第2章第1节细胞中的元素和化合物（囡波湾）.ppt

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1、元素元素地壳地壳细胞细胞O O48.648.665.065.0SiSi26.326.3极少极少C C0.0870.08718.018.0N N0.030.033.03.0H H0.760.7610.010.01.1.生物与非生物在元素组成和含量上生物与非生物在元素组成和含量上有何特点？有何特点？2.2.从元素的组成可以得出生物与非生从元素的组成可以得出生物与非生物具有怎样的关系？物具有怎样的关系？3.3.生物和非生物所含元素都来自无机生物和非生物所含元素都来自无机环境，为什么比例却大不相同？环境，为什么比例却大不相同？生物界与非生物界的关系生物界与非生物界的关系组成细胞的化学元素在无机环境中都

2、能找到。组成细胞的化学元素在无机环境中都能找到。细胞与无机环境中的各种化学元素的相对含量差别细胞与无机环境中的各种化学元素的相对含量差别很大。很大。 生物界和非生物界具有统一性生物界和非生物界具有统一性生物界和非生物界又具有差异性生物界和非生物界又具有差异性一、组成细胞的元素一、组成细胞的元素大量元素：大量元素：指含量较多的元素（占生物体总重量万分指含量较多的元素（占生物体总重量万分之一以上的元素）。如之一以上的元素）。如C、H、O、N、S 、a、g、等。、等。微量元素：微量元素：指含量很少但生物体生活所必需的一指含量很少但生物体生活所必需的一些元素。如些元素。如Fe、Mn、Zn、o、Cu等。

3、等。1. 根据含量分为根据含量分为: :种类：多种种类：多种分类：分类：2. 根据作用来分，生物体内的元素又分基本元素、主要根据作用来分，生物体内的元素又分基本元素、主要元素等种类元素等种类:组成细胞的元素组成细胞的元素C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg、Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu最基本元素基本元素主要元素大量元素微量元素1、不同生物体的组成元素种类不同生物体的组成元素种类大体相同大体相同；但；但各种化学元素的含量各种化学元素的含量相差很大相差很大. .3、不管是大量元素还是微量元素都是不管是大量元素还是微量元素都是必需必需元元素素.2、在细胞鲜重中在细胞鲜重中, ,氧氧的百分含量最

4、大的百分含量最大, ,在细胞在细胞干重中干重中, ,碳碳的百分含量最大的百分含量最大. .组成细胞的元素组成细胞的元素组成细胞的元素组成细胞的元素组成人体细胞的主要组成人体细胞的主要元素（占细胞干重的元素（占细胞干重的百分比）百分比）组成人体细胞的主要组成人体细胞的主要元素（占细胞鲜重的元素（占细胞鲜重的百分比）百分比）鲜鲜干干细胞对比图细胞对比图鲜鲜干干细胞对比图细胞对比图造成这种差异的原因是什么？造成这种差异的原因是什么？鲜重含水量多，因此鲜重含水量多，因此O元素所比例大；干重时元素所比例大；干重时有机物含量大，因此有机物含量大，因此C元素含量大。元素含量大。鲜鲜干干细胞对比图细胞对比图比

5、较两图比较两图,你能得出什么结论？你能得出什么结论？ 无论是干重还是鲜重，组成细胞的元素中无论是干重还是鲜重，组成细胞的元素中C、H、O、N这四种元素的含量最多。这四种元素的含量最多。鲜鲜干干细胞对比图细胞对比图比较两图比较两图,你能得出什么结论？你能得出什么结论？ 无论是干重还是鲜重，组成细胞的元素中无论是干重还是鲜重，组成细胞的元素中C、H、O、N这四种元素的含量最多。这四种元素的含量最多。思考讨论： 碳为什么是构成细胞的最基本元素？碳为什么是构成细胞的最基本元素？ 在元素周期表中，碳位于第一周期在元素周期表中，碳位于第一周期第第4A4A族，族，C C原子序数为原子序数为6 6，说明一个碳

