2.1細(xì)胞中的元素和化合物核心知識梳理核心知識梳理一、組成細(xì)胞的元素1．生物界與非生物界的統(tǒng)一性和差異性(1)統(tǒng)一性：組成生物體的各種元素在__無機(jī)自然界__中都能找到。(2)差異性：細(xì)胞中各種元素的__相對含量__與無機(jī)環(huán)境的大不相同。2．元素的種類和含量(1)元素eq\o(→,\s\up12(根據(jù)各種),\s\do4(元素的含量))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(大量元素：__C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等__,微量元素：__Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等__))(2)含量：__C、H、O、N__含量很高。二、組成細(xì)胞的化合物組成細(xì)胞的化合物種類無機(jī)化合物：__水__、__無機(jī)鹽__有機(jī)化合物：主要有糖類、脂質(zhì)、__蛋白質(zhì)__、__核酸__等含量最多的化合物是__水__最多的有機(jī)化合物是__蛋白質(zhì)__三、實(shí)驗(yàn)：檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)1．實(shí)驗(yàn)原理：(1)還原糖＋斐林試劑eq\o(→,\s\up7(50～65℃溫水浴))磚紅色沉淀(2)脂肪＋蘇丹Ⅲ染液(蘇丹Ⅵ染液)→橘黃色(紅色)。(3)蛋白質(zhì)＋雙縮脲試劑→紫色。2．鑒定實(shí)驗(yàn)材料的選擇(1)還原糖的鑒定實(shí)驗(yàn)中選材的原則①選用還原糖含量較高的生物組織(或器官)。可選用蘋果、梨、白色甘藍(lán)葉、白蘿卜等；不能選用甜菜、甘蔗，因?yàn)樗鼈兯恼崽鞘且环N非還原糖；馬鈴薯因淀粉較多，也不宜作實(shí)驗(yàn)材料。②盡量避免產(chǎn)生顏色干擾。要選顏色較淺或近于白色的生物組織，不能選西瓜、綠色葉片等作實(shí)驗(yàn)材料。(2)脂肪的鑒定實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)材料最好選用富含脂肪的種子。(3)蛋白質(zhì)的鑒定實(shí)驗(yàn)中，最好選用富含蛋白質(zhì)的生物組織。植物材料常用的是大豆，動物材料常用的是雞蛋的蛋清。3．實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象(1)還原糖的鑒定①實(shí)驗(yàn)步驟②實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：在進(jìn)行水浴加熱時(shí)，試管中溶液的顏色變化是藍(lán)色→棕色→磚紅色沉淀。特別提醒：(1)顏色變化：斐林試劑的甲液(質(zhì)量濃度為0.1g/mL的NaOH溶液)與乙液(質(zhì)量濃度為0.05g/mL的CuSO4溶液)混勻后，立即生成淺藍(lán)色的Cu(OH)2膠體，Cu(OH)2與還原糖在加熱的條件下，先變成棕色，最后生成磚紅色的Cu2O沉淀。(2)加熱：對試管中的溶液進(jìn)行水浴加熱時(shí)，試管底部不要觸及燒杯底部。(2)脂肪的鑒定①實(shí)驗(yàn)原理：脂肪＋eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(蘇丹Ⅲ染液\o(→,\s\up7(鏡檢))橘黃色,蘇丹Ⅳ染液\o(→,\s\up7(鏡檢))紅色))②材料處理：若用花生種子作實(shí)驗(yàn)材料，必須提前浸泡3～4h，浸泡時(shí)間短了，不容易切片；浸泡時(shí)間過長，則組織太軟，切下的薄片不易成形。另外，染色時(shí)間不宜過長。如果是新鮮種子，則不必浸泡，浸泡后效果反而不好。③實(shí)驗(yàn)步驟：特別提醒：盡可能地切成薄片，否則顯微鏡下看到的細(xì)胞重疊，不易觀察。(3)蛋白質(zhì)的鑒定4．實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：(1)實(shí)驗(yàn)操作中的注意點(diǎn)。①還原糖檢測時(shí)，使用水浴加熱，試管底部不要觸及燒杯底部，以防受熱不均勻。②脂肪檢測時(shí)，染色時(shí)間不宜過長，否則脂肪會溶解在酒精中，使橘黃色消失。