高中生物配套课件：2.1细胞中的元素和化合物（人教版必修1）

(共59张PPT)
1.下表是某科研人员测得的玉米和人体内含量较多的元素种类以及各类元素含量(占细胞干重的质量分数%)：
分析上表数据，思考并交流下列问题：
(1)玉米和人的体细胞中所含元素的种类相同吗？说明什么问题？
提示：基本相同。说明了生物界具有统一性。
(2)同一种元素在玉米和人体细胞中含量相同吗？由此能说明什么问题？
提示：含量不同，有的相差很大。说明生物的差异性。
(3)根据以上分析，推测同种生物(如人或玉米)的不同细胞中的各种元素的含量相同吗？
提示:含量不同。
2.在干旱环境中的仙人掌和海洋中的水母中，所占质量百分比最大的元素是什么？请分析原因。
提示：氧元素。因为构成活细胞的各种化合物中，水所占的质量百分比最大，而水中氧元素的质量百分比较大。
不同状态的细胞中元素的含量
(1)占细胞鲜重的百分比：O＞C＞H＞N＞P＞S。
(2)占细胞干重的百分比：C＞O＞N＞H＞Ca＞P＞S。
元素的记忆规律
(1)大量元素：
可以用谐音记忆：“他请杨丹刘林盖美家”(C、H、O、N、S、P、Ca、Mg、K)。
(2)微量元素：谐音记忆“铁锰碰新木桶”(Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu)
典例 人们经常食用的牛、羊、猪等肉类和白菜、土豆等蔬菜，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.组成生物体细胞的化学元素在无机自然界都能找到
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.组成生物体细胞的最基本元素是碳
D.不同生物的细胞内，组成它们的化学元素的含量大体相同
解答本题的关键是：牛、羊、猪等肉类中的化学组成元素和化合物与人的大体相同。
【规范解答】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，因此不同生物间可进行物质转换。但是组成它们的各种元素的含量是不同的，由此分为大量元素和微量元素。组成生物体细胞的化学元素都来自无机自然界，因此组成生物体细胞的化学元素在无机自然界都能找到。据研究，组成生物体细胞的最基本元素是碳，即A、C两项本身正确，但不符合题干所问。
【变式备选】下列有关组成生物体的化学元素的论述中，不正确的是( )
A.无机自然界的化学元素在生物体内都可以找到
B.研究组成生物体的化学元素可以得出生物界与非生物界具有统一性
C.组成细胞的化学元素中，氧元素的含量最多，因为细胞中水的含量最多
D.尽管生物体内微量元素含量很少，但缺少时对生命活动影响却很大
【解析】选A。生物界与非生物界具有统一性和差异性，构成细胞的化学元素没有一种是生命物质所特有的，但并非所有的非生物界元素都是构成生物体的元素；组成细胞的元素中氧最多；微量元素少而不可或缺。
1.判断下列材料能否作为检测还原糖的材料。
(1)苹果或梨
(2)绿色叶片
提示：
提示：
2.结合还原糖、蛋白质的检测实验，从成分、试剂使用和所需条件角度，填表分析斐林试剂与双缩脲试剂的不同点。
提示：
1.实验材料的选择
(1)富含被检测的目的有机物。
(2)材料本身应为白色或近于白色，不干扰实验结果。
2.实验的拓展应用
(1)利用斐林试剂和双缩脲试剂可以检测尿液中是否含有葡萄糖和蛋白质，从而辅助进行糖尿病、肾炎的诊断。
(2)检测奶粉中的蛋白质、淀粉、还原糖、脂肪的有无，辅助确认是否是劣质产品。
典例 某同学对一待测物质进行如下实验，假设实验步骤均正确，其进行的实验及观察到的现象如下表。请回答其可能鉴定的物质及试剂A是
A.鸡蛋清 斐林试剂 B.鸡蛋清 碘液
C.劣质奶粉 碘液 D.劣质奶粉 斐林试剂
解答本题的关键是：试剂A为斐林试剂、B为碘液，据现象可知鉴定的物质中含蛋白质和淀粉。
