高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第1节 细胞中的元素和化合物导学案及答案

第1节　细胞中的元素和化合物

一、组成细胞的元素

1．元素的统一性和差异性

2．元素的种类

(2)细胞中含量很高的元素：C、H、O、N，其原因是与组成细胞的化合物有关。

(3)存在形式：大多以化合物的形式存在。

二、组成细胞的化合物

1．

2．含量

(1)细胞中含量最多的化合物是水。

(2)细胞中含量最多的有机化合物是蛋白质。

(3)细胞中占干重最多的化合物是蛋白质。

判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)

1．Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等是组成细胞的微量元素。                             (　　)

2．大量元素在细胞内作用重大，微量元素在细胞中的作用微小。                             (　　)

3．组成细胞的元素全部以化合物的形式存在。 (　　)

4．占细胞鲜重最多的有机化合物是蛋白质。 (　　)

5．所有细胞中化合物含量都一样。 (　　)

提示：1．×　Ca、Mg是大量元素。

2．×　大量元素和微量元素是按照含量划分的，微量元素的作用并不小。

3．×　组成细胞的元素大多以化合物的形式存在，有些可以以离子的形式存在，如K＋。

4．√

5．×　不同细胞中化合物含量不同，如小麦种子细胞中糖类含量较高，而花生种子细胞中脂肪含量较高。

　组成细胞的元素和化合物

1．组成细胞的元素的种类和含量

(1)大量元素和微量元素的划分依据是元素在细胞中含量的多少，而不是生理作用的大小。

(2)无论干重还是鲜重，细胞中C、H、O、N这四种元素含量最多。

2．不同食物中营养物质的种类和含量不同

(1)玉米种子、甘蔗的茎、甜菜的根、苹果：富含糖类。

(2)花生种子：富含脂肪。

(3)牛奶、鸡蛋、大豆种子：富含蛋白质。

元素与化合物的关系

组成细胞的元素在生物体中一般以化合物形式存在，如镁形成叶绿素、铁形成血红素，等等。但有少数元素是以单质形式存在的，如硫磺细菌中的S是以硫磺颗粒存在的。另外少数元素以离子形式存在，如K以K＋形式存在于细胞内液中。

1．下列有关组成生物体化学元素的论述，正确的是(　　)

A．组成生物体和组成无机自然界的化学元素中，碳元素的含量最多

B．人、动物与植物所含的化学元素的种类差异很大

C．组成生物体的化学元素在无机自然界都可以找到

D．不同生物体内各种化学元素的含量比例基本相似

C　[组成无机自然界的化学元素中，氧元素含量最多，A项错误；不同生物所含化学元素的种类基本相同，B项错误；组成生物体的化学元素，在无机自然界都能找到，没有一种是生物所特有的，C项正确；不同生物体内所含化学元素的比例相差很多，D项错误。]

2．(不定项)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。请据图分析下列叙述正确的是(　　)

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Ⅲ

BD　[根据题图可知，Ⅰ和Ⅱ分别代表无机物和有机物，若Ⅴ代表蛋白质，Ⅵ、Ⅶ应代表脂质、核酸和糖类，A错误；在细胞干重中含量最多的化合物应为蛋白质(Ⅴ)，鲜重中含量最多的化合物是水(Ⅲ)，B正确；生理盐水和糖溶液的溶质分别是NaCl和葡萄糖，它们分别属于Ⅳ(无机盐)、Ⅵ或Ⅶ(糖类和核酸)，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，D正确。]

生命的物质基础是组成细胞的元素和化合物。一种植物和一种哺乳动物体内细胞的某些化学元素含量(占细胞干重的质量分数)如表所示：

通过对表格信息的分析比较可知：这两种生物体内构成细胞的化学元素种类基本相同，但含量差异很大，由此形成科学思维的学科素养。

(1)有同学依据表中数据，提出不同生物的组成元素也具有统一性和差异性，你是否同意该说法？说出你的依据。(科学思维)