③蛋白質(zhì)檢測時(shí)，雙縮脲試劑的加入順序：先加A液，再加B液，而且B液不能過量。目的是先制造堿性環(huán)境。若先加B液或B液過量，會生成Cu(OH)2，干擾顏色反應(yīng)。④在蛋白質(zhì)檢測實(shí)驗(yàn)中，需要對雞蛋清稀釋到一定程度，否則與雙縮脲試劑發(fā)生反應(yīng)后，會黏在試管的內(nèi)壁上，反應(yīng)不徹底，試管也不易刷洗。⑤還原糖、蛋白質(zhì)的檢測實(shí)驗(yàn)中，在加入相應(yīng)試劑檢測之前，要留出一部分組織樣液，以便與檢測后的樣液顏色進(jìn)行對比。(2)有機(jī)物檢測在操作步驟上的差異。①加熱——還原糖的檢測需要加熱，且為水浴加熱。②顯微鏡——若用花生種子切片為材料檢測脂肪需要使用顯微鏡。③試劑滴加順序——先等量混合后再滴加的是斐林試劑，分別滴加的是雙縮脲試劑。課后培優(yōu)練課后培優(yōu)練級練培優(yōu)第一階——基礎(chǔ)過關(guān)練1．關(guān)于組成細(xì)胞的元素、化合物的敘述，正確的是()A．不同食物中營養(yǎng)物質(zhì)的種類相同，含量不同B．細(xì)胞中含量最多的有機(jī)物是蛋白質(zhì)C．微量元素不但含量少，而且作用也小D．不同細(xì)胞中含有的化學(xué)元素種類差距很大【答案】B【解析】不同食物中營養(yǎng)物質(zhì)的種類和含量有很大差別，A錯(cuò)誤；細(xì)胞中含量最多的化合物是水，含量最多的有機(jī)物是蛋白質(zhì)，B正確；微量元素含量雖然少，但作用非常重要，C錯(cuò)誤；不同細(xì)胞中含有的化學(xué)元素種類基本相同，元素含量差距很大，D錯(cuò)誤。2．下列元素在生物體內(nèi)含量較少，但對維持生物體正常生命活動必不可少的是()A．Fe、Mn、Zn、Mg B．Zn、Cu、Mn、CaC．Zn、Cu、B、Mn D．Mg、Mn、Cu、Mo【答案】C【解析】在生物體內(nèi)含量較少，但對維持生物體正常生命活動必不可少的元素是微量元素，微量元素有Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo等，Mg和Ca屬于大量元素。3.下列關(guān)于檢測“生物組織中糖類、脂肪、蛋白質(zhì)”實(shí)驗(yàn)操作步驟的敘述中，正確的是()A．用于鑒定還原糖的斐林試劑甲液和乙液，可直接用于蛋白質(zhì)的鑒定B．若要鑒定花生種子細(xì)胞中是否含有脂肪，用肉眼即可觀察C．鑒定可溶性還原糖時(shí)，斐林試劑的甲液和乙液應(yīng)等量混合均勻后再加入D．用于雙縮脲試劑鑒定蛋白質(zhì)時(shí)，需水浴加熱2min才能看到紫色【答案】C【解析】斐林試劑的成分雖然和雙縮脲試劑相同，但是濃度、用法、用量都不同，不能直接用于蛋白質(zhì)的鑒定，A項(xiàng)錯(cuò)誤；檢測花生種子細(xì)胞中是否含脂肪，染色后需用顯微鏡觀察，B項(xiàng)錯(cuò)誤；鑒定可溶性還原糖時(shí)，斐林試劑的甲液和乙液應(yīng)等量混合均勻后再加入，C項(xiàng)正確；用雙縮脲試劑鑒定蛋白質(zhì)，不需要水浴加熱，D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.將剛剛萌發(fā)、帶有小芽的大麥種子充分研磨后，過濾得到組織樣液。在組織樣液中加入下列試劑后振蕩均勻，有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論的敘述，正確的是()A．加入蘇丹Ⅲ染液，溶液呈紅色，證明發(fā)芽的大麥種子中含有脂肪B．加入斐林試劑并水浴加熱，溶液呈磚紅色，說明發(fā)芽的大麥種子中含有麥芽糖C．加入碘液，溶液呈藍(lán)色，說明發(fā)芽的大麥種子中含有淀粉D．加入雙縮脲試劑，溶液呈藍(lán)色，說明發(fā)芽的大麥種子中含有蛋白質(zhì)【答案】C【解析】蘇丹Ⅲ染液能將脂肪染成橘黃色，而不是紅色，A項(xiàng)錯(cuò)誤；加入斐林試劑并水浴加熱，溶液呈磚紅色，說明發(fā)芽的大麥種子中含有還原糖，但不一定是麥芽糖，B項(xiàng)錯(cuò)誤；淀粉遇碘液變藍(lán)，因此加入碘液，溶液呈藍(lán)色，說明發(fā)芽的大麥種子中含有淀粉，C項(xiàng)正確；要想觀察組織樣液中是否有蛋白質(zhì)，可采用雙縮脲試劑檢測，呈紫色反應(yīng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。5．