2.1细胞中的元素和化合物课件2022-2023学年高一上学期生物人教版必修1(共22张PPT)

(共22张PPT)
第2章 组成细胞的分子
第1节 细胞中的元素和化合物
1
组成细胞的元素
问题探讨
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 很少*
C 0.087 18.0
N 0.03 3.0
H 0.76 10.0
*Si 在某些植物细胞中含量较多，如硅藻、禾本科植物。
比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量，你能发现什么问题？就自己提出的问题与其他同学交流。
种类
组成细胞的化学元素在无机自然界中都能够找到，没有一种化学元素为细胞所特有。
生物与非生物具有统一性
含量
细胞中各种元素的相对含量与无机自然界的大不相同。
生物与非生物具有差异性
玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量（干重，质量分数）
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
注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3%
思考·讨论
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，都是C、H、O、N。
2. 比较组成玉米细胞和人体细胞的元素及含量，你还能得出啊些结论？
组成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。
3. 细胞中有些元素含量较少，是否意味着它们不重要？
含量较少的元素也很重要
种类：不同生物细胞元素组成具有统一性
含量：不同生物细胞元素含量具有差异性
1.1 细胞元素的分类
种类：组成细胞的化学元素，常见有20多种。
含量：
大量元素：
C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等
（含量较多，占生物体总重量万分之一以上的元素）
微量元素：
Fe、B（硼）、Cu、Mo（钼）、Ni、Zn、Mn等
（含量很少）
巧记：铁臂阿童木你真猛
基本元素
最基本元素
主要元素
对于生物体来讲，微量元素是否可有可无呢
微量元素是生物体不可缺少的必需元素;含量很少,但必不可少。
1.2 细胞元素的作用
图1-1 叶绿素分子、血红素分子局部简图
缺Mg使叶绿素的形成受到阻碍，进而影响光合作用。
缺Fe会导致血红蛋白的合成障碍，从而引起贫血。缺铁性贫血是一种常见的贫血症。
1.2 细胞元素的作用
图1-2 植物缺Mg导致斑块状黄化
图1-3 人类缺Fe性贫血常见症状
图1-4 血液中Ca2+ 含量低导致抽搐
缺Mg：影响植物叶绿素合成，影响光合作用的进行
缺Fe：人患缺铁性贫血；
缺Ca：骨质疏松症；抽搐现象。（钙过多会患重症肌无力）
下列实例，能证明微量元素是生命活动必需的是（ ）
A. 植物缺硼——花而不实 B. 植物缺镁——白化苗
C. 动物缺钙——抽搐 D. 植物缺钾——易倒伏
A
组成细胞的各种元素又是以什么形式存在的呢
组成细胞的各种元素大多数以化合物的形式存在
2
组成细胞的化合物
2. 组成细胞的化合物
图2-1 组成细胞的主要化合物及相对含量
组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在。
2. 组成细胞的化合物
种类
无机化合物
有机化合物
水:70-90%
无机盐:1-1.5%
糖类
脂质:1-2%
蛋白质:7-10%
核酸
C、H、O
细胞中最多的化合物是 ;
细胞中最多的有机化合物是
水
蛋白质
C、H、O、N、P、S、Fe
C、H、O、P、N
C、H、O、N、P
1％～1.5％
干重情况下，含量最多的化合物是
蛋白质
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距？
提示：梨的果实细胞中糖类和水分等物质多，不含叶绿素。
不同生物组织细胞中各种化合物的含量有差别
日常膳食做到不同食物合理搭配
2. 组成细胞的化合物
联系日常膳食，以下食材含有的有机物？
3
检测生物组织中的糖类
脂肪和蛋白质
探究·实践
