細胞中的元素和化合物高一上生物人教版（2019）必修1

生命物質(zhì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)元素化合物細胞細胞的生命歷程細胞的結(jié)構(gòu)功能第二章組成細胞的分子第1節(jié)細胞中的元素和化合物學(xué)習(xí)目標：1.簡述組成細胞的主要元素以及化合物，指出構(gòu)成細胞的最基本元素是碳。（重點）2.了解生命的物質(zhì)性，掌握生物界和非生物界的統(tǒng)一性和差異性。農(nóng)作物的需要施氮、磷、鉀肥；人體需要補鈣、鐵、鋅等。以獲取相應(yīng)的元素用于細胞的生命活動，那么組成細胞的元素有哪些？這些元素是細胞特有的嗎？新知導(dǎo)入問題探討組成地殼和組成細胞的部分元素含量(％)表元素地殼細胞O48.6065.0Si26.30極少C0.08718.0N0.033.0H0.7610.01.組成生物體的所有元素中，有沒有哪一些元素是生物體所特有的？沒有。這說明什么？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環(huán)境中的含量有區(qū)別嗎？有，相差很大。這又說明什么？生物界和非生物界還具有差異性。說明生命和非生命的無機環(huán)境既有統(tǒng)一性又有差異性,生命起源于非生命物質(zhì).結(jié)論：1.組成細胞的化學(xué)元素，在無機自然界中都能找到。生物界和非生物界具有統(tǒng)一性。2.細胞中的各元素含量和無機環(huán)境中的含量大不相同。生物界和非生物界具有差異性。生命起源于非生命物質(zhì)元素玉米人C43.5755.99H6.247.46O44.4314.62N1.469.33P0.203.11S0.170.78K0.921.09Ca0.234.67Mg0.180.16思考：通過上圖和表格比較各種元素在生物體內(nèi)的含量說明什么問題？一、組成細胞的元素討論1.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？玉米細胞干重中含量較多的四種元素是O、C、H、N,人體細胞干重中含量較多的四種元素C、O、N、H。二者元素差異的原因是玉米是一種植物，而人是一種動物，除了兩者都含有大量的水，人體細胞含量最多的是蛋白質(zhì)，而玉米細胞中含量最多的是糖類，二者的化合物組成不同導(dǎo)致了元素的含量不同。2.細胞中有些元素含量很少，是否意味著他們不重要？

否，有些化學(xué)元素含量很少，但在細胞中卻有著很重要的作用。3.比較組成玉米細胞和人體細胞中的元素種類和含量，你能得出哪些結(jié)論？組成玉米細胞和人體細胞的元素種類大體相同；組成細胞的元素中，C、H、O、N這四種元素的含量很高。１、種類：常見的化學(xué)元素有20多種２、根據(jù)含量分為:大量元素：含量占生物體總重量萬分之一以上的元素（C、H、O、N、P、K、S、Ca、Mg等）。微量元素：含量占生物體總重量萬分之一以下的元素（Fe、Cu、Mn、B、Zn、Mo等）。最基本元素基本元素主要元素大量元素微量元素CHONPSKCa

Mg等FeMnBZnMoCu等組成細胞的元素

幾十年前,新西蘭有一個牧場的大片牧草長勢很弱,有的甚至發(fā)黃枯萎,即使使用了大量的N,P,K肥也無濟于事,后來,人們偶然發(fā)現(xiàn)牧場內(nèi)的一小片牧草長得十分茂盛,原來,這一片”綠洲”的附近有一座鉬礦,礦工每天上下班總是抄近路走,他們的鞋子個踩過的地方,牧草綠油油的,經(jīng)過科學(xué)家的化驗和分析,一公頃牧草只需150克鉬就足夠了.資料分析:通過分析,你能得出什么結(jié)論呢?

微量元素(鉬)是生物體不可缺少的必需元素;在生物體中含量很少,但其作用是其它元素不可替代的。1、缺Ca會導(dǎo)致肌肉抽搐2、缺Fe會使人患貧血等癥狀；3、缺Ｉ會導(dǎo)致甲狀腺腫大等。5、缺B會影響植物花粉管萌發(fā)，導(dǎo)致華而不實；6、缺Mg會影響葉綠素的合成這與組成細胞的化合物有關(guān)組成細胞的元素大多以化合物形式存在

組成生物體的最基本元素是

，為什么？C碳鏈：如碳環(huán)：如有機化合物：一般為含碳鏈、碳環(huán)的化合物

碳原子本身的化學(xué)性質(zhì)不活潑，有四個外圍電子，正是這4個價電子，能夠使碳原子之間、碳原子與其他元素的原子之間結(jié)合形成更多的化學(xué)鍵。由于每個碳原子可以形成4個化學(xué)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(zhì)。

