2.1細(xì)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

細(xì)胞和石頭都是由分子組成的，為什么細(xì)胞能表現(xiàn)出生命的特征呢?是因?yàn)榧?xì)胞內(nèi)有什么非物質(zhì)的“活力”因素嗎?是細(xì)胞里含有特殊的“生命元素”嗎?是組成細(xì)胞的分子有什么特殊之處嗎?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)的基礎(chǔ)上——中國(guó)科學(xué)院院士鄒承魯?shù)诙陆M成細(xì)胞的分子第1節(jié)細(xì)胞中的元素和化合物目標(biāo)要求1、掌握細(xì)胞中元素分類，不同細(xì)胞中元素種類和含量之間的差異性和統(tǒng)一性。2、掌握細(xì)胞中化合物的存在形式、分類，不同細(xì)胞中化合物的種類和含量之間的差異性和統(tǒng)一性。3、掌握檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)選材、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)論。本節(jié)聚焦1細(xì)胞中常見的元素有哪些？2組成細(xì)胞的主要化合物有哪些？3怎樣檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)？植物幼苗在生長(zhǎng)過(guò)程中和外界環(huán)境進(jìn)行著物質(zhì)交換，細(xì)胞生命活動(dòng)所需的物質(zhì)，歸根結(jié)底是從無(wú)機(jī)自然界中獲取的。問題探討元素地殼細(xì)胞O48.6065.0Si26.30很少*C0.08718.0N0.033.0H0.7610.0組成地殼和組成細(xì)胞的部分元素含量（%）表組成細(xì)胞的化學(xué)元素，在無(wú)機(jī)自然界中都能夠找到，沒有一種化學(xué)元素為細(xì)胞所特有。統(tǒng)一性種類生物界與非生物界問題探討組成地殼和組成細(xì)胞的部分元素含量（%）表元素地殼細(xì)胞O48.6065.0Si26.30很少*C0.08718.0N0.033.0H0.7610.0*Si在某些植物細(xì)胞中含量較多，如硅藻、禾本科植物。1.生物體中的元素含量和無(wú)機(jī)環(huán)境中的含量有區(qū)別嗎？這又說(shuō)明什么？有，相差很大差異性生物界與非生物界含量因?yàn)榧?xì)胞是有生命的，可以對(duì)不同元素進(jìn)行選擇性吸收。生物體內(nèi)是否存在無(wú)機(jī)自然界中所有的元素？問題探討否，如鉛、汞等元素非生物必需元素。1、組成生物體的元素有哪些？2、不同的生物體在元素組成上有沒有什么差別？3、不同生物的細(xì)胞中，含量是否相同？1.1細(xì)胞元素的分類1.常見的組成細(xì)胞的化學(xué)元素有

種20多2.必需元素

（含量）大量元素：微量元素：CHONPSKCaMg等FeMnBZn

Mo

Cu等（含量較多，占生物體總重量萬(wàn)分之一以上的元素）鐵

錳

硼

鋅

鉬

銅（鐵

猛

碰

新

木

桶）玉米細(xì)胞和人體細(xì)胞的部分元素及含量（干重，質(zhì)量分?jǐn)?shù)）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%思考·討論鮮重：細(xì)胞在自然狀態(tài)下的重量。干重：細(xì)胞除去全部自由水后的重量。玉米細(xì)胞和人體細(xì)胞的部分元素及含量（干重，質(zhì)量分?jǐn)?shù)）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%思考·討論1.

