分别是蓝色、橘黄色和紫色C在观察颜色时有可能用到光学显微镜D这三种试剂使用时均不需要水浴加热(2)某玉米新品种中的蛋白质含量高于普通玉米，请用所学的方法设计实验加以验证。实验原理：_。材料用品：新鲜的普通玉米子粒，新鲜的新品种玉米子粒，研钵，试管，漏斗，纱布，吸管，清水，双缩脲试剂A液，双缩脲试剂B液，量筒。方法步骤：将两种玉米子粒分别进行_，制备组织样液。取A、B两支试管，向A中加入新品种玉米组织样液2 mL，B中加入普通玉米组织样液2 mL。向A、B两支试管中分别加入1 mL_，摇匀，再分别加入4滴_，摇匀。观察_。预期的结果：_。解析：(1)碘液用于检测淀粉，其颜色反应为蓝色；苏丹染液用于检测脂肪，其颜色反应为橘黄色；双缩脲试剂用于检测蛋白质，其颜色反应为紫色。分析图表可知，甲种子中含淀粉较多，乙种子中含脂肪较多，丙种子中含蛋白质较多。在脂肪的鉴定中可能需要用显微镜观察。(2)检测蛋白质应选用双缩脲试剂，颜色的深浅与蛋白质含量有关，蛋白质含量越高，组织样液中紫色越深。答案：(1)A(2)蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应，蛋白质含量越高颜色呈现越深研磨双缩脲试剂 A液双缩脲试剂 B液颜色变化并比较紫色的深浅新品种玉米子粒组织样液(A试管)紫色较深一、选择题1人们经常食用的牛、羊、猪等肉类和白菜、土豆等蔬菜，经消化吸收后，其中的成分大多被转化为人体自身的一部分，其根本原因是()A组成生物体的化学元素在无机自然界中都能找到B在不同生物的细胞内，组成它们的化学元素和化合物的种类大体相同C组成生物体的最基本元素是碳D不同生物的细胞内各种化学元素的含量大体相同解析：选B生物体总是不断地和外界环境进行着物质交换，有选择地从自然界获取各种物质来满足自身的需要，不管是相同生物还是不同生物，组成它们的细胞的化学元素和化合物种类大体是相同的，但是组成它们的各种元素的含量是不同的。2.如图所示，容器底部是培养基，其中含有植物生长所需的全部养分，如果有人在配制培养基时使用了NH4NO3、KNO3、CaCl22H2O、MgSO47H2O、螯合铁溶液、微量元素溶液，但缺少了一种必需元素，为补充这种元素，应添加的化合物是()ACa(NO3)2BKClCKH2PO4 DK2SO4解析：选C依题意，培养基中不缺乏微量元素，大量元素中除C、H、O外，还应有N、P、S、K、Ca、Mg，从培养基的成分分析，培养基中缺少P，KH2PO4能提供P。3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学元素。其配方如下表所示，其中植物根细胞吸收最少的离子是()离子KNaMg2Ca2NOH2POSOZn2培养液浓度mmolL1110.251210.251A.Ca2 BSOCZn2 DH2PO解析：选C根据化学元素在生物体内的含量不同，将其分为大量元素和微量元素。大量元素包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等，微量元素包括Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。植物体内需要大量的Ca、S、P等元素，这些元素只能靠根从培养液中吸取，而培养液能为花卉提供Ca、S、P的离子分别为Ca2、SO、H2PO，因此花卉对这些离子的吸收量较大。而Zn属于微量元素，因此对Zn2的吸收量最少。4下列关于“还原糖、脂肪和蛋白质的鉴定实验”的叙述，正确的是()A糖尿病患者的尿液中加入斐林试剂后，液体呈现无色，加热后出现砖红色B在脂肪的鉴定实验中，用75%的酒精洗去花生子叶表面的苏丹浮色C用于鉴定还原糖的斐林试剂经改造后，可用于唾液淀粉酶的鉴定D鉴定豆浆中的蛋白质时，先加NaOH溶液，振荡后加入等量的CuSO4溶液解析：选C糖尿病患者的尿液中加入斐林试剂后，液体呈现蓝色，加热后出现砖红色；在脂肪的鉴定实验中，用50%的酒精溶液洗去浮色；将斐林试剂中的CuSO4溶液稀释五倍后，可用于唾液淀粉酶(蛋白质)的鉴定；鉴定豆浆中的蛋白质时，先加NaOH溶液1 mL，振荡后加入少量的(34滴)CuSO4溶液，观察颜色变化。