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2章第1节 细胞中的元素和化合物 问题探讨 这两张图片有什么区别? 生 石 花 石 头 有生命 无生命 细胞和石头都是由分子组成的，为什么细胞能表现出生命的特征呢? 是因为细胞内有什么非物质的“活力”因素吗? 是因为细胞内含有特殊的“生命元素”吗? 是因为组成细胞的分子有什么特殊之处吗? VIB 6 24 Cr 铬 34s¹ 52.00 42Mo 钼 4d5s¹ 95.94 74 W 钨 5d'6s² 183 .8 106Sg 〔266〕 VIB 7 8 VⅢ 9 10 ⅡB 12 27Co 钴 3d 4s² 58.93 25 Mn 锰 3d4s² 54.94 43Tc 锝 4dss² (98) 75Re 铼 56f6s² 186.2 107Bh (264) 26Fe 铁 3d4s² 55.85 44Ru 钌 4d5s¹ 101.1 760s 锇 5df6s² 190.2 108Hs * 〔277〕 30Zn 锌 3d⁶4s² 65.41 47Ag 48Cd 银 镉 4d°5s'| 4d¹°ss² 107.9 112.4 45Rh 铑 4d°5ss¹ 102.9 77Ir 铱 5d6s² 192.2 109Mt (268) 46Pd 钯 4d¹ 106.4 78Pt 铂 5d96s¹ 195.1 110Ds 率 〔281〕 79Au 金 5a°%s' 197.0 111Rg 〔272〕 组成细胞的元素 ⅢA 13 5B 硼 2s²2p¹ 10.81 13Al 铝 26.98 31Ga 镓 4s²4p¹ 69.72 IVA 14 6C 碳 2s²2p² 12.01 14Si 硅 3s²3p² 28.09 32Ge 锗 4s²4p² 72.64 92 U- 铀 5f³6ds² 238.0 VB 5 23V 钒 3d³4s² 50.94 41 Nb 铌 4d'ss¹ 92.91 73Ta 钽 5dss² 180.9 105Db (6d²7s²) 〔262〕 IA 1 1H 氮 1.008 3Li 锂 2s¹ 6.941 11Na 钠 3s¹ 22.99 19K 钾 4s¹ 39.10 37Rb 铷 5s¹ 85.47 55Cs 铯 6s¹ 132.9 87Fr 钫 7s¹ 〔223〕 0族 电子数 2 8 2 8 8 2 8 18 8 2 8 18 18 8 2 8 18 32 18 8 2 39Y 钇 4d'5ss² 88.96 57～71 La～Lu 镧 系 89～103 Ac～Lr 钢 系 40Zr 锆 4&²5s² 91.22 72 Hf 铪 5ď6s² 178.5 104Rf 鲈 (6d7s²) (261) 0 18 2 He 氨 4.003 10 Ne 氖 2s²2⁶ 20.18 18Ar 氩 3s²sp⁶ 39.95 36 Kr 氪 4s²+p⁶ 83080 54 Xe 氙 5s²5p⁶ 131.3 86Rn 氡 6s²6p⁶ 〔222〕 族 周 期 1 2 3 4 5 6 7 ⅡA 2 4Be 铍 2s² 9.012 12 Mg 镁 3s² 24.31 20Ca 钙 4s² 40.08 38Sr 锶 5s² 87.62 56Ba 钡 6s² 137.3 88Ra 镭 75² 〔226〕 VA 15 7N 氮 2s²zp³ 14.01 15P 磷 3s²3p³ 30.97 33 As 砷 4s²4D⁵ 74.92 51Sb 锑 5s²5p⁵ 121.8 83Bi 铋 6s²6p³ 209.0 非 金 属 金 属 过渡元素 原子顺序一 元素名称_ 注 · 的是 人造元素 ⅢB IVB 3 4 元素符号，红色 指放射性元素 外围电子层排布，括号 指可能的电子层排布 相对原子质量(加括号的数 据为该放射性元素半衰期最 长同位素的质量数) 52 Te 碲 5s²5p 127.6 84Po 钋 6s²6p⁴ 〔209〕 53I 