6、，说明一个碳原子核中含有原子核中含有6 6个质子，核外有个质子，核外有6 6个电个电子，在最外层有子，在最外层有4 4个电子。因此，碳个电子。因此，碳原子具有了原子具有了4 4个能成键的价电子，能使个能成键的价电子，能使碳原子之间、碳原子与其他元素之间结碳原子之间、碳原子与其他元素之间结合形成更多的化学键。合形成更多的化学键。由于每个碳原子由于每个碳原子可以形成可以形成4 4个化学键个化学键，所以就有可能形成，所以就有可能形成含有成千上万个甚至更多个碳原子的物含有成千上万个甚至更多个碳原子的物质。质。 碳原子最外层有碳原子最外层有4 4个可以成键的价电子，正是个可以成键的价电子，正是这这4 4

7、个价电子，能够使碳原子之间、碳原子与其个价电子，能够使碳原子之间、碳原子与其它元素的原子之间结合形成更多的化学键。由于它元素的原子之间结合形成更多的化学键。由于每个碳原子可以形成每个碳原子可以形成4 4个化学键，它们之间通过个化学键，它们之间通过化学键连接成链或成环，进而形成蛋白质、核酸化学键连接成链或成环，进而形成蛋白质、核酸及多糖等生物大分子。及多糖等生物大分子。可以说，地球上的生命是可以说，地球上的生命是在碳元素的基础上建立起来的，所以碳被称为最在碳元素的基础上建立起来的，所以碳被称为最基本的原素。基本的原素。 几十年前几十年前, ,新西兰有一个牧场的大片草长势很弱，有的新西兰有一个牧场

8、的大片草长势很弱，有的甚至发黄枯萎。即使使用了大量的甚至发黄枯萎。即使使用了大量的N N、P P、K K肥也无济于事。肥也无济于事。后来，后来，人们偶然发现牧场内的一小片牧草长得十分茂盛，原人们偶然发现牧场内的一小片牧草长得十分茂盛，原来，这一片来，这一片“绿洲绿洲”的附近有一座钼矿，矿工每天上下班总的附近有一座钼矿，矿工每天上下班总是抄近路走，他们的鞋子踩过的地方，牧草绿油油的，经过是抄近路走，他们的鞋子踩过的地方，牧草绿油油的，经过科学家的化验和分析，一公顷牧草只需科学家的化验和分析，一公顷牧草只需150150克钼就足够了。克钼就足够了。通过分析，你能得出什么结论呢？通过分析，你能得出什么

9、结论呢？微量元素（钼）是生物体不可缺少的必需元素；在微量元素（钼）是生物体不可缺少的必需元素；在生物体中含量很少，但其作用是其它元素不可替代的。生物体中含量很少，但其作用是其它元素不可替代的。资料分析资料分析缺缺Fe：人体患贫血；果树患黄叶病人体患贫血；果树患黄叶病缺缺Ca：成年人缺钙患骨质疏松症；人血液中缺钙会出成年人缺钙患骨质疏松症；人血液中缺钙会出现抽搐现象现抽搐现象缺缺I： 人幼年患呆小症；成年患甲状腺肿大人幼年患呆小症；成年患甲状腺肿大缺缺B：花而不实（只开花不结果）花而不实（只开花不结果）缺缺Zn：影响人体生长发育、大脑发育和性成熟影响人体生长发育、大脑发育和性成熟缺缺Si： 患克

10、山病（原发性心脏病）患克山病（原发性心脏病）缺缺Mg： 影响植物叶绿素的合成，影响光合作用的进行影响植物叶绿素的合成，影响光合作用的进行甘蓝缺磷外叶紫红色黄瓜缺镁正常苹果正常油菜缺硼油菜正常油菜呆小症患者（18岁）地方性甲状腺肿大（俗称大脖子病）二、二、组成细胞的化合物组成细胞的化合物水水 85859090无机盐无机盐 1 11.51.5蛋白质蛋白质 7 71010脂质脂质 1 12 2糖类糖类 核酸核酸1 11.51.5水母的含水量高达水母的含水量高达97%实验一、实验一、生物组织中还原糖、脂肪、生物组织中还原糖、脂肪、 蛋白质的鉴定蛋白质的鉴定1、实验原理：、实验原理：蛋白质蛋白质 + 双

