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第2章 组成细胞的分子 第1节 细胞中的元素和化合物
【基础感知】
（一）生物界与非生物界的 统一性 和 差异性
生物体总是和外界环境进行着物质交换，归根结底是 ______ 地从无机自然界获取各种物质来组成自身。
1、生物界与非生物界的统一性和差异性：
细胞与非生物相比，在 上具有统一性，在 上具有差异性。
统一性表现：组成细胞的化学元素在 ___________ 中都能找到，没有一种化学元素为生物界所特有。
差异性表现：细胞中各种元素的相对含量与无机自然界的 。
2、元素种类：细胞中常见的化学元素有 ________ 多种。
大量元素：
微量元素：
3、元素含量：
细胞鲜重含量：____＞ ____ ＞ _____ ＞ _____ 细胞干重含量：_ ___＞ _ ___ ＞ ______ ＞ ____ __
最基本元素： 基本元素：
主要元素：
4、化合物的种类：
无机化合物： 、 有机化合物： 、 、 、
5、化合物的含量：
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
★易错提示：元素与化合物的三个误区
(1)混淆元素与化合物的干重和鲜重。
①在组成细胞的元素中，占鲜重百分比：O>C>H>N；占干重百分比：C>O>N>H。
②在组成细胞的化合物中，占鲜重百分比：水>蛋白质>脂质>糖类，但在占干重百分比中，蛋白质最多。
(2)忽视微量元素的作用：以为生物体内大量元素重要，微量元素不重要，其实两者都是生物体必需的元素。
(3)混淆“数量”和“含量”：人体活细胞中氧的含量最多，但氢原子的数量最多。
（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+ → （还原糖种类：葡萄糖、果糖、麦芽糖、半乳糖、乳糖、核糖、脱氧核糖）
（2）脂肪+ → （3）蛋白质+ →
2.方法步骤
（1）还原糖的检测与观察
选材要求： 含量高 ， 植物组织（原因： ）
实验步骤：制备组织样液→量取待测组织样液（ ml）→加入新配置的斐林试剂（ ml）→水浴加热，观察颜色变化→得出结论
斐林试剂成分： 和
斐林试剂配置： 水浴加热温度：
结论：组织样液中含有
（2）脂肪的检测与观察
方法一：花生种子匀浆＋2～3滴苏丹Ⅲ染液→橘黄色 方法二：（显微镜检测法）取材→切片→制片→镜检→结论
染色剂用量： 酒精的体积和用量： 使用酒精的目的：
（3）蛋白质的检测与观察
制备组织样液→量取待测组织样液（ ml）→先加入 →再加入 →观察→得出结论
双缩脲试剂的成分： 和
双缩脲试剂的使用方法：
★斐林试剂与双缩脲试剂区别：
1、成分不同：
2、使用方法不同：
3、反应原理不同：
★易错提示：三大有机物检测的三个误区
1、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浅蓝色[Cu(OH)2的颜色]。
2、易写错“斐”和“脲”字。
“斐林试剂”中的“斐”不可错写成“非”，双缩脲试剂中“脲”不可错写成“尿”。
3、误认为脂肪的鉴定必需使用显微镜。
若要观察被染色的脂肪颗粒，则使用显微镜，但若只要观察溶液颜色变化，则不必使用显微镜。
【课后习题】
1．下面哪一实例说明微量元素在生物体中的作用（ ）
A．Mg2＋是叶绿素的组成成分 B．动物血液中Ca2＋含量太低，会抽搐
C．缺K＋会影响神经信号的正常传导 D．绿色开花植物缺少B只开花不结果
2．下列可用于检测脂肪的试剂及反应呈现的颜色是（ ）
A．碘液，蓝色 B．斐林试剂，砖红色 C．双缩脲试剂，紫色 D．苏丹Ⅲ染液，橘黄色
3．下面哪项实例证明微量元素是维持正常生命活动不可缺少的（ ）
①缺Mg时叶片变黄 ②油菜缺B时只开花不结果 ③动物血液钙盐含量太低会抽搐④缺P会影响核酸的合成 ⑤缺Fe会影响血红蛋白的合成
A．③④⑤ B．②⑤ C．①④ D．②④⑤
4．在细胞的化学成分中，含量最多的化合物和含量最多的有机化合物分别是（ ）
A．水和蛋白质 B．糖类和蛋白质 C．蛋白质和水 D．蛋白质和脂质
5．下列有关说法错误的是（ ）
