2.1细胞中的元素和化合物(课件共29张PPT)

(共29张PPT)
广而告之：（电视广告）

广告一：补铁、补血，效果好！朴血口服液！
广告二：健康的体魄，来源于“碘碘”滴滴
广告三：万丈高楼平地起，层层都是“钙”起来
广告四：聪明伶俐，坚持补锌；有锌万事成；
用心的妈妈会用“锌”。
上面的广告中提到了哪些化学元素？能否用学过的生物学知识来解释这些广告中包含的科学道理？
第一节 细胞中的元素和化合物
比较组成地壳和组成细胞的部分元素，你能提出什么问题？就自己提出的问题与其他同学交流。
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
1、细胞中有没有地壳中不存在的特殊元素，从而赋予细胞独特生命特征？（有没有生命特征元素？）
2、同样的元素在细胞中和地壳中的含量并不相同，这意味着什么？
3、为什么某些植物中Si的含量会比较高？
……
Si在某些植物中含量较高，如硅藻、禾本科植物等
问题探讨
生物界和非生物界具有统一性。
生物界和非生物界还具有差异性。
讨论P16：
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？
2．细胞中有些元素含量很少，是否意味着它们不重要？
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？
因为组成它们的主要成分都是水、糖类、脂类和蛋白质等物质,这些物质含有C、H、O，蛋白质中还含有大量的N元素。
组成玉米细胞中O元素的含量明显要高于人体细,而N元素的含量明显又低于人体细胞,这说明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。
不是，每种元素都有各自的作用。有的元素含量很少,但其作用是其它元素不可替代的。
组成人体细胞的主要元素对比图
组成人体细胞的主要元素（占细胞干重的百分比）
组成人体细胞的主要元素（占细胞鲜重的百分比）
思考：从这两幅图中，你能看出什么问题？
1.在人体细胞中，干重时含量最多的元素是 ；最多的四种元素按多到少排列是 。
2.鲜重时含量最多的元素是 ；最多的四种元素按多到少排列是 。
3.组成生物体的化学元素的种类和含量一样吗？
C
O
C＞O＞N＞H
O＞C＞H＞N
种类大体相同，含量差异很大
大量元素：
指含量占生物体总重量万分之一以上的元素。有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。
微量元素：
指生物生活所必需的，但是含量却很少的一些元素。如Fe、Mn、 B、 Zn、 Mo 、Cu、Ni、Cl等。
细胞中元素根据含量分为:
一、组成细胞的元素
最基本元素：C
基本元素： C、H、O、 N
主要元素： C 、H、 O 、N、 P 、S
根据作用分为:
　种类：细胞中常见的化学元素有20多种
C
H
O
N
S
P
K Ca Mg等
最基本
元素
基本元素
主要元素
大量元素
Fe
Mn
B
Zn
Cu等
Mo
微量元素
巧记：
微量元素：铁猛碰新木桶
（Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu）
缺Fe：人体患贫血；果树患黄叶病
缺Ca：成年人缺钙患骨质疏松症；人血液中缺钙
会出现抽搐现象
缺I：人幼年患呆小症；成年患甲状腺肿大（大脖子病）
缺B：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
缺Mg：影响植物叶绿素的合成，影响光合作用的进行
元素缺乏与疾病的相关性：
生活小知识
1.人们经常食用的牛、羊、猪等肉类和白菜、土豆等蔬菜，消化吸收后，其中的成分大多被转化为人体自身的一部分，其根本原因是（　　　）
　　A.组成生物体细胞的化学元素在无机自然界都能找到
　　B.在不同生物的细胞内，组成它们的化学元素和化合物的种类大体相同
