新教材高中生物 21 细胞中的元素和化合物练习+导学案+教学设计1新人教版必修1共3套20页.docx

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新教材高中生物2.1细胞中的元素和化合物导学案1新人教版必修1

新教材高中生物2.1细胞中的元素和化合物教学设计1新人教版必修1

新教材高中生物2.1细胞中的元素和化合物练习1含解析新人教版必修1

第二章第1节细胞中的元素和化合物

1.列举细胞中的主要元素；掌握糖类、脂肪和蛋白质的检测方法；

2.积极讨论，大胆尝试，全面掌握实验操作技巧和设计技巧。

3.勤动脑，多动手，在学习和实验中体验成功的快乐。

预习导学

最基本元素：

基本元素：

大量元素：

微量元素：

有机化合物

结合水，作用是

水

，作用是

无机化合物

存在形式：

无机盐

作用

有机化合物的检测

还原性糖：

原理：

还原性糖+；

还原性糖主要包括，果糖，麦芽糖。

选材：

过程：

2ml组织样液1ml斐林试剂（注意：

）

观察颜色为

脂肪：

原理：

脂肪+

选材：

检测过程：

切片

制片

镜检观察：

先用低倍镜寻找观察点，再用高倍镜观察

蛋白质：

原理：

蛋白质+

选材：

过程：

2ml组织样液1ml4滴观察颜色

1、玉米细胞与人体细胞含量最多元素种类是否相同，为什么会出现这种现象？

2、一些含量较少的元素是否并不重要？

3、比较玉米与人体细胞元素种类与含量还可以得出哪些结论？

课前检测

1.C、H、O三种元素在人体内质量分数约为73%左右，而在组成岩石圈的化学成分中还不到1%，这一事实说明了（）

A.生物界与非生物界具有相似性B.生物界与非生物界的元素组成是不同的

C.生物界与非生物界存在差异性D.生物界与非生物界具有统一性

2.仙人掌生活在缺水的沙漠中,在仙人掌的细胞中含量最多的化合物是（）

A.水B．蛋白质C．脂质D．糖类

3.在组成人体细胞的化学元素中，占细胞干重和鲜重百分比最多的元素分别是（）

A.O，CB.H,CC.N,OD.C,O

4.下列属于微量元素的一组是（）

A.C、H、N、P、MnB.Cl、Fe、S、N、MgC.B、Cu、Zn、Mn、MoD.N、P、K、Cu、Fe、I

5．下列关于实验的操作步骤的叙述中，正确的是

A．用于鉴定可溶性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．脂肪的鉴定需要用显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪粒。