实验原理：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。
鉴定物质 实验试剂 实验现象
还原糖
脂肪
蛋白质
斐林试剂
砖红色沉淀
苏丹III染液
橘黄色
双缩脲试剂
紫色
淀粉
碘
蓝色
还原糖的检测和观察
选材：含糖量高、白色或近于白色的植物组织
制备样液：制浆→过滤（一层纱布）→取液
反应：
注入2 mL苹果组织样液
振荡混合摇匀
注入1 mL刚配制好的斐林试剂
甲乙液等量混匀
变成砖红色
50-65 ℃的温水，水浴加热
还原糖是指具有还原性的糖，包括葡萄糖、果糖和麦芽糖等
西瓜/甘蔗
可以吗？
实验原理
化学原理：2NaOH+CuSO4＝Cu(OH)2↓+Na2SO4（斐林试剂）
还原糖含有醛基，具有还原性，Cu2+还原为Cu2O（砖红色固体）
斐林试剂为Cu(OH)2悬浊液，为避免析出，应现用现配！
还原糖是指具有还原性的糖，包括葡萄糖、果糖和麦芽糖等
脂肪的检测和观察
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
取材：
显微观察：
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
花生种子（实验前浸泡3~4 h），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3 min
用吸水纸吸去染液，滴加体积分数为50%的酒精溶液1~2滴
用吸水纸吸去多余酒精，滴1-2滴蒸馏水，盖上盖玻片，制成临时装片
脂肪微粒
脂肪微粒被染成橘黄色
还原糖是指具有还原性的糖，包括葡萄糖、果糖和麦芽糖等
蛋白质的检测和观察
注: 先加A液（创设碱性环境）1 mL摇匀; 再加B液（提供Cu2+ ）4滴，摇匀。
蛋清必须稀释，以免实验后黏住试管壁，不易清洗
黄豆浆滤液或蛋清稀释液
制备样液：
显色反应：
组织样液2mL
双缩脲试剂A液1mL
双缩脲试剂B液4滴
摇匀后变成紫色
取材：
黄豆浸泡 去皮 切片 研磨 过滤滤液
创设碱性环境
化学原理：
蛋白质中的肽键，在碱性环境下，与Cu2+发生络合反应， 生成紫色络合物。
注意事项：
（1）唯一需要加热的——还原糖的检测，若不加热，则无砖红色沉淀出现。
（2）唯一需要显微镜的——花生子叶切片脂肪的检测。
（3）混合后加入的——斐林试剂；分别加入的——双缩脲试剂。
（4）易忽略斐林试剂本身的颜色：非还原糖(如蔗糖)＋斐林试剂水浴加热后的现象不是无色，而是浅蓝色[Cu(OH)2的颜色]。
4、斐林试剂与双缩脲试剂有什么异同呢？
1、检测物质实验要有对照组吗？
思考
需要 空白对照 或 标准对照。
2、脂肪检测实验是否一定需要显微镜？
方法一：向待测组织样液中滴加3滴苏丹Ⅲ染液，观察样液被染色的情况。不需要用显微镜，直接用肉眼观察。
方法二：制作子叶临时切片，用显微镜观察子叶细胞的着色情况。
3、使用双缩脲试剂时为什么B液只能加4滴而不能过量？
过量的双缩脲试剂B会与试剂A反应，使溶液呈蓝色，而掩盖生成的紫色。
比较项目 斐林试剂 双缩脲试剂
成分
使用方法
反应原理
反应条件
反应现象
乙液
甲液
0.05 g/mL CuSO4溶液
0.01 g/mL CuSO4溶液
0.1 g/mL NaOH溶液
B液
A液
0.1 g/mL NaOH溶液
还原糖将Cu(OH)2还原为Cu2O沉淀（砖红色）
先加入A液1 mL，摇匀，
再加B液4滴，摇匀
甲、乙两液等量混匀后立即使用（现配现用）
紫色
蓝色→棕色→砖红色
不需加热
50～65℃水浴加热
肽键在碱性条件下与Cu2＋反应
生成紫色络合物
聚焦
1
细胞中常见的元素有哪些？
2
组成细胞的主要化合物有哪些？
种类：组成细胞的化学元素，常见有20多种。
含量：
大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg 等
（含量较多，占生物体总重量万分之一以上的元素）
微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo 等
（含量很少）
种类
无机化合物
有机化合物
水:70-90%
无机盐:1-1.5%
糖类
脂质:1-2%
蛋白质:7-10%
核酸
1％～1.5％
3
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质