2.1细胞中的元素和化合物（知识清单）（漫画图谱+3大知识+2大拓展）高一生物上学期人教版必修1

该高中生物学知识清单系统梳理了组成细胞的元素和化合物的核心内容。从元素与无机自然界的统一性和差异性入手，明确元素的种类分类、存在形式及干重差异，进而学习化合物的种类与含量，最终掌握糖类、脂肪和蛋白质的检测实验原理、流程及注意事项。 知识链路按“漫画图谱概览-必备知识速记-关键能力拓展”逻辑呈现，通过谐音记忆法、对比表格梳理元素化合物关系，实验部分强调对照设计和操作细节。注重科学思维培养，如归纳元素化合物推断方法，结合探究实践指导实验操作，助力学生构建完整知识框架。

第二章 组成细胞的分子 第1节 细胞中的元素和化合物 漫画图谱·概览→必备知识·速记→关键能力·拓展 组成细胞的元素 1.组成细胞的元素与无机自然界中的元素的比较 (1)统一性：从化学元素的种类分析，组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到。 (2)差异性：从各种元素的相对含量分析，细胞与无机自然界大不相同。 2.细胞中的元素 (1)种类：组成细胞的化学元素，常见的有20多种。 (2)分类 ①大量元素(含量较多)：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。 ②微量元素(含量很少)：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。 核心归纳　自然界中的元素、组成细胞的元素、大量元素、微量元素、基本元素的包含关系图 (3)元素存在形式：大多以化合物的形式存在。 (4)细胞干重中的元素含量差异 玉米细胞：O＞C＞H＞N 人细胞：C＞O＞N＞H ①原因分析：玉米干重的化合物中糖类较多，其中氧的含量较高，而人体细胞中的蛋白质的含量要多一些。 ②鲜重：鲜重指的是生物体或细胞在自然生活状态下所测得的重量。 ③干重：生物体（或细胞）除去水分以后所测得的重量。 组成细胞的化合物 1.种类及相对含量 2.含量 (1)细胞鲜重中含量最多的化合物是水，最多的有机化合物是蛋白质。 (2)细胞干重中含量最多的化合物是蛋白质。 (3)不同食物中营养物质的种类和含量有很大差异，故我们需要合理膳食，以满足各种营养需要。 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．实验流程 (1)还原糖的检测和观察 注：反应实质:还原糖在加热条件下将Cu(OH)2还原成Cu2O(砖红色沉淀) (2)脂肪的检测和观察 制作花生子叶临时切片，用显微镜观察子叶细胞的着色情况(以花生为例) (3)蛋白质的检测和观察 注：反应实质:在碱性环境下，含有两个或两个以上肽键的化合物与Cu²⁺溶液反应而生成紫色络合物。 3．注意事项 (1)蛋白质检测时，双缩脲试剂的加入顺序：先加A液，再加B液，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。 (2)在蛋白质检测实验中，需要将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。 (3)易忽略斐林试剂本身的颜色 非还原糖(如蔗糖)＋斐林试剂水浴加热后的现象不是无色，而是蓝色[Cu(OH)2的颜色]。 (4)误认为脂肪的检测必须使用显微镜 若要观察被染色的脂肪颗粒，则必须使用显微镜，但若只观察溶液颜色变化，则不必使用显微镜，可以在制备的组织样液中加入苏丹Ⅲ染液，观察溶液的颜色变化。 4.三类有机物的检测在操作步骤上的差异 (1)唯一需要加热的——还原糖的检测，若不加热，则无砖红色沉淀出现。 (2)唯一需要显微镜的——花生子叶切片脂肪的检测。 (3)混合后加入的——斐林试剂；分别加入的——双缩脲试剂。 注意 1.统一性体现在种类上，原因是生命起源于无机环境，组成生物体的化学元素是从无机自然界中获取的；差异性体现在含量上，原因是生物体有选择性地从无机自然界中获取组成自身的物质。 2.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。 3.生物体内含有的元素不一定是生物体所必需的元素，如Pb。 