第二章 第1节 细胞中的元素和化合物
1.列举细胞中的主要元素；掌握糖类、脂肪和蛋白质的检测方法；
2.积极讨论，大胆尝试，全面掌握实验操作技巧和设计技巧。
3.勤动脑，多动手，在学习和实验中体验成功的快乐。
最基本元素：
基本元素：
大量元素：
微量元素：
有机化合物
结合水，作用是
水
，作用是
无机化合物
存在形式：
无机盐
作用
有机化合物的检测
还原性糖：原理：还原性糖+ ；
还原性糖主要包括 ，果糖，麦芽糖。
选材：
过程：2ml组织样液 1ml斐林试剂（注意： ）
观察颜色为
脂肪：原理：脂肪+
选材：
检测过程：切片
制片
蛋白质：原理：蛋白质+
选材：
过程：2ml组织样液 1ml 4滴 观察颜色
玉米细胞与人体细胞含量最多元素种类是否相同，为什么会出现这种现象？
一些含量较少的元素是否并不重要？
3、比较玉米与人体细胞元素种类与含量还可以得出哪些结论？
1. C、H、O三种元素在人体内质量分数约为73%左右，而在组成岩石圈的化学成分中还不到1%，这一事实说明了（ ）
A.生物界与非生物界具有相似性 B.生物界与非生物界的元素组成是不同的
C.生物界与非生物界存在差异性 D.生物界与非生物界具有统一性
2.仙人掌生活在缺水的沙漠中,在仙人掌的细胞中含量最多的化合物是（ ）
A.水 B．蛋白质 C．脂质 D．糖类
3.在组成人体细胞的化学元素中，占细胞干重和鲜重百分比最多的元素分别是（ ）
A. O，C B. H, C C. N, O D. C, O
4.下列属于微量元素的一组是（ ）
A. C、H、N、P、Mn B. Cl、Fe、S、N、Mg C. B、Cu、Zn、Mn、Mo D. N、P、K、Cu、Fe、I
5．下列关于实验的操作步骤的叙述中，正确的是
A．用于鉴定可溶性还原糖的斐林试剂甲液和乙液，可直接用于蛋白质的鉴定。
B．脂肪的鉴定需要用显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪粒。
C．鉴定可溶性还原糖时，要加入斐林试剂甲液摇匀后，再加乙液。
D．用于鉴定蛋白质的双缩尿试剂Ａ液与Ｂ液要混合均匀后，再加入含样品的试管中，且现混现用
6.下列关于水的生理功能的叙述中，不正确的是（ ）
A.自由水是良好的溶剂 B.结合水是细胞结构的重要组成成分
C.水溶液可运输代谢废物到排泄器官 D.水分解能释放能量供生命活动需要
7. 血红蛋白和叶绿素所含有的无机盐离子分别是（）
A. Ca2+和Mg2+ B. Fe2+ 和Mg2+ C. Fe3+ 和Na+ D. Ca2+ 和Na+
8．已知Mn2+是许多酶的活化剂，例如它能激活硝酸还原酶，当缺Mn2+时，植物就无法利用硝酸盐，这说明无机盐的离子（ ）
A．对维持细胞的形态和功能有重要作用 B．对维持生物体的生命活动有重要作用
C．对调节细胞内的渗透压有重要作用 D．是细胞内某些复杂化合物的重要组成成分
9．保健品黄金搭档组合维生素片中含钙、铁、锌、硒等矿质元素，其中属于组成生物体的大量元素的是（ ??? ）
A、钙?????????? ???? B、铁??????? ???????
