2.1细胞中的元素和化合物课件（共30张PPT、2份视频）2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1

(共30张PPT)
落红不是无情物，化作春泥更护花
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
第2章 组成细胞的分子
第1节 细胞中的元素和化合物
第1课时
问题探讨 P16
组成地壳和细胞的部分元素含量（%）表
元素 地壳 细胞
O 48.6 65.0
Si 26.3 极少
C 0.087 18.0
N 0.03 3.0
H 0.76 10.0
通过比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量，能否解释生命与所处环境之间的关系？
组成细胞的元素
生物界和非生物界的统一性和差异性
从化学元素的种类分析，组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能找到
统一性
差异性
从化学元素的相对含量分析，同一元素在细胞与无机环境的含量大不相同
生物有选择性地从无机环境中获得元素
生物直接或间接从无机环境中获取元素
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)
基本元素
注：其它元素占细胞干重的质量分数总计小于3%
1.不同生物体内化学元素的种类基本相同。
2.不同生物体内同种化学元素的含量不同。
3.同一生物体内不同化学元素的含量不同。
元素 玉米 人
O 44.43 14.62
C 43.75 55.99
H 6.24 7.46
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
观察右表，你能发现何种规律？
4. C、H、O、N 4种元素所占比例最大。
组成细胞的元素
C、H、O、N、P、S、Mg、Ca、K
C
统一性、差异性
自主学习
P17
等
Fe 、Mn、 Zn 、Cu 、B、Mo
化合物
C、H、O、N
碳是构成有机物的骨架元素
,这体现了:
组成细胞的元素
大量元素
微量元素
铁
猛
碰
新木桶
组成细胞的元素
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
自然界中的元素
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
尝试构建下列元素的包含关系图
注意事项：
大量元素和微量元素都是组成生物体的必需元素，但生物体内的元素并不都是必需元素，如汞Hg、铅Pb、镉Cd。
组成细胞的元素
鲜重细胞中元素含量由多到少的顺序是 。
干重细胞中元素含量由多到少的顺序是 。
O>C>H>N
C>O>N>H
注
意
鲜重时，含量最多的元素？数量最多的元素？
活细胞中氧的含量最多，但氢原子的数量最多。
C、H、O、N为基本元素
元素占人体细胞鲜重百分比
元素占人体细胞干重百分比
组成细胞的元素
元素缺乏与疾病的相关性：
组成细胞的元素
元素缺乏与疾病的相关性：
缺Fe：
人体患贫血
缺B：
硼促进花粉萌发，花粉管伸长
缺硼会导致华而不实（只开花不结果）
缺Zn：
影响人体生长发育、大脑发育和性成熟
微量元素既然如此重要，是不是越多越好呢？
铁元素摄入过量可能会引发肝硬化和糖尿病
组成细胞的元素
如果缺铁，我们如何补充？
膳食中血红素铁容易被人体吸收，主要存在于动物红肉、肝脏、血液中
组成细胞的化合物
组成细胞的各种元素大多数以化合物的形式存在，如：水，无机盐、蛋白质，核酸，糖类，脂质，等等。
无机化合物
有机化合物
无机盐（占1%-1.5% ）
水（占70%-90% ）
糖类和核酸(占1%-1.5%）
蛋白质（占7%-10% ）
脂质（占1%-2% ）
组成细胞的主要化合物及相对含量图
小结
组成细胞的元素
组成细胞的化合物
主要存在形式
大量元素
微量元素
生物界和非生物界具有统一性和差异性
无机物
有机物
水和无机盐
糖类
蛋白质
核酸
脂质
生物与生物之间具有统一性与差异性
生命是物质的
将细胞内含有的各种物质配齐，并按照它们在细胞中的比例放在一个试管中，能构成一个生命系统吗？
生命是系统的
生命是一个严谨有序的结构
第2章 组成细胞的分子
第1节 细胞中的元素和化合物
第2课时
组成细胞的化合物
组成细胞的各种元素大多数以化合物的形式存在，如：水，无机盐、蛋白质，核酸，糖类，脂质，等等。
无机化合物
有机化合物
无机盐（占1%-1.5% ）
水（占70%-90% ）
糖类和核酸(占1%-1.5%）
蛋白质（占7%-10% ）
脂质（占1%-2% ）
组成细胞的主要化合物及相对含量图
组成细胞的化合物
糖类
蛋白质
脂肪
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 P18
实验材料：梨匀浆、葡萄匀浆、白萝卜匀浆、花生种子、豆浆、鲜肝提取液蛋清稀释液
