2.1 细胞中的元素和化合物（教学课件）-2024-2025学年高一生物上学期同步优质教学课件（人教版2019必修1）

第1节 细胞中的元素和化合物 高中生物学 第2章 组成细胞的分子 人教版 2019 目录 课堂小结 04 课堂练习 情境导入 02 03 素养目标 01 05 探究新知 一、组成细胞的元素 二、组成细胞的化合物 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 学习目标 核心素养 1.说出组成细胞的元素都来自自然界但各元素相对含量又与无机环境不同。 2.说出组成细胞的大量元素和微量元素、化合物的主要种类。 3.尝试检测生物组织中的糖类、脂肪、蛋白质，进行实验操作、观察结果，基于实验简述组成细胞的物质的特殊性。 1.不同元素和化合物在细胞中的含量关系与其所承担的功能相适应；糖和脂肪中的元素比例不同决定了二者储存能量多少的差异。（生命观念） 2.通过检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质，掌握检测相关物质的实验原理、方法和操作注意事项。（科学探究） 3.比较不同生物、细胞中的各元素、化合物的含量，归纳出各种元素、化合物含量上的共性。（科学思维） 素养目标 情境导入 思考 生物界的不同生物细胞中元素的种类和含量又如何呢? 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 比较组成地壳和组成细胞的部分元素的种类和含量，你能得出什么结论？ 元素种类基本相同 统一性 元素含量差别很大 差异性 生物界和非生物界具有统一性和差异性，生命起源于非生命物质。 非生物界 生物界 一、组成细胞的元素 思考.讨论 下表是玉米细胞和人体细胞内干重含量较多的化学元素的种类及其大概含量。 1.在玉米细胞和人体细胞中含量较多的四种元素一样吗？怎样解释这种现象？ 玉米细胞和人体细胞的部分元素 及含量（干重，质量分数） 一样 都是C、H、O、N四种元素 植物: 糖类多→O H多 动物 : 蛋白质多→C N多 人体和玉米细胞内干重前四种元素含量的排序？ 玉米细胞：__________ 人体细胞：__________ O＞C＞H＞N C＞O＞N＞H 玉米和人体中含有的元素种类基本相同(具统一性)，但含量相差很大(具差异性)。 一、组成细胞的元素 从无机自然界中有选择地获取 大多以化合物的形式存在 分类 （根据含量） 必需元素 大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg 微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu ①来源： ②存在形式： 【记】杨林探亲，但留妹盖家 【记】铁猛碰新木桶 ③组成细胞的常见的必需元素有 种，按照 可分为大量元素和微量元素。 20多 含量多少 (1/10000) 组成细胞的元素的种类和含量 Fe Mn B Zn Mo Cu等 Ｃ H O N P S K Ca Mg等 组成细胞的必需元素 大量元素 微量元素 基本元素 最基本元素 主要元素 干重最多 鲜重最多 数量最多 生命的核心元素 一、组成细胞的元素 小结 大量元素较微量元素更重要吗？ 不是，虽生物体需要微量元素的量极少，但是必不可少。 大量元素和微量元素是依据含量划分的，而不是生理作用;大量元素和微量元素都是必需元素。 缺Fe： 缺Zn： 缺B： 影响血红蛋白的合成，人体患贫血。 影响人体生长发育，尤其是大脑发育。 花而不实（只开花不结果） 不是，它们不是生物体所必需的元素。大量元素、微量元素的前提是必需元素。 一、组成细胞的元素 大量元素较微量元素更重要吗？ 思考：铅（Pb）、汞（Hg）在细胞中含量也很低，其是否为微量元素？ 二、组成细胞的化合物 无机化合物 有机化合物 水（ H、O ） 无机盐（K、Na、Ca、Fe、Mg等） 糖类（C、H、O） 脂质（C、H、O）部分物质含N、P 蛋白质（C、H、O、N等）一般含S 核酸（C、H、O、N、P） (1)元素存在形式：大多以_______的形式存在。 化合物 (2)化合物种类及相对含量 化合物的种类及含量 二、组成细胞的化合物 化合物的种类及含量 （1）含量最多的化合物： 。 （2）含量最多的无机物： 。 （3）占细胞鲜重最多的化合物： 。 （4）含量最多的有机物： 。 (5)占细胞干重最多的化合物： 。 水 水 水 蛋白质 蛋白质 怎样来检测这些化合物呢？ 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 实验原理 原理：某些化学试剂能够使生物组织中的有关化合物产生特定的颜色反应。 ①__________+斐林试剂 砖红色沉淀 ②___________+碘 蓝色 ③脂肪+__________ 橘黄色 ④蛋白质+____________ 紫色反应 水浴加热 还原糖 淀粉 苏丹Ⅲ 双缩脲试剂 50~65℃ 镜检 双缩脲试剂最初是用来检测双缩脲的，故双缩脲试剂≠双缩脲。 由于蛋白质分子中含有很多与双缩脲结构相似的肽键(-NH-CO-), 因此, 蛋白质可与双缩脲试剂发生颜色反应。双缩脲试剂可以检测含有两个及以上肽键结构的化合物。 