2.1 细胞中的元素和化合物（精彩课件）-【堂堂清】2024-2025学年高一生物上学期同步精品课件（2019人教版必修1）

2.1 细胞中的元素和化合物 本节聚焦： 1.细胞中常见的元素有哪些？ 2.组成细胞的主要化合物有哪些？ 3.怎样检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质？ 问题探讨 组成玉米、人、地壳的元素的种类和含量会完全相同吗？ 讨论 我们用数据来探讨问题。（书本P16） 问题探讨1：理解生物界与非生物界的统一性和差异性 表1 组成地壳和组成细胞的部分 元素含量(％)表 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 ①组成细胞的化学元素，在无机自然界中 都能够找到，没有一种化学元素为细胞所特有。 ②但细胞中各种元素的相对含量与无机自然界的有很大不同。 ——体现了生物界与非生物界的 性。 ——体现了生物界与非生物界的 性。 统一 差异 由图中数据你发现什么问题？ 讨论 问题探讨1：理解生物界与非生物界的统一性和差异性 表1 组成地壳和组成细胞的部分 元素含量(％)表 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 因为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。 组成细胞的元素追根溯源来自无机自然界，但为什么组成地壳和细胞的各种元素的相对含量差异很大？ 思考 问题探讨2:理解生物界的统一性和差异性 元素 O C H N K Ca P Mg S 玉米 44.43 43.57 6.24 1.46 0.92 0.23 0.20 0.18 0.17 人 14.62 55.99 7.46 9.33 1.09 4.67 3.11 0.16 0.78 表2 玉米细胞和人体细胞部分元素及含量(％)的比较 由图中数据你发现什么问题？ 讨论 ①组成生物体的化学元素在种类上基本相同。 ②不同生物体内同种化学元素的含量不同。 ——体现了生物界不同生物间的 性。 ——体现了生物界不同生物间的 性。 统一 差异 小结:元素的统一性和差异性 元素种类 元素含量 组成细胞的化学元素，常见的有20多种， 其中有些含量多，有些含量少。 组成细胞的元素 01 元素：含量较多，占生物体总量万分之一以上的必需元素。 如： C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等 碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、钙、 镁 元素：含量很少，占生物体总量万分之一以下的必需元素。 如： 记忆口诀：铁 门 碰 新 木 桶 Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu 铁、锰、硼、锌、钼、铜 大量 微量 根据元素含量的多少分类 组成细胞的元素 01 对于生物体来讲，微量元素是否可有可无呢? 几十年前,新西兰有一个牧场的大片牧草长势很弱,有的甚至发黄枯萎,即使使用了大量的N、P、K肥也无济于事。后来,人们偶然发现牧场内的一小片牧草长得十分茂盛,原来,这一片“绿洲”的附近有一座钼(Mo)矿,矿工每天上下班总是抄近路走,他们的鞋子个踩过的地方,牧草绿油油的,经过科学家的化验和分析,一公顷牧草只需150克钼(Mo)就足够了。 不是，生物体需要微量元素的量极少，但是必不可少。 组成细胞的元素 01 缺Fe：铁是血红蛋白的组成元素，缺铁会使人患贫血等症状； 缺Zn：生长发育缓慢;智力发育不良；免疫力下降等； 组成细胞的元素 01 生物体内含量在万分之一以下的都能称之为 微量元素吗？ 大量元素和微量元素都是生物体的必需元素。 而生物体内含有的元素不一定是生物体所必需的元素。 如：铅（Pb）、汞（Hg）等。 