2.1细胞中的元素和化合物讲义-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

2.1细胞中的元素和化合物 梯度分层 基础巩固：概念明确，回归教材，稳扎根基 强化练习：聚焦核心，抓住关键，查漏补缺 拓展拔高：激活思维，深度演练，深化应用 基础巩固 1 一、组成细胞的元素 1.生物界与非生物界的统一性和差异性 统一性：细胞与非生物相比，在元素种类上具有统一性。 差异性：细胞与非生物相比，在元素含量上具有差异性。 2.组成细胞的元素的种类和含量 （1）种类 大量元素： 等。 微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。 （2）含量 占人体细胞鲜重最多的元素是 ；占人体细胞干重最多的元素是 。 二、组成细胞的化合物 1.种类 无机化合物： 。 有机化合物：糖类、脂质、蛋白质、核酸。 2.含量 细胞中含量最多的化合物是 ；细胞中含量最多的有机化合物是 ；细胞中占干重最多的化合物是 。 3.检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 还原糖与 作用，生成 ；脂肪可以被 染液染成 ；蛋白质与 试剂发生作用，产生 反应。 强化提升 2 1.研究发现印度农村儿童易患肝硬化与使用铜壶给儿童煮奶的习惯有关。然而，铜又是人体必不可少的元素。该现象说明铜是（ ） A.低毒性物质 B.—种重金属 C.人体所需要的微量元素 D.人体可要可不要的元素 2.如图表示细胞中各种化合物或主要元素占细胞鲜重的含量，以下按①②③④顺序排列正确的是（ ） A.水、蛋白质、糖类、脂质，N、H、C、O B.蛋白质、糖类、脂质、水；N、H、O、C C.水、蛋白质、脂质、糖类；H、O、N、C D.蛋白质、水、脂质、糖类；C、O、H、N 3.下列关于元素和化合物的说法中，不合理的是（ ） A.在组成细胞的元素中，占鲜重比最高的是C，占干重比最高的是O B.不论是干重还是鲜重，C、H、O、N四种元素的含量都是最多的 C.大量元素和微量元素在细胞中的作用都是不可替代的 D.不同种类的生物，其细胞中的元素种类大致相同 4.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。请据图分析下列叙述不正确的是（ ） A.若Ⅶ代表糖类和核酸，则Ⅵ代表脂肪 B.细胞干重中含量最多的化合物是Ⅳ C.细胞中含量最多的有机物是Ⅳ D.Ⅱ中共有的化学元素是C、H、O 5.组成生物体的化学元素可分为大量元素和微量元素，下列有关叙述正确的是（ ） A.微量元素在生物体内含量很少，因此其作用不大 B.组成生物体的化学元素根据其作用不同分为大量元素和微量元素 C.组成生物体的最基本元素是C，但其占细胞鲜重的比例不是最大的 D.组成生物体有机物的元素均包括C、H、O、N，因此，它们构成基本元素 6.下列有关组成生物体细胞化学元素的叙述中，正确的是（ ） A.组成生物的大量元素中，最基本的是C，因为其作用最大 B.细胞中各种化合物的共有元素是C、H、O C.Cu、Mn、Mo、B都是组成生物体的微量元素，其含量微小但却是生命活动所必需的 D.所有的占生物体总重量万分之一以下的元素都是微量元素 7.下列有机物的检测实验中，导致实验失败的操作是（ ） ①脂肪检测实验中，花生子叶染色后，没有用酒精洗去浮色 ②蛋白质检测实验中，把双缩脲试剂A液和B液混合后再加到蛋白质样液中 ③还原糖检测实验中，需要水浴加热 ④检测还原糖可选用西红柿作为实验材料 A.①②④ B.②③④ C.①③④ D.①②③ 8.