方法技巧 谐音法记忆大量元素和微量元素 1.大量元素:他(C)请(H)杨(O)丹(N)留(S)人(P=people)盖(Ca)美(Mg)家(K)。 2.常见微量元素:铁(Fe)锰(Mn)碰(B)新(Zn)木(Mo)桶(Cu)。 辨析：有机化合物和无机化合物 区分有机化合物和无机化合物主要看化合物分子组成中是否有C元素，如糖类是有机化合物，一般由C、H、O三种元素组成;水是无机化合物，由H、O两种元素组成，不含C。一般来说，除CO2、碳酸盐及碳酸以外的含碳化合物，都是有机化合物。 注意 实验材料的选择 1.所选材料应富含被检测的有机物，易出现明显的实验现象。 2.材料本身应为白色或近于白色，不干扰实验结果。 答疑 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。 体积分数为50%的酒精的作用。 (1)洗去浮色的原因:使用显微镜观察时无杂色干扰，易于观察脂肪颗粒在细胞中的分布。(2)洗去浮色用的是体积分数为50%的酒精溶液，原因是苏丹Ⅲ染液易溶于酒精，不溶于水。 教材深挖 检测实验的两个“对照” 1.留样对照:还原糖、蛋白质的检测实验中，要留出一部分的样液，以便与检测后的样液颜色对比，增强说服力。 2.对照实验:物质检测实验一般不需设置对照实验，若设置对照实验，对照组应加入成分已知的物质，如验证唾液淀粉酶是蛋白质，对照组可加入稀释的鸡蛋清。 元素和化合物的相互推断 1.依据化合物推断元素 化合物种类 元素组成 糖类 C、H、O等 脂肪、性激素 C、H、O 磷脂 C、H、O,还有P甚至N 蛋白质 主要含C、H、O、N 核酸、ATP C、H、O、N、P 叶绿素 C、H、O、N、Mg 2.根据提示推断化合物种类 类型 内容 元素组成分析法 特征元素提示法 代谢产物推理法 斐林试剂和双缩脲试剂的异同 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反应，Cu(OH)2被还原生成砖红色的Cu2O沉淀 蛋白质在碱性溶液中可以与Cu2＋发生双缩脲反应，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 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 不需要加热，摇匀即可 颜色反应 蓝色→棕色→砖红色(沉淀) 浅蓝色→紫色 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二章 组成细胞的分子 第1节 细胞中的元素和化合物 漫画图谱·概览→必备知识·速记→关键能力·拓展 组成细胞的元素 1.组成细胞的元素与无机自然界中的元素的比较 (1)统一性：从化学元素的种类分析，组成细胞的化学元素，在 中都能够找到。 (2)差异性：从 分析，细胞与无机自然界大不相同。 2.细胞中的元素 (1)种类：组成细胞的化学元素，常见的有 多种。 (2)分类 ①大量元素(含量较多)： 等。 ②微量元素(含量很少)： 等。 核心归纳　自然界中的元素、组成细胞的元素、大量元素、微量元素、基本元素的包含关系图 (3)元素存在形式：大多以 的形式存在。 (4)细胞干重中的元素含量差异 玉米细胞： 人细胞： ①原因分析：玉米干重的化合物中糖类较多，其中氧的含量较高，而人体细胞中的蛋白质的含量要多一些。 ②鲜重：鲜重指的是生物体或细胞在自然生活状态下所测得的重量。 ③干重：生物体（或细胞）除去水分以后所测得的重量。 组成细胞的化合物 1.种类及相对含量 2.含量 (1)细胞鲜重中含量最多的化合物是 ，最多的有机化合物是 。 (2)细胞干重中含量最多的化合物是 。 (3)不同食物中营养物质的种类和含量有很大差异，故我们需要合理膳食，以满足各种营养需要。 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 。 (2)脂肪＋ 染液→ 色。 (3)蛋白质＋ 试剂→ 色。 2．实验流程 (1)还原糖的检测和观察 注：反应实质:还原糖在加热条件下将Cu(OH)2还原成Cu2O(砖红色沉淀) (2)脂肪的检测和观察 制作花生子叶临时切片，用显微镜观察子叶细胞的着色情况(以花生为例) (3)蛋白质的检测和观察 注：反应实质:在碱性环境下，含有两个或两个以上肽键的化合物与Cu²⁺溶液反应而生成紫色络合物。 