進一步可以形成鏈或環(huán)狀復(fù)雜化合物?？梢哉f，地球上的生命就是在碳元素的基礎(chǔ)上建立起來的。二、組成細胞的化合物水（70%~90%）蛋白質(zhì)（7%~10%）糖類和核酸（1%~1.5%）脂質(zhì)（1%~2%）無機鹽（1%~1.5%）細胞內(nèi)含量最多的化合物是水，含量最多的有機化合物是蛋白質(zhì)。組成細胞的化合物無機化合物有機化合物水糖類脂質(zhì)蛋白質(zhì)核酸無機鹽細胞中元素和化合物的含量關(guān)系1．___是構(gòu)成細胞的最基本元素。2．一般情況下活細胞內(nèi)含量最多的化合物是___，含量最多的有機化合物______。3.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（）A、蛋白質(zhì)B、脂肪C、糖類D、水C水蛋白質(zhì)隨堂演練D4.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(xué)元素種類（

）

A、差異很大B、有些差異

C．大體相同D．沒有一定標準C5．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（）

A．Fe、Mn、Zn、MgB．Zn、Cu、Mn、CaC．Zn、Cu、B、MnD．Mg、Mn、Cu、MoC6、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非生物界也存在,這一事實主要說明（）

A生物界和非生物界沒有區(qū)別

B生物界和非生物界具有統(tǒng)一性

C生物來源于非生物

D生物界和非生物界具有差異性B不同生物組織細胞中各種化合物的含量是有差別的，有的還相差懸殊呢！

我們平常吃的食物也是如此。正因為不同食物中營養(yǎng)物質(zhì)的種類和含量有很大差別，我們才需要在日常膳食中做到不同食物的合理搭配，以滿足機體的營養(yǎng)需要。我們的食物來自各種生物組織。那么，怎樣檢測不同生物組織中的營養(yǎng)物質(zhì)呢？三、檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)2011-10-8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)。50℃～65℃水浴加熱磚紅色沉淀紅色紫色橘黃色藍色還原糖+斐林試劑

_______蘇丹Ⅲ染液

_____

蘇丹Ⅳ染液

__

蛋白質(zhì)+雙縮脲試劑_____脂肪+碘液

。脂肪+

（一）還原糖的鑒定1、實驗原理

NaOH+CuSO4

→Cu(OH)2

藍色沉淀+……Cu(OH)2+還原糖→Cu2O磚紅色沉淀+……（水浴條件：50℃---65℃）葡萄糖等還原糖分子中存在醛基等還原性基團能與斐林試劑作用生成磚紅色沉淀。斐林試劑：甲液：質(zhì)量濃度為0.1g/ml的NaOH溶液乙液：質(zhì)量濃度為0.05g/ml的CuSO4溶液2、材料TextinhereTextinhereTextinhere①材料要含有豐富還原糖②材料顏色為白色或近于白色以免造成干擾選材原則富含還原糖富含蔗糖含淀粉但還原糖很少顏色干擾富含蔗糖富含還原糖選材：含糖量較高的白色或近于白色的植物組織（排除色素對顯色的干擾），蘋果、梨最好。3、實驗流程（步驟）制備組織樣液：制漿：去皮、切塊、研磨，過濾：（用單層紗布）取液：（２mL）顯色反應(yīng)２mL組織樣液剛配制的斐林試劑２mL現(xiàn)象：呈現(xiàn)藍色變成磚紅色（用前混勻）50～65℃水浴加熱2min淺藍色棕色磚紅色還原糖的檢測和觀察：藍色棕色磚紅色4、注意事項要選擇含還原糖豐富（葡萄糖、果糖、麥芽糖、乳糖等），顏色為白色或近于白色的植物組織（不能選用甜菜、甘蔗，因為蔗糖不屬于還原糖，馬鈴薯塊莖富含的淀粉也不是還原糖；）斐林試劑不穩(wěn)定，一般配成甲液、乙液來分別配制、儲存。使用時將甲液、乙液等量混合均勻，現(xiàn)配現(xiàn)用1、材料選取2、斐林試劑對試管中的溶液進行加熱時，試管底部不要觸及燒杯底部；試管口不要朝向?qū)嶒炚?、水浴加熱（二）脂肪的鑒定1、實驗原理脂肪可被蘇丹Ⅲ染成橘黃色