补充：人体细胞干重和鲜重对比图 组成人体细胞的主要元素 （占细胞干重的百分比） 组成人体细胞的主要元素 （占细胞鲜重的百分比） O>C>H>N C>O>N>H 细胞鲜重:活细胞正常生活状态下所测得的质量，如新鲜菠菜； 细胞干重:除去水分后所测得的质量，即烘干后测定的重量； 鲜重含量最高的元素是：O；干重含量最高的元素是：C； 补充：最基本元素、基本元素、主要元素 ·最基本元素： ·基本元素： ·主要元素： C C、H、O、N C、H、O、N、P、S 因为C的化学性质易成链，易成环，容易形成生物大分子。 含量前四位的元素。 细胞中化合物的主要元素，含量是大量元素中较多的。 如：糖类（C、H、O）； 核酸（C、H、O、N、P）； 蛋白质（C、H、O、N，有的含有S）； C 01 组成细胞的各种元素又是以什么形式存在的呢? 讨论 组成细胞的元素大多以化合物的形式存在。 组成细胞的化合物:分类 02 水 无机盐 无机 化合物 有机 化合物 糖类 脂质 蛋白质 核酸 组成细胞的化合物 注：有机化合物一般同时含有C、H、O三种元素 有机化合物一般同时含有含C、H、O三种元素 组成细胞的化合物：含量 02 ①细胞内含量最多的化合物是： ； ②细胞内含量最多的无机化合物是： ； ③占细胞鲜重最多的化合物是： ； ④细胞内含量最多的有机化合物是： ； ⑤占细胞干重最多的化合物是： 。 水 水 水 蛋白质 蛋白质 观察图片，思考下列问题并回答。 讨论 随堂小结 组成细胞的元素和 化合物 元素 大量元素： 微量元素： 基本元素： 最基本元素： C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu C、H、O、N C 化合物 无机化合物： 有机化合物： 水和无机盐 糖类、脂质、蛋白质和核酸 1.在马铃薯培养液中，除了水、NH4+、PO43-、必须的微量元素外， （由空气提供CO2），还需要的大量元素是（ ） A.C、H、O、N、P B.K、Ca、Mg、S C.Mn、Mo、Cu、Zn D.K、Ca、Mg、Fe B 正解：从大量元素中选 C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg 反解：从微量元素中排除 Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu 重点题型随堂练1：组成细胞的元素和化合物 2.下列有关组成生物体细胞的化学元素的叙述错误的是（ ）。 A.组成生物体细胞的常见元素有C、H、O、N等20多种,其中C是最基本元素 B.Cu、Fe、Mo、B都是组成生物体细胞的微量元素 C.人体细胞干重元素中含量由多到少的排序是C、O、H、N D.HIV和桃树共有的元素是C、O、H、N、P等 C C、O、N、H，×； 重点题型随堂练1：组成细胞的元素和化合物 HIV病毒由核酸（C、H、O、N、P）和蛋白质（C、H、O、N）构成，√； 3.有关组成生物体化学元素的叙述，正确的是（ ）。 A.微量元素在生物体内含量很少,所以人体不存在微量元素缺乏症 B.组成生物体的化学元素根据其含量不同分为大量元素和微量元素两大类 C.每种大量元素在不同的生物体内的含量都是相同的 D.组成生物体的大量元素中，碳是最基本元素，在细胞鲜重中含量是最多的 B 缺铁性贫血，×； 重点题型随堂练1：组成细胞的元素和化合物 √； 含量存在差异，×； 细胞鲜重中含量最多的元素是O，×； 4.生物大分子在生物体生命活动中具有重要的作用，碳原子本身的化学性质， 使它能够通过化学键与其他原子连接成链状或环状，从而形成生物大分子。以上事实说明( ) ①碳元素参与生物体内所有化合物的组成 ②地球上生命是在碳元素的基础上建立起来的 ③碳元素是各种化合物含量最多的元素 ④碳元素是构成生物体内有机化合物的基本元素 A.②③④ B.③④ C.②④ D.①②④ C H2O，×； 重点题型随堂练1：组成细胞的元素和化合物 √； H2O中O元素含量最多，×； √； 5.下列关于组成细胞的化合物的叙述正确的是( ) A.在任何活细胞中含量最多的化学元素都是碳 B.活细胞中各种化合物中含量最多的是蛋白质 C.活细胞中各种化合物与食物中的各种成分相同 D.