2.1 细胞中的元素和化合物-2024-2025学年高一生物同步教学实用课件（人教版2019必修1）

细胞中的元素和化合物 细胞中的元素和化合物 1.通过对组成细胞元素和化合物的学习，建立生命的物质观（生命观念） 2.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。（科学思维） 3.通过对检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的探究活动，掌握物质检测的基本原理和方法。（科学探究） 1.简述细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成。 2.检测生物组织中的糖类、脂质和蛋白质。 课标要求 素养目标 问题探讨 元素 地壳 细胞 O 48.60 65.0 Si 26.3 极少 C 0.087 18.0 N 0.03 3.0 H 0.76 10.0 组成地壳和组成细胞的部分元素含量（%）表 代表生物界 代表非生物界/ 无机自然界 生物界和非生物界组成元素种类基本相同，具有统一性。 生物界和非生物界组成元素含量差别大，具有差异性。 思考：在不同生物体中各元素含量又是怎样的呢? 一、组成细胞的元素 思考讨论： 元素 玉米细胞 人体细胞 C 43.57 55.99 H 6.24 7.46 O 44.43 14.62 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 玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量 （干重，质量分数） 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？怎么解释这种现象？ 2.细胞中有些元素含量很少，是否意味着他们不重要？ 3.比较组成玉米细胞和人体细胞中的元素种类和含量， 你还能得出什么结论？ 一、组成细胞的元素 思考讨论： 元素 玉米细胞 人体细胞 C 43.57 55.99 H 6.24 7.46 O 44.43 14.62 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 玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量 （干重，质量分数） 1.在玉米细胞和人体细胞中含量较多的四种元素一样吗？怎么解释这种现象？ 2.细胞中有些元素含量很少，是否意味着他们不重要？ 含量最多的四种元素均为C、O、H、N 玉米和人都是生物，主要组成成分都是水、糖类、脂质、蛋白质等，这些物质中含有C、H、O，蛋白质中含有大量的N。 细胞中有些元素含量很少，但是却有着重要作用，如在玉米细胞中，S只有0.17%,Mg只有0.18%，但是很多蛋白质都含有S，叶绿体中叶绿素分子就含有Mg。 一、组成细胞的元素 思考讨论： 元素 玉米细胞 人体细胞 C 43.57 55.99 H 6.24 7.46 O 44.43 14.62 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 玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量 （干重，质量分数） 注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3% 3.比较组成玉米细胞和人体细胞中的元素种类和含量， 你还能得出什么结论？ ①种类大体相同 ②含量可相差很大 （元素含量占比不同） 玉米细胞中氧元素明显高于人体细胞，而氮元素的含量明显低于人体细胞，这说明玉米细胞和人体细胞中不同有机物的含量有差别，如玉米细胞中的糖类要多些，而人体细胞中蛋白质的含量要多些，Ca元素的含量也有区别，这与玉米和人体的物质和结构组成有关。 一、组成细胞的元素 元素的分类： 铁 锰 硼 锌 钼 铜 细胞内的元素 来源 分类依据 含量 作用 存在形式 有选择地从无机自然界中获取 大量元素: 微量元素: C、H、O、N、P、S、K、 Ca、Mg Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu 最基本元素： 基本元素： C C、H、O、N （参与构成生物大分子的基本骨架） 大多以化合物的形式存在 （常见20多种） 主要元素：C、H、O、N、P、S 讨论：对于生物体来讲，微量元素是否可有可无呢? 