人教版2019高中生物必修一2.1细胞中的元素和化合物(共39张PPT1个视频)

(共39张PPT)
第二章 组成细胞的分子
第一节 细胞中的元素和化合物
01
组成细胞的元素
02
组成细胞的化合物
01
组成细胞的元素
问题探讨
*Si在某些植物细胞中含量较多，如硅藻、禾本科植物。
比较组成地壳和组成细胞的部分元素和含量，你能发现什么问题？二者之间有什么异同？
细胞是物质的
生命与非生命在元素组成上具有统一性
生命与非生命在元素含量上具有差异性
组成细胞的化学元素，常见的有20多种，其中有些含量多，有些含量很少。组成生物体的元素与组成地壳的元素有相似性，又有差异性组成细胞的元素，在自然界都能找到，没有一种化学元素为细胞所特有；细胞中各种元素的含量与无机自然界的大不相同。
思考·讨论
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？
在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。
基本元素
微量元素
组成人体细胞的元素
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）
鲜重条件下：
O＞C＞H＞N
干重条件下：
C＞O＞N＞H
注意：
不要混淆“数量”和“含量”：
人体活细胞中氧的含量最多，但氢原子的数量最多。
拓展
思考·讨论
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。
思考·讨论
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。
大量元素和微量元素的含义以及种类
细胞中常见的化学元素有20多种
基本元素：
最基本元素：
以含量的多少可划分为：
大量元素（万分之一以上）：
微量元素（万分之一以下）：
C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等
Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu等
想一想：微量元素含量很少，是否意味着它们不重要？
C、H、O、N
C
大量元素和微量元素的含义以及种类
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
活动
大量元素和微量元素的含义以及种类
活动
组成细胞的元素
C H O N P S K Ca Mg
Fe Mn B Zn Mo Cu
大量元素
微量元素
自然界中的元素
基本元素
尝试构建下列元素的包含关系图
02
组成细胞的化合物
组成细胞的元素大多数以化合物的形式存在，如水、蛋白质、核酸、糖类、脂质等。
组成细胞的主要化合物及相对含量
细胞内含量最多的化合物：
含量最多的有机化合物：
水
蛋白质
梨
点击此处添加标题
那么梨的果实和叶片的细胞中所含的化合物的种类和含量有什么明显的差别？
梨的果实细胞中糖类和水等物质多，不含有叶绿素。
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
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。糖类中的还原糖，如葡萄糖，与斐林试剂发生作用，生成砖红色沉淀。脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。因此，可以根据有机物与某些化合试剂所产生的颜色反应，检测生物组织中糖类、脂质和蛋白质的存在。
考点三　检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
糖类
橘黄色
苏丹Ⅲ染液
单糖（葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖、脱氧核糖等）、
二糖（麦芽糖、乳糖）
1.试剂的选用与颜色反应
淀粉 + →
碘液
蓝色
还原糖 + →
斐林试剂
蛋白质 + →
双缩脲试剂
脂肪+
（体积分数为50%的酒精溶液——洗去浮色）
水浴加热
（50-65℃）
紫色
砖红色沉淀
显微观察
两个或两个以上肽键的化合物
检测生物组织中的糖类
①向试管内注人2mL待测组织样液。
②向试管内注入1mL斐林试剂（甲液
和乙液等量混合均匀后再注入）。
③将试管放入盛有50~65℃温水的大烧杯中加热约2min。
④观察试管中出现的颜色变化。
检测生物组织中的脂肪
制作花生子叶临时切片，用显微镜观察子叶细胞的着色情况。
取材：取一粒浸泡过的花生种子，去掉种皮。
