2.1細(xì)胞中的元素和化合物課件高一上學(xué)期生物人教版必修15

雕刻的石像無論多么栩栩如生，我們也不會認(rèn)為它是生物。生物體是由細(xì)胞構(gòu)成的，石頭當(dāng)然不是。

是組成細(xì)胞的分子有什么特殊之處嗎?細(xì)胞和石頭都是由分子組成的，為什么細(xì)胞能表現(xiàn)出生命的特征呢?是因?yàn)榧?xì)胞內(nèi)有什么非物質(zhì)的活力”因素嗎?是細(xì)胞里含有特殊的“生命元素"嗎?第二章組成細(xì)胞的分子闡明生命現(xiàn)象的規(guī)律，必須建立在闡明生物大分子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上。

中國科學(xué)院院士鄒承魯?shù)?節(jié)細(xì)胞中的元素和化合物

人教版（2019）

必修1《分子與細(xì)胞》第2章組成細(xì)胞的分子認(rèn)識到細(xì)胞和生物體的各種生命活動都有其物質(zhì)基礎(chǔ)。說出組成細(xì)胞的主要元素，認(rèn)識到生命的物質(zhì)基礎(chǔ)具有統(tǒng)一性和特殊性。說出組成細(xì)胞的化合物的主要種類。掌握生物組織中糖類、脂肪和蛋白質(zhì)的檢測方法。學(xué)習(xí)目標(biāo)元素地殼細(xì)胞O48.665.0Si26.3極少C0.08718.0N0.033.0H0.7610.0組成地殼和組成細(xì)胞的部分元素含量(％)表組成元素種類基本相同組成元素含量差別大生物界無機(jī)自然界統(tǒng)一性生物界無機(jī)自然界差異性1、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？2、生物體中的元素含量和無機(jī)環(huán)境中的含量有區(qū)別嗎？207倍原因：生物體有選擇地從無機(jī)自然界中獲取物質(zhì)來組成自身。問題探討生物界與無機(jī)自然界在元素組成上的統(tǒng)一性和差異性

細(xì)胞生命活動所需的物質(zhì)，歸根結(jié)底是從____________中獲取的。組成細(xì)胞的化學(xué)元素，在_____________中都能找到。沒有一種化學(xué)元素為______特有。但是，細(xì)胞中各種元素的相對含量與無機(jī)自然界的大不相同。無機(jī)自然界無機(jī)自然界細(xì)胞總結(jié)說明生命和非生命的無機(jī)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)。01組成細(xì)胞的元素鮮重與干重鮮重是指細(xì)胞在自然狀態(tài)下的重量。干重是指除掉自由水的細(xì)胞重量。元素玉米細(xì)胞人體細(xì)胞C43.5755.99H6.247.46O44.4314.62N1.469.33K0.921.09Ca0.234.67P0.203.11Mg0.180.16S0.170.78比較組成玉米細(xì)胞和人體細(xì)胞的元素及含量（干重，質(zhì)量分?jǐn)?shù)）1.在玉米細(xì)胞和人體細(xì)胞中含量較多的四種元素一樣嗎？怎樣解釋這種現(xiàn)象？一樣，都為C、H、O、N;因?yàn)橛衩缀腿硕际巧?，組成它們的主要成分都是水、糖類、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)等，這些物質(zhì)大部分含有C、H、O，蛋白質(zhì)中還有大量N元素。一、組成細(xì)胞的元素思考·討論基本元素干重是指細(xì)胞除去全部自由水后的重量。元素玉米細(xì)胞人體細(xì)胞C43.5755.99H6.247.46O44.4314.62N1.469.33K0.921.09Ca0.234.67P0.203.11Mg0.180.16S0.170.78比較組成玉米細(xì)胞和人體細(xì)胞的元素及含量（干重，質(zhì)量分?jǐn)?shù)）一、組成細(xì)胞的元素思考·討論2.細(xì)胞中有些元素含量很少，是否意味著它們不重要？你能舉例說明嗎？很多蛋白質(zhì)都含有S（硫），葉綠體中的葉綠素分子就含有Mg，如果缺少，細(xì)胞就不能合成這些蛋白質(zhì)或葉綠素了。元素功能主要癥狀Fe輸送氧過多：肝硬變、青年智力發(fā)育慢過少：缺鐵性貧血、齲齒Cu膠原蛋白和酶的成分過多：惡心、嘔吐、腹疼、急性溶血等過少：引起白癜風(fēng)及少白頭等黑色素丟失癥。Zn控制代謝的要害部位過多：頭昏、嘔吐、腹瀉過少：貧血、高血壓、食欲不振味覺差Mo染色體有關(guān)酶的成分過多：損傷生殖細(xì)胞、腎負(fù)擔(dān)加重過少：致齲齒、腎結(jié)石、克山病、食道癌等Mn為多種酶的組成部分過多：巴金森氏癥震顫麻痹樣的癥狀過少：生長遲緩、骨質(zhì)疏松和運(yùn)動失常元素缺乏癥元素玉米細(xì)胞人體細(xì)胞C43.5755.99H6.247.46O44.4314.62N1.469.33K0.921.09Ca0.234.67P0.203.11Mg0.180.16S0.170.78比較組成玉米細(xì)胞和人體細(xì)胞的元素及含量（干重，質(zhì)量分?jǐn)?shù)）一、組成細(xì)胞的元素思考·討論3.比較組成玉米細(xì)胞和人體細(xì)胞中的元素種類和含量，你還能得出哪些結(jié)論？①不同生物體內(nèi)化學(xué)元素的種類

