生物人教版（2019）必修1 2.1 细胞中的元素和化合物（共22张ppt）

(共22张PPT)
2.1 细胞中的元素和化合物
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
内容索引
农作物的需要施氮、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？这些元素从哪里来？
有什么元素是细胞特有的吗？
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？
*Si在某些植物细胞中含量较多
如硅藻、禾本科植物。
组成地壳和组成细胞的部分
元素含量(%)表
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
1.组成细胞的化学元素，有没有一种
元素为细胞所特有？这说明什么？
2.细胞中各种元素的相对含量与无机自然界的大不相同，这说明什么？
问题探讨
没有，说明在元素种类上生物界与非生物界具有统一性
生物界与非生物界在元素的相对含量上具有差异性
思考·讨论：
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
3.比较组成玉米和人体细胞的元素种类和含量，
你还能得出哪些结论？
注：其他元素占细胞干重的质
量分数总计小于3%
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？
2.细胞中有些元素含量很少，是否意味着它们不
重要？
一样；都是O、C、H、N；两者都含有大量的水，人体细胞含量最多的有机物是蛋白质，玉米细胞含量最多的是糖类，这些化合物中O、C、H、N元素含量多，并且人体细胞N含量更多。
不是，每种元素都有各自的作用。有的元素含量很少,但其作用是其它元素不可替代的。
比较组成玉米细胞和人体细胞的元素及含量
玉米细胞和人体细胞的部分元素
及含量（干重，质量分数）
生物体按照生命活动的需要，有选择地从环境中吸收所需元素，所以不同生物细胞同种元素含量不同。
一、组成细胞的元素
O、C、H、N
C、O、N、H
一、组成细胞的元素
1.组成细胞的化学元素，常见的有____多种。
2.根据含量的多少分为
20
最基本元素
基本元素
主要元素
大量元素
微量元素
C H O N P S K Ca Mg等 Fe Mn B Zn Mo Cu等
组成细胞的元素
巧记：铁猛碰新木桶
微量元素：含量占生物体总重量万分之一以下的元素。
主要有Fe、Mn、 B、Zn、Cu、Mo等。
大量元素：含量占生物体总重量万分之一以上的元素。
主要有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。
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（Mo)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,但其作用是其它元素不可替代的.
资料分析
一、组成细胞的元素
元素缺乏相关病症
缺镁
缺铁
缺碘
植物叶子发黄
贫血
地方性甲状腺肿大
一、组成细胞的元素
二、组成细胞的化合物
分类 种类 质量分数/%
无机化合物
有机化合物
水
无机盐
70%－90%
1%－1.5%
7%－10%
1%－2%
1%－1.5%
蛋白质
脂质
糖类和核酸
（1）占细胞鲜重最多的化合物是______；
（2）占细胞鲜重最多的有机物是__________；
（3）占细胞干重最多的化合物是__________。
水
蛋白质
蛋白质
想一想：
二、组成细胞的化合物
讨论：为什么挑食、偏食的人常
常会营养不良？
不同食物中营养物质的种类和含量有很大差别，我们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。
那么，该怎样检测不同生物组织中的营养物质呢？
探究·实践
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
一、实验原理
某些化学试剂能够使生物组织中的相关化合物产生特定的颜色反应。
还原糖＋斐林试剂 砖红色沉淀
脂肪＋苏丹Ⅲ染液 橘黄色
蛋白质＋双缩脲试剂 紫色
如：
1.还原糖的检测和观察
取材
制备组织样液
显色反应
结论
还原糖含量较高、无色或近于无色的植物组织
制匀浆→纱布过滤→取样液
2mL组织样液
1mL现配斐林试剂
浅蓝色
棕色
砖红色
50~65℃水浴加热2min
组织样液中有还原糖
取材
组织样液中有还原糖
二、检测的方法步骤和现象
1、实验材料：
1）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、苹果等；
2）蔗糖、淀粉不属于还原糖，所以不能选用甜菜、甘蔗、马铃薯块茎，
因为甜菜、甘蔗富含蔗糖，马铃薯块茎富含淀粉；
3）不能选用有颜色的材料，如西瓜、血液、红葡萄、草莓、绿叶等，
因为这些材料本身的颜色会对实验结果造成干扰。
2、斐林试剂的使用：
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）
等量混匀后注入，试剂要现配现用，在50-65oc温水浴中加热
注意
2.脂肪的检测和观察
取材
切片
制片
观察
结论
花生种子（浸泡3-4h），去掉种皮
用刀片在花生子叶的横断面上平行切下若干薄片
组织样液中有脂肪
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
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。
二、检测的方法步骤和现象
苏丹Ⅲ染液
50%的酒精
二、检测的方法步骤和现象
3.蛋白质的检测和观察
取材
显色反应
结论
大豆组织研磨液
大豆组织样液中有蛋白质
2mL组织样液
1mL双缩脲试剂A液
无色
紫色
4滴双缩脲试剂B液
双缩脲试剂使用：
先加 A液1ml，再加B液4滴
双缩脲试剂
A液： 0.1g/ml的NaOH
B液： 0.01g/ml的CuSO4
原理：在碱性环境中，少量Cu2+与肽键反应，生成紫色络合物
斐林试剂与双缩脲试剂对比
斐林试剂 双缩脲试剂
不同点 试剂组成
使用方法
反应条件
结果
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(50℃——65℃)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
有机化合物 还原糖 脂肪 蛋白质
化学试剂
颜色反应
注意事项
斐林试剂
苏丹Ⅲ染液
砖红色沉淀
等量混合，先混后加，现配现用，水浴加热
橘黄色
用50%的酒精溶液洗去浮色
双缩脲试剂
紫色
A液和B液分开加，B液不可过量
有机物检测的特殊注意事项
1.甘蔗茎吃起来特别甜，其细胞中含量最多的化合物是（ ）
A.蛋白质 B.糖类 C.脂质 D.水
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
3.下列哪组试剂在使用过程中，必须加热（ ）
　　A.用斐林试剂鉴定可溶性还原糖的过程中
　　B.用苏丹Ⅲ染液在鉴定动物组织中的脂肪时
　　C.用双缩脲试剂鉴定蛋白质时
　　D.用碘液鉴定淀粉时 　
D
A
A
课堂练习
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
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
A
C
6.下列关于检测“生物组织中糖类、脂肪、蛋白质”实验操作
步骤的叙述中，正确的是（ ）
A．用于鉴定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．若要鉴定花生种子细胞中是否含有脂肪，一定需要用显微镜
观察
C．鉴定可溶性还原糖时，要加入斐林试剂（甲液和乙液等量混
合均匀再加入）
D．用于双缩脲试剂鉴定蛋白质时，需水浴加热2min才能看到紫色
C