2.1细胞中的元素和化合物课件（共25张PPT、3份视频）2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1

(共25张PPT)
组成细胞的分子
2.1 细胞中的元素和化合物
教学目标
1. 生命观念
（1）通过比较构成细胞与非生命物质的元素种类与含量，认识到细胞和生物体的各种生命活动都有其物质基础，认同生命的物质性。
2. 科学思维
（1）通过比较组成不同细胞的元素及含量，说出组成细胞的主要元素，认识到生命的物质基础具有统一性和特殊性，进一步认同生命的物质性。
3. 科学探究
（1）尝试检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质，进行实验操作、观察结果，基于实验简述组成细胞的物质的特殊性。
4. 社会责任
（1）认识科学膳食，向人们宣传健康的生活饮食习惯。
新课导入
世间的万事万物都是由物质构成，而物质又是由元素所组成。组成生物体的元素有哪些？不同的生物体在元素组成上有没有什么差别？不同生物的细胞中，含量是否相同？
生物体内是否存在元素周期表中所有的元素？
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
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：生物界与非生物界具有统一性
（种类）
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：生物界与非生物界具有差异性
（含量）
组成细胞的元素
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
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
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，这些物质都含有C、H、O,蛋白质中还含有大量的N元素。
组成细胞的元素
组成人体细胞的主要元素
（占细胞干重的百分比）
O>C>H>N
C>O>N>H
组成人体细胞的主要元素
（占细胞鲜重的百分比）
鲜重指细胞正常生活状态下所测得的质量，如新鲜菠菜
干重指除去水分后所测得的重量，即烘干保持恒重后测定的重量
在人体的细胞中，鲜重时含量最多的4种元素？干重时含量最多的元素？为什么有这样的差别？（提示：P17图2-1）
组成细胞的元素
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
2.细胞中有些元素含量很少，是否意味着他们不重要？
不是。
细胞中必需的化学元素，根据含量（是否大于万分之一），分为大量元素和微量元素。
组成细胞的元素
含量占生物体总量的万分之一以上的元素；
C
碳
H
氢
O
氧
N
氮
P
磷
S
硫
K
钾
Ca
钙
Mg
镁
等
1.大量元素
含量占生物体总量的万分之一以下的不可缺少的元素
Fe
铁
Zn
锌
Cu
铜
B
硼
Mo
钼
锰
Mn
巧记口诀：（铁猛碰新木桶）
2.微量元素
等
含量较多
组成细胞的元素
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 ）
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）
组成细胞的化合物
1.化合物的种类
水
无机盐
糖 类
蛋白质
脂 质
核 酸
组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在
组成细胞的化合物
2.化合物的含量
蛋白质>脂质>糖类
(1)细胞内含量最多的化合物 。
(2)细胞内含量最多的无机化合物 。
(3)占细胞鲜重含量最多的化合物 。
(4)细胞内仅次于水的化合物 。
(5)细胞内含量最多的有机化合物 。
(6)占细胞干重含量最多的化合物 。
(7)三种有机化合物含量在细胞中的比例： 。
水
水
蛋白质
蛋白质
水
蛋白质
花生种子的细胞呢？
沙漠仙人掌的细胞呢？
无论植物还是动物，不管在什么环境下
组成细胞的化合物
①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？
糖类 H2O 叶绿素
梨果实细胞
梨叶片细胞
多
少
多
少
无
多
②下列种子中含蛋白质最丰富的是 ，含淀粉最丰富的是 ，含脂肪最丰富的是 。（玉米、油菜、大豆）
总结：不同生物组织的细胞中各种化合物的含量是有差别的
因此，日常膳食中做到不同食物合理搭配，以满足机体的营养需要
大豆
玉米
油菜
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
淀粉(非还原糖)+碘液
还原糖+斐林试剂
蛋白质+双缩脲试剂
脂肪+苏丹Ⅲ
50℃~65℃
水浴加热2min
砖红色沉淀
橘黄色
紫色
蓝色
甲:斐林试剂(蓝色)
乙:斐林试剂与还原糖反应呈砖红色
甲:双缩脲试剂B液(浅蓝色) ;
乙:双缩脲试剂与蛋白质反应呈紫色.
