第2章 第1节 细胞中的元素和化合物（教用Word）-【金榜题名】2025-2026学年高一生物必修第一册同步学案（人教版2019）

第1节　细胞中的元素和化合物 课标要求 素养要求 1.说出组成细胞的主要元素。 2.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。 3.认同生命的物质性。 1.生命观念：认同不同元素和化合物在细胞中的含量关系与其所承担的功能相适应。 2.科学探究：通过检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质，掌握检测相关物质的实验原理、方法和操作注意事项。 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。 【正误判断】 　(1)组成地壳的元素在细胞中都能找到(　　) (2)Ca、Fe、Mn、Zn、B、Mo等是组成细胞的微量元素(　　) (3)大量元素和微量元素的划分依据是其发挥生理作用的大小(　　) (4)沙漠中的仙人掌细胞中含量最多的化合物是水(　　) 答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)√ 【深化探究】 1．微量元素含量很少，是不是说作用不重要，可有可无？ 答：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 答案：微量元素和大量元素均是生物必需的元素，微量元素含量虽然很少，但是对生物体一样具有重要的作用，不可缺少。 2．生物体内含有的元素不是大量元素就是微量元素吗？ 答：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 答案：无论是大量元素还是微量元素，都是生物体必需的元素，对于维持生物体的生命活动起着非常重要的作用。如果不是生物体必需的元素，不管含量高低，都不是大量元素或者微量元素。 3．有机化合物和无机化合物有什么区别？ 答：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 答案：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。 【归纳总结】 1．生物界与非生物界的统一性和差异性 (1)统一性元素种类生物界与非生物界生物界不同生物之间 (2)差异性元素含量生物界与非生物界生物界不同生物之间 2．大量元素和微量元素的划分依据 (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)无论干重还是鲜重，细胞中C、H、O和N这四种元素含量最多。 二、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 1．实验原理 (1)还原糖(葡萄糖、麦芽糖、果糖等)＋斐林试剂→砖红色沉淀。 (2)脂肪＋苏丹Ⅲ染液→橘黄色。 (3)蛋白质＋双缩脲试剂→紫色。 2．实验步骤 (1)还原糖的检测 (2)脂肪的检测 制作子叶临时切片，用显微镜观察子叶细胞的着色情况(以花生为例)。 　↓ 　↓ 在低倍镜下找到已着色的圆形小颗粒，然后用高倍 镜观察 　↓ 圆形小颗粒呈橘黄色，说明花生子叶中含有脂肪 (3)蛋白质的检测 【归纳总结】 1．实验操作中的注意点 (1)还原糖检测时，使用水浴加热，试管底部不要触及烧杯底部，以防受热不均匀。 (2)检测生物组织中的脂肪时，洗去浮色时间不宜过长，否则脂肪会溶解在酒精中，使橘黄色消失。 (3)蛋白质检测时，双缩脲试剂的加入顺序：先加A液，再加B液，而且B液不能过量。目的是先制造碱性环境，若先加B液或B液过量，会生成Cu(OH)2，干扰颜色反应。 (4)还原糖、蛋白质的检测实验中。在加入相应试剂检测之前，要留出一部分组织样液，以便与检测后的样液颜色进行对比。 (5)在蛋白质检测实验中，需要对鸡蛋清稀释到一定程度，否则与双缩脲试剂发生反应后，会粘在试管的内壁上，反应不彻底，试管也不易刷洗。 