2018_2019学年高中生物第2章第1节细胞中的元素和化合物教学案（含解析）新人教版必修1.doc

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1、- 1 -细胞中的元素和化合物一、组成细胞的元素和化合物1组成细胞的元素(1)(2)(3)人体细胞含量最多的元素Error!2组成细胞的化合物识图填空1.组成细胞的大量元素有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg 等，微量元素有Fe、Mn、Zn、Cu、B 、Mo 等。2组成人体细胞的主要元素依次是 O、C、H、N、P、S 等。3组成细胞的化合物中占鲜重最多的是水，占干重最多的是蛋白质。4还原糖与斐林试剂在水浴加热条件下生成砖红色沉淀。5脂肪可被苏丹染液染成橘黄色(或被苏丹染液染成红色)。6蛋白质可与双缩脲试剂发生紫色反应。淀粉遇碘变蓝色。- 2 -(1)细胞内含量最多的化合物：水。(2)细胞内

2、含量最多的无机化合物：水。(3)占细胞鲜重最多的化合物：水。(4)细胞内含量最多的有机化合物：蛋白质。(5)占细胞干重最多的化合物：蛋白质。二、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质1实验原理连线2实验步骤填图(1)还原糖的检测：(2)淀粉的检测：(3)脂肪的检测：方法一：花生种子匀浆3 滴苏丹染液观察匀浆被染色情况(橘黄色)。方法二：- 3 -(4)蛋白质的检测：1判断下列叙述的正误(1)Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo 等是组成细胞的微量元素()(2)微量元素因含量少，所以对生命活动影响不大()(3)占细胞鲜重最多的化合物是水，占细胞干重最多的化合物是蛋白质()(4)还原糖与斐林试

3、剂在水浴加热条件下发生紫色反应()2在生物体的组成元素中，最基本的元素和可能的微量元素分别是( )AH 和 Hg BC 和 FeCO 和 K DN 和 Ca解析：选 B 组成生物体的最基本元素是 C；K、Ca 属于大量元素，Hg 不属于生物体必需的元素，只有 B 项中的 Fe 属于微量元素。3下列各种物质在活细胞中的含量从少到多的正确排序是( )A核酸、无机盐、蛋白质、水B无机盐、蛋白质、核酸、水C 蛋白质、水、糖类、核酸D脂质、蛋白质、无机盐、核酸解析：选 A 组成细胞的化合物中含量最多的是水，其次是蛋白质。4下列可以说明样品中含有蛋白质的是( )A与斐林试剂混合后在水浴加热条件下出现砖红色

4、沉淀B与苏丹染液混合呈橘黄色C与双缩脲试剂混合呈紫色D与碘液混合呈蓝色解析：选 C 蛋白质与双缩脲试剂发生作用呈紫色反应。- 4 -5在还原糖、脂肪、蛋白质的检测实验中，最佳的一组实验材料依次是( )甘蔗的茎 油菜籽 花生种子 梨 甜菜的块根 豆浆A BC D解析：选 D 还原糖的检测要求实验材料含有还原糖且是浅色或白色；脂肪、蛋白质的检测要求实验材料含有丰富的脂肪或蛋白质。因此，最佳的一组实验材料是梨、花生种子和豆浆。甘蔗的茎和甜菜的块根含有丰富的蔗糖，不是还原糖，因此不能作为实验材料。Error!核 心 要 点 一 组 成 细 胞 的 元 素 和 化 合 物1组成细胞的元素的种类和含量(1

5、)大量元素和微量元素划分的依据是含量的多少，而不是生理作用。(2)生物体内含有的元素不一定是生物体所必需的元素，如 Pb。(3)主要元素占人体细胞鲜重比例是 OCHNPS，而占人体细胞干重比例是CONHPS。2元素的统一性和差异性3组成细胞元素的主要作用(1)维持生命活动：如 K 可保持心肌正常兴奋性，硼(B)可促进花粉的萌发和花粉管的伸长。(2)组成化合物：如糖类、脂质和蛋白质中都含有 C、H、O 等元素。思考探究(1)组成生物体的元素追根溯源来自无机环境，为什么细胞内各种元素的比例与无机环境大不相同？生物体是按照生命活动的需要，有选择地从无机自然界中获取元素的。提 示 ：(2)为什么占人体

