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2.1 细胞中的元素和化合物学案
【预习新知】
组成细胞的元素
一、含量
大量元素： 等
微量元素： 等
二、作用
最基本元素：
基本元素：
三、来源：有选择地从 中吸收
四、存在：大多数以 的形式存在
五、生物界与非生物界的统一性和差异性
（1）生物界与非生物界的统一性是从化学元素的种类来分析的：组成生物体的化学元素在无机自然界中 ，没有一种化学元素是生物体所特有的。
（2）生物界与非生物界的差异性是从化学元素的含量来分析的：组成生物体的化学元素的含量与无机环境中的相应元素的含量有一定 。
组成细胞的化合物
1．种类：
观察组成细胞的化合物分类图以及含量表，填空：
根据___________可以将组成细胞的化合物分为________和__________两大类。无机化合物主要包括_____和______，有机化合物主要包括_______、___________、____________、____________。
2．含量：
①活细胞中含量最多的化合物是_______，有机化合物是________
②细胞干重中含量最多的化合物是_____________________。
3.注意：
（1）实验材料的选择：（注意两点）
____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________
（2）常见的还原性糖种类：__________________________________________。
1、组成细胞的各种元素大多以 的形式存在，如水、蛋白质、核酸、糖类、脂质等产。包括：
无机化合物： 。
有机化合物： 。
2、 含量
细胞内含量最多的化合物是 ，含量最多的有机化合物是 。
不同生物组织的细胞中各种化合物含量不同。
怎样检测不同生物组织中营养物质呢？
实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
回顾初中我们所学的生物，同学是怎样检测土豆中含有淀粉的？
1、原理某些化学试剂能够使生物组织中的有关有机化合物产生特定的 。
淀粉 + → 。
还原糖+ 斐林试剂→砖红色沉淀
脂肪 + → 。
蛋白质 + → 。
实验流程
（1）还原糖的检测
原理： 。
过程：2ml组织样液→1ml刚配制的斐林试剂（甲液乙液混合均匀）→水浴加热→观察颜色变化
蓝色→棕色→ 。
脂肪的检测
原理： 。
蛋白质的检测
原理： 。
过程：2ml组织样液→1ml双缩脲试剂A液→4滴双缩脲试剂B液→摇匀→观察颜色变化：无色→ 。
总结：
物质 选材 试剂 实验操作 实验现象
还原糖 选材 ↓ 制备样液 ↓ 颜色反应 ↓ 观察员
淀粉
脂肪
蛋白质
思考：斐林试剂和双缩脲试剂在组成、原理、使用方法、现象等方面有什么区别和联系？
组成：
斐林试剂： 。
双缩脲试剂 ： 。
2、使用方法：
斐林试剂： 。
双缩脲试剂 ： 。
【巩固训练】
1.一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
2.下列有关生物组织中的糖类、脂肪、蛋白质检测实验的叙述中，正确的是( )
A.斐林试剂甲液和稀释5倍的斐林试剂乙液，可用于蛋白质检测
B.梨匀浆与斐林试剂作用能生成砖红色沉淀，说明其含有葡萄糖
C.斐林试剂与双缩脲试剂的组成相同，使用方法也相同，且都需要加热
D.脂肪鉴定时，实验材料选用花生油，染色剂选用苏丹Ⅲ染液
