高中生物苏教版必修一（2019）1.1 细胞中的元素和无机化合物课件(共31张PPT)
文档属性
| 名称 | 高中生物苏教版必修一（2019）1.1 细胞中的元素和无机化合物课件(共31张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 7.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2023-09-12 17:58:09 | ||
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文档简介
(共31张PPT)
第一章第1节
细胞中的元素和无机化合物
清代诗人龚自珍的一句诗：“落红不是无情物，化作春泥更护花。”表达出诗人虽仕途不畅但仍不忘报国的伟大情怀。那从生物学的角度来看，这句诗折射出什么自然现象呢？
花朵落下后变成泥土的一部分，泥土中的养分供养着植物继续成长。这反映出植物从自然界中获取自己所需的物质。
问题探讨
那生物界与非生物界的元素组成有什么关系呢？
1.与无机环境相比，组成细胞的所有元素中，有没有哪一种元素是细胞所特有的？说明什么？
元素 地壳 细胞
O 48.60 65.0
Si 26.30 极少*
C 0.087 18.0
N 0.03 3.0
H 0.76 10.0
现象1：组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到，没有一种化学元素为细胞所特有。
说明：生物界与非生物界具有统一性。
（元素种类不同）
组成地壳和组成细胞的部分元素含量（%）表
一、构成细胞的元素
思考
元素 地壳 细胞
O 48.60 65.0
Si 26.30 极少*
C 0.087 18.0
N 0.03 3.0
H 0.76 10.0
组成地壳和组成细胞的部分元素含量（%）表
* Si在某些植物细胞中含量较多，如硅藻、禾本科植物
一、构成细胞的元素
现象2：细胞中各种元素的含量与无机自然界有很大不同。
说明：生物界与非生物界具有差异性。
（元素含量不同）
思考
2.细胞中的元素含量和无机环境中的元素含量相同吗？说明什么？
玉米细胞和人体细胞的部分元素
及含量（干重，质量分数）
1.组成玉米和人体的化学元素在种类上基本相同但含量存在较大差异，这分别体现了元素的什么特性？
统一性/差异性。
C、H、O、N。
不同。
一、构成细胞的元素
3.组成玉米细胞的各元素含量相同吗？组成人体细胞的各元素含量相同吗？
2.在玉米细胞和人体细胞中含量较多的四种元素一样吗？
在玉米细胞和人体细胞中含量最多的四种元素分别是什么？怎样解释这种现象？
在玉米细胞和人体细胞中含量较多的四种元素是一样的，都是C、H、O、N，这是因为玉米和人都是生物，组成它们的主要成分都是水、糖类、脂类和蛋白质等物质，这些物质含有C、H、O，蛋白质中还含有大量的N元素。
一、构成细胞的元素
思考
（1）元素种类具有统一性（生物与非生物、不同生物之间）。
元素的统一性和差异性
一、构成细胞的元素
（2）元素含量具有差异性（生物与非生物、不同生物之间）。
C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg、Na 、 Cl
最基本元素
基本元素
（占90%）
口诀：铁 锰 碰 新 木 桶 可 惜
Fe Mn B Zn Mo Cu Co Se
主要元素
（占97%）
铁 锰 硼 锌 钼 铜 钴 硒
一、构成细胞的元素
元素的分类
大量元素 （9种）
微量元素 （6种）
微量元素是不是可有可无？
组别 年度 观察人数 发病人数
实验组（补硒） 1974 4510 10
1975 6767 7
对照组（不补硒） 1974 3985 54
1975 5445 52
一项“硒与克山病发病相关性”研究的记录
（1）这是个 实验，此实验中变量是 。
（2）此实验结论是 ，从实验中可看出缺乏硒可能导致疾病。