11、缩脲试剂双缩脲试剂 紫色反应紫色反应脂脂 肪肪 + 苏丹苏丹IV 红色红色脂脂 肪肪 + 苏丹苏丹III 橘黄色橘黄色还原糖还原糖 + 斐林试剂斐林试剂 砖红色沉淀砖红色沉淀 葡萄糖、果糖、麦芽糖都是还原性糖；葡萄糖、果糖、麦芽糖都是还原性糖；淀粉、蔗糖、纤维素都是非还原性糖。淀粉、蔗糖、纤维素都是非还原性糖。 实验实验: 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质1原理解读原理解读生物组织中某些有机化合物能与某些化学试剂产生特定生物组织中某些有机化合物能与某些化学试剂产生特定的颜色反应的颜色反应. (1)糖类糖类(2)脂肪苏丹脂肪苏丹染液染液橘黄色橘黄色脂肪苏丹脂肪

12、苏丹染液染液红色红色(3)蛋白质双缩脲试剂蛋白质双缩脲试剂紫色紫色2实验流程图示实验流程图示先根据选材预测实验结果先根据选材预测实验结果, 然后再实验验然后再实验验证证, 因此本实验属验证性实验因此本实验属验证性实验. (1)还原糖的检测和观察还原糖的检测和观察(2)脂肪的检测和观察脂肪的检测和观察方法一方法一: 花生种子匀浆花生种子匀浆3滴苏丹滴苏丹染液染液橘黄色橘黄色方法二方法二: 特别提醒特别提醒 实验用的花生种子需提前浸泡实验用的花生种子需提前浸泡34 h, 浸泡时间太短浸泡时间太短, 不易切片不易切片; 浸泡时间太长浸泡时间太长, 则组织太软则组织太软, 切下的薄片不易成切下的薄片不

13、易成形形. 2.生物组织中脂肪的鉴定生物组织中脂肪的鉴定(3)蛋白质的检测和观察蛋白质的检测和观察3.生物组织中蛋白质的鉴定生物组织中蛋白质的鉴定实验补充注意事项：实验补充注意事项：糖类的检测（糖类的检测（还原性糖：葡萄糖、果糖、麦芽糖还原性糖：葡萄糖、果糖、麦芽糖）1 1、选材要用、选材要用含糖较高含糖较高、颜色为白色或近于白色的植物组颜色为白色或近于白色的植物组织。织。2 2、斐林试剂、斐林试剂不稳定不稳定，一般配成甲液（，一般配成甲液（NaOH：0.1g/mL）乙液（乙液（CuSO4：0.05g/mL）来保存，使用时必须将甲、）来保存，使用时必须将甲、乙两液混合均匀后使用，切勿分别加入组

14、织样液中进行乙两液混合均匀后使用，切勿分别加入组织样液中进行检测（检测（先混合，后使用，现配现用）。先混合，后使用，现配现用）。3 3、还原性糖的鉴定还可以使用班氏糖定性试剂。、还原性糖的鉴定还可以使用班氏糖定性试剂。在鉴定可溶性糖的实验中，对试管中的溶液进行加热时，试管底部不要触及烧杯底部，另外，试管口不要朝向实验者，以免沸腾的溶液冲出试管，造成烫伤。脂肪的检测：脂肪的检测：1、切片要尽可能的薄。、切片要尽可能的薄。2、染色后一定要用、染色后一定要用50%的酒精溶液洗去浮色。的酒精溶液洗去浮色。说明苏丹说明苏丹和苏丹和苏丹易溶于酒精易溶于酒精3、观察时找最薄处，最好只有、观察时找最薄处，最好

15、只有12层细胞。层细胞。在鉴定脂肪的实验中，若用花生种子作实验材料，必须提前浸泡3h4h，浸泡时间短了，不容易切片，浸泡时间过长，则组织太软，切下的薄片不易成形，而且染色时间不宜过长。蛋白质的检测：蛋白质的检测：1 1、用鸡蛋蛋白时，一定要加以、用鸡蛋蛋白时，一定要加以释稀释稀，如果，如果稀释不够，与双缩脲试剂发生反应后会稀释不够，与双缩脲试剂发生反应后会粘固在试管内壁上，使反应不彻底，且粘固在试管内壁上，使反应不彻底，且试管不易洗净。试管不易洗净。2 2、双缩脲使用时，应先加、双缩脲使用时，应先加A造成碱性环境，造成碱性环境，再加再加B。注意事项：注意事项：（）、检测还原糖时应水浴（）、检测