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 拓展 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 还原糖的检测 1 选材 制备组织样液 颜色反应 结论 含糖量高、白色或近于白色的植物组织 必须是可溶性还原糖 属于还原糖的有：单糖、麦芽糖、乳糖 属于非还原糖的有：蔗糖、多糖 制浆→过滤(用一层纱布)→ 取液 甲液：质量浓度为0.1g/ml的NaOH溶液 乙液：质量浓度为0.05g/ml的CuSO4溶液 不宜用甘蔗；不宜用西瓜汁和番茄汁等颜色较重的材料 组织样液中含有可溶性还原糖。 砖红色 浅蓝色 棕色 颜色变化： 等量混合 现配现用 水浴加热 还原糖检测 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 脂肪的检测 2 1.常用材料： 2.试剂： 花生子叶或向日葵种子 方法一：花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ染液→橘黄色 方法二：取材：花生种子(浸泡)，将子叶切成薄片 制片 滴2～3滴苏丹Ⅲ染液(染色3 min) 去浮色：加1～2滴体积分数为50%的酒精溶液 制成临时装片：滴一滴蒸馏水，盖上盖玻片 低倍镜 高倍镜 先低倍镜下找橘黄色(或红色）颗粒，再高倍镜观察 观察 结论：圆形小颗粒呈橘黄色，证明有脂肪存在 苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液 脂肪检测 “切片法”镜检细胞内的脂肪颗粒 检测花生组织的脂肪实验必须用显微镜吗？ “样液法”直接观察细胞匀浆颜色 不一定。切片法必须用显微镜观察，而样液法用肉眼直接观察。 花生匀浆+3滴苏丹Ⅲ染液→橘黄色匀浆 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 脂肪检测 制备样液：切块→加水研磨→过滤(用一层纱布)取液 加入试剂 ２mL组织样液 ２mL组织样液 基本步骤：制备样液→加入试剂→颜色反应→观察结果→得出结论 颜色反应 观察结果 得出结论:___________ 组织样液中含有蛋白质 先加双缩脲试剂A液1mL，摇匀 若用鸡蛋，则用蛋清稀释液，以免黏附试管和反应不充分 后加双缩脲试剂B液4滴 →紫色溶液 蓝色 ，摇匀 先加A多些后加B少些，不可颠倒 (提供碱性环境) (提供Cu2+发生络合反应) 检测蛋白质时，加入双缩脲试剂B液后，没有产生紫色，为什么？ B液加入过量，蓝色掩盖紫色 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 蛋白质的检测 3 蛋白质检测 试剂 项目 斐林试剂 （检测_______） 双缩脲试剂 （检测_______） 试剂的化学本质 化学成分 NaOH溶液 CuSO4溶液 使用技巧 颜色反应 温度条件 反应原理 颜色变化 0.1g/mL（甲液） 0.1g/mL（A液） 0.05g/mL（乙液） 0.01g/mL（B液） 甲乙液等体积混匀后注入组织样液 （斐林试剂不稳定，需现用现配） 先加A液1mL摇匀， 再加B液4滴摇匀 蓝色悬浊液→棕色→砖红色沉淀 蓝色溶液→紫色溶液 水浴加热(50～65℃) 常温 新制Cu(OH)2悬浊液（蓝色） 碱性条件下的Cu2+溶液（浅蓝色） 还原糖 蛋白质 Cu(OH)2被还原糖还原成Cu2O 碱性条件下的Cu2+与蛋白质中的肽键络合，生成紫色络合物 稀释五倍 浓缩五倍 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 斐林试剂和双缩脲试剂的异同 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 在检测实验中，有三个唯一： 唯一需要加热的是 实验； 唯一需要用显微镜的是 实验； 唯一使用酒精的是 实验。 检测还原糖 检测脂肪 检测脂肪 实验小结 (1)还原糖鉴定的实验材料要求 ①浅色：不用绿色叶片、西瓜、血液等材料，防止颜色的干扰。 ②还原糖含量高：不用马铃薯(富含淀粉)、甘蔗、甜菜(富含蔗糖)。 (2)斐林试剂混合后加入，且现配现用； 双缩脲试剂分别加入，先加A液，后加B液，且B液不能过量。 两者成分相同，但CuSO4溶液的浓度不同，所以不能混用。 课堂小结 课堂练习 1.如图1是细胞中化合物含量的扇形图，图2是有活性的细胞中元素含量的柱形 图，下列说法不正确的是(　　) A．若图1表示正常细胞，则A、B化合物共有的元素中含量最多的是a B．若图1表示细胞完全脱水后化合物含量的扇形图，则A化合物中含量最多的元素为图2中的b C．图2的正常细胞中数量最多的元素是c，这与细胞中含量最多的有机物有关 D．若图1表示正常细胞，则B化合物具有多样性，其必含的元素为C、H、O、N C 与无机物：水有关 课堂练习 2.下列关于检测“生物组织中糖类、脂肪、蛋白质”实验操作步骤 的叙述中，正确的是(　　) A．用于鉴定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．若要鉴定花生种子细胞中是否含有脂肪，不需要用显微镜观察 C．鉴定可溶性还原糖时，要加入斐林试剂(甲液和乙液等量混合均匀 再加入) D．用双缩脲试剂鉴定蛋白质时，需水浴加热2 min才能看到紫色 C 乙液稀释 切片需要 不需要加热 谢谢您的聆听 人教版 2019 $$