对照
体内硒的含量
克山病与缺硒有明显关系
一、构成细胞的元素
克山病
克山病（Keshan disease）是一种以心肌细胞变性、坏死为主要病理特征的地方病，亦称地方性心肌病（endemic cardiomyopathy）。
1935年在我国黑龙江省克山县山区发现大批急性病例，主要表现为心脏扩大、心力衰竭、心律失常，因病因未明，故称为“克山病”。
现已证明克山病是一种与环境低硒(Se)关系密切的地方性心肌疾病。
一、构成细胞的元素
元素缺乏与疾病的相关性
缺Fe：
人体患缺铁性贫血
缺B：
华而不实（只开花不结果）
缺Zn：
食欲减退、免疫力下降、影响生长发育等
缺Mg：
影响植物叶绿素的合成，影响光合作用
缺Ca：
成年人缺钙患骨质疏松症；人血液中缺钙会出现抽搐现象
一、构成细胞的元素
元素 氧（O） 碳（C） 氢（H） 氮（N） 钙（Ca） 磷（P） 硫（S） 钾（K） 镁（Mg）
65 18 10 3 1.5 1.4 0.3 0.2 0.1
14.62 55.99 7.46 9.33 4.67 3.11 0.78 1.09 0.16
人体细胞的一些元素及其平均含量
鲜重
干重
人体细胞鲜重和干重中，哪种元素的含量最多，哪几种元素含量是较多的？为何有这样的差别？
鲜重含量最多的是O元素，干重含量最多是C元素。
无论干重还是鲜重，细胞中C、H、O和N这四种元素含量较多。
一、构成细胞的元素
类别 化合物 质量分数/%
无机化合物 水 85.0-90.0
无机盐 1.0-1.5
有机化合物 蛋白质 7.0-10.0
脂质 1.0-2.0
糖类和核酸 1.0-1.5
1.组成细胞的化学元素在细胞中的存在形式是什么样的？
2.细胞中的化合物有几类？各有几种？
3.最多的化合物是什么？最多有机化合物是什么？
二、水和无机盐是细胞中的无机化合物
水
无机盐
糖 类
蛋白质
脂质
核 酸
组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在。
化合物的种类
二、水和无机盐是细胞中的无机化合物
15
糖类
水：占70%~90%
：占1%~2%
核酸
脂质
蛋白质
占1%~1.5%
无机盐：占1%~1.5%
：占7%~10%
细胞内含量最多的化合物是： ，
含量最多的有机化合物是： ，
在细胞干重中，含量最多的有机物： 。
不同生物组织的细胞中各种化合物的差别是有差别的。
水
蛋白质
蛋白质
无机化合物（无机物）
有机化合物（有机物）
二、水和无机盐是细胞中的无机化合物
二、水和无机盐是细胞中的无机化合物
（一）水的含量
1.不同生物体的含水量是否相同？水生和陆生生物相比，哪种生物含水量高？
不同生物含水量不同，水生>两栖类>陆生。
水母97%
藻类90%
鱼类80—85%
蛙78%
高等植物60~80%
哺乳动物65%
二、水和无机盐是细胞中的无机化合物
2.同一生物体在不同的生长发育阶段的含水量是否相同？
生物不同阶段的含水量
生物 人体幼儿时期 人体成年时期 人体老年时期
水含量% 77 52-65 51
同一生物体在不同的生长阶段含水量不同，幼儿>成年；幼嫩部分>成熟部分。
（一）水的含量
牙齿 骨骼 骨骼肌 心脏 血液
10% 22% 76% 79% 83%
3.同一生物体不同的组织器官，含水量是否相同？
同一生物体不同的组织器官，含水量不同，代谢旺盛的组织或器官中含水量较多。
二、水和无机盐是细胞中的无机化合物
（一）水的含量
二、水和无机盐是细胞中的无机化合物
影响细胞含水量的因素
影
响
因素
生物种类
发育阶段
组织器官种类
水生生物
陆生生物
幼年
成年；
幼嫩部分
成熟部分
血液
骨骼
牙齿
>
>
>
>
>
二、水和无机盐是细胞中的无机化合物
（二）水在细胞中的存在形式和作用
1.水的分子结构与理化特性
①水分子由两个氢原子和一个氧原子以______(由实线表示)结合组成。
②在相邻水分子之间存在相互联结的作用力，即_____。
