细胞中的元素和化合物无机盐图文课件

- - 要认识细胞这个基本生命系统，首先要要认识细胞这个基本生命系统，首先要 分析这个系统的物质成分分析这个系统的物质成分-组成细胞的分子。组成细胞的分子。 细胞中的糖类和脂质 细胞中的无机物 细胞中的元素和化合物 生命活动的主要承担者蛋白质 遗传信息的携带者核酸 第1节 细胞中的元素和化合物 本节聚焦本节聚焦: : 1.1.组成细胞的主要元素是什么组成细胞的主要元素是什么? ? 2.2.组成细胞的重要化合物有哪些组成细胞的重要化合物有哪些? ? 3.3.怎样检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质怎样检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质? ? 讨论讨论: :比较组成地壳和组成细胞的部分元素的比较组成地壳和组成细胞的部分元素的 含量，你能看出什么问题？含量，你能看出什么问题？ 元素地壳细胞 O 48.665.0 Si 26.3极少 C 0.08718.0 N 0.033.0 H 0.7610.0 组成地壳和组成细胞的组成地壳和组成细胞的 部分元素含量部分元素含量( () )表表 生物界与非生物界存在统一性和差异性生物界与非生物界存在统一性和差异性 一、组成细胞的元素 组成人体细胞的主要元素组成人体细胞的主要元素 （占细胞（占细胞鲜重鲜重的百分比）的百分比） 大量元素：大量元素： C C H O N H O N P S K Ca Mg P S K Ca Mg 微量元素：微量元素： Fe Fe MnMn Zn Cu B Mo Zn Cu B Mo 注意：注意：C C为基本元素为基本元素 鲜重与干重鲜重与干重 二、组成细胞的化合物 水：85%-90% 无机盐： 1%-1.5% 无机化合物 有机化合物 糖类 脂类: 1%-1.5% 蛋白质: 7%-10% 核酸 1%-1.5% 思考与讨论：思考与讨论： 1.1.有机化合物和无机化合物有什么区别？有机化合物和无机化合物有什么区别？ 2.2.细胞内最多的有机化合物和无机化合物分别是细胞内最多的有机化合物和无机化合物分别是 哪一种，你能推测它们对生命的意义吗？哪一种，你能推测它们对生命的意义吗？ 3.3.根据你的生活经验，说说哪些植物器官的细胞根据你的生活经验，说说哪些植物器官的细胞 中富含糖类、脂质或蛋白质？怎样从植物器官中中富含糖类、脂质或蛋白质？怎样从植物器官中 提取这些化合物？提取这些化合物？ 实验原理：某些化学试剂能够使生物组织中的有关有实验原理：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。机化合物产生特定的颜色反应。如：如： 还原糖还原糖 + + 斐林试剂斐林试剂 砖红色砖红色沉淀沉淀 脂肪脂肪 + + 苏丹苏丹 橘黄色橘黄色 蛋白质蛋白质 + + 双缩脲试剂双缩脲试剂 紫色紫色 淀粉淀粉 + + 碘碘 蓝色蓝色 实验实验: :检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 1.组成细胞的主要元素是什么？ 2.组成细胞的主要化合物有哪些? 3.水在细胞中以什么形式存在，以及它在细胞中 的作用是什么？ 4.大多数无机盐在细胞中以什么形式存在？在细 胞中的作用是什么？ 【思考】 阅读教材P1619，P3436思考如下问题： l细胞内含量最多的化合物水 l地球表面约3/4的部分是水； l一个人在极限状况下，可坚持20天以上不进食。 l一个人不喝水，1天后就会丧失意识 ,生命濒临终点 水-生命之源 热带草原（旱季） 热带草原（雨季） 3. 人体中几种不同器官或组织中水的含量 组织器官牙齿骨骼骨骼肌心肌血液 所占比例% 1022767983 1. 细胞中各种化合物所占比例 化合物水无机盐蛋白质脂质糖类核酸 所占比例% 85-901-1.57-101-21-1.5 2. 几种不同生物体水的含量 生物水母鱼类蛙哺乳动物藻类高等植物 水含量% 9780-8578659060-80 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？ 