第2章 第1节 细胞中的元素和化合物-【金版教程】2025-2026学年高中生物必修1 分子与细胞创新导学案Word（人教版 不定项版）

生物学　必修1 RJ(不定项版) 第1节　细胞中的元素和化合物 1.说出组成细胞的元素都来自自然界，但各种元素的相对含量又与无机环境不同。2.说出组成细胞的大量元素和主要微量元素，说出组成细胞的化合物的主要种类。3.尝试检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质，进行实验操作、观察结果，基于实验简述组成细胞的物质的特殊性。 知识点一　组成细胞的元素和化合物 1．组成细胞的元素 (1)组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到，没有一种化学元素为细胞所特有。细胞中各种元素的相对含量与无机自然界的大不相同。 (2)组成细胞的化学元素，常见的有20多种。含量较多的有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等元素，称为大量元素。有些元素含量很少，如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等，称为微量元素。组成细胞的元素中，C、H、O、N这四种元素的含量很高，其原因与组成细胞的化合物有关。 2．组成细胞的化合物 (1)组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在。 (2)组成细胞的主要化合物及其相对含量 类型 化合物 质量分数/% 无机化合物 水 占70～90 无机盐 占1～1.5 有机化合物 蛋白质 占7～10 脂质 占1～2 糖类和核酸 占1～1.5 细胞内含量最多的化合物是水，含量最多的有机化合物是蛋白质。 知识点二　实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 1．原理 (1)思路：某些化学试剂能够使生物组织中的相关化合物产生特定的颜色反应。 (2)鉴定原理 还原糖＋斐林试剂砖红色沉淀 脂肪＋苏丹Ⅲ染液→橘黄色 蛋白质＋双缩脲试剂→紫色 2．材料用具 (1)实验材料：梨匀浆、葡萄匀浆、白萝卜匀浆，花生种子，豆浆，鲜肝提取液，鸡蛋清稀释液。 (2)试剂：斐林试剂(甲液：质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液，乙液：质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液)，质量浓度为0.01 g/mL的苏丹Ⅲ染液，双缩脲试剂(A液：质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液，B液：质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液)，体积分数为50%的酒精溶液，蒸馏水。 3．方法步骤 (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 1．(课本P16思考·讨论)细胞中有些元素含量很少，意味着它们在细胞内不重要。(　　) 答案：× 2．(课本P19拓展应用1)构成细胞的主要元素含量与无机环境差异很大，这与细胞内有机化合物的种类和含量有关。(　　) 答案：√ 3．(课本P19拓展应用2)将细胞内各种物质按照特定的比例放在一个试管中，可以形成一个有活性的细胞。(　　) 答案：× 1.组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到，没有一种化学元素为细胞所特有。(课本P16) 练习1　(1)细胞中不存在无机自然界没有的特殊元素。(√) (2)组成地壳中的元素在细胞中都能找到。(×) 2.细胞中常见的化学元素中，含量较多的有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等元素，称为大量元素(macroelement)；有些元素含量很少，如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等，称为微量元素(microelement)。