【规范解答】选D。生物组织中糖类、脂肪和蛋白质的检测实验原理分别是：蛋白质+双缩脲试剂→紫色；还原糖+斐林试剂50℃～65℃温水中加热砖红色沉淀；淀粉+碘液→蓝色；脂肪+苏丹Ⅲ染液→橘黄色；由表格实验检测结果推知，试剂A是斐林试剂，试剂B是碘液，鉴定的物质中含有蛋白质和淀粉，因此不可能是鸡蛋清。
【变式备选】现提供新配制的斐林试剂甲液、乙液、蒸馏水，则充分利用上述试剂及必需的实验用具，能鉴别出下列哪些物质( )
①葡萄糖 ②蔗糖 ③胰蛋白酶 ④DNA
A.①和③ B.①和② C.只有① D.②、③和④
【解析】选A。题中为斐林试剂，可用来检测还原糖。斐林试剂和双缩脲试剂的成分中，都是NaOH溶液和CuSO4溶液，但是两种成分的浓度是不同的，不过题干中提供了蒸馏水，就可以将乙液稀释成0.01 g/mL的CuSO4溶液，从而可以配制成双缩脲试剂，可用来检测胰蛋白酶。蔗糖是非还原糖，不能用斐林试剂鉴定，DNA的鉴定需要甲基绿或二苯胺。
1.人体内微量元素的含量甚微，但是对人体的健康却起着重要作用。下列各组元素全部是微量元素的是( )
A.I、K、O、S B.B、Mo、Fe、Zn、Cu
C.N、H、O、P、C D.Fe、Ca、Cu、Mg、C
【解析】选B。观察比较可知，选项A中有O、S、K三种大量元素，选项B中全部都是微量元素，选项C中全部为大量元素，选项D中有C、Mg、Ca三种大量元素。
2.仙人掌生活在缺水的沙漠中，在仙人掌细胞中含量最多的化合物是 ( )
A.水 B.蛋白质 C.脂肪 D.糖类
【解析】选A。占细胞鲜重含量最多的化合物是水，不受其生物生活环境的影响。
3.(2011·邢台高一检测)占大豆细胞干重最多的有机物是
( )
A.糖类 B.蛋白质 C.脂肪 D.核酸
【解析】选B。计算细胞干重时，不考虑细胞中的水，故含量最多的有机物是蛋白质。
4.C、H、O三种化学元素在组成人体的化学成分中，质量分数占93%左右，而这三种元素在组成岩石圈的化学成分中，质量分数还不到1%，这个事实说明( )
A.生物界和非生物界具有统一性
B.生物界和非生物界具有差异性
C.生物界和非生物界本质相同
D.生物界具有独特的元素
【解析】选B。C、H、O三种元素在生物界与非生物界的含量相差很大，说明生物界与非生物界的差异性。
5.(2011·长春高一检测)下面是一组鉴别生物体内几种有机物的实验，其中的数字分别代表( )
A.①葡萄糖 ②苏丹Ⅲ染液 ③紫色
B.①蔗糖 ②苏丹Ⅳ染液 ③紫红色
C.①还原糖 ②苏丹Ⅳ染液 ③蓝紫色
D.①还原糖 ②苏丹Ⅳ染液 ③紫色
【解析】选D。还原糖与斐林试剂在加热条件下反应生成砖红色沉淀；脂肪可被苏丹Ⅳ染液染成红色，蛋白质与双缩脲试剂反应呈紫色。
6.用斐林试剂检测还原糖时，其溶液的颜色变化过程为( )
A.浅蓝色→无色→棕色 B.浅蓝色→棕色→砖红色
C.棕色→浅蓝色→砖红色 D.棕色→砖红色→绿色
【解析】选B。实验中，刚加入的斐林试剂中CuSO4和NaOH反应生成Cu(OH)2，呈浅蓝色，随后，还原糖与Cu(OH)2反应生成砖红色的Cu2O沉淀，随着Cu2O的逐渐积累，颜色就由棕色(蓝色和砖红色的混合色)变成砖红色。
7.下表中各元素的数据代表该元素占元素总量的百分数。请据表回答问题。
(1)组成人体的化学元素在元素周期表上都有，它们普遍存在于非生物界，生物体内不包含特殊的“生命元素”，这个事实说明__________________________________________。
(2)人体中的钙在骨和牙齿中以______的形式存在，成年人缺少时会患________症。
(3)从此表看，人体成分中没有铁的含量，是否人体不含铁 _____________ 。为什么 _____________。
【解析】本题通过表格数据形式，对元素与化合物的知识作综合的考查，生物界与非生物界在元素组成上既有统一性，又有差异性。无机盐在人体中大多以离子形式存在，也有些以化合态的形式存在。
答案：(1)生物界与非生物界具有统一性
(2)碳酸钙 骨质疏松
