第2章 組成細(xì)胞的分子 第1節(jié) 細(xì)胞中的元素和化合物-2024-2025學(xué)年高一生物必修一（人教版）教學(xué)課件

第1節(jié)細(xì)胞中的元素和化合物第2章組成細(xì)胞的分子1.理解組成細(xì)胞的元素都來自自然界但各元素相對(duì)含量又與無機(jī)環(huán)境不同。2.說出組成細(xì)胞的大量元素和主要微量元素,說出組成細(xì)胞的化合物的主要種類。3.嘗試檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì),能夠設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究未知生物材料的化學(xué)成分。「學(xué)習(xí)目標(biāo)」預(yù)習(xí)案·自主學(xué)習(xí)一、組成細(xì)胞的元素1.生物界與非生物界的統(tǒng)一性和差異性(1)統(tǒng)一性的表現(xiàn):

。(2)差異性的表現(xiàn):

。組成細(xì)胞的化學(xué)元素,在無機(jī)自然界中都能夠找到,沒有一種化學(xué)元素為細(xì)胞所特有細(xì)胞中各種元素的相對(duì)含量與無機(jī)自然界的大不相同2.種類(1)細(xì)胞中常見的化學(xué)元素,依據(jù)在細(xì)胞中的含量可分為大量元素:

等;微量元素:

等。(2)組成細(xì)胞的元素中含量較多的四種元素是

,其原因與

有關(guān)。C、H、O、N、P、S、K、Ca、MgZn、Mo、Cu、B、Fe、MnC、H、O、N組成細(xì)胞的化合物二、組成細(xì)胞的化合物1.種類蛋白質(zhì)有機(jī)化合物水2.含量(1)占細(xì)胞鮮重最多的化合物:

。(2)占細(xì)胞鮮重最多的有機(jī)化合物:

。(3)占細(xì)胞干重最多的化合物:

。三、檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)1.實(shí)驗(yàn)原理(1)還原糖的檢測(cè):還原糖+

試劑→水浴加熱產(chǎn)生

。(2)脂肪的檢測(cè):脂肪+蘇丹Ⅲ染液→產(chǎn)生

色。(3)蛋白質(zhì)的檢測(cè):蛋白質(zhì)+

→產(chǎn)生

色反應(yīng)。水蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)斐林磚紅色沉淀橘黃雙縮脲試劑紫2.實(shí)驗(yàn)流程(1)還原糖的檢測(cè)和觀察。還原糖白色或近于白色斐林試劑磚紅色沉淀(2)脂肪的檢測(cè)和觀察。蘇丹Ⅲ酒精(3)蛋白質(zhì)的檢測(cè)和觀察。雙縮脲試劑A液雙縮脲試劑B液紫色[正誤判斷](1)生物界和非生物界在組成元素的種類和含量上都相同。(

)提示:種類基本相同,含量上差異很大。(2)細(xì)胞中微量元素含量雖然很少,但不可缺少。(

)(3)在活細(xì)胞中,蛋白質(zhì)的含量是最多的。(

)提示:活細(xì)胞內(nèi)含量最多的化合物是水,含量最多的有機(jī)化合物是蛋白質(zhì)?！痢獭?4)還原糖的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中,向蘋果汁中加入斐林試劑后立即出現(xiàn)磚紅色沉淀。(

)提示:利用斐林試劑檢測(cè)還原糖時(shí),需要在50～65℃的水浴中加熱約2min。(5)甘蔗莖和甜菜塊根都含有較多糖且近于白色,因此適用于還原糖的檢測(cè)。(

)提示:甘蔗莖和甜菜塊根中含有的主要是蔗糖,是非還原糖,不適用于還原糖的檢測(cè)?！痢?6)脂肪檢測(cè)中,滴加體積分?jǐn)?shù)為50%的酒精是為了溶解組織中的油脂。(

