細(xì)胞中的元素和化合物課件【教材精講精研】高一上學(xué)期生物人教版必修1

生石花石頭問(wèn)題1：石頭和生石花都是由細(xì)胞構(gòu)成的嗎？生石花是，石頭不是。生物體是由細(xì)胞構(gòu)成的。問(wèn)題3：從更微觀的角度來(lái)看，細(xì)胞和生石花都是由分子組成，為什么細(xì)胞能表現(xiàn)出生命的特征呢？

本章內(nèi)容通過(guò)研究組成細(xì)胞的分子以探尋生命的物質(zhì)基礎(chǔ)課標(biāo)要求核心素養(yǎng)1.說(shuō)出組成細(xì)胞的主要元素。2.嘗試檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)，探討細(xì)胞中主要化合物的種類。3.認(rèn)同生命的物質(zhì)性。1.生命觀念——物質(zhì)與能量觀：生物體是由元素和化合物組成的。2.科學(xué)思維——?dú)w納與概括：從元素的種類、含量等方面總結(jié)組成細(xì)胞的元素。3.科學(xué)探究——通過(guò)對(duì)檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)的學(xué)習(xí)形成科學(xué)探究的學(xué)科素養(yǎng)。第2章組成細(xì)胞的分子第1節(jié)

細(xì)胞中的元素與化合物問(wèn)題探討(P16)一:比較組成地殼和組成細(xì)胞的部分元素的含量，你能提出什么問(wèn)題？

1、組成細(xì)胞的元素在地殼中也都有，沒(méi)有任何一種元素是細(xì)胞特有的，這說(shuō)明了什么？生物界與非生物界具有統(tǒng)一性2組成細(xì)胞的元素和組成地殼的元素含量有很大差異，這又說(shuō)明了什么？生物界與非生物界具有差異性總結(jié):生物界與非生物界的關(guān)系統(tǒng)一性：

差異性:各種化學(xué)元素相對(duì)含量不同組成細(xì)胞的元素，無(wú)機(jī)自然界都能找到一、組成細(xì)胞的元素問(wèn)題探討二：比較玉米和人體細(xì)胞的元素及含量討論：元素玉米細(xì)胞人體細(xì)胞C43.5755.99H6.247.46O44.4314.62N1.469.33K0.921.09Ca0.234.67P0.203.11Mg0.180.16S0.170.781.在玉米細(xì)胞和人體細(xì)

胞中含量較多的四種

元素一樣嗎？怎樣解

釋這種現(xiàn)象？注：其他元素占細(xì)胞干重的質(zhì)

量分?jǐn)?shù)總計(jì)小于3%一樣，都是C、H、O、N。這是因?yàn)榻M成玉米和人的主要成分都是水、糖類、脂類和蛋白質(zhì)等物質(zhì)，這些物質(zhì)含有C、H、O，蛋白質(zhì)中還含有大量的N元素。問(wèn)題探討二：比較玉米和人體細(xì)胞的元素及含量討論：元素玉米細(xì)胞人體細(xì)胞C43.5755.99H6.247.46O44.4314.62N1.469.33K0.921.09Ca0.234.67P0.203.11Mg0.180.16S0.170.78注：其他元素占細(xì)胞干重的質(zhì)

量分?jǐn)?shù)總計(jì)小于3%2.細(xì)胞中有些元素含量很少，是否意味著它們不重要？細(xì)胞中有些元素含量很少，但起著不可替代的作用。Fe是血紅蛋白的組成成分，缺Fe會(huì)引起缺Fe性貧血。

Mg是合成葉綠素的必需元素。問(wèn)題探討二：比較玉米和人體細(xì)胞的元素及含量討論：元素玉米細(xì)胞人體細(xì)胞C43.5755.99H6.247.46O44.4314.62N1.469.33K0.921.09Ca0.234.67P0.203.11Mg0.180.16S0.170.78注：其他元素占細(xì)胞干重的質(zhì)

量分?jǐn)?shù)總計(jì)小于3%3.比較組成玉米和人體細(xì)胞的元素種類和含量，你還能得出哪些結(jié)論？組成玉米細(xì)胞中氧元素的含量明顯要高于人體細(xì)胞，而氮元素的含量明顯又低于人體細(xì)胞，這說(shuō)明玉米細(xì)胞和人體細(xì)胞中的不同有機(jī)物的含量有差別，如玉米細(xì)胞中的糖類要多一些，而人體細(xì)胞中的蛋白質(zhì)的含量要多一些；Ca元素的含量也有區(qū)別，這與玉米和人體的物質(zhì)和結(jié)構(gòu)組成有關(guān)?？偨Y(jié)：組成細(xì)胞的元素2、分類：

