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

落红不是无情物，化作春泥更护花 阐明生命现象的规律，必须建立在阐明生物大分子结构的基础上。 ——中国科学院院士邹承鲁 1 第2章 组成细胞的分子 第1节 细胞中的元素和化合物 2 【学习目标】 1.阐明生物界与无机环境的统一性和差异性 2.说出组成细胞的大量元素和微量元素的种类 3.说出组成细胞的化合物的主要种类 4.总结出检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质的原理和基本步骤 5.能说出斐林试剂和双缩脲试剂的区别 问题探讨 P16 组成地壳和细胞的部分元素含量（%）表 元素 地壳 细胞 O 48.6 65.0 Si 26.3 极少 C 0.087 18.0 N 0.03 3.0 H 0.76 10.0 通过比较组成地壳和组成细胞的部分元素种类和含量， 生物界和非生物界的统一性在于？差异性在于？ 一、组成细胞的元素 分析表格数据，从元素的种类和含量的角度，比较出二者的相似性和不同点 4 组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到，没有一种化学元素为细胞所特有。（种类） 细胞中各种元素的相对含量与无机自然界的大不相同（含量） 细胞中的元素都来自于无机自然界 生物有选择性地从无机环境中获得元素 生物界和非生物界的统一性和差异性 一、组成细胞的元素 统一性 差异性 16页、问题探讨部分 请仔细分析表格，表头，数值进行比较，并进行小组讨论，3分钟→有答案，一起总结 （过渡：自然界有这些元素，是否还有其他元素？含量多少？以什么形式出现？） 1.阅读课本16页,完成（一）相关填空 生物体总是和外界环境进行 ，细胞生命活动所需要的物质，归根结底是从 中获取的。因此，组成细胞的化学元素，在 中都能够找到，没有一种 为细胞特有的。但是，细胞中 与无机自然界的大不相同。 物质交换 无机自然界 无机自然界 化学元素 各种元素的相对含量 课本16页，勾画填写导学案 玉米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？ C、H、O、N 统一性：组成细胞的化学元素在不同生物中种类相同。（种类） 差异性：各种元素在不同生物体内的含量差异很大（含量） 一、组成细胞的元素 16页下，思考与讨论 比较生物体之间回答问题→由以上的分析启发我们可以从他的差异性做划分依据→含量→大量元素、微量元素（17页）→勾画 C、H、0、N、P、S、K、Ca、Mg等 2.完成有关大量元素和微量元素的填空 大量元素： 微量元素： （必需元素） 含量很多，占生物体总含量的万分之一以上的元素 元素 生物体内含量很少的一些元素 Fe、Mn、 Zn、Cu、B 、Mo等 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。区分大量元素和微量元素的依据是“含量” 而不是“重要性” 一些化学元素的作用 一、组成细胞的元素 N：组成蛋白质、核酸、叶绿素、ATP、NADPH等物质的组成成分 P：组成ATP、生物膜结构的成分 K：缺K感到肢体麻木 Mg：叶绿素的重要组分 Fe：血红蛋白、多种酶的重要组成成分，缺Fe会患缺铁性贫血； Zn：缺Zn使人发育受影响，导致发育不良; B：缺B导致花而不实。 Ca 过少：出现抽搐现象，易患骨质疏松症 过多：可能引起肌无力 I 过少：人幼年患呆小症；成年患甲状腺肿大 过多：人患甲状腺功能亢进症（甲亢） 鲜重细胞中元素含量由多到少的顺序是 。 干重细胞中元素含量由多到少的顺序是 。 O>C>H>N C>O>N>H 注 意 鲜重时，含量最多的元素？数量最多的元素？ 活细胞中氧的含量最多，但氢原子的数量最多。 C、H、O、N为基本元素 元素占人体细胞鲜重百分比 元素占人体细胞干重百分比 一、组成细胞的元素 O 16 H 1 一、组成细胞的元素 1、尝试构建下列元素的包含关系图 自然界中的元素 组成细胞的元素 大量元素 微量元素 基本元素 最基本元素 跟踪训练 结合元素分类依据，梳理包含关系，构建逻辑关系图（导学案上修改） C、H、O、N、P、S、K、 Ca、Mg Fe、Mn、Zn、Cu 、B、Mo 大量元素 微量元素 基本元素 自然界中的元素 细胞中的元素 最基本 元素 一、组成细胞的元素 1 化合物的种类 二、组成细胞的化合物 组成细胞的各种元素大多以 的形式存在 水 蛋白质 糖类 无机盐 脂 质 核 酸 化合物 过渡：从刚才的包含关系图中我们意识到维持生命的活动离不开由元素，那么这些元素又是以什么样的形式存在于我们的细胞中的呢？