蘇丹Ⅳ染成紅色蘇丹Ⅲ2、材料選擇富含脂肪且比較大的種子，成熟花生種子是最好的選擇，實驗前浸泡3～4小時時間過長：組織太軟，切下的薄片，不易成形時間過短：不容易切片3、實驗流程取材：花生種子（實驗前浸泡3－4h），去皮，將子葉削成薄片制片：①選取最薄的薄片移至載玻片中央②在薄片上滴加蘇丹Ⅲ（或蘇丹Ⅳ）染液2－3滴，染色３min③滴加體積分數(shù)為50%的酒精溶液1—2滴，洗去浮色（多余的蘇丹Ⅲ）④吸去余液，滴1-2滴蒸餾水，蓋上蓋玻片，制成臨時裝片顯微觀察：先在低倍鏡下找到已著色的薄片，后用高倍鏡觀察現(xiàn)象：有被染成橘黃色（或紅色）的脂肪微粒脂肪微粒脂肪的檢測結(jié)果方法二：將黃生種子制成漿液，滴加試劑可直接用肉眼觀察（可不用顯微鏡）注意事項切片要盡可能薄，觀察時要找最薄處，最好只有1～2層細胞染色后一定要用體積分數(shù)為50﹪的酒精溶液洗去浮色用蘇丹Ⅲ染色時間不宜過長，否則脂肪會溶解在蘇丹Ⅲ溶液中的酒精里4、注意事項123（三）蛋白質(zhì)的鑒定1、實驗原理蛋白質(zhì)與雙縮脲具有相同的結(jié)構(gòu)------肽鍵，能在堿性環(huán)境下與雙縮脲試劑中的Cu2+產(chǎn)生紫色絡(luò)合物，稱為雙縮脲反應(yīng)。雙縮脲試劑A液：質(zhì)量濃度為0.1g/ml的NaOH溶液B液：質(zhì)量濃度為0.01g/ml的CuSO4溶液注：雙縮脲與雙縮脲試劑不同。與雙縮脲試劑起反應(yīng)的是肽鍵而不是氨基酸2、材料浸泡1～2天的大豆種子（或豆?jié){）或雞蛋蛋白，也可用鮮肝提取液3、實驗流程選材與制備組織樣液：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)２mL組織樣液雙縮脲試劑Ａ２mL現(xiàn)象：無色雙縮脲試劑Ｂ３－４滴紫色(創(chuàng)設(shè)堿性條件)(提供Cu2+)蛋白質(zhì)的檢測結(jié)果4、注意事項實驗樣液要留出一份作為對照（還原糖、淀粉的鑒定也要留出樣液進行對照）使用雙縮脲試劑時，應(yīng)先加A液造成堿性環(huán)境，再加B液若使用蛋清，必須按要求稀釋，如果稀釋不夠會粘附于試管壁上，不易洗刷123比較項目斐林試劑雙縮脲試劑不同點使用方法甲液和乙液混合均勻后方可使用,且現(xiàn)配現(xiàn)用使用時先加A液,再加B液反應(yīng)條件需水浴加熱不需加熱反應(yīng)原理還原糖中的醛基被Cu(OH)2氧化,Cu(OH)2被還原為Cu2O具有兩個以上肽鍵的化合物在堿性條件下與Cu2+反應(yīng)生成絡(luò)合物顏色磚紅色紫色濃度乙液CuSO4溶液濃度為0.05g/mLB液CuSO4溶液濃度為0.01g/mL相同點都含有NaOH、CuSO4兩種成分,且所用NaOH溶液濃度都是0.1g/mL5、雙縮脲試劑與斐林試劑有何異同（四）淀粉鑒定1、實驗原理2、選材選擇淀粉含量高，顏色近于白色的生物組織，如馬鈴薯塊莖研磨液淀粉遇碘會變成藍色3、過程及結(jié)果向2ml組織樣液中加兩滴碘液，搖勻后變成藍色4.實驗流程取材：馬鈴薯勻漿檢測：２mL組織樣液碘液2滴現(xiàn)象：

搖勻后變成藍色1、青蘋果汁遇碘液顯藍色，熟蘋果汁能與斐林試劑作用產(chǎn)生磚紅色沉淀，下列結(jié)論中最合理的是()A．青蘋果汁中有淀粉，不含還原糖

B．熟蘋果汁中含還原糖，沒有淀粉

C．蘋果轉(zhuǎn)熟時，大量淀粉水解成還原糖

D．蘋果轉(zhuǎn)熟時單糖聚合成淀粉

C隨堂檢測２、安徽阜陽劣質(zhì)奶粉事件震驚全國，引起世人注目。鑒定脫脂淡奶粉是否為偽劣產(chǎn)品，肯定不需要用到的化學(xué)試劑是()A.斐林試劑B.紅