1、種類：按元素在生物體內(nèi)含量分為按元素在生物體內(nèi)的作用分為細(xì)胞中常見(jiàn)的化學(xué)元素有20多種。大量元素(含量占萬(wàn)分之一以上)：微量元素(含量占萬(wàn)分之一以下）：

最基本元素：基本元素：主要元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等CC、H、O、NC、H、O、N、P、S3、來(lái)源：有選擇地從無(wú)機(jī)自然界中吸收。鐵(Fe)猛(Mn錳)碰(B硼)新(Zn鋅)木(Mo鉬)桶(Cu銅)。生物體內(nèi)含量少的元素都是微量元素嗎？不都是微量元素，有些元素如Pb含量少，但又不是非必需的二、組成細(xì)胞的化合物分析右圖討論：（1）元素的存在形式組成細(xì)胞的各種元素大多以化合物的形式存在（2）化合物種類無(wú)機(jī)化合物有機(jī)化合物水:70%-90%無(wú)機(jī)鹽:1%-1.5%糖類和核酸：1%-1.5%脂質(zhì):1%-2%蛋白質(zhì):7%-10%（3）細(xì)胞中含量最多的化合物是：水（4）細(xì)胞中含量(干重中)最多的有機(jī)化合物是：蛋白質(zhì)思考：梨的果實(shí)和葉片的細(xì)胞中所含化合物的種類和含量有什么明顯的差距？提示：梨的果實(shí)細(xì)胞中糖類和水分等物質(zhì)多，不含葉綠素。不同生物組織的細(xì)胞中各種化合物的含量是有差別的日常膳食做到不同食物的合理搭配拓展：組成細(xì)胞化合物的元素組成無(wú)機(jī)化合物有機(jī)化合物水：

無(wú)機(jī)鹽：

糖類：脂質(zhì)：蛋白質(zhì)：核酸：C、H、OC、H、O（Ｎ、Ｐ）C、H、O、N（P、S、Fe）C、H、O、N、PH、O各種不同元素注：括號(hào)內(nèi)的為非必備元素。

討論：人體細(xì)胞在鮮重狀態(tài)下和干重狀態(tài)下哪種元素含量最大？

人體細(xì)胞在鮮重狀態(tài)下含量最大的元素是人體細(xì)胞在干重狀態(tài)下含量最大的元素是氧（O）碳（C）鮮重：O﹥C﹥H﹥N干重：C﹥O﹥N﹥H原理：某些化學(xué)試劑能夠使生物組織中的有關(guān)有機(jī)化合物產(chǎn)生特定的顏色反應(yīng)。淀粉+碘液

還原糖+斐林試劑

蛋白質(zhì)+雙縮脲試劑

脂肪+蘇丹Ⅲ

50~65℃水浴加熱約2min磚紅色沉淀橘黃色紫色

藍(lán)色三、實(shí)驗(yàn)：檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)1、還原糖的鑒定（1）.原理：（2）.試劑：（3）.材料：還原糖磚紅色沉淀+斐林試劑甲液：0.1g/mlNaOH乙液：0.05g/mlCuSO4混合Cu(OH)2藍(lán)色斐林試劑蘋(píng)果、梨、葡萄、白蘿卜注：要現(xiàn)配現(xiàn)用，等量混勻．還原糖：葡萄糖、麥芽糖、果糖、半乳糖等注：蔗糖（如甘蔗、甜菜）、淀粉（如馬鈴薯）是非還原糖注：不能直接加熱提示：因?yàn)殪沉衷噭┖懿环€(wěn)定，容易產(chǎn)生藍(lán)色的Cu(OH)2沉淀，所以應(yīng)將甲液和乙液分別保存，使用時(shí)現(xiàn)配現(xiàn)用。50~65℃水浴加熱約2min選材：制備組織樣液：加入斐林試劑1ml（甲乙液等量混勻后一起加）