一、组成细胞的元素 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克钼就足够了。 通过分析,你能得出什么结论呢? 微量元素是生物体不可缺少的必需元素;在生物体中含量很少,但其作用是其它元素不可替代的。 一、组成细胞的元素 元素的分类： 干重最多的四种元素： 鲜重最多的四种元素： 干重含量最多的元素： 鲜重含量最多的元素： C O O、C、H、N C、O、N、H 一、组成细胞的元素 元素的分类： 元素缺乏与疾病的相关性： 缺Fe： 人体患贫血；果树患黄叶病 缺Ca： 成年人缺钙患骨质疏松症；人血液中缺钙会出现抽搐现象 人幼年患呆小症；成年患甲状腺肿大（大脖子病） 缺 I： 缺 B： 华而不实（只开花不结果） 缺Zn： 影响人体生长发育、大脑发育和性成熟 缺Si： 患克山病（原发性心脏病） 缺Mg： 影响植物叶绿素的合成，影响光合作用的进行 思考：作为生命活动基本单位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？ 二、组成细胞的化合物 1.化合物的种类及含量： 细胞中含量最多的化合物是_____ 。 细胞内含量最多的有机化合物是________。 干重中含量最多的化合物是________ 水 蛋白质 蛋白质 分类 种类 无机化合物 水 无机盐 有机化合物 蛋白质 脂质 糖类 核酸 无论植物还是动物，不管在什么环境下 (1)元素存在形式：大多以_______的形式存在。 化合物 (2)种类及相对含量 有机化合物含量在细胞中的比例：_______ 蛋白质>脂质>糖类 二、组成细胞的化合物 不同生物组织的细胞中各种化合物的含量是有差别的 日常膳食做到不同食物的合理搭配 糖类 H2O 叶绿素 梨果实细胞 梨叶片细胞 ②下列种子中含蛋白质最丰富的是 ， 含淀粉最丰富的是 ， 含脂肪最丰富的是 。 ①梨的果实和叶片的细胞中所含化合物的种类和含量有什么明显的差距？ 多 多 无 少 少 多 玉米 油菜 大豆 （玉米、油菜、大豆） 思考与讨论： 三、检测生物组织中三大有机物 某些化学试剂能够使生物组织中的有关有机化合物产生特定的颜色反应。 还原糖+斐林试剂 蛋白质+双缩脲试剂 脂肪+苏丹Ⅲ 50℃~65℃ 水浴加热2min 砖红色沉淀 橘黄色 紫色 糖类、脂肪和蛋白质 实验原理： 1.还原糖的检测 三、检测生物组织中三大有机物 （1）原理 常见还原糖: 葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖 常见非还原糖: 蔗糖、淀粉 还原糖+斐林试剂 砖红色沉淀 水浴加热（50-65℃） 斐林 试剂 甲液: 乙液: 0.1g/mLNaOH 0.05g/mLCuSO4 等体积混合使用，现配现用。 （3）反应实质 还原糖将Cu2+还原，生成砖红色的Cu2O （2）试剂 ①现配现用；②甲液和乙液等量混合均匀后再注入 ③要水浴加热（50-65℃） 1.还原糖的检测 三、检测生物组织中三大有机物 选材： 结论 含(还原糖)糖量高、白色或近于白色的植物组织 制浆→过滤（一层纱布）→取液 组织样液含有还原糖。 注入2mL梨组织样液 振荡、混合摇匀 注入1mL刚配制好的斐林试剂 变成砖红色 50-65℃的温水 制备 样液 颜色 反应 蓝色 棕色 砖红色 新制Cu(OH)2 Cu2O(沉淀） 甲液：质量浓度0. 1g/mlNaOH 乙液：质量浓度0. 05g/mlCuSO4 甲、乙液等量 混匀现配现用 2.蛋白质的检测 三、检测生物组织中三大有机物 （1）原理 （2）材料：豆浆、鲜肝研磨液 （3）试剂：双缩脲试剂 A：0.1g/mL的NaOH溶液 B：0.01g/ mL的CuSO4溶液 现配现用，依次添加 在碱性条件下，肽键与双缩脲试剂中Cu2+作用，产生紫色络合物 （4）现象： 紫色 2.蛋白质的检测 三、检测生物组织中三大有机物 双缩脲试剂+蛋白质 紫色 显色反应 结论 取材、制备组织样液 豆浆、鸡蛋清稀释液 蛋清必须稀释，以免实验后黏住试管壁，不易清洗 该组织样液中含有蛋白质 （碱性环境下，Cu2+与肽键结构发生反应生成紫色物质） 摇匀 2mL组 织样液 1mL双缩脲试剂A液 创设碱性环境 4滴双缩脲试剂B液 提供Cu2+ 无色 蓝色 紫色 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 （质量浓度） 鉴定物质 添加顺 序方法 反应条件 反应现象 原理 0.1g/mLNaOH 0.05g/mLCuSO4 0.1g/mLNaOH 0.01g/mLCuSO4 还原糖（葡萄糖、麦芽糖等） 蛋白质 甲、乙液等量混合均匀后注入 先加入A液摇匀，后加入B液摇匀 50-650C水浴加热 不加热 蓝色→棕色→砖红色沉淀 无色→紫色 还原性糖+Cu(OH)2→Cu2O (砖红色沉淀) 碱性条件下蛋白质（含两个以上肽键）+Cu2+→紫色络合物 3.