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

第二章 组成细胞的分子 2.1细胞中的元素和化合物 【问题 · 探讨】 比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量，你 能提出什么问题?就自己提出的问题与其他同学 交 流 。 ①组成细胞的化学元素，在无机自然界中都 能够找到。 ②细胞中各种元素的相对含量与无机自然界 的大不相同。 元素 地壳 细胞 0 48.60 65.0 Si 26.30 极少* C 0.087 18.0 N 0.03 3.0 H 0.76 10.0 结论：生物体内的元素种类在无机自然界中都能找到，但生 物体内的元素含量与无机自然界中的元素含量大不相同。 【问题 · 探讨】 元素种类基本相同 说 明 生物界与非生物界具有统一性 表 现 原 因 细胞生命活动 所需 物质，归根结底是从 无机自然界 中获取的 生命起源于非生命物质 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 【思考】生物界的不同生物细胞中元素的种类和含量又如何呢? 问题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? 问题2、细胞中有些元素含量很少，是否意味着它们不重 要? 问题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? 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 任务一阅读课本P16 页思考与讨论，小组合作讨论以下问题： 植物 动物 个 □ 一组成细胞的元素 0.17 0.78 S 问题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? 一样，都是C、H、0、N 四种元素。玉米和人都是生物，组成它们的主要成分是水、 糖类、脂类和蛋白质等物质，这些物质都含有C、H、0, 蛋 白 质 还含有大量的N元素。 细胞中有些元素含量虽然很少，但是却有重要作用，如很多蛋白质都含有S, 叶 绿 体中的叶绿素分子含有Mg, 如果缺少S或Mg, 细胞就不能合成这些蛋白质或叶绿素。 思考?人体和玉米细胞前四种元素含量的排序?尝试说明不同原因? 问题2、细胞中有些元素含量很少，是否意味着它们不重要? 动物：蛋白质多→CN 多 植物：糖类多→OH 多 人体细胞：C>0> N>H 玉米细胞：0 > C> H>N 一组成细胞的元素 干重含量前4 问题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? 玉米和人体中含有的元素种类基本相同(具统一性),但含量相差很大(具差异性)。 (1)不同种生物细胞中的 元素含量 具有 差异性 (2)不同种生物细胞中的 元素种类具有 统一性 (3)同种细胞中不同元素的含量具有 差异性 组成细胞的元素常见的有2 0 多种 。 一组成细胞的元素 任务二阅读课本P17 页第一段，回答以下问题： (1)根据下图可知，组成细胞的常见的必需元素有20多种，按照含量多少可分为大量元 素和微量元素。 大量元素CH O NP S K Ca Mg 最基本元素 基本元素 大量元素和微量元素都是生物体生命活动所必需 的 (2)大量元素较微量元素更重要吗?试举例说明。 微量元素：Fe Mn B Zn Mo Cu Co Se 铁 锰 硼 锌 钼 铜 钴 硒 C 是构成生物大分子的基本骨架 一组成细胞的元素 主要元素 不是，生物体需要微量元素的量极少，但是必不可少。 Fe参与构成血红蛋白的四条 链，若人体对铁的摄入量 不足，会影响到血红蛋白 的合成，使人体内各细胞、 组织供氧不足，将导致缺 铁性贫血. B-植物体，缺B会“花而不实”。 大量元素和微量元素都是生物体的必需元素。 