2．有机物检测在操作步骤上的差异 (1)加热——还原糖的检测需要加热，且为水浴加热。 (2)显微镜——若用花生种子切片为材料检测脂肪需要使用显微镜。 (3)试剂滴加顺序——先等量混合后滴加的是斐林试剂，分别滴加的是双缩脲试剂。 【深化探究】 1．实验在材料选择上有哪些原则？ 答：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 答案：(1)选择的材料应富含待检测的物质。 (2)材料应该为无色或者白色或者颜色较浅，有利于实验结果的观察。 2．试归纳斐林试剂和双缩脲试剂的区别。 答：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 答案： 项目 斐林试剂 双缩脲试剂 成分 相同 NaOH(甲液)和CuSO4(乙液) NaOH(A液)和CuSO4(B液) 浓度 不同 0.1 g/mL的NaOH溶液、0.05 g/mL 的CuSO4溶液 0.1 g/mL 的NaOH溶液、0.01 g/mL的CuSO4溶液 原理 不同 新配制的Cu(OH)2与加入的还原糖在水浴加热条件下，与醛基反应被还原生成砖红色的Cu2O沉淀 在碱性环境下的Cu2＋与“”结构发生反应，生成紫色络合物 用法 不同 甲液和乙液等量混匀后立即使用，现用现配 先加A液1 mL，摇匀；再加B液4滴，摇匀 使用 条件 50～65 ℃温水浴加热 不需加热，摇匀即可 颜色 反应 浅蓝色→棕色→砖红色(沉淀) 浅蓝色→紫色 3.脱脂淡奶粉中因不含糖类和脂肪，受到老年人的喜爱，要检验某种脱脂淡奶粉是否合格，可能用到哪些试剂？ 答：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 答案：符合要求的脱脂淡奶粉应该无糖和脂肪，因此要用到斐林试剂和苏丹Ⅲ(Ⅳ)染液；同时还应该含有丰富的蛋白质，要用双缩脲试剂来检测。 【关键点拨】 　(1)在有机物的检测实验中，最易考查到的知识点 ①还原糖的检测应加热。 ②教材中脂肪的检测需要显微镜。 ③教材中脂肪检测的方法中，染色后要用50%的酒精洗去浮色，便于观测实验结果。 ④斐林试剂和双缩脲试剂最好是现配现用。 ⑤斐林试剂和双缩脲试剂的用法和用量不同。 (2)利用“一同三不同”区分斐林试剂和双缩脲试剂 “一同”是指都含有NaOH溶液和CuSO4溶液。 “三不同”分别指： ①反应原理不同； ②使用方法不同； ③CuSO4溶液的浓度不同。 【学习小结】 　 1．下图为元素在生物体内的含量分布情况，下列表述不正确的是(　　) A．Ⅰ 在非生物界中都能找到，体现了生物界与非生物界的统一性 B．Ⅱ 含量虽少，却是生物体正常生命活动不可缺少的 C．Ⅱ 和 Ⅲ 为生物体的必需元素，一旦缺乏就可能会导致相应的病症 D．P、S、K、Ca、Fe属于大量元素 D　Fe属于微量元素，D错误。 2．下列有关组成生物体化学元素的论述，正确的是(　　) A．生物界和非生物界都是碳元素最多 B．不同生物所含的化学元素的种类差异很大 C．组成生物体的化学元素在无机自然界都可以找到 D．不同生物体内各种化学元素的含量基本相同 C　组成生物体的化学元素没有一种是生物体所特有的，在无机自然界中均可以找到，它们大多属于原子序数较低的元素。从元素含量上看，生物与无机自然界的差异较大，各生物体之间的差异也较大。如在组成生物体的元素中，O元素含量最多，而C、H、N三种元素在组成人体的化学成分中质量分数共占73%左右，这三种元素在组成岩石圈的化学成分中质量分数还不到1%；按干重计算，Ca元素在人体细胞中的质量分数为4.67%，而在玉米中仅为0.23%。从元素种类上看，各种生物体中所含的元素种类大致相同。 3．生命的物质基础是组成细胞的元素和化合物，下图中序号代表不同的化合物，面积不同代表含量不同，其中Ⅰ和Ⅱ代表两大类化合物。下列叙述正确的是(　　) A．若Ⅴ和Ⅵ分别代表蛋白质和脂质，则Ⅶ代表核酸 B．细胞干重和鲜重中含量最多的化合物分别是Ⅴ和Ⅲ C．