　　C.组成生物体细胞的基本元素是碳
　　D.不同生物的细胞内，组成它们的化学元素的含量大体相同
B
应用提升

组成细胞的各种元素又是以什么形式存在的呢
化合物

　　（1）占细胞鲜重最多的化合物是__；元素是 。
　　（2）占细胞鲜重最多的有机物是__ ____；
　　（3）占细胞干重最多的化合物是______;元素是 。
化合物 质量分数 % 化学元素
无机物 水 70 ~ 90 H、O
无机盐 1 ~ 1.5 N、P、K、Ca、Mg、Fe、Zn、
Mn、Cu、B、Mo
有机物 蛋白质 7 ~ 10 C、H、O、N
脂质 1 ~ 2 C、H、O（N、P）
糖类和 核酸 1 ~ 1.5 C、H、O
C、H、O、N、P
水
蛋白质
蛋白质
二、组成细胞的化合物
1. 种类及含量
此数据是基于大量不同种类细胞的统计结果，实际上不同组织中化合物的含量是有差别的，大多数植物干重中含量最多的化合物是糖类。
O
C
问题：
怎样验证细胞中含有上述化合物？
鉴定物质 实验试剂 实验现象 注意事项
还原性糖 斐林试剂 _____色沉淀
脂肪 苏丹III、IV III_____色、（IV红色） 用显微镜观察
蛋白质 双缩脲试剂 ____色
砖红
　　2. 有机物的检测：请看书P18、总结
橘黄
紫
试剂先混合、现用现配、水浴加热
先加NaOH，后加CuSO4
　　（1）检测物质实验要有对照组吗？
　　（2）斐林试剂和双缩脲试剂成分相同，什么不同？
　　（3）此实验对我们摄取食物有何启示？
　　需要空白对照（样液）或标准对照。
　　斐林试剂：现混现用，0.05%CuSO4；
　　双缩脲试剂先用NaOH提供碱性环境，后加4滴0.01%CuSO4 。
多样性
2. 有机物的检测：请看书P18、总结
[方法步骤]
原理：
斐林试剂是含有Cu2+的碱性溶液，能够将还原糖（含有-CHO，即醛基）氧化，并生成砖红色沉淀Cu2O
模拟题提示：
西瓜含有还原糖，适当处理后可用作还原糖检测，检测操作略微复杂。但模拟题认为西瓜（因为颜色或储存的蔗糖为非还原糖）不能用于还原糖检测。
原理：
双缩脲试剂（碱性条件下Cu2+）能够和蛋白质形成紫色的络合物
实验操作中的注意事项
(1)三类有机物检测在操作步骤上的差异
①需要加热——还原糖检测，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需要显微镜——脂肪检测。
③混合后加入(现配现用)——斐林试剂；分别加入—双缩脲试剂(先加A液，后加B液，且B液不能过量)。
(2)甘蔗、甜菜块根等组织中含有的糖是蔗糖，蔗糖不是还原糖，不可作为鉴定还原糖的实验材料。
(3)在鉴定可溶性还原糖的实验中，加热试管中的溶液时，应该用试管夹夹住试管上部，放入盛有50～65℃温水的大烧杯中加热。注意试管底部不要接触烧杯底部；斐林试剂不稳定易变性，应现用现配。
(4)三个实验中都不宜选取有颜色的材料，否则会干扰实验结果的颜色变化。
(5)在蛋白质的鉴定实验中，如果用蛋清稀释液作为实验材料，一定要稀释到一定程度，否则，与双
缩脲试剂发生反应后会粘在试管的内壁上，使反应不彻底，试管也不易洗刷干净。
斐林试剂与双缩脲试剂的配制、使用方法
斐林试剂 双缩脲试剂 甲液 乙液 A液 B液
成分 0.1 g/mL NaOH溶液 0.05 g/mL CuSO4溶液 0.1 g/mL NaOH溶液 0.01 g/mL
CuSO4溶液
鉴定物质 还原糖 蛋白质 添加顺序 甲、乙两液等量混匀后立即使用 先加入A液1 mL，摇匀，再加入B液4滴，摇匀 反应条件 水浴50～65 ℃加热 不需加热，摇匀即可 反应现象 样液出现砖红色沉淀 样液变紫色 (1)浓度不同。CuSO4溶液浓度。
(2)原理不同。斐林试剂的实质是新配制的Cu(OH)2溶液；
双缩脲试剂实质是碱性环境中的Cu2＋。
