2.1 细胞中的元素和化合物课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

第1节 细胞中的元素和化合物 SW生老师 SW生老师 问题探讨 比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量，你能提出什么问题？就自己提出的问题与同学交流。 从元素种类上看： 组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到，没有一种元素为细胞所特有。 为什么呢？ 生物体总是与外界环境进行这物质交换，归根结底是生物体有选择地从无机自然界获取各种物质来组成自身。 生物界与非生物界具有统一性 组成地壳和组成细胞的部分元素含量(%)表 SW生老师 比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量，你能提出什么问题？就自己提出的问题与同学交流。 组成地壳和组成细胞的部分元素含量(%)表 从元素含量上看： 细胞与非生物相比，各种元素的相对含量又大不相同 生物界与非生物界具有差异性 SW生老师 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(%）】 【思考•讨论】 注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3% 左表是玉米细胞和人体细胞内含量较多的化学元素的种类及其含量。 比较组成玉米细胞和人体细胞的元素及含量 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? 2. 细胞中有些元素含量很少，是否意味着它们不重要? 3.比较组成玉米细胞和人体细胞中的元素种类和含量，你还能得出哪些结论? C、H、O、N 讨论 重要 SW生老师 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(%）】 不同生物体内所含的化学元素的种类 ； 不同生物体内同种元素的 含量 。 同一生物体内的不同元素的 含量 。 细胞的统一性和差异性 体现 注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3% 基本相同 差别较大 也不相同 SW生老师 一、组成细胞的元素 细胞中常见的化学元素有20多种。 1. 大量元素 含量占生物体总量的万分之一以上的元素； C 碳 H 氢 O 氧 N 氮 P 磷 S 硫 K 钾 Ca 钙 Mg 镁 等 基本元素 C 碳 碳(C)是构成细胞的核心元素（最基本元素）； 碳(C)是构成有机物的基本支架。 原因：与组成细胞的化合物有关 SW生老师 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） 鲜重指细胞正常生活状态下所测得的质量，如新鲜菠菜 干重指除去水分后所测得的重量，即烘干保持恒重后测定的重量 O>C>H>N C>O>N>H SW生老师 2. 微量元素 含量占生物体总量的万分之一以下的不可缺少的元素 Fe 铁 Zn 锌 Cu 铜 B 硼 Mo 钼 锰 Mn 细胞中常见的化学元素有20多种。 SW生老师 元素缺乏与疾病的相关性 Fe 是血红蛋白的成份，人缺Fe：缺铁性贫血 Mg是植物叶绿素的构成成分。 K、Ca组成牙齿、骨骼，与肌肉收缩有关，血液中Ca2+过低会抽搐。 I 是构成甲状腺激素的原料。幼年：呆小症；成年：甲状腺肿大 组成细胞的各元素以何形式存在的呢？ 大多以化合物的形式存在 SW生老师 部分化合物的元素组成 组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在 化合物 化学元素 水 H O 无机盐 Na K Ca Mg Fe Cl 糖类 C H O 脂质 C H O N P 蛋白质 C H O N 核酸 C H O N P 二、组成细胞的化合物 SW生老师 组成细胞的化合物 无机 化合物 有机 化合物 水 无机盐 蛋白质 脂 质 核 酸 糖 类 70%~90% 1~1.5% 7~10% 1~2% 1~1.5% 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 SW生老师 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别？ 糖类 H2O 叶绿素 梨果实细胞 梨叶片细胞 多 少 多 少 无 多 思考讨论 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 。