碘 5s²5p⁵ 126.9 85At 砹 6s²6p⁵ 〔210〕 49In 铟 5s²5p¹ 114.8 81T1 铊 6s²6p¹ 204.4 50 Sn 锡 5s²5p² 118.7 82Pb 铅 6s²6p² 207.2 16S 硫 3s²3p 32.06 34 Se 硒 4s²|p 78.96 17C1 氯 3s²3p⁵ 35.45 35 Br 溴 4s²+p 79.90 元 素 周 期 表 K L K M L K N M L K 0 N M L K P 0 N M 一 VIA 17 9F 氟 2s²2p⁵ 19.00 VIA 16 80 氧 2s²2p 16.00 80Hg 汞 5d° 6s² 200.6 21Sc 钪 3d'4s² 44.96 22Ti 钛 3ď4s² 47.87 28Ni 镍 34s² 29Cu 铜 3d¹°4s 电子层 IB 11 112Uub (285) 58.69 63.55 L K 元素是质子数相同，中子数不同的同一类原子的总称。 例如¹2C(6 个质子+6个中子)和¹4C(6 个质子+8个中子)都是碳元素，互为同位素。 δ 原子核 核外电子 δ 质子 中子 原子 δ- 是因为细胞内含有特殊的“生命元素”吗? 生物是来自于非生物界 生物界和非生物界具有统一性 元素 地壳 O 48.60 Si 26.30 C 0.087 N 0.03 H 0.76 (1)组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能 找到，说明了什么? 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? 65.0 极少* 18.0 3.0 10.0 组成地壳和组成细胞的 部分元素含量(%)表 活 动 一 ： 细胞 生物界和非生物界具有差异性 生物体是按照生命活动的需要， 有选择地从无机自然界中获取元素。 (2)细胞中的各元素含量和无机自然界中的含量 大不相同，这说明了什么? 48.60 65.0 26.30 极少* 0.087 18.0 0.03 3.0 0.76 10.0 元素 O Si C N H 组成地壳和组成细胞的 部分元素含量(%)表 地壳 细胞 元素 玉米细胞 人体细胞 C 43.75 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 一样，都是C、H、O、N 。 这是因为玉米和人都是生物，组成它们的 主要成分都是水、糖类、脂质和蛋白质等 物质，这些物质含有C、H、O, 蛋白质 中还含有大量的N元素。 (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? 玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量 (干重，质量分数) 注：其他元素占细胞干重的质量分数 总计小于3%。 活 动 二 ： 元素 玉米细胞 人体细胞 C 43.75 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 说明玉米细胞和人体细胞中的不同有机物的 含 量 有 差 别。 如玉米细胞中的糖类要多一些，而人体细胞 中的蛋白质的含量要多 一 些。 (2)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，怎样解释这种现象? 玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量 (干重，质量分数) 注：其他元素占细胞干重的质量分数 总计小于3%。 生物界与非生物界之间 生物界不同生物之间 生物界与非生物界之间 生物界不同生物之间 元素 种类 表现[ 元素 含 量 表现[ 统一性 差异性 体现 体现 小结：元素的统一性和差异性 元素 玉米细胞 人体细胞 C 43.75 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 甲 硫 氨 酸 半 胱 氨 酸 (3)细胞中有些元素含量少，如在玉米细 胞 中 ，S 只有0. 