6、细胞鲜重最多的元素是 O，而占干重最多的是 C ?在鲜重情况下，组成细胞最多的化合物是 H2O，而干重情况下所含的成分主要是提 示 ：- 5 -有机物。(3)不同细胞中化合物的含量都一样吗？不一样。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、脂质提 示 ：和蛋白质。例如禾谷类的果实、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等。题组冲关1C、H、N 这三种化学元素在组成人体的化学成分中，质量分数共占 73%(占细胞干重)左右，而这三种元素在岩石圈中，其质量分数还不到 1%。这个事实说明( )A生物界与非生物界具有统一性B生物界与非生物界具有差异性C元

7、素在自然界中都可以找到D生物界具有特殊性解析：选 B 组成生物体的元素都是生物有选择地从无机自然界获取的，因此，组成细胞的化学元素在无机自然界中都能找到，这说明生物界和非生物界具有统一性。但组成生物体和非生物体的化学元素的种类和含量又有所不同，这说明生物界和非生物界又具有差异性，本题强调的是元素含量的不同。2图 1 是人体细胞中化合物含量的扇形图，图 2 是有活性的人体细胞中元素含量的柱形图，下列叙述不正确的是( )A若图 1 表示细胞鲜重，则 A、B 化合物依次是 H2O、蛋白质B若图 2 表示组成人体细胞的元素含量(占细胞鲜重的百分比)，则 a、b、c 依次是O、C、HC地壳与活细胞中含量

8、最多的元素都是 a，因此说明生物界与非生物界具有统一性D若图 1 表示细胞完全脱水后的化合物含量，则 A 化合物是蛋白质解析：选 C 占细胞鲜重最多的化合物是 H2O，其次是蛋白质；占细胞鲜重最多的元素是O，其次是 C、H 等；生物界与非生物界的统一性体现在元素的种类上，而不是含量上；占细胞干重最多的化合物是蛋白质。- 6 -Error!核 心 要 点 二 生 物 组 织 中 糖 类 、 脂 肪 和 蛋 白 质 的 检 测1实验步骤的简要归纳2斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同”3有关实验的四个注意事项(1)三个实验中都不宜选取有颜色的材料，否则会干扰实验结果的颜色变化。(2)脂肪鉴定的过程中

9、滴加 12 滴体积分数为 50%的酒精溶液的目的是洗去浮色，原因是苏丹或苏丹染液易溶于酒精。(3)蛋白质鉴定中，若用大豆作材料，必须提前浸泡；若用蛋清作材料，必须稀释，防止其黏在试管上不易刷洗；且该实验应预留部分组织样液作对比。(4)物质鉴定实验一般不设立对照实验，若需设立对照实验，对照组应加入的成分为已知的物质，如验证唾液淀粉酶是蛋白质，对照组可加入稀释的鸡蛋清。名师点拨 易混淆的三个误区(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。- 7 -(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

10、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。题组冲关3(江苏高考)关于生物组织中还原糖的鉴定，下列叙述正确的是(多选)( )A量取 2 mL 斐林试剂时应优先选用 5 mL 量筒而不用 10 mL 量筒B隔水加热时，试管中液体的液面应低于烧杯中水的液面C在组织样液中加入斐林试剂后试管内液体呈现无色，加热后变成砖红色D实验结束时将剩余的斐林试剂装入棕色瓶，以便长期保存备用解析：选 AB 用 5 mL 量筒量取 2 mL 斐林试剂比用 10 mL 量筒更精确；隔水加热时试管中液体的液面低于烧

