人教版高中生物必修一学案：第2章组成细胞的分子第1节

第1节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）种类：细胞中常见的化学元素有20多种。
（2）分类
（3）含量
①在鲜重条件下，细胞中含量最多的元素是O，其次是C、H、N。
②在干重条件下，细胞中含量最多的元素是C，其次是O、N、H。
（4）生物界和非生物界的统一性和差异性
①统一性：从化学元素的种类分析，组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到。
②差异性：从化学元素的含量分析，细胞与非生物相比有很大不同。
巧记谐音记忆组成细胞的元素
（1）大量元素：她（C）请（H）杨（O）丹（N）留（S）人（P）盖（CA）美（MG）家（K）。
（2）微量元素：铁（FE）猛（MN）碰（B）新（ZN）木（MO）桶（CU）。
（3）含量最多的元素：鲜羊（氧）干碳。
2.组成细胞的化合物
（1）生物界和非生物界在元素组成的种类上完全相同（）
（2）CA、FE、MN、ZN、B、MO等是组成细胞的微量元素（）
（3）细胞中的一种元素的作用能被其他元素替代（）
（4）沙漠中的仙人掌细胞中含量最多的化合物是水（）
答案（1）×（2）×（3）×（4）√
1.生物体内含量很少的元素都是微量元素吗？说明理由。
提示不都是。微量元素是生物体内含量很少但又不可缺少的元素。生物体内还有一些元素如PB含量少，但又不是生物体所必需的，这些元素不属于微量元素。
2.根据已经掌握的知识分析，不同生物材料中富含有机物的成分不同，下面生物材料中，富含糖类、脂肪、蛋白质的分别有＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿。
①玉米种子②牛奶③甘蔗的茎④鸡蛋⑤花生种子⑥甜菜的根⑦蓖麻种子⑧大豆种子⑨苹果
提示①③⑥⑨⑤⑦②④⑧
二、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1.实验原理
（1）还原糖（葡萄糖、麦芽糖、果糖等）＋斐林试剂―→砖红色沉淀。
（2）脂肪＋苏丹Ⅲ（Ⅳ）染液→橘黄（红）色。
（3）蛋白质＋双缩脲试剂→紫色。
（4）淀粉＋碘液→蓝色。
2.实验步骤
（1）还原糖的检测
（2）脂肪的检测
方法一：向待测组织样液中滴加3滴苏丹Ⅲ染液，观察样液被染色的情况。
方法二：制作子叶临时切片，用显微镜观察子叶细胞的着色情况（以花生为例）。
（3）蛋白质的检测
（4）淀粉的检测
关键点拨
1.在有机物的检测实验中，最易考查到的知识点有：
（1）还原糖的检测应水浴加热。
（2）教材中脂肪检测的方法二中，需要显微镜。
（3）教材中脂肪检测的方法二中，染色后要用体积分数为50％的酒精溶液洗去浮色，便于观察实验结果。
（4）斐林试剂和双缩脲试剂最好是现配现用。
（5）斐林试剂和双缩脲试剂的用法和用量不同。
2.利用“一同三不同”区分斐林试剂和双缩脲试剂
（1）“一同”是指都含有NAOH溶液和CUSO4溶液。
（2）“三不同”分别指：①反应原理不同；②使用方法不同；③CUSO4溶液的浓度不同。
1.还原糖检测时，溶液颜色变化：蓝色→棕色→砖红色（沉淀）的原因？
提示开始时的蓝色是CU（OH）2的颜色，后来的棕色是蓝色和砖红色的混合色，最后CU2＋全部生成CU2O，溶液呈现砖红色。
2.蛋白质检测时，为什么先加A液再加B液？B液为什么不能过量？
提示蛋白质中的肽键在碱性条件下能与CU2＋生成紫色络合物，所以先加A液营造碱性环境，后加B液提供CU2＋。其中双缩脲试剂B液的量不能过多，因为过多的双缩脲试剂B液会与双缩脲试剂A液反应生成CU（OH）2，使溶液呈蓝色进而掩盖实验生成的紫色。
1.（2018·河北衡水冀州中学期末）下列有关组成生物体的化学元素的叙述中，正确的是（）
A.组成生物体和无机自然界的化学元素中，碳元素的含量均最多
B.人、动物与植物所含的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可以找到
D.不同生物体内各种化学元素的含量差别不大
答案C
解析组成生物体的化学元素中，（鲜重条件下）氧元素的含量最多，A错误；人、动物与植物所含的化学元素的种类基本相同，B错误；组成生物体的化学元素在无机自然界中都可以找到，这体现了生物界和非生物界的统一性，C正确；不同生物体内各种化学元素的含量差别较大，D错误。
2.（2018·广东广雅中学高一上期中）下列属于组成细胞的微量元素的是（）
A.FE、MN、ZN、MG B.ZN、CU、MN、K
