【課件】細胞中的元素和化合物課件高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1

第二章組成細胞的分子第一節(jié)細胞中的元素和化合物你想到了什么？*Si在某些植物細胞中含量較多，如硅藻、禾本科植物。組成細胞的元素生物界非生物界種類組成細胞的元素在無機自然界都能找到含量組成元素含量上相差很大生物和外界環(huán)境進行物質(zhì)交換，細胞從無機環(huán)境獲取元素生物界與非生物界在元素種類上具有統(tǒng)一性，在元素含量上具有差異性。原因統(tǒng)一性差異性原因生物體有選擇地從外界獲取各種物質(zhì)組成細胞的元素組成細胞的元素糖類脂肪蛋白質(zhì)水、無機鹽玉米和人都是生物，組成它們的主要成分都是水、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。組成細胞的元素組成細胞的化學(xué)元素，常見的有20多種。指含量占生物體總重量萬分之一以上的元素。（1）大量元素基本元素CHOKNPSCaMg含量最多與組成細胞的化合物有關(guān)組成細胞的元素分類組成細胞的元素細胞鮮重：O>C>H>N細胞干重：C>O>N>H圖1組成人體細胞的主要元素（占細胞鮮重的百分比）圖2組成人體細胞的主要元素（占細胞干重的百分比）在自然狀態(tài)下測得的重量。除去水分后測得的重量。組成細胞的元素C:在細胞_____中含量較多，是________元素。C是構(gòu)成有機物的核心元素。干重最基本指含量占生物體總重量萬分之一以上的元素。（1）大量元素最基本元素基本元素CHOKNPSCaMgO:在細胞_____中含量最多，參與構(gòu)成水和有機物。鮮重組成細胞的元素分類組成細胞的元素

在元素周期表中，碳位于第14族，原子序數(shù)為6，說明一個碳原子核中含有6個質(zhì)子，核外有6個電子，在最外層有4個電子。

因此，碳原子具有了4個能成鍵的價電子，能使碳原子之間、碳原子與其他原子之間結(jié)合形成更多的化學(xué)鍵。由于每個碳原子可以形成4個化學(xué)鍵，所以就有可能形成含有成千上萬個甚至更多個碳原子的物質(zhì)。碳為什么是構(gòu)成細胞的最基本元素？組成細胞的元素碳為什么是構(gòu)成細胞的最基本元素？碳元素是最基本的元素，原因是碳鏈是構(gòu)成有機物的骨架。組成細胞的元素玉米細胞:O＞C＞H＞N這說明不同生物細胞在元素組成上具有統(tǒng)一性，在元素含量上具有差異性。人體細胞:C＞O＞N＞H植物糖類多，蛋白質(zhì)少，故干重中O較多動物蛋白質(zhì)多，糖類少，故干重中C比例高組成細胞的元素C:在細胞_____中含量較多，是________元素。C是構(gòu)成有機物的核心元素H:參與構(gòu)成水和有機物。H是細胞中_________最多的元素。O:在細胞_____中含量最多，參與構(gòu)成水和有機物。干重最基本原子個數(shù)鮮重N:主要參與構(gòu)成________和核酸等有機物。蛋白質(zhì)P:主要參與構(gòu)成______、ATP、磷脂等有機物。核酸S:主要參與構(gòu)成某些________等有機物。蛋白質(zhì)CHOKNPSCaMg基本元素最基本大量元素組成細胞的元素CHOKNPSCaMg基本元素最基本大量元素Mg：參與構(gòu)成葉綠素分子，影響_____________。Ca:是構(gòu)成人體的骨骼和牙齒的主要成分，還能維持神經(jīng)和肌肉活動，過少會________，過多會________。K：維持細胞內(nèi)的滲透壓。光合作用抽搐，骨質(zhì)疏松肌無力組成細胞的元素N、P、K、Mg在植物體中的作用：N：促進植株葉的生長，更好的進行光合作用。