下列有關(guān)組成生物體的化學(xué)元素的敘述，正確的是()A．組成生物體的化學(xué)元素，根據(jù)其含量不同可分為大量元素和微量元素兩大類B．鋅元素在人體生長發(fā)育過程中起著非常重要的作用，這說明鋅元素是人體內(nèi)的大量元素C．微量元素在生物體內(nèi)含量很少，所以它們不重要D．原核生物細(xì)胞內(nèi)含微量元素，真核生物細(xì)胞內(nèi)不含微量元素【答案】A【解析】組成生物體的化學(xué)元素根據(jù)其含量不同可分為大量元素(占生物體總量的萬分之一以上)和微量元素(占生物體總量的萬分之一以下)兩大類，A正確；鋅元素在人體內(nèi)含量很少，故為微量元素，B錯(cuò)誤；微量元素在生物體內(nèi)含量很少，卻是維持生物體正常生命活動不可缺少的，若缺乏，會出現(xiàn)微量元素缺乏癥，如缺鋅、缺碘都會出現(xiàn)相應(yīng)的病癥，C錯(cuò)誤；原核生物和真核生物的細(xì)胞內(nèi)均既有大量元素，也有微量元素，D錯(cuò)誤。培優(yōu)第二階——拓展培優(yōu)練1．人體內(nèi)有20多種微量元素，它們的含量很少，但是對人體的健康卻起著重要作用。下列各元素全部是微量元素的是()A．Na、K、Cl、S、O B．Fe、Zn、Cu、MoC．H、O、C、N、P D．Cu、Ca、Mg、C【答案】B【解析】組成細(xì)胞的各種常見的必需元素中，按照含量分為大量元素和微量元素，其中微量元素如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。2.下列關(guān)于組成細(xì)胞的元素和化合物的敘述，正確的是()A．活細(xì)胞中含量最多的化學(xué)元素都是氧B．活細(xì)胞中含量最多的化合物都是蛋白質(zhì)C．人體活細(xì)胞各種化合物與食物化合物成分相同D．在不同的細(xì)胞中各種化合物的種類基本相同，含量有差別【答案】D【解析】有些活細(xì)胞中含量最多的化學(xué)元素是氧，有些細(xì)胞中含量最多的化學(xué)元素是碳，A錯(cuò)誤；活細(xì)胞中含量最多的無機(jī)化合物是水，含量最多的有機(jī)化合物是蛋白質(zhì)，B錯(cuò)誤；人體活細(xì)胞的各種化合物是由食物中的物質(zhì)消化、吸收后合成的，但與食物化合物成分有所不同，C錯(cuò)誤；在不同的細(xì)胞中各種化合物的種類基本相同，含量有差別，D正確。3．下列關(guān)于有機(jī)物的檢測實(shí)驗(yàn)中，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗的操作是()A．檢測淀粉時(shí)，直接把碘液加入到淀粉樣液中B．檢測脂肪時(shí)，在花生種子勻漿中滴加染液后，直接進(jìn)行觀察C．檢測還原糖時(shí)，注入新配制斐林試劑搖勻后，60℃水浴加熱D．檢測蛋白質(zhì)時(shí)，把A、B液混合后再加入蛋白質(zhì)樣液中【答案】D【解析】用碘液檢測淀粉不需要加熱，可直接將碘液滴加到淀粉樣液中，A不符合題意；向花生種子勻漿中滴加蘇丹Ⅲ染液后直接通過肉眼不能觀察到顏色變化，B不符合題意；用斐林試劑檢測還原糖時(shí)，注入新配制斐林試劑搖勻后，需在50～60℃溫水中水浴加熱，C不符合題意；蛋白質(zhì)檢測時(shí)，應(yīng)先加A液再滴加B液，若將A、B液混合后再加入蛋白質(zhì)樣液中，A液和B液會發(fā)生反應(yīng)就不會與蛋白質(zhì)發(fā)生紫紅色反應(yīng)，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗，D符合題意。4．在生物組織中還原糖、脂肪、蛋白質(zhì)的檢測實(shí)驗(yàn)及對實(shí)驗(yàn)材料的選擇，下列敘述錯(cuò)誤的是()A．斐林試劑和雙縮脲試劑的配制都需要0.1g/mL的NaOH溶液B．花生種子含脂肪多且子葉肥厚，是用于脂肪檢測的理想材料C．用雞蛋清進(jìn)行蛋白質(zhì)檢測實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)對雞蛋清進(jìn)行稀釋處理D．甘蔗莖、甜菜塊根含糖豐富且近于白色，適合還原糖的檢測【答案】D【解析】斐林試劑的甲液是0.1g/mL的NaOH溶液，雙縮脲試劑的A液也是0.1g/mL的NaOH溶液，A正確；花生種子含脂肪多且子葉肥厚，是用于脂肪檢測的理想材料，B正確；進(jìn)行蛋白質(zhì)檢測時(shí)，蛋白質(zhì)的濃度不能過高，用雞蛋清進(jìn)行蛋白質(zhì)檢測實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)對雞蛋清進(jìn)行稀釋處理，C正確；甘蔗莖、甜菜的塊根等含有較多的蔗糖，蔗糖不是還原糖，D錯(cuò)誤。