2.1 细胞中的元素和化合物-高中生物人教版必修一 课件(共31张PPT)

(共31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
组成地壳与组成生物体的部分元素含量（％）表
没有，这说明生物界和非生物界具有统一性。
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？
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？
分析表中数据解答问题：
没有，这说明生物界和非生物界具有统一性。
含量有区别，说明生物界和非生物界还具有差异性。
问题探讨
1、生物界与非生物界在元素组成上的统一性和差异性。
2、细胞生命活动所需的物质，归根结底是从____________中获取的。组成细胞的化学元素，在_____________中都能找到。没有一种化学元素为______特有。但是，细胞中各种元素的相对含量与无机自然界的大不相同。
无机自然界
无机自然界
细胞
总结：
说明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。
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)
1. 在玉米细胞和人体细胞中含量较多的四种元素一样吗？
在玉米细胞和人体细胞中含量较多的四种元素是一样，都是C、H、O、N。
思考·讨论
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)
2.细胞中有些元素含量很少，是否意味着它们不重要？
细胞中有些元素含量很少，但是却有着重要作用，如在玉米细胞中，S只有0.17%，Mg只有0.18%，但是很多蛋白质都含有S，叶绿体中叶绿素分子就含有Mg，如果缺少S或Mg，细胞就不能合成这些蛋白质或叶绿素了。
思考·讨论
组成细胞的元素
3.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？
玉米细胞中氧元素明显高于人体细胞，而氮元素的含量明显低于人体细胞，这说明玉米细胞和人体细胞中不同有机物的含量有差别。
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
组成细胞的元素
玉米细胞:O＞C＞H＞N
人体细胞:C＞O＞N＞H
这说明不同生物细胞在元素组成上具有统一性，在元素的含量上具有差异性。
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)
组成细胞的元素
１、种类：20多种
２、分类：根据含量分为:
①大量元素：
指含量较多的元素（占生物体总重量万分之一以上的元素）。
如C、H、O、N、P、 S 、 K 、 Ca、Mg等。
分类
大量元素
基本元素
最基本元素
C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg
组成细胞的元素
②微量元素：
指含量很少但生物体生活所必需的一些元素。
如Fe、Mn、B、Zn、 Mo、 Cu等。
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铁、锰、硼、锌、钼、铜
Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu
组成细胞的元素
含量
干重 = 鲜重-水 = 有机物+无机盐
鲜重
干重
在人体细胞中，鲜重时含量最多的元素是 ；干重时含量最多的元素是 。
O
C
鲜重：O>C>H>N
干重：C>O>N>H
组成细胞的元素
强调
（1）大量元素、微量元素都是基于大量不同种类细胞的统计结果所得出，单独分析某一细胞，微量元素的含量不一定比大量元素低。
（2）铅（Pb）、汞（Hg）在细胞中含量也很低，但不属于微量元素，因为它们并不是必需元素。
大量元素、微量元素的前提是必需元素。
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“花”而不实（只开花不结果）
作用
组成细胞的元素
随堂测试
1、微量元素在生物体内含量虽然很少，却是维持正常生命活动不可缺少的。这可通过下面的哪一实例得到证实？（ ）
A．缺Mg时叶片变黄
B．油菜缺B时只开花不结果
C．动物血液中钙盐的含量太低会抽搐
D．缺P会影响核酸的合成
B
Mg、Ca、P是大量元素，B是微量元素
2、下列关于构成细胞的化学元素、大量元素和微量元素的叙述中，不正确的是（ ）
A．C、H、O、N、P、S、K、Ca 都是大量元素，C 在各种有机物中都存在
B．非生物界的元素在生物界都能找到，这说明生物界和非生物界具有统一性的一面
C．划分大量元素和微量元素的标准是元素的含量，两者之间不可替代
D．微量元素虽然含量少，但它们既参与细胞结构组成也参与细胞的代谢调节
B
非生物界的元素不一定都能在生物界找到
随堂测试
组成细胞的化合物
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________。
水
蛋白质
蛋白质
分类 种类
无机化合物 水
无机盐
有机化合物 蛋白质
脂质
糖类
核酸
无论植物还是动物，不管在什么环境下
无机化合物
有机化合物
水：70%～90%
无机盐：1%～1.5%
糖类：
脂质：1%～1.5%
蛋白质：7%～10%
核酸：
C、H、O
C、H、O（N、P）
C、H、O、N（P、S、Fe）
C、H、O、N、P
1％～1.5％
组成细胞的化合物
化合物
随堂测试
1.生活在缺水的沙漠环境中的仙人掌细胞中，含量最多的化合物是（ ）
