2.1 细胞中的元素和化合物(共27张PPT)-2023-2024学年高一生物学（人教版2019必修1）

(共27张PPT)
第一节
细胞中的元素和化合物
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。
——邹承鲁
>说出组成细胞的元素种类与含量，认同生命的物质性。
>通过检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质认同细胞由多种化合物组成。
1. 生命观念
>建立生命的物质性观点，通过对细胞组成元素与自然界组成元素的比较，形成
生命与自然界统一的生命观。
2. 科学思维
>通过对大量元素和微量元素分类学习，养成比较与分类的科学思维方式。
3. 科学探究
>通过检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质，掌握检测相关物质的实验原理、方
法和操作注意事项。
学习目标
Learning target
组成细胞的元素
The elements that make up a cell
细胞和石头都是由分子组成的，
为什么细胞能表现出生命的特征呢？
是因为细胞里含有特殊的生命元素吗？
是组成细胞的分子有什么特殊之处吗？
组成细胞的元素
The elements that make up a cell
65.0%
极少
18.0%
3.0%
10.0%
细胞
*Si在某些植物细胞中含量较多，如硅藻、禾本科植物。
48.60% O
26.30% Si
0.087% C
0.03% N
0.76% H
1、组成地壳的元素能在细胞中找到吗？
2、组成地壳和细胞的主要元素含量差别大吗？
组成细胞的元素
The elements that make up a cell
【问题探讨】
地壳
生物界与非生物界具有统一性和差异性
统一性
无机自然界中都能够找到， 差异性
没有一种化学元素为细胞 细胞中各种元素的相对
所特有。 含量与无机自然界的大
不相同。
组成细胞的化学元素，在
组成细胞的元素
The elements that make up a cell
种类相同
含量不同
统一性
差异性
3、生物所含元素都来自无机环境，为什么二者元素含量却大不相同？
4、在不同生物体中各元素含量又是怎样的呢
48.60% O
26.30% Si 0.087% C 0.03% N
0.76% H
65.0%
极少
18.0%
3.0%
10.0%
地壳 细胞
*Si在某些植物细胞中含量较多，如硅藻、禾本科植物。
组成细胞的元素
The elements that make up a cell
【问题探讨】
人体细胞
55.99
7.46
14.62
9.33
1.09
4.67
3.11
0.16
0.78
玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量
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
玉米细胞
43.57
6.24
44.43
1.46
0.92
0.23
0.20
0.18
0.17
元素
C
H
O
N
K
Ca
P
Mg
S
组成细胞的元素
The elements that make up a cell
（干重 ，质量分数）
组成人体细胞的主要元素
（占细胞鲜重的百分比）
O>C>H>N
组成人体细胞的主要元素
（占细胞干重的百分比）
C>O>N>H
组成人体细胞的元素的百分比
The elements that make up a cell
组成细胞的元素
C H O N S P K Ca Mg Fe Mn B Zn Mo C u
最基本元素
(干重最多) 主要元素(占97%)
大量元素
(占生物体的万分之一以上
微量元素
(生活必需，含量很少)
组成细胞的元素
The elements that make up a cell
基本元素(占90%)
)
几十年前,新西兰有一个牧场的大片牧草长势很弱,
有的甚至发黄枯萎, 即使使用了大量的N P K肥也无济
于事,后来人们偶然发现牧场内的一小片牧草长得十分茂 盛,原来,这一片”绿洲”的附近有一座钼矿,矿工每天上
下班总是抄近路走,他们的鞋子个踩过的地方,牧草绿油 油的,经过科学家的化验和分析,一公顷牧草只需150克钼 就足够了。
组成细胞的元素
The elements that make up a cell
N：组成蛋白质、核酸、叶绿素、 ATP、 NADPH等物质的组成成分
P：组成ATP、生物膜结构的成分
K：感到肢体麻木
Ca：骨骼、牙齿的组成成分，成年人缺Ca易患骨质疏松，人血液中缺 钙容易患抽搐症
Mg：叶绿素的重要组分
Fe：血红蛋白、多种酶的重要组成成分 ，缺Fe会使人患贫血；
Zn：缺使人发育受影响，导致发育不良;
B：“花而不实” ，缺导致开花而不结果实。
组成细胞的元素
The elements that make up a cell
元素缺乏与疾病的相关性
1、组成细胞的化学元素在细胞 中的存在形式是什么样的？
2、细胞中的化合物有几类？ 各有几种？
3、最多的化合物是什么？ 最多有机化合物是什么？
组成细胞化合物
The compounds that make up cells
组成细胞化合物
The compounds that make up cells
蛋白质
无机盐
核酸
糖类
脂质
水
蛋白质
(1)细胞内仅次于水的化合物
(2)细胞内含量最多的有机化合物
(3)占细胞干重含量最多的化合物
水
(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
关于水和蛋白质的几种说法
组成细胞化合物
The compounds that make up cells
实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
Experiment: Detect carbohydrates, fats and proteins in biological tissues
