第2章 第1节 细胞中的元素和化合物-【创新教程】2025-2026学年高中生物必修1五维课堂同步Word教案（人教版2019）

第1节　 细胞中的元素和化合物 课标内容要求 核心素养对接 1.说出细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成，它们以碳链为骨架形成复杂的生物大分子 2．尝试检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 生命观念：通过对组成细胞元素和化合物的学习，建立生命的物质观 科学思维：通过比较玉米和人体细胞的元素组成，归纳概括细胞中元素的统一性和差异性 科学探究：通过对检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的探究活动，掌握物质检测的基本原理和方法 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [基础梳理] 一、组成细胞的元素和化合物 1．组成细胞的元素 (1)种类：细胞中常见的化学元素有20多种。 (2)分类 (3)细胞中四种含量最多的元素：　C、H、O、N　。 2．组成细胞的化合物 种类 二、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 1．还原糖的检测 2．脂肪的检测 (1)检测原理：脂肪＋苏丹Ⅲ染液→橘黄色。 (2)检测步骤： 3．蛋白质的检测 [基础诊断] (1)Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等是组成细胞的微量元素( × ) (2)在人体活细胞中氧元素的含量最高，氢原子的数目最多( √ ) (3)细胞中的大量元素作用重大，微量元素作用微小( × ) (4)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( √ ) (5)还原糖与斐林试剂能直接生成砖红色沉淀( × ) (6)蛋白质都能与双缩脲试剂的A液和B液的混合液发生紫色反应( × ) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 组成细胞的元素和化合物 1．组成细胞元素的种类和含量 (1)大量元素和微量元素的划分依据是元素在细胞中含量的多少，而不是生理作用的大小。 (2)无论干重还是鲜重，细胞中C、H、O、N这四种元素含量最多。 2．不同食物中营养物质的种类和含量不同 (1)玉米种子、甘蔗的茎、甜菜的根、苹果：富含糖类。 (2)花生种子：富含脂肪。 (3)牛奶、鸡蛋、大豆种子：富含蛋白质。 ◆[互动探究] 1．生物体内含量很少的元素都是微量元素吗？说明你的理由。 提示：不都是。微量元素是体内含量少但又不可缺少的元素。生物体内还有一些元素(如Pb)含量少，但又不是必需的，这些元素不属于微量元素。 2．根据已经掌握的知识分析，不同生物材料中富含有机物的成分不同，下面的生物材料中，富含糖类、脂肪、蛋白质的分别有哪些？ ①玉米种子　②牛奶　③甘蔗的茎　④鸡蛋　⑤花生种子　⑥甜菜的根　⑦蓖麻种子　⑧大豆种子　⑨苹果 提示：富含糖类①③⑥⑨　富含脂肪⑤⑦　 富含蛋白质②④⑧ ◆[对点训练] 1．下表所列为玉米植株和人体内含量较多的元素的种类以及各类元素的含量(占细胞干重的质量分数%)，据此表可以得出的正确结论是(　　) 元素 O C H N K Ca P Mg S 玉米 44.43 43.75 6.24 1.46 0.92 0.23 0.20 0.18 0.17 人 14.62 55.99 7.46 9.33 1.09 4.67 3.11 0.16 0.78 A.组成生物体的化学元素种类基本相同 B．同种元素在不同生物体内含量基本相同 C．组成不同生物体的化学元素种类差异较大 D．C是细胞中含量最多的元素，它是构成细胞的基本元素 解析：A　[组成不同生物体的化学元素的种类基本相同，A正确，C错误；由表中数据可知，同种元素在不同生物体内含量相差较大，B错误；O是细胞鲜重中含量最多的元素，C是细胞干重中含量最多的元素，D错误。] 