C、锌???????? ?????D、硒
10. 利用无土栽培法培养蔬菜，配制的培养液中，下列哪种离子的含量最少？（ ）
A.SO42-????? B.Ca2+????? C.Zn2+?????? D. H2PO4-
二、非选择题：
11. 表一
生物体的含水量（%）
生物 水母 鱼类 蛙 哺乳动物 藻类 高等植物
含水量 97 90－85 70 65 90 60－80
表二
人体组织器官的含水量（%）
组织器官 牙齿 骨骼 骨骼肌 心脏 血液 脑
含水量 10 22 75 79 83 84
1、据表Ⅰ和表Ⅱ中的数据回答下列问题：
①生物体中含量最多的化学成分是____________________；水生生物的含水量比陆生生物
____________________；③代谢旺盛的组织器官含水量____________________。
2、农民晒谷种时晒出的水是以____________________形式存在于细胞中的水。
3、心脏是坚实的，血液是流动的，但两者的含水量仅为4%之差，这说明______________________________。
【知识总结】
1. 生物界与非生物界元素种类上具有 性，而元素含量上具有 性。
2. 组成生物体的最基本元素为 ，基本元素为 ，大量元素为
3.检测生物组织中的还原性糖、脂肪和蛋白质的原理：
还原性糖：
脂肪：
蛋白质：
4. 斐林试剂和双缩脲试剂的比较
斐林试剂 双缩脲试剂
成分
鉴定物质
添加顺序
反应条件
反应现象
5. 细胞中的水的存在形式为 和 ，结合水的作用为 ，自由水的作用为① ② ③ ④
6. 无机盐的存在形式为 ，主要作用为① ②
7当自由水比例增加时，生物新陈代谢 ，生长速度 ，如干燥的种子中所含的主要是 ，干种子只有吸足水分，获得大量 ，才能进行生命活动。
8. 当自由水向结合水转化增多时，代谢强度 ，抗旱、抗寒性能 。
答 案
【预习导学】
一、C；C、H、O、N；C、H、O、N、P、S；Fe、Mn、Cu、Mo、Zn、B；
二、糖类、脂肪、蛋白质、核酸；细胞结构的重要组成成分；自由水；溶剂；营养物质和代谢废物；离子；Fe2+；Mg2+；生命活动；
三、斐林试剂；砖红色；葡萄糖；苹果或梨；现配现用；水浴加热；砖红色；苏丹Ⅲ染液；橘黄色；花生种子；最薄；染色；苏丹Ⅲ染液；去浮色；双缩脲；紫色；豆浆或鲜肝溶液；双缩脲试剂A液；双缩脲试剂B液；
【问题导学】
不是，元素含量差异很大。
不正确，划分大量元素和微量元素是按生物体中的含量划分的，不是按作用划分的，微量元素虽然含量少，但必不可少，是必需元素。
水；蛋白质；水。
结合水和自由水，无机盐以离子状态存在。
镁是叶绿素的重要组成部分
【思考拓展】
自由水；结合水；无机盐
代谢旺盛，自由水和结合水的比例升高；休眠，比例降低；干旱和严寒时，自由水转变为结合水，自由水和结合水的比例降低。
可以用缺少这种离子的培养液（其他离子都有）培养植物，看是否出现生长不良等症状，若出现，再加入这种离子，看症状是否消失。若消失，说明是必需。
【课前检测】
一、选择题1-5 CADCB 6-10 DBBAC
二、非选题
1.水；多；多；2、自由水；3. 心脏的结合水比例高于血液
【知识小结】
1.统一性；差异性；
2.C；C、H、O、N；C、H、O、N、P、S
3. 还原性糖和斐林试剂反应生成砖红色；脂肪和苏丹Ⅲ染液反应生成橘黄色；蛋白质和双缩脲反应生成紫色；
4.
