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必修1

第1节 细胞中的元素和化合物 第二章 组成细胞的分子 情景导入 电视广告语 广告一 广告四 广告三 广告二 聪明的妈妈会用“锌” 补铁、补血，效果好！补血口服液 健康的体魄，来源于“碘碘”滴滴 万丈高楼平地起，层层都是“钙”起来 情景导入 细胞和石头都是由元素组成的， 为什么细胞能表现出生命的特征呢？ 是因为细胞里含有特殊的生命元素吗？ 问题探讨 组成地壳和组成细胞的部分元素含量(％)表 1.组成生物体的所有元素中，有没有 哪一些元素是生物体所特有的？ 这说明什么？ 没有。 生物界和非生物界具有统一性。（元素种类相同） 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 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 极少# C 0.087 18.0 N 0.03 3.0 H 0.76 10.0 2.生物体中的元素含量和无机环境中 的含量有区别吗？ 这又说明什么？ 有，相差很大。 生物界和非生物界还具有差异性。（元素含量不同） 结论：生物界和非生物界之间既有统一性又有差异性。 问题探讨 生物界 非生物界 性 种类上 性 含量上 有选择地从无机自然界中获取 组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到 组成元素在含量上相差很大 统一 多样 一、组成细胞的元素 比较组成玉米和人体细胞的部分元素及含量 思考.讨论 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？分别是什么？ 一样；都是C、H、O、N 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 讨论2：组成玉米细胞和人体细胞中的元素种类和含量相同吗？说明了什么？ 元素种类相同；元素含量不同。 不同生物的细胞在元素组成上具有统一性；在元素的含量上具有差异性。 一、组成细胞的元素 比较组成玉米和人体细胞的部分元素及含量 思考.讨论 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？分别是什么？ 一样；都是C、H、O、N 讨论2：细胞中有些元素含量很少， 是否意味着它们不重要？ 否；如Mg是构成叶绿素的成分。 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 一、组成细胞的元素 1.元素的来源、分类和存在形式 元素 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等 Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu等 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 含量 作用 来源 分类依据 存在形式 常见 20多种 铁猛碰新木桶 大量元素和微量元素不是按生理作用的分类，微量元素虽然少，但其生理作用却不可替代。 铁Fe Fe是合成血红蛋白必需的元素，缺铁会导致血红蛋白合成减少，形态学表现为小细胞低色素性贫血。 一、组成细胞的元素 2.人体细胞干、鲜重对比图 组成人体细胞的主要元素 （占细胞鲜重的百分比） 组成人体细胞的主要元素 （占细胞干重的百分比） 鲜重指的是生物体或细胞在自然生活状态下所测得的重量 干重指的是生物体（或细胞）除去水分以后所测得的重量 O>C>H>N C>O>N>H 二、组成细胞的化合物 水 无机盐 糖 类 蛋白质 脂 质 核 酸 组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在 二、组成细胞的化合物 1.无机物 2.有机物 水 无机盐 鲜重 ，大多为 。 大多以 形式存在。 糖类 脂质 蛋白质 核酸 只含 （ 物质）。 主要含 ，此外 （ 物质）。 主要含 （ 物质）。 含 （ 物质）。 最多 自由水 离子 C、H、O 能源 N、P 储能 C、H、O、N (S) 结构 C、H、O、N、P 遗传 C、H、O 含碳元素 二、组成细胞的化合物 无机物 有机物 化合物 质量分数/% 水 占85～90 无机盐 占1～1.5 蛋白质 占7～10 脂质 占1～2 糖类和核酸 占1～1.5 化合物 1.化合物的种类和含量 二、组成细胞的化合物 最值问题 1.鲜重最多的化合物： 2.鲜重最多的有机物： 3.干重最多的化合物： 4.干重最多的有机物： 5.鲜重最多的四种元素： 6.干重最多的四种元素： 水 蛋白质 蛋白质 蛋白质 O>C>H>N C>O>N>H 含量 水 蛋白质 糖类和核酸 脂质 无机盐 87 8 1.5 2 1.5 二、组成细胞的化合物 旁栏知识 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 ①下列种子中含蛋白质最丰富的是 ， ②含淀粉最丰富的是 ， ③含脂肪最丰富的是 。（玉米、油菜、大豆） 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 习题巩固 1.生活在缺水的沙漠环境中的仙人掌细胞中， 含量最多的化合物是（ ） A.蛋白质 B.脂肪 C.糖类 D.水 D 2.占细胞鲜重比例最大的元素及有机物依次是 （ ） A．O、水 B．C、水 C．O、蛋白质 D．C、蛋白质 C 16 习题巩固 3.科学家在研究组成地壳和组成细胞的部分元素时，发现细胞与 非生物相比，各种元素的相对含量大不相同这一事实主要说明 （ ） A.生物与非生物没有区别 B.生物界与非生物界具有统一性 C.生物来源于非生物 D.生物界与非生物界具有差异性 D 17 怎样来检测不同生物组织中的营养物质呢？ 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 1.实验原理 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。 还原糖 + 斐林试剂 砖红色沉淀 脂肪 + 苏丹Ⅲ 橘黄色 蛋白质 + 双缩脲试剂 紫色 淀粉 + 碘 蓝色 50~65℃ 水浴加热 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 选材：含糖量较高的白色或近于白色的植物组织 制备 组织样液 制浆：去皮、切块、研磨 过滤：用单层纱布 取液：2mL 颜色反应 现象 呈现蓝色 变成砖红色 50～65℃水浴 加热2min 排除色素对显色的干扰 2mL组 织样液 1mL刚配制的斐林试剂 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 结论：组织样液含有还原糖。 