(共34张PPT)
第2章
第1节
细胞中的元素和化合物
人教版2019
一年级上
生活中你听到，见到过这种广告吗？
广告一：补铁、补血，效果好！补血口服液！
广告二：健康的体魄，来源于“碘碘”滴滴。
广告三：万丈高楼平地起，层层都是“钙”起来。
广告四：聪明伶俐，坚持补锌；有锌万事成；
用心的妈妈会用“锌”。
广告中提到了哪些化学元素？你能否用生物学知识来解释广告中包含的道理。
新知导入
1.组成生物体的所有元素中，有没有哪一些元素是生物体所特有的？这说明什么？
没有；生物界和非生物界具有统一性。
2.生物体中的元素含量和无机环境中的含量有区别吗？这又说明什么？
有，相差很大；生物界和非生物界具有差异性。
问题探讨
元素
地壳
细胞
O
48.60
65.0
Si
26.3
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
因此
1、生物界和非生物界具有统一性：从化学元素种类分析，组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到。
具有差异性：从化学元素含量分析，细胞与非生物界相比有很大不同。
2、不同生物的细胞以及同一生物不同的组织细胞在元素组成上也具有统一性和差异性。
问题探讨
一、组成细胞的元素
新知讲解
二、组成细胞的化合物
三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
思考讨论P16
1、在玉米细胞和人体细胞中含量较多的元素一样，都是
四种。
3、不同生物体内，同一化学元素的含
量
，同一生物体内，各种化学元素的含量
。玉米和人体细胞中元素种类大体相同。
C、H、O、N
相差很大
新知讲解
2、有些元素含量很少，但是它们很重要。
相差很大
一、组成细胞的元素
元素
玉米细胞
人体细胞
C
43.57
55.99
H
6.24
7.46
O
44.43
14.62
N
1.46
9.33
K
0.92
1.09
Ca
0.23
4.67
P
0.20
3.11
Mg
0.18
0.16
S
0.17
0.78
1、大量元素：
含量占生物体总重量万分之一
以上的元素。
2、微量元素：
含量占生物体总重量万分之一
以下的元素。
C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg
大量元素和微量元素对于生物体来说都很重要。
铁
锰
碰
新
木
桶
Fe
Mn
B
Zn
Mo
Cu
新知讲解
根据元素含量分类
1、最基本元素:
3、主要元素：
2、基本元素：
C
C、H、O、N、P、S
C、H、O、N
C、H、O、N、P、S
大约占原生质的97%。
新知讲解
根据元素作用分类
1、缺Ca会导致肌肉抽搐。
2、缺Fe会使人患贫血等症状。
3、缺Ｉ会导致甲状腺肿大等。
5、缺B会影响植物花粉管萌发，导致华而不实。
6、缺Mg会影响叶绿素的合成。
微量元素在生物体中含量很少,但其作用是其它元素不可替代的。如果缺乏，会引起相关的缺乏症状。
新知讲解
元素缺乏引起的症状
新知讲解
组成细胞的化合物种类
化合物
无机化合物
有机化合物
水
无机盐
糖类
蛋白质
脂质
核酸
新知讲解
二、组成细胞的化合物
组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在
新知讲解
可以看出细胞中含量最多的是水，含量最多的有机化合物是蛋白质。
水
细胞内含量最多的化合物
细胞内含量最多的无机化合物
占细胞鲜重含量最多的化合物
蛋白质
细胞内仅次于水的化合物
细胞内含量最多的有机化合物
占细胞干重含量最多的化合物
新知讲解
有关水和蛋白质的几种说法