)提示:脂肪檢測(cè)中,滴加體積分?jǐn)?shù)為50%的酒精是為了洗去浮色?！撂骄堪浮せ?dòng)探究探究一組成細(xì)胞的元素和化合物「問題情境」1.比較組成玉米細(xì)胞與人體細(xì)胞的部分元素及含量,回答下列問題。玉米細(xì)胞和人體細(xì)胞的部分元素及含量(占細(xì)胞干重的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%)元素玉米細(xì)胞人體細(xì)胞O44.4314.62C43.5755.99H6.247.46N1.469.33K0.921.09Ca0.234.67P0.203.11Mg0.180.16S0.170.78注:其他元素占細(xì)胞干重的質(zhì)量分?jǐn)?shù)總計(jì)小于3%。(1)表中所列的元素屬于哪一類?含量很少的元素是否不重要?請(qǐng)舉例說明。提示:大量元素。微量元素如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo也有重要功能,不可替代,例如缺Fe導(dǎo)致貧血。(2)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?提示:一樣,玉米細(xì)胞和人體細(xì)胞中含量較多的四種元素都是C、H、O、N。因?yàn)榻M成細(xì)胞的重要物質(zhì)如水中含有H、O,糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸中含有C、H、O,蛋白質(zhì)、核酸還含有大量的N。(3)玉米細(xì)胞中氧元素的含量明顯高于人體細(xì)胞,而氮元素的含量又明顯低于人體細(xì)胞,怎樣解釋這一現(xiàn)象?提示:玉米細(xì)胞和人體細(xì)胞中的不同有機(jī)物的含量有差別,如玉米細(xì)胞中的糖類要多一些,而人體細(xì)胞中的蛋白質(zhì)含量要多一些。(4)組成玉米細(xì)胞和人體細(xì)胞的元素追根溯源都來自無機(jī)自然界,為什么玉米細(xì)胞和人體細(xì)胞內(nèi)各種元素的比例與無機(jī)自然界的大不相同?提示:生物體是按照生命活動(dòng)的需要,有選擇地從無機(jī)自然界獲取所需的元素。2.根據(jù)教材P17圖2-1填空。(5)細(xì)胞內(nèi)含量最多的無機(jī)化合物是

。細(xì)胞內(nèi)含量最多的化合物是

。占細(xì)胞鮮重最多的化合物是

。占細(xì)胞鮮重50%以上的化合物是

。沙漠植物細(xì)胞中含量最多的化合物是

。(6)細(xì)胞內(nèi)含量最多的有機(jī)化合物是

。細(xì)胞內(nèi)含量?jī)H次于水的化合物是

。占細(xì)胞干重最多的化合物是

。占細(xì)胞干重50%以上的化合物是

。水水水水水蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)歸納總結(jié)圖解組成細(xì)胞的元素(1)無論是大量元素還是微量元素,對(duì)于維持生物體的生命活動(dòng)都起著非常重要的作用,如P是組成ATP、生物膜結(jié)構(gòu)等的重要成分,Ca、P是組成骨骼、牙齒的成分,Mg是組成葉綠素的成分,Fe是組成血紅蛋白的成分。(2)不同生物體內(nèi)所含的化學(xué)元素的種類基本相同,但在不同生物體內(nèi),同種元素的含量差別較大,同一生物體內(nèi)不同元素的含量也不相同。(3)大量元素和微量元素都是組成生物體的必需元素,但生物體內(nèi)所含的元素不一定都是必需元素。1.下列哪項(xiàng)實(shí)例能夠證明微量元素是生命活動(dòng)所必需的(

)A.鎂是葉綠素的組成成分,缺鎂導(dǎo)致葉片發(fā)黃B.植物缺磷時(shí)生長(zhǎng)停滯、植株矮小瘦弱C.哺乳動(dòng)物血液中鈣離子含量太低,會(huì)抽搐D.缺鐵會(huì)影響血紅蛋白的合成而貧血「即時(shí)應(yīng)用」√解析:鎂是葉綠素的重要組成成分,但鎂屬于大量元素,不能夠證明微量元素是生命活動(dòng)所必需的;磷屬于大量元素,缺磷影響植物生長(zhǎng),不能夠證明微量元素是生命活動(dòng)所必需的;鈣屬于大量元素,血鈣過低會(huì)引起抽搐,不能夠證明微量元素是生命活動(dòng)所必需的;鐵是微量元素,是組成血紅蛋白的重要元素,缺鐵會(huì)影響血紅蛋白的合成而引起貧血,能夠證明微量元素是生命活動(dòng)所必需的。2.生命的物質(zhì)基礎(chǔ)是組成細(xì)胞的元素和化合物,圖中序號(hào)代表不同的化合物,面積不同代表含量不同,其中Ⅰ和Ⅱ代表兩大類化合物。請(qǐng)據(jù)圖分析下列敘述不正確的是(

