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

第2章 组成细胞的分子 第1节 细胞中的元素和化合物 一、组成细胞的元素 元素 地壳 细胞 O 48.6 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 组成元素种类基本相同 组成元素含量差别大 生物界 非生物界 统一性 生物界 非生物界 差异性 207倍 问题探讨 一、组成细胞的元素 生物界与非... text has been truncated due to evaluation version limitation. 1.生命与非生命在元素组成上具有统一性：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.生命与非生命在元素含量上具有差异性：细胞中各种元素的相对含量与无机自然界的大不相同。 3. 细胞是由物质构成的，生物界与非生物界既有统一性又有差异性。 一、组成细胞的元素 玉米和人体细胞的部分元素及含量( 干重，质量分数) 1.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？ 含量较多的四种元素是一样的， 都是C、 H、O、N。 这是因为玉米和人都是生物，组成它们的主要成分都是水、糖类、脂类和蛋白质等物质，这些物质含有C、H、O,蛋白质中还含有大量的N元素。 思考·讨论 一、组成细胞的元素 4 玉米和人体细胞的部分元素及含量( 干重，质量分数) 思考·讨论 2.细胞中有些元素含量很少，是否意味着它们不重要？ 细胞中有些元素含量很少，但是却有重要作用，如在玉米细胞中，S只有0.17%，Mg只有0.18%，但很多蛋白质都含有S，叶绿体中的叶绿素分子就含有Mg,如果缺少S或Mg细胞就不能合成这些蛋白质或叶绿素。 一、组成细胞的元素 5 资料：元素缺乏与病症的相关性 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。 微量元素(钼)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。 玉米和人体细胞的部分元素及含量( 干重，质量分数) 思考·讨论 3.比较组成玉米细胞和人体细胞中的元素种类和含量，你还能得出哪些结论？ 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，这说明王米细胞和人体细胞中的不同有机物的含量有差别，如玉米细胞中的糖类要多一些， 而人体细胞中的蛋白质的含量要多些。 Ca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 7 2.分类(按含量) C、H、0、N、P、S、K、Ca、Mg等 （含量较多） Fe铁、Mo钼、Cu铜、B硼、Zn锌、Mn锰等 （含量很少） 1.组成细胞的化学元素，常见的有 。 20多种 大量元素： 微量元素： 铁 木 桶 碰 新 门 一、组成细胞的元素 元素缺乏与疾病的相关性 缺 I: 成人导致甲状腺肿大，幼年导致呆小症缺 Ca：幼年患佝偻病；成年患骨质疏松症；血液缺钙会抽搐 缺Fe：缺铁性贫血 缺Zn：影响人生长发育 缺B:“花”而不实（只开花不结果） 缺Mg：影响植物叶绿素的合成。 水 无机盐 无机物 有机物 糖类 脂类 蛋白质 核酸 蛋白质：含量最多的有机化合物 水：含量最多的化合物 二、组成细胞的化合物 10 拓展 细胞干重：是指细胞除去全部自由水后的重量。 （为80 ℃下烘干一定时间后的恒重，即失水后的质量。） 细胞鲜重：是指细胞在自然状态下的质量。 占细胞鲜重最多的化合物是 占细胞鲜重最多的有机物是 占细胞干重最多的化合物是 占细胞干重最多的有机物是 水 蛋白质 蛋白质 蛋白质 二、组成细胞的化合物 水:H、O（70%-90%） 无机盐（1%-1.5%） 无机物 有机物 脂类（1%-2%） 蛋白质:C、H、O、N（7%-10%） 糖类和核酸（1%-1.5%） 细胞鲜重含量最多的化合物是: 水 细胞干重含量最多的化合物是: 蛋白质 人体鲜重中元素含量依次: O C H N 人体鲜重中元素数量最多的是：H 二、组成细胞的化合物 12 不同生物组织细胞中各种化合物的含量是有差别的，有的还相差悬殊呢！我们平常吃的食物也是如此。正因为不同食物中营养物质的种类和含量有很大差别，我们才需要在日常膳食中做到不同食物的合理搭配，以满足机体的营养需要。 我们的食物来自各种生物组织。怎样检测不同生物组织中的营养物质呢？ 总结：不同生物组织的细胞中各种化合物的含量是有差别的 糖类含量高 蛋白质含量高 油脂含量高 二、组成细胞的化合物 检测 鉴定原理 实验选材 还原糖 脂肪 蛋白质 还原糖 + 斐林试剂→ 砖红色沉淀 含还原糖较高、白色或近于白色植物组织（梨匀浆，白萝卜匀浆） 脂肪 + 苏丹Ⅲ→橘黄色（显微镜观察） 花生种子浸泡后去掉种皮， 将子叶切成薄片 蛋白质 + 双缩脲试剂→紫色 豆浆，鲜肝提取液， 鸡蛋清稀释液 （水浴加热） 50~65℃ 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 14 选材 含糖量高、白色或近于白色的植物组织 制备样液 制浆→过滤（一层纱布）→取液 颜色反应 结论 组织样液含有还原糖 注入2mL苹果组织样液 振荡、混合摇匀呈现蓝色 注入1mL刚配制好的斐林试剂 甲乙液等量混匀 变成砖红色 50-65℃的温水 （1）还原糖的检测 试剂：斐林试剂 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 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 1.甘蔗中富含蔗糖，蔗糖不是还原糖，能不能甘蔗汁做还原糖检测观察实验？ 不能，甘蔗所含的蔗糖是非还原糖，不能与斐林试剂反应，出现颜色反应。 3.西瓜汁富含还原糖，能不能用西瓜汁做还原糖检测观察实验？ 注意事项 选材：①不易选甜菜，甘蔗和马铃薯块茎。