2021学年第1节 细胞中的元素和化合物教学演示ppt课件
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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。
(3)含量:在干重条件下,人体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: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:细胞中各种化学元素的相对含量与无机自然界的大不相同。
2.组成细胞的化合物
细胞中含量最多的化合物是水。它是生命之源,缺少了它生命活动就无法进行。含量最多的有机化合物是蛋白质。
【思考】 经检测,在细胞鲜重中,O元素的含量比C高。而在细胞干重中,C元素的含量比O高。二者存在差异的原因是什么?提示:在细胞鲜重中,水的含量最多,而水是由O和H两种元素组成的。
二、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质1.实验原理(连线)
答案:①—b—Ⅰ ②—c—Ⅱ ③—a—Ⅲ
【思考】 通过检测可发现,不同的食物中物质的种类和含量是否相同?这对我们的饮食有何启发?提示:不相同。应选择多种食物,做到不挑食,均衡营养。
【预习检测】 1.判断正误。(1)细胞中不存在无机自然界没有的特殊元素。( )(2)细胞中微量元素的含量少,作用也不大。( )(3)人体细胞内含量最多的有机化合物是水。( )(4)斐林试剂是由质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液和质量浓度为0.05g/mL的CuSO4溶液配制成的。( )(5)在脂肪的检测过程中,用体积分数为50%的酒精洗去浮色。( )
2.某品牌维生素片中含Ca、Fe、Zn、Se等元素,其中属于组成生物体的大量元素的是( )A.CaB.FeC.ZnD.Se解析:大量元素包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。答案:A
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知识点一 组成细胞的元素和化合物
问题引领1.大量元素和微量元素划分的依据是什么?微量元素是否可有可无?请举例说明。提示:划分的依据是含量的多少。微量元素不可缺少,否则机体就会出现异常,如Fe是人体血红蛋白的重要组成元素,缺Fe会患缺铁性贫血。2.细胞内的元素都是细胞必需的吗?举例说明。提示:不一定。如人体中可能含有Pb,Pb对人体有毒。
3.图1是某种牧草细胞中化合物含量的扇形图,图2是有活性的牧草细胞中元素含量的直方图。请分析回答下列问题。
①若图1表示牧草细胞完全脱水后的化合物含量,则A化合物是 。图2中a、b、c依次表示 (元素)。 答案:蛋白质 O、C、H②研究表明该处土壤中与牧草细胞中含量最多的元素都是a,由此说明什么?提示:说明生物界与非生物界具有统一性。
归纳提升1.组成细胞的元素的种类和含量
(1)大量元素和微量元素划分的依据是含量,而不是生理作用。(2)生物体内含有的元素不是生物所必需的,如Pb。(3)主要元素占人体鲜重的比例从多到少依次是O、C、N、H、P、S。
关于元素和化合物的2个易错点(1)大量元素和微量元素划分的依据是含量的多少,而不是生理作用,含量少的不一定不重要。(2)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,含量最多的化合物(无机物)是水,含量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,含量最多的化合物(有机物)是蛋白质。
典型例题下列关于细胞中元素和化合物的叙述,正确的是( )A.细胞中一种元素的作用能被其他元素替代B.细胞干重中含量最多的元素是NC.活细胞中含量最多的化合物是水D.细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要