3．注意事项 (1)蛋白质检测时，双缩脲试剂的加入顺序：先加A液，再加B液，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。 (2)在蛋白质检测实验中，需要将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。 (3)易忽略斐林试剂本身的颜色 非还原糖(如蔗糖)＋斐林试剂水浴加热后的现象不是无色，而是蓝色[Cu(OH)2的颜色]。 (4)误认为脂肪的检测必须使用显微镜 若要观察被染色的脂肪颗粒，则必须使用显微镜，但若只观察溶液颜色变化，则不必使用显微镜，可以在制备的组织样液中加入苏丹Ⅲ染液，观察溶液的颜色变化。 4.三类有机物的检测在操作步骤上的差异 (1)唯一需要加热的——还原糖的检测，若不加热，则无砖红色沉淀出现。 (2)唯一需要显微镜的——花生子叶切片脂肪的检测。 (3)混合后加入的——斐林试剂；分别加入的——双缩脲试剂。 注意 1.统一性体现在种类上，原因是生命起源于无机环境，组成生物体的化学元素是从无机自然界中获取的；差异性体现在含量上，原因是生物体有选择性地从无机自然界中获取组成自身的物质。 2.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。 3.生物体内含有的元素不一定是生物体所必需的元素，如Pb。 方法技巧 谐音法记忆大量元素和微量元素 1.大量元素:他(C)请(H)杨(O)丹(N)留(S)人(P=people)盖(Ca)美(Mg)家(K)。 2.常见微量元素:铁(Fe)锰(Mn)碰(B)新(Zn)木(Mo)桶(Cu)。 辨析：有机化合物和无机化合物 区分有机化合物和无机化合物主要看化合物分子组成中是否有C元素，如糖类是有机化合物，一般由C、H、O三种元素组成;水是无机化合物，由H、O两种元素组成，不含C。一般来说，除CO2、碳酸盐及碳酸以外的含碳化合物，都是有机化合物。 注意 实验材料的选择 1.所选材料应富含被检测的有机物，易出现明显的实验现象。 2.材料本身应为白色或近于白色，不干扰实验结果。 答疑 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。 体积分数为50%的酒精的作用。 (1)洗去浮色的原因:使用显微镜观察时无杂色干扰，易于观察脂肪颗粒在细胞中的分布。(2)洗去浮色用的是体积分数为50%的酒精溶液，原因是苏丹Ⅲ染液易溶于酒精，不溶于水。 教材深挖 检测实验的两个“对照” 1.留样对照:还原糖、蛋白质的检测实验中，要留出一部分的样液，以便与检测后的样液颜色对比，增强说服力。 2.对照实验:物质检测实验一般不需设置对照实验，若设置对照实验，对照组应加入成分已知的物质，如验证唾液淀粉酶是蛋白质，对照组可加入稀释的鸡蛋清。 元素和化合物的相互推断 1.依据化合物推断元素 化合物种类 元素组成 糖类 C、H、O等 脂肪、性激素 C、H、O 磷脂 C、H、O,还有P甚至N 蛋白质 主要含C、H、O、N 核酸、ATP C、H、O、N、P 叶绿素 C、H、O、N、Mg 2.根据提示推断化合物种类 类型 内容 元素组成分析法 特征元素提示法 代谢产物推理法 斐林试剂和双缩脲试剂的异同 项目 斐林试剂 双缩脲试剂 成分相同 (甲液)和CuSO4(乙液) NaOH(A液)和 (B液) 浓度不同 0.1 g/mL的NaOH溶液、 的CuSO4溶液 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 条件下反应，Cu(OH)2被还原生成 色的Cu2O沉淀 蛋白质在碱性溶液中可以与Cu2＋发生双缩脲反应，生成 色络合物 用法不同 甲液和乙液等量混匀后立即使用 先加A液1 mL，摇匀；再加B液4滴，摇匀 使用条件 温水浴加热 不需要加热，摇匀即可 颜色反应 →棕色→砖红色(沉淀) 浅蓝色→ 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $