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2.1细胞中的元素和化合物的学案
【学习目标】
通过比较不同生物细胞的元素及含量，说出组成细胞的大量元素和微量元素及主要元素
通过对细胞中不同化合物的比较，说出细胞内含量最多的化合物是水和含量最多的有机物蛋白质。
3、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；
4、认同生命的物质性。
【学习重难点】
1．说出组成细胞元素的种类及功能。(重点)
2．说出组成细胞化合物的种类。
3．尝试检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。(重、难点)
【预习新知】
组成细胞的元素
1.观察组成地壳和组成细胞的部分元素含量（%）表，填空：
（1）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。
（2）组成细胞的化学元素在____无机自然界_____中都可以找到，没有一种是细胞所特有的，说明生物界和非生物界具有___统一性____。
（3）细胞和非生物相比，各种元素的相对含量又大不相同，说明生物界和非生物界又具有___差异性__。
2.观察组成人体细胞的主要元素（占细胞鲜重/干重的百分比），填空：
（1）组成细胞的元素有20多种
（2）组成人体的主要元素有______C H O N S P_______。
（3）细胞鲜重中元素相对含量高的为O ＞__C__＞___H__＞___N__；干重中为C ＞__O__＞__N___＞__H____；此四种元素又称基本元素；在干重中碳的含量达55.99%，这表明 __ C ___ 是构成细胞的最基本元素。细胞中数量最多的元素是哪种？
3.组成细胞的元素分类（常见的有 20多 种）
大量元素：含量在万分之一以上，有C H O N P S K Ca Mg多种。
微量元素：含量在万分之一以下，有 Fe Mn Zn Cu B Mo 等。
组成细胞的化合物
化合物
含量：
(1)占细胞鲜重比例最高的化合物是__水____。
(2)占细胞干重比例最高的化合物是__蛋白质____。
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
(一)还原糖的检测
1．原理：糖类中的还原糖(如__葡萄糖____、__果糖____、麦芽糖)，与__斐林____试剂作用，生成砖红色沉淀。
2．试剂
3．步骤
(1)向试管内注入2 mL待测组织样液。
(2)向试管内加入1 mL斐林试剂(甲液和乙液__等量混合均匀____后再注入)。
(3)将试管放入盛有__50～65_℃温水____的大烧杯中加热约2 min。
(4)观察试管中出现的颜色变化。
(二)脂肪的检测
1．原理：脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成__橘黄色____，或被苏丹Ⅳ染液染成__红色____。
2．材料：成熟的__花生种子____是最好的选择，实验前浸泡3～4 h。
3．试剂：苏丹Ⅲ染液或苏丹Ⅳ染液、__体积分数为50%的酒精____溶液。
4．步骤
取材：取花生种子(浸泡后去掉种皮)，用刀片在花生子叶的横断面上平行切下若干薄片
　　↓
制片
　　↓
观察：在__低倍镜____下找到__花生子叶的最薄处____，移到视野中央，然后用__高倍镜____观察
(三)蛋白质的检测
1．原理：蛋白质能与__双缩脲试剂____发生作用，产生紫色反应。
2．试剂
3．步骤
(1)向试管内注入2 mL待测组织样液。
(2)向试管内注入__双缩脲试剂A液____1 mL，摇匀。
(3)向试管内注入__双缩脲试剂B液____4滴，摇匀。
(4)观察试管中出现的颜色变化。
(四)淀粉的检测
1．原理：淀粉遇__碘液____会变成__蓝____色。
2．材料：马铃薯匀浆。
3．步骤
(1)向试管内注入2 mL待测组织样液。
