(共38张PPT)
2.1 细胞中的元素和化合物
人教版高中生物 必修一
新知导入
生物与非生物
石头与生石花
熊猫与熊猫玩偶
机器人和人
新知导入
农作物需要施氮、磷、钾肥；人体需要补钙、铁、锌等。以获取相应的元素用于细胞的生命活动，那么组成细胞的元素有哪些？这些元素是细胞特有的吗？
新知讲解
目录
生物界与非生物界的统一性和差异性
01
组成细胞的元素
02
组成细胞的化合物
03
问题探讨
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
讨论1.组成生物体的所有元素中，有没有哪一些元素是生物体所特有的？这说明什么？
没有；说明生物界和非生物界具有统一性。
讨论2.生物体中的元素含量和无机环境中的含量有区别吗？这又说明什么？
有区别，含量相差很大；说明生物界和非生物界具有差异性。
新知讲解
一、生物界与非生物界的统一性和差异性
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！
统一性
组成细胞的化学元素在自然界的无机环境中都能找到,没有一种元素是生物体特有的
差异性
元素在细胞中和无机环境中的含量有区别
新知讲解
二、组成细胞的元素
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？
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
比较玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量（干重、质量分数）
玉米细胞和人体细胞中含量较多的四种元素是一样的，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、脂类和蛋白质等物质，这些物质中都含有C、H、O，蛋白质中含有大量的N元素
新知讲解
2.细胞中有些元素含量很少，是否意味着它们不重要？
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
比较玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量（干重、质量分数）
细胞中有些元素含量很少，但是却有重要作用，如在玉米细胞中，S只有0.17%，Mg只有0.18%，但很多蛋白质都含有S，叶绿体中的叶绿素分子就含有Mg，如果缺少S或Mg，细胞就不能合成这些蛋白质或叶绿素。
新知讲解
3.比较组成玉米细胞和人体细胞中元素种类和含量，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
S 0.17 0.78
比较玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量（干重、质量分数）
组成玉米细胞中氧元素的含量高于人体细胞，而氮元素的含量明显又低于人体细胞，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；Ca元素的含量也有区别，这与玉米和人体的物质和结构组成有关。
新知讲解
1.组成细胞的化学元素，常见的有 。
2.根据含量
大量元素：
微量元素：
C H O N P S K Ca Mg等
Fe Mn B Zn Cu Mo等
（含量较多，占生物体总重量万分之一以上的元素）
（指含量很少但生物体生活所必需的一些元素）
新(Zn)铁(Fe)臂(B)阿童(Cu)木(Mo)真猛(Mn)
结论：
大量元素和微量元素都是生物体生命活动所必需的
20多种
她(C)请(H)杨(O)丹(N)留(S)人(P)盖(Ca)美(Mg)家(K)
二、组成细胞的元素
新知讲解
最基本元素
基本元素
主要元素
Ｃ H O N P S K Ca Mg等
大量元素
Fe Mn B Zn Mo Cu等
