第節(jié)細胞中的元素和化合物(第一課時)

1、第第1 1節(jié)節(jié) 細胞中的元素和化合物細胞中的元素和化合物第第2章章 組成細胞的分子組成細胞的分子內(nèi)容要點：1、細胞中的化學元素2、細胞中的化合物（第一課時（第一課時) )教學目標教學目標 1.簡述組成細胞的主要元素。說出構成細胞的基本元素是碳。 2.嘗試檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質，探討細胞中主要化合物的種類。 3.認同生命的物質性。廣告一：補鐵、補血，效果好！樸血口服液！廣告一：補鐵、補血，效果好！樸血口服液！廣告二：健康的體魄，來源于廣告二：健康的體魄，來源于“碘碘碘碘”滴滴滴滴廣告三：萬丈高樓平地起，層層都是廣告三：萬丈高樓平地起，層層都是“鈣鈣”起來起來廣告四：聰明伶俐，堅持補鋅

2、；有鋅萬事成；廣告四：聰明伶俐，堅持補鋅；有鋅萬事成； 用心的媽媽會用用心的媽媽會用“鋅鋅”。 上面的廣告中提到了哪些化學元素？能否上面的廣告中提到了哪些化學元素？能否用學過的生物學知識來解釋這些廣告中包含的用學過的生物學知識來解釋這些廣告中包含的科學道理？科學道理？元素元素地殼地殼細胞細胞O48.665.0Si26.3極少極少C0.08718.0N0.033.0H0.7610.01.組成生物體的所有元素中，有沒有哪一些組成生物體的所有元素中，有沒有哪一些元素是生物體所特有的？元素是生物體所特有的？沒有。沒有。生物界和非生物界具有統(tǒng)一性。生物界和非生物界具有統(tǒng)一性。2.生物體中的元素含量和無機

3、環(huán)境中生物體中的元素含量和無機環(huán)境中的含量有區(qū)別嗎？的含量有區(qū)別嗎？有，相差很大。有，相差很大。這又說明什么？這又說明什么？生物界和非生物界還具有差異性。生物界和非生物界還具有差異性。這說明什么？這說明什么？生物界與非生物界的關系：生物界與非生物界的關系：結論結論1. 1.組成細胞的化學元素在自然界的無組成細胞的化學元素在自然界的無機環(huán)境中都能找到機環(huán)境中都能找到, ,沒有一種元素是沒有一種元素是生命特有的；生命特有的；2. 2.但元素在細胞中和無機環(huán)境中的含但元素在細胞中和無機環(huán)境中的含量卻有區(qū)別量卻有區(qū)別. .說明說明生命和非生命的無機環(huán)境既有生命和非生命的無機環(huán)境既有統(tǒng)一性又有差異性統(tǒng)一

4、性又有差異性, ,生命起源于非生生命起源于非生命物質命物質. .一、組成細胞的元素一、組成細胞的元素人體細胞的元素含量對比圖人體細胞的元素含量對比圖組成人體細胞的主要元素組成人體細胞的主要元素（占細胞（占細胞干干重的百分比）重的百分比） 在人體細胞中，干重時含量最多的元在人體細胞中，干重時含量最多的元素是素是 ；鮮重時含量最多的元素是；鮮重時含量最多的元素是 。C Co o細胞的主要元素是細胞的主要元素是: : C C、H H、O O、N N、P P、S S等等細胞的基本元素是細胞的基本元素是: : C C 這些元素在不同生物體這些元素在不同生物體的含量有怎樣呢的含量有怎樣呢? ?玉米和人體細

5、胞部分元素含量的比較玉米和人體細胞部分元素含量的比較 玉米玉米 人人氧氧 44.43 14.62碳碳 43.57 55.99氮氮 1.46 9.33氫氫 6.24 7.46鉀鉀 0.92 1.09鈣鈣 0.24 4.67磷磷 0.20 3.11硫硫 0.17 0.78氯氯 0.14 0.47鎂鎂 0.18 0.16鐵鐵 0.08 0.012 硅硅 1.17 0.005鋅鋅 - 0.01這說明什么這說明什么? ?組成生物體組成生物體的化學元素的化學元素在種類上基在種類上基本相同但在本相同但在不同生物之不同生物之間存在著差間存在著差異異.細胞中元素根據(jù)細胞中元素根據(jù)含量含量分為分為:指含量占生物體