?；鞠嗤诓煌矬w內(nèi)同種化學(xué)元素的含量

。不同③同一生物體內(nèi)不同化學(xué)元素的含量

。不同1、種類：細(xì)胞中常見的化學(xué)元素有多種。2、分類：20大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。（含量占生物體總重量萬分之一以上）微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。（楊林探親，但留妹蓋家）（鐵錳碰新木桶）（指含量很少但生物體生活所必需的一些元素）

按含量C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg最基本元素基本元素主要元素大量元素一、組成細(xì)胞的元素C（碳）、H（氫）、O（氧）、N（氮）、P（磷）、S（硫）、K（鉀）、Ca（鈣）、Mg（鎂）Fe（鐵）、Mn（錳）、Zn（鋅）、Cu、B（硼）、Mo（鉬）組成細(xì)胞的元素微量元素大量元素基本元素嘗試構(gòu)建組成細(xì)胞元素的包含關(guān)系圖生物對微量元素的需要量很少，微量元素是否可有可無？一、組成細(xì)胞的元素

資料1：近日，小明的一些癥狀引起了父母的擔(dān)憂：感冒頻繁，口腔潰瘍反復(fù)發(fā)作，傷口不易愈合，食欲不振，免疫力低下。比起同齡兒童，小明身材偏矮、偏瘦。去醫(yī)院后，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)血清中鋅的濃度過低。

微量元素(鋅)在生物體中含量很少，但是生物體不可缺少的必需元素。思考：生物體內(nèi)含有的元素不是大量元素就是微量元素嗎？思考：組成細(xì)胞的各種元素又是以什么形式存在的呢?一、組成細(xì)胞的元素化合物鉛（Pb）、汞（Hg）在細(xì)胞中含量也很低,生物體不需要吸收Pb和Hg，一旦吸收會引起重金屬中毒,Pb和Hg不屬于微量元素。無論是大量元素還是微量元素，都是生物體必需的元素，如果不是生物體必需的元素，不管含量高低，都不是大量元素或者微量元素。02組成細(xì)胞的化合物分類種類質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%無機(jī)化合物有機(jī)化合物水無機(jī)鹽70%－90%1%－1.5%7%－10%1%－2%1%－1.5%蛋白質(zhì)脂質(zhì)糖類和核酸（1）占細(xì)胞鮮重最多的化合物是______；（2）占細(xì)胞鮮重最多的有機(jī)物是__________；（3）占細(xì)胞干重最多的化合物是__________。水蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)想一想：二、組成細(xì)胞的化合物拓展：組成細(xì)胞化合物的元素組成無機(jī)化合物有機(jī)化合物水：

