2023-2024学年高一生物人教版必修第一册课件 2.1 细胞中的元素和化合物(共33张PPT3个视频)

(共33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
《中国居民膳食指南科学研究报告(2021)》中指出：受社会经济发展水平不平衡、人口老龄化和不健康饮食生活方式等因素的影响，我国仍存在一些亟待解决的营养健康问题。
膳食不平衡的问题突出，成为慢性病发生的主要危险因素。高油高盐摄入在我国仍普遍存在，青少年含糖饮料消费逐年上升，全谷物、深色蔬菜、水果、奶类、鱼虾类和大豆类摄入普遍不足。
居民生活方式明显改变，身体活动总量下降，能量摄入和消耗控制失衡，超重肥胖成为重要公共卫生问题，膳食相关慢性病问题日趋严重。
城乡发展不平衡，农村食物结构有待改善。农村居民奶类、水果、水产品等食物的摄入量仍明显低于城市居民，油盐摄入、食物多样化等营养科普教育急需下沉基层。
婴幼儿、孕妇、老年人等重点人群的营养问题应得到特殊的关注。食物浪费问题严重，居民营养素养有待提高。
合理膳食是指一日三餐所提供的营养必须满足人体的生长、发育和各种生理、体力活动的需要。合理饮食可以达到显著减肥的目的。
3.你能否结合自身情况及所处环境，为自己制作
一个合理的“周进食计划”并认真执行？
1.什么是合理膳食？
食物多样，谷类为主。
吃动平衡，健康体重。
多吃蔬果、奶类、大豆。
适量吃鱼、禽、蛋、瘦肉。
少盐少油，控糖限酒。
杜绝浪费，兴新食尚。
我们的食物主要来自植物，植物中的元素主要来自环境，植物中的元素与环境中的元素有哪些异同？
2.合理膳食与细胞内的分子组成有什么联系？
细胞内的分子来源于食物中的营养物质
讨论
地壳 元素 细胞
O
Si
C
N
H
48.60
26.30
0.087
0.03
0.76
65.0
极少
18.0
3.0
10.0
(1)组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能找到，说明了什么？
1.比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量(%)，回答问题：
生物界和非生物界具有统一性。
(2)细胞中的各种元素的相对含量与无机自然界的大不相同，这说明了什么？
生物界和非生物界还具有差异性。
地壳 元素 细胞
O
Si
C
N
H
48.60
26.30
0.087
0.03
0.76
65.0
极少
18.0
3.0
10.0
1.比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量(%)，回答问题：
(3)组成细胞的元素追根溯源来自无机自然界，为什么细胞内各种元素的比例与无机自然界的大不相同？
生物体是按照生命活动的需要，有选择地从无机自然界获取元素的。
地壳 元素 细胞
O
Si
C
N
H
48.60
26.30
0.087
0.03
0.76
65.0
极少
18.0
3.0
10.0
1.比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量(%)，回答问题：
元素 玉米细胞 人体细胞
C 43.57 55.99
H 6.27 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.比较组成玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量(干重，质量分数)，回答下列问题：
注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3%
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？
在玉米细胞和人体细胞中含量较多的四种元素是一样的，都是C、H、O、N。这是因为玉米和人都是生物，组成它们的主要成分都是水、糖类、脂质和蛋白质等物质，这些物质都含有C、H、O，蛋白质中还含有大量的N元素。
大量元素
元素 玉米细胞 人体细胞
C 43.57 55.99
H 6.27 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%
基本元素
(2)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，怎样解释这种现象？
