2021-2022学年高一上学期生物人教版必修一2.1细胞中的元素和化合物课件（34张PPT）

(共34张PPT)
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
第2章
组成细胞的分子
第二章
第一节
细胞中的元素和化合物
问题探讨(P16)
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的含量(%)表
Si在某些植物细胞中含量较多，如硅藻、禾本科植物。
1.组成生物体的所有元素中，有没有一种元素是生物体所特有的？这说明什么？
生物界和非生物界在元素种类具有统一性！
2.组成地壳和细胞的各种元素的相对含量一样吗？这说明什么？
生物界与非生物界元素含量上又有差异性。
结论：
生命和非生命的无机环境既有统一性又有差异性,生命起源于非生命物质。
01
组成细胞的元素
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%
玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量
(干重、质量分数)
▌思考讨论：
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？
注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3%
组成细胞的元素
一
一样，都为C、H、O、N
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。
基本元素
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%
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%
组成细胞的元素
一
玉米细胞:
O＞C＞H＞N
人体细胞:
C＞O＞N＞H
植物______多，蛋白质少，故干重中O较多；
动物________多，糖类少，故干重中N比例高
糖类
蛋白质
细胞中常见的化学元素有
多种，按照含量可分为：
(1)大量元素：含量占生物体总重量万分之一以上的元素。
如
(2)微量元素：含量占生物体总重量万分之一以下的元素。
如
20
C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等
Fe、Mn、Zn、Cu、B
（硼）
、Mo（钼）等
组成细胞的元素
一
细胞中常见的化学元素有
多种，按照含量可分为：
(1)大量元素：含量占生物体总重量万分之一以上的元素。
如
20
C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等
组成细胞的元素
一
核心元素
基本元素
Ｃ
H
O
N
P
S
K
Ca
Mg等
细胞中常见的化学元素有
多种，按照含量可分为：
(1)大量元素：含量占生物体总重量万分之一以上的元素。
如
(2)微量元素：含量占生物体总重量万分之一以下的元素。
如
20
C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等
Fe、Mn、Zn、Cu、B
（硼）
、Mo（钼）等
组成细胞的元素
一
“铁猛碰新木桶”
微量元素含量很少，是否意味着它们不重要？
资料分析:
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”的附近有一座钼矿,矿工每天上下班总是抄近路走,他们的鞋子个踩过的地方,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克钼就足够了.
通过分析,你能得出什么结论呢
微量元素(钼)是生物体不可缺少的必需元素;在生物体中含量很少,但其作用非常重要，是其它元素不可替代的。
大量元素和微量元素，都是生物体的必需元素
元素缺乏与疾病的相关性
缺Fe：人体患贫血；果树患黄叶病
缺Ca：成年人缺钙患骨质疏松症；人血液中缺钙会出现抽搐现象
缺I：人幼年患呆小症；成年患甲状腺肿大（大脖子病）
缺B：华而不实（只开花不结果）
缺Zn：影响人体生长发育、大脑发育和性成熟
缺Mg：影响植物叶绿素的合成，影响光合作用的进行
02
组成细胞的化合物
组成细胞的化合物
二
▌占细胞最多的化合物是__________，
▌占细胞最多的无机物是__________，
▌占细胞最多的有机物是__________，
水
水
蛋白质
无机盐：1%-1.5%
无机
化合物
水：85%-90%
有机
化合物
脂
类：1%-2%
蛋白质：7%-10%
核
酸
糖
类
1%-1.5%
组成细胞的主要化合物及相对含量
组成细胞的化合物
二
（化合物中含量最多）
（有机物中含量最多）
H、O
只有C、H、O
C、H、O、可能N、P
C、H、O、N、可能S
只有C、H、O、N、P
无机盐
无机
化合物
水
有机
化合物
脂
类
蛋白质
核
酸
糖
类
▌如图1是细胞中化合物含量的扇形图，图2是鲜重的细胞中元素含量的柱形图，分析A、B以及a、b、c的具体含义。

实战演练
我们平时吃的食物中营养物质的种类和含量有很大差别，需要在日常膳食中做到不同食物的合理搭配，以满足机体的营养需要。
我们的食物来自各种生物组织。怎样检测不同生物组织总营养物质呢？
尝试检测不同生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。
03
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
