2.1细胞中的元素和化合物 课件-高中生物人教版（2019）必修1

(共47张PPT)
生石花
石头
无生命特征
非生物
有生命特征
生物
为何生石花可以表现出生命特征而石头不能？
生物与非生物元素组成上是否有差异？
§2.1 细胞中的元素和化合物
目 录
Content
问题探讨
组成细胞的元素
组成细胞的化合物
实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
课堂小结
随堂练习
课后作业
有没有哪一些元素是生物体所特有的？这说明什么？
元素 地壳 细胞
C 0.087 18.0
O 48.60 65.0
N 0.003 3.0
H 0.76 10.0
Si 26.3 极少
组成地壳与组成生物体的部分元素含量（％）表
生物界和非生物界组成元素种类基本相同，具有统一性。
问题探讨
生物体中的元素含量和无机环境中的含量有区别吗？这又说明什么？
组成地壳与组成生物体的部分元素含量（％）表
生物界和非生物界组成元素含量差别大，具有差异性。
元素 地壳 细胞
C 0.087 18.0
O 48.60 65.0
N 0.003 3.0
H 0.76 10.0
Si 26.3 极少
207倍
问题探讨
统一性
生物界与非生物界
差异性
组成细胞的元素在无机自然界都能找到。
（种类上）
（含量上）
细胞中的各种元素相对含量与无机自然界相差很大。
问题探讨
组成细胞的元素
1
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
P 0.20 3.11
S 0.17 0.78
K 0.92 1.09
Ca 0.23 4.67
Mg 0.18 0.16
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1：在玉米细胞和人体细胞中含量较多的四种元素一样吗？
C、H、O、N
思考2：细胞中有些元素含量很少，是否意味着它们不重要？
组成细胞的元素
思考3：比较组成玉米细胞和人体细胞中元素种类和含量，你还能得出哪些结论？
①不同生物体内化学元素的种类基本相同
②不同生物体内同种化学元素的含量不同
③同一生物体内不同化学元素的含量不同
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
P 0.20 3.11
S 0.17 0.78
K 0.92 1.09
Ca 0.23 4.67
Mg 0.18 0.16
玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量
（干重，质量分数）
组成细胞的元素
2、分类
大量元素：
主要元素：
最基本元素：
C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等
C、H、O、N
C
组成细胞的元素
1、组成细胞的元素常见的有20多种
微量元素:
Zn、Mn、Fe、B、Cu、Mo等
锌 锰 铁 硼 铜 钼
组成细胞的元素
1、组成细胞的元素常见的有20多种
2、分类
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。
微量元素是生物体不可缺少的必需元素;在生物体中含量很少,但其作用是其它元素不可替代的。
组成细胞的元素
组成人体细胞的主要的元素
（占细胞鲜重的百分比）
鲜重最多的是 O
鲜重指细胞在自然状态下，即能完成正常生命活动的状态下的质量
细胞鲜重：O＞C＞H＞N
组成细胞的元素
组成人体细胞的主要元素
（占细胞干重的百分比）
干重最多的是 C
干重指细胞烘干脱水后的质量
细胞干重：C＞O＞N＞H
组成细胞的元素
组成细胞的化合物
2
组成细胞的化合物
细胞中的主要化合物及其质量分数
类别 化合物 质量分数/%
无机化合物 水 85.0~90.0
无机盐 1.0~1.5
有机化合物 蛋白质 7.0~10.0
脂质 1.0~2.0
糖类和核酸 1.0~1.5
1、组成细胞的化学元素在细胞中的存在形式是什么样的？
大多数以化合物的形式存在于细胞中
细胞中的主要化合物及其质量分数
2、细胞中的化合物有几类？各有几种？
组成细胞的化合物
两大类。无机化合物：包括水、无机盐
有机化合物：包括蛋白质、脂质、糖类和核酸
类别 化合物 质量分数/%
无机化合物 水 85.0~90.0
无机盐 1.0~1.5
有机化合物 蛋白质 7.0~10.0
脂质 1.0~2.0
糖类和核酸 1.0~1.5
细胞中的主要化合物及其质量分数
3、最多的化合物是什么？最多有机化合物是什么？