6、總重量萬分指含量占生物體總重量萬分之一以上的元素。有之一以上的元素。有C C、H H、O O、N N、P P、S S、K K、CaCa、MgMg等。等。微量元素：微量元素：大量元素：大量元素：指生物生活所必需的。但是需指生物生活所必需的。但是需要量卻很少的一些元素。如要量卻很少的一些元素。如FeFe、MnMn、ZnZn、CuCu、B B、MoMo等。等。思考討論： 碳為什么是構成細胞的最基本元素？碳為什么是構成細胞的最基本元素？ 在元素周期表中，碳位于第在元素周期表中，碳位于第1414族，原子序數(shù)為族，原子序數(shù)為6 6，說明一個碳原子核中含有說明一個碳原子核中含有6 6個質子，核外有個質子，核

7、外有6 6個電子，個電子，在最外層有在最外層有4 4個電子。因此，碳原子具有了個電子。因此，碳原子具有了4 4個能成鍵個能成鍵的價電子，能使碳原子之間、碳原子與其他元素之間的價電子，能使碳原子之間、碳原子與其他元素之間結合形成更多的化學鍵。由于每個碳原子可以形成結合形成更多的化學鍵。由于每個碳原子可以形成4 4個化學鍵，所以就有可能形成含有成千上萬個甚至更個化學鍵，所以就有可能形成含有成千上萬個甚至更多個碳原子的物質。多個碳原子的物質。 幾十年前幾十年前,新西蘭有一個牧場的大片牧新西蘭有一個牧場的大片牧草長勢很弱草長勢很弱,有的甚至發(fā)黃枯萎有的甚至發(fā)黃枯萎,即使使用了即使使用了大量的大量的N,

8、P,K肥也無濟于事肥也無濟于事,后來后來,人們偶然人們偶然發(fā)現(xiàn)牧場內(nèi)的一小片牧草長得十分茂盛發(fā)現(xiàn)牧場內(nèi)的一小片牧草長得十分茂盛,原原來來,這一片這一片”綠洲綠洲”的附近有一座鉬礦的附近有一座鉬礦,礦工礦工每天上下班總是抄近路走每天上下班總是抄近路走,他們的鞋子個踩他們的鞋子個踩過的地方過的地方,牧草綠油油的牧草綠油油的,經(jīng)過科學家的化驗經(jīng)過科學家的化驗和分析和分析,一公頃牧草只需一公頃牧草只需150克鉬就足夠了克鉬就足夠了.通過分析通過分析, ,你能得出什么結論呢你能得出什么結論呢? ? 微量元素微量元素( (鉬鉬) )是生物體不可缺是生物體不可缺少的必需元素少的必需元素; ;在生物體中含量很

9、少在生物體中含量很少, ,但其作用是其它元素不可替代的但其作用是其它元素不可替代的. . 化學元素的生理作用化學元素的生理作用（1）、組成細胞中的化合物。）、組成細胞中的化合物。C、H、O是構成生命有機物的基本元素，蛋白質中除了C、H、O外還含有N和S；核酸中除C、H、O外還含有N和P。P是構成核酸和ATP的必需元素，I參與甲狀腺激素的組成，F(xiàn)e是血紅蛋白的成分，Mg是葉綠素的成分等。（2）、影響生物體的生命活動。）、影響生物體的生命活動。B可促進花粉管的萌發(fā)、促進植物受精，油菜缺B就會“花而不實”。 哺乳動物血液中的Ca2+濃度過低，動物就會出現(xiàn)抽搐，Ca2+濃度過高會出現(xiàn)肌無力，人體長期缺