分析含量之“最”时，要看清楚是干重还是鲜重，是有机物、无机物还是化合物。
如在细胞的鲜重中，含量最多的元素是O，最多的化合物(无机物)是水，最多的有机物是蛋白质；在细胞的干重中，含量最多的元素是C，最多的化合物(有机物)是蛋白质。
易错提醒
检测生物组织中糖类
1、实验原理：
还原糖
+
斐林试剂
砖红色沉淀
水浴加热
新知讲解
2、还原糖与非还原糖：
还原糖：
葡萄糖、果糖、核糖、脱氧核糖、半乳糖、
麦芽糖、乳糖
非还原糖：淀粉、纤维素、蔗糖、糖原
3、实验试剂：斐林试剂
甲液：质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液
乙液：质量浓度为0.05g/mL的CuSO4溶液
用法：现用现配，等量混匀
新知讲解
水浴加热温度是50～65℃，时间是2min
选材：含糖量较高的白色或近于白色的植物组织（排除色素的干扰）
取组织样液：2mL
显色反应
现象：
50～65℃水浴
加热2min
还原糖
+
斐林试剂
砖红色沉淀
水浴加热
4、实验步骤：
2mL组织样液
1mL斐林试剂
呈现蓝色
砖红色沉淀
新知讲解
新知讲解
检测还原糖过程中的颜色变化
检测生物组织中的脂肪
脂
肪
+
苏丹Ⅲ（IV）
橘黄色（红色）
新知讲解
1、实验原理
2、富含脂肪的生物材料：
花生种子
3、实验试剂：苏丹Ⅲ（或苏丹Ⅳ）、体积分数为50%的酒精
取材：花生种子（实验前浸泡3－4h），去皮，将子叶削成薄片
制片：
①选取最薄的薄片移至载玻片中央
②在薄片上滴加苏丹Ⅲ（或苏丹Ⅳ）染液2－3滴，染色３min
③滴加体积分数为50%的酒精溶液1—2滴，洗去浮色(多余染液)
④吸去余液，滴1-2滴蒸馏水，盖上盖玻片，制成临时装片
显微镜观察：
先在低倍镜下找到已着色的薄片，后用高倍镜观察
现象：
有被染成橘黄色（或红色）的脂肪微粒
新知讲解
4、实验步骤
新知讲解
注意：染色时间不能过长，否则脂肪会溶解在染色剂中。
检测生物组织中的蛋白质
蛋白质
+
双缩脲试剂
紫色
新知讲解
1、实验原理
2、实验材料：鸡蛋清稀释液、黄豆组织样液、鲜肝研磨液
3、实验试剂：双缩脲试剂
A液：质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液
B液：质量浓度为0.01g/mL的CuSO4溶液
选材：
黄豆组织样液（或鸡蛋清稀释液）
黄豆浸泡→去皮→切片→研磨→过滤→滤液
显色反应：
现象：
无色
紫色
蛋白质
+
双缩脲试剂
紫色
制备组织样液：
2mL组织液
1mL双缩脲试剂A液
4滴双缩脲试剂B液
新知讲解
4、实验步骤
新知讲解
注意：先加双缩脲试剂A液的目的是创设碱性条件。
拓展：淀粉的鉴定
实验原理：淀
粉
+
碘
液
蓝
色
新知讲解
取材：马铃薯匀浆
步骤：
组织样液2mL
碘液2滴
摇匀后变成蓝色
合作探究：斐林试剂和双缩脲试剂所用的配制试剂相同，两者可以混用吗？
参考答案：利用“一同三不同”区分斐林试剂与双缩脲试剂：：1.“一同”是指都含有NaOH和CuSO4两种成分，且NaOH溶液的质量浓度都为0.1
g/mL。
2.“三不同”分别指：
a.
使用原理不同：斐林试剂的实质是新配制的Cu（OH）2溶液，双缩脲试剂的实质是碱性环境中的Cu2＋。
b.
使用方法不同：鉴定还原糖时将甲、乙两液等量混匀后立即使用；鉴定蛋白质时先加A液1
mL摇匀，然后加B液4滴，振荡摇匀。
c.
CuSO4溶液的浓度不同：斐林试剂中CuSO4溶液的质量浓度为0.05
g/mL，双缩脲试剂中CuSO4溶液的质量浓度为0.01
g/mL。
合作探究
课堂练习
1.
下列叙述正确是（
）
A.
西瓜汁中含有丰富的葡萄糖和果糖，可做还原糖鉴定的替代材料
B.