A．若图表示的是活细胞中四种基本元素含量，则同等质量的大豆和花生中，
大豆中含有的④比花生多
B．若图表示的是活细胞中四种化合物的含量，则性激素的化学本质不属于①
C．若图表示的是活细胞中四种化合物的含量，则晒干的小麦种子胚细胞中含
量最多的化合物是②
若图表示的是活细胞中的四种基本元素含量，则地壳和活细胞中含量最多
的元素都是②，由此说明生物界与非生物界具有统一性
6．如图所示为6支试管，在1、3、5号试管中分别加入2mL蒸馏水，2、4、6号试管中分别加入2mL发芽的小麦种子匀浆样液。然后在3、4号试管中加入适量的某种耐高温的淀粉酶，保温一段时间后，在1、2号试管中滴加适量碘液试剂；3、4号试管中滴加适量斐林试剂，摇匀后水浴加热。以下说法错误的是（　　）
A．1号试管不呈蓝色，2号试管呈蓝色，说明小麦种子匀浆样液中含有淀粉
B．3号试管呈蓝色，4号试管出现砖红色，说明小麦种子匀浆样液中含还原糖
C．若先在5、6号试管中加入大量蛋白酶，再加双缩脲试剂，5、6号试管均呈紫色
D．斐林试剂和双缩脲试剂的组成成分不完全相同，鉴定物质的原理也不同
7．下列有关组成人体细胞的元素和化合物的叙述，错误的是（ ）
A．C、H、O、N属于大量元素 B．细胞中含量最多的化合物是水
C．细胞中含量最多的有机物是葡萄糖 D．各种元素大多以化合物的形式存在
8．“民以食为天”，人们经常食用的某些食物，经消化吸收后可被转化为人体的组成成分。下列叙述正确的是（ ）
A．组成人体的化学元素，都能在食物中找到，但不一定都能在无机自然界中找到
B．人体细胞干重和鲜重中含量最多的化学元素都是氧
C．组成各种生物体细胞的元素中碳含量较高，所以碳是生命的核心元素
D．在不同生物的细胞内，组成它们的化学元素的种类基本相同
9．下列关于无机盐的叙述，错误的是（ ）
A．碘是合成甲状腺激素的原料 B．缺铁性贫血是因为体内缺乏铁，血红蛋白不能合成
C．Mg2+是叶绿素的组成部分，缺乏Mg2+会影响光合作用 D．细胞中的无机盐大多数以化合物的形式存在
10．尿液检查是诊断相关疾病的重要依据，其中尿糖试纸检测的原理如图所示。这种试纸与尿液相遇时，会因尿液中葡萄糖含量的由少到多而依次呈现出浅蓝、浅绿、棕色或深棕色。下列相关叙述错误的是（ ）
A．将上述两种酶固定在试纸上，就可检测尿糖
B．据图可知，尿液中葡萄糖浓度越高，过程②生成的原子氧越多
C．步骤③原子氧可以将某无色物质氧化成有色化合物
D．过程④为比色，若试纸呈深棕色，可推出此人尿液中含较多的葡萄糖
11．生命是物质的，请回答下列关于组成细胞的元素与化合物的问题：
(l)组成细胞的元素在无机环境中都可找到，原因是__________________________，这种现象体现了生物界与非生物界的____________。
(2)俗话说“一方水土养一方人”，饮水是人体获得必需元素的重要途径之一。
在天然无污染的泉水中，含有Cu、K、Ca、Zn、P、Mg、Na、Fe等人体必需元素，其中属于大量元素的是___________。
Ca元素在人体中具有重要作用，试举出一例：____ ___________。
(3)细胞中的水有自由水和____两种存在形式。一般来说，自由水是细胞中含量最多的化合物，除了其分子特性使其成为良好的溶剂外，自由水还有哪些功能，试写出一点：_____________________。
(4)细胞中无机盐含量很少，许多无机盐离子参与合成生物体和细胞中某些重要的化合物，如Fe2+参与合成的____具有运输氧气的功能；试写出无机盐在细胞中的另一项作用：__________________________________ 。
12．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。为准确检测还原糖含量，研究人员采用不同方法制备了马铃薯提取液，如下表所示。
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
请回答问题：
（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，生成砖红色沉淀。