11、杯中水的液面，才能保证试管内液体受热均匀；在组织样液中加入斐林试剂后试管内液体呈蓝色；斐林试剂需现配现用。4在 1、3、5 号试管中分别加入 2 mL 蒸馏水，2、4、6 号试管中分别加入 2 mL 发芽的小麦种子匀浆样液，然后在 14 号试管中适量滴加斐林试剂，5、6 号试管中合理滴加双缩脲试剂，摇匀。预期观察到的实验现象是( )A1、3、5 号试管内都呈砖红色B3 组实验中甲组和乙组的实验结果相同C4 号试管内呈砖红色，其余试管内都呈蓝色D4 号试管内呈砖红色，6 号试管内呈紫色解析：选 D 小麦匀浆中含有糖类和蛋白质等物质，还原糖和斐林试剂水浴加热呈砖红色，而蛋白质和双缩脲试剂反应呈紫色

12、，不能发生反应的试管中则呈现出斐林试剂和双缩脲试剂原本的颜色，即蓝色，因此试管 1、2、3、5 为蓝色、4 号为砖红色、6 号为紫色。一、选择题1下列关于组成生物体化学元素的叙述，正确的是( )- 8 -A在组成生物体与组成无机自然界的化学元素中，碳元素的含量均为最高B人、动物和植物所含的化学元素种类差异很大C组成生物体的化学元素在无机自然界中都可以找到D不同的生物体内各种化学元素的含量基本相似解析：选 C 碳元素在生物界中含量较高，而在非生物界中含量较少。人、动物和植物所含的化学元素种类差异不大，但各种化学元素的含量不同。2原产热带非洲地区的光棍树，树形奇特，无刺无叶，它茎干中的白色乳汁可以

13、制取“石油” 。光棍树细胞中含量最多的化合物是( )A水 B脂质C蛋白质 D糖类解析：选 A 细胞中水的含量大约占 85%90%，蛋白质的含量大约占 7%10%，脂质只占 1%2%，糖类和核酸大约占 1%1.5%，所以含量最多的化合物是水。3研究表明缺硒可导致克山病。克山病是一种地方性心肌病，急重症病人可发生猝死。营养学和流行病学界专家认为，成人每天硒的摄取量约在 40100 g 就可满足人体需要。根据资料，下列解释不正确的是( )A硒是人体必需的化学元素B硒在人体生长发育过程中的作用不可替代C硒的作用重大，只要有了硒，人体就能正常生长发育D硒是人体必需的微量元素解析：选 C 人体生长发育需要

14、各种大量元素和微量元素，而不是只要有了硒，人体就能正常生长发育。 4下列有关图示的分析，不正确的是( )A如果该图为组成细胞的化合物，则 m 中含有的元素为 H、OB如果该图表示的是组成细胞的化合物，则 m 是蛋白质C如果该图表示的是组成活细胞的元素含量，则 m 是 O 元素D如果该图表示的是活细胞中的元素，则其中 Mo 的含量很少解析：选 B 由图可知，m 含量最高，如果该图表示的是组成细胞的化合物，则 m 表示水，其组成元素是 H、O；如果该图表示的是活细胞中的元素含量，则 m 是 O 元素；因为 Mo是微量元素，所以在细胞中含量很少。5如图是由 4 个圆所构成的元素关系图，其中为最大圆，

15、依次次之。下列按排列符合这种关系的是( )- 9 -A大量元素、主要元素、基本元素、最基本元素B基本元素、最基本元素、大量元素、主要元素C最基本元素、基本元素、主要元素、大量元素D主要元素、大量元素、最基本元素、基本元素解析：选 C 图中 4 个圆表示了一种包含关系，依据圆大小，可知的范围最广，依次类推的范围最小。大量元素包括 C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg，主要元素C、H、O、N、P、S 占细胞中化学元素的 96%，基本元素是 C、H、O、N，最基本元素是 C，所以的正确顺序是大量元素主要元素基本元素最基本元素。6下面是一组探究有机物存在与否的鉴别实验，按表中编号顺序对应下列各项中的