下表中待测样品、检测试剂及相应的实验结果搭配有误的一项是（ ） 组别 待测样品 检测试剂 实验结果 ① 豆浆 双缩脲试剂 紫色 ② 马铃薯汁 碘液 蓝色 ③ 葡萄汁 斐林试剂 砖红色沉淀 ④ 花生子叶 苏丹Ⅲ染液 红色 A.① B.② C.③ D.④ 9.关于生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定实验，下列叙述错误的是（ ） A.可用斐林试剂甲液和乙液来鉴定尿液中的葡萄糖 B.脂肪的切片法鉴定需要用显微镜才能看到被染色的脂肪颗粒 C.鉴定还原糖时，要加入斐林试剂甲液摇匀后，再加入乙液 D.在使用苏丹Ⅲ染液鉴定脂肪的实验中，酒精的作用是洗去实验材料上的浮色 10.某同学分别按下表进行三组实验： 组别 材料 实验试剂及条件 观察内容 A 浸泡过的花生种子 清水、苏丹Ⅲ染液、酒精 细胞中着色的小颗粒 B 苹果匀浆 斐林试剂、50~65℃水浴加热 组织样液颜色变化 C 豆浆 ？ 组织样液颜色变化 将上述各组实验材料按表中实验条件进行相关处理后，将A组制成临时装片，放在显微镜下观察，分析回答： （1）进行A组实验时，使用酒精的作用是____，其中，实验所观察的被苏丹Ⅲ染液着色的小颗粒是____（物质），被染成____色。 （2）B组实验中，组织样液中出现____沉淀。斐林试剂的使用方法____。 （3）在C组实验中，豆浆中富含蛋白质，检验蛋白质的试剂是____，呈现____色。 拓展拔高 3 1.基于对细胞的元素组成、元素含量以及化合物等的认识，下列相关表述中错误的是（ ） A.细胞中不含有自然界中不存在的元素是因为细胞生命活动所需的物质归根到底是从自然界中获取的 B.细胞中微量元素比大量元素含量低，作用也没有大量元素重要 C.与玉米细胞的干重相比，人体细胞干重中N元素相对含量高，与人体细胞含有较多的蛋白质有关 D.不同食物中营养物质的种类和含量有很大差别，所以日常膳食要做到合理搭配 2.如表是玉米和人体细胞的部分元素及含量（干重，质量分数），下列有关说法正确的是（ ） 元素 O H N K Ca P Mg S 玉米 44.43 6.24 1.46 0.92 0.23 0.20 0.18 0.17 人 14.62 7.46 9.33 1.09 4.67 3.11 0.16 0.78 A.P、Mg、S等元素在玉米细胞中含量很少，属于微量元素 B.表中玉米细胞比人体细胞中含有的O多是因为玉米细胞中含水更多 C.表格中在细胞内含量多的元素比含量少的元素更重要 D.玉米细胞和人体细胞中N含量不同，可能与细胞中蛋白质的含量不同有关 3.如表是人工培养康乃馨组织细胞时用到的部分培养基配方，下列说法正确的是（ ） 成分 分子式 质量浓度（mg/L） 硝酸铵 NH4NO3 1650 硝酸钾 KNO3 1900 氯化钙 CaCl2·2H2O 440 硫酸镁 MgSO4·7H2O 370 磷酸二氢钾 KH2PO4 170 A.该配方里没有显示最基本元素的来源 B.K是基本元素，钾离子的质量浓度最大 C.该配方的组分里除了有大量元素外，还有微量元素 D.组成康乃馨细胞的化学元素不一定都能从环境中找到 4.研究组成细胞的分子，实际上就是在探寻生命的物质基础，帮助我们建立科学的生命观。下列关于生物体内化学元素的叙述，正确的是（ ） A.在人、动物与植物体内，各种化学元素的含量基本相同 B.微量元素在生物体内含量很少，缺少时对人体影响不大 C.生物体内的C是最基本的元素，也是生命的核心元素 D.无机自然界的化学元素在生物体内都可以找到，说明生物界和无机自然界具有统一性 5.