→水浴加熱2min（50~65℃）觀察顏色變化：結(jié)論：還原糖與斐林試劑在加熱的過(guò)程中生成磚紅色沉淀，說(shuō)明組織樣液中有還原糖。（4）、實(shí)驗(yàn)過(guò)程研磨、過(guò)濾取樣2mL注入試管顏色反應(yīng)：淺藍(lán)色→棕色→磚紅色(沉淀)（含糖量較高、白色或接近于白色的植物組織，避免材料本身顏色掩蓋反應(yīng)結(jié)果）取材、切片：制片選取最薄的薄片移至載玻片中央在薄片上滴2－3滴蘇丹Ⅲ染液，染色3min顯微觀察現(xiàn)象厚薄不均會(huì)導(dǎo)致觀察時(shí)有的地方清晰，有的地方模糊洗去浮色用吸水紙吸去多余的酒精，滴1-2滴蒸餾水，蓋上蓋玻片，制成臨時(shí)裝片先在低倍鏡下找到花生子葉的最薄處，移至視野中央，后用高倍鏡觀察有被染成橘黃色的脂肪微粒2、脂肪的鑒定

花生種子（實(shí)驗(yàn)前浸泡3－4h），去掉種皮，用刀片在子葉的橫斷面上平行切下若干薄片，放入盛有清水的培養(yǎng)皿中待用。用吸水紙吸去染液，滴加體積分?jǐn)?shù)為50%的酒精溶液1－2滴染色時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，否則脂肪會(huì)溶解在酒精中，使橘黃色消失。脂肪微粒顯微鏡下被蘇丹Ⅲ染色的脂肪顆粒3、蛋白質(zhì)鑒定（1）.原理：（2）.試劑：3.材料：蛋白質(zhì)（肽）紫色+雙縮脲試劑A液：0.1g/mlNaOHB液：0.01g/mlCuSO4【用紅筆圈一圈這兩個(gè)濃度】雙縮脲試劑大豆、豆?jié){、蛋清【須稀釋：防止實(shí)驗(yàn)后黏住試管，不易清洗】注：先加A液（創(chuàng)設(shè)堿性環(huán)境）1ml搖勻；再加B液（提供Cu2+）3~4滴，搖勻。(若先加B液或B液過(guò)量，會(huì)生成Cu(OH)2，干擾顏色反應(yīng))。黃豆組織樣液（或雞蛋蛋清稀釋液）黃豆浸泡→去皮→切片→研磨→過(guò)濾→濾液顯色反應(yīng)現(xiàn)象蛋清必須稀釋，以免實(shí)驗(yàn)后黏住試管壁，不易清洗2mL組織樣液先加雙縮脲試劑A液1mL雙縮脲試劑A液：質(zhì)量濃度為0.1g/mL的NaOH溶液雙縮脲試劑B液：質(zhì)量濃度為0.01g/mL的CuSO4溶液創(chuàng)設(shè)堿性環(huán)境再加雙縮脲試劑B液4滴，搖勻提供Cu2+無(wú)色藍(lán)色紫色選材：制備組織樣液：4、過(guò)程要留出一部分組織樣液，以便與檢測(cè)后的樣液顏色進(jìn)行對(duì)比。斐林試劑與雙縮脲試劑的比較比較項(xiàng)目斐林試劑雙縮脲試劑甲液乙液A液B液試劑濃度