脂肪鉴定时，可观察到细胞中被苏丹IV染成黄色的小颗粒?
C.
双缩脲试剂B液为0.01g/mlCuSO4溶液?
D.
鉴定还原糖时先加入斐林试剂的甲液摇匀后再加乙液
C
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.过度肥胖者的脂肪组织细胞中占50%以上的物质是（
）
A.
水?
B.
蛋白质?
C.
脂质??
D.
糖类
课堂练习
A
A
4.下表所列为玉米植株和人体内含量较多的元素的种类以及各类元素的含量(占细胞干重的质量分数/%)，据此表可以得出的正确结论是（
）
A.组成生物体的化学元素种类基本相同
B.同种元素在不同生物体内含量基本相同
C.组成不同生物体的化学元素种类差异较大
D.C是细胞中含量最多的元素，它是构成细胞的基本元素
元素
O
C
H
N
K
Ca
P
Mg
S
玉米
44.43
43.75
6.24
1.46
0.92
0.23
0.20
0.18
0.17
人
14.62
55.99
7.46
9.33
1.09
4.67
3.11
0.16
0.78
A
课堂练习
1.细胞中常见的化学元素有20多种，其中有些元素含量多，称为大量元素，有些元素含量少，称为微量元素。
2.大量元素：是指含量占生物体总质量的万分之一以上，且为生物体所必需的一些元素。如：C、H、O、N、P、S、K、Ga、Mg等。
3.微量元素：是指含量占生物体总质量的万分之一以下，且为生物体所必需的一些元素。如：Fe、Mn、Cu、Zn、Mo、B等。
4.三类有机物检测在操作步骤上的差异。
（1）唯一需要加热——还原糖检测，且必须水浴加热，不能用酒精灯直接加热。若不加热，则无砖红色沉淀出现。
（2）唯一需要显微镜——脂肪检测。
（3）混合后加入——斐林试剂；分别加入——双缩脲试剂（先加A液，后加B液，且B液不能过量）。
课堂总结
水
无机化合物
有机化合物
无机盐
糖类
脂质
蛋白质
核酸
细胞中的元素和化合物
组成细胞的元素
组成细胞的化合物
检测生物组织中的糖类、脂肪、蛋白质、淀粉
大量元素
微量元素
糖类：
脂质：
蛋白质：
淀粉：
斐林试剂：砖红色沉淀
苏丹III：橘黄色
，苏丹IV：红色
双缩脲试剂：紫色
碘液：变蓝
板书设计
作业布置
练习与应用P18，P19
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第1节 细胞中的元素和化合物
学习目标
1.说出组成细胞的大量元素、微量元素。
2.说出组成细胞的主要化合物的种类和含量。
3.尝试检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。
基础知识
一、生物界与非生物界的统一性和差异性
1.统一性：组成生物体的各种元素在________中都能找到。
2.差异性：细胞中各种元素的________与无机自然界的大不相同。
二、组成细胞的元素
1.分类：组成细胞的化学元素有20多种，按含量多少可分为大量元素和________；按作用大小可分为最基本元素、________和主要元素。
2.存在形式：大多以________的形式存在
3.含量：在组成人体细胞的元素中，占鲜重最多的是_____，其次是C、H、N；占干重最多的是_____，其次是O、N、H。
三、组成细胞的化合物
1.种类：分为________（包括水和无机盐）和有机化合物（主要有糖类、________、蛋白质、核酸等）
2.含量：最多的化合物是________；最多的有机化合物是________。
四、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1.实验原理
（1）某些化学试剂能够使生物组织中的相关化合物产生特定的颜色反应。因此，可以根据有机物与某些化学试剂所产生的________，检测生物组织中糖类、脂肪或蛋白质的存在。
（2）糖类中的还原糖，如_________，与斐林试剂发生作用，生成_________。脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成_________。蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生_________反应。
2.化学试剂
斐林试剂（甲液为质量浓度为_________的NaOH溶液，乙液为质量浓度为_________的CuSO4溶液），质量浓度为0.01g/mL的苏丹Ⅲ染液，双缩脲试剂（A液为质量浓度为_________的NaOH溶液，B液为质量浓度为_________CuSO4溶液），体积分数为_________的酒精溶液，蒸馏水。
3.实验操作
（1）还原糖的检测流程：选材→制备组织样液→加入斐林试剂→_______→观察颜色变化。
（2）脂肪的检测流程：选材→制作临时装片→加入苏丹Ⅲ(或苏丹IV)染液→_______→镜检，观察颜色变化。
（3）蛋白质的检测流程：选材→制备组织样液→加入____________→摇匀→加入____________→摇匀→观察颜色变化。
探究学习
探究一、组成细胞的元素与无机自然界的元素相比较
[自主学习](阅读课本P16~17图和文字部分)
1.细胞中常见的化学元素有 多种,是生物体有选择地从 中获取的。?
