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2.1细胞中的元素和化合物学案
【学习目标】
1.简述组成细胞的主要元素,说出构成细胞的基本元素是碳。
2.简述细胞中化合物的种类。
3.掌握检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质的方法。
【学习重难点】
［学习重点］1、组成细胞的主要元素和化合物。
2、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。
［学习难点］1、构成细胞的基本元素是碳。
2、生物组织中三种化合物的检测。
【预习新知】
组成细胞的元素
1、分析p16问题探讨进行填写：
（1）组成生物体的化学元素，在无机自然界都可以找到，没有一种是生物界所特有的，体现了生物界和非生物界的
（2）组成生物体的化学元素，在生物体内和无机自然界中的含量相差很大，体现了生物界和非生物界的
元素的种类 （阅读P16思考 讨论）
（1）根据含量可划分为大量元素与微量元素：
大量元素（含量占生物体总量万分之一以上）：
微量元素（生物体内含量很少，但作用不可替代）：
注意：无论是大量元素还是微量元素，都是生物体必需的元素，对于维持生物体的生命活动起着非常重要的作用，如P是组成ATP、膜结构等的重要成分；Ca是组成骨骼、牙齿的成分；Mg是叶绿素的成分；Fe是血红蛋白的成分。
（2）根据作用划分：
最基本的元素是： ，占细胞干重的55.99%，生物大分子以碳链为骨架
基本元素是：
主要元素是：
（3）细胞鲜重中含量最多的元素是______。
组成细胞的化合物
通过阅读教材p17，了解细胞中的化合物种类。
细胞中的主要化合物包括_______、_______、______、______和______。_______是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。
细胞鲜重中含量最多的化合物______,细胞干重中含量最多的化合物______。
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
实验原理
(1)可溶性的还原糖与　　　　　　发生作用,在　　　　条件下生成　　　　沉淀。
(2)脂肪可被　　　　染成橘黄色。
(3)蛋白质与　　　　　　发生作用,颜色变化： 　　　　。
实验过程
还原糖的鉴定
(1)实验材料：　　　　　　　　　 。
(2)试剂:斐林试剂的甲液为　　　　　　　　　溶液,乙液为　　　　　　溶液。
(3)实验步骤:
①选材:选择富含还原糖的白色或浅色的植物组织。
②制备组织样液:制浆→用纱布过滤→取液。
③显色反应:2 mL组织样液→加入1 mL　　　　　→在　　　　中加热约2分钟。
观察并记录结果:　　　　　　　　　　 。
[合作探究1]
（1）在还原糖的鉴定过程中,能否选用甘蔗、甜菜作为实验材料,为什么
在非还原糖中，加入斐林试剂后，水浴加热呈无色吗？为什么？
(二)脂肪的鉴定
(1)实验材料：　　　　　　　。
(2)试剂: _______、_______。
(3)实验步骤：
①取材:浸泡过的花生种子,将子叶削成薄片。
②制片:取最理想的薄片→染色(在薄片上滴2~3滴　　　　,染色3分钟)→用吸水纸吸去染液,再用体积分数为　　　　　　溶液洗去浮色→制成临时装片并观察。
③观察记录:视野中被染成　　　　色的脂肪颗粒清晰可见。
（三)蛋白质的鉴定
(1)实验材料：　　　　　　　 。
(2)试剂: 双缩脲试剂的A液为　　　　　　　　,B液为　　　　　　　。
(3)实验步骤:2 mL组织样液→加入　　　　　　→振荡摇匀→加入　　　　　　→摇匀并观察。
(4)实验现象:　　　　　　　　　　　　。
【易错提示】
(1)有机化合物检测实验中有关试剂及操作的几点提醒。
①易写错别字提示：“斐林试剂”中的“斐”不可错写为“翡”，双缩脲试剂中的“脲”不可错写为“尿”。
②斐林试剂只能检测具有还原性的糖类，而一些非还原性的糖类，如蔗糖、淀粉等，无法用斐林试剂进行检测。
③一切蛋白质或二肽以上的多肽都能与双缩脲试剂发生反应，但与双缩脲试剂发生反应的物质不一定都是蛋白质或多肽。
(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，且必须水浴加热，不能用酒精灯直接加热。若不加热，则无砖红色沉淀出现。
②唯一需要显微镜——脂肪检测。
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)。
1、斐林试剂与双缩脲试剂区别：
(1) CuSO4浓度不同
(2)斐林试剂是甲、乙液等量混合后使用，双缩脲试剂是先加A液后加B液。
(3)斐林试剂需水浴加热，而双缩脲试剂则不需要加热。
2、还原糖检测时溶液颜色变化：
浅蓝色[Cu(OH)2的颜色] 棕色（浅蓝色和砖红色的混合色） 砖红色沉淀（Cu2O的颜色）
