细胞中的元素和化合物.ppt

第一节 细胞中的元素和化合物,第二章 组成细胞的分子,第五节 细胞中的无机物,广而告之：（电视广告）,广告一：补铁、补血，效果好！补血口服液！,广告二：健康的体魄，来源于“碘碘”滴滴。,广告三：万丈高楼平地起，层层都是“钙”起来。,广告四：聪明伶俐，坚持补锌；有锌万事成； 用心的妈妈会用“锌”。,上面的广告中提到了哪些化学元素？能否用 学过的生物学知识来解释这些广告中包含的 科学道理？,元素缺乏与疾病的相关性：,缺Fe：,人体患贫血；果树患黄叶病,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,缺I：,人幼年患呆小症；成年患甲状腺肿大（大脖子病）,缺B：,华而不实（只开花不结果）,缺Zn：,影响人体生长发育、大脑发育和性成熟,缺Si：,患克山病（原发性心脏病）,缺Mg：,影响植物叶绿素的合成，影响光合作用 的进行,问题探讨：比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量,?,1.组成生物体的所有元素中，有没有哪一些元素是生物体所特有的？,没有。,这说明什么？,生物界和非生物界具有统一性。,2.生物体中的元素含量和无机环境中的含量有区别吗？,有，相差很大。,这又说明什么？,生物界和非生物界还具有差异性。,组成人体细胞的主要元素（占细胞鲜重的百分比）,组成人体细胞的主要元素 （占细胞干重的百分比）,比较人体细胞在干重和鲜重情况下的元素含量,在细胞中，干重时含量最多的元素是 ；鲜重时含量最多的元素是 。细胞的最基本元素是,C,o,C,大量元素：,指含量占生物体总重量万分之一以上的元素。有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。,微量元素：,指生物生活所必需的。但是需要量却很少的一些元素。如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。,一、细胞中元素根据含量分为:,他请杨丹留人盖美家,铁猛碰新木桶,最基本元素： 四大元素： 主要元素：,C,C H O N,C H O N P S(约占原生质总量的97%),C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。,大量元素：,Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。,微量元素：,.生活在沙漠中的仙人掌和生活在海洋中的鲨鱼，组成它们的化学元素种类_ .完全相同 .完全不同 .大体相同 .无法确定,.地球上的生命是在下列哪种元素的基础上建立的（ ） . 氧元素 .碳元素 .氢元素 .氮元素,3.下列属于微量元素的是（ ） . 、n . l、e、g . 、u、n、n、Mo . 、u、e、 4.在植物体内，最基本的元素和含量最多的元素分别是（ ） C、O B . O、H C. C、H D. H、O,组成细胞 的化合物,（85%90%）最多,（7%10%）最多,水,蛋白质,二、组成细胞的化合物,1、生活在缺水的沙漠环境中的仙人掌细胞中，含量最多的化合物是（ ） A、蛋白质 B、脂肪 C、糖类 D、水,D,第5节 细胞中的无机物,本节聚焦: 1.水在细胞中以什么形式存在？ 2.水在细胞中的作用是什么? 3.大多数无机盐在细胞中以什么形式存在？ 4.为什么细胞中的无机盐含量很少，作用却很重要？,问题探讨,讨论: 1计算每升饮料中水占多少。水在细胞中起什么作用？ 2表中哪些成分属于无机盐？为什么要在运动员饮料中添加无机盐？无机盐在细胞的生活中起什么作用？,一.细胞中的水：,水母： 水母的含水量特别高，可达97%。,细胞中含量最多的化合物是水,不同生物的含水量不同,同种生物，在不同的组织、器官中的含水量不同,分析讨论一,细胞、生物体内水的含量比较，说明了什么？,同种生物，不同的生长发育时期含水量不同,幼儿和成人体内的含水量,4.,水存在的形式,水在细胞中的存在方式：,（1）结合水与细胞内其他物质结合（4.5%）,主要功能 : 作为细胞的结构成分,结合水 自由水,（2）自由水 以游离的形式存在；,主要功能 : 是细胞内良好的溶剂； 参与细胞内的许多生化反应 ； 细胞生活的基本环境； 运输作用等。,自由水与结合水的比值能反映出代谢活动的强弱. 代谢活跃时，含水量高（70%以上）；自由水比例增加时，生长迅速。,自由水与结合水可相互转换。