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 2025/4/27 第2章 组成细胞的分子 问题探讨:比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量 1、组成细胞的元素在地壳中也都有，没有任何一种元素是细胞特有的，这说明了什么？ 生物界与非生物界具有统一性 2、组成细胞的元素和组成地壳的元素含量有很大差异，这又说明了什么？ 生物界与非生物界具有差异性 一、组成细胞的元素 1.种类上的统一性: 组成细胞的化学元素在自然界的无机环境中都能找到,没有一种元素是生命特有的。 2.含量上的差异性: 细胞中各种元素的相对含量与无机环境的大有不同(生物体有选择地从无机自然界中获取生命活动所需要的物质) 总结： 判断：（课本P18 概念检测T1） （1）细胞中不存在无机自然界没有的特殊元素（ ） √ 一、组成细胞的元素 玉米细胞和人体细胞的 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% 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？ 一样，都是C、H、O、N。 主要成分都是水、糖类、脂质和蛋白质等物质。 细胞中有些元素含量很少，但是却有重要作用。 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，这说明玉 米细胞和人体细胞中的不同有机物的含量有差别。 思考▪讨论 •••▪ 1、常见种类：主要有 种 20 2、分类 依据 含量分 依据 作用分 C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等 微量元素： 大量元素： Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu等 最基本元素： 基本元素： 主要元素： C C、H、O、N C、H、O、N、P、S 一、组成细胞的元素 血红蛋白 钙盐构成骨骼 叶绿素分子 Fe Mg 判断：（课本P18 概念检测T1） （2）细胞中的微量元素含量很少，作用也很微小（ ） × 3、元素缺乏与相关的症状 缺Fe：人患缺铁性贫血。 缺Mg：影响植物叶绿素的合成，影响光合作用的进行。 缺Ca：成年人缺钙患骨质疏松症；哺乳动物血液中缺钙会出现抽搐现象。（钙过多会患重症肌无力） 注意：大量元素和微量元素都是生物体生命活动所必需的元素。 组成细胞的各种元素又是以什么形式存在的呢? ? 2025/4/27 二、组成细胞的化合物 组成细胞 的化合物 无机化合物 有机化合物 水 70%～90% 无机盐 1%～1.5% 糖类和核酸 1%～1.5% 脂质 1%～2% 蛋白质 7%～10% 细胞内含量最多的化合物是 ， 含量最多的有机化合物是 。 干重情况下，含量最多的化合物是 。 水 蛋白质 蛋白质 Fe Mg 判断：（课本P18 概念检测T1） （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（ ） √ 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 1、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 2、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 练习与应用 （课本P18 概念检测T3、4） 2025/4/27 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。 （课本P19 拓展应用） 怎样检测生物组织中的这些化合物呢？ ? 一、检测生物组织中的还原糖 斐林试剂（甲液:0.1g/mL的NaOH溶液,乙液:0.05g/mL CuSO4溶液） 1、实验原理 2、材料 水浴加热 还原糖 + 斐林试剂 砖红色沉淀 还原糖含量较高、白色或近于白色的植物组织（如苹果） 葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖、半乳糖 还原糖： 3、试剂 （1）向试管内注入2mL待测组织样液。 （2）向试管内注入1mL斐林试剂（甲乙液等量混合均匀后加入）。 （3）将试管放入盛有50～65℃温水的大烧杯中水浴加热2min。 （4）观察试管中颜色的变化。 4、方法步骤 5、结果分析 现配现用 溶液由浅蓝色→棕色→砖红色沉淀，说明有还原糖存在。 