16、还原糖时应水浴5065加热加热（）、检测脂肪时，切片要薄，用苏丹（）、检测脂肪时，切片要薄，用苏丹 染色时间不宜过长染色时间不宜过长,用显微镜观察用显微镜观察.（）、斐林试剂是甲乙两液等量混匀后立即（）、斐林试剂是甲乙两液等量混匀后立即使用，即现配现用。颜色变化：浅兰色使用，即现配现用。颜色变化：浅兰色棕棕色色砖红色沉淀砖红色沉淀双缩脲试剂是先加入双缩脲试剂是先加入A液液1ml,摇匀摇匀,再加入再加入B液液4滴滴,摇匀摇匀.颜色变化颜色变化:无色无色浅蓝色浅蓝色紫色紫色还原糖还原糖 + 斐林试剂斐林试剂 砖红色沉淀砖红色沉淀加加热热先混合先混合再加入还原糖再加入还原糖中（中（ NaOH +Cu

17、SO4）蛋白质蛋白质 + 双缩脲试剂双缩脲试剂 紫色紫色先加先加NaOH 液于样液中，摇匀液于样液中，摇匀再加再加CuSO4 液于样液中液于样液中斐林试剂与双缩脲试剂都由斐林试剂与双缩脲试剂都由NaOH和和CuSO4组成，组成，但二者有如下三点不同：但二者有如下三点不同：溶液浓度不同。斐林试剂中溶液浓度不同。斐林试剂中NaOH的浓度为的浓度为0.1g/mL，CuSO4的浓度为的浓度为0.05g/mL；双缩脲试剂中；双缩脲试剂中NaOH的浓度为的浓度为0.1g/mL，CuSO4的浓度为的浓度为0.01g/mL。使用原理不同。斐林试剂实质是新配制的使用原理不同。斐林试剂实质是新配制的Cu(OH)2

18、溶液；双缩脲试剂实质是在碱性环境下的溶液；双缩脲试剂实质是在碱性环境下的Cu2。使用方法不同。使用斐林试剂时，先把使用方法不同。使用斐林试剂时，先把NaOH溶液和溶液和CuSO4溶液混合，然后立即使用。使用双缩脲溶液混合，然后立即使用。使用双缩脲试剂时，先加入试剂时，先加入NaOH溶液，然后再加入溶液，然后再加入CuSO4溶液溶液。(2)斐林试剂很不稳定，故应将组成斐林试剂的斐林试剂很不稳定，故应将组成斐林试剂的甲液甲液(0.1g/mL的的NaOH溶液溶液)和乙液和乙液(0.05g/mL的的CuSO4溶液溶液)分别配制、储存，使用时，再临时配制，分别配制、储存，使用时，再临时配制，将将2mL乙

19、液滴入乙液滴入2mL甲液中，配完后立即使用。甲液中，配完后立即使用。(3)双缩脲试剂的使用，应先加试剂双缩脲试剂的使用，应先加试剂A(0.1g/mL的的NaOH溶液溶液)，造成碱性的反应环境，再加试剂，造成碱性的反应环境，再加试剂B(0.01g/mL的的CuSO4溶液溶液)。区别主要看它们的分子组成中是否有碳元素。如糖类是区别主要看它们的分子组成中是否有碳元素。如糖类是有机物，由碳、氢、氧三种元素组成；水是无机物，由氢、有机物，由碳、氢、氧三种元素组成；水是无机物，由氢、氧二种元素组成。氧二种元素组成。这不是严格意义上的区别，严格区分参照这不是严格意义上的区别，严格区分参照化学教科书化学教科书

