导学案--细胞中的元素和化合物
时间：2020-11-24 14:06 | 栏目：第1节 细胞中的元素和化合物 | 点击：次
1．构成细胞的化学元素在无机自然界中都能找到，说明了什么？比较玉米和人的元素组成，可以得出什么信息？细胞中的大量元素有哪些？基本元素有哪四种？最基本的元素是哪一种？微量元素有哪些？
答案：构成细胞的元素在无机自然界中都能找到，说明了组成生物体的元素都是从无机自然界中获取的，进一步说明了生物界与无机自然界具有统一性。
通过比较玉米和人的元素组成，可以得出以下结论：①玉米细胞和人体细胞的元素种类大体相同（不同生物细胞具有统一性）②玉米细胞和人体细胞某些元素含量大不相同，进一步可以推测不同细胞有机物的含量以及细胞结构有差别（不同生物细胞具有差异性）③无论是玉米细胞还是人体细胞，含量最多的四种元素都是C、H、O、N，这与组成细胞的化合物密切相关。
细胞中大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等
基本元素：C、H、O、N
最基本元素：C
微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu等
2．占细胞鲜重最多的是哪种元素？（为什么它最多？）占细胞干重最多的是什么元素？（为什么它最多？）
答案：占细胞鲜重最多的元素是氧元素，因为细胞中含有最多的化合物是水，水中含有氧元素；占细胞干重最多的元素是碳元素，因为碳元素是最基本的元素，各种有机物中均含有碳元素，并且多糖、蛋白质等大分子物质以碳链为基本骨架。
3．细胞中的化合物常见的有哪些类型？最多的无机物是哪种？最多的有机物是哪种？活细胞中最多的是哪种？细胞干重中最多的是哪种？构成植物体的有机物最多的是什么？
答案：一般情况如下
4．还原糖有哪些？用什么试剂鉴定？鉴定的原理是什么？该试剂配方是什么？分别是什么颜色？该试剂为何要现配现用？如何使用？能用酒精灯直接加热吗？试验过程中颜色变化是怎样的？甘蔗、西红柿汁、西瓜汁能用来鉴定还原糖吗？
答案：单糖都是还原糖，如葡萄糖、果糖、核糖、脱氧核糖和半乳糖等，二糖中的乳糖和麦芽糖也是还原糖，多糖（如淀粉、纤维素、糖原等）和二糖中的蔗糖不是还原糖。还原糖由于分子中具有游离的醛基或酮基而具有还原性，能与蓝色的斐林试剂（本质为新制的氢氧化铜，氢氧化铜不稳定，不能久置，需要现配现用，即将甲液0.1g/mL的NaOH溶液与乙液0.05g/mL
Cu（OH）2等量混合）在加热条件（水浴加热，不能用酒精灯直接加热）下发生反应，将Cu（OH）2还原成CuOH，CuOH不稳定，被分解为Cu2O和H2O，其中Cu2O为砖红色沉淀。由于最后是观察颜色的变化，为减少其他有色物质对实验的干扰，通常应选择无色或白色的实验材料，西红柿汁、西瓜汁等有色材料在理论上不大适合作为本实验的材料。而甘蔗富含蔗糖这种非还原糖，而少还原糖，用它作为实验材料，颜色反应不明显，故也不适合作为实验材料。
5．脂肪可以用什么试剂来鉴定？有什么现象？检验脂肪一定要用显微镜吗？该试验中的酒精的作用是什么？
答案：脂肪可以被苏丹Ⅲ染成橘黄色。观察细胞中的脂肪颗粒时必须借助显微镜，但如果只是检测生物组织中是否有脂肪时，可以直接向材料匀浆加入苏丹Ⅲ染液进行观察即可。利用显微镜观察细胞中的脂肪颗粒时，在用苏丹Ⅲ染对切片进行染色之后，需要用体积分数为50%的酒精洗去浮色。
6．淀粉可以用什么来鉴定？有什么现象？
答案：淀粉是一种植物多糖，由几百到几千个葡萄糖单体脱水缩合形成。天然淀粉通常由直链淀粉和支链淀粉两种组分组成，直链淀粉遇碘呈蓝色( 或蓝黑色)，而支链淀粉遇碘呈紫红色(或橙红色)。高中阶段所说的淀粉通常是指直链淀粉，遇碘变蓝。
7．蛋白质用什么试剂鉴定？鉴定的原来是什么？该试剂能用来鉴定二肽吗？该试剂配方是什么？分别是什么颜色？如何使用？什么现象？受热变性的蛋白质还能出现相同的实验现象吗？蛋白质变性改变的是什么？
答案：蛋白质可以用双缩脲试剂进行鉴定，这种试剂原本是鉴定双缩脲这种物质的。NH2-CO-NH-CO-NH2，其中氮原子和碳原子之间的化学键和蛋白质中的肽键（参见教材本章第4节）结构一样。双缩脲在碱性溶液中能与极稀的铜离子发生反应产生紫色络合物，这个反应叫做双缩脲反应。如图：
由于蛋白质分子中含有很多与双缩脲结构相似的肽键，因此也能与极稀的铜离子（B液0.01g/mLCuSO4）在碱性溶液（A液0.1g/mLNaOH）中发生双缩脲反应形成紫色络合物。从图中可以看出，反应要求被检测的反应物至少要有2个肽键，而二肽只含一个肽键，故不能检测二肽。受热变性的蛋白质只是使维持蛋白质空间结构的氢键、离子键等断裂，从而改变了蛋白质的空间结构，而蛋白质分子中的肽键并未断裂，它的化学组成也没有改变，故热变性的蛋白质可以与双缩脲试剂发生反应。