缺氮：植株矮小。P：促進生根和開花，促進籽粒的飽滿。

缺磷：植株暗綠帶紅。K：促進果實的干物質(zhì)積累，用來膨大果實，增加產(chǎn)量。

缺鉀：葉片上帶褐斑，老葉片邊緣黃化。Mg：參與構(gòu)成葉綠素，有利于植物光合作用。

缺鎂：葉片發(fā)黃。組成細胞的元素遺傳性銅缺乏疾病Menkes綜合征組成細胞的元素組成細胞的化學(xué)元素，常見的有20多種。（2）微量元素指含量占生物體總重量萬分之一以下的元素。ZnFeBMoMnCu鐵猛碰新木桶Fe:可參與構(gòu)成血紅蛋白，過少可導(dǎo)致______________。Zn:促進皮膚、骨骼和性器官的正常發(fā)育，維持正常的細胞代謝，對大腦尤為重要。B：主要促進植物花粉管萌發(fā)和伸長。缺硼：___________。缺鐵性貧血花而不實組成細胞的元素組成細胞的元素大量元素微量元素自然界中的元素自然界中的元素組成細胞的元素大量元素微量元素CHONPSKCaMgFeMnZnCuBMo課堂練習(xí)下列有關(guān)組成生物體化學(xué)元素的敘述，正確的是（）A.組成生物體的化學(xué)元素在無機自然界都可以找到B.碳元素是最基本的元素，原因是其在細胞干重中含量總是最多C.細胞中的微量元素因含量極少而不如大量元素重要D.不同生物體內(nèi)各種化學(xué)元素的含量比例基本相似A碳元素是最基本的元素，原因是碳鏈是構(gòu)成有機物的骨架。組成細胞的化合物化合物：由兩種或兩種以上不同元素組成的純凈物?；衔锼伎迹河袡C化合物和無機化合物主要的區(qū)別?有機化合物無機化合物分子組成中是否有C元素如：糖類是有機化合物，由C、H、O三種元素組成指含碳元素的化合物，但不包括碳的氧化物（一氧化碳、二氧化碳、碳酸、碳酸鹽等），一般能夠燃燒。通常不含碳元素的化合物，一般不能燃燒。葡萄糖(C6H12O6)占細胞鮮重的70%-90%

?；衔餆o機物有機物

。

。糖類

。脂質(zhì)C、H、O、N（S）C、H、O（有的含N、P）C、H、O等C、H、O、N、P占細胞鮮重的1%-1.5%占細胞鮮重的7%-10%占細胞鮮重的1%-1.5%占細胞鮮重的1%-2%組成細胞的化合物水無機鹽蛋白質(zhì)核酸活細胞中含量最多的化合物是

，含量最多的有機化合物是

。水蛋白質(zhì)組成細胞的化合物組成細胞的化學(xué)元素大多以化合物的形式存在化合物種類質(zhì)量百分比無機化合物水70%~90%無機鹽1%~1.5%有機化合物蛋白質(zhì)7%~10%脂質(zhì)1%~2%糖類核酸1%~1.5%組成細胞的化合物（1）細胞內(nèi)含量最多的化合物是_______（2）細胞內(nèi)含量最多的無機物是_______（3）細胞內(nèi)含量最多的有機物是_______水水蛋白質(zhì)細胞鮮重水>蛋白質(zhì)>脂質(zhì)>糖類細胞干重蛋白質(zhì)>脂質(zhì)>糖類大多數(shù)植物體干重中含量最多的化合物是糖類不同生物組織的細胞中各種化合物的含量是有差別的，有的還相差懸殊。課堂練習(xí)1.下列有關(guān)組成生物體化學(xué)元素和化合物的敘述，正確的是（）A.Ca、Mg、Fe、Mn、Cu是組成細胞的微量元素B.因為O是活細胞中含量最多的元素，所以O(shè)是最基本的元素C.組成細胞的元素大多以化合物的形式存在D.在沙漠植物仙人掌的活細胞中含量最多的化合物是蛋白質(zhì)C2.下圖表示細胞中各種化合物或主要元素占細胞鮮重的含量，下列①②③④順序排列，正確的是（