组成细胞的化合物
最多的化合物是水；最多的有机化合物是蛋白质。
类别 化合物 质量分数/%
无机化合物 水 85.0~90.0
无机盐 1.0~1.5
有机化合物 蛋白质 7.0~10.0
脂质 1.0~2.0
糖类和核酸 1.0~1.5
水
蛋白质
关于水和蛋白质的几种说法
细胞内含量最多的化合物
细胞内含量最多的无机化合物
占细胞鲜重含量最多的化合物
细胞内仅次于水的化合物
细胞内含量最多的有机化合物
占细胞干重含量最多的化合物
①Ca、Mg、Fe、Mn、Cu是组成细胞的微量元素( )
②细胞中的一种元素的作用能被其他元素代替( )
③因为O是活细胞中含量最多的元素，所以O是最基本的元素( )
④在沙漠植物仙人掌的活细胞中含量最多的化合物是蛋白质( )
⑤细胞中的微量元素因含量极少从而不如大量元素重要( )
×
×
×
×
×
小试牛刀
1、生活在缺水的沙漠环境中的仙人掌细胞中，含量最多的化合物是（ ）
A、蛋白质 B、脂肪 C、糖类 D、水
D
2、人的肝脏细胞内含量（占鲜重）最多的元素及细胞中含量最多的有机化合物分别是（ ）
A. O、蛋白质 B. O、H2O
C. C、蛋白质 D. C、H2O
A
小试牛刀
3. 下列关于组成细胞的元素的说法,不正确的是(　　)
A.细胞中的元素在自然界都能找到,没有一种元素是细胞特有的
B.细胞吸收的一些含量较少的微量元素对生命活动也有重要作用
C.细胞和无机环境中元素含量相差很大,反映了生物界和无机环境
间的差异性
D.不同种类细胞中的元素种类基本相同,含量也几乎没有差异
D
小试牛刀
4.如图1是细胞中化合物含量的扇形图，图2是有活性的细胞中元素含量的柱形图，请分析:
(1)若图1表示细胞鲜重，则A、B化合物依次___________。
水、蛋白质
小试牛刀
(2)若图2表示组成人体细胞的元素含量(占细胞鲜重的百分比),则a、b、c依次是__________。
O、C、H
实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
3
实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
我们平常吃的东西里面包括了哪些营养呢？
糖类
蛋白质
脂肪
淀粉
还原糖 +斐林试剂
砖红色沉淀
50~65℃水浴加热
（1）原理
实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1、还原糖：
指的是具有还原性的糖，如葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖、半乳糖
反应实质：
还原糖将Cu2+还原，生成砖红色的Cu2O
（2）材料：梨匀浆，白萝卜匀浆
（3）试剂：斐林试剂
甜菜、甘蔗？
马铃薯？
含糖量高，白色或近于白色
实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
（甲液和乙液混合均匀后使用，现配现用）
甲液
乙液
0.1 g/mL NaOH溶液
0.05 g/mLCuSO4溶液
1、还原糖：葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖、半乳糖
西瓜？
1、还原糖：葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖、半乳糖
（4）方法：
实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1、还原糖：葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖、半乳糖
（5）实验结果：
实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
颜色变化：浅蓝色——棕色——砖红色沉淀
砖红色沉淀
易错警示
1.非还原糖(如蔗糖)＋斐林试剂水浴加热后的现象不是无色，而是浅蓝色[Cu(OH)2的颜色]。
2.斐林试剂必须现配现用
3.必须水浴加热, 不能用酒精灯直接加热。若不加热则无砖红色沉淀出现。
1.下列能与斐林试剂反应生成砖红色沉淀的是 (　　)
①葡萄糖　②果糖　③蔗糖　
④麦芽糖　⑤淀粉　⑥纤维素
A．①②⑤　 B．②③④
C．①⑤⑥　 D．①②④
D
小试牛刀
2、蛋白质
（2）材料：鸡蛋清，豆浆，鲜肝提取液
A液：0.1g/mL的NaOH溶液
B液：0.01g/ mL的CuSO4溶液
现配现用，依次添加