g/mL

NaOH溶液

g/mL

CuSO4溶液

g/mL

NaOH溶液

g/mL

CuSO4溶液鑒定物質(zhì)可溶性還原糖蛋白質(zhì)添加順序甲、乙兩液

后立即使用

先加入

液1mL,搖勻,再加入

液4滴,搖勻反應(yīng)條件

加熱,50~65℃

加熱,搖勻即可

反應(yīng)現(xiàn)象淺藍(lán)色→棕色→

淺藍(lán)色→

0.10.050.10.01混合AB水浴不磚紅色紫色本節(jié)歸納總結(jié)：細(xì)胞化學(xué)元素的特點(diǎn)（與自然界相比）：細(xì)胞中的常見(jiàn)元素：必需元素可分為大量元素：微量元素：主要元素(6種):含量最多的四種元素（基本元素）：最基本的元素：組成細(xì)胞的化合物種類有：細(xì)胞含量最多的化合物是：細(xì)胞含量最多的有機(jī)物是：干細(xì)胞含量最多的有機(jī)物是：統(tǒng)一性與差異性20多種CH、O、N、P、S、K、Ca、MgFe、Mn、B、Zn、Mo、Cu等C、H、O、N、P、SC、H、O、NC水,無(wú)機(jī)鹽,糖類,脂質(zhì),蛋白質(zhì),核酸水蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)課后習(xí)題1.基于對(duì)細(xì)胞元素組成、元素含量等的認(rèn)識(shí)，判斷下列相關(guān)表述是否正確。（1）細(xì)胞中不存在無(wú)機(jī)自然界沒(méi)有的特殊元素。（）（2）細(xì)胞中微量元素含量最少，作用也很微小。（）（3）不同種類的細(xì)胞其組成元素和化合物種類基本相同，但含量往往有一定的差異，這既體現(xiàn)了細(xì)胞的統(tǒng)一性，又反映了細(xì)胞的多樣性。（）2.將下列試劑與相應(yīng)的待測(cè)樣品、相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果用線連接起來(lái)。蘇丹Ⅲ染液豆?jié){磚紅色沉淀斐林試劑梨汁橘黃色雙縮脲試劑花生子葉紫色3.在下列有機(jī)化合物中，人體細(xì)胞內(nèi)含量最多的一種是（）A.脂質(zhì)B.糖類C.蛋白質(zhì)D.核酸√×√C課后習(xí)題4.科學(xué)家在研究生物體的化學(xué)成分時(shí)，發(fā)現(xiàn)組成生物體的元素在無(wú)機(jī)自然界中也都存在，這一事實(shí)主要說(shuō)明（）A.生物來(lái)源于非生物B.生物界與無(wú)機(jī)自然界具有統(tǒng)一性C.生物界與無(wú)機(jī)自然界具有差異性D.生物與非生物在元素組成上沒(méi)有區(qū)別5.組成細(xì)胞的元素追根溯源來(lái)自無(wú)機(jī)環(huán)境，為什么細(xì)胞內(nèi)各種元素的比例與無(wú)機(jī)環(huán)境的大不相同？B提示：細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位，雖然組成細(xì)胞的元素來(lái)自無(wú)機(jī)環(huán)境，但是構(gòu)成細(xì)胞的主要元素C、H、O、N含量與無(wú)機(jī)環(huán)境差異很大，這與細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)化合物如糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸有關(guān)。6.將細(xì)胞內(nèi)含有的各種物質(zhì)配齊，并按照它們?cè)诩?xì)胞中的比例放在一個(gè)試管中，能構(gòu)成個(gè)生命系統(tǒng)嗎？為什么？提示：不能。因?yàn)樯到y(tǒng)內(nèi)部是一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)有序的結(jié)構(gòu)，不是由物質(zhì)隨意堆砌而成的。1.還原糖檢測(cè)注意事項(xiàng)①為什么不能用馬鈴薯、甜菜和甘蔗做材料？②為什么材料也不能用西瓜和血液等？③斐林試劑使用時(shí)有什么注意事項(xiàng)？2.脂肪檢測(cè)注意事項(xiàng)①實(shí)驗(yàn)過(guò)程中50%酒精的作用是？③該實(shí)驗(yàn)要加熱嗎？跟其他兩個(gè)相比要額外用到哪種儀器？課后作業(yè)

因?yàn)樘鸩撕透收崴恼崽鞘且环N非還原糖；馬鈴薯因淀粉較多，也不宜作實(shí)驗(yàn)材料。要選顏色較淺或近于白色的生物組織，盡量避免產(chǎn)生顏色干擾。要現(xiàn)配現(xiàn)用，等量混勻．洗去浮色不用，顯微鏡①雙縮脲試劑和斐林試劑的異同有什么？②A液和B液用量的問(wèn)題？③本實(shí)驗(yàn)在鑒定之前，可以留出一部分樣液，作用為？3.蛋白質(zhì)檢測(cè)注意事項(xiàng)要留出一部分組織樣液，以便與檢測(cè)后的樣液顏色進(jìn)行對(duì)比，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的說(shuō)服力。人們經(jīng)常食用的牛、羊、豬等肉類和白菜、土豆等蔬菜，經(jīng)消化吸收后，其中的成分大多被轉(zhuǎn)化為人體自身的一部分，其根本原因是（）

A.組成生物體細(xì)胞的化學(xué)元素在無(wú)機(jī)自然界都能找到

B.在不同生物的細(xì)胞內(nèi)，組成它們的化學(xué)元素和化合物種類大體相同

C.組成生物體細(xì)胞的基本元素是碳

D.不同生物的細(xì)胞內(nèi)，組成它們的化學(xué)元素的含量大體相同B下圖1是細(xì)胞中3種化合物含量的扇形圖，圖2是活細(xì)胞中元素含量的柱形圖，下列說(shuō)法不正確的是[

]A．若圖1中A、B、C分別是水、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)；圖2中a、b、c三種元素依次表示碳、氫、氧B．若圖1是表示正常細(xì)胞，則B化合物具有多樣性，其必含圖2中的a、b、cC．若