3、脂肪鉴定现象观察时
①若要观察被染色的脂肪颗粒，则使用显微镜。②若使用花生种子匀浆，则可直接观察溶液颜色变化。
4、蛋白质鉴定时，先加A液，制造碱性环境，再加几滴B液，其中的Cu2+与肽键结合，形成紫色络合物。
【巩固训练】
1.表中有关生物体细胞中的化合物的叙述正确的是( )
编号 化合物 实验检测 组成单位 主要功能
检测试剂 颜色反应
① 油脂 苏丹Ⅲ染液 橘黄色 脂肪酸 储存能量
② 蔗糖 斐林试剂 砖红色 葡萄糖 提供能量
③ 蛋白质 双缩脲试剂 紫色 氨基酸 承载生命活动
④ 淀粉 碘—碘化钾溶液 蓝色 葡萄糖 遗传物质
A.① B.② C.③ D.④
2.种子萌发过程中，储藏的淀粉、蛋白质等物质在酶的催化下生成小分子有机物，为新器官的生长和呼吸作用提供原料。下列有关叙述错误的是( )
A.种子中含有C、H、O、N、P等元素，这些元素大多以化合物形式存在
B.种子萌发过程中呼吸作用增强，储藏的有机物总量减少，但种类增多
C.若种子匀浆中加入斐林试剂，水浴加热后出现砖红色沉淀，则说明种子中含有葡萄糖
D.若种子子叶切片用苏丹Ⅲ染色，在显微镜下观察到橘黄色颗粒，则说明种子中含有脂肪
3.生物学实验常呈现“五颜六色”的变化，可以通过颜色变化来确定生物组织中是否含有某种化学成分。下列实验正确的是( )
A.花生子叶经苏丹Ⅲ染液染色后，显微镜下可见橘黄色颗粒
B.在氨基酸溶液中加入双缩脲试剂，混匀后会逐渐变成紫色
C.将糖尿病患者的尿液与斐林试剂混合，即出现砖红色沉淀
D.在小麦种子匀浆中滴加碘液，需经水浴加热才有蓝色反应
4.在一定条件下，斐林试剂可与葡萄糖反应生成砖红色沉淀，去除沉淀后的溶液蓝色变浅，测定其吸光值可用于计算葡萄糖含量。如表是用该方法检测不同样本的结果。下列叙述正确的是( )
样本 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥
吸光值 0.616 0.606 0.595 0.583 0.571 0.564
葡萄糖含量/（mg/mL） 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
A.斐林试剂与样本混合后立即生成砖红色沉淀
B.吸光值与样本的葡萄糖含量有关，与斐林试剂的用量无关
C.若某样本的吸光值为0.578，则其葡萄糖含量大于0.4mg/mL
D.在一定范围内葡萄糖含量越高，反应液去除沉淀后蓝色越浅
5.某研究小组在梧桐山好汉坡上发现了一种白色野果，欲检测其有机物成分。下列叙述错误的是( )
A.检测原理是某些化学试剂能够使相应化合物产生特定的颜色反应
B.若苏丹Ⅲ能使野果组织样液染成橘黄色，说明该野果含有脂肪
C.若斐林试剂直接使野果组织样液染成砖红色，说明该野果含有麦芽糖
D.双缩脲试剂与野果组织样液中的蛋白质反应时，组织样液能变成紫色
参考答案
1.答案：C
解析：A、脂肪由甘油和脂肪酸组成，A错误；
B、蔗糖属于非还原糖，不能与斐林试剂发生显色反应，且蔗糖由一分子果糖和一分子葡萄糖组成，B错误；
C、蛋白质的基本组成单位是氨基酸，能与双缩脲试剂反应生成紫色络合物，蛋白质是生命活动的主要承担者，C正确；
D、淀粉是植物细胞内的储能物质，并不是遗传物质，D错误。
故选C。
2.答案：C
3.答案：A
解析：A、花生子叶中含有脂肪，经苏丹Ⅲ染液染色后，在显微镜下能观察到被染成橘黄色的脂肪颗粒，A正确；
B、在氨基酸溶液中加入双缩脲试剂，混匀后不会变成紫色，蛋白质或多肽溶液中加入双缩脲试剂，混匀后会逐渐变成紫色，B错误；
C、糖尿病患者的尿液中含有葡萄糖，将糖尿病患者的尿液与斐林试剂混合，需要水浴加热才能出现砖红色沉淀，C错误；
D、小麦种子匀浆中富含淀粉，滴加碘液有蓝色反应，不需经水浴加热，D错误。
故选D。
4.答案：D
解析：A、斐林试剂可用于鉴定还原糖，在水浴加热的条件下，溶液的颜色变化为砖红色沉淀，A错误；
B、吸光值与溶液的浓度有关，故与样本的葡萄糖含量和斐林试剂的用量有关，B错误；
C、由表格内容可知，葡萄糖含量越高，吸光值越小，若某样本的吸光值为0.578，葡萄糖含量在0.3mg/mL～0.4mg/mL，C错误；
D、在一定范围内葡萄糖含量越高，生成的砖红色沉淀（氧化亚铜）越多，反应液去除沉淀后蓝色越浅（游离的Cu2+越少），D正确。
故选：D。
5.答案：C
解析：A、利用某些化学试剂能够使生物组织中的相关有机化合物产生特定的颜色反应来进行物质鉴定，A正确；
B、脂肪可用苏丹Ⅲ染液鉴定，在高倍镜下能看到橘黄色脂肪颗粒，B正确；
C、斐林试剂可用于鉴定还原糖，在水浴加热的条件下，溶液的颜色变化为砖红色(沉淀)，说明含有还原糖但是不能说明含有麦芽糖，C错误；
D、蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应，D正确。
故选C。

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