人教版高中生物必修一导学案：2.1细胞中的元素和化合物

第2章 组成细胞的分子 第一节 细胞中的元素和化合物
学习目标：
1.简述生物界与非生物界的统一性和差异性
2.列出组成细胞的主要元素，说出构成细胞的最基本元素是碳
3.简述细胞中常见元素的含量及差异
4.说出细胞中主要化合物的种类及含量
5.说出检测生物组织中的还原糖、淀粉、脂肪和蛋白质的原理
6.尝试用化学试剂检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质
7.指出实验操作中的注意事项
8.说出斐林试剂和双缩脲试剂的异同点
课前预习＆讨论：
一、细胞中的元素
（一）与自然界的比较 【问题探讨】课本P16
1． 性：从元素种类看，组成生物体的化学元素在无机自然界都能找到，没有一种元素为生物体所特有。
2． 性：从元素含量看，组成生物体的化学元素在生物体内和无机自然界含量差异很大。
（二）细胞中的元素
1．分类 （1）大量元素 （万分之一以上）
主要元素 最基本元素
（2）微量元素（万分之一以下）
2．含量 细胞鲜重含量最多的元素是 ，细胞干重含量最多的元素是 。
二、细胞中的化合物
（一）分类 （1） 化合物 ___________、_____________
（2） 化合物 __________、___________、__________、________
（二）含量:细胞鲜重含量最多的化合物是 ，细胞干重含量最多的化合物是 。
※补充知识：有机物与无机物的区别
无机物：通常指不含碳元素的化合物。少数含碳的化合物，如CO、CO2、碳酸盐、氰化物等也算无机物。无机物大致可分为氧化物、酸、碱、盐等
有机物：通常指含碳元素的化合物，均由碳氢化合物及其衍生物组成
【讨论】课本P17：思考与讨论2、3
【实验】检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
一、还原糖的检测
（一）原理
可溶性还原糖（ 、 、麦芽糖）的分子结构中含有还原性基团，与 试剂作用生成砖红色沉淀。
（二）材料
选用含糖量较 而且颜色较 或近于 色的组织或器官，如苹果或梨的果实。
（三）试剂 斐林试剂 甲液：质量浓度为0.1g/mL的 溶液
乙液：质量浓度为0.05g/mL的 溶液
（四）步骤：1．向试管内注入2mL待测组织样液。
2．向试管内加入1mL斐林试剂（甲液和乙液 ）。
3．将试管放入 中加热2min。
4．观察试管中出现的颜色变化。
（五）注意事项
1．斐林试剂不稳定，一般配成甲液、乙液来分别配制、储存。使用时将甲液、乙液等量混合均匀， 。
3．加热时，试管底部不能触及烧杯底部，同时试管口不能朝向实验者，以免造成烫伤。
二、淀粉的检测
（一）原理 淀粉遇 会变成 色
（二）材料 选择淀粉含量高，颜色近于白色的生物组织，如马铃薯块茎研磨液。
（三）试剂 碘液
（四）步骤　　1．向试管内注入2mL待测组织样液。
2．向试管内滴加2滴碘液，摇匀后观察颜色变化。
（五）注意事项 碘液不能滴加过多，以免影响颜色观察。
三、脂肪的检测
（一）原理
脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成 ，或被苏丹Ⅳ染液染成 ，因此，当含有大量油滴的植物细胞用苏丹Ⅲ染液或苏丹Ⅳ染液染色后，在显微镜下可看到细胞内含有呈橘黄色或红色的颗粒。
（二）材料
选择富含脂肪且比较大的种子，成熟 是最好的选择，实验前浸泡3～4小时。
（三）试剂
苏丹Ⅲ染液或苏丹Ⅳ染液、 溶液
（四）步骤
取材：花生种子（浸泡后去掉种皮），用刀片在花生子叶的横断面上平行切下若干薄片
①取最理想的薄片
②在薄片上滴2~3滴苏丹Ⅲ染液（2~3min）
③ （1~2滴体积分数为50%的酒精溶液）
④制成临时装片
观察：在 下寻找 ，然后用 观察
（五）注意事项 切片要尽可能薄，观察时要找最薄处，最好只有1～2层细胞。
四、蛋白质的检测
（一）原理 在碱性溶液（NaOH）中 ( http: / / www.21cnjy.com )，双缩脲（H2NOC-NH-CONH2）能与Cu2＋作用，形成紫色的络合物，这个反应叫双缩脲反应。由于蛋白质分子中含有很多肽键（-NH-CO-），因此能与双缩脲试剂发生反应，生成紫色络合物。
（二）材料 浸泡1～2天的大豆种子（或豆浆）或鸡蛋蛋清。
（三）试剂 试剂 A液：质量浓度为0.1g/mL的 溶液
B液：质量浓度为0.01g/mL的 溶液
（四）步骤
1．向试管内注入2mL待测组织样液。
2． 。
3． 。
4．观察试管中出现的颜色变化。
（五）注意事项
1．使用双缩脲试剂时，应先加A液造成碱性环境，再加B液（B液不能加多）。
2．如果选择大豆，必须提前浸泡1~2h，这 ( http: / / www.21cnjy.com )样容易研磨；如果选择鸡蛋清，要注意稀释，否则试验后鸡蛋清易黏附在试管壁，使反应不彻底，试管也不易清洗。
五、斐林试剂与双缩脲试剂的比较
斐林试剂 双缩脲试剂
成分相同 NaOH和CuSO4