(3)使用方法不同。斐林试剂是先将NaOH溶液与CuSO4溶液混匀后再使用；双缩脲试剂是先加入NaOH溶液，再滴加CuSO4溶液。
课堂小结
水
无机化合物
有机化合物
无机盐
糖类
脂质
蛋白质
核酸
细胞中的元素和化合物
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、蛋白质
大量元素
微量元素
干重最多：c
鲜重最多：o
糖类：
脂质：
蛋白质：
淀粉：
斐林试剂，砖红色沉淀
（苏丹III：橘黄色 ，
苏丹IV：红色）
（双缩脲试剂：紫色）
（碘液：变蓝）
还原糖检测实验的实验结果
返回
蛋白质检测实验的实验结果
返回
脂肪检测实验的实验结果
返回
2．根据“检测生物组织中糖类、脂肪、蛋白质的鉴定”实验，回答下列问题：
（1）鉴定成熟苹果肉中存在还原性糖所用的试剂是______ ，该试剂与细胞内还原性糖发生作用，形成_______沉淀，因此，可用该试剂检验糖尿病病人尿液中是否存在________。
（2）鉴定花生子叶细胞中脂肪的实验中，能将脂肪染成橘黄色的染液是__________，用其染色时，要用酒精来冲洗浮色，这是因为_________________。
（3）鉴定黄豆组织中存在蛋白质时，向组织液中加入双缩脲试剂A摇匀，再向样液中加入双缩脲试剂B摇匀。其中双缩脲试剂B的量只有4滴，而不能过量，为什么？
_______________________________________________。
（4）本实验注意事项：
①斐林试剂极不稳定，其甲液和乙液需____________，使用时再临时混合均匀用于实验。
②双缩脲试剂的使用，应先加试剂______________，造成碱性环境，再加试剂_____________。
③在还原糖的鉴定中，对试管中溶液加热时，试管底部不要触及__________，试管口不要朝向__________，以免溶液沸腾时冲出试管造成烫伤。
④蛋白质的鉴定样品液浓度不能_______，以免实验后粘住试管壁，洗不净。
斐林试剂
砖红色
葡萄糖
苏丹Ⅲ染液
苏丹Ⅲ能溶解在酒精中
过量的双缩脲试剂B会与试剂A发应，使溶液呈蓝色，而掩盖生成的紫色　
分别配制、储存
0.1g/mlNaOH
0.01g/mlCuSO4
烧杯底部
实验者
太大
第1节
细 胞 中 的 元 素 和 化 合 物
练习与应用
一、概念检测
1.基于对细胞元素组成、元素含量等的认识，判断下列相关表述是否正确。
（1）细胞中不存在无机自然界没有的特殊元素。（ ）
（2）细胞中微量元素含量很少，作用也很微小。（ ）
（3）不同种类的细胞其组成元素和化合物种类基本相同，但含量又往往有一定差异，这既体现了细胞的统一性，又反映了细胞的多样性。（ ）
2.将下列试剂与相应的待测样品、相应的实验结果用线连接起来。
×
√
√
P18
第1节
细 胞 中 的 元 素 和 化 合 物
练习与应用
3.在下列有机化合物中，人体细胞内含量最多的一种是 （ ）
A.脂质 B.糖类 C.蛋白质 D.核酸
4.科学家在研究生物体的化学成分时，发现组成生物体的元素在无机自然界中也都存在，这一事实主要说明 （ ）
A. 生物来源于非生物B. 生物界与无机自然界具有统一性C. 生物界与无机自然界具有差异性D. 生物与非生物在元素组成上没有区别
C
B
P18
第1节
细 胞 中 的 元 素 和 化 合 物
练习与应用
二、拓展应用
1. 组成细胞的元素追根溯源来自无机环境,为什么细胞内各种元素的比例与无机环境的大不相同？
【答案】细胞是生命活动的基本单位，虽然组成细胞的元素来自无机环境，但是构成细胞的主要元素C、H、O、N含量与无机环境差异很大，这与细胞内的有机化合物如糖类、脂质、蛋白质和核酸有关。
2.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？为什么？
【答案】不能。因为生命系统内部是一个严谨有序的结构，不是由物质随意堆砌而成的。
P19