C．鉴定可溶性还原糖时，要加入斐林试剂甲液摇匀后，再加乙液。

D．用于鉴定蛋白质的双缩尿试剂Ａ液与Ｂ液要混合均匀后，再加入含样品的试管中，且现混现用

6.下列关于水的生理功能的叙述中，不正确的是（　）

A.自由水是良好的溶剂B.结合水是细胞结构的重要组成成分

C.水溶液可运输代谢废物到排泄器官D.水分解能释放能量供生命活动需要

7.血红蛋白和叶绿素所含有的无机盐离子分别是（）

A.Ca2+和Mg2+B.Fe2+和Mg2+C.Fe3+和Na+D.Ca2+和Na+

8．已知Mn2+是许多酶的活化剂，例如它能激活硝酸还原酶，当缺Mn2+时，植物就无法利用硝酸盐，这说明无机盐的离子（）

A．对维持细胞的形态和功能有重要作用B．对维持生物体的生命活动有重要作用

C．对调节细胞内的渗透压有重要作用D．是细胞内某些复杂化合物的重要组成成分

9．保健品黄金搭档组合维生素片中含钙、铁、锌、硒等矿质元素，其中属于组成生物体的大量元素的是（   ）

A、钙              B、铁              

C、锌             D、硒

10.利用无土栽培法培养蔬菜，配制的培养液中，下列哪种离子的含量最少？

（）

A.SO42-     B.Ca2+     C.Zn2+      D.H2PO4-

二、非选择题：

11.表一

生物体的含水量（%）

生物

水母

鱼类

蛙

哺乳动物　

藻类

高等植物

含水量

97

90－85

70

65

90

60－80

　　　　　　　　　　　　　　　　　　表二

人体组织器官的含水量（%）

组织器官

牙齿

骨骼

骨骼肌

心脏

血液

脑

含水量

10

22

75

79

83

84

1、据表Ⅰ和表Ⅱ中的数据回答下列问题：

①生物体中含量最多的化学成分是____________________；水生生物的含水量比陆生生物

____________________；③代谢旺盛的组织器官含水量____________________。

2、农民晒谷种时晒出的水是以____________________形式存在于细胞中的水。

3、心脏是坚实的，血液是流动的，但两者的含水量仅为4%之差，这说明______________________________。

【知识总结】

1.生物界与非生物界元素种类上具有性，而元素含量上具有性。

2.组成生物体的最基本元素为，基本元素为，大量元素为

3.检测生物组织中的还原性糖、脂肪和蛋白质的原理：

还原性糖：

脂肪：

蛋白质：

4.斐林试剂和双缩脲试剂的比较

斐林试剂

双缩脲试剂

成分

鉴定物质

添加顺序

反应条件

反应现象

5.细胞中的水的存在形式为和，结合水的作用为，自由水的作用为①②③④

6.无机盐的存在形式为，主要作用为①②

7当自由水比例增加时，生物新陈代谢，生长速度，如干燥的种子中所含的主要是，干种子只有吸足水分，获得大量，才能进行生命活动。

8.当自由水向结合水转化增多时，代谢强度，抗旱、抗寒性能。

答案

【预习导学】

一、C；C、H、O、N；C、H、O、N、P、S；Fe、Mn、Cu、Mo、Zn、B；

二、糖类、脂肪、蛋白质、核酸；细胞结构的重要组成成分；自由水；溶剂；营养物质和代谢废物；离子；Fe2+；Mg2+；生命活动；

三、斐林试剂；砖红色；葡萄糖；苹果或梨；现配现用；水浴加热；砖红色；苏丹Ⅲ染液；橘黄色；花生种子；最薄；染色；苏丹Ⅲ染液；去浮色；双缩脲；紫色；豆浆或鲜肝溶液；双缩脲试剂A液；双缩脲试剂B液；

【问题导学】

1.不是，元素含量差异很大。

2.不正确，划分大量元素和微量元素是按生物体中的含量划分的，不是按作用划分的，微量元素虽然含量少，但必不可少，是必需元素。

3.水；蛋白质；水。

4.结合水和自由水，无机盐以离子状态存在。

5.镁是叶绿素的重要组成部分

【思考拓展】

1.自由水；结合水；无机盐

2.代谢旺盛，自由水和结合水的比例升高；休眠，比例降低；干旱和严寒时，自由水转变为结合水，自由水和结合水的比例降低。

3.可以用缺少这种离子的培养液（其他离子都有）培养植物，看是否出现生长不良等症状，若出现，再加入这种离子，看症状是否消失。

若消失，说明是必需。

【课前检测】

一、选择题1-5CADCB6-10DBBAC

二、非选题

1.水；多；多；2、自由水；3.心脏的结合水比例高于血液

【知识小结】

1.统一性；差异性；

2.C；C、H、O、N；C、H、O、N、P、S

3.还原性糖和斐林试剂反应生成砖红色；脂肪和苏丹Ⅲ染液反应生成橘黄色；蛋白质和双缩脲反应生成紫色；

4.