,自由水/ 结合水的比值越高，新陈代新越旺盛，生长发育越迅速，抗旱、抗寒、抗热性能相对较弱； 反之，自由水 /结合水的比值越低，新陈代新越缓慢，生长发育越迟缓，抗旱、抗寒、抗热性能相对提高。,练习： 刚收获的玉米种子在阳光下晒干，重量减轻，这个过程损失的主要是 ，这样的种子在条件适宜时，仍能萌发成幼苗。 把晒干的种子放在一洁净的试管中加热，试管壁上有水珠出现，这些水主要是 ，这样的种子将不能萌发。 代谢旺盛的细胞内 的含量相对高些。,种子为什么要在晒干后才储存起来?,从细胞内自由水含量高，细胞代谢强 的角度考虑：,1、含水量高的种子容易发芽。,2、种子含水量高，呼吸代谢强，呼吸作用会使种子内储藏的糖类分解，质量下降；还会产生水（即出汗现象）和大量的热量，使种子容易发霉变质。,想一想：,细胞中的无机盐大多数以离子状态存在、含量少（1%1.5%）。,主要功能:,1是某些化合物、细胞结构的组成成分;,2参与生命活动的调节，维持生物体的 生命活动;,3维持细胞内的平衡：渗透压平衡、酸碱 平衡、离子平衡。,(二)、无机盐,电子显微镜扫描处在不同盐度对红血细胞的影响,红血细胞膨胀将要爆裂,红血细胞收缩,红血细胞表面上保持不变,实例2： 哺乳动物血液中必须含有一定量的Ca2+，如果某个动物血液中钙盐的含量过低就会出现抽搐。 Ca2+对于血液的凝固也是非常重要的，没有Ca2+ ，血液就不能凝固。生物体内的无机盐离子必须保持一定的比例，这对维持细胞的渗透压和酸碱平衡是非常重要的，是生物体进行正常生命活动的必要条件。如HCO3对于维持血液正常，pH值具有重要的作用。含Zn的酶最多，有七十多种酶的活性与Zn有关。Co是维生素B12的必要成分，参与核酸的合成过程。,讨论一：P35 1.为什么缺铁会导致贫血？ 2.植物缺镁会影响光合作用，为什么？,血红素,1、 血液中的Ca2+含量太低时，神经肌肉的兴奋性升高而出现抽搐，这一事实说明Ca2+的生理功能之一是( ) A构成细胞结构的组成成分 B维持细胞的正常形态 C维持细胞的正常生理功能 D调节渗透压和酸碱平衡,【解析】 神经肌肉的应激性，需要体液中各种无机盐离子维持一定的比例。当Na+、K+浓度增高时，神经肌肉的应激性增高，而当Ca2+、Mg+、H+浓度增高时，应激性降低。当血液中的Ca2+过低时，应激性增高，手足抽搐，这一事实说明Ca2+对于维持细胞的正常生理功能有重要作用。,C,知识网络(基本概念):,细胞中的元素和化合物,元素,化合物,大量元素( C H O N P S K Ca Mg ),微量元素:(Fe Mn Zn Cu B Mo ),含量最多元素:(C H O N )(基本元素）,最基本元素:( C ),无机化合物,有机化合物,水,无机盐,存在形式:( )( ),功能:,存在形式:（ ）,功能:,（ ） （ ） （ ） （ ）,实验: 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 实验原理： 某些化学试剂能够使生物组织中的有关有机化合物产生特定的颜色反应。如： 还原糖 + 斐林试剂砖红色沉淀 脂肪 + 苏丹橘黄色 蛋白质 + 双缩脲紫色 淀粉 + 碘蓝色,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。 材料用具： 1.实验材料：苹果汁、花生种子、花生汁、马铃薯片、豆浆、鲜肝液 2.仪器： 3.试剂：斐林试剂、苏丹、碘液、双缩脲 方法步骤： 1实验材料、仪器和试剂的选择 2设计记录表格，记录预测结果 3检测的方法步骤 (1)还原糖的检测和观察; (2)脂肪的检测和观察; (3)蛋白质的检测和观察;,技能训练设计实验 科学地设计实验方案应注意： 1.实验方案要完整： 实验题目假设预期实验观察和收集数据分析推论交流 2.实验设计的原则： 科学性原则、可行性原则、简便性原则、可重复性原则 3.变量的控制： 遵循单一变量原则。即一个实验变量对应观测一个反应变量。,实验目的：探究植物生长发育需要镁 材料用具：小麦幼苗、完全培养液、缺镁营养液、 200ml广口瓶两只、量筒等。 实验原理：镁是合成植物叶绿素的重要成分，植物缺 镁叶绿素不能合成，植物叶片失绿变黄。 实验步骤： 1.取两广口瓶，编号甲、乙。 2.在甲和乙中分别加入100ml完全营养液和缺镁营养液。 3.在甲和乙中分别栽入长势、大小数目相同的小麦幼苗并置于相同的环境条件下培养。 4.一段时间后，观察甲、乙中小麦幼苗的叶色变化。 