提示：同意。由表中数据可知，两种不同生物体内细胞所含的化学元素的种类相同，各元素含量不同，可以体现生物体元素的统一性和差异性。

(2)N是蛋白质的重要组成元素，而S是蛋白质的特征元素。依据表中数据，试分析：哪种生物体内蛋白质含量较高？(科学思维)

提示：动物体内蛋白质含量较高，因为与植物细胞相比，动物体内细胞中N和S含量较高。

[课堂小结]

1．组成人体细胞的元素含量有不同的统计方法，如鲜重中C占18%，O占65%，而干重中C占55.99%，O占14.62%。下列关于人体细胞元素组成的说法，正确的是(　　)

A．人体细胞中C、H、O、Fe都是大量元素

B．干重中C的含量高是因为细胞失水

C．组成人体细胞的元素，常见的有30多种

D．构成人体细胞的元素在地壳中不一定能找到

B　[Fe是微量元素，不是大量元素，A项错误。鲜重和干重是根据细胞是否失水划分的，干重中C的含量高是因为细胞失水，B项正确。组成细胞的元素常见的有20多种，C项错误。构成人体细胞的所有元素在地壳中都能找到，没有一种是人体细胞所特有的，D项错误。]

2．(2019·北京合格考)一般情况下，活细胞中含量最多的化合物是(　　)

A．蛋白质　　　　 B．水

C．淀粉 D．糖原

B　[活细胞中含量最多的化合物是水，含量最多的有机化合物是蛋白质。]

3．对实验材料的选择，下列叙述错误的是(　　)

A．可用斐林试剂甲液和乙液、蒸馏水来鉴定生物组织中的蛋白质

B．花生种子含脂肪多且子叶肥厚，是用于脂肪鉴定的理想材料

C．花生含油量高，鉴定花生油时可以选用苏丹Ⅲ染液

D．甜菜块根虽然含有较多糖且近于白色，但是不能用于还原糖的鉴定

C　[苏丹Ⅲ染液遇到脂肪的显色反应为橘黄色，而花生油的颜色正好是橘黄色，C项错误。]

4．下列有关细胞中化合物的说法，正确的是(　　)

A．构成细胞的任何一种化合物都能在无机自然界中找到

B．细胞中有机物的含量比无机物的含量大

C．并不是所有细胞中的化合物含量都一样

D．含有碳元素的是有机化合物，不含碳元素的是无机化合物

C　[构成细胞的任何一种元素在无机自然界都能找到，没有一种元素是细胞特有的，A错误；细胞中有机物的含量比无机物的含量少，B错误；各种化合物在不同的细胞内含量不同，C正确；含有碳元素的不一定是有机物，如CO2，D错误。]

5．现有无标签的稀蛋清、葡萄糖、淀粉和淀粉酶(是一种蛋白质，能够将淀粉分解为麦芽糖)溶液各一瓶，可用双缩脲试剂、斐林试剂和淀粉溶液将它们鉴定出来。用试剂将上述4种溶液初步鉴定如下，请填写相应内容。

①为________________，⑤为________。区分与双缩脲试剂发生显色反应的一组溶液的方法及鉴定结果为将________分别与发生显色反应的两种溶液混合，一段时间后，用斐林试剂分别处理上述两种混合液，并水浴加热2 min，出现砖红色沉淀的溶液是________溶液，另一溶液不出现砖红色沉淀。

[解析]　据题意可知，用双缩脲试剂可将待测溶液分为两组，①为稀蛋清、淀粉酶溶液，②为葡萄糖、淀粉，③为斐林试剂，④为葡萄糖，⑤为淀粉。将淀粉分别与发生显色反应的两种溶液混合，一段时间后，用斐林试剂分别处理上述两种混合液，并水浴加热2 min，出现砖红色沉淀的溶液是淀粉酶溶液，另一溶液不出现砖红色沉淀，为稀蛋清。

[答案]　稀蛋清、淀粉酶溶液　淀粉　淀粉　淀粉酶