选择要求：颜色浅或接近于浅色，富含某种有机物的材料。
一、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。
2.实验材料
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
根据此要求，对提供的材料进行选择和分类：
①苹果　②花生种子　③豆浆　④梨　⑤稀释鸡蛋清　⑥鲜肝提取液　⑦马铃薯匀浆　⑧芝麻种子　⑨西瓜汁　⑩葡萄匀浆 白萝卜匀浆
(1)适合还原糖检测的有 。
(2)适合脂肪检测的有 。
(3)适合蛋白质检测的有 。
(4)适合淀粉检测的有 。
⑦
①④⑩
②
③⑤⑥
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1.可溶性还原糖的检测
选材：
结论
含(还原糖)糖量高、白色或近于白色的植物组织
制浆→过滤（一层纱布）→取液
组织样液含有还原糖。
注入2mL梨组织样液
振荡、混合摇匀
注入1mL刚配制好的斐林试剂
变成砖红色
50-65℃的温水
制备
样液
颜色
反应
蓝色
棕色
砖红色
新制Cu(OH)2
Cu2O(沉淀）
甲液：质量浓度0. 1g/mlNaOH
乙液：质量浓度0. 05g/mlCuSO4
甲、乙液等量
混匀现配现用
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
思考：
1.还原糖是什么？显色反应的本质如何？
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。
R—CHO+2Cu(OH)2→
R—COOH+Cu2O↓+2H2O
还原糖
非还原糖
所有的单糖（除二羟丙酮）
麦芽糖、乳糖
所有的多糖
蔗糖
常见的还原糖：______________________
葡萄糖、果糖、麦芽糖
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
2.蛋白质的检测
含蛋白质丰富的豆浆或鸡蛋清溶液。
黄豆浆滤液或蛋清稀释液
制备样液：
呈色反应
双缩脲试剂
A液1mL
双缩脲试剂B液4滴
摇匀后变成紫色
结论：组织样液中存在蛋白质。
组织样液2 mL
双缩脲试剂本是用来检测双缩脲，由于蛋白质分子中含有很多与双缩脲结构相似的肽键，因此也能与铜离子在碱性溶液中发生双缩脲反应，生成紫色的络合物。
选材：
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
2.蛋白质的检测
双缩脲试剂本是用来检测双缩脲，由于蛋白质分子中含有很多与双缩脲结构相似的肽键，因此也能与铜离子在碱性溶液中发生双缩脲反应，生成紫色的络合物。
双缩脲是由2分子尿素形成的
O=C
NH2
NH2
O=C
NH2
NH2
O=C
NH2
NH
O=C
NH3
NH2
+
+
双缩脲
尿素
尿素
氨气
类似肽键
1个双缩脲分子相当于含有两个肽键，双缩脲试剂不能二肽反应
类似肽键
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
不需要用显微镜，直接用肉眼观察。
3.脂肪的检测：
方法一：花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ染液→橘黄色
方法二：
取材：花生种子（浸泡），将子叶切成薄片
制片
①取最薄的切片，放在载玻片中央
②滴2～3滴苏丹Ⅲ染液（染色3min）
③去浮色：加1～2滴体积分数为50%的酒精溶液
④制成临时装片：滴一滴蒸馏水，盖上盖玻片
先低倍镜下找着色颗粒，移至视野中央后用高倍镜观察
观察：
结论：圆形小颗粒呈橘黄色，证明有脂肪存在。
脂肪微粒
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
选材：
显色反应
结论
组织样
液2mL
碘液2滴
组织样液中存在淀粉。
摇匀后变成蓝色
马铃薯匀浆
4.淀粉的检测
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
实验材料的选择
（1）所选材料应富含被检测的有机物，易出现明显的实验现象。
（2）材料本身应为白色或近于白色，不干扰实验结果。
三类有机物的检测在操作步骤上的差异
（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。
易错警示
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]。
注意事项
课堂小结
组成细胞的元素
组成细胞的化合物
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
常见的元素有20多种
大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等
微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等
统一性（种类）
差异性（含量）
无机物：水（细胞中含量最多）、无机盐
有机物：蛋白质（干重中含量最多）、糖类、 脂质、核酸
目的要求
实验原理
材料用具
方法步骤
再见，谢谢！
组成细胞的分子