而生物体内含有的元素不一定是生物体所必需的元素。 如：铅 (Pb) 、 汞 (Hg) 等。 结 论 ： 大量元素和微量元 依据含量划分的， 不是生理作用， 它 们都是生物体生命活 动所必须的元素。 (2)大量元素较微量元素更重要吗?试举例说明。 一组成细胞的元素 素是 而 任务三；请尝试构建下列概念的包含关系图。 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。 自然界中的元素 组成细胞的元素 基本元素 C H O N P S K Ca Mg等 Fe Mn B Zn Mo Cu等 大量元素 微量元素 一组成细胞的元素 二 、组成细胞的化合物 细胞中的元素大多数以化合物的形式存在，如水、蛋白质、核酸、糖类、脂质等。 任务四阅读课本17页结合图2--1,完成以下问题 (1)细胞中的化合物包括： 水 (70%～90%) 水、蛋白质、核酸、糖类、脂质等 有机化合物：蛋白质、脂质、糖类和核酸 细胞中的化合物 无机化合物：水、无机盐 (2)含量最多的化合物是： 水 (3)含量最多的有机化合物是：蛋白质 无机盐 (1%～1.5%) 脂质 (1%～2%) 蛋白质 (7%～10%) 糖类和核酸 (1%～1.5%) (1)梨的果实和叶片的细胞中各种化合物的含量是 相同的吗? 不相同，梨的果实细胞中糖类和水分等物质多， 不含叶绿素。 (2)根据以上事实，你能得出什么结论? 同一生物个体的不同生物组织的细胞中各种化合 物的含量是有差别的。 不同生物组织的细胞中各种 化合物的含量是有差别的。 任务五小组合作完成以下问题 日常膳食做到不同 食物的合理搭配。 一细胞学说及其建立过程 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? 怎样来检测这些化合物呢? 二 、组成细胞的化合物 二 、组成细胞的化合物 探究实践：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 任务六阅读课本18页探究实践，小组合作辨析以下问题 1实验原理： 某些化学试剂能够使生物组织中的有关化合物产生特定的颜色反应。即： 某些化学试剂+有关化合物 → 特定的颜色反应。 ①还原糖十 斐林试剂 水 加热砖红色沉淀 ② 蛋 白 质 + _ 双缩脲试剂. → 紫色 ③脂 肪 +_ 苏丹Ⅲ染液 — →橘黄色 还 原 糖： 葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖、脱氧核糖；麦芽糖、乳糖 等 非还原糖： 蔗糖；纤维素、淀粉、肝糖原、肌糖原 _ 等 (50 65℃ ) 2实验选材： 实验材料有：梨匀浆、葡萄匀浆、花生种子、豆浆、 鲜肝提取液、鸡蛋清稀释液。 以上哪些材料富含糖类、脂肪、蛋白质?选择合适实验材料? 本实验中物质的鉴别利用的都是 颜色反应。因此，应注意选择浅 色或白色的实验材料，以防止材 料原有颜色遮盖实验颜色的变化。 富含糖类： 梨匀浆、葡萄匀浆、 富含脂肪： 花生种子、鲜肝提取液 富含蛋白质： 豆浆、鸡蛋清稀释液 选材原则：①待测物质含量高；②颜色较浅，无色或白色。 二 、组成细胞的化合物 3实验流程： (1)还原糖的检测和观察 步骤 制备样液→加入试剂→颜色反应→观察结果→得出结论 制备样液：去皮切块→加水研磨→过滤(用一层纱布)取液 加入现配的斐林试剂1mL, 摇匀 2mL 组织样液 蓝色悬浊 液 50～65℃水浴 加热约2min 斐林试剂是甲液NaOH和乙液CuSO₄ 混 合后才可使用，因为其反应原理是 还原糖中的醛基被Cu(OH)2 氧化， Cu(OH)₂ 被还原成Cu₂0 加入试剂 颜色反应 砖红色沉淀 观察结果 二 、组成细胞的化合物 苹果组织样液中 含有还原糖 得出结论： 观 察 ：先低倍镜下找花生子叶的 最薄处，移到视野中央，将物像调清晰； 换高倍镜观察视野中被染成橘黄色 的脂肪颗粒清晰可见 结论： 花生组织细胞中含有圆形的脂肪小颗粒 (2)脂肪的检测和观察 取 材 ： 取一粒 浸泡3- 4h的种子，去掉种皮 切片：左手夹并凸出花生，右手切一横断面后平行切下若干薄片，放入盛有清水的培养皿中待用 2-3滴苏丹Ⅲ试剂 1-2滴50%酒精 花生子. 