10、鈣，幼兒會得佝樓病，中年人會得骨質軟化病，老年人會得骨質疏松癥。元素缺乏與疾病的相關性：元素缺乏與疾病的相關性：缺缺Fe：人體患貧血；果樹患黃葉病人體患貧血；果樹患黃葉病缺缺Ca：成年人缺鈣患骨質疏松癥；人血液中缺鈣會出現(xiàn)成年人缺鈣患骨質疏松癥；人血液中缺鈣會出現(xiàn)抽搐現(xiàn)象抽搐現(xiàn)象缺缺I：人幼年患呆小癥；成年患甲狀腺腫大（大脖子?。┤擞啄昊即粜“Y；成年患甲狀腺腫大（大脖子?。┤比盉： 華而不實（只開花不結果）華而不實（只開花不結果）缺缺Zn：影響人體生長發(fā)育、大腦發(fā)育和性成熟影響人體生長發(fā)育、大腦發(fā)育和性成熟缺缺Si： 患克山?。ㄔl(fā)性心臟病）患克山?。ㄔl(fā)性心臟病）缺缺Mg： 影響植物葉綠素的

11、合成，影響光合作用的進行影響植物葉綠素的合成，影響光合作用的進行二、組成細胞的化合物水水：85%-90%無機鹽：無機鹽：1%-1.5%無機化合物無機化合物有機化合物有機化合物糖類糖類脂類脂類: 1%-1.5%蛋白質蛋白質: 7%-10%核酸核酸1%-1.5%化合物化合物質量分數(shù)質量分數(shù)/%水水占占85-90無機鹽無機鹽占占11.5蛋白質蛋白質占占7-10脂質脂質占占1-2糖類和糖類和核酸核酸占占11.5組成細胞的各種元素又是以什么形式存組成細胞的各種元素又是以什么形式存在的呢在的呢? ? （化合物）（化合物）答案：區(qū)別主要看它們的分子組成中是否有答案：區(qū)別主要看它們的分子組成中是否有碳元素。如

12、糖類是有機物，由碳、氫、氧三碳元素。如糖類是有機物，由碳、氫、氧三種元素組成；水是無機物，由氫、氧二種元種元素組成；水是無機物，由氫、氧二種元素組成。素組成。這不是嚴格意義上的區(qū)別，嚴格區(qū)分參照化這不是嚴格意義上的區(qū)別，嚴格區(qū)分參照化學教科書學教科書思考與討論：思考與討論：答案：細胞中最多的有機化合物是蛋白質，無答案：細胞中最多的有機化合物是蛋白質，無機化合物是水。機化合物是水。 蛋白質是組成生物體的重要物質，在生命蛋白質是組成生物體的重要物質，在生命中起重要作用；中起重要作用； 水是生命之源，離開水，生命活動就無法水是生命之源，離開水，生命活動就無法進行。進行。思考與討論：思考與討論： 答案

13、：植物的葉肉細胞、果實細胞和種子細答案：植物的葉肉細胞、果實細胞和種子細胞中通常含有較多的糖類、脂質、蛋白質。胞中通常含有較多的糖類、脂質、蛋白質。 如：禾谷類的果實、種子中含淀粉較多；甘如：禾谷類的果實、種子中含淀粉較多；甘蔗的莖和甜菜的根含蔗糖較多；花生、芝麻的種蔗的莖和甜菜的根含蔗糖較多；花生、芝麻的種子中含脂質較多；大豆種子中含蛋白質較多。子中含脂質較多；大豆種子中含蛋白質較多。 提取方法：設法將細胞破碎，再將這些物質提取方法：設法將細胞破碎，再將這些物質提取出來。提取出來。反饋練習反饋練習 一、填空一、填空 1組成人體的元素中，占細胞鮮重百分比組成人體的元素中，占細胞鮮重百分比最多的

