2.1细胞中的元素和化合物课件(共26张PPT1份视频)2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1

(共26张PPT)
第1节
细胞中的元素和化合物
第2章 组成细胞的分子
>>>2019人教版高中生物学必修1课件
广告1：补铁、补血，效果好！
广告2：健康的体魄，来源于“碘碘”滴滴。
广告3：万丈高楼平地起，层层都是“钙”起来。
广告4：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？这些广告有科学道理吗？
导入
比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量，你能提出什么问题？就自己提出的问题与其他同学交流。
1、为什么组成地壳和组成细胞的各种元素的相对含量差异很大？
Si在某些植物细胞中含量较多，如硅藻、禾本科植物。
2、与无机环境相比，组成细胞的化学元素中有没有哪一种元素是细胞所特有的？为什么？
问题探讨
生物体按照生命活动需要从外界有选择地吸收元素，故与无机环境含量相差较大。
组成细胞的化学元素在无机自然界都能找到，没有一种化学元素为细胞所特有。因为，生物总是在与外界环境进行着物质交换，细胞生命活动所需要的物质，归根结底是从无机自然界中获取的。
元素含量不同 → 体现差异性
元素种类相同 → 体现统一性
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、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？
玉米细胞和人体细胞的部分元素
及含量（干重，质量分数）
思考·讨论
玉米细胞和人体细胞中含量较多的四种元素是一样的，都是C、H、O、N。这是因为玉米和人都是生物，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。
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
思考·讨论
2、细胞中有些元素含量很少，是否意味着它们不重要？
细胞中有些元素含量很少，但是却有重要作用。如在玉米细胞中，S只有0.17%，Mg只有0.18%，但很多蛋白质都含有S，叶绿体中的叶绿素分子就含有Mg。如果缺少S或Mg，细胞就不能合成这些蛋白质或叶绿素。
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 43.57 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
思考·讨论
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？
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。
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 43.57 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
思考·讨论
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？
不同生物体内化学元素的种类基本相同
不同生物体内同种化学元素的含量不同
同一生物体内不同化学元素的含量不同
其中C、O、H、N四种元素比例较大
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 43.57 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
鲜重状态 干重状态
含量最多的元素
含量最多的四种元素
巩固提升：比较干鲜状态下细胞的元素含量
1、哪个是干重？哪个是鲜重？
2、根据元素的含量填写下表：
3、组成细胞的元素种类是否仅为图中所示？
鲜重
干重
O>C>H>N
C>O>N>H
C
还有微量元素
组成细胞的元素
O
元素的重要性
组成细胞的元素
缺碘（I）：
人幼年患呆小症；成年患甲状腺肿大。
缺钙（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。
缺锌（Zn）：
影响人体生长发育，尤其是大脑发育。
缺铁（Fe）：
影响血红蛋白的合成，人体患贫血。
组成细胞的元素
元素的重要性
组成细胞的元素
组成细胞的元素中，C、H、O、N的含量很高。
原因：与组成细胞的化合物有关
组成细胞的主要化合物及相对含量
不同生物组织的细胞中各种化合物的含量有差别，有的还相差悬殊！
组成细胞的化合物
★ 组成细胞的各种元素大多数以 化合物 的形式存在 ★
西瓜、苹果、香蕉、哈密瓜
大豆、油菜、肥肉
鸡蛋、鸡肉
你能举例说出哪些植物器官的细胞中富含糖类、脂质和蛋白质吗？
讨 论
如何鉴定糖类、脂质和蛋白质？
探究·实践
富含糖类
富含脂质
富含蛋白质
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
探究·实践
实验原理：
还原糖的检测和观察
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
探究·实践
还原糖（如葡萄糖、果糖）中的-CHO基团与斐林试剂【Cu(OH)2】发生作用，生成砖红色的Cu2O沉淀，即：
-CHO + 2Cu(OH)2 → -COOH + Cu2O↓ + 2H2O（加热条件下）
实验现象：
蓝色 → 棕色 → 砖红色沉淀
★ 斐林试剂 ★
