2.1细胞中的元素和化合物课件(共33张PPT)2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1

(共33张PPT)
第2章第1节 细胞中的元素和化合物
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
课本问题探讨
如图是组成地壳和组成细胞的部分元素含量(％)表，比较两者的数据，思考下列问题：
(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
生物界和非生物界具有统一性。
(2)细胞中的各元素含量和无机自然界中的含量大不相同,这说明了什么
生物界和非生物界还具有差异性。
(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。
一
组成细胞的元素
01
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？
一样，都为C、H、O、N
玉米和人都是生物，组成它们的主要成分是水、糖类、脂类和蛋白质等物质，这些物质都含有C、H、O，蛋白质还含有大量的N元素。
课本思考·讨论
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）表
注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3%
提示:
组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在，如水、糖类、脂质、蛋白质、核酸等等。
无机化合物
有机化合物
水（ ）
无机盐（ 等）
糖类（ ）
脂质（ ）部分物质含 。
蛋白质（ ）一般含S
核酸（ ）
H、O
K、Na、Ca、Fe、Mg
C、H、O
C、H、O
N、P
C、H、O、N
C、H、O、N、P
02
细胞中有些元素很少，是否意味着它们不重要？
胰岛素（蛋白质的一种）分子结构图
叶绿素
血红蛋白
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）表
注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3%
细胞中有些元素含量很少，但起着重要的作用。
思考·讨论
提示:
03
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，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; Ca元素的含量也有区别，这与玉米和人体的物质和结构组成有关。
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）表
注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3%
思考·讨论
提示:
一. 组成细胞的元素
1.
种类：
2.
分类：
细胞中常见的化学元素有 多种。
大量
元素
C、H 、O 、N 、P 、S 、K 、Ca 、Mg
微量元素：
C
最基本元素:
基本元素:
主要元素:
C、H 、O 、N
C、H 、O 、N 、P 、S
根据含量
（占生物总重量
万分之一）
20
Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo
核 心 归 纳
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）
利用鲜重与干重中元素及化合物的含量分析判断：
(1)活细胞中含量最多的元素是 。
(2)细胞干重中含量最多的元素是 。
(3)细胞鲜重中元素含量排序: 。
(4)细胞干重中元素含量排序: 。
(5)无论干重还是鲜重，细胞中 这四种元素含量最多。
O
C
O>C> H> N
C>O>N> H
C、H、O、N
元素缺乏症状
(大量元素和微量元素都是必需元素)
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
含钙过多会肌无力
人幼年患呆小症；
成年患甲状腺肿大（大脖子病）
缺 I：
缺碘：大脖子病
缺铁：缺铁性贫血
(大量元素和微量元素都是必需元素)