脂肪的检测 三、检测生物组织中三大有机物 方法一： 花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ染液→橘黄色 方法二： 切片法 取材： 花生种子(浸泡3～4h），将子叶削成薄片 切片： 用刀片在子叶的横断面上平行切下若干薄片，放入盛有清水的培养皿中待用。 不需要用显微镜，直接用肉眼观察。 3.脂肪的检测 三、检测生物组织中三大有机物 取材 显微观察 显微 观察 制片 吸去多余染液 滴 溶液 1～2滴， 吸去多余酒精 盖盖玻片 临时装片 选取最薄的薄片 滴苏丹Ⅲ染液2－3滴， 染色3min 50%酒精 洗去浮色 滴1~2滴蒸馏水 结论 3.脂肪的检测 三、检测生物组织中三大有机物 现象: 有被染成橘黄色的脂肪微粒 脂肪微粒 显微观察: 先在低倍镜下找到花生子叶的最薄处，移至视野中央后用高倍镜观察 结论 花生种子中有脂肪存在 注意： 1：鉴定可溶性还原糖是否可选择西瓜、番茄、马铃薯、甘蔗组织样液？ 实验材料要求：颜色为白色或近白色、富含葡萄糖、果糖或麦芽糖等还原糖的植物组织，以苹果、梨最好。 不行。西瓜和番茄样液：有颜色干扰，导致实验现象不明显。 马铃薯主要含淀粉，甘蔗主要含蔗糖，都为非还原糖 2：使用双缩脲试剂时为什么B液只能加3～4滴而不能过量？ 过量的双缩脲试剂B会与试剂A反应，使溶液呈蓝色，而掩盖生成的紫色 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？　 能。成分分别相同，只需将斐林试剂的乙液用蒸馏水稀释即可。 注意： (1)唯一需要加热—— 鉴定,且必须水浴加热, 不能用酒精灯直接加热。若不加热则无砖红色沉淀出现。 (2)非还原糖(如蔗糖)+斐林试剂的现象不是无色而是浅蓝色[Cu(OH)2的颜色]。 (3)唯一需要显微镜—— 鉴定,实验中要用 ，其作用是 。 还原糖 脂肪 洗去浮色 (4)若用大豆作材料,必须提前浸泡;若用蛋清作材料,必须稀释,防止其粘在试管壁上不易刷洗; 且该实验应预留部分组织样液做对比。 (5)易写错别字提示:“斐林试剂”中的“斐”不可错写成“非”,双缩脲试剂中的“脲”不可错写成“尿”。 50%的酒精溶液 细胞中的元素和化合物 元素 化合物 糖类（还原糖）、脂肪、蛋白质的检测 微量元素：含量很少但作用不小，如Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu 大量元素：含量较多，如C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg 有机化合物：糖类、脂质、蛋白质、核酸 无机化合物：水、无机盐 还原糖+斐林试剂 脂肪+苏丹Ⅲ染液 蛋白质+双缩脲试剂 课堂小结： My First Template 1. 基于对细胞元素组成、元素含量等的认识，判断下列相关表述是否正确。 （1）细胞中不存在无机自然界没有的特殊元素。（ ） （2）细胞中微量元素含量最少，作用也很微小。（ ） （3）不同种类的细胞其组成元素和化合物种类基本相同，但含量往往有一定的差异，这既体现了细胞的统一性，又反映了细胞的多样性。（ ） 2.将下列试剂与相应的待测样品、相应的实验结果用线连接起来。 苏丹Ⅲ染液 豆浆 砖红色沉淀 斐林试剂 梨汁 橘黄色 双缩脲试剂 花生子叶 紫色 3.在下列有机化合物中，人体细胞内含量最多的一种是（ ） A.脂质 B.糖类 C.蛋白质 D.核酸 √ × √ C 练习与应用 4.科学家在研究生物体的化学成分时，发现组成生物体的元素在无机自然界中也都存在，这一事实主要说明（ ） A.生物来源于非生物 B.生物界与无机自然界具有统一性 C.生物界与无机自然界具有差异性 D.生物与非生物在元素组成上没有区别 5.组成细胞的元素追根溯源来自无机环境，为什么细胞内各种元素的比例与无机环境的大不相同？ 6.将细胞内含有的各种物质配齐，并按照它们在细胞中的比例放在一个试管中，能构成个生命系统吗？为什么？ 虽然组成细胞元素来自无机环境，但构成细胞主要元素C、H、O、N含量与无机环境差异很大，这与细胞内的有机化合物如糖类、脂质、蛋白质和核酸有关。 不能。因为生命系统内部是一个严谨有序的结构，不是由物质随意堆砌而成的。 C 练习与应用 感谢观看 THANK YOU $$