【公开课课件】细胞中的元素和化合物课件-2022-2023学年高一上学期生物人教版（2019）必修1.pptx

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1、第二章组成细胞的分子第1节细胞中的元素和化合物阐明生命现象的规律，必须建立阐明生命现象的规律，必须建立在阐明生物大分子结构的基础上。在阐明生物大分子结构的基础上。中国科学院院士邹承鲁中国科学院院士邹承鲁讨论：比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量，你能提出什么问题或得出什么结论？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 H0.760.7610.010.0组成地壳和组成细胞的部分元素含量()表示例：为什么组成地壳和细胞的各种元素的相对含量差异很大？活动一活动一细胞与

2、无机环境中的各种化学元素的相对含量差别很大。组成细胞的化学元素在无机环境中都能找到，没有一种化学元素为细胞所特有。-统一性统一性2.从元素含量上看：从元素含量上看：1.从元素种类上看：从元素种类上看：-差异性差异性生物从无机自然界获取各种物质来组成自身。生物从无机自然界获取各种物质来组成自身。有选择地有选择地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 H0.760.7610.010.0二、组成细胞的元素二、组成细胞的元素元素玉米人C43.7555.99H6.247.

3、46O44.4314.62N1.469.33K0.921.09Ca0.234.67P0.203.11Mg0.180.16S0.170.78玉米与人体细胞的部分元素(干重)比较组成细胞玉米和人体细胞的元素及含量思考讨论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？玉米细胞和人体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。2.细胞中有些元素含量很少，是否意味着细胞中有些元素含量很少，是否意味着它们不重要？它们不重要？细胞中有些元素含量很

4、少，但是却有重要作用，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。元素玉米人C43.7555.99H6.247.46O44.4314.62N1.469.33K0.921.09Ca0.234.67P0.203.11Mg0.180.16S0.170.78玉米与人体细胞的部分元素(干重)元素玉米人C43.7555.99H6.247.46O44.4314.62N1.469.33K0.921.09Ca0.234.67P0.203.11Mg0.180.16S0.170.78玉米与人体细胞的部

5、分元素(干重)3.比较组成玉米细胞和人体细胞中的元素种类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？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要高于人体细胞，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的含量要多一些；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。统一性：生物和非生物间、生物与生物间元素种类差异性：生物和非生物间、生物与生物间元素含量总结统一性和差异性的原因统一性：生物都是直接或间接从无机环境中获取元素差异性：生物获取元素组成自身时具有选

6、择性统一性和差异性大量元素:含量占生物总质量万分之一以上。微量元素:含量占生物总质量万分之一以下。最基本元素基本元素主要元素9种6种(按含量分)Zn、Fe、B、Cu、Mo、Mn等CHONPSKCaMg二、组成细胞的元素细胞中常见化学元素有20多种铁锰硼锌钼铜（铁猛碰新木桶）基基本本元元素素元素元素占人体占人体鲜重鲜重百分比百分比元素元素占人体占人体干重干重百分比百分比鲜重细胞鲜重细胞中元素含量由多到少的顺序是中元素含量由多到少的顺序是。干重细胞干重细胞中元素含量由多到少的顺序是中元素含量由多到少的顺序是。OCHNCONH 注注 意意鲜重时，含量最多的元素？数量最多的元素？鲜重时，含量最多的元素

7、？数量最多的元素？活细胞中活细胞中氧氧的的含量含量最多，但最多，但氢氢原子的原子的数量数量最多。最多。C、H、O、N为为基本元素基本元素微量元素大量元素和微量元素的划分依据不是生理作用大小，而是含量多少，无论多少，它们都是组成生物体的必需元素。花而不实缺缺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；人血液中缺钙会出现抽搐现象成年人缺钙患骨质疏松症；人血液中缺钙会出现抽搐现象缺缺I：人幼年患呆小症；成年患甲状腺肿大（大脖子病）人幼年患呆小症；成年患甲状腺肿大（大脖子病）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、