2．下列关于组成细胞的化合物的叙述，正确的是(　　) A．在任何活细胞中含量最多的化学元素都是C B．在活细胞中各种化合物含量从多到少的顺序：蛋白质、脂质、无机盐、糖类和核酸 C．在活细胞中的各种化合物与食物中的各种化合物成分相同 D．在不同的细胞中各种化合物的种类基本相同，含量有所差别 解析：D　[活细胞中含量最多的化学元素是O；活细胞中含量最多的化合物是水，其次是蛋白质，然后是脂质、无机盐、糖类和核酸；在活细胞中的各种化合物与食物中的各种化合物成分不完全相同，体内各种化合物是利用食物中的各种营养成分重新合成的；在不同的细胞中各种化合物的种类基本相同，都是水、蛋白质、脂质、无机盐、糖类和核酸等，但它们的含量不同。] 判断元素与化合物的四个“明确” 　　　 　检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 1．斐林试剂与双缩脲试剂的比较 比较 项目 斐林试剂 双缩脲试剂 甲液 乙液 A液 B液 成分 0.1 g/mL NaOH溶液 0.05g/mL CuSO4溶液 0.1g/mL NaOH溶液 0.01g/mL CuSO4溶液 鉴定 物质 可溶性还原糖 蛋白质 添加 顺序 甲、乙两液等量混匀后立即使用 先加入A液1mL，摇匀，再加入B液4滴，摇匀 反应 条件 50～65 ℃水浴加热 不需加热，摇匀即可 反应 现象 组织样液变为砖红色 组织样液变为紫色 2.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1～2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Ⅲ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。 ◆[互动探究] 1．检测生物组织中的淀粉、还原性糖、脂肪和蛋白质的实验均为显色反应，在选择实验材料时应注意哪些问题？ 提示：一是要富含待检测的化合物；二是要颜色较浅(无色或白色最佳)。 2．检测生物组织中的脂肪时，染色时间不宜过长，原因是什么？ 提示：染色时间过长，脂肪会溶解到染色剂中。 3．鉴定还原糖时使用的斐林试剂为何要现配现用？ 提示：因为斐林试剂很不稳定，容易产生蓝色的Cu(OH)2沉淀，所以应将甲液和乙液分别保存，使用时现配现用。 4．鉴定蛋白质时，加入试剂B后，如果没有产生紫色反应，可能的原因是什么？ 提示：可能加入的双缩脲试剂B过量，CuSO4在碱性溶液中生成大量的蓝色Cu(OH)2絮状沉淀，会遮蔽实验中所产生的紫色，影响观察结果。 ◆[对点训练] 1．下表列出检测一些生物分子的方法及其结果，其中正确的是(　　) 选项 待检测物质 使用试剂 结果(呈现颜色) A 脂肪 苏丹Ⅲ 橘黄 B 淀粉 双缩脲试剂 紫色 C 蛋白质 健那绿染液 蓝绿色 D 葡萄糖 碘液 蓝色 A.A　　　　　　　　　 B．B C．C D．D 解析：A　[用苏丹Ⅲ鉴定脂肪会出现橘黄色，A正确；双缩脲试剂是鉴定蛋白质的，检测淀粉需使用碘液，颜色变化为蓝色，B错误；健那绿是给活细胞中线粒体染色的染剂，可将线粒体染成蓝绿色，C错误；碘液是检测淀粉的，鉴定葡萄糖可用斐林试剂，水浴加热会出现砖红色沉淀，D错误。] 2．下列关于“可溶性还原糖、脂肪和蛋白质的鉴定”实验的叙述，正确的是(　　) A．常用甘蔗、西瓜等组织样液作为鉴定植物组织内还原糖的实验材料 B．脂肪鉴定中观察花生子叶切片细胞间也可能出现橘黄色小颗粒 C．鉴定蛋白质时，先加入 NaOH 溶液提供碱性环境，振荡后再加入等量的 CuSO4溶液 D．上述三个实验中所有剩余试剂都可以装入棕色瓶内，以便长期保存备用 解析：B　[甘蔗中富含蔗糖，而蔗糖属于非还原性糖，西瓜组织样液呈红色，会影响还原糖鉴定实验中的砖红色沉淀的观察，因此甘蔗、西瓜不能作为鉴定植物组织内还原糖的实验材料，A错误；切片时，被破坏的子叶细胞会释放少量脂肪，用苏丹Ⅲ染液染色，会观察花生子叶切片细胞间出现橘黄色小颗粒，B正确；鉴定蛋白质时，先加入1mLNaOH溶液，振荡后再加入CuSO4溶液4滴，C错误；斐林试剂需要现配现用，不能混合后保存，D错误。] 斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同” 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．