在不同的细胞中各种化合物的种类基本相同,含量有所差别 D 活细胞-细胞鲜重-最多的化学元素是氧，×； 重点题型随堂练1：组成细胞的元素和化合物 活细胞-细胞鲜重-最多的化合物是水，×； 不完全相同，×； √； 实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 03 1.检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的实验原理分别是什么？ 2.如何选择实验材料？ 3.实验步骤是什么？过程中需要注意哪些地方？ 4.通过实验结果得出什么实验结论？ 维萨里、施莱登、施旺、魏尔肖 实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 03 一、实验原理： 1.还原糖的检测： 2.脂肪的检测： 3.蛋白质的检测： 4.淀粉的检测： 某些化学试剂能够使生物组织中的相关化合物产生特定的颜色反应。 还原糖+斐林试剂 砖红色沉淀 水浴加热 （50~65℃） 脂肪+苏丹Ⅲ染液 橘黄色 蛋白质+双缩脲试剂 紫色 淀粉+碘 蓝色 维萨里、施莱登、施旺、魏尔肖 实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 03 二、实验材料的选择： 实验材料有:梨匀浆、葡萄匀浆、花生种子、豆浆、 鲜肝提取液、鸡蛋清稀释液。 以上哪些材料富含糖类、脂肪、蛋白质？都适宜作为实验材料吗？ 讨论 富含糖类： 富含脂肪： 富含蛋白质： 梨匀浆、葡萄匀浆、 花生种子、鲜肝提取液 豆浆、鸡蛋清稀释液 本实验中物质的鉴别利用的都是颜色反应。因此，应注意选择浅色或白色的实验材料，以防止材料原有颜色遮盖实验颜色的变化。 选材原则：①待测物质含量高；②颜色较浅，无色或白色。 维萨里、施莱登、施旺、魏尔肖 实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 03 三、实验步骤：（1）还原糖的检测 选材 制备组织样液 显色反应 结论 还原糖含量较高、 的植物组织。 （制浆→单层纱布过滤→取液） 组织样液中含有可溶性 。 斐林试剂 蓝色 砖红色 注：甲液和乙液等量混合均匀后立即使用。 （等量混合，现配现用） 如：梨匀浆 注：水浴加热， 可使受热均匀。 白色或近于白色 还原糖 扩展：还原糖的检测相关考点 1.常见的还原糖： 。 常见的非还原糖： 。 2.斐林试剂的甲液是： ，乙液是 。 3.反应实质： 。 葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖 蔗糖、淀粉 0.1g/mLNaOH 0.05g/mLCuSO4 还原糖在水浴加热的条件下，可将Cu(OH)2还原成Cu2O [蓝色] [砖红色] 维萨里、施莱登、施旺、魏尔肖 实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 03 三、实验步骤：（2）脂肪的检测 取材 制片 观察 结论 将花生种子（浸泡3~4h）去掉种皮，子叶切成薄片 圆形小颗粒呈 色，说明花生子叶中含有脂肪。 在低倍镜下找到已着色的圆形小颗粒，然后用高倍镜观察 ①取最理想的薄片 ②在薄片上滴2~3滴 染液（染色3min） ③洗去浮色（用体积分数为 溶液） ④制成临时装片 50%的酒精 苏丹Ⅲ 橘黄 扩展：脂肪的检测过程 组织切片 苏丹Ⅲ染液 2～3滴 染色3 min 吸去多余染液 洗去浮色 吸去多余酒精 蒸馏水 1～2滴 盖盖玻片 临时装片 显微镜观察 注：切片要薄， 如厚薄不均就会导致观察时有的地方清晰，有的地方模糊。 维萨里、施莱登、施旺、魏尔肖 扩展：脂肪的检测过程 脂肪的观察一定用到显微镜吗？ 讨论 不一定， 还可以向花生种子匀浆中滴加3滴苏丹Ⅲ染液， 直接观察样液被染色情况。这种方法不需要用到显微镜。 脂肪 苏丹Ⅲ 橘黄色 维萨里、施莱登、施旺、魏尔肖 实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 03 三、实验步骤：（3）蛋白质的检测 选材与制备 显色反应 结论 大豆组织研磨液或蛋清稀释液 大豆组织研磨液或蛋清稀释液中含有 。 注：做实验前要预留组织样液， 便于对照。 