斐林试剂

双缩脲试剂

成分

甲液：

0.1g/mlNaOH，

乙液：

0.05g/mlCuSO4

A液：

0.1g/mlNaOH，

B液：

0.01g/mlCuSO4

鉴定物质

还原性糖

蛋白质

添加顺序

甲液和乙液等量混合后立即使用

先加A液1ml，摇匀，再加入B液4滴，摇匀

反应条件

水浴加热

不需加热

反应现象

砖红色

紫色

5结合水；自由水；细胞结构的重要组成成分；良好的溶剂；参与反应；细胞生活环境；运送营养物质和代谢废物

6.离子；构成细胞的成分；维持细胞和生物体的生命活动。

7.活跃；加快；结合水；自由水；

8.下降；增强

第1节　细胞中的元素和化合物

本节内容在引言中就提出了关于生命的物质组成相关问题，学生都能区分生物与非生物，但是如何从理论层面阐述生物组成成分就变得更加重要。

本节内容通过从元素，化合物的种类与含量方面进行比较，让学生可以更加明确生物界与非生物界的统一性与差异性。

后续再通过实验证明糖类，脂肪，蛋白质的存在，帮助学生理解有机物是生物体所必须的成分。

教学策略：

通过对比分析，培养学生通过阅读获取信息的能力。

对比自然界与非生物界，元素种类与含量的差异，理解各种元素及化合物对生物体的作用。

物质鉴定实验让学生自己动手，并通过实验选择最理想的材料，培养学生的观察能力与解决问题的能力。

生命观念：

组成生物体的元素都是从无机环境获取的，同一元素在生物界与无机环境含量差异巨大。

科学思维：

科学的选择实验材料，保证实验材料不影响实验结果的观察与检测。

科学探究：

探究碳为什么会成为生物体的最基本元素

社会责任：

认同生命的物质性，培养学生保护环境的观念

教学重点：

1.组成细胞的主要元素和化合物。

2.检测生物组织中的糖类、蛋白质、脂肪。

教学难点：

1.构成细胞的基本元素是碳。

2.检测生物组织中的糖类、蛋白质、脂肪。

情景导入、展示目标。

教师：

地球上的环境千变万化，比如地壳表面的水、岩石以及空气，那么这些物质由哪些元素组成呢？

生物是生活在环境中，生物从环境中获取物质，那么这些生物又由哪些元素组成？

合作探究、精讲点拨。

探究一：

地壳与细胞元素含量的差异

组成地壳和组成细胞的部分元素含量

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

问题：

1、组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能找到，说明什么？

2.细胞中的各元素含量和无机环境中的含量大不相同，这说明什么？

结论：

组成细胞的化学元素在自然界的无机环境中都能找到，没有一种元素是生命特有的。

但是元素在细胞中和无机环境中的含量却有区别，说明生命和非生命的无机环境既有统一性又有差异性。

设计意图：

通过引导学生观察，分析表格中的问题，归纳总结，形成结论。

探究二：

组成细胞的元素？

作为生命的基本组成单位——细胞，它可以构成不同的生物体。

那么元素在各种细胞中的含量是怎样的？

（对比玉米与人体细胞元素种类与含量的差异）

玉米和人体化学元素含量对比表：

玉米

人

氧

44.43

14.62

碳

43.57

55.99

氮

1.46

9.33

氢

6.24

7.46

钾

0.92

1.09

钙

0.24

4.67

磷

0.20

3.11

硫

0.17

0.78

铁

0.08

0.012

比较玉米细胞与人体细胞的元素及含量，谈论下列问题并进行展示：

1、玉米细胞与人体细胞含量最多元素种类是否相同，为什么会出现这种现象？

2、一些含量较少的元素是否并不重要？

3、比较玉米与人体细胞元素种类与含量还可以得出哪些结论？

结论：

组成生物体的化学元素主要有20多种。

组成玉米和人体的含量较多的元素是：

C、H、O、N等四种。

不同生物体的组成元素大体相同；不同生物体内，各种化学元素的含量相差很大。

归纳得出：

组成细胞的基本元素：

C；主要元素：

C、H、O、N、P、S；大量元素：

C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg；微量元素：

Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo

补充说明：

各种元素本身对生命活动的影响，以及干重与鲜重下元素含量的差异与原因。

设计意图：