A.蛋白质 B.脂肪 C.糖类 D.水
2、下列关于组成人体细胞的化学元素的说法，正确的是（　）
A．组成人体细胞的常见的元素有C、H、O、N、P、S共6种，最基本的元素是碳元素
B．人体中的钙元素主要存在于骨骼、牙齿等器官中，属于微量元素
C．人体红细胞中含有较多的铁元素，参与形成血红素，是微量元素
D．人体细胞内含量最多的有机化合物是糖类
C
D
随堂测试
3.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________________。
(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__________。
水、蛋白质
C、H、O、N
O、C、H
联系日常膳食，预测以下食材可能含有的有机物种类
思考：怎样检测细胞中含有上述化合物？
细胞中糖类、脂肪和蛋白质的检测
化学试剂+有机化合物→特定的颜色
①还原糖 + 斐林试剂 砖红色沉淀
水浴加热
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。
实验原理：
②脂肪 + 苏丹Ⅲ染液→橘黄色
③蛋白质 + 双缩脲试剂→紫色
细胞中糖类、脂肪和蛋白质的检测
（1）原理：还原糖 + 斐林试剂 砖红色沉淀
水浴加热
振荡混匀
2mL组织样液
新配制的斐林试剂1mL
呈现浅蓝色
（2）选材：苹果、梨、白萝卜。含糖量较高，颜色为白色或近于白色。
（3）检测过程：
50—65℃水浴
加热2min
变成砖红色（Cu2O）
还原糖：指具有还原性的糖类。在糖类中，分子中含有游离醛基或酮基的单糖和含有游离醛基的二糖都具有还原性。还原性糖包括葡萄糖、果糖、麦芽糖等。
注：
细胞中糖类、脂肪和蛋白质的检测
一、可溶性还原糖的检测
制备组织样液
结论
观察现象
显色反应
向试管加2ml样液
向试管加1ml新配制的斐林试剂
振荡混匀
50—65℃水浴加热
斐林试剂：甲液：0.1g/mL的NaOH溶液，乙液：0.05g/mL的CuSO4溶液，使用前等体积混合，现配现用，需水浴加热。
梨
研磨
取5g，放入研钵中
过滤
滤液
观察溶液颜色变化：浅蓝色→棕色→砖红色
结论：生成砖红色沉淀，说明梨或苹果中含有还原糖。
细胞中糖类、脂肪和蛋白质的检测
（1）选材：经浸泡去种皮的花生种子。
（2）检测过程：
选取最薄的切片置于洁净的载玻片中央
制成临时装片：滴1 2滴蒸馏水，盖上盖玻片
染色：在薄片上滴加2 3滴苏丹Ⅲ染液，染色2 3min
洗去浮色：用吸水纸吸去染液，滴加体积分数为50%的酒精1 2滴
在低倍镜下寻找到已着色的颗粒，然后用高倍镜观察。
花生种子（浸泡3-4 h），去皮，将子叶削成薄片。
注：酒精能溶解苏丹Ⅲ
细胞中糖类、脂肪和蛋白质的检测
二、脂肪的检测
切片
制片
镜检
二、脂肪的检测
细胞中糖类、脂肪和蛋白质的检测
橘黄色小圆颗粒即为脂肪颗粒
脂肪 + 苏丹Ⅲ染液 橘黄色
（3）检测结果：
细胞中糖类、脂肪和蛋白质的检测
二、脂肪的检测
（1）原理：蛋白质 + 双缩脲试剂 紫色络合物
（2）选材：黄豆、鸡蛋清（稀释）、牛奶、豆浆
（3）检测过程：
A液： NaOH0.1g/mL创造碱性条件
B液：提供Cu2+，如果B过量, Cu2+的蓝色就会遮盖生成的紫色
三、蛋白质的检测
细胞中糖类、脂肪和蛋白质的检测
黄豆
浸泡
研磨
过滤
黄豆组织样液
去皮、切片
蛋清液
鸡蛋
鸡蛋清稀释液
稀释
向试管中注入2ml样液
向试管中注入2ml试剂A液
加入3-4滴试剂B液
观察颜色变化：蓝色→紫色
加入双缩脲试剂A后，颜色呈现为无色，加入B后，变为紫色，说明鸡蛋清中有蛋白质存在。
制备组织样液
结论
观察现象
显色反应
细胞中糖类、脂肪和蛋白质的检测
项　目 斐林试剂 双缩脲试剂
相同点 不同点 CuSO4溶液浓度
检测物质
使用方法
反应条件
反应现象
斐林试剂与双缩脲试剂的异同分析
细胞中糖类、脂肪和蛋白质的检测
甲、乙两液等量混匀后立即使用
先加入A液，再加入B液
浅蓝色→棕色→砖红色
浅蓝色→紫色
含有NaOH和CuSO4两种成分,且NaOH的质量浓度都是0.1 g/mL
0.05 g/mL
0.01 g/mL
还原糖
蛋白质
50～65 ℃水浴加热
不需要加热
1. 某生物兴趣小组在野外发现一种组织颜色为白色的不知名野果，该小组把这些野果带回实验室欲鉴定其中是否含有还原糖、脂肪和蛋白质，下列叙述正确的是（ ）
A．对该野果进行脂肪的鉴定实验中，若视野一半清晰，一半模糊则可能是观察材料薄厚不均，观察材料应薄而透明
B．若在该野果的组织样液中加入斐林试剂并水浴加热出现较深的砖红色，说明该野果中含有大量的葡萄糖
C．进行蛋白质的鉴定时可用斐林试剂的甲液和乙液代替双缩脲试剂A液和B液，因为它们的成分相同
D．进行还原糖鉴定实验结束时将剩余的斐林试剂装入棕色瓶，以便长期保存备用
只能说明含有还原糖，但不一定是葡萄糖
CuSO4溶液浓度不同
斐林试剂需要现用现配用
A
随堂测试
2．下列关于“检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质”实验的操作步骤的叙述中，正确的是（ ）
A．用于鉴定可溶性还原糖的斐林试剂甲液和乙液，可直接用于蛋白质鉴定
B．利用花生子叶进行脂肪的鉴定需要用显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪滴
C．鉴定可溶性还原糖时，要加入斐林试剂甲液摇匀后，再加乙液
D．用于鉴定蛋白质的双缩脉试剂 A 液与 B 液要混合均勺后再加入含样品的试管中，且必须现配现用
B
CuSO4溶液浓度不同，不能直接使用
要将甲液和乙液等量混合均匀后再加入
先加A液，再加B液
随堂测试
本课结束