人教版（2019）必修一备考期末-《组成细胞的分子》-“细胞中的元素和化合物”章节重点归纳&典例示范学案（含答案）

《组成细胞的分子》
“细胞中的元素和化合物”章节重点归纳&典例示范
【基础归纳】
【组成细胞的元素】
分类（下图 ）
最基本元素、基本元素和主要元素是根据元素对生物体的作用划分的，它们的作用均不可忽视。
大量元素、微量元素是根据元素在生物体内的含量区分的。
含量占生物体总质量万分之一以上的元素为大量元素，万分之一以下的元素为微量元素。
口诀记忆微量元素
铁（Fe）猛（Mn） 碰（B）新（Zn）木（Mo）桶（Cu）。
生物界与非生物界在元素组成上的统一性和差异性
统一性的表现：组成生物的元素在无机自然界中都能找到，在元素种类上具有统一性。
差异性的表现：同一种元素在生物界和非生物界中的含量差别很大。
典例示范
生命具有物质性，这是生物界与非生物界具有统一性的一面。下列对这种观点的表述不严密的是（　　）
A. 组成细胞的化学元素没有一种是生命物质特有的，都可在无机自然界中找到
B. 组成细胞的化合物没有一种是生物界特有的，都可在无机自然界中找到
C. 从生命起源上看，生命物质是无机自然界的物质通过化学变化发展而来的
D. 从新陈代谢上看，生命物质是无机自然界的物质通过同化作用转化而来的
【答案】B
下列有关组成生物体的化学元素的叙述，正确的是（　　）
A. 微量元素在生物体内含量最少，所以人体不存在微量元素缺乏症
B. 每种元素在不同生物体内的含量都是相同的
C. 组成生物体的化学元素根据其含量不同可分为大量元素和微量元素两大类
D. 组成生物体的大量元素中，C 是最基本元素，在细胞鲜重中含量也是最多的
【答案】C
【组成细胞的化合物】
元素与化合物
组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在。
组成细胞的化合物的种类及含量
除以上蛋白质、核酸、糖类、脂质等有机物外，细胞中最常见的有机物还有维生素。
特别提醒
细胞中，含量最多的化合物是水，含量最多的有机化合物是蛋白质。
典例示范
科学家在利用无土栽培法培养一些花卉时，培养液中添加了多种必需的化学元素，其配方如下表所示。其中植物根细胞吸收量最少的离子是 （　　）
A. Ca2+ 　　 B. SO42- 　　 C. Zn2+ 　　 D. H2PO4-
【答案】C
图甲是小耳鼩细胞中化合物含量的扇形图（A>B>C），图乙是小耳鼩活细胞中元素含量的柱形图， 下列说法错误的是 （　　）
A. 若图甲表示细胞鲜重，则A、B 化合物依次是水、蛋白质
B. 若图乙表示组成人体活细胞的元素含量，则a、b、c 依次是O、C、H
C. 地壳与细胞中含量最多的元素都是a，说明生物界与非生物界的统一性
D. 若图甲表示干重状态细胞化合物的含量，则A化合物为蛋白质
【答案】C
组成人体细胞的元素有不同的叙述，如鲜重中C 占18%，O 占65%，而干重中C 占55.99%，O 占14.62%。下列对人体细胞元素组成的说法，正确的是 （　　）
A. 人体细胞中C、H、O、Fe 都是大量元素　　
B. 干重中C 的含量高的原因是细胞失水
C. O 在鲜重中最多，所以是细胞中最基本的元素　　
D. 构成人体的元素在地壳中不一定能找到
【答案】B
下列有关组成生物体的化学元素的叙述，正确的是（　　）
A. Cu、Mg、Mn、Mo、B 都是组成生物体的微量元素
B. 人、动物与植物所含化学元素的种类差异很大
C. 组成生物体的化学元素在无机自然界中都能找到
D. 细胞中一种元素的作用能被其他元素替代
【答案】 C
如下图所示，图甲是细胞中3 种化合物含量的扇形图。图乙是有活性的细胞中不同元素含量的柱形图。下列说法不正确的是（　　）
A. 若图甲表示正常细胞，则Ⅰ、Ⅱ化合物共有的元素中含量最多的是图乙中的a
B. 若图甲表示细胞完全脱水后化合物含量的扇形图，则Ⅰ化合物中含量最多的元素为图乙中的b
C. 图乙的正常细胞中原子数量最多的是c，这与细胞中含量最多的有机物有关
D. 若图甲表示正常细胞，则Ⅱ化合物具有多样性，其必含的元素为C、H、O、N 【答案】C
【检测生物组织中的糖类、脂肪、蛋白质】
实验原理
方法步骤
还原糖的检测和观察
脂肪的检测和观察
方法一：直接染色
步骤及现象：向待测组织样液中滴加3 滴苏丹Ⅲ染液，有橘黄色的颜色反应。
结论：组织中含有脂肪。
方法二：制片观察
蛋白质的检测和观察
实验注意事项