3.同自然界的许多物体一样，细胞也是由分子组成的，分子是由元素组成的，下列关于几种化学元素与生物体的代谢关系的叙述中，正确的是( )
A.体内严重缺铁的人比正常人更容易产生缺铁性贫血和乳酸中毒
B.Mg是叶绿素的组成元素之一，没有Mg植物就不能吸收光
C.氨基酸中的N只存在于氨基中，核苷酸中的N主要存在于碱基中
D.P是构成ATP的元素，光合作用中光反应和暗反应都有ATP的合成
4.某同学早餐吃得很特别，有鸡蛋、年糕蘸白糖，还喝了鲜榨梨汁解渴，其中还原糖含量最高的是( )
A.鸡蛋 B.年糕 C.白糖 D.梨汁
5.小麦种子萌发时产生淀粉酶，将淀粉水解为麦芽糖（还原糖）。小麦种子萌发的最适温度为 30℃（此时产生淀粉酶的速度最快）。取适量小麦种子分别在 20℃和 30℃培养箱中培养 4 天后，做如图所示处理，分别向 3 支试管中加入等量斐林试剂并放入盛有 55℃左右温水的烧杯中加热约 2min，观察试管中的颜色。下列相关叙述正确的是( )
A.常见的还原糖有葡萄糖、蔗糖等
B.提取液Ⅱ中的麦芽糖含量最多
C.丙试管中溶液的颜色是浅蓝色，设置目的是做为对照组
D.甲试管砖红色深于乙试管
6.下列关于“可溶性还原糖、脂肪和蛋白质的鉴定”实验的叙述，正确的是( )
A.向梨汁中加入斐林试剂后即可观察到较深的砖红色
B.脂肪鉴定时使用体积分数 50%的酒精是为了洗去浮色
C.鉴定蛋白质时，先加入 NaOH 溶液提供碱性环境，振荡后再加入等量的 CuSO4 溶液
D.上述三个实验中所有剩余试剂都可以装入棕色瓶内，以便长期保存备用
7.下列有关生物体内元素与化合物（或结构）的匹配，正确的是( )
A.P为ATP、唾液淀粉酶及肝糖原的组成元素
B.N为NADPH、胰岛素、水通道蛋白的组成元素
C.Mg为血红蛋白的组成元素，Fe为叶绿素的组成元素
D.I为胰蛋白酶的组成元素，Ca为骨骼及牙齿的组成元素
8.在生物体内含量极少，但对于维持生物体的正常生命活动必不可少的元素是( )
A.Zn、Cu、B、Mn B.Zn、Cu、S、Ca
C.Fe、Mn、Zn、Mg D.K、Mn、Cu、Mo
9.图1是细胞中3种化合物含量的饼形图，图2是有活性的细胞中元素含量的柱形图，下列说法不正确的是( )
A. 若图1表示正常细胞，则A、B化合物共有的元素中含量最多的是a
B. 若图1表示细胞完全脱水后化合物含量的饼形图，则A化合物中含量最多的元素为图2中的b
C. 脂肪的组成元素为C、H、O，与糖类相比，其碳和氢元素的比例较高
D. 若图1表示正常细胞，则B化合物具有多样性，其必含的元素为C、H、O、N、P
10.如图，甲、乙、丙表示某动物细胞中的不同化合物，下列叙述正确的是( )
A.物质甲为该生物的主要遗传物质，彻底水解后可获得6种产物
B.可用双缩脲试剂来检测物质乙，注意A液和B液混合后再使用
C.物质丙是一种由甘油、脂肪酸和磷酸等所组成的分子
D.甲、乙、丙三种物质不可能同时出现在线粒体中
参考答案
1.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。
2.答案：A
解析：A、斐林试剂甲液和双缩脲试剂A液都是0.1g/mlNaOH溶液，斐林试剂乙液是0.05g/mlCuSO4，稀释5倍浓度为0.01g/ml,与双缩脲试剂B液相同，所以斐林试剂甲液和稀释5倍的斐林试剂乙液，可用于蛋白质检测，A正确。
3.答案：A
解析：A、Fe是构成血红蛋白的重要元素之一，血红蛋白具有运输功能，严重缺铁的人血红蛋白含量减少，运输氧气能力降低，从而使得机体更容易进行无氧呼吸，无氧呼吸的产物是乳酸，故容易乳酸中毒，A正确；