斐林试剂 双缩脲试剂
成分 甲液：0.1g/ml NaOH，乙液：0.05g/ml CuSO4 A液：0.1g/ml NaOH，B液：0.01g/ml CuSO4
鉴定物质 还原性糖 蛋白质
添加顺序 甲液和乙液等量混合后立即使用 先加A液1ml，摇匀，再加入B液4滴，摇匀
反应条件 水浴加热 不需加热
反应现象 砖红色 紫色
5结合水；自由水；细胞结构的重要组成成分；良好的溶剂；参与反应；细胞生活环境；运送营养物质和代谢废物
离子；构成细胞的成分；维持细胞和生物体的生命活动。
活跃；加快；结合水；自由水；
下降；增强
预习导学
一 细胞中的元素
二 细胞中的化合物
良好的
参与反应
细胞生活环境
运送
构成细胞的成分，如 构成血红蛋白、 构成叶绿素
维持细胞和生物体的
选 的几片薄片置于洁净载玻片中央
：滴2-3滴 ，染色2-3
：50%酒精1-2滴
制临时装片：滴1-2滴蒸馏水，加盖玻片
镜检观察：先用低倍镜寻找观察点，再用高倍镜观察
课前检测
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第1节 细胞中的元素和化合物
本节内容在引言中就提出了关于生命的物质组成相关问题，学生都能区分生物与非生物，但是如何从理论层面阐述生物组成成分就变得更加重要。本节内容通过从元素，化合物的种类与含量方面进行比较，让学生可以更加明确生物界与非生物界的统一性与差异性。后续再通过实验证明糖类，脂肪，蛋白质的存在，帮助学生理解有机物是生物体所必须的成分。
教学策略：
通过对比分析，培养学生通过阅读获取信息的能力。对比自然界与非生物界，元素种类与含量的差异，理解各种元素及化合物对生物体的作用。物质鉴定实验让学生自己动手，并通过实验选择最理想的材料，培养学生的观察能力与解决问题的能力。
生命观念：组成生物体的元素都是从无机环境获取的，同一元素在生物界与无机环境含量差异巨大。
科学思维：科学的选择实验材料，保证实验材料不影响实验结果的观察与检测。
科学探究：探究碳为什么会成为生物体的最基本元素
社会责任：认同生命的物质性，培养学生保护环境的观念
教学重点：1.组成细胞的主要元素和化合物。
2.检测生物组织中的糖类、蛋白质、脂肪。
教学难点：1.构成细胞的基本元素是碳。
2.检测生物组织中的糖类、蛋白质、脂肪。
情景导入、展示目标。
教师：地球上的环境千变万化，比如地壳表面的水、岩石以及空气，那么这些物质由哪些元素组成呢？生物是生活在环境中，生物从环境中获取物质，那么这些生物又由哪些元素组成？
合作探究、精讲点拨。
探究一：地壳与细胞元素含量的差异
组成地壳和组成细胞的部分元素含量元 素地壳细胞 O48.6065.0 Si26.30极少 C0.08718.0 N0.033.0 H0.7610.0
问题：1、组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能找到，说明什么？
2.细胞中的各元素含量和无机环境中的含量大不相同，这说明什么？
结论：组成细胞的化学元素在自然界的无机环境中都能找到，没有一种元素是生命特有的。但是元素在细胞中和无机环境中的含量却有区别，说明生命和非生命的无机环境既有统一性又有差异性。
设计意图：通过引导学生观察，分析表格中的问题，归纳总结，形成结论。
探究二：组成细胞的元素？
作为生命的基本组成单位——细胞，它可以构成不同的生物体。那么元素在各种细胞中的含量是怎样的？（对比玉米与人体细胞元素种类与含量的差异）
玉米和人体化学元素含量对比表：
玉米 人
氧 44.43 14.62
碳 43.57 55.99
氮 1.46 9.33
氢 6.24 7.46
钾 0.92 1.09
钙 0.24 4.67
磷 0.20 3.11
硫 0.17 0.78
铁 0.08 0.012
比较玉米细胞与人体细胞的元素及含量，谈论下列问题并进行展示：
1、玉米细胞与人体细胞含量最多元素种类是否相同，为什么会出现这种现象？
2、一些含量较少的元素是否并不重要？
3、比较玉米与人体细胞元素种类与含量还可以得出哪些结论？
