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2.1 细胞中的元素和化合物学案
【预习新知】
（一）组成细胞的元素
下表所列为玉米植株和人体内含量较多的元素的种类以及各类元素的含量（占细胞干重的质量分数%）
元素 O C H N K Ca P Mg S
玉米细胞中的含量 44.43 43.75 6.24 1.46 0.92 0.23 0.20 0.18 0.17
人体细胞中的含量 14.52 55.99 7.46 9.33 1.09 4.67 3.11 0.16 0.78
分析上表数据，思考并交流下列问题：
玉米和人体细胞中所含元素的种类是否相同？ 。
在玉米细胞和人体细胞中含量较多的四种元素是什么？
细胞中有些元素含量很少，是否意味着它们不重要？
比较组成玉米细胞和人体细胞中的元素种类和含量，你还能得出哪些结论？
归纳总结：
不同生物细胞的元素种类和含量是否相同？
种类： ；含量差别 。
（2）组成细胞的化学元素很多，常见的有 多种。
（3）根据20多种元素在细胞中的含量，可分为 和 。
（二）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:　　　　　　　　　　　　。
【巩固训练】
1.下列关于细胞中化学元素的叙述，正确的是( )
A.细胞中一种元素的作用能被其他元素替代
B.细胞中的所有物质都含有碳元素
C.细胞膜上的物质运输有助于维持细胞内元素组成的相对稳定
D.细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要
2.一种植物和一种哺乳动物体内细胞的某些化学元素含量（占细胞干重的百分比：%）如下表数据，下列相关叙述正确的是( )
元素 C H O N P Ca S
植物 43.57 6.24 44.43 1.46 0.20 0.23 0.17
动物 55.99 7.46 14.62 9.33 3.11 4.67 0.78
A.碳元素的含量说明有机物是干重的主要成分
B.这两种生物体内所含的化学元素的种类差异很大
C.N、S含量说明动物组织含蛋白质较多，若该动物血钙高则会出现肌肉抽搐
D.经测定该植物某有机物含C、H、O、N、S，此化合物可能是核苷酸
3.下列有关化学元素和化合物的说法正确的是( )
A.某口服液中含有丰富的N,P,Zn等微量元素,可提高人体的免疫力
B.自由水能参与许多化学反应,如光合作用、呼吸作用、DNA和RNA的水解反应
C.用32P作标记可以检测出人细胞膜中的胆固醇成分
D.染色体、噬菌体和核糖体的成分都是由DNA和蛋白质组成
4.下列关于组成生物体的元素和化合物的叙述，正确的是( )
A.甲状腺激素中含有碘元素
B.肝细胞中主要的储能物质是葡萄糖
C.组成DNA、磷脂和ATP的元素不同
D.细胞中组成核酸的腺嘌呤与胸腺嘧啶数量相等
5.某同学分别按下表进行三组实验。各组实验材料按表中实验条件进行处理后，将A组制成临时装片，放在显微镜下观察。对于该实验，说法不合理的是( )
组别 材料 实验试剂及条件 观察内容
A 浸泡过的花生种子 清水、苏丹Ⅲ染液、酒精 细胞中着色的小颗粒
B 苹果匀浆 斐林试剂、50~65℃水浴加热 组织样液颜色变化
C 豆浆 组织样液颜色变化
A.进行A组实验时，酒精溶液的作用是洗去浮色，观察实验现象时，可观察到被苏丹Ⅲ染液着色的橘黄色脂肪小颗粒
B.若将苹果匀浆换成蔗糖溶液并按正确操作进行上述B组实验，结果是溶液颜色呈现蓝色
C.在B组实验中，组织样液会出现砖红色沉淀，实验使用斐林试剂时应注意先加入NaOH溶液1ml，再加CuSO4溶液4滴，因为斐林试剂的作用原理是碱性环境中的Cu2+与肽键发生反应
D.在C组实验中，“ ”可以是“双缩脲试剂、不需要水浴加热（或常温下进行）”
6.2024年春节期间，游客们对“遇见园博园，荆风楚韵城”项目中的“非物质文化遗产——打铁花”节目印象深刻，表演中用到的铁元素在生物中也是一种必需元素，下列关于铁元素的叙述正确的是( )
A.铁是大量元素，是人体血红素的重要组成元素
B.血红蛋白含铁元素，但构成血红蛋白的氨基酸中不含铁元素
C.铁元素在细胞内大多数以离子形式存在
D.人体缺铁造成缺铁性贫血，铁元素可以为细胞的生命活动提供能量
7.多糖、蛋白质、核酸等生物大分子构成了细胞生命大厦的基本框架，构成这些分子基本骨架的元素是( )
A.C B.H C.O D.N
8.下表是有活性的番茄细胞中的元素含量，如图是番茄细胞中化合物含量的柱形图。下列说法正确的是( )
元素 a b c
含量 65% 18% 10%
A.表中含量最多的元素是a，数量最多的元素也是a
B.若图表示细胞鲜重，则甲化合物中含量最多的元素为表中的b
C.若图表示组成人体细胞的元素含量，则a、b、c含量和番茄细胞中完全相同
D.若图表示细胞完全脱水后化合物含量，则甲化合物应为蛋白质
9.植物细胞和土壤中部分元素含量（平均组成%）的比较如下表。有关说法错误的是( )
元素 植物细胞元素含量（鲜重） 土壤元素含量
0 70 50
C 18 2
H 10.5 一
Ca 0.5 1.4
K 0.3 1.5
N 0.3 0.1
Si 0.2 34
... ... ...