实验1：还原糖的检测和观察 现配现用 斐林试剂鉴定还原糖，是利用还原糖与Cu(OH)2 反应，所以要等量混合均匀制成Cu(OH)2 后再使用； 无色→Cu(OH)2 (浅蓝）→Cu2O(砖红) 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 实验1：还原糖的检测和观察 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 实验2：蛋白质的检测和观察 选材：黄豆组织样液（或鸡蛋蛋清稀释液） 制备组织样液：黄豆浸泡→去皮→研磨→过滤→滤液 显色反应 现象 摇匀 2mL组 织样液 1mL双缩脲试剂A液 双缩脲试剂A液：质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液 双缩脲试剂B液：质量浓度为0.01g/mL的CuSO4溶液 创设碱性环境 4滴双缩脲试剂B液 提供Cu2+ 无色 蓝色 紫色 双缩脲试剂鉴定蛋白质是利用的在碱性环境中，蛋白质与Cu2+发生颜色反应，所以要先加入试剂A，后加入试剂B。 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（四滴）摇匀 50-650C水浴加热 不加热 无色→蓝色→砖红色沉淀 无色→蓝色→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 斐林试剂 双缩脲试剂 不同点 使用方法 甲液和乙液_______均匀后方可使用，且现配现用 使用时先加A液，再加B液 反应条件 _______加热 不需要加热 反应原理 还原糖中的醛基被Cu(OH)2氧化，Cu(OH)2被还原为Cu2O 蛋白质在碱性条件下与Cu2+反应生成络合物 试剂实质 新制的___________________ ____性环境下的_______ 颜色 _______ _______ 浓度 斐林试剂的乙液CuSO4溶液 浓度为0.05 g/mL 双缩脲试剂的B液CuSO4溶液 浓度为0.01 g/mL 相同点 都含有NaOH、CuSO4两种成分， 且所用的NaOH溶液浓度都是0.1 g/mL 混合 水浴 Cu（OH）2 砖红色 碱 Cu2+ 紫色 24 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 实验3：脂肪的检测和观察 选材 检测 结论 浸泡过的花生种子，将子叶切成薄片 实验所用材料中含有脂肪 观察：在显微镜下染成 橘黄色的颗粒 制片 ①取最理想的薄片 ②滴2~3滴______________（染色3min） ③__________（1~2滴体积分数为50%的酒精） ④制成临时装片 苏丹Ⅲ染液 去浮色 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 切片机或 徒手切片 花生种子 组织切片 苏丹Ⅲ染液2～3滴 染色3 min （或1 min） 吸去多余染液 50%_____溶液 1～2滴 洗去_____ 吸去多余酒精 _____ 1～2滴 盖盖玻片 临时装片 先在低倍镜下寻找已着色颗粒，再用高倍镜观察 酒精 浮色 蒸馏水 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 实验4：淀粉的检测和观察 马铃薯匀浆 检测 组织样 液2mL 碘液2滴 结论： 组织样液中存在淀粉。 摇匀后变成蓝色 取材： 习题巩固 1.下列关于实验操作步骤的叙述中，正确的是（ ） A.用于鉴定可溶性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.葡萄糖与斐林试剂反应生成砖红色沉淀 C.鉴定可溶性还原糖时，要加入斐林试剂甲液摇匀后， 再加入乙液 D.用于鉴定蛋白质的双缩脲试剂A液与B液要混合均匀后， 再加入含样品的试管中，且必须现配现用 B 28 习题巩固 2.将刚刚萌发、带有小芽的大麦充分研磨后，过滤得到组织样液。在组织样液中加入下列试剂后震荡均匀，有关实验现象及结论的叙述正确的是 （ ） A.加入苏丹Ⅲ染液，溶液呈红色，证明发芽的大麦中含有脂肪 B.加入斐林试剂并水浴加热，溶液呈砖红色，说明发芽的大麦中含有麦芽糖 C.加入碘液，溶液呈蓝色，说明发芽的大麦中含有淀粉 D.加入双缩脲试剂，溶液成蓝色，说明发芽的大麦中含有蛋白质 C 29 习题巩固 3.以花生子叶为实验材料进行脂肪的检测时， 制作临时装片的步骤是 ( ) ①盖上盖玻片 ②切子叶薄片 ③苏丹Ⅲ染液染色 ④滴蒸馏水 ⑤用 50%酒精洗去浮色 ⑥用吸水纸吸取多余染液 A．④②①③⑥⑤ B．②④③⑥⑤① C．④②③⑥⑤① D．②③⑥⑤④① D 30 习题巩固 4.根据“检测生物组织中的糖类、脂肪、蛋白质”实验，回答下列问题： （1）鉴定成熟葡萄汁中存在还原性糖所用的试剂是 ，甲液和乙液需 后再用于实验。该试剂与细胞内还原性糖发生作用，形成 沉淀。 （2）鉴定花生子叶细胞脂肪的实验中，能将脂肪染成橘黄色的染液是 ，用其染色时，要用酒精来冲洗浮色，这是因为 。 （3）鉴定黄豆组织中是否存在蛋白质时，向组织液中加入 试剂A液摇匀，再向样液中加入其B液摇匀。其中B液的量只有3～4滴，而不能过量，这是因为： 斐林试剂 等量混合均匀 砖红色 苏丹Ⅲ染液 苏丹Ⅲ能溶解在酒精中 双缩脲 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。 31 课堂总结 32 习题检测 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。 （ ） √ × √ 33 习题检测 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 斐林试剂 双缩脲试剂 豆浆 梨汁 花生子叶 砖红色沉淀 橘黄色 紫色 34 习题检测 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 35 习题检测 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 36 习题检测 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。 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。 37 习题检测 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 $$