2.1 细胞中的元素和化合物-【精准备课】2024-2025学年高一生物同步教学精优课件（人教版2019必修1）

1 第2章 组成细胞的分子 2 第1节 细胞中的元素和化合物 主讲教师：zeg 3 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 很少* C 0.087 18.0 N 0.03 3.0 H 0.76 10.0 *Si 在某些植物细胞中含量较多，如硅藻、禾本科植物。 比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量，你能发现什么问题？就自己提出的问题与其他同学交流。 种类 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。 生物与非生物具有统一性（生命的物质性） 含量 细胞中各种元素的相对含量与无机自然界的大不相同。 生物与非生物具有差异性（生命的特殊性） 笔记P16 5 1 组成细胞的元素 6 玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量（干重，质量分数） 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 注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3% 思考·讨论 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？ 一样，都是C、H、O、N。 2. 比较组成玉米细胞和人体细胞的元素及含量，你还能得出啊些结论？ 组成玉米细胞中氧元素的含量明显要高于人体细胞，而氮元素的含量明显又低于人体细胞。 3. 细胞中有些元素含量较少，是否意味着它们不重要？ 含量较少的元素也很重要 种类：不同生物细胞元素组成具有统一性 含量： 不同生物细胞元素含量具有差异性； 同种生物细胞常见化学元素含量也不同。 笔记P16 7 1.1 细胞元素的分类 种类：组成细胞的化学元素，常见有20多种。 含量： 大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg 等 （含量较多） 微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B（硼）、Mo（钼） 等 （含量很少） C H O N P S K Ca Mg Fe Mn Zn Cu B Mo 微 量 元 素 大 量 元 素 主 要 元 素 基本元素 组 成 细 胞 的 元 素 笔记P17 8 图1-1 叶绿素分子、血红素分子局部简图 资料2 光合作用的正常进行不能缺少叶绿素，Mg是叶绿素分子的组成元素之一，对于光合作用具有重要意义。缺Mg使叶绿素的形成受到阻碍，进而影响光合作用。 人体内血红蛋白和红细胞的减少都可以导致贫血。血红蛋白分子结构不能缺少的一种元素就是Fe。缺Fe会导致血红蛋白的合成障碍，从而引起贫血。缺铁性贫血是一种常见的贫血症。 教材P22 资料1 下图是一种叶绿素分子和血红素分子局部结构简图。 思考·讨论 9 1.2 细胞元素的作用 图1-2 植物缺Mg导致斑块状黄化 图1-3 人类缺Fe性贫血常见症状 10 1.2 细胞元素的作用 图1-4 血液中Ca2+ 含量低导致抽搐 11 2 组成细胞的化合物 12 解决以下问题，展示学习成果： 元素在细胞中的存在形式？ 组成细胞的主要化合物的种类及含量？其中哪些属于有机化合物？哪些属于无机化合物？ 细胞内含量最多化合物是什么？含量最多的有机化合物是什么？ 细胞中含量最多的元素？细胞干重含量最多的元素？ 2. 组成细胞的化合物 教材P17 13 2. 组成细胞的化合物 图2-1 组成细胞的主要化合物及相对含量 组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在。 教材P17 14 2. 组成细胞的化合物 种类 无机化合物 有机化合物 水:70-90% 无机盐:1-1.5% 糖类 脂质:1-2% 蛋白质:7-10% 核酸 C、H、O 细胞中含量最多的化合物是 ，含量最多的有机化合物是 。 水 C、H、O、N、有的含有S（半胱氨酸） C、H、O、（P、N） C、H、O、N、P 1％～1.5％ 笔记P17 细胞中含量最多的元素是 ； O 细胞干重含量最多的元素是 。 C 蛋白质 15 思考：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？ 提示：梨的果实细胞中糖类和水分等物质多，不含叶绿素。 不同生物组织细胞中各种化合物的含量有差别 日常膳食做到不同食物合理搭配 2. 组成细胞的化合物 教材P17 视频见U盘该课件文件夹 探究·实践 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 17 探究·实践 解决以下问题，展示学习成果： 还原糖检测原理？斐林试剂配制、使用方法？选择的实验材料？可以用甘蔗汁、西瓜汁吗？ 蛋白质检测原理？双缩脲试剂配制、使用方法？实验材料？ 脂肪检测原理？实验材料？酒精浓度？酒精作用？怎么观察颜色反应？ 教材P18-19 18 探究·实践 实验原理：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 蛋白质 脂肪 水浴加热 砖红色沉淀 橘黄色 紫色 +斐林试剂 +苏丹Ⅲ +双缩脲试剂 实验目的：用化学试剂检测生物组织中的糖类、脂肪或蛋白质。 教材P18 19 材料用具 实验材料：梨匀浆，葡萄匀浆，白萝卜匀浆，花生种子，豆浆，鲜肝提取液，鸡蛋清稀释液 实验仪器：刀片，试管，试管架，试管夹，大小烧杯，量筒，滴管，酒精灯，三脚架，石棉网，火柴，载玻片，盖玻片，毛笔，吸水纸，显微镜等。 