（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____________，并且提取液的颜色____________，有利于对实验结果的准确观察。
13．检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
实验原理 某些化学试剂能够使生物组织中的相关化合物①___________________________。
材料 试剂 检测方法步骤 颜色变化
还原糖 还原糖丰富组织 ②_______ ③待测组织样液2mL→___________________ ④___________
脂肪 ⑤__________ ⑥_______ ⑦________________________________ ⑧___________
蛋白质 蛋白质丰富组织 ⑨______ ⑩待测组织样液→__________________ ___________
斐林试剂 成分：甲液__________，乙液__________。 使用方法：现用现配，__________________
双缩脲试剂 成分：A液__________，B液__________。 使用方法：___________________________
14．糖的还原性
具有还原性的糖：__________、__________、__________等。
还原糖的鉴定：还原糖+__________试剂→水浴加热→__________。
非还原糖：__________、__________等，它们与斐林试剂不会产生__________。
15．生物体内的常见微量元素有______________________（元素符号）。
16．含有还原糖的植物组织不一定能用于还原糖鉴。例：________________________________。
17．请将下列检测试剂、待测物质以及颜色反应连线。
苏丹III染液 豆浆 砖红色沉淀
斐林试剂 马铃薯汁 橘黄色
双缩脲试剂 葡萄汁 蓝色
碘液 花生子叶 紫色
第1节细胞中的元素和化合物
一、学习目标
1、通过分析不同细胞的元素组成和细胞中的主要化合物，概述组成细胞的元素和化合物,初步形成生命的物质性的观念。
2、通过检测生物组织的糖类、脂肪和蛋白质的方法，能设计实验探究未知生物材料的化学成分，并能够通过结果分析得出结论。
二、基础梳理
（一）生物界与非生物界的统一性和差异性
生物体总是和外界环境进行着物质交换，归根结底是 __有选择_ 地从无机自然界获取各种物质来组成自身。
1、生物界与非生物界的统一性和差异性：
细胞与非生物相比，在 元素种类 上具有统一性，在 元素含量 上具有差异性。
统一性表现：组成细胞的化学元素在 __无机自然界___ 中都能找到，没有一种化学元素为生物界所特有。
差异性表现：细胞中各种元素的相对含量与无机自然界的 大不相同 。
2、元素种类：
细胞中常见的化学元素有 ___20___ 多种。
大量元素： C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等
微量元素： Fe、Mn、B、Zn、Mu、Cu等
3、元素含量：
细胞鲜重含量：__O__＞ __C__ ＞ ___H__ ＞ ___N__
细胞干重含量：__C__＞ __O__ ＞ ___N__ ＞ ___H__
最基本元素： C
基本元素： C、H、O、N
主要元素： C、H、O、N、P、S
4、化合物的种类：
无机化合物： 水 、 无机盐
有机化合物： 蛋白质 、 糖类 、 脂质 、 核酸
5、化合物的含量：
细胞中含量最多的化合物是 水
细胞中含量最多的有机化合物是 蛋白质
★易错提示
元素与化合物的三个误区
(1)混淆元素与化合物的干重和鲜重。
①在组成细胞的元素中，占鲜重百分比：O>C>H>N；占干重百分比：C>O>N>H。
②在组成细胞的化合物中，占鲜重百分比：水>蛋白质>脂质>糖类，但在占干重百分比中，蛋白质最多。
(2)忽视微量元素的作用：以为生物体内大量元素重要，微量元素不重要，其实两者都是生物体必需的元素。
(3)混淆“数量”和“含量”：人体活细胞中氧的含量最多，但氢原子的数量最多。