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？

一樣，都是C、H、O、N。2組成細(xì)胞的化合物水（70%-90%）：鮮重

，大多為。無(wú)機(jī)化合物無(wú)機(jī)鹽（1%-1.5%）：大多以

形式存在糖類（1%-1.5%）：只含

（

物質(zhì)）脂質(zhì)（1%-2%）：主要含

，此外還含

物質(zhì)）有機(jī)化合物蛋白質(zhì)（7%-9%）：主要含

（

物質(zhì)）核酸：含

（

物質(zhì)）最多自由水離子C、H、O能源N、P儲(chǔ)能C、H、O、N(S)結(jié)構(gòu)C、H、O、N、P遺傳C、H、O存在形式：組成細(xì)胞的各種元素大多以

的形式存在?；衔?/p>

1.1細(xì)胞元素的分類1.常見的組成細(xì)胞的化學(xué)元素有

種20多2.必需元素

（含量）大量元素：微量元素：CHONPSKCaMg等FeMnBZn

Mo

Cu等（含量較多，占生物體總重量萬(wàn)分之一以上的元素）鐵

錳

硼

鋅

鉬

銅（鐵

猛

碰

新

木

桶）基本元素最基本元素思考：O元素在細(xì)胞鮮重中所占百分比最大，為什么不是最基本的元素？C能構(gòu)成細(xì)胞內(nèi)各種有機(jī)化合物的基本支架，所以C元素是最基本元素，而O不是。玉米細(xì)胞和人體細(xì)胞的部分元素及含量（干重，質(zhì)量分?jǐn)?shù)）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%思考·討論2.

在玉米細(xì)胞和人體細(xì)胞中C、H、O、N四種元素的含量一樣嗎？怎樣解釋這種現(xiàn)象？

玉米細(xì)胞:O＞C＞H＞N人體細(xì)胞:C＞O＞N＞H植物______多，蛋白質(zhì)少，故干重中O較多；動(dòng)物________多，糖類少，故干重中C比例高。糖類蛋白質(zhì)這說(shuō)明不同生物細(xì)胞在元素組成上具有

,在元素的含量上有

。統(tǒng)一性差異性？玉米細(xì)胞和人體細(xì)胞的部分元素及含量（干重，質(zhì)量分?jǐn)?shù)）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%思考·討論3.

細(xì)胞中有些元素含量很少，是否意味著它們不重要？1.2細(xì)胞元素的作用1、缺Ca會(huì)導(dǎo)致肌肉抽搐2、缺Fe會(huì)使人患貧血等癥狀；3、缺Ｉ會(huì)導(dǎo)致甲狀腺腫大等。N、P、K、Mg、B在植物體中的作用N:促進(jìn)植株葉的生長(zhǎng)，更好的進(jìn)行光合作用。缺氮:

植株矮小。P:促進(jìn)生根和開花，促進(jìn)籽粒的飽滿。缺磷:植株暗綠帶紅。K:促進(jìn)果實(shí)的干物質(zhì)積累，用來(lái)膨大果實(shí)，增加產(chǎn)量。

缺鉀:葉片上也帶了需要褐斑。老葉片邊緣黃化。B:主要促進(jìn)植物花粉管萌發(fā)和伸長(zhǎng)。缺硼:花而不實(shí)。Ca、Fe、I在動(dòng)物體中的作用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。葉綠素分子Mg鈣鹽構(gòu)成骨骼1.1細(xì)胞元素的分類1.常見的化學(xué)元素有

種20多2.必需元素

（含量）大量元素：微量元素：CHONPSKCaMg等FeMnBZn

Mo

Cu等（含量較多，占生物體總重量萬(wàn)分之一以上的元素）鐵

錳

硼

鋅

鉬

銅（鐵

猛

碰

新

木

桶）無(wú)論大量元素還是微量元素都是必需元素。微量元素雖含量少，但其生理作用卻不可替代?；驹刈罨驹?.1細(xì)胞元素的分類拓展：

鮮重狀態(tài)

干重狀態(tài)含量最多的元素含量最多的四種元素OC>O>N>HCO>C>H>N圖1組成人體細(xì)胞主要元素（占細(xì)胞鮮重百分比）圖2組成人體細(xì)胞主要元素（占細(xì)胞干重百分比）出現(xiàn)這種差異的原因是什么？2組成細(xì)胞的化合物水（70%-90%）：鮮重