16、内容，正确的是( )待测物 试剂 颜色 反应条件胰岛素 双缩脲试剂 脂肪 橘黄色 斐林试剂 砖红色 水浴加热A.紫色、苏丹染液、蔗糖B红色、苏丹染液、蔗糖C紫色、苏丹染液、葡萄糖D红色、苏丹染液、果糖解析：选 C 胰岛素是蛋白质，用双缩脲试剂检测产生紫色反应。脂肪用苏丹染液检测产生橘黄色的显色反应。还原糖用斐林试剂检测，产生砖红色沉淀，葡萄糖和果糖是还原糖。7下列关于“检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质”实验操作步骤的叙述，正确的是( )A用于鉴定还原糖的斐林试剂甲液和乙液，可直接用于蛋白质的鉴定B若要鉴定花生种子细胞中是否含有脂肪，一定需要用显微镜观察C鉴定可溶性还原糖时，要加入斐林试剂(甲液

17、和乙液等量混合均匀再加入)D用双缩脲试剂鉴定蛋白质时，需水浴加热 2 min 才能看到紫色解析：选 C 斐林试剂和双缩脲试剂不完全相同，且用双缩脲试剂检测蛋白质时不需加热。鉴定脂肪时只要观察溶液颜色变化，则不需显微镜。二、非选择题8不同植物种子中所含营养成分有差异，如豆类作物中蛋白质含量较高，玉米种子中- 10 -淀粉含量较高，花生种子中脂肪含量相对较多。请回答下列问题：(1)下表表示用碘液、苏丹染液和双缩脲试剂测得甲、乙、丙三种植物的干种子中三大类有机物颜色反应，其中“”的数量代表颜色反应深浅程度，有关说法错误的是( )试剂种类 碘液 苏丹染液 双缩脲试剂甲 乙 丙 A乙种子中含蛋白质最多B

18、碘液、苏丹染液和双缩脲试剂与相应的物质发生的颜色反应分别是蓝色、橘黄色和紫色C在观察颜色时有可能用到光学显微镜D这三种试剂使用时均不需要水浴加热(2)某玉米新品种中的蛋白质含量高于普通玉米，请用所学的方法设计实验加以验证。实验原理：_。材料用品：新鲜的普通玉米子粒，新鲜的新品种玉米子粒，研钵，试管，漏斗，纱布，吸管，清水，双缩脲试剂 A 液，双缩脲试剂 B 液，量筒。方法步骤：将两种玉米子粒分别进行_，制备组织样液。取 A、B 两支试管，向 A 中加入新品种玉米组织样液 2 mL，B 中加入普通玉米组织样液 2 mL。向 A、B 两支试管中分别加入 1 mL_，摇匀，再分别加入 4 滴_，摇匀

19、。观察_。预期的结果：_。解析：(1)碘液用于检测淀粉，其颜色反应为蓝色；苏丹染液用于检测脂肪，其颜色反应为橘黄色；双缩脲试剂用于检测蛋白质，其颜色反应为紫色。分析图表可知，甲种子中含淀粉较多，乙种子中含脂肪较多，丙种子中含蛋白质较多。在脂肪的鉴定中可能需要用显微镜观察。(2)检测蛋白质应选用双缩脲试剂，颜色的深浅与蛋白质含量有关，蛋白质含量越高，组织样液中紫色越深。答案：(1)A (2)蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应，蛋白质含量越高颜色呈现越深 研磨 双缩脲试剂 A 液 双缩脲试剂 B 液 颜色变化并比较紫色的深浅 新品种玉米子粒组织样液(A 试管)紫色较深- 11 -一、选择题1人们经常食