浓度有所不同 0.1g/mL的NaOH溶液0.05g/mL的CuSO4溶液 0.1g/mL的NaOH溶液0.01g/mL的CuSO4溶液
原理不同 新配制的 与加入的还原糖在加热条件下，生成 _______色的 。 在 环境下的 ，与类似于双缩脲结构的 发生反应生成
用法不同 斐林试剂使用时，把NaOH溶液和CuSO4溶液混合后立即使用 双缩脲试剂使用时，先加入NaOH溶液，然后再加入CuSO4溶液
六、实验设计：各小组可自由选择各种生物材料检测组织中的某种化合物
目标检测：（答案均写在序号前）
一、单项选择题
人体内的微量元素的含量甚微，但是对人体的健康起着重要作用。下列全部是微量元
素的是 A．I、K、O、S　　 B．Fe、Zn、Cu 、B、Mo
C．N、H、O、P、C D．Fe、Ca、Cu、Mg、C
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
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种类是大体相同的
C．在同种生物体细胞中，不同化学元素的含量相差很大
D．不同生物体内各种化学元素的比例基本相同
大海中的水母、海带，沙漠中的仙人掌，陆地上的蜥蜴、小草等生物，都是由细胞组
成的。这些生物的细胞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
关于生物体内的化学元素的说法中正确的是
A．组成生物体的化学元素的种类和含量大体相同
B．生物体内的化学元素在非生物界都可以找到
C．生物体内的C元素是最基本的元素，含量总是最多的
D．微量元素在生物体内含量很少，所以对人体来说不需要补充
生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质三种有机物的鉴定实验中，以下操作错误的是
A．可溶性还原糖的鉴定，可用酒精灯直接加热产生砖红色沉淀
B．只有脂肪的鉴定需要使用显微镜 C．用双缩脲试剂检测蛋白质不需要加热
D．使用斐林试剂最好是现用现配
在用双缩脲试剂鉴定蛋白质实验时，正确的操作是
A．向2毫升蛋白稀释液中先加0.1g/mL的NaOH溶液，振荡均匀后，再加入3-4滴0.05g/mL的CuSO4溶液
B．向2毫升蛋白稀释液中先加0.1g/mL的NaOH溶液，振荡均匀后，再加入3-4滴0.01g/mL的CuSO4溶液
C．向2毫升蛋白稀释液中先加0.01g/mL的CuSO4溶液，振荡均匀后，再加入3-4滴0.1g/mL的NaOH溶液
D．向2毫升蛋白稀释液中同时加0.1g/mL的NaOH溶液和0.05g/mL的CuSO4溶液
在生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定实验中，对实验材料选择的叙述错误的是
A．甘蔗茎的薄壁组织、甜菜的块根等，都含有较多的糖且近于白色，因此可以用于
还原糖的鉴定
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．大豆种子蛋白质含量高，是进行蛋白质鉴定的理想植物组织材料
D．鸡蛋清含蛋白质多，是进行蛋白质鉴定的动物材料
在河北省“红心鸭蛋”事件中，部分蛋鸭养殖户用加入“红药”（主要成分是苏丹Ⅳ）的饲料喂蛋鸭而得到“红心鸭蛋”，被染成红色的是蛋黄中的
A．脂肪 B．蛋白质 C．核酸 D．葡萄糖
二、多项选择题
下列有关图示的分析中，正确的是
A．如果该图为组成细胞的化合物，则A中含有的元素为H、O
B．如果该图表示的是组成细胞的化合物，则A是蛋白质
C．如果该图表示的是组成活细胞中的元素，则A是氧元素
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
对下表中所列待测物质的检测，所选用的试剂及预期结果都正确的是
待测物质 检测试剂 预期显色结果
A 葡萄糖 斐林试剂 红色
B 脂肪 苏丹Ⅲ 橘黄色
C 淀粉 斐林试剂 蓝色
D 蛋白质 双缩脲试剂 紫色
统一 差异 C H O N P S K Ca Mg C H O N P S C Fe Mn Zn Cu B Mo
O C 无机 有机 水 蛋白质 葡萄糖 果糖 斐林 高 浅 白
NaOH CuSO4 ( http: / / www.21cnjy.com ) 等量混合均匀后再加入 盛有50~65℃温水的大烧杯 现配现用 碘 蓝 橘黄色 红色 花生种子 50%的酒精
洗去浮色 低倍镜 已着色（橘黄色）的圆形小颗粒 高倍镜 双缩脲
NaOH CuSO4 ( http: / / www.21cnjy.com ) 向试管内加入双缩脲试剂A液1mL摇匀 向试管内加入双缩脲试剂B液4滴摇匀 Cu(OH)2 砖红 Cu2O沉淀 碱性 Cu2+ 肽键
紫色络合物
1~5 BADAB 6~9 ABAA 11ACD 12 BD
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