第2章組成細胞的分子高中生物必修1分子與細胞第1節(jié)細胞中的元素和化合物一、組成細胞的元素1.種類常見的組成細胞的化學元素有20多種。2.分類(1)大量元素:C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。(2)微量元素:Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。二、組成細胞的化合物1.種類(1)無機化合物:水、無機鹽。(2)有機化合物:蛋白質、核酸、糖類、脂質。2.含量(1)細胞內含量最多的化合物是水。(2)細胞內含量最多的有機化合物是蛋白質。微判斷

基于對組成細胞的元素和化合物的認識,判斷下列表述是否正確。1.組成生物界和無機自然界的元素種類完全相同。(

)2.Ca、Fe、Mn、Zn、B、Mo等是組成細胞的微量元素。(

)3.細胞中一種元素的作用能被其他元素替代。(

)4.沙漠中的仙人掌細胞中含量最多的化合物是水。(

)×××√三、檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質1.還原糖的檢測2.脂肪的檢測(1)檢測原理:脂肪+蘇丹Ⅲ染液→橘黃色。(2)操作步驟:3.蛋白質的檢測微思考

檢測生物組織中的淀粉、還原糖、脂肪和蛋白質的實驗均發(fā)生顏色反應,在選擇實驗材料時應注意哪些問題?提示:一是要富含待檢測的化合物,二是本身顏色較淺。一

組成細胞的元素和化合物問題探究請分析以下資料,回答下列問題。資料1

如表為組成地殼和人體細胞的元素及其含量。組成地殼的元素及其含量元素OSiAlFeCaNa含量/%48.626.37.734.733.452.74元素KMgTiHC其他所有成分含量/%2.472.00.460.760.087微量組成人體細胞的元素及其含量元素HOCNCaP含量/%9.56518.53.31.51.0元素ClKSNaMg其他所有成分含量/%0.20.40.30.150.1微量資料2

下表是一種植物和一種高等動物體內細胞的某些元素含量(占細胞干重的質量分數(shù))。元素CHONPSCa含量植物/%43.576.2444.431.460.200.170.23動物/%55.997.4614.629.333.110.784.67(1)組成人體的化學元素普遍存在于無機自然界,生物體內不含特殊的“生命元素”,這個事實說明了什么?提示:化學元素在生物界和無機自然界具有統(tǒng)一性。(2)組成人體的化學元素中H和O含量較多的原因是什么?提示:構成細胞鮮重的化合物中含量最多的是水。(3)資料2中,植物細胞和動物細胞中含量較多的四種元素一樣嗎?怎樣解釋這種現(xiàn)象?提示:資料2中,植物細胞和動物細胞中含量較多的四種元素是一樣的,都是C、H、O、N。這是因為植物和動物都是生物,組成它們的主要成分都是水、糖類、脂質和蛋白質等物質,這些物質含有C、H、O,蛋白質中還含有大量的N。歸納總結1.組成細胞的元素(1)元素的來源、分類與存在形式:(2)元素的統(tǒng)一性和差異性:2.組成細胞的化合物

典例剖析【例1】下圖是組成人體細胞的主要元素及其相對含量,下列敘述正確的是(

)A.上圖表示細胞干重中元素的相對含量B.上圖所示元素只有部分可在無機自然界中找到C.因為O含量最多,所以O是“最基本元素”D.細胞失去水分后,C所占的比例最大D解析:由題圖可知,含量最多的元素是O,這說明題圖表示細胞鮮重中元素的相對含量,A項錯誤。人體細胞中的元素全部都能在無機自然界中找到,沒有一種是人所特有的,B項錯誤。雖然O含量最多,但C才是“最基本元素”,C項錯誤。學以致用1.微量元素在生物體內含量很少,但也是生命活動所必需的。下列實例能夠證明微量元素是生物體生命活動所必需的是(

)A.植物缺少Mg2+,葉片會發(fā)黃B.油菜缺少B時只開花不結果C.哺乳動物血液中Ca2+含量太低,會抽搐D.缺P會影響某些重要化合物的合成B解析:

A、B、C、D四項都能證明元素是生物體生命活動所必需的,但只有B項中的B(硼)是微量元素,P、Mg、Ca都屬于大量元素。二

檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質問題探究不同的食物中營養(yǎng)物質的種類和含量差別很大,所以要做到食物的合理搭配,均衡膳食,以滿足機體的需要。結合下列材料分析并回答有關問題。①蘋果②花生種子③豆?jié){④梨⑤雞蛋清⑥甘蔗汁⑦玉米種子⑧芝麻種子⑨西瓜汁(1)上述材料中,適用于還原糖檢測的有

;適用于脂肪檢測的有

;適用于蛋白質檢測的有

。(填序號)

提示:①④

②

③⑤(2)脂肪鑒定實驗中用體積分數(shù)為50%的酒精洗去浮色能不能換成清水?原因是什么?提示:不能。原因是蘇丹Ⅲ染液易溶于酒精,不溶于水。(3)實驗室有蒸餾水、質量濃度為0.1g/mL的NaOH溶液和質量濃度為0.05g/mL的CuSO4溶液,除了能檢測還原糖,還能檢測什么物質?具體應怎樣操作?提示:還能檢測蛋白質。檢測蛋白質時需用蒸餾水將質量濃度為0.05

g/mL的CuSO4溶液稀釋成質量濃度為0.01

g/mL的CuSO4溶液。歸納總結1.斐林試劑與雙縮脲試劑的比較試劑斐林試劑雙縮脲試劑甲液乙液A液B液成分質量濃度為0.1g/mL的NaOH溶液質量濃度為0.05g/mL的CuSO4溶液質量濃度為0.1g/mL的NaOH溶液質量濃度為0.01g/mL的CuSO4溶液試劑斐林試劑雙縮脲試劑甲液乙液A液B液鑒定物質還原糖蛋白質添加順序甲液和乙液等量混勻后立即使用先加入A液1mL,搖勻,再加入B液4滴,搖勻

反應條件50~65℃水浴加熱不需加熱,搖勻即可

反應現(xiàn)象淺藍色→棕色→磚紅色沉淀檢測液中滴入淺藍色B液后,變?yōu)樽仙?.實驗注意事項(1)還原糖、蛋白質的檢測實驗中,在加入相應檢測試劑之前,要留出一部分組織樣液,以便與檢測后的樣液顏色進行比對。(2)在蛋白質檢測實驗中,需要將雞蛋清稀釋到一定程度,否則雞蛋清與雙縮脲試劑發(fā)生反應后,會粘在試管的內壁上,反應不徹底,試管也不易刷洗。典例剖析【例2】某生物學興趣小組在野外發(fā)現(xiàn)一種果肉為白色的不知名野果。該小組把這些野果帶回實驗室欲檢測其中是否含有還原糖、脂肪和蛋白質。下列敘述正確的是(

)A.可利用蘇丹Ⅲ染液對該野果進行是否含脂肪的檢測B.若向該野果的組織樣液中加入斐林試劑并水浴加熱后出現(xiàn)較深的磚紅色,說明該野果中含有大量的葡萄糖C.進行蛋白質的檢測時可用斐林試劑的甲液和乙液代替雙縮脲試劑的A液和B液,因為它們的成分相同D.還原糖檢測實驗結束后,應將剩余的斐林試劑裝入棕色瓶,以便長期保存?zhèn)溆么鸢?A解析:向該野果的組織樣液中加入斐林試劑并水浴加熱后出現(xiàn)較深的磚紅色,說明該野果中含有大量的還原糖,但不能確定該還原糖是不是葡萄糖,B項錯誤。雙縮脲試劑和斐林試劑的成分雖然相同,都含有NaOH溶液和CuSO4溶液,但CuSO4溶液的質量濃度不同,C項錯誤。斐林試劑使用時必須現(xiàn)配現(xiàn)用,不能長期放置,D項錯誤。學以致用2.在下圖1、3、5號試管中分別加入2mL蒸餾水,2、4、6號試管中分別加入2mL發(fā)芽的小麥種子勻漿樣液,然后在1~4號試管中滴加適量斐林試劑,5、6號試管中滴加適量雙縮脲試劑,搖勻。下列有關實驗現(xiàn)象的描述,錯誤的是(