)A.若Ⅴ和Ⅵ分別代表蛋白質(zhì)和脂質(zhì),則Ⅶ代表糖類和核酸B.醫(yī)用的生理鹽水和糖溶液中的溶質(zhì)分別屬于Ⅳ和ⅤC.細(xì)胞干重和鮮重中含量最多的分別是Ⅴ和ⅢD.上述物質(zhì)中氧原子含量最高的化合物是Ⅲ√解析:Ⅱ?yàn)橛袡C(jī)物,有機(jī)物包括蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、核酸和糖類,有機(jī)物中蛋白質(zhì)含量最多,即Ⅴ是蛋白質(zhì),若Ⅵ是脂質(zhì),則Ⅶ代表糖類和核酸;醫(yī)用的生理鹽水和糖溶液中的溶質(zhì)分別屬于Ⅳ無機(jī)鹽、Ⅶ(或Ⅵ)糖類和核酸;細(xì)胞干重和鮮重中含量最多的分別是Ⅴ蛋白質(zhì)和Ⅲ水;題述物質(zhì)中氧原子含量最高的化合物是Ⅲ水。探究二檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)「問題情境」某同學(xué)進(jìn)行了相關(guān)物質(zhì)的檢測(cè)實(shí)驗(yàn),所用的材料、實(shí)驗(yàn)試劑和觀察內(nèi)容如表所示。組別材料實(shí)驗(yàn)試劑觀察內(nèi)容A蘋果勻漿斐林試劑顏色反應(yīng)B浸泡過的花生種子清水、蘇丹Ⅲ染液、50%的酒精溶液細(xì)胞中著色的小顆粒C豆?jié){雙縮脲試劑顏色反應(yīng)(1)西瓜汁中含有豐富的還原糖,能用西瓜汁替代蘋果勻漿嗎?說明理由。提示:不能。西瓜汁為紅色,而還原糖與斐林試劑在水浴加熱條件下反應(yīng)生成磚紅色沉淀,西瓜汁的顏色會(huì)干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果的觀察。(2)B組中的“50%的酒精”能不能換成清水?原因是什么?提示:不能。50%的酒精的作用是洗去浮色,由于蘇丹Ⅲ染液易溶于酒精而不溶于水,故不能換成清水。(3)C組中,雙縮脲試劑A液和B液的使用順序是什么?B液為什么不能過量?提示:先加入A液1mL,再加入B液4滴。過多的雙縮脲試劑B液會(huì)與雙縮脲試劑A液反應(yīng)生成藍(lán)色Cu(OH)2沉淀影響觀察,且B液本身呈藍(lán)色進(jìn)而掩蓋實(shí)驗(yàn)生成的紫色。歸納總結(jié)三類有機(jī)物的檢測(cè)在操作步驟上的差異(1)唯一需要加熱——還原糖的檢測(cè),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)唯一需要顯微鏡——花生子葉切片中脂肪的檢測(cè)。(3)斐林試劑與雙縮脲試劑的“兩同三不同”。3.脂肪鑒定實(shí)驗(yàn)中,切片做好后應(yīng)進(jìn)行的操作步驟依次是(

)A.制片→染色→洗去多余的染料→觀察B.染色→洗去多余的染料→蓋上蓋玻片→觀察C.制片→觀察→染色→洗去多余的染料D.染色→蓋上蓋玻片→洗去多余的染料→觀察「即時(shí)應(yīng)用」√解析:脂肪鑒定實(shí)驗(yàn)中,切片做好后應(yīng)進(jìn)行的操作步驟依次是染色→洗去多余的染料→蓋上蓋玻片→觀察。4.下列關(guān)于“檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)”的實(shí)驗(yàn),敘述正確的是(

)A.用于鑒定還原糖的斐林試劑甲液和乙液,可直接用于蛋白質(zhì)的鑒定B.鑒定可溶性還原糖時(shí),斐林試劑甲液和乙液要先混合再加入試管中C.用于雙縮脲試劑鑒定蛋白質(zhì)時(shí),需水浴加熱2min才能看到紫色D.若要鑒定花生種子細(xì)胞中的脂肪滴,用蘇丹Ⅲ染液染色后直接觀察√解析:用于鑒定還原糖的斐林試劑甲液為0.1g/mLNaOH溶液,乙液為0.05g/mLCuSO4溶液,乙液需要稀釋成0.01g/mLCuSO4溶液,才可用于蛋白質(zhì)的鑒定;鑒定可溶性還原糖時(shí),斐林試劑甲液和乙液先混合再使用;用雙縮脲試劑鑒定蛋白質(zhì)時(shí),不需要水浴加熱;觀察花生種子細(xì)胞中的脂肪滴時(shí),蘇丹Ⅲ染液染色后需用酒精洗去浮色,然后在顯微鏡下觀察。長(zhǎng)句應(yīng)答(1)向試管內(nèi)的牛奶液體中加入斐林試劑,經(jīng)水浴加熱出現(xiàn)磚紅色沉淀,能否表明該試管內(nèi)含有葡萄糖?

,原因是

。(2)進(jìn)行顯色反應(yīng)時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)材料的選擇通常有何要求?