③水分子的空间结构与电荷的______分布，使得水分子具有______，这让几乎所有________或____________的分子都能溶解在水中。
④氢键使水分子间的作用力大大增强，水的______和______也因此而增高。
共价键
氢键
不对称
极性
带电荷的
具有极性基团
熔点
沸点
2.自由水
①含义：自由水以__________存在，参与细胞中各种代谢活动。
②作用
a.良好的____。
b.细胞中生物化学反应的介质。
c.有些自由水直接作为反应物参与生化反应。
d.运送营养物质和________。
游离的形式
溶剂
代谢废物
二、水和无机盐是细胞中的无机化合物
（二）水在细胞中的存在形式和作用
3.结合水
①含义：被细胞内________(如蛋白质)束缚而不易________的水。
②作用：组成____的重要成分。
其他物质
自由流动
细胞
二、水和无机盐是细胞中的无机化合物
（二）水在细胞中的存在形式和作用
结合水在细胞内与其他物质相结合，含量比较稳定，不易散失，一般吸附在大分子物质上，如淀粉、蛋白质、纤维素分子表面。自由水在细胞中的含量较多，变动幅度也较大，且易流通。通常说除去细胞中的水分主要是指去掉自由水，多采用晒干的方法。若要除去结合水，通常采用烘烤、燃烧的方法。若细胞失去结合水，则构成细胞的化合物及细胞的结构就会被破坏，可能导致细胞或生物体死亡。
二、水和无机盐是细胞中的无机化合物
知识拓展
二、水和无机盐是细胞中的无机化合物
（1）含量：约占细胞重量的____。
（2）存在形式：常以____形式存在。
细胞中的无机盐
1%
离子
细胞中的无机盐与生命活动关系密切。
二、水和无机盐是细胞中的无机化合物
作用 举例
维持细胞的________和生物体液的__________。 细胞中的__________、磷酸二氢钾等参与维持生物体液的________
参与________，维持细胞正常的___________。 合成血红蛋白需要__，合成甲状腺激素需要__，合成叶绿素需要____。
渗透压
酸碱平衡
磷酸氢二钾
酸碱平衡
物质组成
代谢活动
铁
碘
镁
（3）生理功能
细胞中的无机盐
（4）当某些无机盐含量____或____时，生物体可能会出现相应的病症。
二、水和无机盐是细胞中的无机化合物
生物 某些无机盐 症状
哺乳动物 缺少钙 ________
钙过多 ________
番茄 缺少__ 果实出现脐腐现象
缺少__ 老叶尖端和边缘出现失绿甚至干枯坏死的现象
过多
过少
肌肉抽搐
肌肉乏力
钙
钾
细胞中的无机盐
（5）精准农业能根据农田的____________和作物的__________，实施__________的精准施肥，高效地利用各类农业资源，并取得较好的____效益和____效益。精准农业也许会成为未来农业的发展方向。
土壤元素状况
元素缺乏症
定位、定量
经济
环境
二、水和无机盐是细胞中的无机化合物
细胞中的无机盐
1.水与代谢的关系
归纳提升
2.自由水与结合水相互转化的原因
（1）水分子与细胞内的亲水性物质如蛋白质、淀粉、纤维素等以氢键相结合。
（2）温度升高，水分子的动能增加，会逃脱氢键的束缚成为自由水。
自由水与结合水的比值
比值大
比值小
新陈代谢旺盛，但抗逆性较差
新陈代谢缓慢，但抗逆性较强
二、水和无机盐是细胞中的无机化合物
3.水在生产实际中的应用
生活中的现象 对此现象的解释
种子在贮存时需将种子晒干 减少自由水含量，降低种子的代谢，延长种子寿命
干种子用水浸泡后仍能萌发 失去自由水的种子仍保持其生理活性
归纳提升
二、水和无机盐是细胞中的无机化合物
1.下列属于构成细胞的大量元素的一组是（ ）
A.Ca、C、O、Mn B.H、O、K、Mg
C.C、 P、N、C、Mo D.N、S、O、Fe
2.下列关于细胞中元素和化合物的说法，错误的是（ ）
A.碳是构成细胞的最基本元素
B.核酸、氨基酸和叶绿素都含有N元素
C.细胞中含量最多的化合物是水
D.Fe元素既不属于大量元素也不属于微量元素
随堂检测