（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+ 斐林试剂 → 砖红色沉淀
（还原糖种类：葡萄糖、果糖、麦芽糖、半乳糖、乳糖、核糖、脱氧核糖）
（2）脂肪+ 苏丹Ⅲ染液 → 橘黄色
（3）蛋白质+ 双缩脲试剂 → 紫色
2.方法步骤
（1）还原糖的检测与观察
选材要求： 还原糖 含量高 ， 浅色 植物组织（原因： 有颜色的植物组织影响实验结果观察 ）
实验步骤：
制备组织样液→量取待测组织样液（ 2 ml）→加入新配置的斐林试剂（ 1 ml）→水浴加热，观察颜色变化→得出结论
斐林试剂成分： 甲液质量为0.1g/mL的NaOH溶液 和 乙液质量为0.05g/mL的CuSO4溶液
斐林试剂配置： 甲液和乙液等量混合均匀后再注入
水浴加热温度： 50~650C
结论：组织样液中含有 还原糖
（2）脂肪的检测与观察
方法一：花生种子匀浆＋2～3滴苏丹Ⅲ染液→橘黄色
方法二：（显微镜检测法）
取材→切片→制片→镜检→结论
染色剂用量： 2～3滴苏丹Ⅲ染液，染色3min
酒精的体积和用量： 1~2滴体积分数为50﹪的酒精溶液
使用酒精的目的： 洗去浮色
（3）蛋白质的检测与观察
制备组织样液→量取待测组织样液（ 2 ml）→先加入 双缩脲试剂A液1mL →再加入 双缩脲试剂B液4滴 →观察→得出结论
双缩脲试剂的成分： A液质量为0.1g/mL的NaOH溶液 和 B液质量为0.01g/mL的CuSO4溶液
双缩脲试剂的使用方法： 先加A液，再加B液，而且B液不能过量
★斐林试剂与双缩脲试剂区别：
1、成分不同：
斐林试剂成分：甲液质量为0.1g/mL的NaOH溶液 和乙液质量为0.05g/mL的CuSO4溶液
双缩脲试剂的成分： A液质量为0.1g/mL的NaOH溶液和B液质量为0.01g/mL的CuSO4溶液
2、使用方法不同：
斐林试剂： 甲液和乙液等量混合均匀后再注入
双缩脲试剂：先加A液，再加B液，而且B液不能过量
3、反应原理不同：
斐林试剂：还原糖和Cu（OH）2发生氧化还原
双缩脲试剂：在碱性环境下，Cu2+与蛋白质肽键发生络合反应
★易错提示
三大有机物检测的三个误区
1、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浅蓝色[Cu(OH)2的颜色]。
2、易写错“斐”和“脲”字。
“斐林试剂”中的“斐”不可错写成“非”，双缩脲试剂中“脲”不可错写成“尿”。
3、误认为脂肪的鉴定必需使用显微镜。
若要观察被染色的脂肪颗粒，则使用显微镜，但若只要观察溶液颜色变化，则不必使用显微镜。
【课后习题】
1．D2．D3．B4．A5．D6．B7．C8．D9．D10．A
11． 组成细胞的元素，归根结底是生物体有选择地从无机自然界吸收来的 统一性 K、Ca、P、Mg、Na 血钙含量太低，会出现抽搐等症状 结合水 细胞内许多重要的化学反应需要有水的参与；多细胞生物体的大多数细胞需要浸浴在以水为基础的液体的环境中；运输营养物质和代谢废物等 血红蛋白 维持酸碱平衡，调节水盐平衡等
12． 葡萄糖 斐林 三 充分 浅
13． 产生特定的颜色反应 斐林试剂 注入斐林试剂1mL→50～60℃温水加热→观察颜色变化 浅蓝色→棕色→砖红色沉淀 花生 苏丹Ⅲ 花生种子浸泡去皮→切薄片→染色→去浮色→显微镜观察 脂肪被染成橘黄色 双缩脲试剂 注入双缩脲试剂A液1mL，摇匀→注入双缩脲试剂4滴，摇匀→观察颜色变化 出现紫红色 质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液 质量浓度为0.05g/mL的CuSO4溶液 甲液和乙液等量混合均匀，马上使用 质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液 质量浓度为0.01g/mL的CuSO4溶液 注入双缩脲试剂A液1mL，摇匀→注入双缩脲试剂4滴，摇匀
14． 单糖 麦芽糖 乳糖 斐林 砖红色沉淀 淀粉 蔗糖 砖红色沉淀
15．Fe Mn B Zn Cu Mo
16．西瓜、葡萄等含色素的植物组织不能，因有颜色干扰
17．

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