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
元素缺乏症状
二
组成细胞的化合物
组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在，如水、糖类、脂质、蛋白质、核酸等等。
1.组成细胞的化合物
无机化合物
有机化合物
水（ ）
无机盐（ 等）
糖类（ ）
脂质（ ）部分物质含 。
蛋白质（ ）一般含S
核酸（ ）
H、O
K、Na、Ca、Fe、Mg
C、H、O
C、H、O
N、P
C、H、O、N
C、H、O、N、P
蛋白质>脂质>糖类
化合物 质量分数（%）
水
无机盐
蛋白质
脂类
糖类和核酸
2.组成细胞的主要化合物及相对含量
85-90
1-1.5
7-10
1-2
1-1.5
(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 。
(4)细胞内仅次于水的化合物 。
(5)细胞内含量最多的有机化合物 。
(6)占细胞干重含量最多的化合物 。
(7)三种有机化合物含量在细胞中的比例： 。
水
水
蛋白质
蛋白质
蛋白质
水
不同生物组织的细胞中各种化合物的含量是有差别的
日常膳食做到不同食物的合理搭配
糖类 H2O 叶绿素
梨果实细胞
梨叶片细胞
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）
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距？
P17旁栏知识
思考·讨论
多
多
无
少
少
多
玉米
油菜
大豆
1.微量元素在生物体内含量虽然很少，却是维持正常生命活动不可缺少的。这可通过下面的哪一实例得到证实？（ ）
A．缺Mg时叶片变黄
B．油菜缺B时只开花不结果
C．动物血液中钙盐的含量太低会抽搐
D．缺P会影响核酸的合成
B
Mg、Ca、P是大量元素，B是微量元素
体悟巩固
2.下列关于构成细胞的化学元素、大量元素和微量元素的叙述中，不正确的是（ ）
A．C、H、O、N、P、S、K、Ca 都是大量元素，C 在各种有机物中都存在
B．生物界的元素在非生物界都能找到，这说明生物界和非生物界具有差异性的一面
C．划分大量元素和微量元素的标准是元素的含量，两者之间不可替代
D．微量元素虽然含量少，但它们既参与细胞结构组成也参与细胞的代谢调节
B
体悟巩固
3、下列关于组成人体细胞的化学元素的说法，正确的是（　）
A．组成人体细胞的常见的元素有C、H、O、N、P、S共6种，最基本的元素是碳元素
B．人体中的钙元素主要存在于骨骼、牙齿等器官中，属于微量元素
C．人体红细胞中含有较多的铁元素，参与形成血红蛋白，是微量元素
D．人体细胞内含量最多的有机化合物是糖类
C
主要元素
20种
大量元素
蛋白质
体悟巩固
4、火龙果主要营养成分有蛋白质、膳食纤维、维生素B2、维生素B3、维生素C、铁、磷、钙、镁、钾等，喜光耐阴、耐热耐旱、喜肥耐瘠。以下有关火龙果的相关叙述，不正确的是（ ）
A．火龙果虽然含糖量较高，但含量最多的化合物是水
B．火龙果含有花青素，且含量较高，它主要存在液泡中
C．日照时间长火龙果会更甜，是增强光合作用时间的结果
D．火龙果含有铁、锰、锌、铜、磷、锌等微量元素
D
磷是大量元素
体悟巩固
三
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
原理：某些化学试剂能够使生物组织中的有关有机化合物产生特定的颜色反应。
淀粉(非还原糖)+碘液
还原糖+斐林试剂
蛋白质+双缩脲试剂
脂肪+苏丹Ⅲ（Ⅳ）
50℃~65℃
水浴加热2min
砖红色沉淀
橘黄色（红色）
紫色
蓝色
原理
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
甲:斐林试剂(蓝色)
乙:斐林试剂与还原糖反应呈砖红色
甲:双缩脲试剂B液(浅蓝色) ;
乙:双缩脲试剂与蛋白质反应呈紫色.
常见还原糖:
葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖、核糖、脱氧核糖
常见非还原糖:
蔗糖、多糖
还原糖的鉴定注意事项
鉴定可溶性还原糖是否可选择西瓜、番茄、马铃薯、甘蔗组织样液？
实验材料要求：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，以苹果、梨最好。