）A.水、蛋白質(zhì)、糖類、脂質(zhì)；

N、H、O、CB.蛋白質(zhì)、糖類、脂質(zhì)、水；

O、C、N、HC.水、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、糖類；H、O、C、ND.蛋白質(zhì)、水、脂質(zhì)、糖類；C、O、H、ND課堂練習(xí)課堂練習(xí)3.圖甲是細胞中化合物相對含量的扇形圖，圖乙是有活性的細胞中元素含量的柱形圖，下列說法不正確的是（

）DA.若圖甲表示細胞鮮重，則A、B化合物依次是水、蛋白質(zhì)B.若圖甲表示細胞完全脫水后化合物的含量，則A是蛋白質(zhì)C.若圖乙表示組成人體細胞的元素含量，則a、b、c依次是O、C、HD.地殼與活細胞中含量最多的元素都是a，因此說明生物界與無機自然界具有統(tǒng)一性.富含糖類..富含蛋白質(zhì)..富含脂肪.花生種子牛奶雞蛋大豆種子玉米種子甘蔗的莖甜菜的根蘋果不同生物組織的細胞中各種化合物是有差別的探究·實踐檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)實驗原理：脂肪+蘇丹Ⅲ染液（蘇丹Ⅳ）----→橘黃色（紅色）蛋白質(zhì)+雙縮脲試劑----→紫色還原糖+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)。如：還原糖的檢測與觀察（1）還原糖常見的還原糖：葡萄糖、果糖、半乳糖、麥芽糖、乳糖、常見的非還原糖：蔗糖、淀粉、糖原、纖維素具有還原性的糖白糖(蔗糖)葡萄糖蜂蜜(果糖)米飯(淀粉)還原糖的檢測與觀察（2）實驗原理還原糖+斐林試劑磚紅色沉淀水浴加熱甲液0.1g/mLNaOH溶液乙液0.05g/mLCuSO4溶液成分某些化學(xué)試劑能夠使生物組織中的相關(guān)化合物產(chǎn)生特定的顏色反應(yīng)。等體積混合使用，現(xiàn)配現(xiàn)用－CHO＋2Cu(OH)2

→

－COOH＋Cu2O↓＋2H2O（加熱條件下）還原糖中的醛基（－CHO）把Cu(OH)2還原為Cu2O（磚紅色）50~65℃還原糖的檢測與觀察還原糖+斐林試劑磚紅色沉淀