玉米细胞和人体细胞中的不同有机物的含量有差别，如玉米细胞中的糖类要多一些，而人体细胞中的蛋白质的含量要多一些。
大量元素
2.比较组成玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量(干重，质量分数)，回答下列问题：
元素 玉米细胞 人体细胞
C 43.57 55.99
H 6.27 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%
基本元素
(3)细胞中有些元素含量很少，如在玉米细胞中，S只有0.17%，Mg只有0.18%，是否意味着这些元素并不重要？
细胞中有些元素含量虽然很少，但是却有重要作用，如很多蛋白质都含有S，叶绿体中的叶绿素分子含有Mg，如果缺少S或Mg，细胞就不能合成这些蛋白质或叶绿素。
大量元素
2.比较组成玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量(干重，质量分数)，回答下列问题：
(1)生物界和非生物界的统一性和差异性
①统一性：从化学元素的种类分析，组成细胞的化学元素，在_____________中都能够找到。
②差异性：从______________________分析，细胞与无机自然界大不相同。
(2)种类：组成细胞的化学元素，常见的有____多种。
(3)分类
①大量元素(含量较多)：______________________________________等。
②微量元素(含量很少)：_______________________________等。
无机自然界
各种元素的相对含量
20
C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg
Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo
1
组成细胞的元素
3.请尝试构建下列概念的包含关系图。
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。
Ｃ H O N P S K Ca Mg 等
Fe Mn B Zn Mo Cu 等
组成细胞的元素
自然界中的元素
基本元素
大量元素
微量元素
核心归纳
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
核心归纳
元素缺乏与疾病的相关性
缺Fe：人体患贫血
A
缺Ｉ：人幼年患呆小症、成年患甲状腺肿大（大脖子病）
C
缺B ：花而不实（只开花不结果）
E
缺Zn：影响人体生长发育、大脑发育和性成熟
B
缺Mg ：影响植物叶绿素的合成，影响光合作用的进行
F
缺Ca ：成年人缺钙患骨质疏松症、血钙含量太低会出现抽搐现象，含量过高会导致肌无力
D
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
(1)元素存在形式：大多以_______的形式存在。
化合物
(2)种类及相对含量：
2
组成细胞的化合物
1.(2023·吉林长春二中高一期末)如图为元素在生物体内的含量分布情况，下列叙述错误的是
A.P、S、K、Ca、Zn属于大量元素
B.Ⅰ在非生物界中都能找到，体现了
生物界与非生物界的统一性
C.Ⅱ和Ⅲ为生物体的必需元素，一旦缺乏就可能会导致相应的病症
D.Ⅱ含量虽少，却是生物体正常生命活动不可缺少的
√
Zn属于微量元素，A错误。
2.生命的物质基础是组成细胞的元素和化合物，如图中序号代表不同的化合物，面积不同代表含量不同，其中Ⅰ和Ⅱ代表两大类化合物。下列叙述正确的是
A.若Ⅴ和Ⅵ分别代表蛋白质和脂质，则Ⅶ代表核酸
B.细胞干重和鲜重中含量最多的化合物分别是Ⅴ和Ⅲ
C.医用的生理盐水和糖溶液中的溶质分别属于Ⅳ和Ⅴ
D.上述物质中氧原子含量最高的化合物是Ⅴ
√
根据题图可知，Ⅰ和Ⅱ分别代表无机化合物和有机化合物，若Ⅴ代表蛋白质，Ⅵ代表脂质，则Ⅶ应代表核酸和糖类，A错误；
在细胞干重中含量最多的化合物是蛋白质(Ⅴ)，在细胞鲜重中含量最多的化合物是水(Ⅲ)，B正确；
医用的生理盐水和糖溶液中的溶质分别是NaCl和葡萄糖，它们分别属于Ⅳ(无机盐)、Ⅵ或Ⅶ(糖类)，而Ⅴ代表蛋白质，C错误；
水中的氧原子含量最高，因此，氧原子含量最高的化合物是Ⅲ(水)，D错误。
1.所有细胞中各种化合物的种类和含量都一样吗？
2.根据你的生活经验，说说哪些植物器官的细胞中富含糖类、脂质或蛋白质？
怎样来检测这些化合物呢？
思考
