第2章 组成细胞的分子
第1节　细胞中的元素和化合物
核心要点突破
实验探究创新
知能过关演练
第
1
节　

细胞中的元素和化合物
基础自主梳理
1．掌握组成细胞的主要元素。
2．理解构成细胞的元素的分类、化合物的种类及分布规律。
3．尝试检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。
【重点】　组成细胞的主要元素和化合物；检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。
【难点】　检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。
情景导引
随着生活水平的提高，养生保健话题逐渐进入人们的日常生活，各类保健品应运而生。
保健食品种类繁多，有补充蛋白质的、
补充核酸的、补充各类维生素的、
补充钙铁锌硒等矿物质的……保
健化妆品的种类也不少，补维生素的、补水的……这些保健品中的成分在人体中能发挥什么作用呢？
一、组成细胞的元素
细胞中常见的化学元素有20多种，其中
1．大量元素有
________________________________________等。
2．微量元素有
____________________________等。
3．构成细胞的元素含量最多的是O。
4．构成细胞的最基本元素是C。
C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg
Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo
思考感悟
1．仔细观察分析教材P17图2－1、2－2两图，你对组成人体细胞的元素有哪些认识？
【提示】　构成人体细胞的主要元素为C、H、O、N、P、S。
二、组成细胞的化合物
1．种类及含量
(1)无机化合物有_____________。
(2)有机化合物主要有_____、脂质、蛋白质、核酸。
(3)占细胞鲜重最高的化合物是水。
水和无机盐
糖类
(4)占细胞干重最高的化合物是_________。
(5)占细胞鲜重最高的有机物是蛋白质。
蛋白质
2．有机物的检测
斐林试剂
红色
碘液
思考感悟
2．检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质时，对于材料的选择有何统一要求？
【提示】　选择颜色较浅的且相应物质含量较高的生物组织，避免材料自身颜色对实验颜色变化的遮盖。
1．生物界与非生物界的统一性与差异性
(1)统一性表现：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。
(2)差异性表现：细胞与非生物相比，各种元素的相对含量又大不相同。
2．种类
细胞中常见的化学元素有20多种。按照在生物体的含量分为：
(1)大量元素：含量占生物体总质量万分之一以上的元素。
(2)微量元素：含量占生物体总质量万分之一以下的元素。
3．组成细胞的元素及其分类(如图所示)
4．鲜重和干重元素含量的差异
(1)组成人体细胞的主要元素中氧元素占细胞鲜重的百分比最大。
(2)组成人体细胞的主要元素中碳元素占细胞干重的百分比最大。
5．化学元素的基本功能
(1)组成细胞的成分，如C、H、O、N、P、S等，约占原生质的总量的95%以上。
(2)化学元素是多种化合物的组成成分，如蛋白质、糖类等。
(3)一些元素能影响生物体的生命活动，如B能促进花粉的萌发和花粉管的伸长。
特别提醒
大量元素和微量元素都是生物体生命活动所必需的。是根据含量区分的，不是从功能上划分的。不同的生物，组成它们的化学元素种类大体相同，但各种元素的含量相差很大。
(2011年海南中学高一检测)如图1是细胞中3种化合物含量的扇形图，图2是有活性的细胞中元素含量的柱形图，下列说法不正确的是(　　)
图1　　　　　　图2
A．若图1表示正常细胞，则A为水
B．若图1表示干重细胞，则A为蛋白质
C．图2中含量最多的元素a是氧元素
D．图2中数量最多的也是a
【思路点拨】　本题主要考查细胞中各种元素和化合物含量的多少，解答时应注意以下几点：
①明确细胞是鲜重状态还是干重状态。
②分析图中各物质含量高低顺序是A>B>C，a>b>c。
③回忆细胞中各元素和化合物的含量。
【互动探究】　(1)若图1表示正常细胞，则C为哪种化合物？
(2)细胞中含量最多的四种元素有哪些，图2中b为何种元素？
【提示】　(1)脂质　(2)C、H、O、N　C
【探规寻律】　细胞中元素和化合物的含量关系
1．原理解读
生物组织中某些有机化合物能与某些化学试剂产生特定的颜色反应。
(1)糖类
(2)脂肪＋苏丹Ⅲ染液―→橘黄色
脂肪＋苏丹Ⅳ染液―→红色
(3)蛋白质＋双缩脲试剂―→紫色
2．实验流程图示
先根据选材预测实验结果，然后再实验验证，因此本实验属验证性实验。
(1)还原糖的检测和观察