2.组成生物体的化学元素在无机自然界中都能找到,没有一种化学元素为细胞所特有,这一事实说明生物界和非生物界具有 ;组成生物体的化学元素,在生物体内和在非生物界中含量相差很大,这一事实说明生物界和非生物界具有 。?
[合作探究]
组成地壳和组成细胞的部分元素含量(%)表
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
1.此表中组成地壳和组成细胞的什么元素最多?
2.从表中可以看出组成地壳和组成细胞的元素有什么相同点?
3.从表中可以看出组成地壳和组成细胞的元素有什么不同点?
探究二、组成细胞的重要元素
[自主学习]
最基本元素是 ,基本元素是 ,大量元素是 ,微量元素是 。?
[合作探究]
玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量(干重,质量分数)
元素
玉米细胞
人体细胞
C
43.57
55.99
H
6.24
7.46
O
44.43
14.62
N
1.46
9.33
Si
极少
极少
1.构成细胞的最基本元素是什么?
2.基本元素是哪些?
3.大量元素和微量元素分别有哪些?
探究三、组成细胞的化合物
[自主学习]
阅读课本P17“组成细胞的主要化合物及相对含量”,完成下列内容。
[合作探究]
1.细胞中含量最多的有机化合物和无机化合物分别是哪一种?你能推测它们对生命的意义吗?
2.并不是所有细胞中化合物的含量都一样。根据你的生活经验,说说哪些植物器官的细胞中富含糖类、脂质或蛋白质?怎样从植物器官中提取这些化合物?
探究四、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
[自主学习]
阅读课本P18“探究·实践”——检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质,完成下列内容。
实验目的:尝试用化学试剂检测生物组织中的糖类、脂肪或蛋白质。
实验原理: 。?
(1)糖类中的还原糖与 发生作用,在 条件下生成 沉淀。?
(2)脂肪可被 染成橘黄色。?
(3)蛋白质与 发生作用,产生 反应。?
(一)还原糖的鉴定
(1)还原糖有 、 、 。?
(2)试剂:斐林试剂的甲液为 溶液,乙液为 溶液。?
(3)实验步骤
选材:选择富含还原糖的无色或浅色的植物组织。
制备组织样液:制浆→用纱布过滤→取液。
显色反应:2
mL待测组织样液→加入1
mL →在 中加热约2
min。?
观察并记录结果: 。?
[合作探究]
(1)在还原糖的鉴定过程中,能否选用西瓜作为实验材料,为什么?
(2)在还原糖的鉴定过程中,能否选用甘蔗、甜菜作为实验材料,为什么?
特别提醒：在还原糖的鉴定中,要选用 的植物组织作为实验材料,使用斐林试剂时,要将甲液与乙液 ,实验过程中对温度及加热的要求是 。?
(二)脂肪的鉴定
[自主学习]
实验步骤:
①取材:取一粒浸泡过的花生种子,去掉种皮。
②切片:用刀片在花生子叶的横断面上平行切下若干薄片,放入盛有清水的培养皿中待用。
③制片:取最理想的薄片→染色(在薄片上滴2~3滴 ,染色3
min)→用吸水纸吸去染液,再滴加1~2滴体积分数为 溶液洗去浮色→制成临时装片。?