(课本P17) 练习2　(1)儿童生长发育过程中，经常需要补充Ca、Fe、Zn，它们都属于大量元素。(×) (2)细胞中微量元素含量很少，即使缺乏某种微量元素，对动植物的生长发育也几乎没有影响。(×) (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。(×) 重难　检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 1．蔗糖不是还原糖 甘蔗、甜菜块根等含有的糖主要是蔗糖，蔗糖不是还原糖，故甘蔗、甜菜块根不可作为鉴定还原糖的实验材料。 2．三类有机物检测在操作步骤上的差异 (1)唯一需要加热——还原糖检测。若不加热，则无砖红色沉淀出现。 (2)唯一需要显微镜——脂肪颗粒检测。 (3)混合后加入——斐林试剂；分别加入——双缩脲试剂(先加A液，后加B液，且B液不能过量)。 3．对于实验材料的要求 (1)因该组实验是以显色结果为判断标准的，故所选用的实验材料中被鉴定的有机物含量应较高，且实验材料为无色或近白色。 (2)变性的蛋白质中仍存在肽键，故变性后的蛋白质可与双缩脲试剂发生紫色反应。 [例1]　实验测得小麦、大豆、花生三种生物干种子中三大类有机物含量如下图，下列有关叙述正确的是(　　) A．脂肪检测实验最好选用花生作为材料 B．向小麦种子的研磨滤液中加入斐林试剂，就会呈砖红色 C．用双缩脲试剂检测大豆组织样液中是否存在蛋白质，需水浴加热 D．花生、小麦种子中含量最多的化合物分别是脂肪、淀粉 答案：A [例2]　(不定项)某同学分别按下表进行四组实验。各组实验材料按表中实验条件进行处理后观察。下列相关说法合理的是(　　) 组别 材料 实验试剂及条件 观察内容 A 花生子叶匀浆 清水、苏丹Ⅲ染液、酒精 着色的脂肪粒 B 苹果匀浆 斐林试剂、50～65 ℃水浴加热 组织样液颜色变化 C 鲜肝提取液 ？ 组织样液颜色变化 D 淀粉溶液 碘液 溶液颜色变化 A.进行A组实验时，制成临时装片后，低倍显微镜下可清晰观察到橘黄色脂肪颗粒 B．若将苹果匀浆换成白砂糖溶液并按正确操作进行上述B组实验，结果是溶液呈现蓝色 C．在C组实验中，“？”可以是“双缩脲试剂” D．D组实验后溶液未变蓝，有可能是淀粉已沉淀至烧杯底部，仅吸取上清液于试管中检测 解析：白砂糖的主要成分是蔗糖，蔗糖不是还原糖，不能与斐林试剂反应出现砖红色沉淀，因而呈现斐林试剂本身的颜色即蓝色，B正确；鲜肝提取液中富含蛋白质，可以用双缩脲试剂来鉴定蛋白质，故在C组实验中，“？”可以是“双缩脲试剂”，C正确；D组实验后溶液未变蓝，有可能是淀粉已沉淀至烧杯底部，上清液几乎不存在淀粉，D正确。 答案：BCD 课时作业 题号 1 2 3 4 5 难度 ★ ★ ★★ ★ ★ 题点 生物界与非生物界中元素的统一性和差异性 不同细胞的元素种类及含量比较 组成细胞的元素种类及作用 大量元素的种类 细胞中含量最多的化合物 题号 6 7 8 9 10 11 12 难度 ★ ★ ★ ★★ ★★ ★ ★★★ 题点 检测生物组织中的物质选用的试剂及相应颜色 检测生物组织中的物质材料选择 微量元素的作用 检测生物组织中的物质 检测生物组织中的物质 还原糖的鉴定 探究糖的种类实验 [单项选择题] 知识点一　组成细胞的元素和化合物 1．现已证明，地球上自然存在的元素有90多种。生活在地球上的各种生物，无论其结构简单还是复杂，组成物质无一例外地都来自这些元素；但不同的元素在地壳中和在生物细胞中所占的比例各不相同，这说明了(　　) A．生物界与非生物界具有统一性 B．生物界具有特殊性 C．元素在自然界中都可以找到 D．生物界与非生物界既有统一性又有差异性 答案：D 2．人是杂食动物，通过摄入动植物及其产物来获得化合物和元素，则人体内和其所食用的动植物体内的化学元素(　　) A．种类和含量差异都很大 B．种类大体相同，含量上有差异 C．种类和含量都大体相同 D．种类差异很大，含量大体相同 答案：B 3．关于生物体内的元素含量关系，下列表述不正确的是(　　) A．