解析:每种元素在细胞中都具有独特的作用,不可被其他元素替代;细胞干重中含量最多的元素是C;活细胞中含量最多的化合物是水;微量元素和大量元素区分的依据是含量的多少,而不是在细胞中的作用,两者都是生命活动必不可少的。答案:C
【变式训练】 1.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(%)]。据此表可以得出的结论是( )
A.组成不同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是细胞鲜重中含量最多的元素,它是构成细胞的基本元素解析:组成不同生物体的化学元素的种类基本相同;由表中数据可知,同种元素在不同生物体内含量相差较大;由表中数据可知,C是细胞干重中含量最多的元素。答案:A
2.下列关于组成细胞的化合物的叙述,正确的是( )A.在任何活细胞中含量最多的化学元素都是CB.在活细胞中各种化合物含量从多到少的顺序是蛋白质、脂质、无机盐、糖类、核酸C.活细胞中化合物的种类与食物中相同D.在不同的细胞中各种化合物的种类基本相同,含量有所差别
解析:活细胞中含量最多的化学元素是O;活细胞中含量最多的化合物是水,其次是蛋白质,然后是脂质、无机盐、糖类和核酸;活细胞中化合物的种类与食物中不完全相同,体内各种化合物是从食物中吸收的或利用从食物中吸收的各种营养成分重新合成的;在不同的细胞中各种化合物的种类基本相同,都是水、蛋白质、脂质、无机盐、糖类、核酸等,但它们的含量不同。答案:D
知识点二 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
问题引领1.在检测生物组织中的化合物时,在实验材料的选择上有哪些要求?提示:(1)选择的材料应富含待检测的物质。(2)材料应为无色、白色或者颜色较浅,有利于实验结果的观察。
2.蔗糖属于非还原糖,蔗糖溶液中加入斐林试剂,50~65 ℃水浴加热后呈什么颜色?为什么?提示:浅蓝色。因为蔗糖属于非还原糖,不与斐林试剂发生反应,蔗糖溶液加入斐林试剂,50~65 ℃水浴加热后呈浅蓝色[Cu(OH)2的颜色]。
3.斐林试剂与双缩脲试剂的使用方法相同吗?请说明理由。提示:不相同。斐林试剂的甲液和乙液等量混合后使用,使用时现用现配,在使用过程中需水浴加热。使用双缩脲试剂时,先在待测组织样液中加入双缩脲试剂A液1 mL,摇匀,再滴加B液4滴,摇匀。
4.现有两瓶没有标记的尿液样品,分别是1名糖尿病患者(尿液中含有葡萄糖)和1名肾小球肾炎患者(尿液中含有蛋白质)的尿样。请用所学的知识对其进行区分。提示:方法一:用斐林试剂对两瓶尿样进行检测,有砖红色沉淀生成的是糖尿病患者的尿样;没有砖红色沉淀生成的是肾炎患者的尿样。方法二:用双缩脲试剂对两瓶尿样进行检测,有紫色反应的是肾炎患者的尿样,另一瓶是糖尿病患者的尿样。
归纳提升1.斐林试剂和双缩脲试剂的比较
2.实验结果分析(1)鉴定还原糖,实质上是新配制的Cu(OH)2与还原糖反应,Cu(OH)2被还原为Cu2O(砖红色)。(2)检测蛋白质的原理是肽键在碱性环境中与 反应生成紫色络合物,所以加入双缩脲试剂A液的目的是制造碱性环境。
3.实验注意事项(1)正确加入试剂①斐林试剂:宜现配现用,甲、乙液等量混合均匀。②双缩脲试剂:先加A液,摇匀,再加B液。(2)控制适宜的实验条件还原糖的检测需要将试管放入盛有50~65 ℃温水的大烧杯中加热约2 min,而蛋白质的鉴定不需要加热。
“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”的4个误区(1)“斐林试剂”中的“斐”不可错写为“翡”,“双缩脲试剂”中的“脲”不可错写为“尿”。(2)斐林试剂只能检测具有还原性的糖类,而一些非还原糖,如蔗糖、淀粉等,无法用斐林试剂进行检测。