微量元素
组成细胞的元素
二、组成细胞的元素
新知讲解
元素缺乏引起的症状
缺Ca会导致肌肉抽搐
缺Fe会使人患贫血等症状
缺Fe会使人患贫血等症状
缺Ｉ会导致甲状腺肿大等
新知讲解
元素缺乏引起的症状
水稻缺Zn
水培油菜缺磷
缺钾外叶失绿变黄
新知讲解
三、组成细胞的化合物
化合物 质量分数（%）
水 70-90
无机盐 1-1.5
蛋白质 7-10
脂质 1-2
糖类和核酸 1-1.5
细胞中含量最多的是水！
新知讲解
化合物
无机化合物
有机化合物
水
无机盐
糖类
蛋白质
脂质
核酸
三、组成细胞的化合物
细胞中含量最多的是水，含量最多的有机化合物是蛋白质！
新知讲解
问题思考
梨的果实和叶片的细胞中所含化合物的种类和含量有什么明显的差别？
不同生物组织的细胞中各种化合物的含量相同吗？
[提示]梨的果实细胞中糖类和水等物质多，不含叶绿素
新知讲解
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
新知讲解
01 检测生物组织中的糖类
还原糖 + →
1.实验原理
砖红色沉淀
斐林试剂
2.实验材料
还原糖： 葡萄糖、果糖、核糖、脱氧核糖、半乳糖、 麦芽糖、乳糖
非还原糖：淀粉、纤维素、蔗糖、糖原
梨匀浆等
3.实验试剂
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
用法：现用现配，等量混匀
水浴加热温度：50～65℃，时间：2min
新知讲解
4.实验步骤
01 选材：含糖量较高的白色或近于白色的植物组织（排除色素的干扰）
02 原理：还原糖在加热条件下能将Cu(OH)2中的Cu2＋还原成Cu＋生产砖红色沉淀
04 结论：实验所用材料中含有还原糖
50～65℃水浴
加热2min
2mL组织样液
1mL斐林试剂
呈现蓝色
砖红色沉淀
03 结果：
新知讲解
新知讲解
注意事项：
（1）在还原糖的检测实验中，最理想的实验材料是还原糖（葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖等）含量较高且颜色较浅的生物组织或器官，如梨、葡萄等；不能选用甜菜、甘蔗、马铃薯块茎，因为甜菜、甘蔗富含的蔗糖不属于还原糖，马铃薯块茎富含的淀粉也不是还原糖；也不能选用西瓜、血液、绿色叶片等，因为这些材料本身的颜色会对实验结果造成干扰。
（2）斐林试剂的甲液（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）要等量混合均匀，现配现用。
新知讲解
02 检测生物组织中的脂质
脂肪 + →
1.实验原理
2.实验材料
花生种子
3.实验试剂
橘黄色
苏丹Ⅲ染液
苏丹Ⅲ（或苏丹Ⅳ）、体积分数为50%的酒精
取材
切片
观察
制片
4.实验步骤
或用苏丹Ⅳ染成红色
新知讲解
4.实验步骤
01 选材：花生种子（浸泡3-4h），去掉种皮
02 切片：用刀片在花生子叶的横断面上平行切下若干薄片
03 制片：
选最薄的切片，用毛笔蘸取放在载玻片中央
滴：在花生子叶薄片上滴2-3滴苏丹Ⅲ染液，染色3min
吸：用吸水纸吸去染液
滴：滴1-2滴体积分数为50%的酒精，洗去浮色
吸：用吸水纸吸去酒精
滴：滴1滴蒸馏水，盖上盖玻片，制成临时装片
新知讲解
04 观察：
05 结论：
在低倍镜下找到花生子叶的最薄处，移至视野中央，然后用高倍镜观察被染成橘黄色的脂肪颗粒
组织样液中含有脂肪颗粒
注意：染色时间不能过长，否则脂肪会溶解在染色剂中
新知讲解
（1）用花生种子作实验材料，必须提前浸泡3-4h，浸泡时间短了，不容易切片；浸泡时间过长，则组织太软，切下的薄片不易成形。
（2）尽可能切出薄片，否则显微镜下看到的细胞重叠，不易观察。
（3）染色时间不宜过长；染色后必须要用体积分数为50%的酒精洗去浮色。
注意事项：
新知讲解
03 检测生物组织中的蛋白质