通过分析比较，使学生明确大量元素和微量元素的概念，并正确理解碳是最基本元素。

探究三：

组成细胞的化合物

讨论：

作为生命的细胞是由元素组成的，组成生物体的化学元素在生物体内是以什么形式存在的？

比如花生和大豆的应用中有很大的不同，花生可用来榨油，大豆常用来做豆腐说明了什么问题？

引导学生分析组成生物体的化学元素在体内以什么形式存在（单质还是化合态），参考课本P17提供的表来分析，总结归纳出构成细胞的化合物。

水：

85%～90%

无机盐：

1%～1.5%

蛋白质：

7%～10%

核酸和糖类：

1%～1.5%

脂类：

1%～2%

设计意图：

通过教师的引导，学生自主完成本部分内容，锻炼学生的自学能力。

探究四：

检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质

可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定的实验原理、方法、步骤和现象：

知识点

可溶性还原糖

脂肪

蛋白质

实验原理

与斐林试剂反应生成砖红色沉淀

被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色（或被苏丹Ⅳ染成红色）

与双缩脲试剂反应产生紫色物质

实

验

步

骤

样液

制备

选材

含糖较高、颜色为白色或近于白色的植物组织，苹果、梨最好

富含脂肪的种子，以花生最好

浸泡1～2d的黄豆种子（或用豆浆）或用鸡蛋

蛋白

方法

苹果切块→研磨→过滤→滤液

制作花生种子的切片

黄豆浸泡切片→研磨→过滤→滤液

鉴定

步骤

样液→加斐林试剂→振荡→水浴加热煮沸

切片→染色→漂洗→镜检

组织样液→加双缩脲试剂A→再加双缩脲试剂B→观察颜色变化

实验现象

蓝色→棕色→砖红色沉淀

脂肪被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色（或被苏丹Ⅳ染成红色）

加双缩脲试剂A无明显变化，加双缩脲试剂B后溶液变成紫色

注意事项

1.选材要用含糖较高、颜色为白色或近于白色的植物组织

2.斐林试剂不稳定，一般配成甲液（NaOH：

0.1g/mL）乙液（CuSO4：

0.05g/mL）来保存，用时必须将甲、乙两液混合均匀后使用，切勿分别加入组织样液中进行检测

1.切片要尽可能的薄

2.染色后一定要用50%的酒精溶液洗去浮色

3.观察时找最薄处，最好只有1～2层细胞

1.用鸡蛋蛋白时，一定要加以稀释，如果稀释不够，与双缩脲试剂发生反应后会粘固在试管内壁上，使反应不彻底，且试管不易洗干净

2.双缩脲使用时，应先加A造成碱环境，再加B

每组学生从教师提供的材料中选取两种进行鉴定，并记录

交流实验结果：

每一组实验选取一个人介绍实验情况，然后分析实验成败的得失

设计意图:

通过小组合作进行实验，锻炼学生的动手能力和合作意识。

随堂练：

1.关于松鼠和松树体内的化学元素的说法中，最可能不正确的是（A　）

A．含量相同

B．种类相同

C．具有统一性

D．具有差异性

2.以下关于实验的描述中，正确的是（D　）

A．利用光学显微镜可观察到组成细胞膜的磷脂分子

B．西瓜汁中含有丰富的葡萄糖和果糖，可用作还原糖鉴定的替代材料

C．在做脂肪的鉴定实验时，发现满视野都呈现橙黄色，于是滴1～2滴质量分数为20%的盐酸洗去多余的染料

D．在稀释的蛋清液中加入双缩脲试剂，振荡摇匀，可看到溶液变为紫色

2.1细胞中的元素和化合物

1.下列有关细胞中化合物的叙述中，不正确的是（　　）

A．淀粉、蛋白质和核酸都是大分子物质

B．脂肪、肝糖原、肌糖原、淀粉均为细胞内储存能量的物质

C．构成细胞的任何一种化合物都能在无机自然界找到

D．蛋白质是含量最多的有机物，是生命活动的主要承担者

【答案】C

【解析】构成细胞的任何一种化学元素都能在无机自然界找到，但是化合物不一定。

2.下列有关细胞中元素的叙述，正确的是（　　）

A．在光合作用中，C元素从CO2经C5形成（CH2O）

B．没有N元素植物就不能进行光合作用

C．植物光合作用制造的有机物中的氧元素来自于参加反应的H2O

D．血液中钙含量过高，动物会出现抽搐

【答案】B

【解析】在光合作用中，C元素从CO2经C3形成（CH2O）；N元素是叶绿素、ATP、酶等的必需元素，因此，没有N元素光合作用就无法进行；光合作用产生的有机物中的氧元素来自二氧化碳，氧气中的氧来自水；血液中钙含量过高，会出现肌无力，含量过低才会出现抽搐。