水浴加熱顏色變化：藍色→

→磚紅色Cu(OH)2Cu2O50~65℃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)將甲液和乙液分別配置、保存,使用時甲液、乙液等量混合均勻后立即使用（現(xiàn)配現(xiàn)用）。還原糖的檢測與觀察（3）實驗材料不能用綠色葉片、西瓜、血液等材料,防止顏色的干擾。①還原糖含量高不能用馬鈴薯(富含淀粉)和甘蔗、甜菜(富含蔗糖)。②色淺還原糖含量高且色淺蘋果或梨勻漿：富含還原糖且沒有其他顏色干擾。還原糖的檢測與觀察（4）方法步驟取樣：還原糖含量高，顏色為無色或白色的生物組織。加樣液：向試管內(nèi)注入2mL待測組織樣液。加試劑：甲液和乙液等量混合均勻后，再向試管內(nèi)注入1mL斐林試劑。振蕩試管，使溶液混合均勻，此時呈現(xiàn)藍色。加熱：將試管放進盛有50～65℃溫水的大燒杯中，加熱約2min。觀察：試管中出現(xiàn)的顏色變化組織樣液2mL剛配制的斐林試劑1mL溫水加熱藍色磚紅色還原糖的檢測與觀察（5）實驗現(xiàn)象組織樣液2mL剛配制的斐林試劑1mL溫水加熱藍色磚紅色顏色變化：藍→棕→磚紅色沉淀注意：非還原糖(如：蔗糖)+斐林試劑的現(xiàn)象不是無色而是淺藍色[Cu(OH)2的顏色]。實驗結(jié)論：組織樣液中有還原糖還原糖的檢測與觀察蛋白質(zhì)的檢測與觀察（1）實驗原理A液0.1g/mLNaOH溶液B液0.01g/mLCuSO4溶液成分蛋白質(zhì)+雙縮脲試劑紫色絡(luò)合物先加較多A液，再加幾滴B液雙縮脲試劑：依次添加蛋白質(zhì)的檢測與觀察（1）實驗原理鑒定蛋白質(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色Cu(OH)2絮狀沉淀，會遮蔽實驗中所產(chǎn)生的紫色，影響實驗結(jié)果。思考Thinking蛋白質(zhì)+Cu2+堿性環(huán)境紫色絡(luò)合物蛋白質(zhì)的檢測與觀察（1）實驗原理雙縮脲試劑最初是用來檢測雙縮脲的。蛋白質(zhì)（實際上是指與雙縮脲結(jié)構(gòu)相似的肽鍵）與雙縮脲試劑發(fā)生作用（在堿性溶液中與Cu2+反應(yīng)），產(chǎn)生紫色反應(yīng)。雙縮脲試劑可以檢測含有兩個及兩個以上肽鍵的化合物。蛋白質(zhì)的檢測與觀察（2）實驗材料富含蛋白質(zhì)且色淺豆?jié){：富含蛋白質(zhì)且沒有其他顏色干擾。鮮肝臟研磨液：富含蛋白質(zhì)且沒有其他顏色干擾。牛奶豆?jié){蛋清蛋白質(zhì)的檢測與觀察（3）方法步驟選材：蛋清或牛奶或豆?jié){等制備組織樣液：將上述組織樣液稀釋。加樣液：向試管內(nèi)注入待測組織樣液2mL。加鑒別試劑：向試管內(nèi)注入雙縮脲試劑A液1mL，搖勻。再加入4滴雙縮脲試劑B液，搖勻。注意：若用蛋清作實驗材料，組織樣液必須稀釋，否則雞蛋清與雙縮脲試劑發(fā)生反應(yīng)后，會粘固在試管壁上，使反應(yīng)不切底，且不易刷洗。依次添加（4）實驗現(xiàn)象無色→紫色探究·實踐

檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)比較斐林試劑和雙縮脲試劑比較項目斐林試劑雙縮脲試劑作用成分使用方法原理反應(yīng)條件檢測還原糖檢測蛋白質(zhì)甲液:0.1g/mLNaOH乙液:0.05g/mLCuSO4A液:0.1g/mLNaOHB液:0.01g/mLCuSO4甲液與乙液等量混合使用，現(xiàn)配現(xiàn)用，水浴加熱先加較多A液，再加少量B液Cu(OH)2被還原糖還原成Cu2O磚紅色沉淀。蛋白質(zhì)在堿性條件下與Cu2+絡(luò)合，生成紫色絡(luò)合物。水浴加熱(50~65℃)堿性環(huán)境、常溫脂肪的檢測與觀察（1）實驗原理脂肪＋蘇丹Ⅲ染液→橘黃色（2）實驗材料富含脂肪且色淺花生種子：富含脂肪且沒有其他顏色干擾。蘇丹Ⅲ染液脂肪的檢測與觀察（3）方法步驟取材：取浸泡過的花生種子，去掉種皮。切片：用刀片將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。制裝片：從培養(yǎng)皿中選取最薄的切片，用毛筆蘸取放在載玻片中央。在花生子葉片上滴2～3滴蘇丹Ⅲ染液，染色3min。用吸水紙吸去染液，滴1～2滴體積分數(shù)為50%的酒精，洗去浮色。用吸水紙吸去子葉周圍的酒精，滴一滴蒸餾水，蓋上蓋玻片，制成臨時裝片。觀察：在低倍鏡下找到子葉最薄處，移至視野中央，再轉(zhuǎn)換高倍鏡,將影像調(diào)清楚。脂肪的檢測與觀察（4）實驗現(xiàn)象脂肪小顆粒被蘇丹Ⅲ染液染成橘黃色脂肪的檢測與觀察檢測實驗中成功的關(guān)鍵——“三個正確選擇”(1)

