2.1細(xì)胞中的元素和化合物課件【知識精講+能力提升】高一上學(xué)期生物人教版必修1

第二章第一節(jié)

細(xì)胞中的元素和化合物1.認(rèn)同生命的物質(zhì)性，說出組成細(xì)胞的主要元素3.嘗試檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)，探討細(xì)胞中主要化合物的種類2.說出組成細(xì)胞的重要化合物有哪些學(xué)習(xí)目標(biāo)翻糖細(xì)胞和翻糖都是由分子組成，為什么細(xì)胞能表現(xiàn)出生命的特征？是因為細(xì)胞內(nèi)有什么非物質(zhì)的“活力因素”嗎？還是存有特殊的“生命元素”呢？生命與非生命，生命本質(zhì)是什么？闡明生命現(xiàn)象的規(guī)律，必須建立在闡明生物大分子結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上。——中國科學(xué)院院士鄒承魯問題探討*Si在某些植物細(xì)胞中含量較多，如硅藻、禾本科植物1.組成生物體的所有元素中，有沒有哪一些元素是生物體所特有的？組成元素基本相同統(tǒng)一性2.生物體中的元素含量和無機環(huán)境中的含量有區(qū)別嗎？元素含量相差很大生物界非生物界生物界非生物界差異性生命是物質(zhì)的生命起源于非生命物質(zhì)。統(tǒng)一性（元素種類）：組成細(xì)胞的化學(xué)元素在無機自然界中都能找到。差異性（元素含量）：細(xì)胞中各種元素的相對含量與無機自然界的大不相同。

生物界與非生物界的統(tǒng)一性和差異性拓展：組成細(xì)胞的元素追根溯源來自無機環(huán)境，為什么細(xì)胞內(nèi)各種元素的比例與無機環(huán)境的大不相同？細(xì)胞是生命活動的基本單位，雖然組成細(xì)胞的元素來自無機環(huán)境，但是構(gòu)成細(xì)胞的主要元素C、H、O、N含量與無機環(huán)境差異很大，這與細(xì)胞內(nèi)的有機化合物如糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸有關(guān)。思考：同一化學(xué)元素在不同生物體中，含量一樣嗎？玉米和人體細(xì)胞的部分元素及含量(干重，質(zhì)量分?jǐn)?shù))1.從表中看，哪幾種化學(xué)元素是玉米和人體中含量較多的？2.除此之外，我們從表中還可以得出哪些結(jié)論？C、H、O、N是組成生物體的基本元素C、H、O、N3.圖中只列舉了9種元素，那么是不是說細(xì)胞內(nèi)只含有這些元素？組成生物體的化學(xué)元素主要有20多種種類大體相同，含量差異很大不同細(xì)胞中元素的種類基本相同（統(tǒng)一性）同種元素在不同細(xì)胞中的含量不同（差異性）同種細(xì)胞中不同元素的含量不同1、種類：常見的有20多種。2、分類：根據(jù)生物體中的元素含量分為大量元素和微量元素。1）大量元素:指含量占生物體總重量的萬分之一以上的元素。如C、H、O、N、S、P、K、Ca、Mg等C、H、O、N、S、P、K、Ca、Mg最基本元素基本元素主要元素大量元素一、組成細(xì)胞的元素按作用分：2）微量元素:指占生物體總重量萬分之一以下的元素，如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。微量元素在生物體內(nèi)含量很少，是不是說它們在生物體內(nèi)可有可無？思考一下3.化學(xué)元素的作用鋅——“聰明元素”影響人體生長發(fā)育、

大腦發(fā)育和性成熟；缺Zn引起植物的小葉癥,葉子變小,節(jié)間縮短。B——進花粉的萌發(fā)和花粉管的伸長。缺乏B，植物會出現(xiàn)

花而不實。

Ca：骨骼、牙齒的組成成分，成年人缺Ca易患骨質(zhì)疏松，人血液中缺鈣容易患抽搐癥Mg：葉綠素的重要組分Fe：血紅蛋白、多種酶的重要組成成分，缺Fe會使人患貧血N：組成蛋白質(zhì)、核酸、葉綠素、ATP、NADPH等物質(zhì)的組成成分

活動一嘗試構(gòu)建下列元素的包含關(guān)系圖自然界中的元素組成細(xì)胞的元素大量元素微量元素基本元素自然界中的元素組成細(xì)胞的的元素基本元素大量元素微量元素C

HON

SPKCa

MgFeMnZnCuBMo思考：組成細(xì)胞的各種元素主要是以什么形式存在的呢?水無機鹽無機物有機物糖類脂類蛋白質(zhì)核酸細(xì)胞鮮重中含量最多的化合物是___，最多的有機化合物是______水蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)組成細(xì)胞的化合物上面的數(shù)據(jù)是基于大量不同種類的細(xì)胞的統(tǒng)計結(jié)果，實際上，不同生物組織的細(xì)胞中各種化合物的含量是有差別的。如，很多植物細(xì)胞由于細(xì)胞壁的存在而______的含量較多。細(xì)胞干重中含量最多的化合物是_________。糖類組成細(xì)胞的元素組成人體細(xì)胞的主要元素（占細(xì)胞鮮重的百分比）組成人體細(xì)胞的主要元素（占細(xì)胞干重的百分比）鮮重含量最多的元素O干重含量最多的元素C元素：O>C>H>N>P>S元素：C>O>N>H>P>S思考：梨的果實和葉片的細(xì)胞中所含化合物的種類和含量有什么明顯的差別？怎樣檢測不同生物組織中的營養(yǎng)物質(zhì)呢？二、檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)化學(xué)試劑+有機化合物→特定的顏色①還原糖+斐林試劑磚紅色沉淀水浴加熱某些化學(xué)試劑能夠使生物組織中的有關(guān)有機化合物產(chǎn)生特定的顏色反應(yīng)。實驗原理：②脂肪+蘇丹Ⅲ（或蘇丹Ⅳ）染液→橘黃色（或紅色）③蛋白質(zhì)+雙縮脲試劑→紫色探究·實踐實驗方法還原糖的檢測和觀察選材：含糖量高、白色或近于白色的植物組織