实验仪器：双面刀片、试管（较好用刻度试管）、试管夹、试管架、大小烧杯、小量筒、滴管、酒精灯、三脚架、石棉网、火柴、载玻片、盖玻片、毛笔、吸水纸、显微镜
实验试剂：
斐林试剂(包括甲液：0.1g/ mL NaOH溶液和乙液：0.05g/ mL CuSO4溶液)
苏丹Ⅲ染液
双缩脲试剂(包括A液：0.1g/ mL NaOH溶液和B液：0.01g/ mL CuSO4溶液)
体积分数为50%的酒精溶液
蒸馏水
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1mL现配斐林试剂
蓝色
棕色
砖红色沉淀
50~65℃水浴加热2min
1、还原糖的检测和观察
选材
制备组织匀浆
显色反应
还原糖含量较高、无色或近于无色的植物组织
(匀浆→ 一层纱布过滤 → 取液 )
结论
组织匀浆中含有还原糖
反应不彻底
还原糖+斐林试剂
2mL组织匀浆
无色
砖红色沉淀
水浴加热
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质——还原糖的检测和观察
颜色反应的明显程度依次为梨、葡萄匀浆、白萝卜
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
2、蛋白质的检测和观察
2mL组织样液
1mL双缩脲试剂A液
无色
浅蓝色
4滴双缩脲试剂B液
紫色
选材与制备
显色反应
鲜肝提取液、豆浆或蛋清稀释液
结论
组织样液中含有蛋白质
蛋白质+双缩脲试剂→紫色络合物
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质——蛋白质的检测和观察
颜色反应的明显程度依次为鸡蛋清稀释液、鲜肝提取液、豆浆
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
斐林试剂与双缩脲试剂对比
斐林试剂 双缩脲试剂
试剂组成
鉴定物质
使用方法
反应条件
显色情况
反应原理
甲液: 0.1g/mL NaOH
乙液: 0.05g/mL CuSO4
A液: 0.1g/mL NaOH
B液: 0.01g/mL CuSO4
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1mL,摇匀；
再加B液4滴，摇匀
需水浴加热
不需加热
蓝色→棕色→砖红色沉淀
浅蓝色→紫色
可溶性还原糖
蛋白质
Cu(OH)2被还原糖还原成Cu2O砖红色沉淀。
蛋白质（肽键）在碱性条件下与Cu2+络合，生成紫色络合物。
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
3、脂肪的检测和观察
取材
切片
制片
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
结论
花生种子中含有脂肪
①用毛笔蘸取最理想的薄片（薄、透光）放置载玻片中央
②染色：在薄片上滴2-3滴苏丹Ⅲ染液，染色3min
④去浮色：用体积分数为50%的酒精，洗去浮色
⑤用吸水纸吸去多余酒精，滴1滴蒸馏水，盖上盖玻片
观察
在低倍镜下找到已着色的圆形小颗粒，移至视野中央，然后用高倍镜观察，视野中被染成橘黄色的脂肪颗粒清晰可见
③用吸水纸吸去多余染液
脂肪 + 苏丹Ⅲ→橘黄色
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
3、脂肪的检测和观察
判断：脂肪鉴定必须用到显微镜！
液体脂肪（花生油）不用显微镜
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
实验的材料的选择和处理有什么要求？
材料的选择 材料的处理
还原性糖的鉴定 /
脂肪的鉴定
蛋白质的鉴定
含糖高，颜色为接近无色的植物组织，如苹果和梨
富含脂肪的种子，如花生
去种皮、浸泡3~4小时
富含蛋白质的黄豆或鸡蛋清
黄豆需浸泡1-2天，鸡蛋清要先稀释
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1、在做还原糖、蛋白质鉴定的实验时，为什么要设置还原糖、蛋白质标准显色液？
作对照
2、使用双缩脲试剂时为什么B液只能加3～4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。
3、为什么斐林试剂要现配现用，不能放置太久？
时间太长，Cu(OH)2悬浊液就沉淀在试管底部而无法参与反应。
与实验相关的几个问题
还原性糖 葡萄糖、果糖、麦芽糖、半乳糖、乳糖
非还原性糖 蔗糖、淀粉、纤维素
4、常见还原性糖与非还原性糖
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
(1)唯一需要加热的:用斐林试剂检测还原糖时,必须水浴加热。
(2)唯一使用酒精的:脂肪的检测实验中需用体积分数为50%的酒精洗去浮色。
(3)唯一使用显微镜的:脂肪的检测中制作临时装片后,观察组织中被染色的脂肪颗粒时,需使用显微镜
(4)斐林试剂和双缩脲试剂本身就是有颜色的（蓝色、浅蓝色）
实验易错点提示
课堂小结
课后作业