一、检测生物组织中的还原糖 二、检测脂肪 1、实验原理 2、材料 脂肪+苏丹Ⅲ染液→橘黄色 含脂肪量高、易做徒手切片的材料（如花生种子）； 苏丹III染液 体积分数为50%的酒精溶液等。 3、试剂 取材：取一粒花生种子（浸泡3-4h），将子叶削成薄片； 制片: 选取最薄的切片 在薄片上滴2-3滴苏丹Ⅲ染液染色3min 洗去浮色（滴加1-2滴体积分数为50%的酒精溶液） 制成临时装片 观察：用低倍镜找到花生子叶的最薄处，移到视野中央， 将物像调节清楚；换高倍镜观察。 3、方法步骤 4、结果分析 细胞中有橘黄色颗粒，说明有脂肪存在。 1、实验原理 2、材料 三、检测蛋白质 蛋白质+双缩脲试剂→紫色 含蛋白质量高的材料（如豆浆、鸡蛋清稀释液等）； 双缩脲试剂 3、试剂 （A液:0.1g/mL的NaOH溶液，B液:0.01g/mL CuSO4溶液） 3、方法步骤 4、结果分析 ①向试管内注入2mL待测组织样液。 ②向试管内注入双缩脲试剂A液1mL，摇匀。 ③向试管内注入双缩脲试剂B液4滴，摇匀。 ④观察试管中颜色的变化。 溶液变为紫色，说明样品中含有蛋白质。 先加A液，再加B液 三、检测蛋白质 1、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 2、下列有关“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”实验的叙述，正确的是（ ） A、双缩脲试剂的A液和B液可直接用于还原糖的检测 B、脂肪检测中，用体积分数50%的酒精溶液提取花生子叶中的脂肪颗粒 C、斐林试剂检测还原糖时，甲液和乙液等量混合均匀后再加入 D、甘蔗含糖丰富且无色，是检测还原糖的理想材料 练习与应用 （课本P18 概念检测T2） （金版学案P26 实战演练T3） C 比较 项目 斐林试剂 双缩脲试剂 成分 甲液 乙液 A液 B液 0.1 g/mL NaOH溶液 0.05 g/mL CuSO4溶液 0.1 g/mL NaOH溶液 0.01 g/mL CuSO4溶液 添加 顺序 反应 条件 反应 现象 斐林试剂与双缩脲试剂的比较 甲、乙两液等量混匀后 立即使用 先加入A液1 mL摇匀， 再加3～4滴B液摇匀 水浴加热 不需加热 浅蓝色→棕色→砖红色 样液变紫色 总结：生物组织中糖类、脂肪和蛋白质检测的原理 鉴定物质 试剂 颜色变化 注意事项 还原糖 现配现用， 混匀， 加热 淀粉 脂肪 做切片观察脂肪颗粒需 。 蛋白质 先加NaOH后加CuSO4 ，CuSO4不能过量 斐林试剂 水浴 双缩脲试剂 显微镜 等量 蓝色 碘液 砖红色沉淀 苏丹Ⅲ染液 橘黄色 紫色 (1)上述实验选材的标准是什么？ 　①被检测物质含量丰富； ②材料接近无色； ③易取材，易操作 (2)鉴定还原糖时使用的斐林试剂为何要现配现用？ 　 因为斐林试剂很不稳定，容易产生蓝色的Cu(OH)2沉淀，所以应将甲液和乙液分别保存，使用时现配现用 (3)在使用双缩脲试剂时，为什么要先加入试剂A，后加入试剂B? 　 先加入试剂A，造成碱性环境，只有在碱性环境中，蛋白质才容易与Cu2＋发生颜色反应。 (4)鉴定蛋白质时，加入试剂B后，如果没有产生紫色反应，可能 的原因是什么？ 可能加入的双缩脲试剂B过量，CuSO4在碱性溶液中生成大量蓝色Cu(OH)2絮状沉淀，遮蔽实验中所产生的紫色，影响观察结果。 总结：三类有机物检测在操作步骤上的差异 (1)唯一需要加热——还原糖检测，且必须水浴加热，不能用酒精灯直接加热。若不加热，则无砖红色沉淀出现。 (2)唯一需要显微镜——脂肪检测。 (3)混合后加入——斐林试剂；分别加入——双缩脲试剂(先加A液，后加B液，且B液不能过量)。 1、下列各项中，都属于大量元素的是（ ） A.C、H、O、B B.N、P、S、Cu C.C、H、O、Ca D.N、P、S、Fe C 2、生活在沙漠中的仙人掌细胞中含量最多的化合物是（ ） A．蛋白质 B．糖类 C．水 D．无机盐 3、生物界在基本组成上的高度一致性表现在（ ） ①组成生物体的化学元素基本一致 ②各种生物体的核酸都相同 ③组成生物体的大量元素基本相同 ④各种生物体的蛋白质都相同 ⑤组成生物体的微量元素都相同 A．①②④ B．①③⑤ C．③④⑤ D．①②③ B 实战演练 C 4、生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定实验中，下列说法错误的是 （ ） A、只有脂肪的鉴定需要使用显微镜 B、用双缩脲试剂检测蛋白质不需要加热 C、使用斐林试剂和双缩脲试剂最好现配现用 D、可溶性还原糖的鉴定，可用酒精灯直接加热产生砖红色沉淀 D 实战演练 $$