（如：蘋果、梨、白蘿卜）制備樣液：制漿→過濾（一層紗布）→取液反應(yīng)：注入2mL蘋果組織樣液振蕩混合搖勻注入1mL剛配制好的斐林試劑甲乙液等量混勻變成磚紅色50-65℃的溫水，水浴加熱還原糖是指具有還原性的糖，包括葡萄糖、果糖、麥芽糖、乳糖、半乳糖等西瓜/甘蔗可以嗎？識記口訣：等量混合現(xiàn)配現(xiàn)用水浴加熱探究·實踐實驗方法還原糖的檢測和觀察化學(xué)原理：2NaOH+CuSO4＝Cu(OH)2↓+Na2SO4（斐林試劑）還原糖含有醛基，具有還原性，Cu2+還原為Cu2O（磚紅色固體）斐林試劑為Cu(OH)2懸濁液，為避免析出，應(yīng)現(xiàn)用現(xiàn)配！思考:鑒定還原糖時使用的斐林試劑為何要現(xiàn)配現(xiàn)用?因為斐林試劑很不穩(wěn)定,配置好的Cu(OH)2懸濁液放置一段時間后，會形成沉淀，影響實驗效果。其次是Cu(OH)2放置久了會發(fā)生分解反應(yīng)，形成部分黑色CuO，也會影響實驗結(jié)果。所以應(yīng)將甲液和乙液分別保存,使用時現(xiàn)配現(xiàn)用。探究·實踐實驗方法脂肪的檢測和觀察厚薄不均會導(dǎo)致觀察時有的地方清晰，有的地方模糊洗去浮色取材：顯微觀察：先在低倍鏡下找到花生子葉的最薄處，移至視野中央，后用高倍鏡觀察花生種子（實驗前浸泡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。制片：選材：選取最薄的薄片移至載玻片中央染色：在薄片上滴2-3滴蘇丹Ⅲ染液，染色3min用吸水紙吸去染液，滴加體積分?jǐn)?shù)為50%的酒精溶液1~2滴用吸水紙吸去多余酒精，滴1-2滴蒸餾水，蓋上蓋玻片，制成臨時裝片注：浸泡時間短了，不容易切片，浸泡時間過長，則組織太軟，切下的薄片不易成形。注：脂肪的鑒定不一定要用顯微鏡，要觀察脂肪顆粒，則必須用顯微鏡。探究·實踐探究·實踐實驗方法蛋白質(zhì)的檢測和觀察注:先加A液（創(chuàng)設(shè)堿性環(huán)境）1

mL搖勻;再加B液（提供Cu2+）3~4滴，搖勻。蛋清必須稀釋，以免實驗后黏住試管壁，不易清洗黃豆?jié){濾液或蛋清稀釋液制備樣液：顯色反應(yīng)：組織樣液2mL雙縮脲試劑A液1mL雙縮脲試劑B液4滴搖勻后變成紫色取材：黃豆浸泡

去皮切片

研磨

過濾濾液創(chuàng)設(shè)堿性環(huán)境A液：0.1g/mLNaOHB液：0.01g/mLCuSO4先加A液，后加B液結(jié)果與分析蛋白質(zhì)的檢測和觀察探究·實踐圖3-4雙縮脲試劑與蛋白質(zhì)反應(yīng)反應(yīng)呈紫色，組織液含蛋白質(zhì)實質(zhì)：蛋白質(zhì)中的肽鍵，在堿性環(huán)境下，與Cu2+發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，

生成紫色絡(luò)合物。思考:鑒定蛋白質(zhì)時,加入試劑B后,如果沒有產(chǎn)生紫色反應(yīng),可能的原因是什么?可能加入的雙縮脲試劑B過量,CuSO4在堿性溶液中生成大量的藍(lán)色Cu(OH)2絮狀沉淀,會遮蔽實驗中所產(chǎn)生的紫色,影響觀察結(jié)果。1.選材注意？2.斐林試劑與雙縮脲試劑的比較

3.什么物質(zhì)的鑒定需要顯微鏡？一定需要嗎？含有檢測物質(zhì)較多的，白色或近于白色的植物組織（1）相同：（2）不同：都含NaOH和CuSO4溶液，且溶液的濃度都是0.1g/mL

CuSO4溶液濃度不同：

使用原理不同：斐林試劑實質(zhì)用新配置的Cu（OH）2；雙縮脲試劑實質(zhì)是堿性環(huán)境下的Cu2+。使用方法不同：斐林試劑混合使用、現(xiàn)配現(xiàn)用、需水浴加熱；雙縮脲試劑先加NaOH，再滴加CuSO4脂肪鑒定不一定思考：生物組織樣液化學(xué)試劑

特定顏色反應(yīng)證明某種化合物存在蘋果

花生種子

黃

豆

馬鈴薯斐林試劑磚紅色麥芽糖，葡萄糖、果糖蘇丹Ⅲ橘黃色脂肪雙縮脲試劑紫色蛋白質(zhì)碘液藍(lán)色淀粉總結(jié)1.基于對細(xì)胞元素組成、元素含量等的認(rèn)識，判斷下列相關(guān)表述是否正確。（1）細(xì)胞中不存在無機自然界沒有的特殊元素。（）（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)的待測樣品、相應(yīng)的實驗結(jié)果用線連接起來。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