無機(jī)鹽：

糖類：脂質(zhì)：蛋白質(zhì)：核酸：C、H、OC、H、O（Ｎ、Ｐ）C、H、O、N（P、S、Fe）C、H、O、N、PH、O大部分不含碳元素注：括號內(nèi)的為非必備元素。組成人體細(xì)胞的主要元素（占細(xì)胞干重的百分比）組成人體細(xì)胞的主要元素（占細(xì)胞鮮重的百分比）細(xì)胞總重細(xì)胞除去水后的重量O>C>H>NC>O>N>H知識補(bǔ)充最多化合物最多有機(jī)物最多的元素鮮重

干重

OC水蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)O>C>H>NC>O>N>H拓展：占細(xì)胞最多的元素和物質(zhì)(1)組成地殼的元素在細(xì)胞中都能找到(

)(2)細(xì)胞中含量很少的元素都是微量元素(

)(3)大量元素和微量元素的劃分依據(jù)是其發(fā)揮生理作用的大小(

)(4)沙漠中的仙人掌細(xì)胞中含量最多的化合物是水(

)×××√

課堂檢測1.判斷正誤。2.虎是陸地上最強(qiáng)大的食肉動物之一，當(dāng)其捕食動物后，從動物體中獲得化合物和元素，那么，東北虎和其所捕食動物體內(nèi)的各種化學(xué)元素()A.種類和含量差異都很大B.種類和含量都是大體相同的C.種類差異很大，含量大體相同D.種類大體相同，含量差異很大D3.在植物體內(nèi)，最基本的化學(xué)元素和含量最多的元素分別是()A.C和OB.O和HC.C和HD.H和OA

課堂檢測4、下列關(guān)于微量元素和大量元素的說法,正確的是()A.都屬于生命活動的必需元素B.都屬于生命活動的主要元素C.前者是細(xì)胞特有的,后者是細(xì)胞與非生物界共有的D.兩者都是細(xì)胞自身合成的5、某人得了脂肪肝(即肝細(xì)胞中有過多的脂肪)，則其肝細(xì)胞中含量最多的化合物是（

）A．脂肪B．蛋白質(zhì)C．水D．無機(jī)鹽AC

課堂檢測不同生物組織的細(xì)胞中各種化合物的含量是有差別的，因此我們要合理膳食，以滿足機(jī)體營養(yǎng)需要。怎樣檢測不同生物組織中的營養(yǎng)物質(zhì)呢?03探究·實(shí)踐：檢測生物組織中的糖類、脂肪、蛋白質(zhì)物質(zhì)鑒定類實(shí)驗(yàn)的基本思路3材料處理2實(shí)驗(yàn)選材三、檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)蛋清豆?jié){雞肝梨葡萄白蘿卜1鑒定原理某些化學(xué)試劑能夠使生物組織中的相關(guān)化合物產(chǎn)生特定的顏色反應(yīng)。脂肪+蘇丹Ⅲ染液→橘黃色學(xué)習(xí)任務(wù)還原糖+斐林試劑→磚紅色沉淀蛋白質(zhì)+雙縮脲試劑→紫色1鑒定原理三、檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)實(shí)驗(yàn)選材的標(biāo)準(zhǔn)是什么？