组成生物体的元素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．微量元素含量虽少，但对于生物体正常生命活动不可缺少 C．微量元素和大量元素均为必需元素，一旦缺乏就可能会导致相应的病症产生 D．P、S、K、Ca、Mg、Cu都属于大量元素 答案：D 解析：组成生物体的各种化学元素，在自然界中都能找到，没有一种化学元素是细胞所特有的，这体现了生物界与非生物界具有统一性，A正确；大量元素和微量元素均为必需元素，一旦缺乏可能会导致相应的病症产生，B、C正确。 4．在某名贵花卉培养液中，除了水、必需的微量元素、NH、PO外(由空气提供CO2)，还必需的大量元素是(　　) A．C、H、O、N、P B．K、Ca、Mg、S C．Mn、Mo、Cu、Zn D．K、Ca、Mg、Fe 答案：B 解析：成分中已经存在C、H、O、N、P及必需的微量元素，还需要的是K、Ca、Mg、S等大量元素，B正确。 5．生石花生活在南非多石卵的干旱地区，在生石花细胞中含量最高的化合物是(　　) A．蛋白质 B．脂质 C．糖类 D．水 答案：D 解析：细胞鲜重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，故活的生石花细胞中含量最高的化合物是水，D正确，A、B、C错误。 知识点二　检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 6．在生物实验中，可以根据与某些化学试剂所产生的颜色反应，检测生物组织中的有关有机化合物的存在。在下列实验列表中，正确的是(　　) 选项 待检测的物质 使用试剂 呈现颜色 A 苹果中的还原糖 斐林试剂 橘黄 B 马铃薯中的淀粉 碘液 蓝色 C 花生中的脂肪 苏丹Ⅲ 砖红色 D 大豆中的蛋白质 斐林试剂 紫色 答案：B 7．脱脂淡奶粉中不含糖类和脂肪，受到老年人的喜爱。某实验小组进行了相关实验检测某种脱脂奶粉是否合格，下列关于实验过程及结果分析错误的是(　　) A．用斐林试剂检测是否含有还原糖时需要将甲、乙液等量混合使用 B．用苏丹Ⅲ染液检测是否含脂肪时不一定需要用到显微镜 C．用双缩脲试剂检测是否富含蛋白质时不需水浴加热即可产生颜色反应 D．若用斐林试剂检测未出现砖红色沉淀，则可说明该脱脂奶粉是合格的 答案：D 解析：用斐林试剂检测是否含有还原糖时，需要将甲、乙液等量混合使用，并且需要现配现用，A正确；用苏丹Ⅲ染液检测是否含脂肪时，若要观察细胞中的脂肪必须使用显微镜，若要观察组织匀浆中是否有脂肪可以不用显微镜观察，B正确；用双缩脲试剂检测蛋白质不需要水浴加热，可直接产生紫色反应，C正确；若用斐林试剂检测未出现砖红色沉淀，说明脱脂奶粉中不含还原糖，但可能含有非还原糖，不能说明该脱脂奶粉合格，D错误。 [不定项选择题] 8．近日，小明的不良反应引起了父母的担忧：感冒频繁，口腔溃疡反复发作，伤口不易愈合，食欲不振，免疫力低下；比起同龄儿童，小明身体偏矮，偏瘦。去医院后，经检查发现血清中锌的含量过低。对上述材料的解释，正确的是(　　) A．锌是人体必需的化学元素 B．锌在人体的生长发育过程中的作用不容替代 C．锌是人体必需的微量元素 D．锌的作用极大，只要有锌，人就能正常生长 答案：ABC 解析：Zn是人体必需元素之一，人体缺乏任何一种必需元素都会影响细胞和生物体的生命活动的正常进行，D错误。 9．合川桃片是重庆市合川区的传统特产之一，该小吃用糯米、大米、核桃仁、白砂糖、葡萄糖、麦芽糖、食用植物油、蜜玫瑰等原料精制加工而成，某生物学习小组用已学的知识对配料表中的部分物质进行鉴定，下列有关叙述正确的是(　　) A．向桃片提取液中滴加适量的斐林试剂，摇匀后溶液未变色，说明桃片中不含还原糖 B．向核桃仁匀浆中注入双缩脲试剂A液1 mL，摇匀后再注入等量双缩脲试剂B液，溶液将变成紫色 C．用苏丹Ⅲ染液处理核桃仁切片后，需用体积分数为50%的酒精来洗去浮色 D．