医用的生理盐水和糖溶液中的溶质分别属于Ⅳ和Ⅴ D．上述物质中氧原子含量最高的化合物是Ⅱ B　根据题图可知，Ⅰ和Ⅱ分别代表无机化合物和有机化合物，若Ⅴ代表蛋白质，Ⅵ代表脂质，则Ⅶ应代表核酸和糖类，A错误；在细胞干重中含量最多的化合物是蛋白质(Ⅴ)，在细胞鲜重中含量最多的化合物是水(Ⅲ)，B正确；医用的生理盐水和糖溶液中的溶质分别是NaCl和葡萄糖，它们分别属于Ⅳ(无机盐)、Ⅵ或Ⅶ(糖类)，而Ⅴ代表蛋白质，C错误；水中的氧原子含量最高，因此，氧原子含量最高的化合物是Ⅲ，D错误。 4．下列是对生物组织中有关有机物的鉴定实验，其中存在缺陷的是(　　) 组别 鉴定对象 试剂 颜色 水浴加热 生物材料 A 淀粉 碘液 蓝色 不需要 淀粉溶液 B 还原糖 斐林试剂 砖红色 需要 西瓜汁 C 蛋白质 双缩脲试剂 紫色 不需要 豆浆、牛奶、鸡蛋清 D 脂肪 苏丹Ⅲ染液 橘黄色 不需要 花生种子 B　淀粉遇碘液变蓝色，且该实验不需要水浴加热，A正确；在水浴加热的条件下，还原糖与斐林试剂可以发生反应，生成砖红色沉淀，但鉴定还原糖时，取材不能选用有颜色的材料，B错误；用双缩脲试剂检测蛋白质时不需要水浴加热，C正确；苏丹Ⅲ染液可将脂肪染成橘黄色，该实验不需要水浴加热，D正确。 5．下列关于实验操作步骤的叙述中，正确的是(　　) A．用于鉴定可溶性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．鉴定可溶性还原糖时，要加入斐林试剂甲液后再加入乙液 C．脂肪的鉴定实验中需用显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪颗粒 D．用于鉴定蛋白质的双缩脲试剂A液和B液，要混合均匀，再加入含样品的试管中，且现配现用 C　斐林试剂甲液和双缩脲试剂A液的成分及质量浓度都相同，斐林试剂乙液和双缩脲试剂B液的成分相同但质量浓度不同，因此用于鉴定可溶性还原糖的斐林试剂甲液和乙液不能直接用于蛋白质的鉴定，A错误；用斐林试剂鉴定可溶性还原糖时，应将甲液和乙液等量混合均匀后再加入待测组织样液中，B错误；用双缩脲试剂鉴定蛋白质时，应先加A液，再滴加B液，D错误。 6．香蕉果实成熟过程中，果实中的储藏物不断代谢转化，香蕉逐渐变甜。图A中 Ⅰ、Ⅱ 两条曲线分别表示香蕉果实成熟过程中两种物质含量的变化趋势。取成熟到第X天和第Y天的等量香蕉果肉，分别加等量的蒸馏水制成提取液。然后在a、b试管中各加入5 mL第X天的提取液，在c、d试管中各加入5 mL第Y天的提取液，如图B。请回答： (1)在a、c试管中各加入等量碘液后，a试管中溶液呈________色，与a试管相比，c试管中溶液的颜色更________。图A中表示a、c两试管中被检测的物质含量变化趋势的曲线是__________。 (2)在b、d试管中各加入等量斐林试剂，水浴加热后，b试管中出现砖红色沉淀，与b试管相比，d试管中溶液的颜色更__________，两试管中被检测的物质是______________，图A中表示这种物质含量变化趋势的曲线是________。 (3)如果要检测提取液中是否含有蛋白质，所用的试剂是________________，如果要检测提取液中是否含有脂肪，所用的试剂是____________。 解析：(1)香蕉果实在成熟过程中，逐渐变甜，应是淀粉转化成了还原糖。由于a、c两试管中滴加的是碘液，故检测的是淀粉，两支试管中溶液都呈蓝色，且c试管中淀粉的含量少，所以与a试管相比，c试管中溶液的颜色更浅。图A中表示淀粉含量变化趋势的曲线是 Ⅰ。 (2)斐林试剂用于检测还原糖，d试管中还原糖含量多，所以与b试管相比，d试管中溶液的颜色更深。图A中表示还原糖含量变化趋势的曲线是 Ⅱ。 (3)蛋白质可与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应。脂肪可用苏丹 Ⅲ 染液鉴定，染色后呈橘黄色。 答案：(1)蓝　浅　Ⅰ　(2)深　还原糖　Ⅱ (3)双缩脲试剂　苏丹Ⅲ染液 学科网（北京）股份有限公司 $$