①被檢測物質(zhì)含量高；②材料接近無色；③易取材，易操作2實(shí)驗(yàn)選材三、檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)3材料處理鑒定還原糖和蛋白質(zhì)時，將實(shí)驗(yàn)材料榨汁，使要鑒定的物質(zhì)從細(xì)胞中釋放出來；蛋清豆?jié){雞肝梨葡萄白蘿卜鑒定脂肪時，將浸泡后的花生種子制成臨時裝片，放在顯微鏡下觀察。三、檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)還原糖:具有還原性的糖常見還原糖:葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麥芽糖常見非還原糖:蔗糖、淀粉、纖維素、糖原實(shí)驗(yàn)一：還原糖的檢測和觀察材料：梨勻漿、葡萄勻漿、白蘿卜勻漿實(shí)驗(yàn)原理：還原糖+斐林試劑→磚紅色沉淀試劑：斐林試劑甲液質(zhì)量濃度為0.1g/mL的NaOH和乙液0.05g/mL的CuSO4斐林試劑要求現(xiàn)配現(xiàn)用。注意：實(shí)驗(yàn)一：還原糖的檢測和觀察實(shí)驗(yàn)一：還原糖的檢測和觀察1、向試管內(nèi)注入2mL待測組織樣液。2、向試管內(nèi)注入1mL斐林試劑（甲乙液等量混合均勻后加入）。3、將試管放入盛有50～65℃溫水的大燒杯中加熱2min（水浴加熱）。4、觀察試管中顏色的變化。方法步驟:

結(jié)果分析:溶液由藍(lán)色→磚紅色沉淀，說明有還原糖存在。顏色變化：磚紅色淺藍(lán)色棕色（Cu2O）思考:鑒定還原糖時使用的斐林試劑為何要現(xiàn)配現(xiàn)用?因?yàn)殪沉衷噭┖懿环€(wěn)定,配置好的Cu(OH)2懸濁液放置一段時間后，會形成沉淀，影響實(shí)驗(yàn)效果。其次是Cu(OH)2放置久了會發(fā)生分解反應(yīng)，形成部分黑色CuO，也會影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。所以應(yīng)將甲液和乙液分別保存,使用時現(xiàn)配現(xiàn)用。斐林試劑甲液:乙液:質(zhì)量濃度為0.1g/mLNaOH溶液質(zhì)量濃度為0.05g/mLCuSO4溶液反應(yīng)實(shí)質(zhì)：還原糖將Cu(OH)2還原，生成磚紅色的Cu2O材料：雞蛋清，黃豆組織樣液，牛奶實(shí)驗(yàn)原理：試劑：雙縮脲試劑甲液質(zhì)量濃度為0.1g/mL的NaOH和乙液0.01g/mL的CuSO4實(shí)驗(yàn)三：蛋白質(zhì)的檢測和觀察蛋白質(zhì)+雙縮脲試劑→紫色制備組織樣液黃豆浸泡研磨過濾黃豆組織樣液去皮、切片蛋清液雞蛋雞蛋清稀釋液稀釋顯色反應(yīng)向試管中注入2ml樣液向試管中注入1ml試劑A液加入4滴試劑B液觀察現(xiàn)象觀察顏色變化：藍(lán)色→紫色加入雙縮脲試劑A后，顏色呈現(xiàn)為無色，加入B后，變?yōu)樽仙?，說明雞蛋清中有蛋白質(zhì)存在。得出結(jié)論實(shí)驗(yàn)三：蛋白質(zhì)的檢測和觀察實(shí)驗(yàn)步驟、現(xiàn)象與結(jié)論思考:

鑒定蛋白質(zhì)時,加入試劑B后,如果沒有產(chǎn)生紫色反應(yīng),可能

的原因是什么?