3.还原糖、脂肪、蛋白质和DNA四种有机物的鉴定实验中，选材或操作正确的是（　　）

A．用斐林试剂检测胡萝卜汁中的还原糖

B．向花生种子匀浆中滴加苏丹Ⅲ染液检测脂肪

C．将双缩脲试剂A液与B液混合，摇匀后检测豆浆中的蛋白质

D．常温条件下，核糖核酸与甲基绿作用，呈现绿色

【答案】B

【解析】用斐林试剂检测还原糖时，需选用无色（或白色）的材料，避免材料颜色对实验结果造成干扰；脂肪的检测有两种方法，一种是组织液法，一种是切片法，选项B属于前者；用双缩脲试剂检测蛋白质时，需先加入A液，摇匀，再加入B液摇匀；甲基绿用于检验DNA，吡罗红用于检验RNA。

4.某研究人员对玉米组织、小白鼠组织、T2噬菌体（病毒）、乳酸菌、酵母菌等样品进行化学成分分析。

以下分析结果正确的是（　　）

A．含有水、DNA、RNA、糖原、蛋白质等成分的样品是小白鼠组织

B．只含有蛋白质和DNA成分的样品是乳酸菌

C．含有水、DNA、RNA、蛋白质、纤维素等成分的样品是玉米组织和乳酸菌

D．既有DNA，又有RNA的只有玉米组织、小白鼠组织

【答案】A

【解析】动物体中的主要物质包括水、DNA、RNA、糖原、蛋白质等，故A正确；乳酸菌属于原核生物细胞内除了含有蛋白质、DNA外还含有RNA、糖类等物质，故B错误；纤维素是植物特有的多糖类物质，乳酸菌中不存在，故C错误；有细胞结构的生物（包括真核生物和原核生物）都是既有DNA也有RNA，所以乳酸菌、酵母菌也是DNA、RNA都有的，故D错误。

5.2015年中秋时节，家住安徽省患糖尿病的林奶奶，因食用“无糖月饼”而被“甜晕”，还好抢救及时，脱离危险。

目前很多广告语存在科学性错误，下列你认为正确的是（　　）

A．无糖饼干没有甜味，属于无糖食品

B．“XX牌”鱼肝油，含有丰富的维生素D，有助于宝宝骨骼健康发育

C．某地大棚蔬菜，天然种植，不含任何化学元素，是真正的绿色食品

D．“XX牌”口服液含有丰富的N、P、Zn等微量元素

【答案】B

【解析】淀粉是糖类，A错误；维生素D能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收，B正确；蔬菜是有机化合物，是由C、H、O等元素组成的，C错误；N、P是大量元素，Zn是微量元素，D错误。

6.关于组成细胞的分子及细胞结构的描述，正确的是（　　）

A．糖类是细胞内的主要的能源物质，所以糖类不会用来组成细胞的结构

B．无机盐在细胞中都以离子状态存在

C．水是生命之源，水在细胞中既能参与众多化学反应，也能参与细胞的结构的组成

D．胆固醇是动物细胞膜的重要组成成分，不参与血液中脂质的运输

【答案】C

【解析】糖类是细胞内的主要的能源物质，但糖类也会用来组成细胞的结构，如纤维素是构成细胞壁的主要成分，A错误；无机盐在细胞中多为离子状态，有些形成化合物，B错误；水是生命之源，水在细胞中既能参与众多化学反应，也能参与细胞的结构的组成，C正确；胆固醇是动物细胞膜的重要组成成分，也参与血液中脂质的运输，D错误。