14、元素是最多的元素是_；占細胞干重百分；占細胞干重百分比最多的元素是比最多的元素是_。 _是構成細胞的最基本元素。是構成細胞的最基本元素。 2一般情況下活細胞內(nèi)含量最多的化合物一般情況下活細胞內(nèi)含量最多的化合物是是_，含量最多的有機化合物，含量最多的有機化合物_。OCC水水蛋白質蛋白質二、選擇題二、選擇題1 1、科學家在研究生物體的化學成分時、科學家在研究生物體的化學成分時, ,發(fā)現(xiàn)組成生物體發(fā)現(xiàn)組成生物體的元素在非生物界也存在的元素在非生物界也存在, ,這一事實主要說明這一事實主要說明: : （ ） A A 生物界和非生物界沒有區(qū)別生物界和非生物界沒有區(qū)別 B B 生物界和非生物界具有統(tǒng)一性生

15、物界和非生物界具有統(tǒng)一性 C C 生物來源于非生物生物來源于非生物 D D 生物界和非生物界具有差異性生物界和非生物界具有差異性2 2、生活在缺水的沙漠環(huán)境中的仙人掌細胞中，含量最、生活在缺水的沙漠環(huán)境中的仙人掌細胞中，含量最多的化合物是（多的化合物是（ ）A A、蛋白質、蛋白質 B B、脂肪、脂肪 C C、糖類、糖類 D D、水、水B BD D反饋練習反饋練習. .生活在沙漠中的仙人掌和生活在珊瑚礁中美麗的珊瑚魚，生活在沙漠中的仙人掌和生活在珊瑚礁中美麗的珊瑚魚，組成它們的化學元素種類組成它們的化學元素種類 （ ） A A、差異很大、差異很大 B B、有些差異、有些差異 C C大體相同大體相

16、同 D D沒有一定標準沒有一定標準4 4在生物體內(nèi)含量較少，但對維持生物體正常生命活動在生物體內(nèi)含量較少，但對維持生物體正常生命活動 必不可少的元素是必不可少的元素是（ ） A AFeFe、MnMn、ZnZn、Mg BMg BZnZn、CuCu、MnMn、CaCa C CZnZn、CuCu、B B、MnMn D DMgMg、MnMn、CuCu、MoMo5.5.在組成生物體的化學元素中，最基本的元素是在組成生物體的化學元素中，最基本的元素是（ ） A AC BC BH CH CO DO DN NC CC CA A反饋練習反饋練習. .下列關于實驗操作步驟的敘述中，正確的是下列關于實驗操作步驟的敘

17、述中，正確的是 （ ） A A、用于鑒定可溶性還原糖的斐林試劑甲液和乙液，、用于鑒定可溶性還原糖的斐林試劑甲液和乙液，可直接用于蛋白質的鑒定可直接用于蛋白質的鑒定 B B、脂肪的鑒定需要顯微鏡才能看到被染成橘黃色的、脂肪的鑒定需要顯微鏡才能看到被染成橘黃色的脂肪滴脂肪滴 C C鑒定可溶性還原糖時，要加入斐林試劑甲液搖勻鑒定可溶性還原糖時，要加入斐林試劑甲液搖勻后，再加乙液后，再加乙液 D D用于鑒定蛋白質的雙縮脲試劑用于鑒定蛋白質的雙縮脲試劑A A液與液與B B液要混合均液要混合均勻后，再加入含樣品的試管中，且必須現(xiàn)用現(xiàn)配勻后，再加入含樣品的試管中，且必須現(xiàn)用現(xiàn)配7 7下列各項可作為鑒定生物組

18、織中還原性糖的理想材料下列各項可作為鑒定生物組織中還原性糖的理想材料是是（ ） A A韭菜韭菜 B B鳶尾鳶尾 C C菠菜菠菜 D D梨梨B BD D反饋練習反饋練習教學參考教學參考組成細胞化學元素的作用組成細胞化學元素的作用 1組成各種化合物 化學元素主要以化合物的形式參與細胞的組成和細胞的代謝活動，這些化合物是生物體進行各項生命活動的基礎：如N：是核酸、蛋白質、NADP+、ATP、固醇、葉綠素、生長素、甲狀腺激素等的重要組成成分；P是磷脂、NADP+、ATP等的重要組成成分等。2影響生物體的生命活動 如B可促進花粉的萌發(fā)和花粉管的伸長按元素的生物學功能，大致可分為下列類型。（1）、構成原生