答案：构成细胞的元素在无机自然界中都能找到，说明了组成生物体的元素都是从无机自然界中获取的，进一步说明了生物界与无机自然界具有统一性。
通过比较玉米和人的元素组成，可以得出以下结论：①玉米细胞和人体细胞的元素种类大体相同（不同生物细胞具有统一性）②玉米细胞和人体细胞某些元素含量大不相同，进一步可以推测不同细胞有机物的含量以及细胞结构有差别（不同生物细胞具有差异性）③无论是玉米细胞还是人体细胞，含量最多的四种元素都是C、H、O、N，这与组成细胞的化合物密切相关。
细胞中大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等
基本元素：C、H、O、N
最基本元素：C
微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu等
2．占细胞鲜重最多的是哪种元素？（为什么它最多？）占细胞干重最多的是什么元素？（为什么它最多？）
答案：占细胞鲜重最多的元素是氧元素，因为细胞中含有最多的化合物是水，水中含有氧元素；占细胞干重最多的元素是碳元素，因为碳元素是最基本的元素，各种有机物中均含有碳元素，并且多糖、蛋白质等大分子物质以碳链为基本骨架。
3．细胞中的化合物常见的有哪些类型？最多的无机物是哪种？最多的有机物是哪种？活细胞中最多的是哪种？细胞干重中最多的是哪种？构成植物体的有机物最多的是什么？
答案：一般情况如下
4．还原糖有哪些？用什么试剂鉴定？鉴定的原理是什么？该试剂配方是什么？分别是什么颜色？该试剂为何要现配现用？如何使用？能用酒精灯直接加热吗？试验过程中颜色变化是怎样的？甘蔗、西红柿汁、西瓜汁能用来鉴定还原糖吗？
答案：单糖都是还原糖，如葡萄糖、果糖、核糖、脱氧核糖和半乳糖等，二糖中的乳糖和麦芽糖也是还原糖，多糖（如淀粉、纤维素、糖原等）和二糖中的蔗糖不是还原糖。还原糖由于分子中具有游离的醛基或酮基而具有还原性，能与蓝色的斐林试剂（本质为新制的氢氧化铜，氢氧化铜不稳定，不能久置，需要现配现用，即将甲液0.1g/mL的NaOH溶液与乙液0.05g/mL
Cu（OH）2等量混合）在加热条件（水浴加热，不能用酒精灯直接加热）下发生反应，将Cu（OH）2还原成CuOH，CuOH不稳定，被分解为Cu2O和H2O，其中Cu2O为砖红色沉淀。由于最后是观察颜色的变化，为减少其他有色物质对实验的干扰，通常应选择无色或白色的实验材料，西红柿汁、西瓜汁等有色材料在理论上不大适合作为本实验的材料。而甘蔗富含蔗糖这种非还原糖，而少还原糖，用它作为实验材料，颜色反应不明显，故也不适合作为实验材料。
5．脂肪可以用什么试剂来鉴定？有什么现象？检验脂肪一定要用显微镜吗？该试验中的酒精的作用是什么？
答案：脂肪可以被苏丹Ⅲ染成橘黄色。观察细胞中的脂肪颗粒时必须借助显微镜，但如果只是检测生物组织中是否有脂肪时，可以直接向材料匀浆加入苏丹Ⅲ染液进行观察即可。利用显微镜观察细胞中的脂肪颗粒时，在用苏丹Ⅲ染对切片进行染色之后，需要用体积分数为50%的酒精洗去浮色。
6．淀粉可以用什么来鉴定？有什么现象？
答案：淀粉是一种植物多糖，由几百到几千个葡萄糖单体脱水缩合形成。天然淀粉通常由直链淀粉和支链淀粉两种组分组成，直链淀粉遇碘呈蓝色( 或蓝黑色)，而支链淀粉遇碘呈紫红色(或橙红色)。高中阶段所说的淀粉通常是指直链淀粉，遇碘变蓝。
7．蛋白质用什么试剂鉴定？鉴定的原来是什么？该试剂能用来鉴定二肽吗？该试剂配方是什么？分别是什么颜色？如何使用？什么现象？受热变性的蛋白质还能出现相同的实验现象吗？蛋白质变性改变的是什么？
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由于蛋白质分子中含有很多与双缩脲结构相似的肽键，因此也能与极稀的铜离子（B液0.01g/mLCuSO4）在碱性溶液（A液0.1g/mLNaOH）中发生双缩脲反应形成紫色络合物。从图中可以看出，反应要求被检测的反应物至少要有2个肽键，而二肽只含一个肽键，故不能检测二肽。受热变性的蛋白质只是使维持蛋白质空间结构的氢键、离子键等断裂，从而改变了蛋白质的空间结构，而蛋白质分子中的肽键并未断裂，它的化学组成也没有改变，故热变性的蛋白质可以与双缩脲试剂发生反应。
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