→17页 饼状图及文字部分（勾画形式、种类、尝试分类写在导学案上） 二、组成细胞的化合物 组成细胞的主要化合物 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% 一般情况下活细胞内含量最多的化合物是___，含量最多的有机化合物______。 水 蛋白质 3.完成导学案有关组成细胞的化合物的填空 学生活动：梳理树状图，思考并修正导学案上最值问题 鲜重最多的化合物： 鲜重最多的有机物： 干重最多的化合物： 干重最多的有机物： 鲜重最多的四种元素： 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 最值问题 2 化合物的含量 二、组成细胞的化合物 思考讨论3min 对照导学案进行答案修正 跟踪练习 鲜重 2．干旱沙漠，仙人掌的细胞中含量最多的化合物是蛋白质。( ) × 水 干扰信息 活细胞 二、组成细胞的化合物 结合元素分类依据，梳理包含关系，构建逻辑关系图（导学案上修改） 物质鉴定类实验的基本思路 1 鉴定原理 3 实验步骤及结论 2 实验选材与处理 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 过渡：基于大量不同种类细胞的统计结果，我们已经了解到大量不同种类的细胞内化合物的种类和含量大不相同，实际上，不同生物组织中的细胞中的各种化合物含量也是有差异的，，当然，我们平常吃的食物也是如此，不同食物中营养物质的种类和含量大有差别，因此我们日常膳食中做到合理搭配，以满足机体的营养需要，那么怎么检测不同生物组织中的营养物质呢？ 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还原糖+ ___________ _______________ ②蛋白质+_____________ ___________ ③脂肪+__________ ___________ ④淀粉+________ __________ 50~65℃ 水浴加热 镜检 苏丹Ⅲ 双缩脲试剂 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 1 实验原理 斐林试剂 碘液 砖红色沉淀 紫色 橘黄色 蓝色 阅读P18第一段文字，勾画、总结并说出相关实验原理 18页 目的要求上半部分→找出实验原理，勾画文字内容转换为反应式形式填空（导学案）→学生回答 生物材料实验结果是否明显？ 原有的颜色是否影响结果的观察？含量是否够多？ 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 2 实验选材 选择要求：浅色或接近于浅色；富含某种有机物的材料。 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 3 实验步骤 （1）还原糖的鉴定 原理： 现配现用：先等量混合均匀后再加入待测组织样液中（ NaOH+CuSO4） 斐林试剂： 甲液：0.1g/mL的NaOH溶液 乙液：0.05g/mL的CuSO4溶液 还原糖：葡萄糖、果糖、麦芽糖、半乳糖，乳糖 水浴加热 还原糖 + 斐林试剂 砖红色沉淀 50-65℃ 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 3 实验步骤 （1）还原糖的鉴定 选材：含糖量高、白色或近于白色的植物组织 制备样液：制浆→过滤（一层纱布）→取液 颜色反应： 注入2mL梨组织样液 振荡、混合摇匀呈现蓝色 注入1mL刚配制好的斐林试剂 甲乙液等量混匀 变成砖红色 50-65℃的温水 注意：混合使用 现配现用！ 结论：组织样液含有还原糖。 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 3 实验步骤 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3min） ③洗去浮色：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。 （2）脂肪的检测 切片要厚薄均匀，避免观察时，细胞有的地方清晰有的地方模糊 酒精的作用是洗去浮色 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 3 实验步骤 （3）蛋白质的鉴定 双缩脲试剂： A液：0.1g/mL的NaOH溶液 B液：0.01g/mL的CuSO4溶液 先A后B：先加NaOH 液于样液中，（创造碱性环境） 再加CuSO4 液于样液中 原理： 蛋白质 + 双缩脲试剂 → 紫色 质量浓度不同，使用方式不同 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 3 实验步骤 （3）蛋白质的鉴定 选材：含蛋白质丰富的豆浆或鸡蛋清溶液。 