占细胞鲜重含量最多的元素和组成生物体的最基本元素，分别是(　　) A．O、C　　　　　　　　　 B．C、O C．H、C D．O、N 解析：A　[在生物体内，占细胞鲜重最多的元素是O；在生物体内，碳链构成了生物大分子的基本骨架，因此C是最基本的化学元素。综上所述，A正确，B、C、D错误。] 2．下列关于组成人体细胞的化学元素的说法，正确的是(　　) A．组成人体细胞的主要元素约有20余种，最基本的元素是碳元素 B．人体中的钙元素主要存在于骨骼、牙齿等器官中，属于微量元素 C．人体红细胞中含有较多的铁元素，参与形成血红蛋白，是微量元素 D．人体活细胞中含量最多的元素是氧元素，其次依次是氢、碳、氮等元素 解析：C　[组成人体细胞的主要元素是C、H、O、N、P、S，A错误；人体中的钙元素主要存在于骨骼、牙齿等器官中，属于大量元素，B错误；铁属于微量元素，人体红细胞中含有较多的铁元素，参与形成血红蛋白，C正确；人体活细胞中含量最多的元素是氧元素，其次依次是碳、氢、氮等元素，D错误。] 3．某校生物兴趣小组进行了生物组织中还原糖检测的实验(如下图)，下列叙述正确的是(　　) A．在实验材料选择方面，用苹果果肉比用植物叶片的效果要好 B．在制备生物组织样液时，加入石英砂的主要目的是促进还原糖的溶解 C．用于该实验检测的斐林试剂也可用于检测蛋白质，只是添加试剂的顺序不同 D．由于斐林试剂不稳定，在使用斐林试剂时要先加0.1 g/mL的NaOH溶液，后加入0.05 g/mL的CuSO4溶液 解析：A　[苹果果肉的颜色接近白色，而植物叶片一般呈绿色，所以在实验材料选择方面，用苹果果肉比用植物叶片的效果要好；在制备生物组织样液时，加入石英砂的主要目的是使研磨充分；斐林试剂和双缩脲试剂中CuSO4溶液的浓度不同；在使用斐林试剂时应将等量的NaOH和CuSO4溶液混匀后再加入组织样液。] 4．小麦种子萌发时产生淀粉酶，将淀粉水解为麦芽糖、葡萄糖等。小麦种子萌发的最适温度为30 ℃左右(此时产生淀粉酶的速度最快)。取适量小麦种子在20 ℃和30 ℃培养箱中培养4天后，作如下处理： 在3支试管中加入等量斐林试剂并加热至50 ℃左右，摇匀后观察试管中的颜色。结果是(　　) A．甲呈蓝色，乙呈砖红色，丙呈无色 B．甲呈无色，乙呈砖红色，丙呈蓝色 C．甲、乙都呈砖红色，丙呈无色 D．甲呈浅砖红色，乙呈砖红色，丙呈蓝色 解析：D　[由“小麦种子萌发的最适温度为30 ℃左右”可知，在30 ℃培养箱中萌发的种子产生的淀粉酶多于在20 ℃条件下萌发的种子产生的淀粉酶，因此乙试管中淀粉水解后产生的麦芽糖、葡萄糖等还原糖比甲试管中多，所以甲的颜色较乙浅。丙中没有发生反应，呈现斐林试剂溶液的颜色，即蓝色。] 5．科学家发现了一种被称作 GFAJ－1 的独特细菌，这种细菌能利用剧毒化合物(砒霜)中的砷来代替磷元素构筑生命分子和生化反应。根据材料进行预测，以下说法错误的是(　　) A．GFAJ－1 细菌体内砷元素含量可能比铜、铁元素多 B．砷对多数生物有毒可能是因为砷能够替代磷参与生化反应，制造混乱 C．GFAJ－1 细菌可利用砷元素合成蛋白质、核酸、糖类等物质 D．该发现使人类对生命的认识发生重大改变，拓宽了在地球极端环境寻找生命的思路 解析：C　[根据题干中“砷来代替磷元素构筑生命分子”由于磷是大量元素，所以砷的含量比微量元素(铜、铁元素)多，A正确；在元素周期表中，砷排在磷下方，两者属于同族，化学性质相似，因此对多数生物来说，砷之所以有毒，是因为砷与磷化学性质相似，它能够“劫持”磷参与的生化反应，制造混乱，B正确；糖类不含磷元素，自然也不含砷元素，C错误；由题干信息可知，本材料“颠覆”了教材的个别说法，使人类对生命的认识发生重大改变，拓宽了在地球极端环境乃至外星球寻找生命的思路，D正确。] 学科网（北京）股份有限公司 $$