)A.4號試管內呈磚紅色,只有5號試管內呈藍色B.2號試管不出現(xiàn)磚紅色僅僅是因為沒有水浴加熱C.1號試管不出現(xiàn)磚紅色不僅僅是因為沒有水浴加熱D.6號試管內呈紫色,說明已發(fā)芽的小麥種子勻漿中含有蛋白質類物質答案:A解析:4號試管加入的是發(fā)芽的小麥種子勻漿樣液,發(fā)芽的小麥種子勻漿中含有還原糖(麥芽糖),因此4號試管呈磚紅色;5號試管加入的是蒸餾水,同時又加入了雙縮脲試劑,因而呈藍色,另外1、2、3號試管也呈藍色,A項錯誤。2號試管加入的是發(fā)芽的小麥種子勻漿樣液,其中含有還原糖,但是加入斐林試劑后沒有水浴加熱,仍然呈藍色,B項正確。1號試管加入的是蒸餾水,同時還加入了斐林試劑,此時即使水浴加熱,也不會出現(xiàn)磚紅色,因為其中不存在還原糖,C項正確。6號試管加入的是發(fā)芽的小麥種子勻漿樣液,且加入雙縮脲試劑后呈紫色,因此可說明已發(fā)芽的小麥種子勻漿中含有蛋白質類物質,D項正確。1.羊通過吃草獲得營養(yǎng)物質。那么,羊細胞和草細胞的各種化學元素(

)A.種類和含量差異都很大B.種類和含量都大體相同C.種類差異很大,相同元素的含量大體相同D.種類大體相同,相同元素的含量差異較大答案:D解析:組成不同生物細胞的化學元素的種類基本相同,但是相同元素的含量存在差異。2.科學家在利用無土栽培法培養(yǎng)一些名貴的花卉時,在培養(yǎng)液中添加了多種必需元素,其部分配方如下表所示。其中植物根細胞吸收量最少的離子是(

)C解析:組成細胞的微量元素有B、Zn、Cu、Fe、Mo、Mn等,大量元素有C、H、O、Mg、Ca、S、N、P、K。在題表所示元素中,Zn是微量元素,因此花卉根細胞吸收量最少的是Zn2+。3.下列有關“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質”實驗操作的敘述,錯誤的是(

)A.只有檢測還原糖的實驗中需要加熱B.雙縮脲試劑的A液和B液需要分開使用C.斐林試劑的甲液和乙液等量混合均勻后使用D.用顯微鏡觀察脂肪在細胞中的分布時,應直接使用高倍鏡答案:D解析:用顯微鏡觀察脂肪在細胞中的分布時,應先在低倍鏡下將物像調節(jié)清晰,再換用高倍鏡。4.根據(jù)“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質”的實驗,回答下列問題。(1)檢測成熟梨汁中是否存在還原糖所用的試劑是

,該試劑極不穩(wěn)定,使用時需

,檢測還原糖時還需要進行的處理方法是

。

(2)檢測花生子葉中是否存在脂肪的實驗中,蘇丹Ⅲ染液能將脂肪染成

。用其染色時,要用體積分數(shù)為50%的酒精溶液沖洗,目的是

。

(3)檢測黃豆組織樣液中是否存在蛋白質時,首先向試管內注入2mL待測組織樣液,再向組織樣液中先后加入雙縮脲試劑A液和B液,其中雙縮脲試劑B液的量不能超過

,這是因為

。

答案:(1)斐林試劑現(xiàn)用現(xiàn)配水浴加熱(放入盛有50~65℃溫水的大燒杯中加熱約2min)(2)橘黃色洗去浮色(3)4滴過量的雙縮脲試劑B液會與A液反應生成Cu(OH)2,干擾顏色反應解析:(1)檢測還原糖用斐林試劑,該試劑極