下列关于食品安全问题的探究实验设计，正确的是（ ） 选项 探究主题 实验试剂 预期实验结果 结论 A 某“色拉油”是否含有脂肪 苏丹Ⅲ染液 被检测液体出现橘黄色 不含有脂肪，但可能含有固醇 B 某“早餐奶”是否含有蛋白质 双缩脲试剂 被检测液体出现砖红色 含有蛋白质，但含量少于淀粉 C 某“奶片”是否添加淀粉 碘液 被检测液体出现蓝色 含有淀粉，不含有蛋白质 D 某“无糖”无色饮料中是否含有葡萄糖 斐林试剂 被检测液体出现砖红色 一定含有还原糖，但不一定是葡萄糖 A.A B.B C.C D.D 6.用碘液、苏丹Ⅲ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如下表，其中“＋”的数量代表颜色反应深浅程度，下列有关说法不正确的是（ ） 试剂种类 碘液 苏丹Ⅲ染液 双缩脲试剂 甲 ＋＋＋＋ ＋＋ ＋ 乙 ＋＋ ＋＋＋＋ ＋＋ 丙 ＋ ＋＋ ＋＋＋＋ A.乙种子中主要含蛋白质 B.碘液、苏丹Ⅲ染液、双缩脲试剂与相应物质发生的颜色反应分别是蓝色、橘黄色、紫色 C.在观察颜色时有可能用到光学显微镜 D.这三种试剂的使用均不需要水浴加热 7.生物学实验常呈现“五颜六色”的变化。下列关于物质鉴定中颜色变化的叙述，正确的是（ ） A.向新鲜的苹果汁中加入斐林试剂，经水浴加热后由蓝色变成砖红色沉淀 B.向煮沸冷却的牛奶中加入双缩脲试剂，呈现的颜色为试剂的蓝色 C.向大豆种子的子叶切片上滴加苏丹Ⅲ染液后，肉眼可观察到橘黄色脂肪颗粒 D.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 8.某生物兴趣小组在野外发现一种组织颜色为白色的不知名野果，该小组把这些野果带回实验室欲检测其中是否含有还原糖、脂肪和蛋白质。下列叙述正确的是（ ） A.对该野果进行脂肪的检测实验需要使用显微镜 B.若对该野果的组织样液中加入斐林试剂并酒精灯直接加热出现较深的砖红色，说明该野果中含有大量的还原糖 C.进行蛋白质的检测时可用斐林试剂的甲液和乙液直接代替双缩脲试剂A液和B液，因为它们的成分相同 D.进行还原糖检测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 9.根据“检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质”实验，回答下列问题： （1）鉴定成熟苹果果肉中存在还原糖所用的试剂是__________，该试剂与细胞内的还原糖发生作用，形成__________沉淀。 （2）在鉴定花生子叶中脂肪的实验中，能将脂肪染成橘黄色的染液是__________，用其染色时，冲洗浮色要用体积分数为50%的酒精，这是因为__________。 （3）鉴定黄豆组织中存在蛋白质时，向组织样液中加入双缩脲试剂A液摇匀，再向样液中加入双缩脲试剂B液摇匀。其中双缩脲试剂B液的量只有3~4 滴，而不能过量，原因是__________. （4）本实验的注意事项： ①斐林试剂极不稳定，其甲液和乙液需__________，使用时再临时混合均匀用于实验。 ②双缩脲试剂的使用，应先加__________，造成碱性环境，再加__________。 ③在还原糖的鉴定中，对试管中的溶液加热时，试管底部不要触及__________。 10.在用斐林试剂鉴定还原糖的实验中，教材要求斐林试剂甲液和乙液应混合均匀后使用。某学习小组的同学大胆质疑，提出“一定要混合后再使用吗？”，并设计了以下实验： 试管 第1次加入物 第2次加入物 第3次加入物 条件 颜色变化 1号 2 mL苹果汁 0.5 mL 0.05 g/mL CuSO4溶液 0.5 mL 0.1 g/mL NaOH溶液 水浴加热 2号 2 mL苹果汁 A B 水浴加热 3号 2 mL苹果汁 C 水浴加热 请回答下列问题。 （1）该学习小组想要探究的具体问题是___________________？ （2）2、3号试管中应加入的物质： A_________________________； B_________________________； C_________________________。 （3）1号与2号试管相比，实验变量为____________________。 （4）理论预测及相关结论： ①当_________________，则用斐林试剂鉴定还原糖与甲液、乙液的使用顺序及是否混合后使用无关。 ②当__________________，则用斐林试剂鉴定还原糖与甲液、乙液的使用顺序及是否混合后使用有关。 答案及解析 1.基础巩固 一、2.C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg 3.O C 二、1.水和无机盐 2.水 蛋白质 蛋白质 3.斐林试剂 砖红色沉淀 苏丹Ⅲ 橘黄色 双缩脲 紫色 2.强化提升 1.答案：C 解析：使用铜壶给儿童煮奶，导致儿童易患肝硬化，说明铜是高毒性物质，A错误；铜是重金属，但题干信息不能说明，B错误；结合题意可知，铜是人体必不可少的元素，同时不能大量摄入铜元素，说明铜是微量元素，C正确，D错误。 2.答案：D 解析：本题的解题突破口在②上，若表示化合物，则②为水；若表示元素，则②为氧。 3.答案：A 解析：在组成细胞的元素中，占鲜重比最高的是O，占干重比最高的是C，A错误；不论干重还是鲜重，C、H、O、N四种元素的含量均最多，B正确；大量元素和微量元素均属于必需元素，C正确；不同种类的生物细胞中含有的元素的种类大致相同，D正确。 4.答案：A 解析：据题意可知，Ⅰ和Ⅱ分别代表无机物和有机物，Ⅲ为水，Ⅳ为蛋白质，Ⅴ为无机盐，若Ⅶ代表糖类和核酸，则Ⅵ代表脂质，A错误；细胞干重中含量最多的化合物是蛋白质，B正确；细胞中含量最多的有机物是Ⅳ蛋白质，C正确；Ⅱ为有机物，包括蛋白质、脂质、糖类、核酸等，均含有C、H、O，D正确。 5.答案：C 解析：微量元素虽然在生物体内含量很少，但其具有重要作用，A错误；根据含量不同，将组成生物体的化学元素分为大量元素和微量元素，B错误；C是最基本元素，但细胞鲜重中含量最多的元素是O，C正确；组成生物体的基本元素是C、H、O、N，但并非每种有机物都包含C、H、O、N，如糖类只含C、H、O，D错误。 6.答案：C 解析：组成生物体的大量元素中，最基本的是C，因为组成生物体的生物大分子都是以碳链作为基本骨架的，A错误；细胞中各种化合物的共有元素是H、O，水分子不含碳元素，B错误；占生物体总重量万分之一以下的必需元素是微量元素.有些元素含量很少，但不是必需元素，也不属于微量元素，D错误。 7.答案：A 解析：脂肪检测实验中，花生子叶染色后，需要用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色，否则会导致实验失败，①符合题意；蛋白质检测实验中，应先加入双缩脲试剂A液，然后再加入双缩脲试剂B液，②符合题意；还原糖检测实验中，加入斐林试剂后，在水浴加热条件下可出现砖红色沉淀，③不符合题意；西红柿样液呈红色，用于检测还原糖时会存在颜色干扰，应选择还原糖含量高且接近无色或白色的材料，④符合题意。故选A。 8.答案：D 解析：豆浆中富含蛋白质，蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应；马铃薯汁中含有淀粉，淀粉与碘液发生蓝色反应；葡萄汁中含有还原性糖，与斐林试剂在水浴加热的条件下产生砖红色沉淀；花生子叶中含有脂肪，脂肪能被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。 