(2)向试管内滴加2滴__碘液____，观察颜色变化。
【易错提示】
①细胞鲜重中，含量最多的化合物是水，含量最多的有机化合物是蛋白质。细胞干重中，含量最多的化合物是蛋白质。
②不同种类细胞中化合物的含量不同，例如，植物的叶肉细胞、果实细胞和种子细胞中通常含有较多的糖类、脂质和蛋白质，禾谷类的果实、种子中含淀粉（多糖）较多，花生、芝麻种子中含脂质多，大豆种子中含蛋白质多。
利用“一同三不同”区分斐林试剂与双缩脲试剂的方法
“一同”是指都含有NaOH和CuSO4两种成分，且NaOH溶液的质量浓度都为0.1 g/mL。
“三不同”分别指：(1)使用原理不同。斐林试剂的实质是新配制的Cu(OH)2溶液，双缩脲试剂的实质是碱性环境中的Cu2＋。
(2)使用方法不同。鉴定还原糖时将甲、乙两液等量混匀后立即使用；鉴定蛋白质时先加A液1 mL摇匀，然后加B液4滴，振荡摇匀。
(3)CuSO4溶液的浓度不同。斐林试剂中CuSO4溶液的质量浓度为0.05 g/mL，双缩脲试剂中CuSO4溶液的质量浓度为0.01 g/mL。
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。
【深化探究】
组成细胞的元素是不是细胞所特有的？细胞与非生物相比，元素含量相同吗？
不是 元素种类和含量都有差异
大量元素在生物体中作用大，微量元素作用小，可有可无。这种观点正确吗？
不正确，微量元素含量少，但在生命活动中具有同等重要的作用
活细胞中含量最多的化合物是哪种？含量最多的有机化合物和无机化合物分别是哪一种？细胞中化合物含量由多到少的顺序是什么？
水 蛋白质 水 水，蛋白质，无机盐，脂质，糖类和核酸
4.思考：①有机化合物和无机化合物有什么区别 能举例说明吗
主要看他们的分子组成中是否含有C，例如：糖类是有机化合物，含有CHO，水是无机物，含有HO。这不是严格意义上的区别，严格区别看化学书。
5.你能举例说出哪些植物器官的细胞中富含糖类,脂质和蛋白质吗？如何从这些植物器官中提取呢？
叶肉细胞，果实细胞，种子细胞。例如，禾谷类的果实种子中含淀粉较多；甘蔗的茎和甜菜的根含蔗糖多；花生芝麻种子含脂质多，大豆种子含蛋白质多。要想从中获得，就要设法使细胞破碎，再将这些物质提取出来
6.进行化合物鉴定时，对选取的实验材料有什么要求？
被检测的化合物含量高，白色或近白色
7.哪些糖是还原糖？哪些是非还原糖？甘蔗和甜菜能作为鉴定还原糖的实验材料吗？
单糖，麦芽糖，乳糖。蔗糖和多糖。不能。
8.这些化合物的检测实验中，需要水浴加热的是哪个？需要使用显微镜的是哪个？
还原糖 脂肪
【巩固训练】
1.下列关于组成细胞的元素和化合物的叙述，错误的是( )
A.细胞中微量元素含量很少，作用也很微小
B.组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在
C.细胞中各种元素的相对含量与无机自然界的大不相同
D.组成细胞的化学元素在无机环境中都能够找到
2.下列有关“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”实验的叙述，正确的是( )
A.可用斐林试剂甲液和乙液、蒸馏水配制试剂检测尿中是否有蛋白质
B.甘蔗茎的薄壁组织含有较多糖且没有色素干扰，是还原糖检测的理想材料
C.在检测蛋白质时，应先滴加CuSO4溶液1ml，摇匀后再加入NaOH溶液4滴，震荡后溶液出现紫色
D.用花生子叶切片检测脂肪，染色后需用95%的酒精洗去浮色
3.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.人体所需要的微量元素
C.一种重金属 D.人体可要可不要的元素
4.若将鸭皮下脂肪组织制成临时装片，滴加染液，随后洗去浮色，在显微镜下观察，会看到染上颜色的脂肪颗粒，实验选用的试剂及对应的颜色分别为( )
A.碘液、蓝色 B.苏丹Ⅳ、红色 C.班氏试剂、蓝色 D.苏丹Ⅳ、紫色