（玉米、油菜、大豆） 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 因此，日常膳食中做到不同食物合理搭配，以满足机体的营养需要 玉米 油菜 大豆 SW生老师 实验 还原糖 斐林试剂 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 1.原理 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。 砖红色沉淀 水浴加热 蛋白质 双缩脲试剂 紫色反应 SW生老师 脂肪 苏丹Ⅲ染液 橘黄色 砖红色沉淀 还原糖 + 斐林试剂 水浴加热 蛋白质 + 双缩脲试剂 紫色反应 脂肪 + 苏丹III染液 橘黄色 SW生老师 选择要求：颜色浅或接近于浅色，富含某种有机物的材料。 2. 材料 SW生老师 (1) 还原糖的鉴定 砖红色沉淀 制备组织样液： 制浆 过滤 取液 用一层纱布 注意：(还原糖：葡萄糖、麦芽糖、果糖等；非还原糖：蔗糖、淀粉等) 原理： 还原糖 + 斐林试剂 材料：苹果、梨 试剂：斐林试剂 甲液：0.1g/ml NaOH溶液 乙液：0.05g/ml CuSO4溶液 步骤： 水浴加热 （无色或近白色、含还原糖高） 3. 过程及结果 SW生老师 向试管内注入2mL待测组织样液 将试管放入盛有50~65℃温水的大烧杯中加热约2min。 出现砖红色沉淀 甲液 乙液 0.1g/mL的NaOH 0.05g/mL的CuSO4 等量混合 新制Cu(OH)2 斐林试剂 (蓝色） 现配 取1mL SW生老师 豆浆滤液或鸡蛋清稀释液 取材： 步骤： 组织样液2mL 双缩脲试剂A液1mL 双缩脲试剂B液4滴 摇匀后出现紫色反应 试剂： 原理： 蛋白质 + 双缩脲试剂 紫色反应 A液： 0.1g/ml的NaOH溶液 B液： 0.01g/ml的CuSO4溶液 双缩脲试剂 (2) 蛋白质的鉴定 SW生老师 (3) 脂肪的鉴定 方法：制作子叶临时切片，用显微镜观察子叶细胞着色情况。 原理：脂肪+苏丹III染液 橘黄色 3. 过程及结果 SW生老师 (3) 脂肪的鉴定 SW生老师 SW生老师 取材 花生种子（浸泡过）去种皮 切片 用刀片切若干薄片，置于盛有清水的培养皿中 染色 取最薄切片置于载玻片中央，滴加2-3滴苏丹III染液，染色3min 去浮色 滴加1-2滴体积分数50%的酒精溶液，洗去浮色 制片 滴加蒸馏水，盖上盖玻片 观察 先低后高，寻找橘黄色脂肪颗粒 脂肪的检测和观察 取材切片 苏丹Ⅲ染色3分钟 吸去多余染液 用50%酒精洗去浮色 吸去多余酒精 滴加蒸馏水 盖盖玻片制成临时装片 SW生老师 实验小结 斐林试剂 甲液：0.1g/mL的NaOH 乙液：0.05g/mL的CuSO4 双缩脲试剂 A液：0.1g/mL的NaOH B液：0.01g/mL的CuSO4 0.01g/mL苏丹Ⅲ染液 体积分数为50％酒精 蒸馏水 斐 等量混合，现配现用 双 先A摇匀，后B要少 苏 染液要洗，多余要去 实验材料： 颜色浅含量高 实验步骤： SW生老师 斐林试剂与双缩脲试剂的对比 0. 1g/mlNaOH 0. 05g/mlCuSO4 0. 1g/mlNaOH 0. 01g/mlCuSO4 还原糖+Cu(OH)2 ↓Δ Cu2O(沉淀） 肽键与Cu2+在碱性的条件下结合成紫色络合物 新制Cu(OH)2 碱性条件下的Cu2+ 等量混合，现配现用 先A摇匀，后B要少 50-65℃水浴加热 无需加热 浅蓝→棕色→砖红色沉淀 紫色 SW生老师 课堂总结 细胞中的元素 生物界与非生物界的统一性与差异性 大量元素 微量元素 细胞中的化合物 有机化合物 无机化合物 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 水 无机盐 分类 组成 实验 分类 SW生老师 课堂练习 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。( ) √ × √ SW生老师 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 SW生老师 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 SW生老师 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? 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的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。 SW生老师 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。 SW生老师 Lavf57.83.100 $$