2.1细胞中的元素和化合物课件--高一上学期生物人教版（2019）必修1.pptx

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1、组成细胞的分子第二章01 细胞中的元素和化合物本节聚焦细胞中常见的元素有哪些？组成细胞的主要化合物有哪些？怎样检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质？【问题探讨】比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量，你能提出什么问题？就自己提出的问题与其他同学交流。*Si在某些植物细胞中含量较多，如硅藻、禾本科植物。引入组成地壳和组成细胞的部分元素含量(%)表生物体总是和外界环境进行着物质交换，细胞生命活动所需要的物质，归根结底是从无机自然界中获取的。（一）统一性元素种类基本相同组成细胞的化学元素，在无机自然界都能找到，没有一种元素为细胞所特有。（二）差异性元素的相对含量不大相同细胞中各种元素的相对含量与无机自

2、然界的不大相同。细胞和无机自然界的统一性和差异性组成地壳和组成细胞的部分元素含量(%)表 无机自然界 元素种类细胞内元素种类【思考探讨】右表是玉米细胞和人体细胞内含量较多的化学元素的种类及其含量。要分析细胞中各种元素及含量是非常复杂的事情，因此，呈现出来的数据一般都是大概的。1. 在玉米细胞和人体细胞中含量较多的四种元素一样吗？怎样解释这种现象？在两者细胞中含量较多的四种元素是一样的，都是C、H、O、N。这是因为玉米和人都是生物，组成它们的主要成分都是水、糖类、脂类和蛋白质等物质，这些物质含有C、H、O，蛋白质中还含有大量的N元素。生物体和生物体之间细胞的统一性和差异性玉米细胞和人体细胞的部分

3、元素及含量(干重，质量分数)注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3%【思考探讨】右表是玉米细胞和人体细胞内含量较多的化学元素的种类及其含量。要分析细胞中各种元素及含量是非常复杂的事情，因此，呈现出来的数据一般都是大概的。2. 细胞中有些元素含量很少，是否意味着它们不重要？细胞中有些元素含量很少，但是却又重要作用，如在玉米细胞中，S只有0.17%，Mg只有0.18%，但很多蛋白质都含有S，叶绿体中的叶绿素分子就含有Mg，如果缺少S或Mg，细胞就不能合成这些蛋白质或叶绿素。生物体和生物体之间细胞的统一性和差异性玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量(干重，质量分数)注：其他元素占细胞干重的质量分数

4、总计小于3%【思考探讨】右表是玉米细胞和人体细胞内含量较多的化学元素的种类及其含量。要分析细胞中各种元素及含量是非常复杂的事情，因此，呈现出来的数据一般都是大概的。3. 比较组成玉米细胞和人体细胞中的元素种类和含量，你还能得出哪些结论？组成玉米细胞中氧元素的含量明显高于人体细胞，而氮元素的含量明显又低于人体细胞，这说明玉米细胞和人体细胞中的不同有机物的含量有差别，如玉米细胞中的糖类要多一些，而人体细胞中的蛋白质含量要多一些；Ca元素的含量也有区别，这与玉米和人体的物质和结构组成有关。生物体和生物体之间细胞的统一性和差异性玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量(干重，质量分数)注：其他元素占细胞干重

5、的质量分数总计小于3%（一）统一性不同生物体的细胞所含的化学元素的种类基本相同（二）差异性1. 不同生物体的细胞同种元素的含量不大相同2. 同一细胞中不同元素含量存在差异生物体和生物体之间细胞的统一性和差异性玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量(干重，质量分数)注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3%（一）组成细胞的化学元素，常见的有20多种（二）基本元素：C、H、O、N（三）根据含量可分为：1. 大量元素： C、 H、 O、 N、 P、 S、 K、 Ca、 Mg等2. 微量元素： Fe、 Mn、 Zn、 Cu、 B(硼)、 Mo(钼)等（四）无论是大量元素还量微量元素，都是生物体必需的元素

6、，对于维持生物体的生命活动都起着重要的作用。组成细胞的元素（一）组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在（二）分类组成细胞的化合物（三）含量1. 细胞内含量最多的化合物是水2. 细胞内含量最多的有机化合物是蛋白质组成细胞的化合物组成细胞的主要化合物及相对含量【探究】上页中组成细胞的主要化合物及相对含量的数据是基于大量不同种类细胞的统计结果，实际上，不同生物组织的细胞中各种化合物的含量是有差别的。探究梨的果实和叶片的细胞中所含化合物的种类和含量有什么明显的差别？梨的果实细胞中糖类和水等物质多，不含叶绿素。正因为不同食物中营养物质的种类和含量有很大差别，日常膳食中才要做到不同食物的合理搭配。那么，

7、怎么检测不同食物的生物组织中含有的营养物质呢？下面通过探究实践，学习检测不同生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。组成细胞的化合物（一）目的要求尝试用化学试剂检测生物组织中的糖类、脂肪或蛋白质。（二）材料用具1. 实验材料：梨匀浆，葡萄匀浆，白萝卜匀浆，花生种子，豆浆，鲜肝提取液，鸡蛋清稀释液。2. 仪器：刀片，试管（最好是刻度试管），试管架，试管夹，大、小烧杯，小量筒，滴管，酒精灯，三脚架，石棉网，火柴，载玻片，盖玻片，毛笔，吸水纸，显微镜等。3. 试剂：斐林试剂（甲液：质量浓度0.1g/mL的NaOH溶液，乙液：质量浓度0.05g/mL的CuSO4溶液），质量浓度为0.01g/mL苏丹染液，双缩

8、脲试剂（A液：质量浓度0.1g/mL的NaOH溶液，B液：质量浓度0.01g/mL的CuSO4溶液），体积分数维50%的酒精溶液，蒸馏水。检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质（三）还原糖检测1. 检测原理糖类中如葡萄糖、半乳糖等，是还原糖。还原糖可与斐林试剂发生作用，生成砖红色沉淀。而糖类中如蔗糖、淀粉、纤维素等，不能还原斐林试剂，是非还原糖。2. 斐林试剂甲液：质量浓度0.1g/mL的NaOH溶液乙液：质量浓度0.05g/mL的CuSO4溶液检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质（三）还原糖检测3. 步骤：（1）向试管内注入2mL待测组织样液（2）向试管内注入1mL斐林试剂（甲、乙液等量混合均

9、匀后再注入，现配现用）（3）将试管放入盛有50-65温水的大烧杯中加热约2min（4）观察试管中出现的颜色变化检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质（四）蛋白质检测1. 检测原理在碱性环境下，Cu2+与蛋白质中类似于双缩脲的结构发生作用，产生紫色反应。2. 双缩脲试剂A液：质量浓度0.1g/mL的NaOH溶液B液：质量浓度0.01g/mL的CuSO4溶液检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质（双缩脲）（四）蛋白质检测3. 步骤：（1）向试管内注入待测组织样液2mL（2）向试管内注入双缩脲试剂A液1mL，摇匀（3）向试管内注入双缩脲试剂B液4滴，摇匀（4）观察组织样液颜色的变化检测生物组织中的还原糖

10、、脂肪和蛋白质（五）脂肪检测1. 检测原理脂肪可以被苏丹染液染成橘黄色2. 苏丹染液检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质（五）脂肪检测3. 步骤：（1）取材：花生种子浸泡去皮（2）切片：子叶横断面上平行切下若干薄片，放入盛有清水的培养皿中待用（3）制片：取薄片；滴2-3滴苏丹染液染色；滴加1-2滴体积分数为50%的酒精洗去浮色；吸水纸吸去酒精，滴一滴蒸馏水，制成临时装片（4）观察：低倍镜下找到花生子叶的最薄处；高倍镜下观察脂肪颗粒检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质其他方法：向待测组织样液中滴加3滴苏丹染液，观察样液被染色的情况【讨论】1. 你的预测与实测结果是否一致？2. 小组间交流实验结果

11、。你有什么发现？3. 全班共检测率多少种生物材料？这些生物材料中有机化合物的种类、含量一样吗？这对我们选择食物有什么启发？不同生物材料中有机化合物的种类、含量有差异，因此在日常膳食中要遵循“多样、均衡”的原则，满足机体生命活动的需要。4. 若要进行检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质的反应现象展示，选择实验材料的原则是什么？应选择待测物质含量丰富、颜色较浅的生物材料。检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质【总结】检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质 检测试剂检测试剂 试剂组成试剂组成 步骤要点步骤要点 实验现象实验现象 还原糖还原糖脂肪脂肪蛋白质蛋白质斐林试剂双缩脲试剂苏丹染液苏丹染液 甲液：质量

12、浓度0.1g/ml的NaOH溶液 乙液：质量浓度0.05g/ml0.05g/ml的CuSO4溶液 A液：质量浓度0.1g/ml的NaOH溶液 B液：质量浓度0.01g/ml0.01g/ml的CuSO4溶液-砖红色沉淀砖红色沉淀紫色紫色橘黄色橘黄色红色红色甲、乙液混合均匀加入水浴加热先加A再加B检测生物组织中糖类的其他简易方法1. Molisch反应（-萘酚反应）：糖类在浓硫酸作用下形成的产物可以与-萘酚作用，形成紫红色复合物。但是除糖类外，还有如丙酮、乳酸等都可以发生近似反应，因此发生反应只能说明有糖类存在的可能。2. 蒽酮反应：糖类经浓酸水解，脱水生成的产物与蒽酮反应生成蓝绿色复合物。3.

13、Benedict反应：反应中使用班氏试剂（斐林试剂的改良），测定还原糖的存在。班氏试剂相比斐林试剂，灵敏度高，干扰因素少。4. Bial反应（甲基间苯二酚反应）：戊糖与浓盐酸加热形成的产物，在有铁离子存在的条件下，与甲基间苯二酚缩合，形成深蓝色沉淀物。己糖也能发生反应，产生灰绿色甚至棕色沉淀物。检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质检测生物组织中脂肪的其他简易方法1. 油点试验：将含有脂肪的混合物磨碎后擦在一片滤纸上，然后朝向光源观看，应该有半透明的油点出现。此油点不能挥发掉。当滤纸浸过苯（或醚、异丙醇等）后，油点消失。或将混合物磨碎后溶于苯液中，然后过滤。取一张滤纸放入滤液中，取出后让苯挥发，

14、朝向光源观看，如有半透明油点存在，则证明混合物中含有脂肪。2. 乳液形成试验：将含有脂肪的混合物溶液稍微加热，加入少量乙醇，摇匀后静置。脂肪可分散成许多微粒，形成白色乳状液。检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质1. 于对细胞元素组成、元素含量等的认识，判断下列相关表述是否正确练习与应用概念检测（3）不同种类的细胞器组成元素和化合物种类基本相同，但含量又往往有一定差异，这既体现了细胞的统一性，又反映了细胞的多样性（2）细胞中微量元素含量很少，作用也很微小（1）细胞中不存在无机自然界没有的特殊元素2. 将下列试剂与相应的待测样品，相应的实验结果用线连接起来练习与应用概念检测苏丹III染液斐林试剂双

15、缩脲试剂豆浆梨汁花生子叶砖红色沉淀橘黄色紫色练习与应用概念检测3. 在下列有机化合物中，人体细胞内含量最多的一种是（ ）A. 脂质B. 糖类C. 蛋白质D. 核酸练习与应用概念检测4. 科学家在研究生物体的化学成分时，发现组成生物体的元素在无机自然界中也都存在，这一事实主要说明（ ）A. 生物来源于非生物 B. 生物界与无机自然界具有统一性C. 生物界与无机自然界具有差异性D. 生物与非生物在元素组成上没有区别1. 组成细胞的元素追根溯源来自无机环境，为什么细胞内各种元素的比例与无机环境的大不相同？细胞是生命活动的基本单位，虽然组成细胞的元素来自无机环境，但是构成细胞的主要元素C、H、O、N含量与无机环境差异很大，这与细胞内的有机化合物如糖类、脂质、蛋白质和核酸有关。练习与应用拓展与应用2. 将细胞内含有的各种物质配齐，并按照它们在细胞中的比例放在一个试管中，能构成一个生命系统吗？为什么？不能。因为生命系统内部是一个严谨有序的结构，不是由物质随意堆砌而成的。练习与应用拓展与应用思维导图