，大多為。無(wú)機(jī)化合物無(wú)機(jī)鹽（1%-1.5%）：大多以

形式存在糖類（1%-1.5%）：只含

（

物質(zhì)）脂質(zhì)（1%-2%）：主要含

，此外還含

物質(zhì)）有機(jī)化合物蛋白質(zhì)（7%-9%）：主要含

（

物質(zhì)）核酸：含

（

物質(zhì)）最多自由水離子C、H、O能源N、P儲(chǔ)能C、H、O、N(S)結(jié)構(gòu)C、H、O、N、P遺傳C、H、O存在形式：組成細(xì)胞的各種元素大多以

的形式存在?；衔?/p>

2組成細(xì)胞的化合物

鮮重最多的化合物：鮮重最多的有機(jī)物：干重最多的化合物：干重最多的有機(jī)物：

水

蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)最值問題上面的數(shù)據(jù)是基于大量不同種類的細(xì)胞的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，實(shí)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。糖類不同生物組織的細(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糖類H2O葉綠素梨果實(shí)細(xì)胞梨葉片細(xì)胞①下列種子中含蛋白質(zhì)最豐富的是

，②含淀粉最豐富的是

，③

含脂肪最豐富的是

。（玉米、油菜、大豆）1.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別？多多無(wú)少少多玉米油菜大豆旁欄知識(shí)檢測(cè)生物組織中的糖類脂肪和蛋白質(zhì)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)。【實(shí)驗(yàn)原理】探究·實(shí)踐①還原糖的檢測(cè)與觀察還原糖：指具有還原性的糖類（含有醛基-CHO或酮基-CO）例如單糖：葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖、脫氧核糖；二糖：乳糖、麥芽糖；所有的多糖和蔗糖都是非還原糖。斐林試劑：甲液：質(zhì)量濃度為0.1g/ml的NaOH溶液乙液：質(zhì)量濃度為0.05g/ml的CuSO4溶液使用方法：甲液和乙液等量混合均勻后再注入現(xiàn)配現(xiàn)用還原糖中的醛基被Cu(OH)2氧化，Cu(OH)2被還原為Cu2O檢測(cè)原理：①還原糖的檢測(cè)與觀察還原糖+_____________磚紅色沉淀斐林試劑50~65℃水浴加熱①還原糖的檢測(cè)與觀察不能用酒精燈直接加熱①還原糖的檢測(cè)與觀察【實(shí)驗(yàn)結(jié)果】雙縮脲：尿素②蛋白質(zhì)的檢測(cè)與觀察雙縮脲試劑檢測(cè)雙縮脲：雙縮脲②蛋白質(zhì)的檢測(cè)與觀察雙縮脲試劑：A液：質(zhì)量濃度為0.1g/ml的NaOH溶液B液：質(zhì)量濃度為0.01g/ml的CuSO4溶液使用方法：先加A液1ml，搖勻，再加B液4滴，搖勻具有兩個(gè)或以上肽鍵的化合物在堿性條件下與Cu2+反應(yīng)生成紫色絡(luò)合物檢測(cè)原理：②蛋白質(zhì)的檢測(cè)與觀察蛋白質(zhì)+_____________紫色反應(yīng)雙縮脲試劑②蛋白質(zhì)的檢測(cè)與觀察稀釋10倍以上，否則實(shí)驗(yàn)后易黏附在試管壁上制備組織樣液②蛋白質(zhì)的檢測(cè)與觀察【實(shí)驗(yàn)結(jié)果】斐林試劑雙縮脲試劑不同點(diǎn)使用方法甲液和乙液_______均勻后方可使用，且現(xiàn)配現(xiàn)用使用時(shí)先加A液，再加B液反應(yīng)條件_______加熱不需要加熱反應(yīng)原理還原糖中的醛基被Cu(OH)2氧化，Cu(OH)2被還原為Cu2O具有兩個(gè)或以上肽鍵的化合物在堿性條件下與Cu2+反應(yīng)生成絡(luò)合物試劑實(shí)質(zhì)新制的_______________________性環(huán)境下的_______顏色______________濃度斐林試劑的乙液CuSO4溶液濃度為0.05g/mL雙縮脲試劑的B液CuSO4溶液濃度為0.01g/mL相同點(diǎn)都含有NaOH、CuSO4兩種成分，且所用的NaOH溶液濃度都是0.1g/mL混合水浴Cu（OH）2磚紅色堿Cu2+紫色思考：某同學(xué)在鑒定還原糖和蛋白質(zhì)時(shí),只配制了斐林試劑甲液和乙液,忘記配制雙縮脲試劑了,如果鑒定完還原糖后仍想鑒定蛋白質(zhì),該如何做才最快捷?提示:斐林試劑甲液和雙縮脲試劑A液完全相同,將斐林試劑乙液用蒸餾水稀釋5倍后便成為雙縮脲試劑B液,可用于蛋白質(zhì)的鑒定。③脂肪的檢測(cè)與觀察脂肪+_____________橘黃色鏡檢蘇丹Ⅲ染液檢測(cè)原理：脂肪被蘇丹Ⅲ染成橘黃色③脂肪的檢測(cè)與觀察切片要厚薄均勻，如厚薄不均就會(huì)導(dǎo)致觀察時(shí)有的地方清晰有的地方模糊脂肪微粒結(jié)果與分析脂肪的檢測(cè)和觀察探究·實(shí)踐圖3-2脂肪被蘇丹Ⅲ染色脂肪微粒被染成橘黃色③脂肪的檢測(cè)與觀察④淀粉的檢測(cè)與觀察檢測(cè)原理：___________+碘液