20、用的牛、羊、猪等肉类和白菜、土豆等蔬菜，经消化吸收后，其中的成分大多被转化为人体自身的一部分，其根本原因是( )A组成生物体的化学元素在无机自然界中都能找到B在不同生物的细胞内，组成它们的化学元素和化合物的种类大体相同C组成生物体的最基本元素是碳D不同生物的细胞内各种化学元素的含量大体相同解析：选 B 生物体总是不断地和外界环境进行着物质交换，有选择地从自然界获取各种物质来满足自身的需要，不管是相同生物还是不同生物，组成它们的细胞的化学元素和化合物种类大体是相同的，但是组成它们的各种元素的含量是不同的。2.如图所示，容器底部是培养基，其中含有植物生长所需的全部养分，如果有人在配制培养基时使用了

21、 NH4NO3、KNO 3、CaCl 22H2O、MgSO 47H2O、螯合铁溶液、微量元素溶液，但缺少了一种必需元素，为补充这种元素，应添加的化合物是( )ACa(NO 3)2 BKClCKH 2PO4 DK 2SO4解析：选 C 依题意，培养基中不缺乏微量元素，大量元素中除 C、H、O 外，还应有N、P、S、K、Ca、Mg，从培养基的成分分析，培养基中缺少 P，KH 2PO4能提供 P。3科学家在利用无土栽培法培养一些名贵花卉时，培养液中添加了多种必需化学元素。其配方如下表所示，其中植物根细胞吸收最少的离子是( )离子 K Na Mg2 Ca2 NO 3 H2PO 4 SO24 Zn2培养

22、液浓度mmolL1 1 1 0.25 1 2 1 0.25 1A.Ca2 BSO 24CZn 2 DH 2PO 4解析：选 C 根据化学元素在生物体内的含量不同，将其分为大量元素和微量元素。大量元素包括 C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg 等，微量元素包括 Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo 等。植物体内需要大量的 Ca、S、P 等元素，这些元素只能靠根从培养液中吸取，而培养液能为- 12 -花卉提供 Ca、S、P 的离子分别为 Ca2 、SO 、H 2PO ，因此花卉对这些离子的吸收量较大。24 4而 Zn 属于微量元素，因此对 Zn2 的吸收量最少。4下列关于“还原糖、脂肪和蛋白质的鉴定

23、实验”的叙述，正确的是( )A糖尿病患者的尿液中加入斐林试剂后，液体呈现无色，加热后出现砖红色B在脂肪的鉴定实验中，用 75%的酒精洗去花生子叶表面的苏丹浮色C用于鉴定还原糖的斐林试剂经改造后，可用于唾液淀粉酶的鉴定D鉴定豆浆中的蛋白质时，先加 NaOH 溶液，振荡后加入等量的 CuSO4溶液解析：选 C 糖尿病患者的尿液中加入斐林试剂后，液体呈现蓝色，加热后出现砖红色；在脂肪的鉴定实验中，用 50%的酒精溶液洗去浮色；将斐林试剂中的 CuSO4溶液稀释五倍后，可用于唾液淀粉酶(蛋白质)的鉴定；鉴定豆浆中的蛋白质时，先加 NaOH 溶液 1 mL，振荡后加入少量的(34 滴)CuSO 4溶液，

24、观察颜色变化。5下列有机物的鉴定实验中，导致实验失败的操作是( )脂肪鉴定时，花生子叶染色后，没有用酒精洗去浮色 蛋白质鉴定时，把 A、B 液混合后再加入蛋白质样液中还原糖鉴定时，用 60 水浴加热 淀粉鉴定时，直接把碘液滴加到淀粉样液中A B C D解析：选 A 脂肪鉴定时，染色后需要用酒精洗去浮色；蛋白质鉴定时使用的双缩脲试剂，需要先滴加双缩脲试剂 A 液，摇匀后再滴加少量双缩脲试剂 B 液。6下表的有关分析错误的是( )溶液溶质的元素组成检测试剂颜色反应溶质的基本单位甲 C、H、O 砖红色 葡萄糖乙 C、H、O、N 等 双缩脲试剂 A.甲可能是麦芽糖溶液B是斐林试剂，使用时需水浴加热C乙