1
2
3
物质鉴定类实验的基本思路
鉴定原理
实验流程
实验选材
要求：颜色浅或接近于浅色，
富含某种有机物的材料。
糖类的检测：
①还原糖(葡萄糖、麦芽糖、果糖等)＋ 试剂 。
②淀粉＋碘液→ 。
脂肪的检测：
脂肪＋ 染液→ 色。
蛋白质的检测：
蛋白质＋ 试剂→ 色。
蓝色
斐林
砖红色沉淀
苏丹Ⅲ
橘黄
双缩脲
紫
1
实验原理
蛋清
豆浆
鸡肝
梨
葡萄
白萝卜
2
实验选材
且必须是可溶性还原糖
属于还原糖的有：单糖、麦芽糖、乳糖
属于非还原糖的有：蔗糖、多糖
斐林试剂是甲液NaOH和乙液CuSO4混合后才可使用，因为其反应原理是还原糖中的醛基被Cu（OH）2氧化，Cu（OH）2被还原成Cu2O
不能用酒精灯直接加热
3
实验流程
(1) 还原糖的鉴定
【实验结果】
稀释10倍以上，否则实验后易黏附在试管壁上
双缩脲试剂是使用时先加A液，再加B液，因为其反应原理是具有两个或以上肽键的化合物在碱性条件下与Cu2+反应生成紫色络合物，所以要先营造一个碱性环境。
3
实验流程
(2) 蛋白质的鉴定
【实验结果】
材料 蛋白质检测结果 还原糖检测结果 结论
葡萄糖标准液 有砖红色沉淀
蛋白质标准液 产生紫色反应
梨匀浆 无 有
葡萄匀浆 无 有
白萝卜匀浆 无 有
豆浆 有 无
鲜肝提取液 有 无
鸡蛋清稀释液 有 无
富含还原糖
富含还原糖
富含还原糖
富含蛋白质
富含蛋白质
富含蛋白质
脂肪的检测与观察
方法一：花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ染液→橘黄色
方法二：
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，再高倍镜观察
观察
圆形小颗粒呈橘黄色，证明有脂肪存在。
3
实验流程
(3) 脂肪的鉴定
取材
花生种子（浸泡），将子叶切成薄片
结论
项目 斐林试剂 双缩脲试剂
成分 甲液 乙液 A液 B液
质量浓度为0.1 g/mL 的NaOH溶液 质量浓度为 质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液 质量浓度为
原理不同 新配制的Cu(OH)2与加入的还原糖在水浴加热 条件下反应，Cu(OH)2被还原生成砖红色的Cu2O沉淀 蛋白质在碱性溶液中可以与Cu2＋发生双缩脲反应，生成紫色络合物
方法不同 甲、乙两液等量混匀后立即使用(现配现用)
使用条件
颜色反应
0.05 g/mL
的 CuSO4溶液
0.01 g/mL的CuSO4溶液
先加入A液1 mL，摇匀，再加B液4滴，摇匀
50～65 ℃温水浴加热
不需加热
蓝色→棕色→砖红色
浅蓝色→紫色
1.完善表格，总结斐林试剂和双缩脲试剂的异同
2.利用斐林试剂的甲液、乙液和蒸馏水能否检测蛋白质？为什么？　
能；斐林试剂的甲液、乙液的成分分别与双缩脲试剂的A液、B液相同，只是斐林试剂的乙液的质量浓度比双缩脲试剂的B液高，只需将斐林试剂的乙液用蒸馏水稀释成0.01 g/mL即可。
3.鉴定可溶性还原糖的实验材料是否可选择西瓜、番茄、马铃薯、甘蔗组织样液？
不可以。西瓜和番茄组织样液本身的颜色对于鉴定时的颜色反应起着掩盖作用，导致实验现象不明显；马铃薯含淀粉，淀粉为非还原糖；甘蔗主要含蔗糖，为非还原糖。
应选颜色为白色或近白色、富含葡萄糖、果糖或麦芽糖等还原糖的
植物组织样液，以苹果、梨的匀浆最好。
核心归纳
1.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。
2.三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。
核心归纳
3.易错警示
(1)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]。
(2)误认为脂肪的检测必须使用显微镜
若要观察被染色的脂肪颗粒，则使用显微镜，但若只观察溶液颜色变化，则不必使用显微镜，可以在制备的组织样液中加入苏丹Ⅲ染液，观察溶液的颜色变化。
细胞中的元素和化合物
化合物
无机物
有机物
水
无机盐
脂类
糖类
蛋白质
核酸
斐林试剂
检测
碘液
脂肪
蛋白质
还原糖
淀粉
苏丹Ⅲ或
Ⅳ染液
双缩脲试剂
C、H、O、N
C、H、O、N、P、
S、K、Ca、Mg
Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo
元素
大量元素
基本元素
微量元素