实验试剂：斐林试剂（甲液:质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液，乙液：质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液）；质量浓度为0.01 g/mL的苏丹Ⅲ 溶液；双缩脲试剂（A液:质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液，B液：质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液）；体积分数为50%的酒精溶液，蒸馏水。 探究·实践 教材P18 How ❓ 20 探究·实践 实验方法 还原糖的检测和观察 1.选材与制备组织样液： 2.颜色反应： 还原糖是指具有还原性的糖，包括葡萄糖、果糖和麦芽糖等。 甘蔗中主要含有蔗糖，是非还原糖 笔记P18 梨匀浆、葡萄匀浆、白萝卜匀浆 等含有还原糖的组织样液 甘蔗汁？ ✖ 西瓜瓤虽含有大量的还原糖，但西瓜瓤本身是红色，而还原糖与斐林试剂发生作用生成砖红色沉淀。 西瓜瓤颜色会遮盖实验反应的颜色。 西瓜瓤匀浆？ ✖ 浅色or白色 21 探究·实践 实验方法 还原糖的检测和观察 2.颜色反应： ①注入2 mL待测组织样液 ②注入1 mL斐林试剂 甲乙液等量混合均匀 50~65 ℃的温水 教材P18 ③将试管放入盛有50~65 ℃温水的大烧杯中加热约2min How❓ Why❓ ④观察试管内颜色——砖红色 若组织样液是甘蔗汁，反应后试管内的颜色是无色 ✖ 斐林试剂Cu2+的颜色，蓝色 22 探究·实践 实验方法 还原糖的检测和观察 斐林试剂配制：2NaOH+CuSO4＝Cu(OH)2↓+Na2SO4 颜色反应：还原糖含有醛基，具有还原性，Cu2+还原为Cu2O（砖红色固体） 笔记P18 化学反应原理： 斐林试剂为Cu(OH)2悬浊液，为避免析出，应现用现配！需要水浴加热！ 甲液 质量浓度为0.1 g/mL 乙液 质量浓度为0.05 g/mL 等量 混合均匀 23 探究·实践 结果与分析 还原糖的检测和观察 图3-1 斐林试剂与还原糖反应 呈砖红色，组织样液含有还原糖 探究·实践 2.显色反应： ①注入待测组织样液2mL ②注入双缩脲试剂A液1mL，摇匀 ③注入双缩脲试剂B液4滴，摇匀 实验方法 蛋白质的检测和观察 1.选材与制备组织样液： 豆浆、鲜肝提取液、蛋清稀释液 等含有蛋白质的组织样液 蛋清必须充分稀释，防止反应后黏附在试管壁上，使反应不彻底，也不易清洗。 笔记P19 Why❓ 创设碱性环境 提供Cu2+ ④观察颜色反应 25 探究·实践 笔记P19 化学反应原理： 实验方法 蛋白质的检测和观察 在碱性环境下，蛋白质中的肽键（化学键，以后学）与Cu2+发生络合反应， 生成紫色络合物。 26 探究·实践 图3-4 双缩脲试剂与蛋白质反应 反应呈紫色，组织液含蛋白质 实验方法 蛋白质的检测和观察 探究·实践 还原糖是指具有还原性的糖，包括葡萄糖、果糖和麦芽糖等 实验方法 脂肪的检测和观察 1.取材： 4.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 花生种子（实验前浸泡3~4 h），去掉种皮。 3.制片： 选取最薄的薄片移至载玻片中央 在薄片上滴2-3滴苏丹Ⅲ染液，染色3 min 用吸水纸吸去染液，滴加体积分数为50%的酒精溶液1~2滴 用吸水纸吸去多余酒精，滴1-2滴蒸馏水，盖上盖玻片，制成临时装片 2.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。 厚薄不均会导致观察时有的地方清晰，有的地方模糊。 教材P19 有机溶剂，洗去浮色。 28 脂肪微粒 探究·实践 图3-2 显微镜下被苏丹Ⅲ染色的脂肪 脂肪微粒被染成橘黄色 实验方法 脂肪的检测和观察 注意事项： 实验材料的选择 (1)所选材料应富含被检测的有机物，易出现明显的实验现象。 (2)材料本身应为白色或近于白色，不干扰实验结果。 三类有机物的检测在操作步骤上的差异 （1）唯一需要加热的——还原糖的检测，若不加热，则无砖红色沉淀出现。 （2）唯一需要显微镜的——花生子叶切片脂肪的检测。 （3）混合后加入的——斐林试剂；分别加入的——双缩脲试剂。 探究·实践 注意事项： 易错警示 易忽略斐林试剂本身的颜色 非还原糖(如蔗糖)＋斐林试剂水浴加热后的现象不是无色，而是浅蓝色[Cu(OH)2的颜色]。 探究·实践 4 课堂小结 32 4. 课堂小结 5 练习与应用 34 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很少，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，但含量又往往有一定差异，这既体现了细胞的统一性，又反映了细胞的多样性。（ ） 5.1 概念检测 ✔ ✖ ✔ 35 . 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。 5.1 概念检测 36 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 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 5.1 概念检测 C B 37 5.2 拓展应用 1. 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？ 细胞是生命活动的基本单位，虽然组成细胞的元素来自无机环境，但是构成细胞的主要元素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。 2. 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，能构成一个生命系统吗？为什么？ 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。 38 谢谢聆听! 同学们辛苦啦！ 39 $$