内容正文:
第1节 细胞中的元素和化合物
学习任务目标
1.运用物质与能量观,阐明细胞主要有C、H、O、N、P、S等元素。
2.基于数据模型,归纳总结细胞中主要元素和化合物的种类与含量。
3.基于实验理论基础,设计实验方案鉴定生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。
一、组成细胞的元素
1.组成细胞的元素
2.生物界与非生物界的统一性和差异性
二、组成细胞的化合物
1.组成细胞的主要化合物及其含量
分类
质量分数
无机化合物
水
70%~90%
无机盐
1%~1.5%
有机化合物
蛋白质
7%~10%
脂质
1%~2%
糖类和核酸
1%~1.5%
2.鲜重和干重时细胞中化合物含量的变化
三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1.实验原理
2.实验设计思路
(1)还原糖的检测和观察
(2)脂肪的检测和观察
(3)蛋白质的检测和观察
组成细胞的元素和化合物
组成地壳和组成细胞的部分元素含量(%)表(表1)和细胞中化合物含量表(表2)如下:
表1
元素
C
H
O
N
Si
地壳
0.087
0.76
48.60
0.03
26.30
细胞
18.0
10.0
65.0
3.0
极少
表2
化合物
水
蛋白质
脂质
糖类和核酸
无机盐
含量
87.0
8.0
2.0
1.5
1.5
(1)细胞内含量最多的有机物和无机物分别是什么?
提示:细胞内含量最多的有机物是蛋白质,含量最多的无机物是水。
(2)细胞中有些元素含量很少,是不是意味着它们不重要?
提示:虽然有些元素含量很少,但是却有重要作用,在细胞和生物体的生命活动中必不可少。
(3)生物界和非生物界统一性和差异性的表现体现在哪些方面?
提示:组成细胞的化学元素在无机自然界中都能找到,没有哪一种是细胞所特有的,这体现了生物界与非生物界的统一性;每一种元素在地壳和细胞中的含量不同,这体现了生物界与非生物界的差异性。
下图1是细胞中3种化合物含量的扇形图,图2是活细胞中元素含量的柱形图。下列说法不正确的是( )
A.若图1表示正常细胞,则甲为水
B.若图1表示细胞干重,则甲为蛋白质
C.图2中含量最多的元素a是氧元素
D.图2中数量最多的元素是a元素
D 解析:由题干信息可知,图1是细胞中3种化合物含量,活细胞中含量最多的化合物是水,细胞干重中含量最多的化合物是蛋白质,A、B正确;鲜重条件下细胞中各元素的相对含量关系为O>C>H>N,因此图2中含量最多的元素a是氧元素,C正确;活细胞中含量最多的化合物是水(H2O),因此鲜重中H的原子数量最多,即c元素,D错误。
【思维升华】细胞中元素和化合物的含量关系
1.碳元素是构成细胞的最基本元素,对此最有说服力的解释是( )
A.碳在细胞的各种化合物中含量最多
B.碳在自然界中含量最为丰富
C.细胞中的各种化合物中都含有碳
D.细胞干重中碳的含量是最多的
D 解析:细胞鲜重中含量最多的化合物是水,因此细胞鲜重中含量最多的元素是氧,A错误;碳在自然界中的含量并非最多,而且这种说法与题干问题无关,B错误;细胞中的无机物,如水和大部分无机盐都不含碳元素,C错误;碳在细胞干重中含量最多,可以表明碳是构成细胞的最基本元素,D正确。
2.下列关于组成细胞的元素和化合物的叙述,错误的是( )
A.沙漠中的仙人掌细胞中含量最多的化合物是水
B.蛋白质是组成心肌细胞中含量最多的有机化合物
C.因为碳是组成细胞的最基本元素,所以细胞中含量最多的化学元素是碳
D.微量元素在细胞中具有极其重要的作用
C 解析:组成细胞的碳虽然是最基本元素,但在活细胞中含量不是最多的,从质量上分析,活细胞中含量最多的元素是氧,C错误。
3.人们经常食用的鱼肉、羊肉、鸡肉等肉类和白菜、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.组成生物体细胞的化学元素在无机自然界都能找到
B.在不同生物的细胞内,组成它们的化学元素和化合物种类大体相同
C.组成生物体细胞的基本元素是碳
D.在不同生物的细胞内,组成它们的化学元素的含量大体相同
B 解析:生物体内的元素直接或间接来自无机环境,组成生物体细胞的化学元素在无机自然界都能找到,说明生物界与非生物界的统一性,不能体现不同生物体内成分的相互转化,A错误;不同生物细胞成分的相互转化,说明在不同生物的细胞内,组成它们的化学元素和化合物种类大体相同,B正确;组成细胞的基本元素有碳、氢、氧、氮,C错误;不同生物的细胞内,组成它们的化学元素的种类基本相同,但含量存在较大差异,D错误。
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
(1)根据实验原理对提供的材料进行选择和分类。
a.苹果 b.花生种子 c.豆浆 d.梨 e.鸡