甲液：质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液
乙液：质量浓度为0.05g/mL的CuSO4溶液
实验步骤：
还原糖的检测和观察
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
探究·实践
（1）选材：含糖量较高的白色或近于白色的植物组织（排除色素对显色的干扰），苹果、梨最好。
（2）制备组织样液：
制浆（去皮、切块、研磨）→过滤（用单层纱布）→取液（2mL）
（3）显示反应：
2mL组织样液 + 刚配制的斐林试剂2mL（用前摇匀）→ [50~65℃水浴加热2min] → 出现砖红色沉淀
1、还原糖鉴定中，若苹果换成西瓜、草莓行吗？
探究·实践
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
巩固提升
不行。西瓜、草莓虽含有较多的还原糖，但其本身颜色都较深，会对试验结果造成干扰。
不合适。甘蔗汁虽然近乎无色，但甘蔗富含蔗糖，蔗糖没有还原性。
2、选用甘蔗作为还原糖鉴定的实验材料，合适吗？
实验原理：脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。
探究·实践
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
实验步骤：
脂肪的检测和观察
（1）取材：花生种子（实验前浸泡3~4h），去皮，将子叶削成薄片。
（2）制片：①选取最薄的薄片移至载玻片中央；②在薄片上滴加苏丹Ⅲ染液2~3滴，染色3min；③滴加体积分数为50%的酒精溶液1~2滴，洗去浮色（多余的苏丹Ⅲ）；④吸去余液，滴1~2滴蒸馏水，盖上盖玻片，制成临时装片。
实验原理：脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。
探究·实践
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
实验步骤：
脂肪的检测和观察
（3）显微镜观察：先在低倍镜下找到已着色的薄片，后用高倍镜观察。
（4）实验现象：脂肪小颗粒被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。
脂肪颗粒
实验原理：蛋白质（实际上是指与双缩脲结构相似的肽键）与双缩脲试剂发生作用（在碱性溶液中与Cu2+反应），产生紫色反应。 蓝色 → 紫色
探究·实践
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
蛋白质的检测和观察
★ 双缩脲试剂 ★
A液：质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液
B液：质量浓度为0.01g/mL的CuSO4溶液
实验步骤：
（1）选材：黄豆组织样液（或鸡蛋蛋清稀释液）
（2）制备组织样液：［黄豆浸泡→去皮→切片→研磨→过滤→滤液］
（3）显色反应：2mL组织样液+双缩脲试剂A（2mL，创设碱性条件）→ 双缩脲试剂B液4滴（提供Cu2+）
（4）实验现象：溶液颜色由 蓝色 → 紫色
探究·实践
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
蛋白质的检测和观察
★ 比较斐林试剂和双缩脲试剂 ★
比较项目 斐林试剂 双缩脲试剂
作用 检测还原糖 检测蛋白质
成分 甲液：0.1g/mL NaOH 乙液：0.05g/mL CuSO4 A液：0.1g/mL NaOH
B液：0.01g/mL CuSO4
使用方法 甲液与乙液等量混合使用， 现配现用。水浴加热。 先加较多A液，再加少量B液。
原理 Cu(OH)2被还原糖 还原成Cu2O砖红色沉淀。 蛋白质在碱性条件下
与Cu2+生成紫色络合物。
反应条件 水浴加热（50~65℃） 碱性环境、常温
探究·实践
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
小试牛刀
1、利用无土栽培培养一些名贵花卉时，培养液中添加了多种必需化学元素(单位：mmol/L)，其部分配方如下：S(0.15)、Ca2+(1.0)、H2PO4-(0.25)、Zn2+(0.2)等，植物根细胞吸收最少的是(　 　)
A. Zn2+ B. S C. Ca2+ D. H2PO4-
A
解析：题述植物体所需的大量元素Ca、S、P等只能靠根从培养液中吸取，培养液中的Ca2+、S、H2PO4-能为花卉提供Ca、S、P，因此花卉对这些离子的吸收量较大；Zn属于微量元素，花卉对Zn2+的吸收量较少。
小试牛刀
2、某人得了脂肪肝(即肝细胞中有过多的脂肪)，如图中能正确表示他的肝细胞中四种化合物含量的是(　 　)
A
解析：水是细胞内含量最多的化合物，蛋白质是细胞内含量最多的有机化合物，脂肪肝患者肝细胞内物质含量关系为：水>蛋白质>脂肪>无机盐，故选A。【特别提醒】本题中的“脂肪肝(即肝细胞中有过多的脂肪)”具有迷惑性，有干扰作用。解答此类试题时要仔细审题，明确活细胞中含量最多的化合物是水，其次是蛋白质。
小试牛刀
3、利用生化方法检测细胞中的有机物，下列选项对应错误的是(　 　)
B
解析：梨匀浆中含有还原糖，经水浴加热还原糖与斐林试剂反应出现砖红色沉淀，A正确；双缩脲试剂与蛋白质反应呈紫色，但是使用双缩脲试剂时要先加A液摇匀后再滴加B液摇匀，B错误；花生子叶中含有脂肪，脂肪与苏丹Ⅲ染液反应呈橘黄色，染色后需要用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色，C正确；马铃薯匀浆中含有淀粉，淀粉与碘液混合发生蓝色反应，D正确。
第2章 第2节
下节课继续学习
细胞中的无机物