2.1 细胞中的元素和化合物 课件2025-2026学年高一上学期人教版必修1

第1节 细胞中的元素和化合物 第2章 组成细胞的分子 教学目标： 教学重点和难点: 3.尝试检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质，进行实验操作、观察结果，基于实验简述组成细胞的物质的特殊性。 1.说出组成细胞的元素都来自自然界，但各元素相对含量又与无机环境不同。 2.说出组成细胞的大量元素和主要微量元素，说出组成细胞的化合物的主要种类。 (2)检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。 1.教学重点 (1)组成细胞的主要元素和化合物。 2.教学难点 问题探讨 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 比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量，你能看出什么问题？ 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？ 没有。 这说明什么？ 成分上分析： 2.生物体中的元素含量和无机环境中的含量有区别吗？ 有，相差很大。 这又说明什么？ 含量上分析： 课堂思考 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 生物界和非生物界具有统一性 生物界和非生物界还具有差异性 课堂思考 1.组成细胞的化学元素在自然界的无机环境中都能找到，没有一种化学元素是细胞特有的； 2.但细胞中各种元素的相对含量与无机自然界的大不相同。 说明： 得出结论： 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 1.生命和非生命的无机环境既有统一性又有差异性， 2.生命起源于非生命物质。 玉米细胞和人体细胞的部分元素 及含量（干重，质量分数） 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？ 思考与讨论 一.组成细胞的元素 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？ 2.细胞中有些元素含量很少，是否意味着它们不重要？ 玉米细胞（干重）： 人体细胞（干重）： O>C>H>N C>O>N>H 说明不同生命既有统一性又有差异性， 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） 一.组成细胞的元素 O>C>H>N C>O>N>H 无论是干重还是鲜重，组成细胞的元素中O、 C、 H 、 N这四种的含量最多 其原因： 与组成细胞的化合物（如糖、蛋白质、脂肪等）有关。 1.种类：20多种 大量元素： 指含量较多的元素（占生物体总重量万分之一以上的元素）。 微量元素： 指含量很少但生物体生活所必需的一些元素。 根据含量分为: 一.组成细胞的元素 如C、H、O、N、S 、P、Ca、Mg、K等。 如Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu等。 2.分类： Ｃ H O N P S K Ca Mg等 最基本元素 基本元素 主要元素 大量元素 Fe Mn B Zn Mo Cu等 微量元素 组成细胞的元素 一.组成细胞的元素 碳为什么是构成细胞的最基本元素？ 1.在元素周期表中，碳位于第14族，原子序数为6，说明一个碳原子核中含有6个质子，核外有6个电子，在最外层有4个电子。 思考讨论 2.生物大分子都以碳链为基本骨架。 因此，碳原子具有了4个能成键的价电子，能使碳原子之间、碳原子与其他元素之间结合形成更多的化学键。由于每个碳原子可以形成4个化学键，所以就有可能形成含有成千上万个甚至更多个碳原子的物质。 几十年前，新西兰有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、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 会经过牧场，他们的鞋子踩过的地方，牧草绿油油的。 经过科学家的化验和分析，1公顷牧草只需150克钼就够了。 钼（Mo）为人体及动植物必需的微量元素。为银白色金属， 硬而坚韧。 牧场“绿洲之谜” 3.