(3)在检测有机物的实验中,唯一需使用显微镜的实验是脂肪的检测;唯一需水浴加热的实验是还原糖的检测。(4)所有蛋白质都能与双缩脲试剂发生紫色反应,但能与双缩脲试剂发生紫色反应的物质不一定都是蛋白质,如双缩脲(NH2—CO—NH—CO—NH2)、多肽(将在本章第4节学习)。
典型例题现提供新配制的斐林试剂甲液(质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液)、乙液(质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液)、蒸馏水。若充分利用上述试剂及必需的实验用具,能鉴别出下列哪些物质?( )①葡萄糖 ②蔗糖 ③蛋白质 ④脂肪 A.只有①B.①②C.①③D.②③④
解析:斐林试剂和双缩脲试剂在成分上的区别:斐林试剂甲液和双缩脲试剂A液都是质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液;斐林试剂乙液和双缩脲试剂B液的成分都是CuSO4溶液,但浓度不同,其质量浓度分别是0.05 g/mL、0.01 g/mL。根据题意,双缩脲试剂B液可由斐林试剂乙液稀释而成。答案:C
【变式训练】 1.下列关于“检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质”实验操作步骤的叙述,正确的是( )A.用于检测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.若要检测花生种子细胞中是否含有脂肪,实验过程中要用清水洗去浮色
C.检测可溶性还原糖时,要加入斐林试剂(甲液和乙液等量混合均匀再加入)D.用双缩脲试剂检测蛋白质时,需水浴加热2 min才能看到紫色解析:斐林试剂和双缩脲试剂不完全相同,且用双缩脲试剂检测蛋白质时不需加热。检测花生种子细胞中是否含有脂肪时,要用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色。答案:C
2.向盛有一定量面糊的试管中加入适量的α-淀粉酶,65 ℃(α-淀粉酶的最适温度)水浴保温后,先后加入1 mL 0.1 g/mL的NaOH溶液和4滴0.01 g/mL的CuSO4溶液,摇匀后,试管内立即出现的现象是(α-淀粉酶是蛋白质,能水解淀粉,但自身的化学本质不变)( )A.产生砖红色沉淀B.溶液呈蓝色C.溶液呈现紫色D.溶液颜色无变化
解析:α-淀粉酶是催化剂,其化学本质为蛋白质,在化学反应过程中其化学本质不变,所以遇双缩脲试剂会发生紫色反应。答案:C
探究性实验的一般程序:观察现象→提出问题→作出假设→设计实验→预期实验结果→进行实验→分析实验结果→得出结论。探究性实验的实验现象或预期是不确定的,对所有的可能性都要进行分析讨论。
洋葱肥大的鳞茎中所含有的糖类是淀粉还是可溶性还原糖?某生物学兴趣小组的同学对此进行了探究。请你帮助他们完成下面的实验研究报告。(1)实验目的:探究洋葱肥大的鳞茎中所含的糖是淀粉还是可溶性还原糖。(2)实验原理:在淀粉溶液中滴加碘液会出现蓝色反应;可溶性还原糖可用 来检测。 (3)实验器材:洋葱、所需试剂和仪器等(略)。
(4)实验步骤Ⅰ.鉴定可溶性还原糖①制备洋葱组织样液,取样液2 mL注入试管中;②加入新制的斐林试剂1 mL,混匀,将试管置于50~65 ℃的水浴锅中加热约2 min。③观察试管中出现的颜色变化。Ⅱ.鉴定淀粉①制备洋葱组织样液,取样液2 mL注入试管中;②加入2滴碘液;③观察试管中出现的颜色变化。
(5)预期实验结果与结论
解析:还原糖与斐林试剂在水浴加热条件下产生砖红色沉淀。该实验是探究性实验,实验预期不确定,可由表格的实验结论反推实验结果。若Ⅰ的实验现象是有砖红色沉淀生成,则说明有还原糖存在,否则,无还原糖存在;若Ⅱ的实验现象是变蓝,则说明有淀粉存在,反之,无淀粉存在。答案:(2)斐林试剂(5)出现砖红色沉淀 变蓝 出现砖红色沉淀 未变蓝 Ⅰ的实验现象是未出现砖红色沉淀 Ⅱ的实验现象是变蓝 只有淀粉,没有还原糖
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