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2.1细胞中的元素和化合物学案
【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．认识生物界与非生物界的统一性和差异性(重点)。
2.说出组成细胞的主要元素和化合物(重点)。
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__________，归根结底是________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_________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_______。
思考1：生物界和非生物界的统一性还表现在哪些方面？
（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_________。
思考2：生物界和非生物界的差异性还表现在哪些方面？
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）组成人体的主要元素有______________________________________。
（2）无论是鲜重还是干重，组成细胞的元素中______________这4种含量最多，在干重中碳的含量达48.4%，这表明_______是构成细胞的基本元素。
3．组成细胞的元素分类
（1）大量元素：含量在万分之一以上，有___________________多种。
（2）微量元素：含量在万分之一以下，有___________________等。
4．总结：组成细胞的元素
（1）元素种类（常见的有种）
①大量元素：
②微量元素：
③主要元素：
④基本元素：
⑤含量最多的元素：
（2）利用化学知识分析C是基本元素的原因。
组成细胞的化合物
一、组成细胞的化合物的种类和含量
组成细胞的化合物主要包括无机化合物（ ）和有机化合物（ 、脂质、蛋白质、核酸），各种化合物含量如图所示。其中占细胞鲜重最多的化物是 ，占细胞干重最多的化合物是 。
二、糖类、脂肪和蛋白质的检测实验
1.实验原理
某些化学试剂能够使生物组织中的有关化合物产生特定的 ，因此，常利用某种试剂对生物体或细胞中的某种成分进行检测，针对不同的检测对象，采用不同的试剂。
2.常见物质检测所用试剂及使用方法和实验现象
待测对象 常用试剂 使用方法 实验现象
脂肪 苏丹Ⅲ染液 将待测组织切片后，滴加试剂染色制片，在显微镜下观察 染成橘黄色
还原糖 在待测样液中加入新配制的斐林试剂后，在50~65℃条件下水浴加热 出现 沉淀
蛋白质 双缩脲试剂 在待测样液中加入双缩脲试剂（先加A液后加B液），摇匀观察 紫色反应
淀粉 在待测样液中滴加碘液 变
3.注意事项
（1）需要加热——还原糖的检测，且必须 加热，不能用酒精灯直接加热。若不加热，则无砖红色沉淀出现。
（2）需要显微镜——脂肪的检测（切片法）。
（3）需要使用酒精——脂肪的检测（切片法），制片时需用体积分数为50%的酒精洗去浮色。
（4）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）。
（5）选材——三种成分的检测都是通过观察颜色进行判断的，所以选择的材料颜色要浅，白色或 最好，否则会影响对实验结果的观察。
【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。
检测生物组织中的有机物实验成功关键点
(1)检测生物组织中有机物实验的选材要求。
①富含被检测物质。
②颜色为白色或近于白色，并且易于获得和操作。
(2)实验材料的预处理。
①脂肪的检测中，实验用的花生种子需提前浸泡3～4 h，浸泡时间太短，不易切片；浸泡时间太长，则组织太软，切下的薄片不易成形。
②在蛋白质的检测实验中，如果用蛋清稀释液作为实验材料，一定要稀释到一定程度，否则，与双缩脲试剂发生反应后会粘在试管的内壁上，使反应不彻底，试管也不易洗刷干净。
【巩固训练】
1.基于对细胞元素组成、含量等的认识，下列相关表述正确的是( )
A.构成生物大分子基本骨架的元素是碳
B.细胞中的微量元素含量很少，作用也微小
C.组成细胞中的各种元素大多以离子的形式存在
D.组成生物体的元素在无机自然界中也都存在，主要说明了生物来源于非生物
2.下列有关组成细胞的元素的说法，正确的是( )
A.多细胞生物体内各细胞的元素种类和含量基本相同
B.蓝藻能够进行光合作用，其体内的光合色素不含镁
C.进入细胞中的元素并不一定都是生命活动所必需的
D.红细胞中的血红蛋白因为含大量元素铁而呈现红色
3.下图为组成细胞的部分化合物及其相对含量，下列关于细胞中化合物的叙述错误的是( )
A.②的含量最多，表示细胞中的水
B.④可表示细胞中的糖类和核酸
C.①是细胞中含量最多的有机化合物
D.不同细胞中,①②③④表示的化合物相同
4.为了研究大豆中可能含有的营养成分，小萌同学通过实验得到结果如表。据表分析，大豆中含有的主要营养成分有( )
所用试剂 碘液 班氏试剂 双缩脲试剂 苏丹Ⅲ染液
试管中颜色 棕黄色 浅蓝色 紫色 橘黄色
A.蛋白质 B.还原性糖
C.还原性糖、脂肪 D.蛋白质、脂肪
5.某同学在实验室做了不同物质的鉴定实验，他的取材、使用试剂、操作方法及检测结果如下表所示，错误的有( )
待测物质 所用试剂 操作方法 检测结果
稀释的蛋清 斐林试剂 摇匀观察 紫色
花生 苏丹Ⅲ染液 显微镜观察 红色
椰汁 斐林试剂 水浴加热 砖红色
鲜肝提取液 双缩脲试剂 显微镜观察 紫色
A.1处 B.2处 C.3处 D.4处
参考答案
1.答案：A
解析：A、构成生物大分子基本骨架的元素是碳，A正确;B、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，B错误;C、组成细胞的元素大多以化合物的形式存在，少数以离子形式存在，C错误;D、科学家在研究生物体的化学成分时，发现组成生物体的元素在生物界中也都存在，这一事实主要说明生物界与非生物界具有统一性，无法说明生物来源于非生物，D错误。
2.答案：C
解析：A.多细胞生物体内各细胞的元素种类基本相同，含量差异较大，A错误； B蓝藻能够进行光合作用，其体内的光合色素含有镁，B错误； C.进入细胞中的元素并不一定都是生命活动所必需的，C正确； D，红细胞中的血红蛋白因为含大量元素铁而呈现红色，D错误。
故选C。
3.答案：D
解析：不同细胞中各种化合物的种类大致相同,但含量是有差别的,D错误。
4.答案：D
解析：淀粉遇碘变蓝，而本实验加入碘液后为棕黄色，说明无淀粉；班氏试剂检测还原糖显红黄色，而本实验的现象为浅蓝色，说明无还原性糖；加入双缩脲试剂产生紫色反应，说明含蛋白质；加入苏丹Ⅲ染液显橘黄色，说明含脂肪，D正确。故选D。
5.答案：C
解析：稀释的蛋清，富含蛋白质，与双缩脲试剂反应呈现紫色;花生用于脂肪检测，脂肪检测过程中若用苏丹Ⅲ染液，会出现橘黄色，可以用显微镜观察;用椰汁检测还原糖时，与斐林试剂反应，经过水浴加热，会出现砖红色沉淀;用鲜肝提取液检测蛋白质时，与双缩脲试剂反应会出现紫色，不需要用显微镜观察，综上所述可知，共有3处错误，C正确，ABD错误。

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