实验结果：一段时间后，甲中小麦幼苗的叶色为绿色，乙 中小麦幼苗的为黄色。 实验结论：植物生长发育需要镁。,实例1： 镁离子是叶绿素分子必需的成分；叶绿素是绿色植物进行光合作用的色素，它能吸收光能用于光合作用。绝大多数植物叶片的颜色是绿色的，这是叶绿素显现的颜色。没有Mg2就不能合成叶绿素，植物的叶片就会发黄，影响到光合作用的正常进行。 亚铁离子是血红蛋白的主要成分；血红蛋白是一种红色含铁的蛋白质，是红细胞的主要成分，功能是运输氧气和一部分二氧化碳。血红蛋白中的铁是二价铁离子，对人来说，小肠也只吸收二价铁离子，对三价铁离子是不吸收的。没有Fe2就不能合成血红蛋白，人就会患缺铁性贫血。,1.有机化合物和无机化合物有什么区别?能举例说明吗?,？,思考与讨论:,区别主要看它们的分子组成中是否有碳元素。 如：糖类是有机物，由C、H、O三种元素组成；水是无机物，由H、O二种元素组成。 这不是严格意义上的区别，严格区分参照化学教科书,2.细胞内最多的有机化合物和无机化合物分别是哪一种什么?你能推测它们对生命的意义吗?,细胞内最多的有机化合物是蛋白质，蛋白质是生命活动的体现者，也就是说一切生命活动都有蛋白质来承担。 细胞内最多的无机化合物是水，水对生命的意义有：（1）细胞核生物体的组成成分 （2）良好的溶剂，利于体内化学反应的进行（3）利于细胞内物质运输 。,你能举例说出哪些植物器官的细胞中富含糖类,脂质和蛋白质吗?如何从这些植物器官中提取呢?,思维拓展:,植物的叶肉细胞、果实细胞和种子的细胞中通常含有较多的糖类、脂质和蛋白质。一般水果的果实部分都富含糖类;花生,板栗,核桃这类食品的可食部分脂肪的含量很高;豆科植物的蛋白质很丰富. 要想从植物的果实、种子中获得糖类、脂质和蛋白质，就要设法使细胞破碎，再将这些物质提取出来。,一、填空 1组成人体的元素中，占细胞鲜重百分比最多的元素是_；占细胞干重百分比最多的元素是_。 _是构成细胞的最基本元素。 2一般情况下活细胞内含量最多的化合物是_，含量最多的有机化合物_。,练一练:,O,C,C,水,蛋白质,二、选择题 1、科学家在研究生物体的化学成分时,发现组成生物体的元素在非生物界也存在,这一事实主要说明: （ ） A 生物界和非生物界没有区别 B 生物界和非生物界具有统一性 C 生物来源于非生物 D 生物界和非生物界具有差异性 2、生活在缺水的沙漠环境中的仙人掌细胞中，含量最多的化合物是（ ） A、蛋白质 B、脂肪 C、糖类 D、水,B,D,实验原理：化学试剂+有机化合物特定的颜色 还原糖 + 斐林试剂 砖红色沉淀 蛋白质 + 双缩脲试剂 紫色 脂 肪 +苏丹（或苏丹）橘黄色（红色） 淀 粉 + 碘 蓝色,水浴加热,还原糖：葡萄糖、果糖、麦芽糖,三、实验检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质,还原糖 + 斐林试剂 砖红色沉淀,加热,先混合再加入糖中（ NaOH +CuSO4）,蛋白质 + 双缩脲试剂 紫色,先加NaOH 液于样液中， 再加CuSO4 液于样液中,电子显微镜扫描处在不同盐度对红血细胞的影响,红血细胞膨胀将要爆裂,红血细胞收缩,红血细胞表面上保持不变,实例2： 哺乳动物血液中必须含有一定量的Ca2+，如果某个动物血液中钙盐的含量过低就会出现抽搐。 Ca2+对于血液的凝固也是非常重要的，没有Ca2+ ，血液就不能凝固。生物体内的无机盐离子必须保持一定的比例，这对维持细胞的渗透压和酸碱平衡是非常重要的，是生物体进行正常生命活动的必要条件。如HCO3对于维持血液正常，pH值具有重要的作用。含Zn的酶最多，有七十多种酶的活性与Zn有关。Co是维生素B12的必要成分，参与核酸的合成过程。,技能训练设计实验 科学地设计实验方案应注意： 1.实验方案要完整： 实验题目假设预期实验观察和收集数据分析推论交流 2.实验设计的原则： 科学性原则、可行性原则、简便性原则、可重复性原则 3.变量的控制： 遵循单一变量原则。即一个实验变量对应观测一个反应变量。,实验目的：探究植物生长发育需要镁 材料用具：小麦幼苗、完全培养液、缺镁营养液、 200ml广口瓶两只、量筒等。 实验原理：镁是合成植物叶绿素的重要成分，植物缺 镁叶绿素不能合成，植物叶片失绿变黄。 实验步骤： 1.取两广口瓶，编号甲、乙。 2.在甲和乙中分别加入100ml完全营养液和缺镁营养液。 3.在甲和乙中分别栽入长势、大小数目相同的小麦幼苗并置于相同的环境条件下培养。 4.一段时间后，观察甲、乙中小麦幼苗的叶色变化。 实验结