B、Mg是叶绿素的组成元素之一，没有Mg就不能合成叶绿素，但是植物吸收光的色素除了叶绿素还有类胡萝卜素，B错误；
C、氨基酸中的N主要存在于氨基中，R基中也可能含有；核苷酸中的N只存在于碱基中，C错误；
D、P是构成ATP的必需元素之一，光合作用分为光反应和暗反应阶段，其中光反应过程生成ATP，而暗反应过程消耗ATP，D错误。
故选A。
4.答案：D
解析：A、鸡蛋中主要含有蛋白质，还原糖含量低，A不符合题意；
B、年糕中的营养物质主要是淀粉，即多糖，不具有还原性，B不符合题意；
C、白糖的成分主要是蔗糖，不具有还原性，C不符合题意；
D、梨汁中含有大量还原糖，D符合题意。
故选D。
5.答案：C
解析：A、蔗糖不是还原糖，A错误;
B、题意可知，小麦种子萌发时能产生淀粉酶，可以将淀粉水解成还原性糖(麦芽糖)，同时淀粉酶的最适温度为30°C左右，故试管乙比试管甲在相同的时间内含有的麦芽糖可能较多。最终麦芽糖的量取决于底物的量，故随着时间的延长，甲和乙试管中含有的麦芽糖量可能相同，B错误;
C、丙试管中加入的是蒸馏水，其中的淀粉不会被分解，因而溶液呈现出斐林试剂的颜色，设置目的是做为对照组，C正确;
D、由B可知，试管乙比试管甲在相同的时间内含有的麦芽糖可能较多，随着时间的延长，甲和乙试管中含有的麦芽糖量可能相同，故甲试管砖红色浅于乙试管或相同，D错误。
6.答案：B
解析：A、用斐林试剂检测还原糖时需要水浴加热后才能出现砖红色沉淀，A错误;
B、苏丹Ⅲ染液染色后要用体积分数为50%的酒精洗去浮色，B正确;
C、双缩脲试剂由A液(质量浓度为0.1g/mL氢氧化钠溶液)和B液(质量浓度为0.01 g/mL硫酸铜溶液)组成，用于鉴定蛋白质，使用时要先加A液后再加入B液，鉴定蛋白质时，先加入1mLNaOH溶液，振荡后再加入CuSO4溶液4滴，C错误;
D、斐林试剂和双缩脲试剂均需要现配现用，D错误
7.答案：B
解析： A、P为ATP、多种酶的组成元素，糖原的组成元素只有C、H、O，A错误;B、NADPH是辅酶、胰岛素是蛋白质类激素、水通道蛋白的组成元素中均含有N，B正确;C、Fe为血红蛋白的组成元素，Mg为叶绿素的组成元素，C错误;D、1为甲状腺激索的组成元素，Ca为骨骼及牙齿的组成元素，D错误;故选:B。
8.答案：A
解析：Zn、Cu、B、Mn均属于微量元素，A正确；S、Ca属于大量元素，B错误；Mg属于大量元素，C错误；K属于大量元素，D错误。
9.答案：D
解析：A、若图1表示正常细胞，则A是水，B是蛋白质，所以A、B共有的元素中含量最多的是a，即O，A正确；
B、若图1表示细胞完全脱水后化合物含量的饼形图，则A为蛋白质，其含量最多的元素为图2中b，是C，B正确；
C、脂肪的组成元素为C、H、O，与糖类相比，其碳和氢元素的比例较高，C正确；
D、若图1表示正常细胞，则B化合物为蛋白质，具有多样性，其必含的元素为C、H、O、N，D错误。 故选：D。
10.答案：C
解析：A、据图分析可知，物质甲为核酸，则为该生物的遗传物质，不是主要遗传物质，A错误；
B、物质乙存在于物质甲和物质丙（磷脂双分子层），则物质乙为蛋白质，可与双缩脲试剂反应，先加A液，再加B液，B错误；
C、据图分析可知，物质丙为磷脂双分子层，由蛋白质、脂质等构成，其中脂质主要包括磷脂，由甘油、脂肪酸、磷酸等组成，C正确；
D、据图分析可知，物质甲为核酸，物质乙为蛋白质，物质丙为磷脂双分子层。线粒体是半自主细胞器，由DNA、RNA、蛋白质等物质，且其为双层膜结构，D错误。
故选C。

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