25、液可能是一种酶溶液D是紫色，是核苷酸解析：选 D 糖类中的还原糖(如葡萄糖、果糖、麦芽糖等)与斐林试剂发生作用，产生砖红色沉淀；蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。根据表格分析，甲是还原糖，乙是蛋白质，其基本单位是氨基酸。7向盛有一定面糊的试管中加入适量的 淀粉酶，65 (淀粉酶的最适温度)水浴保温后，先后加入 1 mL 0.1 g/mL 的 NaOH 溶液和 4 滴 0.01 g/mL CuSO4溶液，摇匀后，试管内立即出现的现象是(淀粉酶是蛋白质，能水解淀粉，但自身不消耗)( )- 13 -A产生砖红色沉淀 B溶液呈蓝色C溶液呈现紫色 D溶液不变化解析：选 C 因为 淀粉酶是催化剂，

26、它的化学本质为蛋白质，在反应过程中化学本质不变，所以遇双缩脲试剂会立即发生紫色反应。二、非选择题8请回答下列与物质鉴定有关的问题：(1)斐林试剂可以用来鉴定梨汁中是否含有_。(2)脂肪的检测和观察有两种方法，方法一是在待测组织样液中滴加 3 滴_染液，观察样液被染色的情况；方法二是制作临时玻片标本，用显微镜观察细胞被着色的情况。(3)要鉴定某待测样液中是否含有蛋白质，可以使用_试剂，若待测样液出现了_色，则可推测该待测样液中含有蛋白质。(4)某研究性学习小组用质量浓度为 0.1 g/mL NaOH 溶液和质量浓度为 0.05 g/mL CuSO4溶液等试剂做物质鉴定实验，请依据下列实验步骤回答

27、问题：试管 第 1 步加入 第 2 步加入 第 3 步加入 颜色变化12 mL NaOH溶液2 mL CuSO4溶液2 mL 梨汁22 mL NaOH溶液2 mL 梨汁 2 mL CuSO4溶液3 2 mL 梨汁2 mL NaOH溶液2 mL CuSO4溶液42 mL CuSO4溶液2 mL 梨汁 2 mL NaOH溶液52 mL CuSO4溶液2 mL NaOH溶液2 mL 梨汁6 2 mL 梨汁2 mL NaOH和 CuSO4的混合液2 mL 蒸馏水7 2 mL 梨汁2 mL NaOH和 CuSO4的混合液2 mL01 g/mL的 HCl 溶液相 应 处 理设计 15 号试管的实验目的是探

28、究_。7 号与 6 号试管相比，设计 7 号试管的实验目的是探究_。- 14 -解析：(1)鉴定梨汁中是否含有还原糖可以用斐林试剂。(2)脂肪可用苏丹染液(或苏丹染液)鉴定待测组织样液，呈橘黄色(或红色)，方法二是制作临时玻片标本，用显微镜观察细胞被着色的情况。(3)鉴定某待测样液中的蛋白质，可使用双缩脲试剂，若产生紫色反应，则可推测该待测样液中含有蛋白质。(4)15 号试管的变量只有梨汁、质量浓度为 0.1 g/mL NaOH 溶液和质量浓度为 0.05 g/mL CuSO4溶液的加入顺序，因此实验目的是探究梨汁、质量浓度为 0.1 g/mL NaOH 溶液和质量浓度为 0.05 g/mL CuSO4溶液的加入顺序是否影响实验结果。7 号与 6 号试管相比其变量是盐酸的有无，所以设计 7 号试管的实验目的是探究质量浓度为 0.1 g/mL 的 HCl 溶液对实验结果的影响。答案：(1)还原糖 (2)苏丹(或苏丹) (3)双缩脲 紫 (4)梨汁、质量浓度为0.1 g/mL NaOH 和 0.05 g/mL CuSO4的加入顺序是否影响实验结果 质量浓度为 0.1 g/mL的 HCl 溶液对实验结果的影响