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32张PPT)

(共32张PPT)
第1节 细胞中的元素和化合物
第2章 组成细胞的分子
清代诗人龚自珍有过这么一句诗：“落红不是无情物，化作春泥更护花。”为什么落红可以化作春泥呢？
花朵落下后变成泥土的一部分，泥土中的养分供养着植物继续成长。这反映出植物从自然界中获取自己所需的物质。
那生物界与非生物界的元素组成有什么关系呢？
【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 极少*
C 0.087 18.0
N 0.03 3.0
H 0.76 10.0
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？就自己提出的问题与其他同学交流。
现象1：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。
说明：生物界与非生物界种类上具有统一性
现象2：细胞中各种元素的含量与无机自然界有很大不同。
说明：生物界与非生物界元素含量具有差异性
一、组成细胞的元素
玉米和人体细胞的部分元素及含量( 干重，质量分数)
基本元素
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？
C、H、O、N
2.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？
统一性/差异性
3.由表中数据还可得出什么结论？
同一生物体内，不同元素含量也有差异
C H O N P S K Ca Mg
基本元素
大量元素
（1）大量元素
细胞中含量较多的元素
一. 组成细胞的元素
大量元素指含量占生物体重量万分之一以上的元素 ，
微量元素指含量占生物体总重量万分之一以下的元素。
Fe Mn B Zn Mo Cu
微量元素
一、组成细胞的元素
近日，小明的一些症状引起了父母的担忧：感冒频繁，口腔溃疡反复发作，伤口不易愈合，食欲不振，免疫力低下。比起同龄儿童，小明身材偏矮、偏瘦。去医院后，经检查发现血清中锌的浓度过低。
通过分析,你能得出什么结论呢
微量元素(锌)在生物体中含量很少，但是生物体不可缺少的必需元素。
注意：任何元素的功能都不能被其他元素替代。大量元素和微量元素都是生物体生命活动所必需的元素。区分大量元素和微量元素的依据是“含量” 而不是“重要性”
“最近我的孩子不爱吃饭，注意力也不集中，是缺锌．”这是一句由著名影视演员在中央电视台说的广告词．关于锌元素的说法正确的是( )
A. 人体发育需要大量的锌
B. 锌是人体的必需元素
C. 锌在人体的含量越多，智力越发达
D. 要经常给儿童大量补锌
B
元素补充要适当不是越多越好
组成细胞的元素作用（组成化合物：Fe、Ca、Mg、I；调节生命活动：B、Zn、Ca等 ）
一、组成细胞的元素
元素 出现的相应症状
Ca 过少
过多
Mg
I 过少
过多
B
Zn
Fe
出现抽搐现象，易患骨质疏松症
可能引起肌无力
人幼年患呆小症；成年患甲状腺肿大
人患甲状腺功能亢进症（甲亢）
过少：影响人体生长发育，尤其是大脑发育
过少：影响血红蛋白的合成，导致缺铁性贫血
过少影响植物叶绿素的合成，影响光合作用的进行
过少华而不实（只开花不结果）
一、组成细胞的元素
尝试构建下列元素的包含关系图
自然界中的元素
组成细胞的元素
大量元素
微量元素
基本元素
组成细胞的元素
C H O N P S K Ca Mg
Fe Mn Zn Cu B Mo
大量元素
微量元素
元素以什么形式存在呢？
二、组成细胞的化合物
组成细胞的化合物
无机
化合物
有机
化合物
水
无机盐
蛋白质
脂
质
核
酸
糖
类
70%~90%
1~1.5%
7~10%
1~2%
1~1.5%
细胞中含量最多的化合物是_____ 。
细胞内含量最多的有机化合物是________。
干重中含量最多的化合物是________。
花生种子的细胞呢？
沙漠仙人掌的细胞呢？
水
蛋白质
蛋白质
无论植物还是动物，不管在什么环境下
图1 组成人体细胞主要元素
（占细胞鲜重百分比）
图2 组成人体细胞主要元素
（占细胞干重百分比）
O>C>H>N
C>O>N>H
组成人体细胞的元素的百分比
C: 在细胞_____中含量较多，是__________元素。是构成有机物的核心元素。
H: 参与构成水和有机物。是细胞中___________最多的元素。
O: 在细胞_____中含量最多，参与构成水和有机物。
干重
最基本
原子个数
鲜重
N: 主要参与构成________和核酸等有机物。
蛋白质
【检测】判断题
①Ca、Mg、Fe、Mn、Cu是组成细胞的微量元素( )
②细胞中的一种元素的作用能被其他元素代替( )
③因为O是活细胞中含量最多的元素，所以O是最基本的元素( )
④在沙漠植物仙人掌的活细胞中含量最多的化合物是蛋白质( )
⑤在人体活细胞中氢原子的数目最多( )
⑥细胞中的微量元素因含量极少从而不如大量元素重要 ( )
×
×
×
×
√
×
【检测】如图1是细胞中化合物含量的扇形图，图2是有活性的细胞中元素含量的柱形图，请分析:
(1)若图1表示细胞鲜重，则A、B化合物依次___________。
(2)若图1表示细胞完全脱水后的化合物含量，则A化合物一定含的元素是________________。
水、蛋白质
C、H、O、N
【检测】如图1是细胞中化合物含量的扇形图，图2是有活性的细胞中元素含量的柱形图，请分析:
(3)若图2表示组成人体细胞的元素含量(占细胞鲜重的百分比),则a、b、c依次是__________。
(4)大肠杆菌体内的各种元素的含量是否和人体内的完全相同吗？_________________________________________。
O、C、H
不完全相同。不同生物体内的各种元素的含量存在差异
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
馒头遇到碘液会变蓝，那么糖类蛋白质和脂肪质可以通过类似的实验证明吗？
物质鉴定类实验的基本思路
1 鉴定原理
3 材料处理
2 实验选材
三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
一、还原糖的检测和观察
1.还原糖:
具有还原性的糖
常见还原糖:
葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖
常见非还原糖:
蔗糖、淀粉
2.原理:
还原糖+斐林试剂
砖红色沉淀
水浴加热
斐林
试剂
甲液:
乙液:
0.1g/mLNaOH
0.05g/mLCuSO4
等体积混合使用，
现配现用。
思考: 鉴定还原糖时使用的斐林试剂为何要现配现用
因为斐林试剂很不稳定,配置好的Cu(OH)2悬浊液放置一段时间后，会形成沉淀，影响实验效果。其次是Cu(OH)2放置久了会发生分解反应，形成部分黑色CuO，也会影响实验结果。所以应将甲液和乙液分别保存,使用时现配现用。
1.还原糖的检测和观察
选材：含糖量较高、_____________的植物组织
结论：组织样液中含有_____________
白色或近于白色
可溶性还原糖
砖红色沉淀
不能选绿色叶片、西瓜、血液等材料,防止颜色的干扰。
选苹果或梨匀浆: 富含还原糖且没有其他颜色干扰。
2. 应用:如何判断一个患者是否患有糖尿病呢？
尿糖的检测(定性)
尿糖
检测
对照组
实验组
正常人尿液+斐林试剂
待测尿液+斐林试剂
水浴加热
观察颜色变化
水浴加热
观察颜
色变化
1.原理
蛋白质+双缩脲试剂
紫色
0.1g/mLNaOH
双缩脲试剂
A液
B液
0.01g/mLCuSO4
二、蛋白质的检测和观察
先加1mL A液，
再加4滴B液。
蛋白质+Cu2+
碱性环境
紫色络合物
思考: 鉴定蛋白质时,加入试剂B后,如果没有产生紫色反应,而是生成了大量蓝色物质,可能的原因是什么
可能加入的双缩脲试剂B过量,CuSO4在碱性溶液中生成大量的蓝色Cu(OH)2絮状沉淀,会遮蔽实验中所产生的紫色,影响观察结果。
【拓展】
双缩脲试剂最初是用来检测双缩脲的。
双缩脲试剂可以检测含有两个及两个以上肽键的化合物。
由于蛋白质分子中含有很多与双缩脲结构相似的肽键, 因此, 蛋白质可与双缩脲试剂发生颜色反应。
蛋白质的检测和观察
选材与制备: 蛋清稀释液或豆浆滤液
结论：组织样液中存在________
4滴
紫色
蛋白质
(原则: 富含蛋白质且色浅)
比较项目 斐林试剂 双缩脲试剂
作用
成分
使用方法
原理
反应条件
检测还原糖
检测蛋白质
甲液: 0.1g/mLNaOH
乙液: 0.05g/mLCuSO4
A液: 0.1g/mLNaOH
B液: 0.01g/mLCuSO4
甲液与乙液等体积混合使用，现配现用。
先加较多A液，
再加少量B液。
Cu(OH)2被还原糖还原成Cu2O砖红色沉淀。
蛋白质在碱性条件下与Cu2+络合，生成紫色络合物。
水浴加热(50~65℃)
碱性环境、常温
比较斐林试剂和双缩脲试剂
1.原理
脂肪＋苏丹Ⅲ染液→橘黄色
脂肪被苏丹Ⅲ染成橘黄色
2.选材:
富含脂肪且色浅
花生种子: 富含脂肪且没有其他颜色干扰。
三、脂肪的检测和观察
脂肪的检测和观察
苏丹Ⅲ
低倍镜
橘黄色
脂肪的检测结果
实验易错点提示
(1)唯一需要加热—— 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
(3)唯一需要显微镜—— 鉴定,实验中要用 ，其作用是 。
还原糖
脂肪
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”。
50%的酒精溶液
不是无色而是浅蓝色
【检测】实验测得小麦、大豆、花生三种生物干种子中三大类有机物含量如图所示,下列有关叙述正确的是 ( 　)
A
A.选用花生作为实验材料检验细胞中的脂肪颗粒时需要使用显微镜
B.用双缩脲试剂检测大豆种子研磨液中的蛋白质时需加热后才能呈紫色
C.向小麦种子的研磨液中加入斐林试剂,会出现砖红色
D.选用小麦种子的研磨液作为实验材料检验淀粉是否存在时需要使用苏丹Ⅲ染液
【检测】(2014·广东，5)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
蛋白质是生物体生命活动的体现者，在整个种子成熟过程中都能检测到蛋白质的存在
【检测】现有无标签的稀蛋清、葡萄糖溶液、淀粉溶液和淀粉酶(是一种蛋白质，能够将淀粉分解为麦芽糖)溶液各一瓶，可用双缩脲试剂、斐林试剂和淀粉溶液将它们鉴定出来。用试剂将上述4种溶液初步鉴定如下，请填写相应内容。
①为 ，⑤为 。区分与双缩脲试剂发生显色反应的一组溶液的方法及鉴定结果为将 分别与发生显色反应的两种溶液混合，一段时间后，用斐林试剂分别处理上述两种混合液，并 出现砖红色沉淀的溶液是 溶液，另一溶液不出现砖红色沉淀。
稀蛋清、淀粉酶溶液
淀粉
淀粉溶液
淀粉酶
水浴加热2 min
还原糖+斐林试剂 ___________
脂肪 +
蛋白质+双缩脲试剂 _____
50 ℃～65 ℃
温水浴
砖红色沉淀
苏丹Ⅲ染液 _____
橘黄色
紫色