19、質的基本元素：如C、H、O、N、P是構成核酸的主要元素；C、H、O、N是構成蛋白質的主要元素等。（2）、調(diào)節(jié)機體活動的元素：如離子態(tài)的Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、H+及其他離子OH-、HCO3-、SO42-、HPO42-等。（3）、與蛋白質結合的元素：如 Fe（血紅蛋白、細胞色素、固氨酶等），Cu（血藍素、細胞色素、氧化酶等），Mg（固氮酶），Co（構成維生素B12，在天然存在的形式中，維生素B12可能是與肽或蛋白質結合的），Zn（DNA聚合酶、 RNA聚合酶）， I（甲狀腺蛋白質。這是一種含碘蛋白質，是人體內(nèi)的碘庫）Mn（精氨酸酶等多種酶）（4）微量調(diào)節(jié)元素：如B、Cr、Se、

20、As、Ni等。這些元素是不可缺的，又是不可替代的。教學參考教學參考 關于細胞中各化合物含量的問題關于細胞中各化合物含量的問題 1. 組織細胞中含量最多的化合物是水，可以說不論是哪種細胞（脂肪細胞一般除外），該細胞是處于什么季節(jié)，什么什么地方，在什么時期，細胞中水的含量都是最多，有機化物蛋白質的含量僅于第二。2.在細胞中各化合物的含量變化以核酸最為穩(wěn)定，其變化范圍較小且有規(guī)律性，而水的含量變化范圍為最大。同時，各化合物在細胞中的含量也不能低于最低值，否則將影響細胞的生命。多細胞生物體內(nèi)，由許多相似的細胞和細胞間質有機結合而成的結構，有一定的形態(tài)、結構和生理功能。 教學參考教學參考 三檢測生物組織

21、中的糖類、脂肪和蛋白質三檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質1實驗關鍵：（1）還原糖的鑒定a.材料應含糖量高且無色；b.斐林試劑的甲液和乙液現(xiàn)配現(xiàn)用，混合均勻。（2）脂肪的鑒定子葉應切成薄片（3）蛋白質的鑒定實驗關鍵：a.先加雙縮脲試劑A，再加雙縮脲試劑Bb.雞蛋蛋白液必須稀釋(10倍)教學參考教學參考 三檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質三檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質2實驗材料的準備(1)鑒定還原糖的實驗材料準備：植物組織是常用的實驗材料，但必須加以選擇。在雙子葉植物中，光合作用的主要產(chǎn)物葡萄糖形成后合成為淀粉，暫時儲藏在葉子內(nèi)，因此最好不用雙子葉植物的葉子做實驗材料。有些單子葉植物，如

22、韭菜、鳶尾，并不將光合作用的初始產(chǎn)物轉變?yōu)榈矸?，因此葉內(nèi)含有大量的還原單糖，但是，由于葉片中葉綠素的顏色較深，對于鑒定時的顏色反應起著掩蓋作用，導致實驗現(xiàn)象不明顯，因此，也不宜用單子葉植物的葉子做實驗材料。本實驗最理想的實驗材料是含糖量較高的生物組織(或器官)，而且組織的顏色較淺.或近于白色的.如蘋果和梨的果實，經(jīng)試驗比較，顏色反應的明顯程度，依次為蘋果、梨、白色甘藍葉、白蘿卜。(2)鑒定脂肪的實驗材料準備：實驗材料最好選擇富含脂肪的種子，如花生種子(取其子葉)。供實驗用的花生種子，必須提前浸泡34h。浸泡時間短了，不容易切成片；浸泡時間過長，則組織太軟，切下的薄片不易成形。 教學參考教學參考 三檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質三檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(3)鑒定蛋白質的實驗材料準備：實驗材料最好選用富含蛋白質的生物組織(或器官)，植物材料常用的是大豆，動物材料常用的是雞蛋(卵白)。如用大豆，必