C.N、S、CU、MO D.ZN、CU、B、MN
答案D
解析细胞中的元素包括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。
3.（2019·重庆万州二中高一上学期期末）虎是陆地上最强大的食肉动物之一，当其捕食动物后，从动物体中获得化合物和元素，那么，东北虎和其所捕食动物体内的各种化学元素（）
A.种类和含量差异都很大 B.种类和含量都是大体相同的
C.种类差异很大，含量大体相同 D.种类大体相同，含量差异很大
答案D
解析生物界内部也存在统一性和差异性，即各种不同的生物所含的化学元素的种类基本相同，但是含量差异较大。
4.（2018·云南昆明一中期末）下列有关“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”实验操作的叙述，错误的是（）
A.只有还原糖鉴定实验中用到水浴加热
B.双缩脲试剂需要分开使用
C.斐林试剂需要现配现用
D.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
答案D
解析只有在还原糖鉴定的实验中，需要用到50～65℃的水浴加热，A正确；在蛋白质鉴定的实验中，需要先加双缩脲试剂A液（创造碱性环境），再加双缩脲试剂B液，B正确；斐林试剂需要现配现用，C正确；斐林试剂与双缩脲试剂的成分相同，但二者所用的CUSO4溶液浓度不同，D错误。
5.下列说法正确的是（）
A.西瓜汁含有大量的糖，常被用于还原糖的鉴定
B.通过对双缩脲试剂B液进行稀释就可得到斐林试剂乙液
C.斐林试剂鉴定还原糖需要50～65℃水浴加热
D.脂肪鉴定中使用体积分数为50％的酒精溶液，目的是提取花生子叶中的脂肪颗粒
答案C
解析西瓜汁是红色的，不能用于还原糖的鉴定，否则会产生颜色干扰，A错误；双缩脲试剂B液为0.01G·ML－1的CUSO4溶液，而斐林试剂的乙液为0.05G·ML－1的CUSO4溶液，所以无法通过对双缩脲试剂B液进行稀释获得斐林试剂乙液，B错误；斐林试剂鉴定还原糖需要50～65℃水浴加热，C正确；脂肪鉴定中使用体积分数为50％的酒精溶液，目的是洗去浮色，D错误。
6.根据“检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质”的实验，回答下列问题：
（1）鉴定成熟苹果果肉中是否存在还原糖所用的试剂是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，该试剂与细胞内还原糖发生作用，形成＿＿＿＿＿＿＿＿沉淀。
（2）鉴定花生子叶细胞中是否存在脂肪的实验中，能将脂肪染成橘黄色的染液是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，用其染色时，要用体积分数为50％的酒精来洗去浮色，这是因为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（3）鉴定黄豆组织中是否存在蛋白质时，所用的试剂是＿＿＿＿＿，发生的颜色反应是＿＿＿＿＿＿。
答案（1）斐林试剂砖红色（2）苏丹Ⅲ染液苏丹Ⅲ能溶解在酒精中（3）双缩脲试剂紫色
题组一组成细胞的元素和化合物
1.（2018·西安铁一中高一月考）我们如何找到回家的路？荣获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
解析“位置细胞”和“网格细胞”均属于神经细胞。“位置细胞”鲜重中质量百分比最高的元素是O，A错误；“网格细胞”干重中质量百分比最高的元素是C，B错误；上述两种细胞鲜重中原子数量最多的元素均是H，C正确；P和S均属于大量元素，D错误。
2.（2018·湖南益阳六中高一上期中）刚收获的小麦鲜种子与干种子相比，两种种子的细胞中（）
A.含量最多的化学元素相同
B.所含化学元素的种类相同
C.各种元素所占比例相同
D.含量最多的4种元素种类不同
答案B
解析鲜种子中含量最多的化学元素是O，干种子中含量最多的化学元素是C，A错误；鲜种子与干种子相比只是水分的含量不同，二者所含化学元素的种类相同，但是各种元素所占比例有差异，B正确、C错误；两种种子的细胞中含量最多的4种元素都是C、H、O、N，种类相同，D错误。
3.（2019·襄阳高一检测）生长在襄城县紫云山上许昌特有的树种——槲树的细胞中含量最多的化合物是（）
A.脂肪B.水C.蛋白质D.盐类
答案B
解析生物体内或细胞中含量最多的化合物是水。