黄豆浆滤液或蛋清稀释液 制备样液： 颜色反应 双缩脲试剂 A液1mL 双缩脲试剂B液4滴 摇匀后变成紫色 结论： 组织样液中存在蛋白质。 组织样液2 mL 注意：要先A后B！ 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 3 实验步骤 （4）淀粉的鉴定 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： 原理：淀粉+ → 碘液 蓝色 斐林试剂与双缩脲试剂的区别 斐林试剂 双缩脲试剂 不同点 成分 甲液：0.1g/mL的NaOH溶液 乙液：0.05g/mL的CuSO4溶液 A液：0.1g/mL的NaOH溶液 B液：0.01g/mL的CuSO4溶液 检测物质 还原糖 蛋白质 反应原理 新配制的斐林试剂中，Cu2+被还原成Cu+，从而生成砖红色的 Cu2O 沉淀。 在碱性环境中，Cu2+与肽键反应产成紫色络合物。 使用顺序 甲液和乙液_______均匀后使用，且现配现用 使用时_____________________ 反应条件 _______加热 不需要加热 试剂实质 新制的___________________ ____性环境下的_______ 颜色现象 _______ _______ 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 先加A液1mL，再加B液4滴 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 1、在做还原糖、蛋白质鉴定的实验时，为什么要设置还原糖、蛋白质标准显色液？ 作对照 2、使用双缩脲试剂时为什么B液只能加3～4滴而不能过量？ 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。 3、为什么斐林试剂要现配现用，不能放置太久？ 时间太长，Cu(OH)2悬浊液就沉淀在试管底部而无法参与反应。 与实验相关的几个问题 还原性糖 葡萄糖、果糖、麦芽糖、半乳糖、乳糖 非还原性糖 蔗糖、淀粉、纤维素 4、常见还原性糖与非还原性糖 鉴定蛋白质时，事先留出一些黄豆组织样液，不加斐林试剂——做空白对照； 27 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 (1)唯一需要加热的:用斐林试剂检测还原糖时,必须水浴加热。 (2)唯一使用酒精的:脂肪的检测实验中需用体积分数为50%的酒精洗去浮色。 (3)唯一使用显微镜的:脂肪的检测中制作临时装片后,观察组织中被染色的脂肪颗粒时,需使用显微镜 (4)斐林试剂和双缩脲试剂本身就是有颜色的（蓝色、浅蓝色） 实验易错点提示 28 反馈 3.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（18页课后题2）。 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 跟踪练习 4、广东人早餐喜欢吃油条、豆浆，小明对油条中的营养成分进行了鉴定，鉴定方法与现象如表所示。 鉴定项目 鉴定试剂(方法) 观察到的现象 蛋白质 双缩脲试剂 蓝色 淀粉 碘液 蓝色 脂肪 苏丹Ⅲ 橘黄色油滴 结果显示该油条中(　　) ①含有蛋白质 ②含淀粉　③含脂肪 A．①② B．②③ C．①③ D．①②③ 答案：B 紫色 若存在 不存在 存在 存在 蓝色 橘黄 跟踪练习 小结 水 无机化合物 有机化合物 无机盐 蛋白质 脂质 糖类 核酸 细胞中的元素和化合物 组成细胞的元素 统一性与差异性 组成细胞的化合物 检测生物组织中的糖类、脂肪、蛋白质 大量元素 微量元素 基本元素：C H O N 最基本元素：C 还原糖： 脂肪： 蛋白质： 淀粉： 斐林试剂，砖红色沉淀 苏丹III，橘黄色 双缩脲试剂，紫色 碘液，变蓝 存在方式 含量 课后作业 判断正误。 1．生物界和非生物界在元素组成上具有统一性，因此地壳中的元素在生物体内都能找到。( ) 2. Ca、Mg、Fe、Mn、Cu是组成细胞的微量元素。( ) × × 大量 甲液：0.1 g/mLNaOH溶液 乙液：0.05 g/mLCuSO4溶液 A液：0.1 g/mLNaOH溶液 B液：0.01 g/mLCuSO4溶液 混合使用 现配现用 × √ × × B 3.下列关于实验操作步骤的叙述中，正确的是 (　　) A．用于鉴定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到被染成橘黄色的颗粒 C．鉴定还原糖时，要先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，且必须现用现配 先A后B Thank you for watching ! 谢谢观看 $