5.夏季的市场上有大量的黏玉米“万糯2000”在售卖，其玉米粒完全是白色的，其口感香甜软糯。某同学对“万糯2000”的成分充满了好奇，于是，在生物实验室里利用“万糯2000”进行了下列实验。
（1）为确定甜味是不是由玉米细胞中存在还原糖导致，选用的鉴定试剂是_________，该试剂与细胞内还原糖发生作用形成_________沉淀。该鉴定实验中还需要_________加热。
（2）为确定“万糯2000”玉米的胚芽是否含有脂肪，可以利用_________染液对胚芽的切片进行染色，若出现_________色，说明胚芽中存在脂肪。在该过程中体积分数为50%的酒精的作用是_________。
（3）“万糯2000”玉米中的蛋白质含量高于普通玉米，请用所学的知识设计实验加以验证。
实验原理：蛋白质与_________发生反应，呈_________色，且蛋白质含量越高颜色越深。
材料用品：新鲜的普通玉米籽粒、新鲜的“万糯2000”玉米籽粒、研钵、试管、量筒、漏斗、纱布、吸管、清水、双缩脲试剂A液、双缩脲试剂B液。
方法步骤：
①将两种玉米籽粒分别进行研磨，制备组织样液。
②取甲、乙两支洁净的试管，向甲试管中加入新鲜的“万糯2000”玉米籽粒组织样液2mL，乙试管中加入_________。
③向甲、乙两支试管中分别加入1mL_________，摇匀，再分别加入4滴_________，摇匀。
④观察颜色变化，并比较_________的深浅。
（4）预期的结果：_________玉米籽粒组织样液_________较深。
参考答案
1.答案：A
解析：细胞中微量元素含量很少,但具有重要作用,如:植物缺少B元素会发生“花而不实”的现象,A错误。
2.答案：A
解析：A、斐林试剂与双缩脲试剂的物质组成相同，浓度不同，可用蒸馏水进行稀释配制成双缩脲试剂，A正确；B、甘蔗主要含有蔗糖，而蔗糖不是还原糖，不能用于进行还原糖的鉴定，B错误；C、在检测蛋白质时，应先滴加NaOH溶液1mL，摇匀后再加入CuSO4溶液4滴，震荡后溶液出现紫色，C错误；D、用花生子叶切片检测脂肪，染色后需用50%的酒精洗去浮色，D错误。
3.答案：B
解析：
4.答案：B
解析：若将鸭皮下脂肪组织制成临时装片，滴加苏丹Ⅲ染液，并用50%酒精洗去浮色，在显微镜下观察，会看到脂肪细胞中被染成橘黄色的脂肪颗粒。若苏丹Ⅳ染液则呈红色，ACD错误，B正确。
5.答案：（1）斐林试剂；砖红色；水浴
（2）苏丹Ⅲ橘黄；洗去浮色
（3）双缩脲试剂；紫色；2mL新鲜的普通玉米籽粒组织样液；双缩脲试剂A液；双缩脲试剂B液；紫色
（4）新鲜的“万糯2000”；紫色
解析：（1）为确定甜味是不是由玉米细胞中存在还原糖导致，选用的鉴定试剂是斐林试剂，该试剂的使用需要水浴加热，与细胞内还原糖发生作用形成砖红色沉淀，据此说明可溶性还原糖的存在。
（2）为确定“万糯2000”玉米的胚芽是否含有脂肪，可以利用苏丹Ⅲ染液对胚芽的切片进行染色，若出现橘黄色，说明胚芽中存在脂肪。在该过程中需要用体积分数为50%的酒精洗去浮色，从而避免对实验现象造成干扰。
（3）“万糯2000”玉米中的蛋白质含量高于普通玉来，蛋白质可以与双缩脲试剂进行紫色反应，据此说明蛋白质的存在，根据紫色的深浅可说明蛋白质含量的多少，因此本实验的原理：蛋白质与双缩脲试剂发生反应，呈现紫色，且蛋白质含量越高颜色越深，据此做出鉴定。①将两种玉米籽粒分别进行研磨，制备组织样液。②取甲、乙两支洁净的试管，向甲试管中加入新鲜的“万糯2000”玉米籽粒组织样液2mL，乙试管中加入2mL新鲜的普通玉米子粒组织样液。③向甲、乙两支试管中分别加入1mL双缩脲试剂A液，相当于制造碱性环境，而后摇匀，再分别加入4滴双缩脲试剂B液，摇匀。④观察颜色变化，并比较紫色的深浅，据此可判断蛋白质含量的多少。
（4）由于本题为验证实验，要验证的就是结论，因此新品种玉米子粒含蛋白质较多，所以实验结果为：装有新品种玉米籽粒组织样液的A试管中紫色较深。

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