4.（2018·河南郑州一中期中）如图表示细胞中各种化合物或主要元素占细胞鲜重的含量，则①②③④依次为（）
A.水、蛋白质、糖类、脂质；N、H、O、C
B.蛋白质、水、脂质、糖类；O、C、N、H
C.水、蛋白质、脂质、糖类；H、O、C、N
D.蛋白质、水、脂质、糖类；C、O、H、N
答案D
解析细胞内各种化合物中占细胞鲜重最多的是水，其次是蛋白质，再次是脂质和糖类；主要元素中占细胞鲜重最多的是O，其次是C，再次是H、N。
5.下列关于组成细胞的元素的说法，正确的是（）
A.细胞中的FE、CA、ZN、CU属于微量元素
B.占人体细胞鲜重最多的元素是C
C.细胞中的C、H、O、N含量最多，其中C是最基本的元素
D.元素与细胞的生命活动无关，化合物是细胞生命活动的物质基础
答案C
解析细胞中的CA属于大量元素，A项错误；占人体细胞鲜重最多的元素是O，B项错误；C、H、O、N元素在细胞中含量最多，其中C是最基本的元素，C项正确；细胞生命活动的物质基础是组成细胞的元素和化合物，D项错误。
题组二实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
6.（2018·四川成都外国语学校期中）在还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定实验中，对实验材料的选择，叙述错误的是（）
A.鸡蛋清含蛋白质多，是进行蛋白质鉴定的理想材料
B.花生种子含脂肪且子叶肥厚，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.常用番茄、苹果等组织样液作为检测植物组织内还原糖的实验材料
答案D
解析番茄的红色会影响实验结果的观察，故检测还原糖时不能选用番茄作为实验材料，D项错误。
7.（2019·肇庆一模）关于生物组织中还原糖的鉴定，下列叙述不正确的是（）
A.量取2ML斐林试剂时应优先选用5ML量筒而不用10ML量筒
B.在组织样液中加入斐林试剂后液体呈蓝色，加热后先变绿，再变成砖红色
C.隔水加热时，试管中液体的液面应低于烧杯中水的液面
D.实验结束时剩余的斐林试剂应该处理掉，不可长期保存备用
答案B
解析在组织样液中加入斐林试剂后液体呈蓝色，加热后先变棕色，再变成砖红色。
8.（2018·湖北宜昌一中期末）某学生进行了下面的实验：他将碘液滴在一块干面包上，面包变成了深蓝色；他嚼碎了另一块面包，并用斐林试剂检验，溶液中出现了砖红色沉淀。因此，他得出结论，面包被嚼碎时产生了还原糖。这位学生的实验设计的错误之处在于（）
A.未对嚼碎的面包做淀粉检验
B.未对唾液做淀粉检验
C.未对干面包做还原糖的检验
D.未考虑面包的制作时间
答案C
解析将碘液滴在（未嚼碎的）干面包上，面包变成了深蓝色，只能说明其中含有淀粉，并不能排除是否含有还原糖，因此还需对干面包做是否含还原糖的检验。
9.某学生对一待测物质进行如下实验，假设实验操作均正确，观察到的现象如下表，则待测物质及试剂A可能是（）
实验
1
2
3
4
检测试剂
双缩脲试剂
试剂A
苏丹Ⅲ染液
试剂B
检测结果
淡紫色
无砖红色沉淀
未观察到橘黄色
蓝色
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
答案D
解析由检测结果可以推知，试剂A为斐林试剂，试剂B为碘液；实验1和4证明待测物质中含有蛋白质和淀粉，因此不可能是鸡蛋清。
10.（2018·福州高一检测）下图是番茄细胞中化合物含量的柱形图，下表是有活性的番茄细胞中的元素含量。下列说法正确的是（）
元素
A
B
C
含量
65％
18％
10％
A.题表中含量最多的元素是A，数量最多的元素也是A
B.若题图表示细胞鲜重，则甲化合物中含量最多的元素为题表中的B
C.若题图表示细胞完全脱水后化合物的含量，则甲化合物具有多样性
D.若题表为组成人体细胞的元素含量，则A、B、C含量和番茄细胞中完全相同
答案C
解析活细胞中含量最多的元素是氧元素，数量最多的元素是氢元素，则表中A元素为O，A错误；细胞鲜重中含量最多的化合物为水，其中含量最多的元素为O，即表中的A，B错误；细胞完全脱水后含量最多的化合物为蛋白质，即甲为蛋白质，其具有多样性，C正确；不同生物体细胞中元素种类基本相同，但元素含量差异较大，则人体细胞的元素含量与番茄细胞不相同，D错误。
11.（2019·成都高一检测）下列对生物体中有关化合物的检测实验，不正确的是（）
选项
鉴定对象
试剂
产生颜色
水浴加热
生物材料
A
淀粉
碘液
蓝色
不需要
马铃薯
B
还原糖
斐林试剂
砖红色
需要
甘蔗的茎
C
蛋白质