③观察记录:视野中被染成 色的脂肪颗粒清晰可见。?
(三)蛋白质的鉴定
[自主学习]
(1)在蛋白质的鉴定实验中,常选用 作为实验材料。?
(2)双缩脲试剂的A液为 ,B液为 。?
(3)实验步骤:2
mL待测组织样液→加入1
mL →振荡摇匀→加入4滴 →摇匀并观察。?
实验现象: 。?
[合作探究]
(1)在蛋白质的鉴定实验中,怎样合理使用双缩脲试剂?
(2)能否将斐林试剂用于蛋白质的检测,为什么?
(3)斐林试剂与双缩脲试剂的比较
斐林试剂
双缩脲试剂
甲液
乙液
A液
B液
成分
鉴定的物质
使用方法
反应条件
实验现象
习题专练
1.下列有关组成生物体化学元素的叙述,正确的是
( ）
A.组成生物体和组成无机自然界的化学元素中,碳元素的含量最多
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比例基本相似
2.在组成细胞的化学元素中,占细胞鲜重最多的元素和占细胞干重最多的元素是( )
A.C、O
B.O、C
C.C、N
D.O、N
3.下图表示细胞中各种化合物或主要元素占细胞鲜重的含量,以下按①②③④顺序排列,正确的是( )
A.水、蛋白质、糖类、脂质;N、H、O、C
B.水、蛋白质、糖类、脂质;O、C、N、H
C.蛋白质、水、脂质、糖类;O、C、H、N
D.蛋白质、水、脂质、糖类;C、O、H、N
4.下列都属于微量元素的一组是( )
A.Fe、Mn、K、B
B.Fe、Mn、Cu、Mo
C.Mn、Ca、Mg、Cu
D.Cu、Ca、K、Zn
5.沙漠中的仙人掌,其细胞中含量最多的化合物是
( )
A.水
B.蛋白质
C.无机盐
D.核酸
6.下列哪组试剂在使用的过程中必须加热?( )
A.斐林试剂在鉴定还原糖时
B.苏丹Ⅲ染液在鉴定脂肪时
C.双缩脲试剂在鉴定蛋白质时
D.碘化钾在鉴定淀粉时
7.下表表示人体和玉米细胞中部分元素及含量(占细胞干重的质量分数/%)。请回答下面的问题。
元素
O
C
H
N
K
Ca
P
Mg
S
玉米
44.43
43.57
6.24
1.46
0.92
0.23
0.20
0.18
0.17
人
14.62
55.99
7.46
9.33
1.09
4.67
3.11
0.16
0.78
(1)组成生物体的最基本元素是 。?
(2)分析玉米和人体细胞中的元素组成的相同点是 ;不同点是 。?
(3)清洁空气中N2占78%,地壳中含量最多的元素是O,而细胞干重含量最多的元素是C。但构成生物体的元素在无机自然界中都能找到。这一事实说明 。?
8.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)鉴定成熟苹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,因此,可用该试剂检验糖尿病病人尿液中是否存在 。?
(2)鉴定花生子叶细胞中脂肪的实验中,能将脂肪染成橘黄色的染液是 ,用其染色时,要用酒精来冲洗浮色,这是因为 。?
(3)鉴定黄豆组织中存在蛋白质时,向组织样液中加入双缩脲试剂A液摇匀,再向样液中加入双缩脲试剂B液摇匀。其中双缩脲试剂B液的量只有4滴,而不能过量,为什么?
。?
?
。?