B
D
3.有关生物体细胞组成元素的叙述，正确的是（ ）
A.不管水生生物还是陆生生物，组成它们的化学元素种类大体相同
B.组成细胞的基本元素是C
C.活细胞中原子数目最多的元素是O
D.组成无机自然界中的化学元素，在生物体中都能找到
随堂检测
A
第一章第1节
细胞中的元素和无机化合物
清代诗人龚自珍的一句诗：“落红不是无情物，化作春泥更护花。”表达出诗人虽仕途不畅但仍不忘报国的伟大情怀。那从生物学的角度来看，这句诗折射出什么自然现象呢？
花朵落下后变成泥土的一部分，泥土中的养分供养着植物继续成长。这反映出植物从自然界中获取自己所需的物质。
问题探讨
那生物界与非生物界的元素组成有什么关系呢？
1.与无机环境相比，组成细胞的所有元素中，有没有哪一种元素是细胞所特有的？说明什么？
元素 地壳 细胞
O 48.60 65.0
Si 26.30 极少*
C 0.087 18.0
N 0.03 3.0
H 0.76 10.0
现象1：组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到，没有一种化学元素为细胞所特有。
说明：生物界与非生物界具有统一性。
（元素种类不同）
组成地壳和组成细胞的部分元素含量（%）表
一、构成细胞的元素
思考
元素 地壳 细胞
O 48.60 65.0
Si 26.30 极少*
C 0.087 18.0
N 0.03 3.0
H 0.76 10.0
组成地壳和组成细胞的部分元素含量（%）表
* Si在某些植物细胞中含量较多，如硅藻、禾本科植物
一、构成细胞的元素
现象2：细胞中各种元素的含量与无机自然界有很大不同。
说明：生物界与非生物界具有差异性。
（元素含量不同）
思考
2.细胞中的元素含量和无机环境中的元素含量相同吗？说明什么？
玉米细胞和人体细胞的部分元素
及含量（干重，质量分数）
1.组成玉米和人体的化学元素在种类上基本相同但含量存在较大差异，这分别体现了元素的什么特性？
统一性/差异性。
C、H、O、N。
不同。
一、构成细胞的元素
3.组成玉米细胞的各元素含量相同吗？组成人体细胞的各元素含量相同吗？
2.在玉米细胞和人体细胞中含量较多的四种元素一样吗？
在玉米细胞和人体细胞中含量最多的四种元素分别是什么？怎样解释这种现象？
在玉米细胞和人体细胞中含量较多的四种元素是一样的，都是C、H、O、N，这是因为玉米和人都是生物，组成它们的主要成分都是水、糖类、脂类和蛋白质等物质，这些物质含有C、H、O，蛋白质中还含有大量的N元素。
一、构成细胞的元素
思考
（1）元素种类具有统一性（生物与非生物、不同生物之间）。
元素的统一性和差异性
一、构成细胞的元素
（2）元素含量具有差异性（生物与非生物、不同生物之间）。
C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg、Na 、 Cl
最基本元素
基本元素
（占90%）
口诀：铁 锰 碰 新 木 桶 可 惜
Fe Mn B Zn Mo Cu Co Se
主要元素
（占97%）
铁 锰 硼 锌 钼 铜 钴 硒
一、构成细胞的元素
元素的分类
大量元素 （9种）
微量元素 （6种）
微量元素是不是可有可无？
组别 年度 观察人数 发病人数
实验组（补硒） 1974 4510 10
1975 6767 7
对照组（不补硒） 1974 3985 54
1975 5445 52
一项“硒与克山病发病相关性”研究的记录
（1）这是个 实验，此实验中变量是 。
（2）此实验结论是 ，从实验中可看出缺乏硒可能导致疾病。
对照
体内硒的含量
克山病与缺硒有明显关系
一、构成细胞的元素
克山病
克山病（Keshan disease）是一种以心肌细胞变性、坏死为主要病理特征的地方病，亦称地方性心肌病（endemic cardiomyopathy）。
1935年在我国黑龙江省克山县山区发现大批急性病例，主要表现为心脏扩大、心力衰竭、心律失常，因病因未明，故称为“克山病”。