（1）原理：在碱性条件下，蛋白质与双缩脲试剂中Cu2+作用，产生紫色络合物
实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
（3）试剂：双缩脲试剂
2、蛋白质
（4）现象：
紫色络合物
（3）方法：
① 加入组织样液2mL，再加入双缩脲试剂A液1mL，摇匀；
② 加入双缩脲试剂B液4滴，摇匀；
实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
斐林试剂与双缩脲试剂的比较
试剂 斐林试剂 双缩脲试剂 甲液 乙液 A液 B液
成分及 其浓度
鉴定物质 反应实质 添加顺序 反应条件 反应现象 你记住了吗
试剂 斐林试剂 双缩脲试剂
成分及 其浓度
鉴定物质 反应实质 添加顺序 反应条件 反应现象 甲液
乙液
0.1 g/mL
NaOH 溶液
0.05 g/mL
CuSO4溶液
0.1 g/mL
NaOH溶液
0.01 g/mL
CuSO4溶液
还原糖
蛋白质
还原糖将Cu2+还原，
生成砖红色的Cu2O
在碱性条件下，蛋白质与双缩脲试剂中Cu2+作用，产生紫色络合物
甲、乙等量混匀
立即使用
先加A液1 mL，摇匀；
再加B液4滴，摇匀
50～65 ℃水浴加热
不需加热，摇匀即可
浅蓝色→棕色→砖红色沉淀
紫色
A液
B液
你记住了吗
3、脂肪的检测和观察
脂肪
苏丹Ⅲ染液
橘黄色
实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
（1）原理：
（2）材料：
（3）试剂：
苏丹Ⅲ染液
花生种子
颗粒饱满，提前浸泡12~24小时
切片机或
徒手切片
花生种子
组织切片
苏丹Ⅲ
染液2～3滴
染色3 min
吸去多余染液
50%_____溶液
1～2滴
洗去_____
酒精
浮色
3、脂肪的检测和观察
实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
吸去多余酒精
_____
1～2滴
盖盖玻片
临时装片
先在低倍镜下寻找已着色颗粒，再用高倍镜观察
50%_____溶液
1～2滴
酒精
洗去_____
浮色
蒸馏水
3、脂肪的检测和观察
实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
鉴定物 试剂 试验条件 生成物颜色
还原糖
蛋白质
脂肪
淀粉
斐林试剂(0.1 g/mLNaOH溶液和0.05 g/mLCuSO4溶液）
双缩脲试剂(0.1 g/mL NaOH溶液和0.01 g/mL CuSO4溶液)
苏丹III染液
碘液
现配现用（等量的NaOH溶液和CuSO4溶液混合），50~60℃，水浴加热
先加A液（1ml），后加B液（3~4滴），常温
常温，染色后用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色，需要镜检
常温
砖红色沉淀
紫色
蓝色
橘黄色
实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
课堂小结
4
课堂小结
水
无机化合物
有机化合物
无机盐
糖类
脂质
蛋白质
核酸
细胞中的元素和化合物
组成细胞的元素
组成细胞的化合物
检测生物组织中的糖类、脂肪、蛋白质
大量元素
微量元素
干重最多：c
鲜重最多：o
糖类：
脂质：
蛋白质：
淀粉：
斐林试剂，砖红色沉淀
苏丹III：橘黄色
双缩脲试剂：紫色
碘液：变蓝
随堂练习
5
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
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III染液染成红色
D
随堂练习
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
A
随堂练习
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
A
随堂练习
5.下列关于实验操作步骤的叙述中，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，可直接用于蛋白质的鉴定
B.鉴定可溶性还原糖时，要加入斐林试剂甲液后再加入乙液
C.脂肪的鉴定实验中需用显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪颗粒
D.用于鉴定蛋白质的双缩脲试剂A液和B液，要混合均匀，再加入含样品的试管中，且现配现用
随堂练习
C