正確選擇實驗材料實驗中都不宜選取有顏色的材料，否則會干擾實驗結(jié)果的顏色變化。要選用無色或近于無色的材料，有的實驗材料可以經(jīng)脫色處理后再使用。(2)

正確選擇檢測試劑檢測還原糖選擇斐林試劑，檢測蛋白質(zhì)選擇雙縮脲試劑等。注意：易寫錯別字提示:“斐林試劑”的“斐””,雙縮脲試劑中的“脲”。探究·實踐檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)探究·實踐檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)檢測實驗中成功的關(guān)鍵——“三個正確選擇”(3)

正確選擇使用方法①檢測還原糖使用的斐林試劑要現(xiàn)用現(xiàn)配并且要水浴加熱，不能用酒精燈直接加熱。若不加熱則無磚紅色沉淀出現(xiàn)。②檢測蛋白質(zhì)使用的雙縮脲試劑不需要水浴加熱。③檢測脂肪需要顯微鏡觀察，用50%酒精的作用，洗去浮色。④做鑒定還原糖和蛋白質(zhì)的實驗時，在實驗前，可以留出一部分樣液，以便與檢測后樣液的顏色做對照，這樣可以增強說服力。使用試劑檢測物質(zhì)顏色變化還原糖脂肪淀粉蛋白質(zhì)斐林試劑雙縮脲試劑蘇丹Ⅲ染液碘液磚紅色紫色橘黃色藍色檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)某同學(xué)進行了相關(guān)物質(zhì)的檢測實驗,所用的材料、實驗試劑和觀察內(nèi)容如表所示。組別材料實驗試劑觀察內(nèi)容A蘋果勻漿斐林試劑顏色反應(yīng)B浸泡過的花生種子清水、蘇丹Ⅲ染液、50%的酒精溶液細胞中著色的小顆粒C豆?jié){雙縮脲試劑顏色反應(yīng)(1)西瓜汁中含有豐富的還原糖,

（能/不能）用西瓜汁替代蘋果勻漿，因為西瓜汁為紅色,而還原糖與斐林試劑在水浴加熱條件下反應(yīng)生成

,西瓜汁的顏色會

實驗結(jié)果的觀察。(2)B組中的“50%的酒精”

（能/不能）換成清水，原因：50%的酒精的作用是

,而蘇丹Ⅲ染液易溶于

而不溶于

。(3)C組中,先加入雙縮脲試劑

1mL,再加入

4滴。B液為不能過量，因為過多的雙縮脲試劑B液會與

反應(yīng)生成

影響觀察,且B液本身呈藍色進而掩蓋實驗生成的紫色。磚紅色沉淀干擾不能洗去浮色不能酒精水A液B液雙縮脲試劑A液藍色Cu(OH)2沉淀課堂練習(xí)1.檢測生物組織中的有機物時，會出現(xiàn)不同的顏色反應(yīng)。下列有關(guān)敘述錯誤的是()A．將甘薯的塊莖搗碎，向其提取液中加入碘液，溶液呈藍色，說明該提取液中含有淀粉B．向西瓜的汁液中加入斐林試劑并水浴加熱后可觀察到較深的磚紅色C．進行花生種子子葉中脂肪的檢測實驗時，蘇丹Ⅲ染液能將子葉中脂肪滴染成橘黃色D．將煮熟的雞蛋白搗碎并加入雙縮脲試劑后會出現(xiàn)紫色的顏色反應(yīng)B課堂練習(xí)2．下列關(guān)于檢測生物組織中糖類和蛋白質(zhì)的敘述，正確的是()A．雙縮脲試劑檢測蛋白質(zhì)的實驗需要水浴加熱處理B．大豆種子蛋白質(zhì)含量多，是檢測蛋白質(zhì)的理