。不能出現(xiàn)磚紅色沉淀,只能表明試管內(nèi)含有還原糖選擇實(shí)驗(yàn)材料時(shí)通常有兩個(gè)要求:一是要富含待檢測(cè)的化合物;二是要顏色較淺(白色或接近白色)課堂小結(jié)思維導(dǎo)圖金句必備1.組成細(xì)胞的大量元素有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等,微量元素有Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。2.細(xì)胞內(nèi)含量最多的化合物是水,含量最多的有機(jī)化合物是蛋白質(zhì)。3.還原糖與斐林試劑在水浴加熱(50～65℃)條件下生成磚紅色沉淀。4.脂肪被蘇丹Ⅲ染液染成橘黃色。5.蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑發(fā)生作用,產(chǎn)生紫色反應(yīng)。隨堂檢測(cè)1.羊吃草獲得營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),那么羊和草的化學(xué)元素種類以及含量上的特點(diǎn)分別是(

)A.種類和含量都相差很大B.種類和含量都相差不大C.種類相差很大,其中相同元素的含量大體相同D.種類大體相同,其中相同元素的含量大多相差很大√12341234解析:羊和草的化學(xué)元素種類差別不大,但是相同元素的含量相差較大。2.組成細(xì)胞的元素主要以化合物的形式存在。下列有關(guān)細(xì)胞中化合物的敘述錯(cuò)誤的是(

)A.細(xì)胞中的化合物有無機(jī)物和有機(jī)物兩大類B.撒哈拉沙漠的仙人掌細(xì)胞中含量最多的化合物是水C.占細(xì)胞干重最多的化合物是蛋白質(zhì)D.不同細(xì)胞中各種化合物的含量相同√2341解析:不同細(xì)胞中各種化合物的種類大致相同,但含量是有差別的。3.下列選項(xiàng)中均能與斐林試劑反應(yīng)產(chǎn)生磚紅色沉淀的是(

)A.葡萄糖、果糖、纖維素

B.糖原、蔗糖、葡萄糖C.葡萄糖、麥芽糖、蔗糖

D.葡萄糖、果糖、麥芽糖√34123412解析:能與斐林試劑反應(yīng)生成磚紅色沉淀的是還原糖,常見的還原糖有葡萄糖、果糖、麥芽糖,而蔗糖、纖維素、糖原均不具有還原性,所以不能與斐林試劑反應(yīng)生成磚紅色沉淀。4.某同學(xué)分別按下表進(jìn)行四組實(shí)驗(yàn):1234組別材料實(shí)驗(yàn)試劑及條件觀察內(nèi)容A浸泡過的花生種子清水、蘇丹Ⅲ染液、酒精細(xì)胞中著色的小顆粒B蘋果勻漿斐林試劑、50～65℃水浴加熱組織樣液顏色變化C豆?jié){?組織樣液顏色變化D淀粉溶液?組織樣液顏色變化將上述各組實(shí)驗(yàn)材料按表中實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行相關(guān)處理后,將A組制成臨時(shí)裝片,放在顯微鏡下觀察,分析回答下列問題。(1)進(jìn)行A組實(shí)驗(yàn)時(shí),使用酒精的作用是

,其中,實(shí)驗(yàn)所觀察的被蘇丹Ⅲ染液著色的小顆粒是

(填物質(zhì)),小顆粒的顏色是

。

1234洗去浮色脂肪橘黃色解析:(1)進(jìn)行A組脂肪鑒定實(shí)驗(yàn)時(shí),使用體積分?jǐn)?shù)為50%的酒精洗去浮色,其中,實(shí)驗(yàn)所觀察的被蘇丹Ⅲ染液染成橘黃色的小顆粒是脂肪,說明花生種子中富含脂肪。(2)B組實(shí)驗(yàn)中,組織樣液中出現(xiàn)

沉淀,實(shí)驗(yàn)使用斐林試劑時(shí),NaOH溶液與CuSO4溶液在使用時(shí)應(yīng)該注意

。

蘋果勻漿不宜替換成西瓜汁,原因是

。

若將蘋果勻漿換成蔗糖溶液并按正確操作進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),結(jié)果是溶液顏色呈現(xiàn)

色。

1234磚紅色等量混勻、現(xiàn)用現(xiàn)配、水浴加熱西瓜汁是紅色的,不利于觀察還原糖與斐林試劑產(chǎn)生的磚紅色沉淀藍(lán)1234解析:(2)檢測(cè)還原糖實(shí)驗(yàn)中,在水浴加熱的條件下,現(xiàn)用現(xiàn)配的斐林試劑可與還原糖反應(yīng)生成磚紅色沉淀,而西瓜汁是紅色的,不利于觀察還原糖與斐林試劑產(chǎn)生的磚紅色沉淀;蔗糖不是還原糖,用斐林試劑檢測(cè)還原糖時(shí)不會(huì)