切片：用刀片在花生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：从培养皿中选取最薄的切片，用毛笔蘸取放在载玻片中央；在花生子叶薄片上滴2～3滴苏丹Ⅲ染液，染色3min；用吸水纸吸去染液，再滴加1~2滴体积分数为50%的酒精溶液，洗去浮色；用吸水纸吸去花生子叶周围的酒精，滴一滴蒸馏水，盖上盖玻片，制成临时装片。
观察：在低倍镜下找到花生子叶的最薄处，移到视野中央，将物像调节清晰；换高倍镜观察，视野中被染成橘黄色的脂肪颗粒
检测生物组织中的蛋白质
①向试管内注人待测组织样液2mL。
②向试管内注入双缩脲试剂A液1mL，
摇匀。
③向试管内注人双缩脲试剂B液4滴，
摇匀。
④观察组织样液颜色的变化。
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。
考点三　检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
2.斐林试剂与双缩脲试剂的比较
斐林试剂
甲液：0.1g/mL 的NaOH溶液
乙液：0.05g/mL 的CuSO4溶液
双缩脲试剂
A液：0.1g/mL 的NaOH溶液
B液：0.01g/mL 的CuSO4溶液
Cu2+蓝色，试剂本身呈蓝色
（还原糖
水浴加热）
（蛋白质）
甲+乙
（等量混匀，
现配现用）
先A后B
（次序不可颠倒）
双缩脲≠双缩脲试剂
比较斐林试剂和双缩脲试剂的异同
斐林试剂 双缩脲试剂 甲液 乙液 A液 B液
成分 0.1g/ml NaOH 0.05g/ml CuSO4 0.1g/ml NaOH 0.01g/ml CuSO4
鉴定物质 可溶性还原糖 蛋白质 用法与用量 甲乙两液等量混匀后立即使用 先加入A液1 ml,摇匀，再加入B液4滴，摇匀 反应条件 水浴加热 (50℃——65℃) 不需加热，摇匀即可 反应现象 砖红色沉淀 (浅蓝色—棕色—砖红色) 紫色
比较斐林试剂和双缩脲试剂的异同
斐林试剂 双缩脲试剂 甲液 乙液 A液 B液
成分 0.1g/ml NaOH 0.05g/ml CuSO4 0.1g/ml NaOH 0.01g/ml CuSO4
鉴定物质 可溶性还原糖 蛋白质 用法与用量 甲乙两液等量混匀后立即使用 先加入A液1 ml,摇匀，再加入B液4滴，摇匀 反应条件 水浴加热 (50℃——65℃) 不需加热，摇匀即可 反应现象 砖红色沉淀 (浅蓝色—棕色—砖红色) 紫色
练习
[例4] 下列有关生物体中化合物的检测实验，对应正确的是(　　)
选项 检测对象 试剂 颜色反应 水浴加热 生物材料
A 淀粉 碘液 蓝色 需要 马铃薯块茎
B 还原糖 斐林试剂 砖红色 需要 西瓜汁
C 蛋白质 双缩脲试剂 紫色 不需要 豆浆
D 脂肪 苏丹Ⅲ染液 红色 不需要 花生种子
C
《创》P14
练习
4.下列有机物的检测实验中，可能导致实验失败的操作是(　　)
①脂肪检测时，花生子叶染色后，没有用酒精洗去浮色
②蛋白质检测时，把A、B液混合后再加入蛋白质样液中
③还原糖检测时，用50～65℃水浴加热
④淀粉检测时，直接把碘液滴加到淀粉样液中
A.①② B.②④ C.③④ D.①④
A
《创》P15
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
通过我们检测，这些生物材料中有机化合物的种类、含量一样吗？
不同生物材料中有机化合物的种类、含量有差异。
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
这对我们选择食物有什么启发？
在日常膳食中要遵循“多样、均衡”的原则，满足机体生命活动的需要。
小结
C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg
基本元素
最基本元素
大量元素
主要元素
Fe、Mn、Zn、Cu 、B、Mo
微量元素
糖类、核酸、蛋白质、脂质
有机化合物：
无机化合物：
水、无机盐
组成细胞的
化合物
练习
1.茶叶生产在中国已有几千年的历史，下列关于茶叶的说法，错误的是( )
A.茶叶细胞中含有Ca、Mg、S、K、P等大量元素
B.采摘的新鲜茶叶细胞中含量最多的有机物是蛋白质
C.茶叶细胞和人体细胞所含元素种类大致相同但含量差异很大
D.地壳与新鲜茶叶细胞中含量最多的元素都是氧，说明生物界与无机自然界具有统一性
答案：D
解析：茶叶细胞中含有Ca、Mg、S、K、P等大量元素，A正确；细胞中含量最多的有机物是蛋白质，B正确；不同的细胞所含元素种类大致相同但含量差异很大，C正确；组成生物体的化学元素在无机自然界中都能找到，没有一种化学元素是生物体所特有的，这说明生物界与无机自然界具有统一性，D错误。
练习
2.下列有关组成生物体细胞化学元素的叙述中，正确的是( )
A.组成生物的大量元素中，最基本的是C，因为其作用最大