藍(lán)色淀粉④淀粉的檢測(cè)與觀察制備組織樣液注意事項(xiàng)：實(shí)驗(yàn)材料的選擇(1)所選材料應(yīng)富含被檢測(cè)的有機(jī)物，易出現(xiàn)明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。(2)材料本身應(yīng)為白色或近于白色，不干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果。三類有機(jī)物的檢測(cè)在操作步驟上的差異探究·實(shí)踐(1)唯一需要加熱——

鑒定,且必須水浴加熱,不能用酒精燈直接加熱。若不加熱則無(wú)磚紅色沉淀出現(xiàn)。(2)非還原糖(如蔗糖)+斐林試劑的現(xiàn)象不是無(wú)色而是淺藍(lán)色[Cu(OH)2的顏色]。(3)唯一需要顯微鏡——

鑒定,實(shí)驗(yàn)中要用

，其作用是

。還原糖脂肪洗去浮色50%的酒精溶液注意事項(xiàng)：

易錯(cuò)警示易忽略斐林試劑本身的顏色非還原糖(如蔗糖)＋斐林試劑水浴加熱后的現(xiàn)象不是無(wú)色，而是淺藍(lán)色[Cu(OH)2的顏色]。探究·實(shí)踐若用大豆作材料,必須提前浸泡;若用蛋清作材料,必須稀釋,防止其粘在試管壁上不易刷洗;且該實(shí)驗(yàn)應(yīng)預(yù)留部分組織樣液做對(duì)比，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的說(shuō)服力。易寫錯(cuò)別字提示:“斐林試劑”中的“斐”不可錯(cuò)寫成“非”,

雙縮脲試劑中的“脲”不可錯(cuò)寫成“尿”。水無(wú)機(jī)化合物有機(jī)化合物無(wú)機(jī)鹽糖類脂質(zhì)蛋白質(zhì)核酸細(xì)胞中的元素和化合物組成細(xì)胞的元素（生物界與非生物界的統(tǒng)一性與差異性）組成細(xì)胞的化合物檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪、蛋白質(zhì)