8、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元素缺乏与疾病的相关性：元素缺乏与疾病的相关性：三、组成细胞的化合物1.细胞中元素的存在形式大多数以化合物的形式存在，只有极少数情况是以单质存在的，Eg：硫磺细菌的硫磺颗粒2.细胞中化合物的含量组成细胞的各种元素大多数以化合物的形式存在，组成细胞的各种元素大多数以化合物的形式存在，如：水，蛋白质，如：水，蛋白质，核酸，糖类，脂质，等等。核酸，糖类，脂质，等等。无机化合物有机化合物糖类和核酸（占1%-

9、1.5%）脂质（占1%-2%）蛋白质（占7%-10%）无机盐（占1%-1.5%）水（占70%-90%）化合物化合物种类种类质量分数质量分数无机化合物无机化合物水水70%-90%无机盐无机盐1%-1.5%有机化合物有机化合物蛋白质蛋白质7%-10%脂质脂质1%-2%糖类和核酸糖类和核酸1%-1.5%（鲜重（鲜重中中）含量最多的含量最多的（无机）化合物（无机）化合物？（鲜重（鲜重中中）含量最多的含量最多的有机物有机物？干重干重中含量最多的中含量最多的化合物化合物？水水蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质除非提及干重，除非提及干重，否则一律否则一律默认为鲜重默认为鲜重C、H、O、NC、H、O、N、P、S、K、C

10、a、MgC总结：总结：组成细胞的元素组成细胞的元素统一性、差异性统一性、差异性无机盐无机盐水水总结：总结：化合物的种类和元素组成化合物的种类和元素组成OCHN水蛋白质水蛋白质CONH蛋白质蛋白质总结：细胞中化合物的含量总结：细胞中化合物的含量2某人得了脂肪肝某人得了脂肪肝(即肝细胞中有过多的脂肪即肝细胞中有过多的脂肪)，P12下图中能正确表示他的肝细胞中四种化合物含量的是下图中能正确表示他的肝细胞中四种化合物含量的是()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。思考：思考：正因为不同食物中的营养物质的种类和含量有很大的差别，我们才

11、需要在日常膳食中做到不同食物的合理搭配，以满足机体的营养需要。我们的食物来自各种生物组织。那么怎样检测不同生物组织中的营养物质呢？实验原理实验原理实验实验:检测检测生物组织中的生物组织中的糖类、脂肪、蛋白质糖类、脂肪、蛋白质实验现象实验现象实验材料实验材料实验步骤实验步骤某些某些 能够使生物组织中的有关有机化合物产能够使生物组织中的有关有机化合物产生生 反应。反应。实验原理：实验原理：目的要求：目的要求：尝试用化学试剂检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质尝试用化学试剂检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质.化学试剂化学试剂特定的颜色特定的颜色如如:还原糖原糖+斐林斐林试剂脂脂肪肪+苏丹丹 蛋白蛋白质+双

12、双缩脲试剂砖红色色沉淀沉淀橘黄色橘黄色紫色紫色1.1.还原糖的检测还原糖的检测还原糖：还原糖：葡萄糖、果糖、半乳糖（单糖）葡萄糖、果糖、半乳糖（单糖）乳糖、麦芽糖（二糖）乳糖、麦芽糖（二糖）斐林试剂：斐林试剂：水浴加热水浴加热实验原理实验原理:还原糖还原糖+斐林试剂斐林试剂砖红色砖红色沉淀沉淀等量混合等量混合甲液：质量浓度为甲液：质量浓度为0.1g/mL的的NaOH溶液溶液乙液：质量浓度为乙液：质量浓度为0.05g/mL的的CuSO4溶液溶液斐林试剂的斐林试剂的4个关键：个关键：水浴加热水浴加热现配现用现配现用浅蓝色浅蓝色溶液颜色出现如下变化：溶液颜色出现如下变化：说明溶液中有还原性糖存在说明

13、溶液中有还原性糖存在浅蓝色浅蓝色棕色棕色砖红色砖红色步步骤骤苹果汁、梨汁苹果汁、梨汁、西瓜汁、甘蔗汁、甜菜根汁？、西瓜汁、甘蔗汁、甜菜根汁？取材取材制浆制浆检测检测含糖量较高，含糖量较高，白色或近于无白色或近于无色的植物组织色的植物组织制备匀浆制备匀浆过滤过滤取液取液2ml组织液组织液+1ml新新配制的菲林试剂配制的菲林试剂混匀混匀50-65水浴水浴加热加热2min2.2.淀粉的检测淀粉的检测实验原理：实验原理：淀粉淀粉与与碘碘液反应显液反应显蓝色蓝色面粉中什么成分较多？如何检测？含还原糖吗？如何检测？面粉中什么成分较多？如何检测？含还原糖吗？如何检测？实验步骤：实验步骤：实验现象：实验现象：

14、双缩脲试剂双缩脲试剂使用的关键：使用的关键：3.3.蛋白质的检测蛋白质的检测实验原理：实验原理：肽键肽键在在碱性碱性环境中能与环境中能与Cu2+作用，形成作用，形成紫色络合物紫色络合物组织样液：豆浆、牛奶、鸡蛋清（要组织样液：豆浆、牛奶、鸡蛋清（要稀释稀释）蛋白质蛋白质+双缩脲试剂双缩脲试剂紫色紫色络合物络合物双缩脲试剂双缩脲试剂A液液：质量浓度为：质量浓度为0.1g/mL的的NaOH溶液溶液B液液：质量浓度为：质量浓度为0.01g/mL的的CuSO4溶液溶液分开添加，先分开添加，先A后后B蛋白质检测的结果蛋白质检测的结果实验步骤实验步骤氨基酸与双缩脲试剂能发生紫色反应吗？氨基酸与双缩脲试剂能

15、发生紫色反应吗？失活（变性）的蛋白质与双缩脲失活（变性）的蛋白质与双缩脲试剂能发生紫色反应吗？试剂能发生紫色反应吗？不能，无肽键不能，无肽键能，变性后氢键、二硫键断裂，空间结能，变性后氢键、二硫键断裂，空间结构改变，肽键未断裂构改变，肽键未断裂4.4.脂肪的检测脂肪的检测实验原理：实验原理：脂肪脂肪+苏丹苏丹橘黄色橘黄色实验步骤：实验步骤：方法一：花生种子匀浆方法一：花生种子匀浆+苏丹染色苏丹染色观察颜色观察颜色不用显微镜不用显微镜12选材选材检测检测结论结论花生种子花生种子制片：制片：观察：观察：浸泡浸泡切片切片染色染色洗去浮色洗去浮色临时装片临时装片显微镜显微镜下染成橘黄色颗粒下染成橘黄色

16、颗粒50%的酒精的酒精方方法法二二：脂肪检测的结果脂肪检测的结果脂肪鉴定中滴加脂肪鉴定中滴加1-2滴滴50%的目的是：的目的是：原因是：原因是：洗去浮色洗去浮色苏丹苏丹/能溶解在乙醇中能溶解在乙醇中脂肪检测一定需要用显微镜吗？脂肪检测一定需要用显微镜吗？花生种子匀浆（花生油）观察不需要花生种子匀浆（花生油）观察不需要观察脂肪颗粒才需要显微镜观察脂肪颗粒才需要显微镜颜色反应小结颜色反应小结四种物质颜色反应的对比还原糖蛋白质淀粉脂肪实验成果展示实验成果展示材料材料试剂试剂颜色颜色还原糖还原糖梨匀浆梨匀浆,葡萄匀浆葡萄匀浆,白萝卜匀浆白萝卜匀浆斐林斐林试剂试剂浅蓝浅蓝棕棕砖红色砖红色沉淀沉淀蛋白质蛋