蛋白质或多肽 + →
1.实验原理
2.实验材料
鸡蛋清稀释液、黄豆组织样液、鲜肝研磨液
3.实验试剂
实验试剂：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
紫色
双缩脲试剂
注意：先加双缩脲试剂A液，再加B液，目的是创设碱性条件
新知讲解
4.实验步骤
01 选材：鸡蛋清稀释液、黄豆组织样液、鲜肝研磨液
03 结论：实验所用材料中含有蛋白质
02 结果：
2mL组织液
1mL双缩脲试剂A液
4滴双缩脲试剂B液
无色
紫色
扩展提高
斐林试剂与双缩脲试剂对比
斐林试剂 双缩脲试剂
不同点 使用方法
反应条件
结果
试剂组成
相同点 甲液:0.1g/mLNaOH
乙液:0.05g/mLCuSO4
A液:0.1g/mLNaOH
B液:0.01g/mLCuSO4
甲液和乙液混合均匀后方可使用，且现配现用
使用时先加A液再加B液
需水浴加热
不需加热
产生砖红色沉淀
产生紫色反应
都含有NaOH溶液、CuSO4溶液两种成分，且所用NaOH溶液质量浓度都是0.1g/mL
新知讲解
总结不同成分的鉴定
原理 注意事项
还原糖 还原糖＋斐林试剂→砖红色沉淀 选择梨子等还原糖含量高且颜色浅的材料；甲、乙液等量混合后使用，现配使用
蛋白质 蛋白质＋双缩脲试剂→紫色 材料可选择大豆，如选用鸡蛋清需要稀释防止粘着试管；先加入A液（创造碱性环境），再加入B液
脂肪 脂肪＋苏丹Ⅲ染液→橘黄色 脂肪＋苏丹Ⅳ染液→红色 可选择花生或者蓖麻；用显微镜可以观察到脂肪颗粒
拓展：淀粉 淀粉＋碘液→蓝色 可以选择马铃薯匀浆
拓展应用
1. 组成细胞的元素追根溯源来自无机环境,为什么细胞内各种元素的比例与无机环境的大不相同？
细胞是生命活动的基本单位，虽然组成细胞的元素来自无机环境，但是构成细胞的主要元素C、H、O、N含量与无机环境差异很大，这与细胞内的有机化合物如糖类、脂质、蛋白质和核酸有关。
拓展应用
2. 将细胞内含有的各种物质配齐，并按照 它们在细胞中的比例放在一个试管中，能构成一个生命系统吗？为什么？
不能。因为生命系统内部是一个严谨有序的结构，不是由物质随意堆砌而成的。
课堂练习
1. 下列叙述正确是（ ）
A. 西瓜汁中含有丰富的葡萄糖和果糖，可做还原糖鉴定的替代材料
B. 脂肪鉴定时，可观察到细胞中被苏丹IV染成黄色的小颗粒
C. 双缩脲试剂B液为0.01g/mlCuSO4溶液
D. 鉴定还原糖时先加入斐林试剂的甲液摇匀后再加乙液
C
2.下列元素在生物体内含量较少，但对维持生物体正常生命活动必不可少的元素是（ ）
A.Fe、Mn、Zn、Cu B. Zn、Cu、Mg、Ca
C.Zn、Mg、B、Mn D.Mg、Mn、Cu、Mo
A
课堂练习
3.过度肥胖者的脂肪组织细胞中占50%以上的物质是（ ）
A. 水 B. 蛋白质 C. 脂质 D. 糖类
A
A
4.鉴定蛋白质样品时加双缩脲试剂的正确做法是（ ）
A．先加A液，混合后再加B液摇匀观察
B．先加B液，混合后再加A液摇匀观察
C．A、B混合后加入，摇匀观察
D．A、B液同时加入样液，摇匀后观察
新知讲解
C
5.下列叙述正确是（ ）
A.西瓜汁中含有丰富的葡萄糖和果糖，可做还原糖鉴定的替代材料
B.脂肪鉴定时，可观察到细胞中被苏丹IV染成黄色的小颗粒
C.双缩脲试剂B液为0.01g/mlCuSO4溶液
D.鉴定还原糖时先加入斐林试剂的甲液摇匀后再加乙液
课堂总结
细胞中的元素和化合物
细胞中的元素
细胞中的化合物
大量元素
微量元素
有机化合物
无机化合物
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
名言分享
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
谢谢
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