(3)不是 铁是构成血红蛋白的成分，表中没有是因为铁是微量元素，含量很少
一、选择题(本题包括7小题，每小题3分，共21分)
1.以下对组成细胞的化学元素的叙述，错误的是( )
A.组成细胞的化学元素常见的有20多种
B.组成不同生物体细胞的化学元素是大体相同的
C.在不同生物体细胞中，各种化学元素的含量相差很大
D.组成生物体细胞的化学元素是完全一样的
【解析】选D。组成细胞的化学元素常见的有20多种，各种化学元素都是生物体从外界环境中吸收而来的，因此各种生物体细胞中的化学元素种类是大体相同的，但含量不同。由于不同生物体生活的具体无机环境有差异，其生命活动方式也不尽相同，所以不同生物细胞中的化学元素是不完全一样的。
2.在鲜重状态下，细胞中含量最多的化学元素和在干重状态下细胞内含量最多的元素分别是( )
①C ②H ③O ④N ⑤P
A.③① B.①③ C.①① D.③④
【解析】选A。在鲜重状态下，细胞中含水量最多，而水中元素含量是氧多。细胞在干重状态下，主要组成成分是有机物，而组成有机物的主要元素是碳元素。
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40 μg～100 μg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。本题考查对微量元素的判断及微量元素作用的理解。虽然微量元素在生物体内含量很少，但其是人体生长必需的元素，且在生物体的新陈代谢过程中发挥着不可替代的作用；人体只有获得各种必需元素，才能正常生长发育。
4.大海中的水母、海带，沙漠中的仙人掌，陆地上的蜥蜴、小草等都是生物，都是由细胞组成的。这些生物的细胞鲜重中含量最多的化合物、含量最多的有机物分别是( )
A.水 蛋白质 B.糖类 水
C.糖类 蛋白质 D.水 脂质
【解析】选A。不论生物生活在什么样的环境中，除干种子外其细胞中鲜重含量最多的化合物均是水，含量最多的有机物是蛋白质。
5.(2011·合肥高一检测)在新榨取的梨汁中加入斐林试剂，加热后出现砖红色沉淀；将成熟棉花种子的子叶做成临时切片，用苏丹Ⅳ染液染色后在显微镜下观察，可以看到红色颗粒；向新鲜豆浆中加入双缩脲试剂，豆浆呈紫色。上述实验现象证明，梨汁、棉花种子的子叶和豆浆中主要含有的有机物依次是( )
A.还原糖、蛋白质、脂肪 B.还原糖、脂肪、蛋白质
C.淀粉、脂肪、蛋白质 D.脂肪、蛋白质、淀粉
【解析】选B。本题考查生物组织中糖类、脂肪、蛋白质的检测。与斐林试剂反应呈砖红色沉淀的是还原糖。脂肪经苏丹Ⅲ染液染色呈橘黄色，经苏丹Ⅳ染液染色呈红色，与双缩脲试剂反应呈紫色的是蛋白质。
6.某些单子叶植物，如菠菜、鸢尾等的叶子内含有大量的还原糖，但这些植物的叶子不宜做鉴定还原糖的实验材料，原因是( )
A.这些植物的叶片不易磨碎
B.在研磨时糖类易被破坏
C.叶片中的叶绿素颜色较深，会掩盖所发生的颜色反应
D.叶片中光合作用的产物以淀粉的形式存在
【解析】选C。鉴定还原糖实验材料的颜色应是白色或近于白色，而题干中的材料因含有叶绿素，颜色较深，会掩盖所发生的颜色反应。
7.(2011·泉州高一检测改造)一种植物和一种哺乳动物体内细胞的某些化学元素含量(占细胞干重的质量分数%)如下表数据。下列有关叙述中，正确的是(多选)( )
A.碳元素的含量说明有机物是干物质的主要成分
B.表中C、H、O、N属于大量元素，P、Ca、S属于微量元素
C.这两种生物体内所含的化学元素的种类基本相同
D.除钙元素外，表中其他元素是构成细胞的主要元素
【解析】选A、C。根据表格信息可知，两种生物细胞中碳元素含量最多，碳在生物体内是有机化合物的骨架，所以其含量多说明有机物是干物质的主要成分。表中所列元素都属于大量元素；由表中元素种类可知，这两种生物体内所含元素的种类基本相同；C、H、O、N是构成细胞的基本元素，C、H、O、N、P、S是构成细胞的主要元素。
二、非选择题(共2小题，共29分)