向桃片提取液中滴加适量的碘液，振荡均匀后，溶液出现蓝色 答案：CD 解析：斐林试剂的使用需要水浴加热，A错误；双缩脲试剂的使用是鉴定蛋白质时先加1 mL双缩脲试剂A液，摇匀后再加4滴双缩脲试剂B液，B错误；用苏丹Ⅲ染液处理核桃仁切片后，需用体积分数为50%的酒精来洗去浮色，C正确；合川桃片中含糯米，糯米中含淀粉，淀粉遇碘液变蓝，所以向桃片提取液中滴加适量的碘液，振荡均匀后，溶液出现蓝色，D正确。 10．香蕉果实成熟过程中，果实中的储藏物不断代谢变化，香蕉逐渐变甜。甲图中Ⅰ、Ⅱ两条曲线分别表示香蕉果实成熟过程中淀粉、葡萄糖含量的变化趋势。现取成熟到第x天和第y天的等量香蕉果肉进行研磨，分别加入等量的蒸馏水中制成两种提取液，然后在a、b试管中各加5 mL第x天的提取液，在c、d试管中各加5 mL第y天的提取液(乙图)。下列说法不正确的是(　　) A．在a、c试管中各加入等量碘液，摇匀，可观察到两试管均呈蓝色，c管蓝色较深 B．在b、d试管中各加入等量斐林试剂，摇匀，可观察到两试管均呈砖红色，b管颜色较深 C．现提供适量斐林试剂的甲液、乙液和蒸馏水，可检测香蕉果肉中是否含有蛋白质 D．在第x天淀粉是细胞内含量最多的化合物 答案：ABD 解析：还原糖鉴定实验中需水浴加热。 [非选择题] 11．炸薯条是常见的快餐食品。若马铃薯块茎中还原糖含量过高，可能导致油炸过程中产生有害物质。为检测还原糖含量，研究人员采用不同方法制备了马铃薯提取液，如下表所示。请回答问题： 方法 提取液颜色 提取液澄清度 还原糖浸出程度 一 浅红褐色 不澄清 不充分 二 深红褐色 澄清 充分 三 浅黄色 澄清 充分 (1)马铃薯提取液中含有淀粉，此外还含有少量麦芽糖、果糖和________等还原糖，这些还原糖能与________试剂发生作用，经水浴加热后生成________色沉淀。 (2)据表分析，三种马铃薯提取液制备方法中，方法________最符合检测还原糖的要求，原因是这种方法制备提取液时还原糖浸出程度________，并且提取液的________，有利于观察实验结果。 答案：(1)葡萄糖　斐林　砖红 (2)三　充分　颜色浅 12．洋葱在欧美被誉为“蔬菜皇后”，其肥大的鳞茎中含糖类8.5%，每100克含维生素A 5毫克、维生素C 9.3毫克、钙(Ca)45毫克、磷(P)50毫克、铁(Fe)8毫克，以及18种氨基酸，是不可多得的保健食品。那么洋葱肥大的鳞茎中所含有的糖类是淀粉还是可溶性还原糖？生物学兴趣小组的同学以此作为研究课题。请你帮助他们完成下面的实验研究报告。 (1)实验目的：探究洋葱肥大的鳞茎中所含的糖是淀粉还是可溶性还原糖。 (2)实验原理：淀粉可用________来检测，可溶性还原糖可用________试剂来检测。 (3)实验器材：洋葱、所需试剂和仪器等(略)。 (4)实验步骤： Ⅰ.鉴定可溶性还原糖： ①制备洋葱组织样液，取样液2 mL注入试管； ②__________________________________________________________； ③观察颜色变化。 Ⅱ.鉴定淀粉： ①制备洋葱组织样液，取样液2 mL注入试管； ②__________________； ③观察颜色变化。 (5)预期实验结果与结论： 现象 结论 ①若步骤Ⅰ出现__________，步骤Ⅱ出现________ 说明洋葱鳞茎中所含的糖类既有还原糖又有淀粉 ②若步骤Ⅰ____________，步骤Ⅱ________ 说明洋葱鳞茎中所含的糖类只有还原糖而没有淀粉 ③若________________________________ 说明洋葱鳞茎中所含糖类__________________ 答案：(2)碘液　斐林 (4)Ⅰ.②加入新制的斐林试剂1 mL混匀，将试管置于50～65 ℃的水浴锅中加热2 min Ⅱ.②加入2滴碘液 (5)①砖红色沉淀　蓝色　②出现砖红色沉淀　不出现蓝色　③步骤Ⅰ不出现砖红色沉淀，步骤Ⅱ出现蓝色　没有还原糖只有淀粉 解析：本实验是探究性实验，目的是探究洋葱鳞茎中所含的糖类是淀粉还是可溶性还原糖。向洋葱组织样液中加入碘液，若出现蓝色，说明含有淀粉；加入斐林试剂，水浴加热2 min后，若出现砖红色沉淀，说明含有可溶性还原糖。预期实验结果与结论时，注意有三种不同情况：①同时含有可溶性还原糖和淀粉；②只含有可溶性还原糖；③只含有淀粉。 9 学科网（北京）股份有限公司 $