5下列有机物的鉴定实验中，导致实验失败的操作是()脂肪鉴定时，花生子叶染色后，没有用酒精洗去浮色蛋白质鉴定时，把A、B液混合后再加入蛋白质样液中还原糖鉴定时，用60 水浴加热淀粉鉴定时，直接把碘液滴加到淀粉样液中ABCD解析：选A脂肪鉴定时，染色后需要用酒精洗去浮色；蛋白质鉴定时使用的双缩脲试剂，需要先滴加双缩脲试剂A液，摇匀后再滴加少量双缩脲试剂B液。6下表的有关分析错误的是()溶液溶质的元素组成检测试剂颜色反应溶质的基本单位甲C、H、O砖红色葡萄糖乙C、H、O、N等双缩脲试剂A.甲可能是麦芽糖溶液B是斐林试剂，使用时需水浴加热C乙液可能是一种酶溶液D是紫色，是核苷酸解析：选D糖类中的还原糖(如葡萄糖、果糖、麦芽糖等)与斐林试剂发生作用，产生砖红色沉淀；蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。根据表格分析，甲是还原糖，乙是蛋白质，其基本单位是氨基酸。7向盛有一定面糊的试管中加入适量的淀粉酶，65 (淀粉酶的最适温度)水浴保温后，先后加入1 mL 0.1 g/mL的NaOH溶液和4滴0.01 g/mL CuSO4溶液，摇匀后，试管内立即出现的现象是(淀粉酶是蛋白质，能水解淀粉，但自身不消耗)()A产生砖红色沉淀B溶液呈蓝色C溶液呈现紫色 D溶液不变化解析：选C因为淀粉酶是催化剂，它的化学本质为蛋白质，在反应过程中化学本质不变，所以遇双缩脲试剂会立即发生紫色反应。二、非选择题8请回答下列与物质鉴定有关的问题：(1)斐林试剂可以用来鉴定梨汁中是否含有_。(2)脂肪的检测和观察有两种方法，方法一是在待测组织样液中滴加3滴_染液，观察样液被染色的情况；方法二是制作临时玻片标本，用显微镜观察细胞被着色的情况。(3)要鉴定某待测样液中是否含有蛋白质，可以使用_试剂，若待测样液出现了_色，则可推测该待测样液中含有蛋白质。(4)某研究性学习小组用质量浓度为0.1 g/mL NaOH溶液和质量浓度为0.05 g/mL CuSO4溶液等试剂做物质鉴定实验，请依据下列实验步骤回答问题：试管第1步加入第2步加入第3步加入相应处理颜色变化12 mL NaOH溶液2 mL CuSO4溶液2 mL梨汁22 mL NaOH溶液2 mL梨汁2 mL CuSO4溶液32 mL梨汁2 mL NaOH溶液2 mL CuSO4溶液42 mL CuSO4溶液2 mL梨汁2 mL NaOH溶液52 mL CuSO4溶液2 mL NaOH溶液2 mL梨汁62 mL梨汁2 mL NaOH和CuSO4的混合液2 mL蒸馏水72 mL梨汁2 mL NaOH和CuSO4的混合液2 mL01 g/mL的HCl溶液设计15号试管的实验目的是探究_。7号与6号试管相比，设计7号试管的实验目的是探究_。解析：(1)鉴定梨汁中是否含有还原糖可以用斐林试剂。(2)脂肪可用苏丹染液(或苏丹染液)鉴定待测组织样液，呈橘黄色(或红色)，方法二是制作临时玻片标本，用显微镜观察细胞被着色的情况。(3)鉴定某待测样液中的蛋白质，可使用双缩脲试剂，若产生紫色反应，则可推测该待测样液中含有蛋白质。(4)15号试管的变量只有梨汁、质量浓度为0.1 g/mL NaOH溶液和质量浓度为0.05 g/mL CuSO4溶液的加入顺序，因此实验目的是探究梨汁、质量浓度为0.1 g/mL NaOH溶液和质量浓度为0.05 g/mL CuSO4溶液的加入顺序是否影响实验结果。7号与6号试管相比其变量是盐酸的有无，所以设计7号试管的实验目的是探究质量浓度为0.1 g/mL的HCl溶液对实验结果的影响。答案：(1)还原糖(2)苏丹(或苏丹)(3)双缩脲紫(4)梨汁、质量浓度为0.1 g/mL NaOH和0.05 g/mL CuSO4的加入顺序是否影响实验结果质量浓度为0.1 g/mL的HCl溶液对实验结果的影响