实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
Experiment: Detect carbohydrates, fats and proteins in biological tissues
如何分辨花生匀浆、白色糯玉米匀浆、牛奶、椰汁？
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。
选材：
白色或近似于白色材料
（一）脂肪的检测 (
脂肪可以被苏丹Ⅲ染成橘黄色。
方法一：花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ染液→橘黄色
方法二： 橘黄色
实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
Experiment: Detect carbohydrates, fats and proteins in biological tissues
脂肪 苏丹Ⅲ
实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
Experiment: Detect carbohydrates, fats and proteins in biological tissues
（二）还原糖的检测和观察
常见还原糖: 葡萄糖、果糖、麦芽糖、半乳糖、乳糖
还原糖与斐林试剂在水浴加热条件下，生成砖红色沉淀。
反应实质
还原糖将Cu2+还原， 生成砖红色的Cu2O
甲液: 0.1g/mLNaOH
乙液: 0.05g/mLCuSO4
等体积混合使用， 现配现用。
斐林 试剂
砖红色
浅蓝色
试剂
棕色
反应实质
在碱性条件下， 两个及以上相邻肽键与双缩 脲试剂中Cu2+作用，产生紫色络合物
注： ①样液浓度不宜过高，以免实验后黏住 试管壁，洗不干净。 ②B液不能过量，多余的 B液会与A液反应成蓝色，而掩盖生成的紫色。
实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
Experiment: Detect carbohydrates, fats and proteins in biological tissues
现配现用， 先A 1ml,后B 4滴
A液:
B液:
（三）蛋白质的检测
0.01g/mLCuSO4
0.1g/mLNaOH
双缩脲 试剂
试剂
斐林试剂 双缩脲试剂 甲液 乙液 A液
B液
成分 （质量浓度） 0.1g/mL NaOH 0.05g/mL CuSO4 0.1g/mL NaOH
0.01g/mL
CuSO4
鉴定物质 还原糖 （葡萄糖、麦芽糖等） 蛋白质 添加顺 序方法 甲、乙液等量混合均匀后注入 先加入A液摇匀， 后加入B液摇匀 反应条件 50-650C水浴加热 不加热 反应现象 蓝色→棕色→砖红色沉淀 无色→紫色 原理 还原性糖+Cu(OH)2→Cu2O 碱性条件下蛋白质+Cu2+→紫色络合物
实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
Experiment: Detect carbohydrates, fats and proteins in biological tissues
用试管取2mL待测组织样液，向试管内
滴加1～2滴碘液，观察颜色变化。
（四）淀粉的检测
淀粉 + 碘→蓝色
实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
Experiment: Detect carbohydrates, fats and proteins in biological tissues
①可以用马铃薯、甜菜和甘蔗做还原糖检测的材料么？
②为什么材料也不能用西瓜和血液等？
③斐林试剂使用时有什么注意事项？
④实验过程中50%酒精的作用是？
⑤实验在鉴定之前，需要留出一部分样液，为什么？
实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
Experiment: Detect carbohydrates, fats and proteins in biological tissues
B．在非生物界中都能找到，体现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 . Ⅲ含量虽少，却是生物体正常生命活动不可缺少的
1． 图为元素在生物体内的含量分布情况，下列表述错误的是
P、 S、 K、 Ca、Zn属于大量元素
随堂练习
In-class practice
A .
2．下列检测生物分子的实验中，关于颜色变化的叙述错误的是
A．淀粉遇碘液可显蓝色
B．葡萄糖与斐林试剂反应呈砖红色
C．蛋白质与双缩脲试剂反应显紫色
D．脂肪被苏丹IV染液染成橘黄色
随堂练习
In-class practice
3．在可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的检测实验中，对实验材料选择错
误的是
A．甘蔗茎的薄壁组织、甜菜的块根等，都含有较多的糖且近于白色，
因此可用于进行可溶性还原糖的鉴定
B．花生种子含脂肪多且子叶肥厚，是用于脂肪鉴定的理想材料
C．大豆种子蛋白质含量高，是进行蛋白质鉴定的理想植物组织材料
D．鸡蛋清是进行蛋白质检测的理想实验材料
随堂练习
In-class practice
4．在用双缩脲试剂检测蛋白质的实验中，正确的操作是
A． 向2 mL蛋白稀释液中先加0.1 g/mL的NaOH溶液1 mL，振荡均匀
后，再加4滴0.01 g/mL的CuSO4溶液
B． 向2 mL蛋白稀释液中先加3～4滴0.01 g/mL的CuSO4溶液，振荡后
再加0.01 g/mL的NaOH溶液1 mL
C． 向2 mL蛋白稀释液中同时加0.01 g/mL的NaOH 1 mL和0.01 g/mL
的CuSO4混合液
D．在NaOH和CuSO4混合液中加入2 mL蛋白稀释液
随堂练习
In-class practice