2.1细胞中的元素和化合物课件(共32张PPT)-2022-2023学年高一上学期生物人教版必修1

(共32张PPT)
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1节细胞中的元素和化合物
第二章 组成细胞的分子
1.组成地壳和组成细胞的部分元素的含量（%）表
01
组成细胞的元素
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
生物界与非生物界在元素组成上具有统一性
1
*Si在某些植物细胞中含量较多，如硅藻、禾本科植物
生物界与非生物界在元素含量上具有差异性
2
2.生物界与非生物界的关系：
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)
01
组成细胞的元素
注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3%
不同种类的细胞在元素组成上具有统一性
1
不同种类的细胞在元素含量上具有差异性
2
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)
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？
（1）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。
（2）C、H、O、N是基本元素
（3） C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg是大量元素
01
组成细胞的元素
注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3%
　统一性　
玉米细胞: O＞C＞H＞N
人体细胞: C＞O＞N＞H
　差异性　
(1)人体细胞与玉米细胞C、H、O、N四中元素含量比较
01
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 43.75 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
注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3%
O＞C＞H＞N
人体细胞鲜重：
细胞中有些元素含量很少，是否意味着它们不重要？
（1）细胞中有些元素含量很少，但是却有着重要作用，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。
01
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 43.75 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
注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3%
玉米和人体细胞的部分元素及含量( 干重，质量分数)
基本元素
Fe Mn Zn Cu B Mo
微量元素
大量元素
01
组成细胞的元素
核心元素
电视广告语
广告一：聪明的妈妈会用“锌”。
广告二：补铁、补血，效果好！补血口服液。
广告三：健康的体魄，来源于“碘碘”滴滴。
情景材料一：
合作探究一：通过分析以上广告语,你能得出什么结论呢
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）
01
组成细胞的元素
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
01
组成细胞的元素
自然界中的元素
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
基本元素
01
组成细胞的元素
组成细胞的化合物
无机
化合物
有机
化合物
水
无机盐
蛋白质
脂
质
核
酸
糖
类
70%~90%
1~1.5%
7~10%
1~2%
1~1.5%
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
02
组成细胞的化合物
P17 旁栏思考题
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
无
多
多
少
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）
大豆
玉米
油菜
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
02
组成细胞的化合物
小结
细胞中的元素和化合物
化合物
无机物
有机物
水
无机盐
脂质
糖类
蛋白质
核酸
C
C、H、O、N
C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg
Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo
元素
1.细胞中鲜重中含量最多的元素是
2.细胞中鲜重数量最多的元素是
3.细胞干重中含量最多的元素是
4.玉米细胞干重中含量最多的元素是
6.细胞中鲜重中含量最多有机的化合物是
7.细胞中干重中含量最多的化合物是
5.细胞中鲜重中含量最多的化合物是
O
H
C
O
H2O
蛋白质
蛋白质
物质鉴定类实验的基本思路
1 鉴定原理
3 材料处理
2 实验选材
03
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
3
03
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
03
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
实验目的
检测不同生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
实验原理
还原糖+斐林试剂
脂肪+苏丹Ⅲ
蛋白质+双缩脲
砖红色沉淀
橘黄色
紫色反应
03
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
实验材料
梨匀浆；花生种子；豆浆
实验仪器
试管；试管架；试管夹；小量筒；胶头滴管；水浴锅；刀片；毛笔；载玻片；盖玻片；吸水纸；显微镜；
实验试剂
斐林试剂（甲液+乙液）；苏丹Ⅲ染液；双缩脲试剂（A液+B液）；体积分数为50%的酒精溶液，蒸馏水
03
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
实验步骤
按课本或探究实验报告操作
实验结果
做出相应结果后可以自由检测
0. 1g/mlNaOH
0. 05g/mlCuSO4
0. 1g/mlNaOH
0. 01g/mlCuSO4
还原糖+Cu(OH)2
↓Δ
Cu2O(沉淀）
肽键与Cu2+在碱性的条件下结合成紫色络合物
新制Cu(OH)2
碱性条件下的Cu2+
等量混合，现配现用
先A摇匀，后B要少
50-65℃水浴加热
无需加热
浅蓝→棕色→砖红色沉淀
紫色
03
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
“细胞中脂肪的检测”
实验原理：
某些化学试剂能够使生物组织中的相关化合物产生特定的颜色反应。脂肪可以被苏丹Ⅲ染成橘黄色。
脂肪 + 苏丹Ⅲ染液 ---- 橘黄色
（二）选材:
富含脂肪且色浅
花生种子: 富含脂肪且没有其他颜色干扰。
脂肪 + 苏丹Ⅳ染液 ---- 红色
03
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
①还原糖的检测与观察
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
唯一需要加热
切片要厚薄均匀，如厚薄不均就会导致观察时有的地方清晰有的地方模糊
酒精的作用是洗去浮色
③脂肪的检测与观察
唯一需要显微镜
②蛋白质的检测与观察
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。
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
03
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。
注意事项
03
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
三个误区
(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)易写错“斐”和“脲”字。
“斐林试剂”中的“斐”不可错写成“非”，双缩脲试剂中“脲”不可错写成“尿”。
(3)误认为脂肪的鉴定必需使用显微镜。
若要观察被染色的脂肪颗粒，则使用显微镜，但若只要观察溶液颜色变化，则不必使用显微镜。
03
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
2.实验材料的选择
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豆汁　④梨　⑤稀释鸡蛋清　⑥甘蔗汁　
⑦马铃薯匀浆　　⑧西瓜汁　⑨花生种子匀浆
(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
①④
② ⑨
③⑤
知识结构
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
C、H、O、N
C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg
Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo
元素
小结
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最少，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，但含量往往有一定的差异，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。
苏丹Ⅲ染液 豆浆 砖红色沉淀
斐林试剂 梨汁 橘黄色
双缩脲试剂 花生子叶 紫色
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
√
×
√
C
练习与应用（P18）
练习与应用（P18）
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
5.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？
6.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，能构成个生命系统吗？为什么？
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。
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。
C