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 第1节 细胞中的元素和化合物 核心问题: 组成细胞的元素 组成细胞的化合物 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 2 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 组成地壳和组成细胞的部分元素含量(%)表 *Si在某些植物细胞中含量较多,如硅藻、禾本科植物 生物界与非生物界既具有统一性,又具有差异性。 (1)细胞中的元素都能从无机自然界中找到吗?这说明什么? (2)细胞中各种元素的相对含量与无机环境一致吗?这说明什么? 一、组成细胞的元素 元素种类上:体现了生物界与非生物界统一性 元素含量上:体现了生物界与非生物界的差异性 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 玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量(干重,质量分数)表 注:其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3% 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,都为C、H、O、N 水:H2O 糖类(大部分):Cn(H2O)m 脂肪酸 CH3(CH2)nCOOH 氨基酸(组成蛋白质的基本单位): NH2-CH(R)-COOH(R代表基团) 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、O,蛋白质还含有大量的N元素。 一、组成细胞的元素 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 玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量 (干重,质量分数)表 注:其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3% 问题2:细胞中有些元素很少,是否意味着它们不重要? 胰岛素(蛋白质的一种)分子结构图 一、组成细胞的元素 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 玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量 (干重,质量分数)表 一、组成细胞的元素 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? 玉米和人细胞中不同有机物的含量有差别,如玉米中的糖类会多一些,而人体细胞中蛋白质的含量要多一些。 糖类(大部分):Cn(H2O)m 氨基酸(组成蛋白质的基本单位) NH2-CH(R)-COOH(R代表基团) 不同生物体内化学元素的种类基本相同,但含量相差很大 细胞中的元素 根据在细胞中的含量 大量元素 微量元素 C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg Fe、Mn、B、Zn、Mo、 Cu 主要元素 最基本元素 必需元素 是指生物生长发育必不可少的元素 一、组成细胞的元素 常见的有20多种 基本元素 7 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) P 1.4% N 3% S 0.3% 其他元素 O>C>H>N C>O>N>H 判断:1、占细胞干重含量最多的化学元素是C 一、组成细胞的元素 每个人脖颈前面的喉头和气管的两旁,都有一对蚕豆大小的甲状腺,甲状腺是人体的“碘库”。其主要功能就是利用机体从饮食中摄取到的碘合成并分泌甲状腺激素,以促进和调节人体的新陈代谢及生长发育。 一个人一生总共需要的碘只有2克,相当于一平茶匙。人体内约含碘35毫克,相当于一钱重的一百五十分之一左右。一个正常成年人每天只要摄取100微克以上的碘,就是这么一点点极其微少的碘经人体甲状腺这座“工厂”周而复始的加工之后,便可制造出机体代谢和生长发育所必需的甲状腺激素来。一旦缺乏就会引起甲状腺肿大——大脖子病。 资料一: 几十年前,新西兰有一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牧草长得十分茂盛。原来,这一片“绿洲”的附近有一座(Mo)钼矿,矿工每天上下班总是抄近路走,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,一公顷牧草只需150克钼就足够改善它们的长势了。 