在还原糖的检测实验中，最理想的实验材料是还原糖（常见的还原糖有葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖等）含量较高的生物组织（或器官），而且生物组织的颜色最好较浅，易于观察实验现象。不能选用甜菜、甘蔗，因为它们所含的蔗糖不属于还原糖；不能选择西瓜、血液、绿色叶片等颜色深的作为实验材料，这些材料有颜色，干扰实验结果的颜色变化。
试剂应用
1. 斐林试剂不稳定，一般配制成甲液（质量浓度为0.1 g/mL 的NaOH 溶液）和乙液（质量浓度为0.05 g/mL 的CuSO4 溶液）来保存，使用时必须将甲液、乙液混合均匀后使用。
2. 在使用双缩脲试剂时，应先加A 液（质量浓度为0.1 g/mL 的NaOH 溶液）造成碱性环境，再加B 液（质量浓度为0.01 g/mL 的CuSO4 溶液）。
3. 脂肪鉴定过程中滴加1～ 2 滴体积分数为50% 的酒精的目的是洗去浮色，原因是苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液易溶于酒精。
规律总结
（1）加热。在三种有机物的检测实验中，只有还原糖的检测需要加热，且加热的方法是水浴加热。
（2）显微镜。在三种有机物的检测实验中，只有脂肪的检测可能用到显微镜。
典例示范
下列关于细胞结构与成分的叙述，错误的是（　　）
A. 细胞膜的完整性可用台盼蓝染色法进行检测
B. 检测氨基酸的含量可用双缩脲试剂进行显色
C. 若要观察处于细胞分裂中期的染色体可用醋酸洋红液染色
D. 斐林试剂是含有Cu2+ 的碱性溶液，可被葡萄糖还原成砖红色
【答案】B
油菜种子成熟过程中部分有机物的变化如下图所示。将不同成熟阶段的种子制成匀浆后检测，结果正确的是（　　）
选项 取样时间 检测试剂 检测结果
A 第10 d 斐林试剂 不显色
B 第20 d 双缩脲试剂 不显色
C 第30 d 苏丹Ⅲ试剂 橘黄色
D 第40 d 碘液 蓝色
【答案】C
对实验材料的选择，下列叙述错误的是 （　　）
A. 可用斐林试剂甲液和乙液、蒸馏水来鉴定生物组织中的蛋白质
B. 花生种子含脂肪多且子叶肥厚，是用于脂肪鉴定的理想材料
C. 花生种子含油量高，鉴定花生油时可以选用苏丹Ⅲ染液
D. 甜菜块根虽然含有较多糖且近于白色，但是不能用于进行还原糖的鉴定
【母题变式】
还原糖的鉴定实验中，为什么斐林试剂要用刚配制的？ 　 　
【答案】C
【母题变式】
提示：斐林试剂很不稳定，容易产生蓝色的 Cu(OH)2 沉淀， 影响实验结果。
用碘液、苏丹Ⅲ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的颜色反应，结果如下表所示，其中“+”的数量代表颜色反应的深浅程度。下列有关说法不正确的是 （　　）
A. 乙种子中主要含蛋白质
B. 碘液、苏丹Ⅲ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显微镜
D. 这三种试剂的使用均不需要水浴加热
【答案】A
用碘液、苏丹Ⅲ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的颜色反应，结果如下表所示， 其中“+”的数量代表颜色反应的深浅程度。下列有关说法不正确的是（　　）
试剂 碘液 苏丹Ⅲ染液 双缩脲试剂
甲 ++++ ++ +
乙 ++ ++++ ++
丙 + ++ ++++
A. 乙种子中主要含蛋白质
B. 碘液、苏丹Ⅲ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显微镜
D. 这三种试剂的使用均不需要水浴加热
【答案】 A
下列关于实验的说法正确的是（　　）
①用斐林试剂检测还原糖　②用苏丹Ⅳ染液检测脂肪　
③用双缩脲试剂检测蛋白质　④用碘液检测淀粉
A. 实验①需要水浴加热　
B. 实验②和④需要使用显微镜观察
C. 实验③所用的试剂经稀释后可用于实验①
D. 实验①③④所用的试剂都需要现用现配
【答案】A
下列关于“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”实验操作步骤的叙述，正确的是（　　）
A. 用于检测还原糖的斐林试剂的甲液和乙液，可直接用于蛋白质的检测
B. 检测脂肪时，需要用显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪颗粒