现已证明克山病是一种与环境低硒(Se)关系密切的地方性心肌疾病。
一、构成细胞的元素
元素缺乏与疾病的相关性
缺Fe：
人体患缺铁性贫血
缺B：
华而不实（只开花不结果）
缺Zn：
食欲减退、免疫力下降、影响生长发育等
缺Mg：
影响植物叶绿素的合成，影响光合作用
缺Ca：
成年人缺钙患骨质疏松症；人血液中缺钙会出现抽搐现象
一、构成细胞的元素
元素 氧（O） 碳（C） 氢（H） 氮（N） 钙（Ca） 磷（P） 硫（S） 钾（K） 镁（Mg）
65 18 10 3 1.5 1.4 0.3 0.2 0.1
14.62 55.99 7.46 9.33 4.67 3.11 0.78 1.09 0.16
人体细胞的一些元素及其平均含量
鲜重
干重
人体细胞鲜重和干重中，哪种元素的含量最多，哪几种元素含量是较多的？为何有这样的差别？
鲜重含量最多的是O元素，干重含量最多是C元素。
无论干重还是鲜重，细胞中C、H、O和N这四种元素含量较多。
一、构成细胞的元素
类别 化合物 质量分数/%
无机化合物 水 85.0-90.0
无机盐 1.0-1.5
有机化合物 蛋白质 7.0-10.0
脂质 1.0-2.0
糖类和核酸 1.0-1.5
1.组成细胞的化学元素在细胞中的存在形式是什么样的？
2.细胞中的化合物有几类？各有几种？
3.最多的化合物是什么？最多有机化合物是什么？
二、水和无机盐是细胞中的无机化合物
水
无机盐
糖 类
蛋白质
脂质
核 酸
组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在。
化合物的种类
二、水和无机盐是细胞中的无机化合物
15
糖类
水：占70%~90%
：占1%~2%
核酸
脂质
蛋白质
占1%~1.5%
无机盐：占1%~1.5%
：占7%~10%
细胞内含量最多的化合物是： ，
含量最多的有机化合物是： ，
在细胞干重中，含量最多的有机物： 。
不同生物组织的细胞中各种化合物的差别是有差别的。
水
蛋白质
蛋白质
无机化合物（无机物）
有机化合物（有机物）
二、水和无机盐是细胞中的无机化合物
二、水和无机盐是细胞中的无机化合物
（一）水的含量
1.不同生物体的含水量是否相同？水生和陆生生物相比，哪种生物含水量高？
不同生物含水量不同，水生>两栖类>陆生。
水母97%
藻类90%
鱼类80—85%
蛙78%
高等植物60~80%
哺乳动物65%
二、水和无机盐是细胞中的无机化合物
2.同一生物体在不同的生长发育阶段的含水量是否相同？
生物不同阶段的含水量
生物 人体幼儿时期 人体成年时期 人体老年时期
水含量% 77 52-65 51
同一生物体在不同的生长阶段含水量不同，幼儿>成年；幼嫩部分>成熟部分。
（一）水的含量
牙齿 骨骼 骨骼肌 心脏 血液
10% 22% 76% 79% 83%
3.同一生物体不同的组织器官，含水量是否相同？
同一生物体不同的组织器官，含水量不同，代谢旺盛的组织或器官中含水量较多。
二、水和无机盐是细胞中的无机化合物
（一）水的含量
二、水和无机盐是细胞中的无机化合物
影响细胞含水量的因素
影
响
因素
生物种类
发育阶段
组织器官种类
水生生物
陆生生物
幼年
成年；
幼嫩部分
成熟部分
血液
骨骼
牙齿
>
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二、水和无机盐是细胞中的无机化合物
（二）水在细胞中的存在形式和作用
1.水的分子结构与理化特性
①水分子由两个氢原子和一个氧原子以______(由实线表示)结合组成。
②在相邻水分子之间存在相互联结的作用力，即_____。
③水分子的空间结构与电荷的______分布，使得水分子具有______，这让几乎所有________或____________的分子都能溶解在水中。
④氢键使水分子间的作用力大大增强，水的______和______也因此而增高。
共价键
氢键
不对称
极性
带电荷的
具有极性基团
