細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

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

本章內(nèi)容通過研究組成細胞的分子以探尋生命的物質(zhì)基礎(chǔ)課標要求核心素養(yǎng)1.說出組成細胞的主要元素。2.嘗試檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)，探討細胞中主要化合物的種類。3.認同生命的物質(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——歸納與概括：從元素的種類、含量等方面總結(jié)組成細胞的元素。3.科學(xué)探究——通過對檢測生物組織中的糖類、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章組成細胞的分子第1節(jié)

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

1、組成細胞的元素在地殼中也都有，沒有任何一種元素是細胞特有的，這說明了什么？生物界與非生物界具有統(tǒng)一性2組成細胞的元素和組成地殼的元素含量有很大差異，這又說明了什么？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)元素相對含量不同組成細胞的元素，無機自然界都能找到一、組成細胞的元素問題探討二：比較玉米和人體細胞的元素及含量討論：元素玉米細胞人體細胞C43.5755.99H6.247.46O44.4314.62N1.469.33K0.921.09Ca0.234.67P0.203.11Mg0.180.16S0.170.781.在玉米細胞和人體細

胞中含量較多的四種

元素一樣嗎？怎樣解

釋這種現(xiàn)象？注：其他元素占細胞干重的質(zhì)

量分數(shù)總計小于3%一樣，都是C、H、O、N。這是因為組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。問題探討二：比較玉米和人體細胞的元素及含量討論：元素玉米細胞人體細胞C43.5755.99H6.247.46O44.4314.62N1.469.33K0.921.09Ca0.234.67P0.203.11Mg0.180.16S0.170.78注：其他元素占細胞干重的質(zhì)

量分數(shù)總計小于3%2.細胞中有些元素含量很少，是否意味著它們不重要？細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會引起缺Fe性貧血。

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

量分數(shù)總計小于3%3.比較組成玉米和人體細胞的元素種類和含量，你還能得出哪些結(jié)論？組成玉米細胞中氧元素的含量明顯要高于人體細胞，而氮元素的含量明顯又低于人體細胞，這說明玉米細胞和人體細胞中的不同有機物的含量有差別，如玉米細胞中的糖類要多一些，而人體細胞中的蛋白質(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)的作用分為細胞中常見的化學(xué)元素有20多種。大量元素(含量占萬分之一以上)：微量元素(含量占萬分之一以下）：

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、來源：有選擇地從無機自然界中吸收。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、組成細胞的化合物分析右圖討論：（1）元素的存在形式組成細胞的各種元素大多以化合物的形式存在（2）化合物種類無機化合物有機化合物水:70%-90%無機鹽:1%-1.5%糖類和核酸：1%-1.5%脂質(zhì):1%-2%蛋白質(zhì):7%-10%（3）細胞中含量最多的化合物是：水（4）細胞中含量(干重中)最多的有機化合物是：蛋白質(zhì)思考：梨的果實和葉片的細胞中所含化合物的種類和含量有什么明顯的差距？提示：梨的果實細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：組成細胞化合物的元素組成無機化合物有機化合物水：

無機鹽：

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：括號內(nèi)的為非必備元素。

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

人體細胞在鮮重狀態(tài)下含量最大的元素是人體細胞在干重狀態(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

藍色三、實驗：檢測生物組織中的糖類、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藍色斐林試劑蘋果、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：因為斐林試劑很不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生藍色的Cu(OH)2沉淀，所以應(yīng)將甲液和乙液分別保存，使用時現(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程中生成磚紅色沉淀，說明組織樣液中有還原糖。（4）、實驗過程研磨、過濾取樣2mL注入試管顏色反應(yīng)：淺藍色→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)象厚薄不均會導(dǎo)致觀察時有的地方清晰，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。用吸水紙吸去染液，滴加體積分數(shù)為50%的酒精溶液1－2滴染色時間不宜過長，否則脂肪會溶解在酒精中，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濃度】雙縮脲試劑大豆、豆?jié){、蛋清【須稀釋：防止實驗后黏住試管，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液過量，會生成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→過濾→濾液顯色反應(yīng)現(xiàn)象蛋清必須稀釋，以免實驗后黏住試管壁，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+無色藍色紫色選材：制備組織樣液：4、過程要留出一部分組織樣液，以便與檢測后的樣液顏色進行對比。斐林試劑與雙縮脲試劑的比較比較項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)象淺藍色→棕色→

淺藍色→

0.10.050.10.01混合AB水浴不磚紅色紫色本節(jié)歸納總結(jié)：細胞化學(xué)元素的特點（與自然界相比）：細胞中的常見元素：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：組成細胞的化合物種類有：細胞含量最多的化合物是：細胞含量最多的有機物是：干細胞含量最多的有機物是：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,無機鹽,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.基于對細胞元素組成、元素含量等的認識，判斷下列相關(guān)表述是否正確。（1）細胞中不存在無機自然界沒有的特殊元素。（）（2）細胞中微量元素含量最少，作用也很微小。（）（3）不同種類的細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)了細胞的統(tǒng)一性，又反映了細胞的多樣性。（）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，發(fā)現(xiàn)組成生物體的元素在無機自然界中也都存在，這一事實主要說明（）A.生物來源于非生物B.生物界與無機自然界具有統(tǒng)一性C.生物界與無機自然界具有差異性D.生物與非生物在元素組成上沒有區(qū)別5.組成細胞的元素追根溯源來自無機環(huán)境，為什么細胞內(nèi)各種元素的比例與無機環(huán)境的大不相同？B提示：細胞是生命活動的基本單位，雖然組成細胞的元素來自無機環(huán)境，但是構(gòu)成細胞的主要元素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)。6.將細胞內(nèi)含有的各種物質(zhì)配齊，并按照它們在細胞中的比例放在一個試管中，能構(gòu)成個生命系統(tǒng)嗎？為什么？提示：不能。因為生命系統(tǒng)內(nèi)部是一個嚴謹有序的結(jié)構(gòu)，不是由物質(zhì)隨意堆砌而成的。1.還原糖檢測注意事項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斐林試劑使用時有什么注意事項？2.脂肪檢測注意事項①實驗過程中50%酒精的作用是？③該實驗要加熱嗎？跟其他兩個相比要額外用到哪種儀器？課后作業(yè)

因為甜菜和甘蔗所含的蔗糖是一種非還原糖；馬鈴薯因淀粉較多，也不宜作實驗材料。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液用量的問題？③本實驗在鑒定之前，可以留出一部分樣液，作用為？3.蛋白質(zhì)檢測注意事項要留出一部分組織樣液，以便與檢測后的樣液顏色進行對比，增強實驗的說服力。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.組成生物體細胞的化學(xué)元素在無機自然界都能找到

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

C.組成生物體細胞的基本元素是碳

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

]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是表示正常細胞，則B化合物具有多樣性，其必含圖2中的a、b、cC．若