17%,Mg只有0.18%,是否意 味着这些元素并不重要? 玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量 (干重，质量分数) 注：其他元素占细胞干重的质量分数 总计小于3%。 Cys Met 大量元素：在人体内，有些元素的平均含量在万分之一以上，称为大量元素。 如C 、H 、0、N 、P 、S 、K、Ca 、Mg等，C 、H 、0 、N 4种元素约占96.3%,被 称为基本元素。 微量元素：在人体内，有些元素的平均含量低于万分之一，称为微量元素。 虽然各种元素在生物体内的含量不同，但对细胞的代谢和生物体的生命活动 都起到了特定的、不可替代的作用。 如Fe 、Mn 、B、Zn 、Mo 、Cu等。 自然界中的元素 组成细胞的元素 CHONDSK Ca Mg Fe Mn Zn Cu BMo 大量元素 微量元素 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 组成细胞的各种元素主要以什么形式存在呢? 这些食物中含量较多的有机物种类是什么?怎么证明你的猜想? 十 斐林试剂 _ 甲 液 ： 0.1 g/ml NaOH 溶液 乙 液 ： 0.05 g/ml CuSO₄ 溶液 等量混匀 现配现用 新制Cu(OH)₂ 中 的C u²+ 还 原 水浴加热 50~65℃ 1.实验原理：还原糖 葡萄糖、果糖、 半乳糖，除蔗糖 以外的二糖 砖红色沉淀 Cu₂O (一)还原糖的检测和观察 检测生物组织中的糖类、蛋白质和脂肪 HO-C 一H 果 糖 Ho-C 一H 葡萄糖 0 C一H H-C 一OH CH₂OH C一0 富含淀粉 富含蔗糖 为非还原性糖 为非还原性糖 1.富含还原糖 2.颜色浅不影响观察 制 浆 → 单 层 纱 布 过 滤 → 取 液 材料本身颜色 干扰观察 2.关于选材 三肽 !o---1! 0 ---1 一 一 (NH₂-CO-NH-CO-NH₂) (双缩脲) 1.实 验 原 理 ：蛋 白 质 十 双 缩 脲 试 剂 — → 紫色络合物 (二)蛋白质的检测和观察 A液：0.1 g/ml NaOH溶液 B液：0.01 g/ml CuSO₄ 溶液 若先加B液或B液过量，会生成 Cu(OH)2, 干扰颜色反应。 A 1ml B 4滴 先A后B H I C I R N I H H… C R. COOH C- || O N I H 一 鲜肝研磨液里含有很多酶， 大部分酶的本质是蛋白质 2.关 于 选 材 ： 需要稀释 试剂 斐林试剂 双缩脲试剂 甲液 乙液 A液 B液 成分及 其浓度 0.1 g/mL NaOH 0.05 g/mL CuSO₄ 0.1 g/mL NaOH 0.01 g/mL CuSO₄ 鉴定物质 还原糖 蛋白质 反应实质 还原糖将Cu²+还原，生成Cu₂O 碱性条件下，肽键与双缩脲试剂中Cu²+作用 添加顺序 甲、乙等量混匀，现配现用 先加A液1 mL,摇匀；再加B液4滴，摇匀 反应条件 50～65 ℃水浴加热 不需加热，摇匀即可 反应现象 砖红色沉淀 紫色络合物 斐林试剂与双缩脲试剂的比较 1.实验原理： 脂肪 十 苏丹Ⅲ染液 → 橘黄色 2.关于选材： (三)脂肪的检测和观察 材料 蛋白质检测结果 还原糖检测结果 结论 葡萄糖标准液 有砖红色沉淀 蛋白质标准液 产生紫色反应 梨匀浆 无 有 葡萄匀浆 无 有 富含 白萝卜匀浆 无 有 还原糖 豆浆 有 无 富含 鲜肝提取液 有 无 蛋白质 鸡蛋清稀释液 有 无 教材给出的任何一种生物材料都同时含有还原糖、脂肪和蛋白质。 如苹果匀浆中除了含有还原糖，还含有蛋白质和脂肪。如果我们用苏丹Ⅲ对苹果切片染色， 显微镜下观察并不能看到橘黄色的脂肪颗粒，这是因为苹果中脂肪含量过少所致。 $