三
原理：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。
淀粉+碘液
还原糖+斐林试剂
蛋白质+双缩脲试剂
脂肪+苏丹Ⅲ
水浴加热
砖红色沉淀
橘黄色
紫色
蓝色
实验1：还原糖的检测和观察
1
1.还原糖
具有还原性的糖
常见还原糖：
葡萄糖、果糖、麦芽糖
常见非还原糖：
蔗糖、淀粉
2.原理：
实验1：还原糖的检测和观察
1
选材：含糖量较高的白色或近于白色植物组织
制备组织样液
制浆：去皮、切块、研磨
过滤：用单层纱布
取液：2mL
显色反应
现象
50～65℃水浴
加热2min
排除色素对试验结果的干扰
2mL组
织样液
1mL刚配制的斐林试剂
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
甲液和乙液等量混合均匀后再注入
浅蓝色
棕色
砖红色沉淀
实验1：还原糖的检测和观察
1
选材：含糖量较高的白色或近于白色植物组织
制备组织样液
制浆：去皮、切块、研磨
过滤：用单层纱布
取液：2mL
显色反应
现象
50～65℃水浴
加热2min
排除色素对试验结果的干扰
2mL组
织样液
1mL刚配制的斐林试剂
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
甲液和乙液等量混合均匀后再注入
浅蓝色
棕色
砖红色沉淀
实验2：蛋白质的检测和观察
2
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
双缩脲≠双缩脲试剂
蛋白质+
Cu2+
碱性环境
紫色络合物
实验2：蛋白质的检测和观察
2
选材：黄豆组织样液（或鸡蛋蛋清稀释液）
制备组织样液：黄豆浸泡→去皮→切片→研磨→过滤→滤液
显色反应
现象
蛋清必须稀释，以免实验后黏住试管壁，不易清洗
摇匀
2mL组
织样液
1mL双缩脲试剂A液
双缩脲试剂A液：质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液
双缩脲试剂B液：质量浓度为0.01g/mL的CuSO4溶液
创设碱性环境
4滴双缩脲试剂B液
提供Cu2+
无色
蓝色
紫色
实验2：蛋白质的检测和观察
2
选材：黄豆组织样液（或鸡蛋蛋清稀释液）
制备组织样液：黄豆浸泡→去皮→切片→研磨→过滤→滤液
显色反应
现象
蛋清必须稀释，以免实验后黏住试管壁，不易清洗
摇匀
2mL组
织样液
1mL双缩脲试剂A液
双缩脲试剂A液：质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液
双缩脲试剂B液：质量浓度为0.01g/mL的CuSO4溶液
创设碱性环境
4滴双缩脲试剂B液
提供Cu2+
无色
蓝色
紫色
条件不同
斐林试剂检测还原糖需加热生成砖红色沉淀；
双缩脲试剂检测蛋白质混匀即变成紫色
区分斐林试剂与双缩脲试剂的“一同四不同”
实验3：脂肪的检测和观察
3
取材：花生种子（实验前浸泡3－4h），去掉种皮，用刀片在子叶的横断面上平
行切下若干薄片，放入盛有清水的培养皿中待用。
制片
选取最薄的薄片移至载玻片中央
在薄片上滴2－3滴苏丹Ⅲ染液，染色3min
用吸水纸吸去染液，滴加体积分数为50%的酒精溶液1－2滴
显微观察
现象
厚薄不均会导致观察时有的地方清晰，有的地方模糊
洗去浮色
用吸水纸吸去多余的酒精，滴1-2滴蒸馏水，盖上盖玻片，制成临时装片
先在低倍镜下找到花生子叶的最薄处，移至视野中央，后用高倍镜观察
有被染成橘黄色的脂肪微粒
脂肪微粒
脂肪鉴定一定要用显微镜吗？
实验3：脂肪的检测和观察
3
选材：马铃薯匀浆
显色反应
现象
2mL组
织样液
2滴碘液
变蓝
摇匀
实验4：淀粉的检测和观察
4
实验易错点提示
(1)唯一需要加热——还原糖鉴定,且必须水浴加热,不能用酒精灯直接加热。若不加热则无砖红色沉淀出现。
(2)非还原糖(如蔗糖)+斐林试剂的现象不是无色而是浅蓝色[Cu(OH)2的颜色]。
(3)唯一需要显微镜——脂肪鉴定,实验用50%酒精的作用——洗去浮色。
(4)若用大豆作材料,必须提前浸泡;若用蛋清作材料,必须稀释,防止其粘在试管壁上不易刷洗;且该实验应预留部分组织样液做对比。
(5)易写错别字提示:“斐林试剂”中的“斐”不可错写成“非”,双缩脲试剂中的“脲”不可错写成“尿”。
课堂小结
summary
水
无机化合物
有机化合物
无机盐
糖类
脂质
蛋白质
核酸
细胞中的元素和化合物
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、蛋白质
大量元素
微量元素
干重最多：c
鲜重最多：o
糖类：
脂质：
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）
1.下列健康人的4种液体样本中，能与双缩脲试剂发生紫色反应的是（
）
①尿液
②胃液
③汗液
④唾液
A.①③
B.①④
C.②③
D.②④
D
2.现提供可配制斐林试剂的溶液:甲液(0.1g/mL的NaOH溶液)、乙液(0.05g/mL的CuSO4溶液)以及蒸馏水,如果充分利用上述试剂及必需的实验用具,可灵活地鉴别出下列哪些物质
(　　)
①葡萄糖　
②蔗糖　③胃蛋白酶　④RNA
A.只有①　　B.①和②　　C.①和③　　D.②、③和④
C
3.油菜种子成熟过程中部分有机物的变化如下图所示。将不同成熟阶段的种子匀浆后检测，结果正确的是(　　)
C
选项
取样时间
检测试剂
检测结果
A
第10天
斐林试剂
不显色
B
第20天
双缩脲试剂
不显色
C
第30天
苏丹Ⅲ试剂
橘黄色
D
第40天
碘液
蓝色