双缩脲 双缩脲 紫色 注：双缩脲试剂的使用需要 先加A液1ml，再加B液4滴。 （先A后B，A多B少） 注：蛋清必须稀释，以免实验后黏住试管壁，不易清洗。 蛋白质 扩展：蛋白质的检测相关考点 1.双缩脲试剂的A液是： ，B液是 。 2.反应实质： 。 0.1g/mLNaOH 0.01g/mLCuSO4 在碱性条件下，蛋白质与Cu2+反应生成紫色络合物 若待检测样液不含蛋白质，呈什么颜色？ 思考 浅蓝色。 维萨里、施莱登、施旺、魏尔肖 实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 03 实验室只有斐林试剂，可以完成蛋白质的鉴定吗？ 讨论 斐林试剂的甲液是 ,乙液是 ； 双缩脲试剂的A液是 ，B液是 ； 有了斐林试剂，通过 ，也可以完成蛋白质的鉴定。 0.1g/mLNaOH溶液 0.1g/mLNaOH溶液 0.05g/mLCuSO4溶液 0.01g/mLCuSO4溶液 加蒸馏水稀释 维萨里、施莱登、施旺、魏尔肖 斐林试剂与双缩脲试剂的比较 斐林试剂 双缩脲试剂 甲液 乙液 A液 B液 成分 鉴定物质 添加顺序 反应条件 反应现象 0.1g/mL NaOH溶液 0.1g/mL NaOH溶液 0.05g/mL CuSO4溶液 0.01g/mL CuSO4溶液 还原糖 蛋白质 甲乙两液等量混匀后，立即使用； 先加入A液1 mL,摇匀； 再加入B液4滴，摇匀； 50 ～65 ℃水浴加热 不需加热，摇匀即可 样液中出现砖红色沉淀 样液变紫色 1.还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定实验中，关于实验材料的选择，叙述错误的是（ ）。 A.西瓜汁含有丰富的葡萄糖和果糖,是用于还原糖鉴别的理想材料 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.大豆种子蛋白质含量高,是进行蛋白质鉴定实验的理想植物组织材料 D.鸡蛋清含蛋白质多,是进行蛋白质鉴定的理想材料 A 红色的西瓜汁和紫色的葡萄汁都会掩盖砖红色沉淀，×； 重点题型随堂练2：检测生物组织的糖类、脂肪和蛋白质 选材原则：①待测物质含量高；②颜色较浅，无色或白色。 2.如表是一组探究有机物存在与否的鉴别实验，按表中编号顺序对应下列各项中的内容正确的是( )。 A.紫色、苏丹Ⅳ染液、蔗糖 B.红色、苏丹Ⅲ染液、葡萄糖 C.紫色、苏丹Ⅲ染液、葡萄糖 C.红色、苏丹Ⅲ染液、果糖 C 重点题型随堂练2：检测生物组织的糖类、脂肪和蛋白质 待测物 试剂 颜色 反应条件 胰岛素 双缩脲试剂 ① — 脂肪 ② 橘黄色 — ③ 斐林试剂 砖红色 水浴加热 本质是蛋白质 紫色 苏丹Ⅲ染液 还原糖 3.下列关于实验操作步骤的叙述中，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.鉴定可溶性还原糖时，要加入斐林试剂甲液摇匀后，再加入乙液 C.脂肪的鉴定实验中需要用显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪颗粒 D.鉴定蛋白质的双缩脲试剂A液与B液要混合均匀后，再加入到含样品的 试管中，且必须现配现用 C 乙液（0.05g/mLCuSO4溶液）需稀释为B液（0.01g/mLCuSO4溶液），×； 重点题型随堂练2：检测生物组织的糖类、脂肪和蛋白质 等量混合，现配现用，×； √； 先A后B，A多B少，×； 4.油菜种子成熟过程中部分有机物的变化如下图所示，将不同成熟阶段的种子制成匀浆后检测，结果正确的是（ ） C 重点题型随堂练2：检测生物组织的糖类、脂肪和蛋白质 选项 取样时间 检测试剂 检测结果 A 第10天 斐林试剂 不显示 B 第20天 双缩脲试剂 不显示 C 第30天 苏丹Ⅲ染液 显示 D 第40天 碘液 显示 50 40 30 20 10 0 占干重百分比（%） 10 20 30 40 时间（天） 可溶性糖 脂肪 淀粉 B.细胞干重中含量最多的化合物就是蛋白质，应显示； 不 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$