双缩脲试剂
紫色
不需要
豆浆
D
脂肪
苏丹Ⅲ染液
橘黄色
不需要
花生种子
答案B
解析马铃薯中富含淀粉，淀粉遇碘液变蓝，且用碘液检测淀粉时不需要水浴加热，A正确；甘蔗的茎中富含蔗糖，而蔗糖是非还原糖，不能与斐林试剂反应，B错误；豆浆中富含蛋白质，蛋白质可与双缩脲试剂发生紫色反应，用双缩脲试剂检测蛋白质时不需要水浴加热，C正确；花生种子中富含脂肪，脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，用苏丹Ⅲ染液检测脂肪时不需要水浴加热，D正确。
12.某校生物兴趣小组进行了生物组织中还原糖检测的实验（如下图），下列叙述正确的是（）
A.在实验材料选择方面，用苹果比用植物叶片的效果要好
B.在制备生物组织样液时，加入石英砂的主要目的是促进还原糖的溶解
C.用于该实验检测的斐林试剂也可用于检测蛋白质，只是添加试剂的顺序不同
D.由于斐林试剂不稳定，在使用斐林试剂时要先加0.1G／ML的NAOH溶液，后加入0.05G／ML的CUSO4溶液
答案A
解析苹果果肉的颜色比植物叶片的浅，所以在实验材料选择方面，用苹果比用植物叶片的效果要好；在制备生物组织样液时，加入石英砂的主要目的是使研磨充分；斐林试剂和双缩脲试剂中CUSO4溶液的浓度不同；在使用斐林试剂时应将等量NAOH和CUSO4溶液混匀后加入组织样液。
13.（2018·甘肃兰州一中期中）组成地壳和组成细胞的部分元素含量（％）如表所示。请据表回答下列问题：
元素
O
SI
C
N
H
地壳
48.60
26.30
0.087
0.03
0.76
细胞
65.0
极少
18.0
3.0
10.0
（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，组成细胞的化学元素中，C、H、O含量最多，请据下表分析，其原因是：
化合物
水
无机盐
蛋白质
脂质
糖类和核酸
质量分数（％）
85～90
1～1.5
7～10
1～2
1～1.5
①＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；
②＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
答案（1）生物界与非生物界具有统一性
（2）生物界与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
14.根据“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”实验，回答下列问题：
（1）检测成熟梨汁中是否存在还原糖所用的试剂是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，该试剂极不稳定，使用时需＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，检测还原糖时还需要进行的处理方法是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）检测花生子叶中脂肪的实验中，苏丹Ⅲ染液能将脂肪染成＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。用其染色时，要用酒精冲洗，目的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（3）检测黄豆组织中存在蛋白质时，首先向试管内注入2ML待测组织样液，再向组织样液中加入双缩脲试剂，其中双缩脲试剂B液的量不能超过＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，这是因为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
答案（1）斐林试剂现配现用水浴加热（放入盛有50～65℃温水的大烧杯中加热）
（2）橘黄色洗去浮色
（3）4滴过量的双缩脲试剂B液会与A液反应，使溶液呈蓝色，而掩盖生成的紫色
解析（1）检测还原糖用斐林试剂，该试剂极不稳定，使用时需现配现用，鉴定时还需要水浴加热。（2）检测花生子叶中脂肪的实验中，苏丹Ⅲ染液能将脂肪染成橘黄色，用其染色时，要用酒精冲洗，目的是洗去浮色。（3）检测黄豆组织中存在蛋白质时，首先向试管内注入2ML待测组织样液，再向组织样液中加入双缩脲试剂，其中双缩脲试剂B液的量不能超过4滴，这是因为过量的双缩脲试剂B液会与A液反应，使溶液呈蓝色，而掩盖生成的紫色。