微量元素具有不可替代性 缺碘 缺铁 （左图缺锌，右图正常）雏禽缺锌，羽毛发育不良、生长发育迟缓等。 甘蓝缺磷，外叶紫红色 油菜缺B花而不实 3.微量元素具有不可替代性 元素缺乏与相关疾病 小结；微量元素虽然在生物体中含量很少，但维持生命活动不可缺少。 铁是血红蛋白的成分，缺乏会得缺铁性贫血 Fe（铁） Mg（镁） 镁是叶绿素的成分，缺乏时植物叶片缺绿 Ca（钙） 钙含量过高肌无力；钙含量过低肌肉抽搐 Zn（锌） 缺乏引起苹果，桃等植物的小叶症，影响人体生长发育、大脑发育 B（硼） 缺乏导致花而不实 I（碘） 缺乏导致大脖子病 Se （硒） 患克山病 （原发性心脏病） 3.微量元素具有不可替代性 1.作为生命的细胞是由元素组成的，组成生物体的化学元素在生物体内是以什么形式存在的？（是单质还是化合物?） 组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在。 思考讨论 组成不同生物的主要化合物的不大相同。 2.比如花生和大豆的应用中有很大的不同，花生可以用来榨油，而大豆常用来做豆腐，这说明了什么问题？ ②细胞中最多的有机化合物是 。 ③占细胞干重最多的化合物是________、最多的有机化合物是________。 组成细胞的化合物 无机化合物 有机化合物 水 无机盐 糖类 蛋白质 脂质 核酸 二、组成细胞的化合物 ★ ★ 70%-90% 1%-1.5% 1%-2% 7%-10% 1%-1.5% ①细胞中最多的化合物是 ； 水 蛋白质 蛋白质 1.化合物的种类及含量 蛋白质 无机化合物 有机化合物 水（ H、O ） 无机盐（K、Na、Ca、Fe、Mg等） 糖类（C、H、O） 脂质（C、H、O）部分物质含N、P 蛋白质（C、H、O、N等）一般含S 核酸（C、H、O、N、P） —鲜重中含量最多的化合物 二、组成细胞的化合物 2.化合物的种类及元素组成 3.细胞中元素的作用： ①. 影响生命活动； 虽然大量元素和微量元素都是生物体所必需的，但是生物体内含有的元素一定是必需元素的吗？ 不是。 如铅、镉等。 ②. 组成多种多样的化合物。 三.实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 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。 1.实验原理： 所以取材很重要。 原因如下： 1.检测生物组织中的某种有机化合物，材料中要富含这种化合物。 2.材料本身的颜色不能影响实验结果的颜色。 淀粉 + 还原糖 + →蓝色 →砖红色沉淀 碘液 斐林试剂 ③条件为： ①还原糖有： 2.试剂的选用与颜色反应: ⑴.糖类 非还原糖有： ④原理是： ②斐林试剂为： 葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖、脱氧核糖、麦芽糖、乳糖 蔗糖、淀粉、纤维素、糖原 甲液：0.1g/ml的NaOH 乙液：0.05g/ml的CuSO4 水浴加热（50~65℃） 醛基或酮基与氢氧化铜反应，生成砖红色沉淀。 ⑵.脂肪 ⑶.蛋白质 + →橘黄色 →红色 →紫色 苏丹Ⅲ染液 双缩脲试剂 苏丹IV染液 2.试剂的选用与颜色反应 ②原理是： ①双缩脲试剂为： A液：0.1g/ml的NaOH B液： 0.01g/ml的CuSO4 肽腱与铜离子反应。 特别注意的是：是脂肪被染色。 ②原理是： 脂肪被染色成橘黄色 3.观看检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质实验视频 ⑴还原糖的检测和观察 选材：含还原糖量高、白色或近于白色的植物组织（如苹果或梨匀浆） 试剂：斐林试剂（甲液：0.1g/ml的NaOH 乙液：0.05g/ml的CuSO4） 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组织样液 注入1mL刚配制好的斐林试剂 甲乙液等量混匀使用、现配现用 50-650C的温水 4.操作流程 是不是一开始就能看到砖红色沉淀？ 浅蓝色 棕色 砖红色 振荡、混合摇匀呈现蓝色 变成砖红色 能不能选用西红柿作为实验材料吗？ ⑴还原糖的检测和观察 还原糖颜色反应的过程： 还原糖的检测结果： ⑴还原糖的检测和观察 ④颜色变化： ①还原糖有：葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖、脱氧核糖、麦芽糖、乳糖 ②甲乙液必须等量混合均匀后再加入样液中，现配现用。 ③必须用50-650C的温水水浴加热 砖红色 浅蓝色 棕色 （CuSO4） （Cu2O） 注意事项： （蔗糖不属于还原糖） ⑴还原糖的检测和观察 ⑵脂肪的鉴定 苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液 花生种子、花生种子匀浆 方法一：花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ染液→橘黄色 方法二：取材：花生种子(浸泡)，将子叶切成薄片 制片 ①取最薄的切片，放在载玻片中央 ②滴2～3滴苏丹Ⅲ染液(染色3 min) ③去浮色：加1～2滴体积分数为50%的酒精溶液 ④制成临时装片：滴一滴蒸馏水，盖上盖玻片 先低倍镜下找着色颗粒，再高倍镜观察 观察 结论：圆形小颗粒呈橘黄色，证明有脂肪存在 观察样液被染色的情况 观察子叶细胞被染色的情况 常用材料： 试剂： 过程： 能不能选用植物油作为实验材料吗？ 脂肪的检测结果： 脂肪微粒 脂肪的检测结果： ⑶蛋白质的鉴定 双缩脲试剂（A液0.1g/ml的NaOH B液 0.01g/ml的CuSO4 ） 鸡蛋清，黄豆组织样液，牛奶 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 结论： 组织样液中存在蛋白质。 选材：含 丰富的豆浆或鸡蛋清溶液。 蛋白质 要稀释10倍以上 为什么B液的量不能过多? 双缩脲试剂B液会与A液反应生成氢氧化铜，掩盖实验的紫色 试剂： 常用材料： 过程： 摇匀后变成紫色 提供碱性环境 蛋白质的检测结果： (1)斐林试剂 甲液：0.1g/mL 的NaOH溶液 乙液：0.05g/mL 的CuSO4溶液 (2)双缩脲试剂 A液：0.1g/mL 的NaOH溶液 B液：0.01g/mL 的CuSO4溶液 Cu2+蓝色， 试剂本身呈蓝色 还原糖水浴加热 （蛋白质） 甲+乙（等量混匀，现配现用） 先A后B（次序不可颠倒） 4.斐林试剂与双缩脲试剂的比较 ①能不能用斐林试剂甲液、乙液和蒸馏水来鉴定蛋白质？ ②为什么要先加A液后加B液？（次序不可颠倒） 蛋白质中的肽键在碱性条件下能与Cu2+生成紫色络合物。 但是两者的成分相同。 4.斐林试剂和双缩脲试剂的比较：（4个不同） ⑴浓度不同： ⑵使用方法不同： (3)条件不同： (4)现象不同： 二者成分中CuSO4的浓度不同。 斐林试剂是甲乙液等量混合后使用，现配现用。 斐林试剂需用50-650C的温水水浴加热， 斐林试剂检测还原糖，产生砖红色沉淀， 双缩脲试剂检测蛋白质，产生紫色物质。 双缩脲试剂是先加A液后加B液。 双缩脲试剂不需加热。 双缩脲试剂 B液： 0.01g/ml的CuSO4 斐林试剂乙液：0.05g/ml的CuSO4） 5.本实验操作的方法技巧 ②.唯一需要显微镜的实验: 还原糖的检测，必须水浴加热。 脂肪的检测，用体积分数为50%的酒精洗去浮色。 ④.选材： 脂肪的检测，因为脂肪颗粒较小，只有制成装片才便于观察。 ①.唯一需要加热的实验: ③.唯一使用酒精的实验: 检测是通过观察颜色进行判断的实验，选的材料要富含有这种化合物、颜色要浅，白色最好。 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 课堂总结 1.相同种类、相同含量的化学元素，在生物体内表现为生命现象，在自然界中则不能，这说明生物界与非生物界具有（ ） A.统一性　　B.多样性　　C.变异性　　D.差异性 2.活细胞中含量最多的化合物是（ ） A.蛋白质　　B.糖类　　　C.脂质　　　D.水 3.活细胞中含量最多的有机化合物是（ ） A.蛋白质　　B.糖类　　　C.脂质　　D.核酸 D D A 课堂练习 4.在生物体内含量微少，但对维持生物体正常生命活动必不可少的元素是（ ） A．Fe、Mn、Zn、Mg B．Zn、Cu、Mn、Ca C．Zn、Cu、B、Mn D．Mg、Mn、Cu、Mo C 5.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.脂肪的鉴定需要用显微镜才能看待被染成橘黄色的脂肪滴 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，且必须现配先用 E.鉴定可溶性还原糖时，加入斐林试剂，水浴加热后看到砖红色沉淀，说明为葡萄糖。 B 再 见 Lavf59.6.100 $