熔点
沸点
2.自由水
①含义：自由水以__________存在，参与细胞中各种代谢活动。
②作用
a.良好的____。
b.细胞中生物化学反应的介质。
c.有些自由水直接作为反应物参与生化反应。
d.运送营养物质和________。
游离的形式
溶剂
代谢废物
二、水和无机盐是细胞中的无机化合物
（二）水在细胞中的存在形式和作用
3.结合水
①含义：被细胞内________(如蛋白质)束缚而不易________的水。
②作用：组成____的重要成分。
其他物质
自由流动
细胞
二、水和无机盐是细胞中的无机化合物
（二）水在细胞中的存在形式和作用
结合水在细胞内与其他物质相结合，含量比较稳定，不易散失，一般吸附在大分子物质上，如淀粉、蛋白质、纤维素分子表面。自由水在细胞中的含量较多，变动幅度也较大，且易流通。通常说除去细胞中的水分主要是指去掉自由水，多采用晒干的方法。若要除去结合水，通常采用烘烤、燃烧的方法。若细胞失去结合水，则构成细胞的化合物及细胞的结构就会被破坏，可能导致细胞或生物体死亡。
二、水和无机盐是细胞中的无机化合物
知识拓展
二、水和无机盐是细胞中的无机化合物
（1）含量：约占细胞重量的____。
（2）存在形式：常以____形式存在。
细胞中的无机盐
1%
离子
细胞中的无机盐与生命活动关系密切。
二、水和无机盐是细胞中的无机化合物
作用 举例
维持细胞的________和生物体液的__________。 细胞中的__________、磷酸二氢钾等参与维持生物体液的________
参与________，维持细胞正常的___________。 合成血红蛋白需要__，合成甲状腺激素需要__，合成叶绿素需要____。
渗透压
酸碱平衡
磷酸氢二钾
酸碱平衡
物质组成
代谢活动
铁
碘
镁
（3）生理功能
细胞中的无机盐
（4）当某些无机盐含量____或____时，生物体可能会出现相应的病症。
二、水和无机盐是细胞中的无机化合物
生物 某些无机盐 症状
哺乳动物 缺少钙 ________
钙过多 ________
番茄 缺少__ 果实出现脐腐现象
缺少__ 老叶尖端和边缘出现失绿甚至干枯坏死的现象
过多
过少
肌肉抽搐
肌肉乏力
钙
钾
细胞中的无机盐
（5）精准农业能根据农田的____________和作物的__________，实施__________的精准施肥，高效地利用各类农业资源，并取得较好的____效益和____效益。精准农业也许会成为未来农业的发展方向。
土壤元素状况
元素缺乏症
定位、定量
经济
环境
二、水和无机盐是细胞中的无机化合物
细胞中的无机盐
1.水与代谢的关系
归纳提升
2.自由水与结合水相互转化的原因
（1）水分子与细胞内的亲水性物质如蛋白质、淀粉、纤维素等以氢键相结合。
（2）温度升高，水分子的动能增加，会逃脱氢键的束缚成为自由水。
自由水与结合水的比值
比值大
比值小
新陈代谢旺盛，但抗逆性较差
新陈代谢缓慢，但抗逆性较强
二、水和无机盐是细胞中的无机化合物
3.水在生产实际中的应用
生活中的现象 对此现象的解释
种子在贮存时需将种子晒干 减少自由水含量，降低种子的代谢，延长种子寿命
干种子用水浸泡后仍能萌发 失去自由水的种子仍保持其生理活性
归纳提升
二、水和无机盐是细胞中的无机化合物
1.下列属于构成细胞的大量元素的一组是（ ）
A.Ca、C、O、Mn B.H、O、K、Mg
C.C、 P、N、C、Mo D.N、S、O、Fe
2.下列关于细胞中元素和化合物的说法，错误的是（ ）
A.碳是构成细胞的最基本元素
B.核酸、氨基酸和叶绿素都含有N元素
C.细胞中含量最多的化合物是水
D.Fe元素既不属于大量元素也不属于微量元素
随堂检测
B
D
3.有关生物体细胞组成元素的叙述，正确的是（ ）
A.不管水生生物还是陆生生物，组成它们的化学元素种类大体相同
B.组成细胞的基本元素是C
C.活细胞中原子数目最多的元素是O
D.组成无机自然界中的化学元素，在生物体中都能找到
随堂检测
A