不行
西瓜和番茄样液：有颜色干扰，导致实验现象不明显马铃薯主要含淀粉，甘蔗主要含蔗糖，都为非还原糖
常见的还原糖与非还原糖？
选材：
还原糖的鉴定
结论
含(还原糖)糖量高、白色或近于白色的植物组织
制浆→过滤（一层纱布）→取液
组织样液含有还原糖。
注入2mL梨组织样液
振荡、混合摇匀
注入1mL刚配制好的斐林试剂
变成砖红色
制备
样液
颜色
反应
蓝色
棕色
砖红色
新制Cu(OH)2
Cu2O(沉淀）
甲液：质量浓度0. 1g/mlNaOH
乙液：质量浓度0. 05g/mlCuSO4
甲、乙液等量
混匀现配现用
50-65℃的温水
脂肪的鉴定
方法一：
花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ染液→橘黄色
方法二：
切片法
取材：
花生种子(浸泡3～4h），将子叶削成薄片
切片：
用刀片在子叶的横断面上平行切下若干薄片，放入盛有清水的培养皿中待用。
制片
①取最理想的薄片
②在薄片上滴苏丹Ⅲ染液(3min）
④ 制成临时装片(滴蒸馏水，盖盖玻片)
③去浮色（用50﹪酒精：染料易溶于有机溶剂）
脂肪的鉴定
现象:
有被染成橘黄色（或红色）的脂肪微粒
脂肪微粒
显微观察:
先在低倍镜下找到花生子叶的最薄处，移至视野中央后用高倍镜观察
脂肪的鉴定注意事项
方法一：向待测组织样液中滴加3滴苏丹Ⅲ染液，观察样液被染色的情况。不需要用显微镜，直接用肉眼观察。
方法二：制作子叶临时切片，用显微镜观察子叶细胞的着色情况。
脂肪检测实验是否一定需要显微镜？
蛋白质的鉴定
取材
制备组织样液
黄豆组织样液（或鸡蛋蛋清稀释液）
蛋清必须稀释，以免实验后黏住试管壁，不易清洗
鸡蛋清
蛋清稀释液
加水稀释
黄 豆
（侵泡1-2d）
豆浆
研磨
滤液
过滤
蛋白质的鉴定
显色反应
现象
摇匀
2mL组
织样液
1mL双缩脲试剂A液
创设碱性环境
4滴双缩脲试剂B液
提供Cu2+
无色
蓝色
紫色
一般含有两个或两个以上肽键的化合物在碱性环境遇到Cu2+会形成紫色络合物
A液：质量浓度0. 1g/mlNaOH
B液：质量浓度0. 01g/mlCuSO4
先加A液、再加B液
脂肪的鉴定注意事项
过量的双缩脲试剂B会与试剂A反应，使溶液呈蓝色，而掩盖生成的紫色。
使用双缩脲试剂时为什么B液只能加3～4滴而不能过量？
选材：
显色反应
淀粉的检测和观察
结论
组织样
液2mL
碘液2滴
组织样液中存在淀粉。
摇匀后变成蓝色
马铃薯匀浆
斐林试剂 双缩脲试剂 甲液 乙液 A液 B液
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(不稳定：现配现用）
碱性条件下Cu2+
等量，均匀混合
先A液1ml,再B液4滴
50-65℃水浴加热
无需加热，摇匀即可
浅蓝→棕色→砖红色沉淀
紫色
斐林试剂与双缩脲试剂的对比
成分
鉴定原理
试剂实质
添加顺序
反应条件
实验现象
1、某生物兴趣小组在野外发现一种组织颜色为白色的不知名野果，该小组把这些野果带回实验室欲鉴定其中是否含有还原糖、脂肪和蛋白质，下列叙述正确的是（ ）
A．对该野果进行脂肪的鉴定实验中，若视野一半清晰，一半模糊则可能是观察材料薄厚不均，观察材料应薄而透明
B．若在该野果的组织样液中加入斐林试剂并水浴加热出现较深的砖红色，说明该野果中含有大量的葡萄糖
C．进行蛋白质的鉴定时可用斐林试剂的甲液和乙液代替双缩脲试剂A液和B液，因为它们的成分相同
D．进行还原糖鉴定实验结束时将剩余的斐林试剂装入棕色瓶，以便长期保存备用
A
只能说明含有还原糖，但不一定是葡萄糖
CuSO4溶液浓度不同
斐林试剂需要现用现配用
体悟巩固
2．下列关于“检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质”实验的操作步骤的叙述中，正确的是（ ）
A．用于鉴定可溶性还原糖的斐林试剂甲液和乙液，可直接用于蛋白质鉴定
B．利用花生子叶进行脂肪的鉴定需要用显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪滴
C．鉴定可溶性还原糖时，要加入斐林试剂甲液摇匀后，再加乙液
D．用于鉴定蛋白质的双缩脉试剂 A 液与 B 液要混合均勺后再加入含样品的试管中，且必须现配现用
B
CuSO4溶液浓度不同，不能直接使用
要将甲液和乙液等量混合均匀后再加入
先加A液，再加B液
体悟巩固