2.1 细胞中的元素和化合物-高一生物课件（共30张PPT）（人教版2019必修1）

(共30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
学习目标
Learning target
1. 生命观念
2. 科学思维
3. 科学探究
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。
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。
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。
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。
组成细胞的元素
The elements that make up a cell
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？
48.60%
26.30%
0.087%
0.03%
0.76%
65.0%
极少
18.0%
3.0%
10.0%
O
Si
C
N
H
地壳
细胞
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？
*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】
组成细胞的元素
The elements that make up a cell
统一性
组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到，没有一种化学元素为细胞所特有。
差异性
细胞中各种元素的相对含量与无机自然界的大不相同。
生物界与非生物界具有统一性和差异性
种类相同
含量不同
统一性
差异性
48.60%
26.30%
0.087%
0.03%
0.76%
65.0%
极少
18.0%
3.0%
10.0%
O
Si
C
N
H
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
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
【问题探讨】
元素 玉米细胞 人体细胞
C 43.57 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
细胞中有些元素含量很少,是否意味着它们不重要
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
组成细胞的元素
The elements that make up a cell
组成细胞的元素
The elements that make up a cell
组成人体细胞的主要元素
（占细胞鲜重的百分比）
组成人体细胞的主要元素
（占细胞干重的百分比）
组成人体细胞的元素的百分比
O>C>H>N
C>O>N>H
基本元素(占90%)
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)
C
H O N
S P
K Ca Mg
最基本元素
(干重最多)
主要元素(占97%)
Fe Mn B Zn Mo Cu
组成细胞的元素
The elements that make up a cell
组成细胞的元素
The elements that make up a cell
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。
资料分析:
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
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。
组成细胞化合物
The compounds that make up cells
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
水
无机盐
糖类
蛋白质
脂质
核酸
组成细胞化合物
The compounds that make up cells
水
蛋白质
关于水和蛋白质的几种说法
(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
(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
(3)占细胞鲜重含量最多的化合物
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
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：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
（一）脂肪的检测
脂肪可以被苏丹Ⅲ染成橘黄色。
脂肪
苏丹Ⅲ
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：
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
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
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
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。
斐林
试剂
甲液:
乙液:
0.1g/mLNaOH
0.05g/mLCuSO4
等体积混合使用，现配现用。
反应实质
还原糖将Cu2+还原，
生成砖红色的Cu2O
试剂
浅蓝色
棕色
砖红色
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
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
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
（三）蛋白质的检测
双缩脲试剂
A液:
B液:
0.1g/mLNaOH
0.01g/mLCuSO4
试剂
反应实质
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
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
斐林试剂 双缩脲试剂 甲液 乙液 A液 B液
成分 （质量浓度）
鉴定物质 添加顺 序方法 反应条件 反应现象 原理 0.1g/mL
NaOH
0.05g/mL
CuSO4
0.1g/mL
NaOH
0.01g/mL
CuSO4
还原糖（葡萄糖、麦芽糖等）
蛋白质
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
50-650C水浴加热
不加热
蓝色→棕色→砖红色沉淀
无色→紫色
还原性糖+Cu(OH)2→Cu2O
碱性条件下蛋白质+Cu2+→紫色络合物
比较
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
（四）淀粉的检测
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。
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？
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
A．P、S、K、Ca、Zn属于大量元素
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
随堂练习
In-class practice
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