C. 检测还原糖时，要加入斐林试剂甲液摇匀后，再加入乙液
D. 用于检测蛋白质的双缩脲试剂的A 液与B 液要混合均匀后，再加入含样液的试管中，且必须现用现配
【答案】B
判断正误：
（1）用苏丹Ⅲ染液染色，观察花生子叶细胞中的脂肪滴（颗粒）。（　　）
（2）在甘蔗茎的组织样液中加入双缩脲试剂，温水浴后液体由蓝色变成砖红色。（　　）
（3）在大豆种子匀浆液中加入斐林试剂，液体由蓝色变成紫色。（　　）
（4）检测氨基酸的含量可用双缩脲试剂进行显色。（　　）
（5）斐林试剂是含有Cu2+ 的碱性溶液，可被葡萄糖还原成砖红色。（　　）
【答案】
（ 1）√　（2）×　（3）×　（4）×　（5）√
现有无标签的稀蛋清、葡萄糖、淀粉和淀粉酶（是一种蛋白质，能够将淀粉分解为麦芽糖）溶液各一瓶，可用双缩脲试剂、斐林试剂和淀粉溶液将它们鉴定出来。请回答：
用试剂将上述4 种溶液初步鉴定如下，请填写相应内容。
①为 　　　　　　　 　，⑤为 　　　　　　　　。区分发生显色反应的一组溶液的方法及鉴定结果为将 　　　　　　分别与发生显色反应的两种溶液混合，一段时间后，用斐林试剂分别处理上述两种混合液，并进行水浴加热2 min，出现砖红色沉淀的溶液是 　　　　　　　　溶液，另一溶液不出现砖红色沉淀。　
【答案】稀蛋清、淀粉酶　淀粉　淀粉（或⑤）　淀粉酶
【知识拓展】
【有关元素与化合物的四个误区】
在组成细胞的化合物中，占鲜重百分比为水>蛋白质> 脂质> 糖类；占干重百分比中，蛋白质最多。
易混淆元素与化合物在干重与鲜重条件下的百分比
在组成细胞的元素中，含量最多的四种元素占鲜重百分比为O>C>H>N，占干重百分比为C>O>N>H。
误以为细胞中含量最多的元素是 C
活细胞中含量最多的元素是O ；细胞干重中含量最多的元素是C。
误以为生物体内大量元素重要，微量元素不重要
大量元素、微量元素是根据元素的含量划分的。无论大量元素还是微量元素，都是生物体必需的元素，对维持生物体的生命活动都起着非常重要的作用。
典例示范
我们如何找到回家的路？荣获2014 年诺贝尔生理学或医学奖的三位科学家发现，大脑里的神经细胞——“位置细胞”和“网格细胞”起到了重要作用。下列叙述中正确的是（　　）
A.“位置细胞”鲜重中质量百分比最高的元素是C
B.“网格细胞”干重中质量百分比最高的元素是O
C. 上述两种细胞鲜重中原子数量最多的元素均是H
D. P 和S 分别是“位置细胞”中的大量元素和微量元素
【答案】C
【菲林试剂与双缩脲试剂的比较】
比较项目 斐林试剂 双缩脲试剂
不同点 使用方法 甲液和乙液混合均匀即可使用，且现用现配 使用时先加A 液再加B 液
显色反应条件 需水浴加热 不需加热即可反应
反应原理 还原糖中的醛基或酮基被Cu(OH)2 氧化， Cu(OH)2 被还原为Cu2O 具有两个以上肽键的化合物在碱性条件下与Cu2+ 反应生成络合物
颜色变化 出现砖红色沉淀 样液变紫色
浓度 乙液CuSO4 溶液的质量浓度为0.05 g/mL B 液CuSO4 溶液的质量浓度为0.01 g/mL
相同点 都含有NaOH、CuSO4 两种成分，且所用NaOH 溶液的质量浓度都是0.1 g/mL
利用“一同四不同”区分斐林试剂与双缩脲试剂。
（1）“一同”是指都含有NaOH 和CuSO4 两种成分，且NaOH 溶液的质量浓度都为0.1 g/mL。
（2）“四不同”分别指：
①反应原理不同。
斐林试剂的实质是新配制的Cu（OH）2 溶液，双缩脲试剂的实质是碱性环境中的Cu2+。
②CuSO4 溶液的浓度不同。
斐林试剂中CuSO4 溶液的质量浓度为0.05 g/mL，双缩脲试剂中CuSO4 溶液的质量浓度为0.01 g/mL。
③使用方法不同。
检测还原糖时将甲、乙两种溶液等量混匀后立即使用；
检测蛋白质时，先加A 液1 mL 摇匀，然后加B 液4 滴，振荡摇匀。
④反应条件不同。
检测还原糖时，加入斐林试剂后需水浴加热；
检测蛋白质时，加入双缩脲试剂后不需要加热。
典例示范
现提供可配制斐林试剂的溶液：甲液（质量浓度为0.1 g/mL的NaOH 溶液）、乙液（质量浓度为 0.05 g/mL 的CuSO4 溶液）以及蒸馏水。如果充分利用上述试剂及必需的实验用
具，可灵活地检测出下列哪些物质？（　　）
①葡萄糖　②蔗糖　③胃蛋白酶（化学本质为蛋白质）④ DNA
A.只有① B.①和②
C.①和③ D. ②③和④
【答案】C