9.答案：C 解析：斐林试剂可用来鉴定还原糖，而葡萄糖是还原糖的种，A正确；利用花生子叶制成临时装片鉴定脂肪时，需要用显微镜才能看到被染色的脂肪颗粒，B正确；鉴定还原糖时，应将斐林试剂的甲液和乙液等体积混合后，再加入组织样液中，C错误；在使用苏丹Ⅲ染液鉴定脂肪的实验中，可利用体积分数为50%的酒精洗去浮色，D正确。 10.答案：（1）洗去浮色；脂肪；橘黄 （2）砖红色；等量混合均匀，现配现用 （3）双缩脲试剂；紫 解析：（1）检测脂肪实验中，体积分数为50%的酒精的作用是洗去浮色；脂肪小颗粒可被苏丹Ⅲ溶液染成橘黄色。 （2）检测还原糖实验中，在水浴加热的条件下，斐林试剂可与还原糖反应生成砖红色沉淀；使用斐林试剂鉴定还原糖时需要将NaOH与CuSO4溶液等量混合均匀后使用，且需要现用现配。 （3）双缩脲试剂可与蛋白质发生紫色反应，用双缩脲试剂检测蛋白质时不需要水浴加热，可直接观察实验现象。 3.拓展拔高 1.答案：B 解析：组成细胞的元素在无机自然界中都能找到，细胞中不存在无机自然界没有的特殊元素，A正确；细胞中微量元素含量很少，但作用很大，也很重要，缺乏微量元素会出现相应症状，B错误；细胞干重中含量最多的是蛋白质，蛋白质的组成元素是C、H、O、N等，人体细胞干重中N元素的相对含量较玉米细胞干重高，可能与玉米细胞比人体细胞蛋白质含量低有关，C正确；不同食物中营养物质的种类和含量有很大差别，所以日常膳食要做到合理搭配，以满足机体的营养需求，D正确。 2.答案：D 解析：由表可知，P、Mg、S等元素在玉米细胞中含量虽然很少，但其含量占生物总质量的万分之一以上，所以属于大量元素，A错误；由题意可知，表中的元素含量是指干重含量，所以玉米细胞比人体细胞中含有的O多与玉米细胞中的水无关，B错误；在细胞内元素的重要性与其含量多少无关，微量元素含量少但其对细胞的生命活动也至关重要，C错误；蛋白质是生命活动的主要承担者，在细胞干重中含量最高，N是组成蛋白质的主要元素之一，所以玉米细胞和人体细胞中N含量不同，可能与细胞中蛋白质的含量不同有关，D正确。 3.答案：A 解析：生物体所需要的最基本元素是C，培养基的碳源没有在该培养基配方里显示，A项正确；基本元素是C、H、O、N，K不是基本元素，B项错误；配方里没有微量元素，C项错误；组成康乃馨细胞的化学元素都能从环境中找到，D项错误 4.答案：C 解析：在人、动物与植物体内，各种化学元素的含量存在差异，A错误；微量元素在生物体内含量很少，却是维持生命活动不可或缺的，B错误；C是组成生物体的基本元素，被科学家称为“生命的核心元素”，C正确；构成生物体的元素在无机自然界都可以找到，没有一种是生物所特有的，说明生物界和无机自然界具有统一性，D错误。 5.答案：D 解析：A、脂肪能被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，因此实验结论为含有该“色拉油”含有脂肪，A错误；B、蛋白质能与双缩脲试剂发生紫色反应，B错误；C、淀粉遇碘液变蓝，某“奶片”用碘液检测后出现蓝色，说明该“奶片”含有淀粉，该实验无法说明该“奶片”是否含蛋白质，C错误；D、用斐林试剂检测还原糖，在水浴加热的条件下，出现砖红色沉淀，一定含有还原糖，但不一定是葡萄糖，D正确。故选D。 6.答案：A 解析：A、甲种子中加入碘液、苏丹Ⅲ和双缩脲试剂后都有颜色反应，且加入碘液后颜色最深，说明甲种子含有淀粉、蛋白质和脂肪，且淀粉含量最多，A错误； B、淀粉遇碘液变蓝，脂肪被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应，B正确； C、检测脂肪实验中可能会用到显微镜，因为需要观察橘黄色的脂肪颗粒，C正确； D、表中的三种试剂在使用时均不需要水浴加热，还原糖的鉴定需要水浴加热，D正确。