②不易选择西瓜等本身带有颜色的材料。 斐林试剂需要现配现用。检测还原糖时参与反应的Cu(OH)2悬浊液放置时间长了，会出现沉淀析出，使反应减慢，甚至不发生反应。 颜色变化：蓝色→棕色→砖红色 2.将斐林试剂加入甘蔗汁中， 溶液呈什么颜色？ 呈蓝色 西瓜汁为红色，会干扰颜色反应 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 试剂：苏丹Ⅲ染液 取材：花生种子浸泡后去掉种皮，将子叶切成薄片 制片：选最理想的薄片放在载玻片中央，滴2-3滴苏丹Ⅲ染液染色3min；滴1-2滴50%的酒精洗去浮色，吸去多余酒精，滴一滴蒸馏水，盖上盖玻片，制作成临时装片 观察：用显微镜观察子叶细胞的染色情况 若有染成橘黄色的颗粒出现，则花生种子中有脂肪存在。 （2）脂肪的检测 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 注意事项 选材：若用花生种子做实验材料，必须提前浸泡3~4小时。浸泡时间短了不易切片，时间过长则组织太软，切下的薄片不易成型。 切片：尽可能的切出薄片，否则显微镜下看到的细胞重叠，不易观察。 染色：染色时间适宜。不宜过短（染色不充分，脂肪颗粒染色过浅，不易观察），也不宜过长（时间过长，样品中的脂肪可能溶解，洗去浮色时被洗掉，且会使细胞其他部分着色，观察不到染色的脂肪）。 去浮色：一定要用体积分数为50%的酒精洗去浮色，而不能用蒸馏水，因为苏丹Ⅲ染液溶于酒精，不溶于水。 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 18 选材： 含 丰富的豆浆或鸡蛋清溶液。 蛋白质 黄豆浆滤液或蛋清稀释液 制备样液 呈色反应 组织样液2mL 双缩脲试剂A液1mL 双缩脲试剂B液4滴 摇匀后变成紫色 结论： 组织样液中存在蛋白质。 （3）蛋白质的检测 试剂：双缩脲试剂 A液：质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液 B液：质量浓度为0.01g/mL的CuSO4溶液 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 注意事项 留样对照：还原糖，蛋白质的检测实验中，在加相应试剂之前要留出一部分组织样液，以便与检测后的样液颜色进行对比，增强实验的说服力。 稀释样液：在蛋白质的检测实验中，如果用蛋清作为实验材料，一定要稀释到一定的程度。否则其与双缩脲试剂发生反应后会黏在试管的内壁上，使反应不彻底，试管也不易洗刷干净。 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 1.生物材料原有的颜色是否影响结果的观察？ 2.材料需要如何处理？ 3.斐林和双缩脲检测试剂的使用方法是否一致？ 4.如何排除其他因素对实验结果的影响？ 生物材料的原颜色会影响结果，所以选用颜色较浅的材料。 生物材料需要榨汁，破碎细胞，物质释放出来，制作成匀浆。 不一致。 设置对照组等。 思考·讨论 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 斐林试剂与双缩脲试剂的比较 项　目 斐林试剂 双缩脲试剂 不 同 点 CuSO4溶液浓度 0.05 g/mL 0.01 g/mL 检测物质 还原糖 蛋白质 使用方法 甲、乙两液等量 混合均匀使用 先加入A液, 再加入B液 反应条件 50～65 ℃水浴加热 不需要加热 反应现象 浅蓝色→棕色→砖红色 浅蓝色→紫色 相同点 含有NaOH和CuSO4两种成分,且NaOH的质量浓度都是0.1 g/mL 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 蛋清 豆浆 鸡肝 梨 葡萄 白萝卜 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 24 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 25 材料 蛋白质检测结果 还原糖检测结果 结论 葡萄糖标准液 有砖红色沉淀 蛋白质标准液 产生紫色反应 梨匀浆 无 有 葡萄匀浆 无 有 白萝卜匀浆 无 有 豆浆 有 无 鲜肝提取液 有 无 鸡蛋清稀释液 有 无 富含还原糖 富含还原糖 富含还原糖 富含蛋白质 富含蛋白质 富含蛋白质 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 26 大量元素 微量元素 无机盐 脂质 核酸 斐林 砖红色 双缩脲 紫色 橘黄色 （红色） 碘液 蓝色 课堂小结 一、概念检测 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（ ） √ × √ 练习与应用 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 练习与应用 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 B 二、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? 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，能构成个生命系统吗?为什么？ 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。 练习与应用 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。 EV录屏3.9.6软件录制 Lavf56.38.102 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn EV录屏3.9.6软件录制 Lavf56.38.102 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $$