人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第1节 细胞中的元素和化合物精品课后复习题
展开【学习目标】
一、组成细胞的元素和化合物
1.组成细胞的元素
(1)生物界和非生物界的统一性和差异性
(2)种类:组成细胞的化学元素,常见的有20多种。
(3)分类
①大量元素(含量较多):C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。
②微量元素(含量很少):Fe、Mn、Zn、Cu、B、M等。
微点拨:“谐音法”记忆大量元素和微量元素
①大量元素可利用谐音“她(C)请(H)杨(O)丹(N)留(S)您(P)盖(Ca)美(Mg)家(K)”来记。
②微量元素可利用谐音“铁(Fe)猛(Mn)碰(B)新(Zn)木(M)桶(Cu)”来记。
2.组成细胞的化合物
(1)元素存在形式:大多以化合物的形式存在。
(2)种类及相对含量:
探讨一:分析组成细胞的元素和化合物
1.比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量(%),回答问题:
(1)组成细胞的化学元素,在无机自然界中都能找到,说明了什么?
说明了生物界和非生物界具有统一性。
(2)细胞中的各种元素的相对含量与无机自然界的大不相同,这说明了什么?
说明了生物界和非生物界具有差异性。
(3)组成细胞的元素追根溯源来自无机自然界,为什么细胞内各种元素的比例与无机自然界的大不相同?
生物体是按照生命活动的需要,有选择地从无机自然界获取元素的。
2.比较组成玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量(干重,质量分数),回答下列问题:
注:其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3%。
(1)在玉米细胞和人体细胞中含量较多的四种元素一样吗?怎样解释这种现象?
在玉米细胞和人体细胞中含量较多的四种元素是一样的,都是C、H、O、N。这是因为玉米和人都是生物,组成它们的主要成分都是水、糖类、脂质和蛋白质等物质,这些物质都含有C、H、O,蛋白质中还含有大量的N元素。
(2)玉米细胞中氧元素的含量明显要高于人体细胞,而氮元素的含量明显又低于人体细胞,怎样解释这种现象?
玉米细胞和人体细胞中的不同有机物的含量有差别,如玉米细胞中的糖类要多一些,而人体细胞中的蛋白质的含量要多一些。
(3)细胞中有些元素含量很少,如在玉米细胞中,S只有0.17%,Mg只有0.18%,是否意味着这些元素并不重要?
细胞中有些元素含量虽然很少,但是却有重要作用,如很多蛋白质都含有S,叶绿体中的叶绿素分子含有Mg,如果缺少S或Mg,细胞就不能合成这些蛋白质或叶绿素。
3.请尝试构建下列概念的包含关系图。
自然界中的元素、组成细胞的元素、大量元素、微量元素、基本元素。
探讨二 分析组成细胞的化合物,提高理解能力
1.细胞中含量最多的化合物和有机化合物分别是 水和蛋白质 ;占细胞干重最多的化合物是 蛋白质 。
2.根据已经掌握的知识分析,不同生物材料中富含有机物的成分不同,下面的生物材料中,富含糖类、脂肪、蛋白质的分别有 ①③⑥⑨ 、 ⑤⑦ 、 ②④⑧ 。
①玉米种子 ②牛奶 ③甘蔗的茎 ④鸡蛋 ⑤花生种子 ⑥甜菜的块根 ⑦蓖麻种子 ⑧大豆种子 ⑨苹果
【习题巩固】
1.(2023·吉林长春二中高一期末)如图为元素在生物体内的含量分布情况,下列叙述错误的是( )
A.P、S、K、Ca、Zn属于大量元素
B.Ⅰ在非生物界中都能找到,体现了生物界与非生物界的统一性
C.Ⅱ和Ⅲ为生物体的必需元素,一旦缺乏就可能会导致相应的病症
D.Ⅱ含量虽少,却是生物体正常生命活动不可缺少的
答案 A
解析 Zn属于微量元素,A错误。
2.生命的物质基础是组成细胞的元素和化合物,如图中序号代表不同的化合物,面积不同代表含量不同,其中Ⅰ和Ⅱ代表两大类化合物。下列叙述正确的是( )
A.若Ⅴ和Ⅵ分别代表蛋白质和脂质,则Ⅶ代表核酸
B.细胞干重和鲜重中含量最多的化合物分别是Ⅴ和Ⅲ
C.医用的生理盐水和糖溶液中的溶质分别属于Ⅳ和Ⅴ
D.上述物质中氧原子含量最高的化合物是Ⅴ
答案 B
解析 根据题图可知,Ⅰ和Ⅱ分别代表无机化合物和有机化合物,若Ⅴ代表蛋白质,Ⅵ代表脂质,则Ⅶ应代表核酸和糖类,A错误;在细胞干重中含量最多的化合物是蛋白质(Ⅴ),在细胞鲜重中含量最多的化合物是水(Ⅲ),B正确;医用的生理盐水和糖溶液中的溶质分别是NaCl和葡萄糖,它们分别属于Ⅳ(无机盐)、Ⅵ或Ⅶ(糖类),而Ⅴ代表蛋白质,C错误;水中的氧原子含量最高,因此,氧原子含量最高的化合物是Ⅲ(水),D错误。
二、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1.实验原理(连线)
2.实验步骤
(1)还原糖的检测和观察
(2)脂肪的检测和观察
制作花生子叶临时切片,用显微镜观察子叶细胞的着色情况(以花生为例)。
(3)蛋白质的检测和观察
3.注意事项
(1)蛋白质检测时,双缩脲试剂的加入顺序:先加A液,再加B液,且B液不能过量。目的是先制造碱性环境。若先加B液或B液过量,会生成Cu(OH)2,干扰颜色反应。
(2)在蛋白质检测实验中,如果以鸡蛋清为实验材料,需要将鸡蛋清稀释到一定程度,否则与双缩脲试剂发生反应后,会黏在试管的内壁上,反应不彻底,试管也不易刷洗。
探讨一 实验材料选取和实验试剂的运用
1.检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质的实验均为显色反应,在选择实验材料时应该注意哪些问题?
提示:一是一定要富含待检测的化合物,二是材料本身要颜色较浅(无色或白色最佳)。
2.鉴定还原糖时使用的斐林试剂为何要现配现用?
提示:因为斐林试剂很不稳定,容易产生蓝色的Cu(OH)2沉淀,所以应将甲液和乙液分别保存,使用时现配现用。
3.利用斐林试剂的甲液、乙液和蒸馏水能否检测蛋白质?为什么?
提示:能。斐林试剂的甲液、乙液的成分分别与双缩脲试剂的A液、B液相同,只是斐林试剂的乙液的质量浓度比双缩脲试剂的B液高,只需将斐林试剂的乙液用蒸馏水稀释即可。
探讨二 实验操作过程、结果分析及拓展应用
1.检测生物组织中的脂肪时,染色时间不宜过长,原因是什么?
提示:染色时间过长,脂肪会溶解到染色剂中。
2.检测蛋白质时,加入双缩脲试剂B液后,没有观察到溶液变成紫色。试分析其原因。
提示:可能是因为加入的双缩脲试剂B液过量,CuSO4在碱性溶液中生成大量蓝色的Cu(OH)2沉淀,遮盖了实验中产生的紫色。
3.现有两瓶没有标记的糖尿病患者(尿液中含有葡萄糖)和肾小球肾炎患者(尿液中含有蛋白质)的尿液样品,如何进行区分?