A.植物细胞和土壤中的元素种类相差不大，含量差异很大
B.植物细胞和土壤中O含量均最高，是因为H2O含量高
C.植物细胞中的Ca、K、Si等，多以离子的形式存在
D.植物细胞中C、H、O、N含量高与化合物的种类和含量有关
10.湖北天门是茶圣陆羽故里，陆羽因《茶经》而成圣，天门因陆羽而成为茶乡。下列关于茶的说法，错误的是( )
A.采摘的新鲜茶叶的细胞中含量最高的化合物是H2O
B.泡茶过程中茶叶通过吸水，使茶叶舒展开
C.茶和人体所含元素种类大致相同但含量差异很大
D.制好的成品茶化学元素含量的高低是O>C>H>N
参考答案
1.答案：C
解析：本题考查组成细胞的化学元素的有关知识。细胞中每种元素都有其特定的作用,不能替代;脱氧核苷酸的组成元素是HC、O、N、P,脂肪酸的组成元素是C、H、O;主动运输体现了细胞膜的选择透过性,有选择地吸收或排出物质,从而可以维持细胞内元素组成的相对稳定;细胞中的大量元素和微量元素都是不可缺少的,一样重要。
2.答案：A
解析：A、由于表格中，动物细胞还是植物细胞的干重含量最多的元素几乎都是C元素，原因是动物细胞和植物细胞中含有大量的蛋白质和糖类，所以碳元素的含量说明有机物是干物质的主要成分，A正确；
B、这两种生物体内的化学元素的种类基本相同，B错误；
C、血钙较低会发生肌肉抽搐，C错误；
D、该植物某有机物含C、H、O、N、S，此化合物可能是蛋白质，D错误。
故选A。
3.答案：B
解析：A、N和P元素属于大量元素，A错误；
B、光合作用光反应阶段反应物是水，有氧呼吸第二阶段需要水参与，DNA和RNA的水解需要水，B正确；
C、胆固醇不含有P，C错误；
D、核糖体的组成成分是DNA和蛋白质，D错误。
4.答案：A
解析：A、甲状腺激素是含碘的氨基酸衍生物，故甲状腺激素中含有碘元素，A正确；
B、在肝细胞中，主要的储能物质是脂肪（和糖原），B错误；
C、组成DNA、磷脂和ATP的元素相同，都是C、H、O、N、P，C错误；
D、组成双链DNA的腺嘌呤与胸腺嘧啶数量相等，但细胞中的核酸包括DNA和RNA，其中RNA中含有腺嘌呤，不含胸腺嘧啶，因此细胞中组成核酸的腺嘌呤与胸腺嘧啶数量不一定相等，D错误。
故选A。
5.答案：C
解析：A、花生种子中富含脂肪，用苏丹Ⅲ染液可将脂肪颗粒染成橘黄色，此过程中染色后需要用50%酒精洗去浮色，A不符合题意；
B、蔗糖不是还原糖，不能与斐林试剂反应出现砖红色沉淀，因而呈现斐林试剂本身的颜色即蓝色，B不符合题意；
C、使用斐林试剂鉴定还原糖时，要将NaOH溶液和CuSO4溶液等量混匀使用，C符合题意；
D、豆浆中富含蛋白质，可以用双缩脲试剂来鉴定蛋白质，该过程在常温下即可进行，D不符合题意。
故选C。
6.答案：B
解析：A、铁是微量元素，是人体血红素的重要组成元素，A错误；
B、血红蛋白含铁元素，人体细胞中21种氨基酸中不含铁元素，所以构成血红蛋白的氨基酸中也不含铁元素，B正确；
C、铁元素在细胞内大多数以化合物形式存在，C错误；
D、铁元素构成的物质不能为细胞的生命活动提供能量，D错误。
7.答案：A
解析：碳元素具有4个共价键，易形成碳链，是构成细胞中所有有机化合物的基本骨架；多糖、蛋白质、核酸等是以碳链为骨架的有机化合物，故生物大分子的单体都以碳原子构成的碳链为基本骨架，A正确，BCD错误。
故选A。
8.答案：D
解析：在有活性的细胞中，占细胞鲜重百分比最高的是O元素，其次是C元素，再次是H元素，故表中a是O元素，b是C元素，c是H元素。若图表示细胞鲜重，则甲是水；若图表示细胞干重，则甲表示蛋白质。表中含量最多的是O元素，数量最多的是H元素，A错误。细胞鲜重中含量最多的化合物是水，水中不含b（C）元素，B错误。组成人体细胞和番茄细胞的化学元素的种类大体相同，但含量有差别，C错误。细胞干重中含量最多的化合物是蛋白质（甲），D正确。
9.答案：B
解析：A、植物细胞和土壤中的元素种类相差不大，含量差异很大，这体现了生物界与非生物界具有统一性和差异性，A正确;B、植物细胞中O含量最高，是因为H2O含量高;而土壤中O含量最高，与H2O的含量无关，B错误;C、植物细胞中的Ca、K、Si等无机盐，多数以离子的形式存在，C正确;D、植物细胞中C、H、O、N含量高，这是因为植物细胞中的主要化合物是水、蛋白质、糖类、核酸等物质，故与化合物的种类和含量有关，D正确。
10.答案：D
解析：A、细胞鲜重含量最高的化合物为水，A正确；
B、茶叶经过烘焙失水，泡茶过程中茶叶通过吸水，使茶叶舒展开，B正确；
C、茶和人体所含元素种类大致相同但含量差异很大，C正确；
D、制好的成品茶失去水分，化学元素含量的高低是C>O>N>H，D错误。

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