可能加入的雙縮脲試劑B過量,CuSO4在堿性溶液中生成大量的藍(lán)色Cu(OH)2絮狀沉淀,會遮蔽實(shí)驗(yàn)中所產(chǎn)生的紫色,影響觀察結(jié)果。0.1g/mLNaOH雙縮脲試劑A液B液0.01g/mLCuSO4反應(yīng)實(shí)質(zhì)：蛋白質(zhì)+Cu2+堿性環(huán)境紫色絡(luò)合物1ml4滴實(shí)驗(yàn)三：蛋白質(zhì)的檢測和觀察比較項(xiàng)目斐林試劑雙縮脲試劑作用成分使用方法原理反應(yīng)條件檢測可溶性還原糖檢測蛋白質(zhì)(肽鍵)甲液:0.1g/mLNaOH乙液:0.05g/mLCuSO4A液:0.1g/mLNaOHB液:0.01g/mLCuSO4甲液與乙液等體積混合使用，現(xiàn)配現(xiàn)用。依次添加：先加較多A液，再加少量B液。Cu(OH)2被還原糖還原成Cu2O磚紅色沉淀。蛋白質(zhì)在堿性條件下與Cu2+絡(luò)合，生成紫色絡(luò)合物。水浴加熱(50~65℃)堿性環(huán)境、常溫斐林試劑與雙縮脲試劑的異同分析實(shí)驗(yàn)二：脂肪的檢測和觀察材料：花生種子實(shí)驗(yàn)原理：試劑：蘇丹Ⅲ染液脂肪+蘇丹Ⅲ染液→橘黃色實(shí)驗(yàn)二：脂肪的檢測和觀察實(shí)驗(yàn)步驟：浮色已著色橘黃色實(shí)驗(yàn)二：脂肪的檢測和觀察脂肪的檢測結(jié)果脂肪微粒實(shí)驗(yàn)二：脂肪的檢測和觀察實(shí)驗(yàn)易錯點(diǎn)提示(1)唯一需要加熱——

鑒定,且必須水浴加熱,不能用酒精燈直接加熱。若不加熱則無磚紅色沉淀出現(xiàn)。(2)非還原糖(如蔗糖)+斐林試劑的現(xiàn)象是

。【Cu(OH)2的顏色】。(3)唯一需要顯微鏡——

鑒定,實(shí)驗(yàn)中要用

，其作用是

。還原糖脂肪洗去浮色(4)易寫錯別字提示:“斐林試劑”中的“斐”不可錯寫成“非”,雙縮脲試劑中的“脲”不可錯寫成“尿”。50%的酒精溶液淺藍(lán)色而不是無色4.脂肪鑒定實(shí)驗(yàn)中為什么用50%的酒精洗去浮色，而不用清水？因?yàn)樘K丹Ⅲ易溶于有機(jī)溶劑酒精中，而不溶于清水中。1.實(shí)驗(yàn)中，在加相應(yīng)試劑之前為何要留出部分組織樣液？

作為對照，便與鑒定后的樣液顏色作對比，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的說服力。3.在使用雙縮脲試劑時，為什么要先加入試劑A，后加入試劑B?

先加入試劑A，造成堿性環(huán)境，只有在堿性環(huán)境中，蛋白質(zhì)才容易與Cu2＋發(fā)生顏色反應(yīng)。2.蔗糖溶液中加入斐林試劑后呈現(xiàn)什么顏色？屬于非還原糖，不與斐林試劑發(fā)生顏色反應(yīng)。觀察到的現(xiàn)象不是無色，而是藍(lán)色[Cu(OH)2的顏色(1)西瓜、番茄等都含有較多的糖，因此可用于還原糖的鑒定(

)(2)甘蔗富含糖，是做還原糖鑒定的理想材料(

)(3)非還原糖與斐林試劑混合后經(jīng)水浴加熱后的現(xiàn)象是溶液為無色(

)×××

課堂檢測

非還原糖如果與斐林試劑混合，水浴加熱后的現(xiàn)象不是無色，而是淺藍(lán)色[Cu(OH)2的顏色]。1.判斷正誤。2.下面是一組探究有機(jī)物存在與否的鑒別實(shí)驗(yàn)，按表中編號順序?qū)?yīng)下列各項(xiàng)中的內(nèi)容，正確的是(

)CA.紫色、蘇丹Ⅳ染液、蔗糖B.紅色、蘇丹Ⅲ染液、蔗糖C.紫色、蘇丹Ⅲ染液、葡萄糖D.紅色、蘇丹Ⅲ染液、果糖待測物試劑顏色反應(yīng)條件胰島素雙縮脲試劑①－脂肪②橘黃色－③斐林試劑磚紅色水浴加熱

課堂