提示:方法一:用斐林试剂进行检测,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小球肾炎患者的尿样。
方法二:用双缩脲试剂进行检测,有紫色产生的是肾小球肾炎患者的尿样; 没有紫色产生的是糖尿病患者的尿样。
1.完善表格,总结斐林试剂和双缩脲试剂的异同。
2.关注实验中的四个注意点
【习题巩固】
3.(2023·四川宜宾高一期末)某生物兴趣小组对作物种子发育过程中有机物的积累及转化进行动态监测。下列关于检测方法及出现结果的叙述,不正确的是( )
A.小麦种子加水浸泡→用小刀纵切→在切面滴加碘液→依据被染成蓝色检测淀粉
B.甜玉米籽加水研磨→离心取上清液→加斐林试剂→观察砖红色沉淀检测还原糖
C.花生种子切片→苏丹Ⅲ染液染色→显微镜观察细胞内被染成橘黄色的脂肪颗粒
D.鸡蛋清加水搅拌→加NaOH溶液→再加CuSO4溶液→依据紫色反应检测蛋白质
答案 B
解析 甜玉米籽中含有较多的还原糖,加水研磨后离心取上清液→加斐林试剂,通过水浴加热后方可观察砖红色沉淀的有无,进而可检测还原糖的存在,B错误。
4.NaOH溶液和CuSO4溶液可作为斐林试剂(甲液和乙液)检测生物组织中的还原糖,也可作为双缩脲试剂(A液和B液)检测生物组织中的蛋白质。下列有关斐林试剂和双缩脲试剂的叙述,错误的是( )
A.斐林试剂和双缩脲试剂的使用方法不同
B.甲液和A液的浓度不同,乙液和B液的用量相同
C.还原糖的检测需要加热,蛋白质的检测不需要加热
D.斐林试剂检测还原糖和双缩脲试剂检测蛋白质时反应呈现的颜色不同
答案 B
解析 斐林试剂和双缩脲试剂的使用方法不同,斐林试剂的甲液和乙液需要先混合后加入,双缩脲试剂需要先加A液,后滴加B液,A正确;甲液和A液都是浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液,乙液和B液的用量不同,B液的用量较少(4滴),B错误;还原糖的检测需要50~65 ℃温水浴加热,蛋白质的检测不需要加热,C正确;斐林试剂检测还原糖时颜色呈砖红色,双缩脲试剂检测蛋白质时颜色呈紫色,D正确。1.生命观念——通过对组成细胞的元素和化合物的学习,建立生命的物质观。
2.科学思维——通过比较玉米和人体细胞的元素组成,归纳概括细胞中元素的统一性和差异性。
3.科学探究——通过“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”探究活动,掌握物质检测的基本原理和方法。
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
元素
玉米细胞
人体细胞
O
44.43
14.62
C
43.57
55.99
H
6.24
7.46
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
项目
斐林试剂
双缩脲试剂
成分相同
NaOH(甲液)和CuSO4(乙液)
NaOH(A液)和CuSO4(B液)
浓度不同
0.1 g/mL的NaOH溶液、0.05 g/mL的CuSO4溶液
0.1 g/mL的NaOH溶液、0.01 g/mL的CuSO4溶液
原理不同
新配制的Cu(OH)2与加入的还原糖在水浴加热条件下反应,Cu(OH)2被还原生成砖红色的Cu2O沉淀
蛋白质在碱性溶液中可以与Cu2+发生双缩脲反应,生成紫色络合物
用法不同
甲液和乙液等量混匀后立即使用
先加A液1 mL,摇匀;再加B液4滴,摇匀
使用条件
50~65 ℃温水浴加热
不需加热,摇匀即可
颜色反应
蓝色→棕色→砖红色(沉淀)
浅蓝色→紫色
选材
不宜选有颜色的材料,因为有颜色的材料会干扰实验结果
预留样品
物质检测中,预留组织样液作对照组
待测液
处理
用蛋清作蛋白质检测材料时,必须充分稀释,防止蛋清黏在试管内壁上
材料处理
脂肪检测时,用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色,不能用清水,因为苏丹Ⅲ染液易溶于有机溶剂、不溶于水
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