资料二: 通过这两则资料,你能得出什么结论? 微量元素虽然在生物体中含量很少,但依然起着重要的作用,同大量元素一样,都属于生命所必需的元素。 二. 组成细胞的化合物 组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在。 1 种类: 水 无机化合物 有机化合物 无机盐 糖类 脂质 蛋白质 核酸 组成细胞的化合物 细胞内含量最多的化合物是_, 细胞内含量最多的有机物是_, 细胞内含量最多的无机物是_, 占细胞鲜重最多的化合物是 ,占细胞干重最多的化合物是 _ 。 考考你: 水 蛋白质 水 蛋白质 水 细胞中的化合物 无机物 有机物 无机盐 水 糖类 脂质 蛋白质 细胞中的元素 包括 大量元素 微量元素 实验:检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 组成 1.选材:葡萄、苹果、梨、白萝卜、西瓜、西红柿、甘蔗、甜菜根? 2.检测试剂: 斐林试剂 甲液: 0.1g/mL的NaOH 乙液: 0.05g/mL的CuSO4 等量混匀后制成 现配现用! 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。 1.还原糖的检测 选择还原糖含量高,接近白色的材料 3.实验流程(步骤) 现象: 2 ml组织样液 1 ml新配制的斐林试剂 50 65 水浴加热 约2min 棕 色 浅蓝色 砖红色 4.检测原理: 0.1g/mL的NaOH溶液与0.05g/mL的CuSO4 溶液混合后,立即生成淡蓝色的Cu(OH)2悬浊液。 还原糖在水浴加热的条件下,可将Cu(OH)2还原为砖红色的Cu2O沉淀。 (3)试剂: 甲液:0.1g/ml的_ , 乙液:0.05g/ml的 . 使用:甲乙液必须 后再加入样液中,要 , 还必须 。 1.还原糖的检测 (1)原理 还原糖+斐林试剂 50-65 水浴加热 2min 砖红色沉淀 (2)还原糖有 。 葡萄糖,果糖,麦芽糖 水浴加热 斐林试剂 NaOH CuSO4 等量混合均匀 现配现用 (4)颜色变化: 蓝色 棕色 砖红色 (蔗糖 X) (甘蔗、甜菜?) X (西瓜?) X 2.脂肪的检测 (1)原理 脂肪+苏丹III染液 橘黄色 (2)材料 花生种子 制作花生子叶临时切片(P19) (3)注意:①体积分数为50%的酒精溶液的作用—— 洗去浮色 ②需要用显微镜观察 问:脂肪的检测一定需要显微镜观察吗? 若是花生油,则不需要。 方法步骤 脂肪的检测和观察 1.选材:鸡蛋清稀释液、牛奶、豆浆等。 2、检测试剂 双缩脲试剂 A液 : 0.1g/mL NaOH B液:0.01g/mL CuSO4 3.蛋白质的检测 选材注意:若用鸡蛋清作实验材料,必须稀释后使用,否则,其与双缩脲试剂发生反应后会黏在试管内壁上,使反应不彻底,试管也不易刷洗。 3.实验流程(步骤) 2 ml组织样液 1 ml双缩脲试剂A液 4滴双缩脲试剂B液,摇匀 提供碱性环境! 提供铜离子 注意:B液不能过量,否则过量的B液将会与A液反应,生成蓝色的Cu(OH)2而遮盖紫色。 4.实验原理: 碱性环境(NaOH)中,蛋白质中的肽键能和双缩脲试剂中的Cu2+反应生成紫色的络合物,这个反应叫做双缩脲反应。 A液: 0.1g/ml的 ; B液: 0.01g/ml的_ 使用:先加 ,再加 。 3.蛋白质的检测 (1)原理 蛋白质+双缩脲试剂 紫色反应 (2)试剂:_ 双缩脲试剂 A液1ml B液4滴 NaOH CuSO4 注意:B液不能过量,否则过量的B液将会与A液反应,生成蓝色的Cu(OH)2而遮盖生成的紫色。 (3)选材注意:若用鸡蛋清作实验材料,必须稀释后使用, 否则,其与双缩脲试剂发生反应后会黏在试管内壁上,使反应不彻底,试管也不易刷洗。 A液:0.1g/mLNaOH B液:0.01g/mLCuSO4 甲液:0.1g/mLNaOH 乙液:0.05g/mLCuSO4 在碱性环境下Cu2+ 与蛋白质中的肽键反应生成紫色络合物 新制的Cu (OH) 2 在加热条件下被还原糖还原生成砖红色的Cu2O沉淀 先加A液,再加B液,不需加热 甲液与乙液先混再用,且现配现用,需加热 蛋白质 还原糖 试剂组成 原理 检测对象 双缩脲试剂 斐林试剂 使用 方法 3.试剂: 斐林试剂 甲液:质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液 乙液:质量浓度为0.05g/mL的CuSO4溶液 双缩脲试剂 A液:质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液 B液:质量浓度为0.01g/mL的CuSO4溶液 苏丹 染液 :质量浓度为0.01g/mL 酒精溶液 :体积分数为50% 蒸馏水 $