第2章 第1节 细胞中的元素和化合物 课件1-2024-2025学年高中生物必修1 分子与细胞同步课件PPT（人教版2019）

第1节 细胞中的元素和化合物 第2章 组成细胞的分子 生物 教学目标 ①生命观念：知道组成细胞的主要元素，知道为什么碳元素是构成细胞的基本元素。 ②科学探究：学会检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的方法。 ③科学思维：通过对碳元素的分析，说明有机化合物形成的可能性及必然性，初步培养学生跨学科综合分析问题的能力。 教学重难点 重点： 1.组成细胞的主要元素和化合物。 2.检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。 难点： 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。 导入新课 在《红楼梦》第二回“贾夫人仙逝扬州城,冷子兴演说荣国府”中,贾宝玉说:“女儿是水作的骨肉,男儿是泥作的骨肉。” 问题思考 一、组成细胞的元素与无机自然界的元素相比较 新课讲授 新课讲授 表甲：组成地壳和组成细胞的部分元素含量(%)表 (1)根据表甲，组成地壳和组成细胞的什么元素最多? 答案：组成地壳和细胞的元素中，均是O元素含量最多。 [探究一] 组成细胞的元素与无机自然界的元素相比较 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 新课讲授 （2）根据表甲，从表中可以看出组成地壳和组成细胞的元素有什么关系? 答案:细胞中含有的元素都是地壳中具有的元素。 [探究一] 组成细胞的元素与无机自然界的元素相比较 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 表甲：组成地壳和组成细胞的部分元素含量(%)表 新课讲授 [探究一] 组成细胞的元素与无机自然界的元素相比较 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 表甲：组成地壳和组成细胞的部分元素含量(%)表 （3）从表中可以看出组成地壳和组成细胞的元素有什么不同点? 答案：细胞中的元素含量和地壳中的元素含量是不同的。 新课讲授 [探究一] 组成细胞的元素与无机自然界的元素相比较 提示：生物体通过和外界环境进行物质交换，获取外界环境中的物质转化为自身的物质，所以组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能找到，没有一种化学元素是细胞特有的。另外，细胞是有选择地从无机自然界获得物质来组成自身的，而不是把环境中的所有物质无选择地吸收，所以构成细胞的元素与构成地壳的元素相比,各种元素的相对含量大不相同。 为什么组成细胞的元素会与组成地壳的元素具有这样的相同点和不同点 二、组成细胞的重要元素 新课讲授 新课讲授 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 表乙:玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量(干重,质量分数) （1）根据表乙，组成细胞的最基本元素和基本元素是什么？ 答案：构成细胞的最基本元素是C，基本元素是C、H、O、N。 [探究二] 组成细胞的重要元素 新课讲授 （2）大量元素和微量元素分别有哪些? [探究二] 组成细胞的重要元素 答案：大量元素是C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等元素；微量元素是Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo等。 表乙: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 新课讲授 小结：细胞中常见的化学元素有20多种。细胞的干重中C的含量最多，它是构成细胞的基本元素。C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等含量较多，被称为大量元素；Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo等含量较少，被称为微量元素。值得指出的是，微量元素的含量虽然非常少，却是细胞进行正常生命活动必不可少的。 三、组成细胞的化合物 新课讲授 新课讲授 表丙:组成细胞的主要化合物及相对含量(%) 化合物 所占比例/% 水 70~90 无机盐 1~1.5 蛋白质 7~10 脂质 1~2 糖类和核酸 1~1.5 答案：细胞中含量最多的有机化合物是蛋白质，含量最多的无机化合物是水。 （1）根据表丙，细胞中含量最多的有机化合物和无机化合物分别是哪一种？ [探究三]组成细胞的化合物 新课讲授 提示：植物的果实中通常含有较多的糖类、脂质和蛋白质。如禾谷类的果实中含淀粉（多糖）较多；甘蔗的茎和甜菜的根含蔗糖较多；花生、芝麻种子中含脂质较多；大豆种子中含蛋白质较多，等等。要想从植物的果实中获得糖类、脂质和蛋白质，就要设法使细胞破碎，再将这些物质提取出来。 [探究三]组成细胞的化合物 并不是所有细胞中化合物的含量都一样。根据你的生活经验，说说哪些植物器官的细胞中富含糖类、脂质或蛋白质？怎样从植物器官中提取这些化合物？ 四、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 新课讲授 [探究四]检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 新课讲授 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，根据这一原理就能检测生物组织中一些化合物的存在。 请思考: （1）检测糖类、脂肪和蛋白质的原理分别是什么? 鉴定物质 试剂 实验现象 还原性糖 斐林试剂 砖红色沉淀 脂肪 苏丹Ⅲ 橘红色 苏丹Ⅳ 红色 蛋白质 双缩脲试剂 紫色 [探究四]检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 新课讲授 （2）所有的糖类都能通过教材中的方法鉴定吗? 答案：并不是所有的糖类都能使用斐林试剂鉴定，只有葡萄糖、果糖、麦芽糖等具有还原性的糖类才能和斐林试剂反应。 （3）实验材料的选取有什么需要注意的问题? 答案：一是要注意选取的生物材料要富含待检测的化合物；二是要注意选择自身无色或者颜色比较浅的生物材料，以便清楚地观察到颜色变化；三是选取的生物材料要方便实验操作。 [探究四]检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 新课讲授 （4）实验过程中三种物质的鉴定有什么特殊要求? 答案：糖类的鉴定需要水浴加热，脂肪的鉴定需要在显微镜下观察。 [探究四]检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 新课讲授 实验流程 （1）可溶性糖的检测与观察 [探究四]检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 新课讲授 （2）脂肪的检测和观察 以富含脂肪的花生为例，制作子叶临时切片，用显微镜观察子叶细胞的着色情况 [探究四]检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 新课讲授 （3）蛋白质的检测和观察 [探究四]检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 新课讲授 注意事项: （1）试管不要碰到烧杯底部，试管口不要对着人，以免试管内液体沸腾冲出试管，造成烫伤； （2）斐林试剂的甲液和乙液需等量混合均匀后方可使用，而双缩脲试剂要先加A液，再加B液； （3）制作花生子叶临时切片要尽量切薄，操作过程务必注意安全。 实验现象: [探究四]检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 新课讲授 实验结果与讨论 请思考: （1）实验的生物材料中有机化合物的种类、含量一样吗? 答案：生物材料中有机化合物的种类、含量不同。 （2）怎么证明生物材料中有机化合物的种类是否相同，又怎么证明含量的差异呢? 答案：可以对几种不同的生物材料分别用不同的试剂进行鉴定。要证明含量的差异可以在浓度相同的条件下观察反应后颜色的深浅，一般来说颜色越深含量越高。 核心归纳 新课讲授 1．元素的统一性和差异性 核心归纳 新课讲授 2．组成细胞的元素种类 (1)大量元素和微量元素的划分依据是元素的含量，一般以元素含量占生物总重量万分之一的比率为标准，而不是生理作用。 (2)大量元素和微量元素都是生物体所必需的，但生物体内含有的元素不一定都是必需元素，如Pb。 核心归纳 新课讲授 3．组成细胞元素的主要作用 (1)维持生命活动：如K＋可保持心肌正常兴奋性，硼(B)可促进花粉的萌发和花粉管的伸长。 (2)组成化合物：如糖类、脂质和蛋白质中都含有C、H、O等元素。 4．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。 