5．下圖為元素在生物體內(nèi)的含量分布情況，下列表述錯(cuò)誤的是()A．Ⅰ在非生物界中都能找到，體現(xiàn)了生物界與非生物界的統(tǒng)一性B．Ⅱ含量雖少，但卻是生物體正常生命活動不可缺少的C．Ⅱ和Ⅲ稱為必需元素，一旦缺乏就可能會導(dǎo)致相應(yīng)的病癥D．P、S、K、Ca、Zn屬于大量元素【答案】D【解析】組成生物體的元素在非生物界中都能找到，體現(xiàn)了生物界與非生物界的統(tǒng)一性，A正確。微量元素在生物體中含量很少，但是是必不可少的，B正確。必需元素是維持生物體正常生命活動必不可少的元素，一旦缺乏就會導(dǎo)致相應(yīng)的病癥，C正確。Zn屬于微量元素，D錯(cuò)誤。6．對生物組織中還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)進(jìn)行檢測的實(shí)驗(yàn)中，正確的方法與結(jié)果是()A．大豆組織樣液(2mL)＋0.1g/mLNaOH溶液(2mL)＋0.05g/mLCuSO4溶液(2mL)eq\o(→,\s\up12(水浴加熱),\s\do4())溶液呈紫色B．蘋果組織樣液(2mL)＋0.1g/mLNaOH溶液(2mL)＋0.01g/mLCuSO4溶液(2mL)eq\o(→,\s\up12(水浴加熱),\s\do4())溶液呈橘黃色C．花生子葉＋蘇丹Ⅲ染液(2mL)eq\o(→,\s\up12(洗去浮色),\s\do4())脂肪顆粒呈紅色D．蘋果組織樣液(2mL)＋(0.1g/mLNaOH溶液＋0.05g/mLCuSO4溶液)(1mL)eq\o(→,\s\up12(水浴加熱),\s\do4())溶液中有磚紅色沉淀【答案】D【解析】還原糖(如葡萄糖、果糖)與斐林試劑作用，必須將斐林試劑的甲液(0.1g/mLNaOH溶液)和乙液(0.05g/mLCuSO4溶液)混合均勻后加入樣液中，再水浴加熱，可以生成磚紅色沉淀，故D正確。脂肪可以被蘇丹Ⅲ染液染成橘黃色。蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑發(fā)生作用，可以產(chǎn)生紫色反應(yīng)，鑒定時(shí)先在樣液中加入A液(0.1g/mLNaOH溶液)提供堿性環(huán)境，再加入B液(0.01g/mLCuSO4溶液)提供Cu2＋。7．下圖表示小麥開花數(shù)天后測定種子中主要物質(zhì)的變化，請據(jù)圖回答問題：(1)小麥成熟種子中主要的營養(yǎng)物質(zhì)是________。(2)檢測還原糖的試劑是____________，可溶性還原糖的多少可通過______________來判斷。(3)小麥種子成熟過程中，胚乳里蔗糖與可溶性還原糖含量比較。兩者的變化趨勢________。(4)種子成熟時(shí)，淀粉的形成與一種磷酸化酶的活性有密切關(guān)系，為驗(yàn)證磷酸化酶是否是蛋白質(zhì)，實(shí)驗(yàn)過程中實(shí)驗(yàn)組試管中加入2mL________________，對照組試管中加入__________________，然后加入等量的____________如果實(shí)驗(yàn)組出現(xiàn)________現(xiàn)象，則證明磷酸化酶是蛋白質(zhì)。【答案】(1)淀粉(2)斐林試劑磚紅色的深淺(3)相同(4)磷酸化酶溶液2mL(等量)已知蛋白質(zhì)液(豆?jié){、蛋清稀釋液)雙縮脲試劑紫色【解析】(1)據(jù)圖分析可以看出，小麥成熟種子中主要的營養(yǎng)物質(zhì)是淀粉。(2)檢測還原糖的試劑是斐林試劑，還原糖與斐林試劑作用產(chǎn)生磚紅色沉淀。因此，可溶性還原糖的多少可通過磚紅色的深淺來判斷。(3)小麥種子成熟過程中，胚乳里蔗糖與可溶性還原糖含量比較。兩者的變化趨勢相同。(4)蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑發(fā)生紫色顏色反應(yīng)。為驗(yàn)證磷酸化酶是否是蛋白質(zhì)，實(shí)驗(yàn)過程中實(shí)驗(yàn)組試管中加入2mL磷酸化酶溶液，對照組試管中加入2mL已知蛋白質(zhì)液，然后加入等量的雙