20、。细胞中最多的有机化合物是蛋白质，无机化合物是水。细胞中最多的有机化合物是蛋白质，无机化合物是水。蛋白质是组成生物体的重要物质，在生命中起重要作用；蛋白质是组成生物体的重要物质，在生命中起重要作用；水是生命之源，离开水，生命活动就无法进行。水是生命之源，离开水，生命活动就无法进行。 植物的叶肉细胞、果实细胞和种子细胞中通常含有较多植物的叶肉细胞、果实细胞和种子细胞中通常含有较多的糖类、脂质、蛋白质。的糖类、脂质、蛋白质。如：禾谷类的果实、种子中含淀粉较多；甘蔗的茎和甜如：禾谷类的果实、种子中含淀粉较多；甘蔗的茎和甜菜的根含蔗糖较多；花生、芝麻的种子中含脂质较多；大豆菜的根含蔗糖较多；花生、芝麻

21、的种子中含脂质较多；大豆种子中含蛋白质较多。种子中含蛋白质较多。提取方法：设法将细胞破碎，再将这些物质提取出来。提取方法：设法将细胞破碎，再将这些物质提取出来。科学家在利用无土栽培法培养一些名贵花卉时，科学家在利用无土栽培法培养一些名贵花卉时，培养液中添加了多种必需化学元素。其配方如下表培养液中添加了多种必需化学元素。其配方如下表所示，其中植物根细胞吸收最少的离子是（所示，其中植物根细胞吸收最少的离子是（ ） A、 Ca2+ B、 SO42- C、 Zn2+ D、 H2PO3-C(2013(2013山师大附中期末山师大附中期末) )神舟八号返回舱内番茄神舟八号返回舱内番茄苗在太空中开花结果，果

22、实为红色，比平时吃的西苗在太空中开花结果，果实为红色，比平时吃的西红柿小。下表是有活性的番茄细胞中元素含量，下红柿小。下表是有活性的番茄细胞中元素含量，下图是番茄细胞中化合物含量的柱形图，下列说法正图是番茄细胞中化合物含量的柱形图，下列说法正确的是确的是 ( () )A A表中含量最多的元素是表中含量最多的元素是a a，数量最多的元素也是，数量最多的元素也是a aB B若图表示细胞鲜重，则甲化合物中含量最多的元若图表示细胞鲜重，则甲化合物中含量最多的元素为表中的素为表中的b bC C若表表示组成人体细胞的元素含量，则若表表示组成人体细胞的元素含量，则a a、b b、c c含量和番茄细胞中完全相

23、同含量和番茄细胞中完全相同D D若图表示细胞完全脱水后化合物含量，则甲化合若图表示细胞完全脱水后化合物含量，则甲化合物具有多样性，其必含的元素为物具有多样性，其必含的元素为C C、H H、O O、N N，其中，其中C C元素对应表中的元素对应表中的a a解析:表中含量最多的元素是a(氧元素)，数量最多的元素是氢元素，故A错误。细胞鲜重中含量最多的化合物是水(甲)，甲中含量最多的元素为表中的a，故B错误。组成人体细胞和番茄细胞的化学元素的种类大体相同，但含量有差别，故C错误。细胞干重中含量最多的化合物是蛋白质(甲)，蛋白质具有多样性，组成元素为C、H、O、N等，其中含量最多的元素是C，故D正确。

24、D解析解析【对点训练对点训练】(2012山东济宁一模)如图1是细胞中3种化合物含量的扇形图，图2是有活性的细胞中元素含量的柱形图，下列说法不正确的是 ()A若图1表示正常细胞， 则A、B化合物共有的 元素中含量最多的是aB若图1表示细胞完全脱水后化合物含 量的扇形图，则A化合物中含量最多 的元素为图2中的bC图2中数量最多的元素是c，这与细 胞中含量最多的化合物有关D若图1表示正常细胞，则B化合物具 有多样性，其必含的元素为C、H、O、N解析：正常细胞中A、B分别为H2O和蛋白质，它们的共有元素为H、O，而O在活细胞中含量最多；细胞脱水后则A为蛋白质，其中C含量最多，即为b；细胞中氢元素数量最多，其含量仅占第三；B物质含量第二，且具有多样性，则B物质是蛋白质，其必含的元素为C、H、O、N，可能还含有S、P等其他元素。B解析解析C