8.(10分)下表是组成地壳和组成细胞的部分元素含量(%)。请据图回答下列问题：
(1)组成细胞的化学元素在地壳中都普遍存在，没有一种化学元素是细胞所特有的，这一事实说明______________。
(2)由表中数据可知，同一元素在细胞和地壳中含量相差甚远，这一事实说明________________________________。
(3)由上表数据可知，组成细胞的元素中C、H、O含量最多，请据下表分析原因：
①______________________________________________。
②______________________________________________。
【解析】(1)无机自然界和生物界的化学元素种类相同，说明生物界和非生物界具有统一性。
(2)同一元素在地壳和细胞中含量不同，说明生物界和非生物界具有差异性。
(3)由细胞中各种化合物含量表可知，水含量最多，水是由H和O两种元素组成的，细胞的蛋白质、脂质、糖类和核酸中都含有C、H、O三种元素，所以细胞中的C、H、O三种元素含量最多。
答案：(1)生物界和非生物界具有统一性
(2)生物界和非生物界具有差异性
(3)①构成细胞的化合物中含量最多的是水，占85%～90%
②构成细胞的有机物都含有C、H、O三种元素
【实验·探究】
9.(19分)某校生物兴趣小组设计了两个实验：
(1)检测尿液中是否含有葡萄糖。
(2)证明血液中存在葡萄糖。
实验用品：新取尿液样品、加有柠檬酸钠的鸡血、清水、试管、离心机、三脚架、大烧杯、火柴、酒精灯、石棉网等。回答下列问题：
①在实验(1)过程中还需要的一种试剂是___________，所依据的实验原理是____________________________________。
②写出实验(1)可能的现象和结论。
a.现象__________，结论_____________________________。
b.现象__________，结论_____________________________。
③根据该实验的原理分析，实验(2)比实验(1)复杂，结果不容易判断，其原因是___________________________________。
④写出实验(2)的实验步骤及观察到的现象。
步骤：a.取加有柠檬酸钠的鸡血5 mL，用离心机离心，获得上清液。
b.取2 mL上清液，加入________，并在50 ℃～65 ℃的水浴中加热。
现象：_____________________________________________。
【解析】本题考查学生应用物质检测知识解决实际问题的能
力。
①检验葡萄糖的存在，可将待测液与斐林试剂温水浴加热，
观察是否出现砖红色沉淀。
②尿液中可能含有葡萄糖，也可能没有，则对应的实验现象
为出现砖红色沉淀或不出现砖红色沉淀。
③证明血液中存在葡萄糖，不能直接把血液与斐林试剂进行
温水浴加热，因为血液为红色，即使出现砖红色沉淀，也不
容易观察。
④血液离心后的上清液中加入斐林试剂后，需水浴加热，才
会出现砖红色沉淀。
答案：①斐林试剂 葡萄糖是还原糖，与斐林试剂在温水浴加热条件下生成砖红色沉淀
②a.出现砖红色沉淀 说明尿液中含葡萄糖
b.不出现砖红色沉淀 说明尿液中无葡萄糖
③血液呈红色，若直接用斐林试剂检验还原糖，则产生的颜色反应与血液颜色相近。而尿液的颜色不会干扰显色反应
④b.斐林试剂1 mL 有砖红色沉淀出现
【规律方法】探究性实验和验证性实验的不同点
(1)探究性实验是对某一未知的问题进行研究，而验证性实验是对已确定的某一结论进行实验验证。
(2)在进行探究性实验的结果预测和分析时，应考虑可能出现的不同实验结果，并根据不同结果，作出相应的结论。在可能出现的实验结果较多时，可以先考虑可能的结论，逆推对应的实验结果。但一定要注意：实验现象必须写在前面，相应结论写在后面，而不能把结论写在前面，实验现象写在后面。验证性实验的实验结果只有一种，且与已知结论相对应。