新人教版生物高中必修一2-1《细胞中的元素和化合物》2课时(37张PPT)

(共37张PPT)
第一节
细胞中的元素和化合物
第2章
组成细胞的分子
化学元素(Chemical
element)就是具有相同的核电荷数的一类原子的总称。
化学元素，指自然界中一百多种基本的金属和非金属物质，它们只由一种原子组成，其原子中的每一核子具有同样数量的质子，用一般的化学方法不能使之分解，并且能构成一切物质。
第一课时
组成细胞的化学元素
广而告之：（电视广告）
广告一：补铁、补血，效果好！朴血口服液！
广告二：健康的体魄，来源于“碘碘”滴滴
广告三：万丈高楼平地起，层层都是“钙”起来
广告四：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？能否用学过的生物学知识来解释这些广告中包含的科学道理？
1.组成细胞的化学元素与组成非生物的化学元素有差异吗？
问题导入
　　比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量，你能得出什么结论？
组成地壳和组成细胞的部分元素含量(％)表
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
说明生命和非生命的无机环境既有统一性又有差异性,生命起源于非生命物质.
统一性：组成细胞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细胞所特有的。不同生物的元素种类组成相似。
差异性：生物与非生物之间，以及不同的生物之间具体到某种元素的含量差异很大。
经过科学家对细胞中的化学成分进行分析，得出大致的结论：细胞中常见的化学元素有20多种。
一、组成细胞的元素
1、大量元素:
指含量占生物体总重量的万分之一以上的元素，如
C、H、O、N、
P、S、K、Ca、Mg等
。
2、微量元素:
指含量占生物体总重量的万分之一以下的元素，如
Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。
思考讨论：
大量元素比微量元素更重要吗？
元素缺乏与疾病的相关性：
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
缺I：
人幼年患呆小症；成年患甲状腺肿大（大脖子病）
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Se：
患克山病（原发性心脏病）
缺Mg：
影响植物叶绿素的合成，影响光合作用的进行
1、大量元素:
指含量占生物体总重量的万分之一以上的元素，如
C、H、O、N、
P、S、K、Ca、Mg等
。
2、微量元素:
指含量占生物体总重量的万分之一以下的元素，如
Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。（含量少，作用大）
思考讨论：
大量元素比微量元素更重要吗？
同等重要，都是不可缺少的
问题：1、干重和鲜重的区别？
鲜重:
鲜活的植物采集来后立刻测出的重量;
干重：为80
℃下烘干一定时间后的恒重，即细胞除去全部自由水后的重量。
（干重与鲜重的差别在于H2O的含量，因此干重和鲜重中H元素和O元素的含量有差异）
可以看到，无论是鲜重还是干重，组成细胞的元素中C、O、H、N这四种元素的含量最多。（活细胞中含量最多的是O原子，数量最多的是H原子）
问题：2、人体细胞鲜重和干重中含量排列前4位的元素分别是？
鲜重：O、C、H、N
干重：C、O、N、H
3、基本元素：
C、O、N、H
4、最基本元素：C
因为干重下，C的含量最多，所以我们把C元素称为最基本元素。
（
）
×
C被称为最基本元素，是因为，C在生物体内易构成基本骨架，是大分子物质形成的基础。（P33）
5、主要元素：C、H、O、N、P、S等
他们的含量占到了原生质总量的97%
C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg
最基本元素
基本元素
主要元素
大量元素
思考：这些元素在细胞内是以什么形式存在呢？
二、组成细胞的化合物
什么是化合物
化合物：由两种或两种以上元素的原子（指不同元素的原子种类）组成的纯净物。
化合物是由两种或两种以上不同元素组成的纯净物（区别于单质）。
化合物具有一定的特性，既不同于它所含的元素或离子，亦不同于其他化合物，通常还具有一定的组成。
第二课时
组成细胞的化合物
构成细胞的化合物
无机
化合物
有机
化合物
水
无机盐
糖类：
脂质：
蛋白质：
核酸：
二、组成细胞的化合物
C、H、O（N、P）
C、H、O、N（S、Fe）
C、H、O
C、H、O、N、P
组成细胞的元素大多以化合物的形式存在
思考与讨论
1、有机化合物和无机化合物有什么区别？
分子组成中是否有碳元素。
简单地说,有机物就是含碳的化合物,无机物就是不含碳的化合物。
但是,下列含碳的化合物,由于性质接近其它无机物,因此它们属于无机物:
CO、CO2、H2CO3、碳酸盐等等。
细胞中各种化合物占细胞鲜重的含量
化合物
质量分数（%）
水
占85-90
无机盐
占1-1.5
蛋白质
占7-10
脂类
占1-2
糖类和核酸
占1-1.5
细胞中最多的化合物是
；
细胞中最多的有机化合物是
；
干重下，细胞中最多的化合物是
。
水
蛋白质
蛋白质
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?如何从这些植物器官中提取呢?又如何鉴定呢？
含糖多的有：水稻，小麦等．
含脂多的有：花生，芝麻等．
含蛋白多的有：豆类等．
设法使细胞破碎后提取
1.在组成生物体的化学元素中，最基本的元素是
A.
C
B.
H
C.
O
D.