17、白质豆浆豆浆鸡蛋清稀释液鸡蛋清稀释液鲜肝提取液鲜肝提取液双缩脲双缩脲试剂试剂紫色紫色脂肪脂肪花生花生种子种子苏丹苏丹或或（苏丹苏丹IV）橘黄色橘黄色或（或（红红色色）淀粉淀粉马铃薯汁马铃薯汁碘碘液液蓝色蓝色无色或白色蔗糖、淀蔗糖、淀粉是非还粉是非还原性糖原性糖.出出现现砖砖红红色色沉沉淀淀只只能能表表明明试试管管内内含含有有还还原原糖糖(如如葡葡萄糖、果糖、麦芽糖等萄糖、果糖、麦芽糖等)，但不一定是葡萄糖，但不一定是葡萄糖拓展延伸拓展延伸_长句特训长句特训_与高考接轨与高考接轨(1)检检测测蛋蛋白白质质时时，加加入入双双缩缩脲脲试试剂剂B液液后后，没没有有观观察察到到溶溶液液变变成成紫紫色色，

18、其其原因可能是原因可能是_。(2)向向试试管管内内的的牛牛奶奶液液体体中中加加入入斐斐林林试试剂剂，经经水水浴浴加加热热出出现现砖砖红红色色沉沉淀淀，能能否表明该试管内含有葡萄糖？否表明该试管内含有葡萄糖？_。原因是。原因是_。加加入入的的双双缩缩脲脲试试剂剂B液液过过量量，CuSO4在在碱碱性性溶溶液液中中生生成成大大量量蓝蓝色的色的Cu(OH)2沉淀，遮盖了实验中产生的紫色沉淀，遮盖了实验中产生的紫色不能不能核心知识小结核心知识小结 要点回眸要点回眸 核心知识小结核心知识小结答题必备答题必备1组成细胞的大量元素有组成细胞的大量元素有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等，微等，微量元素有

19、量元素有Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。等。2组成人体细胞的主要元素组成人体细胞的主要元素(占细胞干重的百分比占细胞干重的百分比)依次是依次是C、O、N、H、P、S等。等。3细胞内含量最多的化合物是水，含量最多的有机化合物是蛋白质。细胞内含量最多的化合物是水，含量最多的有机化合物是蛋白质。4还原糖与斐林试剂在水浴加热还原糖与斐林试剂在水浴加热(5065)条件下生成砖红色沉淀。条件下生成砖红色沉淀。5脂肪被苏丹脂肪被苏丹染液染成橘黄色。染液染成橘黄色。6蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应。蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应。斐林试剂斐林试剂甲甲液液乙乙液液成分成分0.1g/mLNaOH溶液溶液0.0

20、5g/mLCuSO4溶液溶液鉴定物质鉴定物质还原糖还原糖添加顺序添加顺序等量混匀等量混匀现配现用现配现用反应条件反应条件水浴加热水浴加热反应现象反应现象砖红色沉淀砖红色沉淀双缩脲试剂双缩脲试剂A液液B液液0.1g/mLNaOH溶液溶液0.01g/mLCuSO4溶液溶液蛋白质蛋白质先先A后后B不需加热不需加热紫色紫色二、拓展应用二、拓展应用1.组成细胞的元素追根溯源来自无机环境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为什么细胞内各种元素的比例与无机环境的大不相同？无机环境的大不相同？2.将细胞内含有的各种物质配齐，并按照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

21、放在一个试管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？中，能构成一个生命系统吗？为什么？课后习题答案课后习题答案：细细胞胞是是生生命命活活动动的的基基本本单单位位，虽虽然然组组成成细细胞胞的的元元素素来来自自无无机机环环境境，但但是是构构成成细细胞胞的的主主要要元元素素C、H、O、N含含量量与与无无机机环环境境差差异异很很大大，这这与与细细胞胞内的有机化合物如糖类、脂质、蛋白质和核酸有关。内的有机化合物如糖类、脂质、蛋白质和核酸有关。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。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。1.2.略略3.C4.B问题问题1：微量元素这么重要，是不是摄入量越多越好？：微量元素这么重要，是不是摄入量越多越好？问题问题2：细胞的大量元素其原子序数均在：细胞的大量元素其原子序数均在20以内，这对构建以内，这对构建生物物质有何意义？生物物质有何意义？