故选A。 7.答案：A 解析：斐林试剂溶液呈蓝色，与还原糖发生反应后生成砖红色沉淀，向新鲜的苹果汁（含有还原糖）中加入斐林试剂，经水浴加热后由蓝色变成砖红色沉淀，A正确；牛奶中含有蛋白质，高温可使蛋白质的空间结构改变，但肽键没有被破坏，其与双缩脲试剂反应后溶液呈紫色，B错误；向大豆种子的子叶切片上滴加苏丹Ⅲ染液后，需在光学显微镜下才能观察到橘黄色的脂肪颗粒，C错误；双缩脲试剂和斐林试剂中的硫酸铜溶液浓度不同，且双缩脲试剂和斐林试剂的使用方法不同，故D错误。 8.答案：A 解析：A、对野果的切片进行脂肪检测实验需要使用显微镜，A正确； B、用斐林试剂检测还原糖时不能用酒精灯直接加热，应该水浴加热，B错误； C、斐林试剂甲液与双缩脲试剂A液的成分及浓度相同，斐林试剂乙液和双缩脲试剂B液的成分相同，但浓度不同，因此进行蛋白质的检测时不能直接用斐林试剂的甲液和乙液代替双缩脲试剂A液和B液，C错误； D、斐林试剂使用时是将NaOH和CuSO4混合后立即使用，不能长期放置，D错误； 故选A。 9.答案：（1）斐林试剂；砖红色 （2）苏丹Ⅲ；苏丹Ⅲ易溶于酒精 （3）过量的双缩脲试剂B液会与A液反应，使溶液呈蓝色，而掩盖生成的紫色 （4）分别配制、储存；A液（0.1g/mLNaOH溶液）；B液（0.01g/mLCuSO4溶液）；烧杯底部 解析：（1）还原糖具有还原性，能将斐林试剂中的Cu2+还原成Cu+，生成Cu2O砖红色沉淀，所以可用斐林试剂鉴定还原糖的存在。 （2）苏丹Ⅲ染液可将脂肪染成橘黄色苏丹Ⅲ染液能溶解在酒精中.根据这一性质可用酒精洗去浮色，便于观察。 （3）双缩脲试剂鉴定蛋白质的原理是蛋白质能与双缩脲试剂反应形成紫色络合物若加入过量的双缩脲试剂B液即质量浓度为0.01g/mL的CuSO4溶液，CuSO4溶液本身呈蓝色，与A液反应产生的Cu（OH）2也呈蓝色，会掩盖生成的紫色.影响实验观察。 （4）还原糖的鉴定中需要水浴加热，这时试管底部不能触及烧杯底部，以防受热不均匀。 10.答案：（1）用斐林试剂鉴定还原糖与甲液、乙液的使用顺序及是否混合后使用有关系吗 （2）0.5 mL 0.1 g/ mL NaOH溶液；0.5 mL 0.05 g/ mL CuSO4溶液；0.5 mL 0.1 g/ mL NaOH溶液和0.5 mL 0.05 g/ mL CuSO4溶液的混合液 （3）斐林试剂甲液、乙液的使用顺序 （4）①1、2、3号的实验结果一致，均出现砖红色沉淀且数量相差不大；②1号和2号试管中不出现砖红色沉淀，3号试管中出现砖红色沉淀 解析：（1）根据题意分析可知，该学习小组想要探究的具体问题是用斐林试剂鉴定还原糖与甲液、乙液的使用顺序及是否混合后使用是否有关系。 （2）根据实验者的设想，按照不同的顺序先后使用甲液和乙液及将甲液和乙液混合后使用，则2、3号试管中空格处应加入的物质：A为0.5 mL 0.1 g/mL的NaOH溶液，B为0.5 mL 0.05 g/mL的CuSO4溶液，C为0.5 mL 0.1 g/mL的NaOH溶液和0.05 g/mL的CuSO4溶液的混合液。 （3）由表格分析可知，1号和2号试管相比实验变量是NaOH溶液与CuSO4溶液的加入顺序。 （4）①若1、2、3三支试管均出现砖红色沉淀，说明用斐林试剂鉴定还原糖与甲液、乙液的使用顺序及是否混合后使用无关。②若1和2号试管中不出现砖红色沉淀，3号试管中出现砖红色沉淀，说明其有关。 学科网（北京）股份有限公司 $