N
2.组成生物体的大部分有机化合物的6种主要元素
A．
C、H、O、N、P、Ca
B．
H、O、P、S、K、Mg
C．C、H、O、N、P、S
D．N、P、S、K、Ca、Zn
3.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
A
C
反馈练习
D
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化合物依次是
(2)若图2表示组成人体细胞的元素含量，则a、b、c依次是
。
水、蛋白质
O、C、H
小结
1、组成细胞的元素（常见的有20多种）
大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg
微量元素：
Fe、Mn、
Zn
、Cu、
B
、Mo
主要元素：
C、H、O、N、P、S
基本元素：
C、H、O、N
最基本元素：
C
2、组成细胞的化合物
无机化合物：水、无机盐
有机化合物：糖类、脂类、蛋白质、核酸
细胞中最多的化合物是水；
最多的有机化合物是蛋白质。
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1．还原糖的检测
2．脂肪的检测
(1)检测原理：脂肪＋苏丹Ⅲ(或Ⅳ)染液→橘黄色(或红色)。
(2)检测步骤
方法一：花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ(或Ⅳ)染液→橘黄色(或红色)
方法二：
3．蛋白质的检测
4.淀粉的检测和观察
取材：马铃薯匀浆
检测：取制备的组织样液2ml，滴加2滴碘液，
摇匀后变蓝色。
结论：组织样液中含有淀粉
试归纳斐林试剂和双缩脲试剂的区别：
斐林试剂
双缩脲试剂
甲液
乙液
A液
B液
成分及其
浓度
质量浓度为0.1
g/mL
NaOH溶液
质量浓度为0.05
g/mL
CuSO4溶液
质量浓度为0.1
g/mL
NaOH溶液
质量浓度为0.01
g/mL
CuSO4溶液
鉴定物质
还原糖
蛋白质
添加顺序
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
50～65
℃水浴加热
不需加热
，摇匀即可
反应现象
样液产生
砖红色沉淀
样液呈
紫色
思维拓展
1．还原糖的检测实验在材料选择上有哪些原则？
答：(1)选择的材料应该富含该待检测的物质。
(2)材料应该无色或者白色或者颜色较浅，有利于实验结果的观察。
2.斐林试剂可以提前配置好再使用吗，为什么？
答：斐林试剂不稳定，一般配成甲液（NaOH：0.1g/mL）乙液（CuSO4：0.05g/mL）来保存，使用时必须将甲、乙两液混合均匀后使用，切勿分别加入组织样液中进行检测。
3．还原性糖和蛋白质鉴定中出现颜色变化的原理是什么？
答：(1)用斐林试剂鉴定还原性糖的实验：
因加入的斐林试剂中含Cu(OH)2，故溶液变成浅蓝色，加热后，部分Cu(OH)2被还原为砖红色的Cu2O，因二者混合故呈现棕色，随着反应的继续进行，Cu(OH)2被全部还原为Cu2O故而出现砖红色的沉淀。?无色（组织样液）→蓝色[Cu(OH)2]→棕色→砖红色沉淀（Cu2O）?
(2)用双缩脲试剂鉴定蛋白质的实验：加入双缩脲试剂A，溶液为无色，加入双缩脲试剂B（含Cu+，呈蓝色），在碱性条件下，Cu2＋与蛋白质反应，出现紫色的络合物。
4．鉴定花生油中脂肪最好是用苏丹Ⅲ染液还是苏丹Ⅳ染液？
答：苏丹Ⅲ染液与脂肪作用产生橘黄色反应，苏丹Ⅳ染液与脂肪作用产生红色反应，花生油的颜色会掩盖橘黄色，故鉴定花生油中脂肪最好用苏丹Ⅳ染液。
5．检测蛋白质时，向待测液中滴加的NaOH溶液是1
mL，而滴加的CuSO4溶液仅仅是4滴，试分析原因？
答：CuSO4中的Cu2＋是蓝色，滴加过多时，会掩盖颜色反应。
实验重点难点分析归纳
1．区分斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同”
2．三类有机物检测在操作步骤上的“三个唯一”
(1)唯一需要加热——还原糖检测，且必须水浴加热，不能用酒精灯直接加热。若不加热，则无砖红色沉淀出现。
(2)唯一需要显微镜——脂肪检测。
(3)唯一使用酒精——脂肪的鉴定，实验用体积分数为50%的酒精洗去浮色。
3．实验中的两个注意点
(1)三个实验检测原理均为颜色反应，因此选择实验材料时，尽量选所检测物质含量高且颜色浅的材料。
(2)脂肪鉴定的过程中滴加1～2滴体积分数为50%的酒精的目的是洗去浮色，原因是苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液易溶于酒精。
例：在生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定实验中，关于实验材料的选择的叙述，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，因此可以用于进行还原糖的鉴定
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材料
D．鸡蛋清含蛋白质多，是进行蛋白质鉴定的动物材料
A
例：将刚刚萌发、带有小芽的大麦充分研磨后，过滤得到组织样液。在组织样液中加入下列试剂后振荡均匀，有关实验现象及结论的叙述正确的是(　　)
A．加入苏丹Ⅲ染液，溶液呈红色，证明发芽的大麦中含有脂肪
B．加入斐林试剂并水浴加热，溶液呈砖红色，说明发芽的大麦中含有麦芽糖
C．加入碘液，溶液呈蓝色，说明发芽的大麦中含有淀粉
D．加入双缩脲试剂，溶液呈蓝色，说明发芽的大麦中含有蛋白质
C