B.细胞中各种化合物的共有元素是C、H、O
C.Cu、Mn、Mo、B都是组成生物体的微量元素
D.微量元素对生物体来说可有可无
答案：C
解析：组成生物体的大量元素中，最基本的是C，因为组成生物体的生物大分子都是以碳链作为基本骨架的，A错误；细胞中各种化合物的共有元素是H、O，水分子不含碳元素，B错误；微量元素虽然含量很少，却是生命活动所必需的，D错误。
练习
3.组成生物体的化学元素可分为大量元素和微量元素，下列有关叙述正确的是( )
A.微量元素在生物体内含量很少，因此其作用不大
B.组成生物体的化学元素根据其作用不同分为大量元素和微量元素
C.组成生物体的最基本元素是C，但其占细胞鲜重的比例不是最大的
D.组成生物体有机物的元素均包括C、H、O、N，因此，它们构成基本元素
答案：C
解析：微量元素虽然在生物体内含量很少，但其具有重要作用，A错误；根据含量不同，将组成生物体的化学元素分为大量元素和微量元素，B错误；C是最基本元素，但细胞鲜重中含量最多的元素是O，C正确；组成生物体的基本元素是C、H、O、N，但并非每种有机物都包含C、H、O、N，如糖类只含C、H、O，D错误。
练习
4.下列有机物的检测实验中,导致实验失败的操作是( )
①脂肪检测实验中,花生子叶染色后,没有用酒精洗去浮色
②蛋白质检测实验中,把双缩脲试剂A液和B液混合后再加到蛋白质样液中
③还原糖检测实验中,需要水浴加热
④检测还原糖可选用西红柿作为实验材料
A.①②④ B.②③④ C.①③④ D.①②③
答案：A
解析：脂肪检测实验中，花生子叶染色后，需要用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色，否则会导致实验失败，①符合题意；蛋白质检测实验中，应先加入双缩脲试剂A液，然后再加入双缩脲试剂B液，②符合题意；还原糖检测实验中，加入斐林试剂后，在水浴加热条件下可出现砖红色沉淀，③不符合题意；西红柿样液呈红色，用于检测还原糖时会存在颜色干扰，应选择还原糖含量高且接近无色或白色的材料，④符合题意。故选A。
练习
【答案】C
A.还原糖与斐林试剂在水浴加热的条件下产生砖红色沉淀，而番茄汁呈红色，会实验结果造成干扰，故进行还原糖的鉴定实验时，不能选择番茄汁作为实验材料，A错误；
B.Fe属于微量元素，B错误；
C.在细胞鲜重中，含量最多的化合物是水，C正确；
D.构成番茄植株的细胞中，含量最多的化合物是水，含量最多的有机化合物是蛋白质，D错误。
课后练习思考题目【读图题】：
(1)上述甲细胞的结构中，属于细胞代谢和遗传的控制中心的是[ ]________；按顺序写出抗体合成与分泌过程中，经过的细胞结构：_______________(用数字标号和箭头表示)。
(2)甲细胞比乙细胞代谢速率快，从结构方面找出一条原因：______________________。
(3)从甲细胞[5]结构上提取了某种物质，用非酶法处理后，加入双缩脲试剂出现紫色；若加入斐林试剂并加热，出现砖红色沉淀，则说明该物质是__________；此物质的存在体现了[5]结构具有__________________的功能。
课后【读图题】答案对照：
【解析】
【分析】
本题结合细胞结构示意图，考查细胞结构和功能，要求考生识记细胞中各结构的图象，能准确判断图中各结构的名称；识记细胞中各种细胞器的结构、分布和功能，能结合所学的知识准确答题。
分析甲图：甲细胞能产生抗体，为浆细胞，其中结构1为线粒体，结构2为细胞核；结构3为内质网；结构4为核糖体；结构5为细胞膜；结构6为中心体；结构7为高尔基体。
分析乙图：乙表示正在出芽的酵母菌，其中结构8为内质网；结构9为线粒体；结构10为细胞质基质；结构11为细胞核；结构12为高尔基体。
【解答】
（1）细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心；抗体属于分泌蛋白，与之合成及其分泌过程相关的结构有核糖体4→内质网3→高尔基体7→细胞膜5。
（2）甲细胞中线粒体（核孔、核糖体）的数量较乙细胞多（或甲细胞与外界接触面大，或膜面积、内质网面积大），这些都有利于物质的运输，促进新陈代谢的进行。
（3）从甲细胞细胞膜上提取了某种物质，用非酶法处理后，加入双缩脲试剂出现紫色说明存在蛋白质；若加入斐林试剂并加热，出现砖红色沉淀，则说明该物质含有糖类，所以该种物质是糖蛋白；糖蛋白与细胞膜的信息传递功能密切相关。
故答案为：
（1）2；细胞核；4→3→7→5
（2）甲细胞中线粒体（核孔、核糖体）的数量较乙细胞多（或甲细胞与外界接触面大，或膜面积、内质网面积大）
（3）糖蛋白；进行信息交流
谢谢观看
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