口叶薄片 吸水纸 制片 染 色 2 - 3 分 钟 吸 去 染 液 洗 去 浮 色 1-2滴蒸馏水 吸水纸 盖玻片 二 、组成细胞的化合物 高倍镜 吸 去 酒 精 (3)蛋白质的检测和观察 制备样液：切块→加水研磨→过滤(用一层纱布)取液 先加双缩脲试剂A液1mL, 摇 匀 注：双缩脲试剂的使用需要 加入试剂 2 mL组织样液 先加A液1ml,再 加B液4滴。 (提供Cu²+发生络合反应) 后加双缩脲试剂B液4滴，摇匀 黄豆组织样液 颜色反应 观察结果 → 得出结论： 中含有蛋白质 蓝色→ 紫色溶液 二 、组成细胞的化合物 ( 先A后B,A 多B少) (提供碱性环境) 斐林试剂 双缩脲试剂 甲液 乙液 A液 B液 成分 0.1g/mL NaOH溶液 0.05g/mL CuSO₄溶液 0.1g/mL NaOH溶液 0.01g/mL CuSO₄溶液 鉴定物质 还原糖 蛋白质 添加顺序 甲乙两液等量混匀后，立即 使 用 ； 先加入A液1 mL,摇匀； 再加入B液4滴，摇匀； 反应条件 50～65 ℃水浴加热 反应现象 样液中出现砖红色沉淀 斐林试剂和双缩脲试剂的比较 二 、组成细胞的化合物 二 、组成细胞的化合物 任务七结合实验，小组合作讨论以下问题 问题1 脂肪的观察一定用到显微镜吗? 不 一 定， 还可以向花生种子匀浆中滴加3滴苏丹Ⅲ染液， 直接观察样液被染色情况。这种方法不需要用到显微镜。 问题2 实验室只有斐林试剂，可以完成蛋白质的鉴定吗? 斐林试剂的甲液是_ 0.1g/mLNaOH 溶液，乙液是 0.05g/mLCuSO₄溶液 双缩脲试剂的A液是 0.1g/mLNaOH 溶 液 B液是0.01 g/mLCuSO₄ 溶液 有了斐林试剂，通过 加蒸馏水稀释，也可以完成蛋白质的鉴定。 脂肪 橘黄 课堂小结 自然界 统一性 来源 选择性吸收 差异性 大量元素：CHONPS K Ga Mg等 含量 最基本的元素：C (干重最多，大分子以碳链为骨架) 微量元素：Fe Mn B Zn Mo Cu (含量少，作用大，不可缺少) 元素 水(最多) 蛋白质(最多的有机物):双缩脲试剂，紫色 存在形式：主要是化合物 糖类：还原糖+斐林试剂，加热砖红色 脂质：脂肪+苏丹Ⅲ,橘黄色 核酸、无机盐 CaCl₂·2H₂0 、MgSO₄·7H₂0 、 螫合铁溶液、微量元素溶液，但缺少 了一种必需的大量元素，为补充这种元素，应添加的化合物是 ( C) A.Ca(NO₃)2 B.KCl C.KH₂PO₄ D.K₂SO₄ 练一练 1、 某同学在配制培养植物的培养基时使用了NH₄NO₃ 、KNO₃、 2.还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定实验中，关于实验材料的选择，叙述错误的 是 (A )。 A.西瓜汁含有丰富的葡萄糖和果糖，是用于还原糖鉴别的理想材料 B. 花生种子含脂肪多且子叶肥厚，是用于脂肪鉴定的理想材料 C.大豆种子蛋白质含量高，是进行蛋白质鉴定实验的理想植物组织材料 D.鸡蛋清含蛋白质多，是进行蛋白质鉴定的理想材料 练一练 3. 下列关于实验操作步骤的叙述中，正确的是( C) 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. 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 C.脂肪的鉴定实验中需要用显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪颗粒 D.鉴定蛋白质的双缩脲试剂A液与B液要混合均匀后，再加入到含样品的 试管中，且必须现配现用 练一练 $