7.用苏丹Ⅲ染液对脂肪组织进行染色时，可用来冲洗浮色的药品是（　　）

A．HCl

B．H2O

C．50%的酒精溶液

D．无水酒精

【答案】C

【解析】在脂肪检测实验中，需要用苏丹Ⅲ染液（或苏丹Ⅳ染液）对脂肪组织进行染色，还需要用到体积分数为50%的酒精溶液，作用是冲洗浮色。

8.关于松鼠和松树体内的化学元素的说法中，最可能不正确的是（　　）

A．含量相同

B．种类相同

C．具有统一性

D．具有差异性

【答案】A

【解析】不同生物体内元素种类基本相同，这体现了生物之间元素具有统一性；不同生物体内元素含量不同，这体现了生物之间元素具有差异性。

9.现提供新配制的斐林试剂甲液（0.1g/mLNaOH溶液）、乙液（0.05g/mLCuSO4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①

B．①和②

C．①和③

D．②、③和④

【答案】C

【解析】斐林试剂和双缩脲试剂的成分区别是：

斐林试剂甲液＝双缩脲试剂A液，都是0.1g/mLNaOH溶液；斐林试剂乙液和双缩脲试剂B液成分都是CuSO4溶液，但浓度不同，分别是0.05g/mL、0.01g/mL。

根据题意，双缩脲试剂B液可以通过蒸馏水和斐林试剂乙液稀释而成。

10.油菜种子成熟过程中部分有机物的变化如图所示，将不同成熟阶段的种子匀浆后检测，结果正确的是（　　）

【答案】C

【解析】分析曲线可知，油菜种子在成熟过程中，可溶性糖和淀粉不断转化为脂肪储存起来。

第10天时仍然存在较多的可溶性糖，可溶性糖中的还原糖与斐林试剂在水浴加热条件下会出现砖红色沉淀，A错误。

蛋白质是生物体生命活动的主要承担者，在整个种子成熟过程中都能检测到蛋白质的存在，B错误。

在第30天时，脂肪含量较高，脂肪与苏丹Ⅲ染液发生反应呈现橘黄色，C正确。

在第40天时，淀粉已经消耗殆尽，用碘液检测不会发生显色反应，D错误。

11.以下关于实验的描述中，正确的是（　　）

A．利用光学显微镜可观察到细胞膜的磷脂双分子层

B．西瓜汁中含有丰富的葡萄糖和果糖，可用作还原糖鉴定的替代材料

C．在做脂肪的鉴定实验时，发现满视野都呈现橙黄色，于是滴1～2滴质量分数为20%的盐酸洗去多余的染料

D．在稀释的蛋清液中加入双缩脲试剂，振荡摇匀，可看到溶液变为紫色

【答案】D

【解析】光学显微镜下不能看到磷脂双分子层；西瓜汁的颜色为红色，作为还原糖鉴定的材料时，不利于实验现象的观察；在做脂肪的鉴定实验时，用吸水纸吸去多余的染料，用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色，而不是盐酸；稀释的蛋清液中含有大量的蛋白质，能够与双缩脲试剂发生紫色反应。

12.关于生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定实验，下列叙述错误的是（　　）

A．可用斐林试剂甲液和乙液，蒸馏水来鉴定葡萄糖和尿液中的蛋白质

B．脂肪的切片鉴定法需要用显微镜才能看到被染色的脂肪颗粒

C．鉴定还原糖时，要加入斐林试剂甲液摇匀后，再加入乙液

D．在使用苏丹Ⅲ染液鉴定脂肪的实验中，酒精的作用是洗去实验材料上的浮色

【答案】C

【解析】鉴定还原糖时甲液与乙液要等量混合均匀后，再加入含样品的试管中，且必须现配现用。

13.用碘液、苏丹Ⅲ染液和双缩脲试剂测得甲、乙、丙三种植物的干种子中三大类有机物颜色反应如表，其中“＋”的数量代表颜色反应深浅程度，下列有关说法错误的是（　　）

A．乙种子中主要含蛋白质

B．碘液、苏丹Ⅲ染液和双缩脲试剂与相应的物质发生的颜色反应分别是蓝色、橘黄色和紫色

C．在观察颜色时有可能用到光学显微镜

D．这三种试剂的使用均不需要水浴加热

【答案】A

【解析】分析表格可知，甲植物干种子中主要含淀粉，乙植物干种子中主要含脂肪，丙植物干种子中主要含蛋白质。

14.下列有关检测生物组织中还