参考答案
基础知识
一、1.无机自然界
2.相对含量
二、1.微量元素
基本元素
2.化合物
3.O
C
三、1.无机化合物
脂质
2.水
蛋白质
四、1.（1）颜色反应
（2）葡萄糖
砖红色沉淀
橘黄色
紫色
2.0.1g/mL
0.05g/mL
0.1g/mL
0.01g/mL
50%
3.（1）水浴加热
（2）去浮色
（3）双缩脲试剂
A液
双缩脲试剂B液
探究学习
探究一、【自主学习】1.20 无机自然界
2.统一性 差异性
【合作探究】
1.此表中组成地壳和细胞的元素中,均是O元素含量最多。
2.从表中可以看出细胞中含有的元素都是地壳中具有的元素。
3.从表中可以看出细胞中的元素含量和地壳中的元素含量是不同的。
探究二、【自主学习】C
C、H、O、N
C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg
Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu
【合作探究】
1.构成细胞的最基本元素是C。
2.基本元素是C、H、O、N。
3.大量元素是C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等;
微量元素是Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo等。
探究三、【自主学习】水 无机盐
糖类 脂质 蛋白质 核酸
【合作探究】
1.细胞中含量最多的有机化合物是蛋白质,含量最多的无机化合物是水。蛋白质是组成生物体的重要物质,在生命活动中起重要作用,水是生命之源,离开水,生命活动就无法进行。
2.植物的叶肉细胞、果实中通常含有较多的糖类、脂质和蛋白质。如禾谷类的果实中含淀粉(多糖)较多;甘蔗的茎和甜菜的根含蔗糖较多;花生、芝麻种子中含脂质较多;大豆种子中含蛋白质较多,等等。要想从植物的果实中获得糖类、脂质和蛋白质,就要设法将细胞破碎,再将这些物质提取出来。
探究四、某些化学试剂能够使生物组织中的相关化合物产生特定的颜色反应
【自主总结】(1)斐林试剂 (水浴)加热 砖红色 (2)苏丹Ⅲ染液 (3)双缩脲试剂 紫色
(一)【自主学习】(1)葡萄糖 果糖 麦芽糖 (2)质量浓度为0.1
g/mL的NaOH 质量浓度为0.05
g/mL的CuSO4 (3)斐林试剂 50~65
℃温水 产生砖红色沉淀
【合作探究】
(1)不能,西瓜果肉本身的红色会干扰对实验结果的观察。
(2)不能,甘蔗与甜菜中富含的蔗糖不具有还原性。
【特别提醒】富含还原糖的无色或浅色 等量混合,现用现配 50~65
℃水浴加热
(二)【自主学习】苏丹Ⅲ染液 50%的酒精 橘黄
(三)【自主学习】豆浆、蛋清 (2)质量浓度为0.1
g/mL的NaOH溶液 质量浓度为0.01
g/mL的CuSO4溶液 (3)双缩脲试剂A液 双缩脲试剂B液 产生紫色反应
【合作探究】
(1)应先向待测组织样液中加入1
mL的质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液,混合均匀后再加入4滴质量浓度为0.01g/mL的CuSO4溶液,摇匀后观察实验现象。
(2)不能,斐林试剂中乙液为质量浓度为0.05
g/mL的CuSO4溶液,双缩脲试剂中B液为质量浓度为0.01
g/mL的CuSO4溶液,且斐林试剂和双缩脲试剂的使用方法也不同。
(3)
斐林试剂
双缩脲试剂
甲液
乙液
A液
B液
成分
0.1
g/mLNaOH溶液
0.05
g/mLCuSO4溶液
0.1
g/mLNaOH溶液
0.01
g/mLCuSO4溶液
鉴定的物质
还原糖
蛋白质
使用方法
甲液和乙液等量混合
先加A液,再加B液
反应条件
50~65
℃水浴加热
常温、常压
实验现象
砖红色沉淀
发生紫色反应
习题专练
1.C 2.B 3.D 4.B 5.A 6.A
7.(1)C (2)组成玉米和人体细胞中元素的种类相同 组成玉米和人体细胞中元素的含量不同 (3)生物界和非生物界既有差异性又有统一性
8.(1)斐林试剂 砖红色 葡萄糖
(2)苏丹Ⅲ染液 苏丹Ⅲ能溶解在酒精中
(3)过量的双缩脲试剂B液会与A液发生反应,使溶液呈蓝色,而掩盖生成的紫色
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