5．三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。 核心归纳 新课讲授 6．易错警示 （1）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]。 （2）误认为脂肪的检测必须使用显微镜 若要观察被染色的脂肪颗粒，则使用显微镜，但若只观察溶液颜色变化，则不必使用显微镜，可以在制备的组织样液中加入苏丹Ⅲ染液，观察溶液的颜色变化。 微量元素在生物体内含量虽很少，却是维持正常生命活动不可缺少的。下列实例可证实该理论的是(　　) A．缺镁时叶片变黄 B．油菜缺硼时只开花不结果 C．动物血液中钙盐的含量太低会抽搐 D．缺磷会影响ATP的合成 【练习1】 当堂训练 B 在可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定实验中，下列对实验材料选择的叙述，错误的是(　　) A．马铃薯块茎中含有较多的糖且近于白色，可用于进行可溶性还原糖的鉴定 B．花生种子富含脂肪且子叶肥厚，是用于脂肪鉴定的好材料 C．大豆种子蛋白质含量高，是进行蛋白质鉴定的理想材料 D．鸡蛋清含蛋白质多，是进行蛋白质鉴定的动物材料 【练习2】 当堂训练 A 一位农民种植的某块农田小麦产量总是比邻近地块的低。他怀疑该农田可能是缺少某种元素，为此将该块肥力均匀的农田分成面积相等的五小块，进行田间实验。除施肥不同外，其他田间处理措施相同。实验结果如表所示： 【练习3】 当堂训练 A 地块 甲 乙 丙 丁 戊 施肥情况 尿素 磷酸二氢钾 磷酸二氢铵 硫酸铵 不施肥 小麦收获量(kg) 55.56 65.26 56.88 55.44 55.11 从表中可判断，该农田最可能缺少的元素是(　　) A．K B．N C．P D．S 在某名贵花卉培养液中，除了水、必需的微量元素、NH4+、PO32-外(由空气提供CO2)，还必需的大量元素是(　　) A．C、H、O、N、P B．K、Ca、Mg、S C．Mn、Mo、Cu、Zn D．K、Ca、Mg、Fe 【练习4】 当堂训练 　 B 某生物兴趣小组在野外发现一种组织颜色为白色的不知名野果，该小组把这些野果带回实验室欲鉴定其中是否含有还原糖、脂肪和蛋白质，下列叙述正确的是(　　) A．进行蛋白质的鉴定时双缩脲试剂A液和B液先混合再使用 B．若对该野果的组织样液中加入斐林试剂并水浴加热出现较深的砖红色，说明该野果中含有大量的葡萄糖 C．检测脂肪和蛋白质都不需要进行水浴加热 D．进行还原糖检测实验结束时将剩余的斐林试剂装入棕色瓶，以便长期保存备用 【练习5】 当堂训练 C 据报道，四川省某县农科所经多年研究，培育出玉米新品种虹玉6号。回答下列问题： (1)经食用发现虹玉6号玉米口感非常甜，确定该甜味是不是由于玉米细胞中存在还原糖导致，选用的鉴定试剂是___________，该试剂与细胞内还原糖发生作用形成_________沉淀。该鉴定实验中还需要_________________加热。 【练习6】 当堂训练 斐林试剂 砖红色 50～65 ℃水浴　 (2)经鉴定，该虹玉6号玉米胚芽含有脂肪，鉴定过程中能将脂肪染成橘黄色的是_______染液，该过程中50%的酒精的作用是___________。 洗去浮色 苏丹 Ⅲ 【练习6】 当堂训练 方法步骤： ①将两种玉米子粒分别进行研磨，制备组织样液。 ②取甲、乙两支试管，向甲试管中加入新鲜的新品种玉米子粒组织样液2 mL，乙试管中加入____________________________________。 ③向甲、乙两支试管中分别加入1 mL_______________， 摇匀，再分别加入4滴_______________，摇匀。 ④观察______________________________。 预期的结果：____________________________________。 新鲜的普通玉米子粒组织样液2mL 双缩脲试剂A液 双缩脲试剂B液 颜色变化并比较紫色的深浅 新品种玉米子粒组织样液紫色较深 (3)该玉米新品种中的蛋白质含量高于普通玉米，请用所学的知识设计实验加以验证。 实验原理：________________________________________________________ 。 材料用品：新鲜的普通玉米子粒，新鲜的新品种玉米子粒，研钵，试管，漏斗，纱布，吸管，清水，双缩脲试剂A液，双缩脲试剂B液，量筒 蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应，蛋白质含量越高紫色越深 课堂小结 谢谢大家 $$