结论：可溶性还原糖与斐林试剂在加热的过程中生成砖红色沉淀，说明组织样液中有可溶性还原糖。
(2)脂肪的检测和观察
方法一：花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ染液→橘黄色
方法二：
取材：花生种子(浸泡)，将子叶削成薄片
特别提醒
实验用的花生种子需提前浸泡3～4 h，浸泡时间太短，不易切片；浸泡时间太长，则组织太软，切下的薄片不易成形。
(3)蛋白质的检测和观察
选材与制备：鲜肝提取液或黄豆浆滤液
下列关于检测“生物组织中糖类、脂肪、蛋白质”实验操作步骤的叙述中，正确的是(　　)
A．用于鉴定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．若要鉴定花生种子细胞中是否含有脂肪，一定需要用显微镜观察
C．鉴定可溶性还原糖时，要加入斐林试剂(甲液和乙液等量混合均匀再加入)
D．用双缩脲试剂鉴定蛋白质时，需水浴加热2 min才能看到紫色
【思路点拨】
【尝试解答】　________
【探规寻律】　斐林试剂和双缩脲试剂的比较
(1)从成分方面比较，两种试剂都是由NaOH溶液和CuSO4溶液组成的，但NaOH溶液浓度相同，CuSO4溶液浓度不同；
(2)从试剂的使用方面比较，使用斐林试剂时，甲、乙两液等量混匀后立即使用。使用双缩脲试剂时，先加入A液1 mL，再加入B液4滴，摇匀；
C
(3)从使用条件比较，斐林试剂与还原糖混合后需50 ℃～65 ℃水浴加热，而用双缩脲试剂鉴定蛋白质时不需要加热。
跟踪训练　检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质的实验中，以下操作错误的是(　　)
A．只有脂肪的鉴定需要使用显微镜
B．用双缩脲试剂检测蛋白质不需要加热
C．使用斐林试剂和双缩脲试剂最好是现配现用
D．可溶性还原糖的鉴定，可用酒精灯直接加热产生砖红色沉淀
解析：选D。本题在于考查学生的动手能力，实验操作是否正确、规范。正确回答这类题目除了要亲自动手完成实验外，熟记实验过程的操作程序是解题的关键。脂肪的检测选用的材料是花生子叶，切片后，染色制片用显微镜观察。可溶性还原糖和蛋白质的检测都是将生物材料制成样液，然后检测，不用显微镜。需要隔水加热的是检测可溶性还原糖的实验；斐林试剂的甲液和乙液要先混合再使用，且要现配现用；双缩脲试剂中的A液和B液不需混合，但也要现配现用。实际上，该实验中有许多可对比记忆的知识点，同学们在平时学习中要善于去归纳总结。
验证性实验和探究性实验
(1)验证性实验：是指实验者针对已知的实验结果而进行的以验证实验结果、巩固和加强有关知识内容、培养实验操作能力为目的的重复性实验。
(2)探究性实验：是指实验者在不知晓实验结果的前提下，通过自己实验、探索、分析、研究得出结论，从而形成科学概念的一种认识活动。
(3)验证性实验的实验结果通常是已知的，探究性实验的实验结果是未知的，这是两类实验的最大区别。
实战演练　
(2011年深圳中学高一检测)洋葱在欧美被誉为“蔬菜皇后”，其肥大的鳞茎中含糖类8.5%，每100克含维生素A 5毫克、维生素C 9.3毫克、钙(Ca)45毫克、磷(P)50毫克、
铁(Fe)8毫克，以及18种氨基酸，
是不可多得的保健食品。那么洋
葱肥大的鳞茎中所含有的糖类是淀粉还是可溶性还原糖？生物学兴趣小组的同学以此作为研究课题。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：淀粉可用________来检测，可溶性还原糖可用________试剂来检测。
(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；
②_____________________________________；
③观察颜色变化。
Ⅱ.鉴定淀粉：
①制备洋葱组织样液，取样液2 mL注入试管；
②________________________________________________________________________；
③观察颜色变化。
(5)预期实验结果与结论：
解析：本实验是探究性实验，目的是探究洋葱鳞茎中所含的糖类是淀粉还是可溶性还原糖。向洋葱组织样液中加入碘液，若出现蓝色，说明含有淀粉；加入斐林试剂，水浴加热2 min后，若出现砖红色沉淀，说明含有可溶性还原糖。预期实验结果与结论时，注意有三种不同情况：①同时含有可溶性还原糖和淀粉；②只含有可溶性还原糖；③只含有淀粉。
答案：(2)碘液　斐林　(4)Ⅰ.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2 min　Ⅱ.②加入2滴碘液　(5)①砖红色沉淀　蓝色　②出现砖红色沉淀　不出现蓝色　③步骤Ⅰ不出现砖红色沉淀，步骤Ⅱ出现蓝色　没有还原糖只有淀粉
本部分内容讲解结束
按ESC键退出全屏播放
谢谢使用