结论：组成生物体的化学元素主要有20多种。组成玉米和人体的含量较多的元素是：C、H、O、N等四种。不同生物体的组成元素大体相同；不同生物体内，各种化学元素的含量相差很大。
归纳得出：组成细胞的基本元素：C；主要元素：C、H、O、N、P、S；大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg；微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo
补充说明：各种元素本身对生命活动的影响，以及干重与鲜重下元素含量的差异与原因。
设计意图：通过分析比较，使学生明确大量元素和微量元素的概念，并正确理解碳是最基本元素。
探究三：组成细胞的化合物
讨论：作为生命的细胞是由元素组成的，组成生物体的化学元素在生物体内是以什么形式存在的？比如花生和大豆的应用中有很大的不同，花生可用来榨油，大豆常用来做豆腐说明了什么问题？
引导学生分析组成生物体的化学元素在体内以什么形式存在（单质还是化合态），参考课本P17提供的表来分析，总结归纳出构成细胞的化合物。
水：85%～90%
无机盐：1%～1.5%
蛋白质：7%～10%
核酸和糖类：1%～1.5%
脂类：1%～2%
设计意图：通过教师的引导，学生自主完成本部分内容，锻炼学生的自学能力。
探究四：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定的实验原理、方法、步骤和现象：
知识点 可溶性还原糖 脂 肪 蛋白质
实验原理 与斐林试剂反应生成砖红色沉淀 被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色（或被苏丹Ⅳ染成红色） 与双缩脲试剂反应产生紫色物质
实验步骤 样液制备 选材 含糖较高、颜色为白色或近于白色的植物组织，苹果、梨最好 富含脂肪的种子，以花生最好 浸泡1～2 d的黄豆种子（或用豆浆）或用鸡蛋蛋白
方法 苹果切块→研磨→过滤→滤液 制作花生种子的切片 黄豆浸泡切片→研磨→过滤→ 滤液
鉴定步骤 样液→加斐林试剂→振荡→水浴加热煮沸 切片→染色→漂洗→镜检 组织样液→加双缩脲试剂A→再加双缩脲试剂B→观察颜色变化
实验现象 蓝色→棕色→砖红色沉淀 脂肪被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色（或被苏丹Ⅳ染成红色） 加双缩脲试剂A无明显变化，加双缩脲试剂B后溶液变成紫色
注意事项 1.选材要用含糖较高、颜色为白色或近于白色的植物组织2.斐林试剂不稳定，一般配成甲液（NaOH：0.1 g/mL）乙液（CuSO4：0.05 g /mL）来保存，用时必须将甲、乙两液混合均匀后使用，切勿分别加入组织样液中进行检测 1.切片要尽可能的薄2.染色后一定要用50%的酒精溶液洗去浮色3.观察时找最薄处，最好只有1～2层细胞 1.用鸡蛋蛋白时，一定要加以稀释，如果稀释不够，与双缩脲试剂发生反应后会粘固在试管内壁上，使反应不彻底，且试管不易洗干净2.双缩脲使用时，应先加A造成碱环境，再加B
每组学生从教师提供的材料中选取两种进行鉴定，并记录
交流实验结果：每一组实验选取一个人介绍实验情况，然后分析实验成败的得失
设计意图:通过小组合作进行实验，锻炼学生的动手能力和合作意识。
随堂练：
1.关于松鼠和松树体内的化学元素的说法中，最可能不正确的是(A )
A． 含量相同
B． 种类相同
C． 具有统一性
D． 具有差异性
2.以下关于实验的描述中，正确的是(D )
A． 利用光学显微镜可观察到组成细胞膜的磷脂分子
B． 西瓜汁中含有丰富的葡萄糖和果糖，可用作还原糖鉴定的替代材料
C． 在做脂肪的鉴定实验时，发现满视野都呈现橙黄色，于是滴1～2滴质量分数为20%的盐酸洗去多余的染料
D． 在稀释的蛋清液中加入双缩脲试剂，振荡摇匀，可看到溶液变为紫色
无机化合物
有机化合物
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