幼儿和成人体内的含水量 同种生物，不同的生长发育时期含水量不同 结合水：与细胞内其它物质相结合， 约占细胞内全部水的4.5。 1、存在形式 自由水：可以自由流动，以游离形式存在 占细胞内全部水的95以上。 二.细胞中的水 n（2）农民晒干葵花籽与炒干葵花籽主要失去的 是什么形式的水？ （1）血液是流动的，心肌是坚实的，为什么两 者含水量这么接近？ 血液主要以自由水的形式存在 心肌主要以结合水的形式存在 自由水 结合水 l（3）比较新鲜种子和干种子谁的新陈代谢相对 旺盛？ l（4）同体积的水和同体积水的果汁放入冰箱中 谁最先结冰？ l（5）根据问题（4），自由水多还是结合水多生 物体的抗旱、抗寒、抗热能力强？ 水 一般而言，代谢越旺盛，自由水含量越高 结合水含量越高，抗性相对较强 2、作用 （1）运输 （2）良好的溶剂 （3）大多数生化反应需要水的参与 细胞结构的重要组成成分 结合水： 自由水 : 二.细胞中的水 自由水和结合水可相互转化： 代谢活动旺盛，细胞内自由水含量高； 代谢活动下降，抗逆性增强，细胞中结合水含量高。 刚收获的新鲜玉米种子在阳光下 晒干，重量减轻，这个过程损失的主 要是 水，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 水，这样的种子将不能 萌发。 代谢旺盛的细胞内 水的含量 相对高些。 练一练 自由 结合 自由 “节水刻不容缓”、“节水从每个人做起”！ l广告一：健康体魄，来源于“碘碘”滴滴！ l广告二：高钙片，一片顶两片！ l广告三：补铁、补血，效果好！朴雪口服液！ 上面的广告中提到了哪些无机盐？有何作用？ 二.细胞中的无机盐 1.无机盐在细胞中的主要存在形式： 离子形式 阳离子：Na +、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+等。 阴离子：Cl -、SO 4 2-、PO 4 3-、HCO 3 -等。 二.细胞中的无机盐 2.含量：很少，仅占11.5 （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？ （3）为何在食盐加碘？ 血 红 蛋 白 分析讨论三分析讨论三 构成细胞某些复杂化合物的重要组成成分 铁是血红蛋白的重要组成成分 镁是叶绿素的重要组成成分 碘是甲状腺激素的重要组成成分 人若得了急性肠炎去医院看病，医生会怎么做？ 人若在高温条件下工作，大量排汗，该怎样做？ 分析讨论四 维持细胞和生物体的生命活动 A.饮盐开水 B.饮碳酸型饮料 C.注射生理盐水 D.饮纯净水 Ø 食物（蔬菜、水果）中往往含有一些碱性物 质（如Na2CO3 ），人吃后体内血液的pH值会 不会有较大的变化？ 分析讨论五 维持细胞和生物体的酸碱平衡 缓冲对：H2CO3 NaHCO3 NaH2PO4Na2HPO4 1.构成细胞某些化合物的重要组成成分 2. 维持细胞和生物体的生命活动 3. 维持细胞和生物体的酸碱平衡 无机盐的作用: 知识回顾 一. 细胞中的水 1. 存在形式 2. 作用: 二. 细胞中的无机盐 1. 存在形式 2. 作用 三. 细胞中的元素和化合物 自由水 结合水 基础练习 l1、细胞中含量最多的化合物（ ） lA、蛋白质 B、淀粉 C、水 D、糖原 l2、水在生物体的许多化学反应中可充当 lA、溶剂 B、催化剂 C、还原剂 D、载体 l3、下列离子中哪项不是细胞需要的（ ） lA、Cl- B、Fe2+ C、S042- D、Pb2+ l4、生物新陈代谢旺盛、生长迅速时，生物体 内的结合水与自由水的比值（ ） lA、升高 B、下降 lC、不变 D、变化与此无关 提高训练 表一： 几种不同生物体水的含量 生物水母鱼类蛙哺乳动物藻类高等植物 水含量% 9780-8578659060-80 表二： 人体中几种不同器官或组织中水的含量 组织器官牙齿骨骼骨骼肌心肌血液 所占比例% 1022767983 从表中的数据分析，试判断下列说法的正误： （1）构成生物体的成分中水的含量最多（ ） （2）生物体的含水量与生物的生活环境密切相关（ ） （3）代谢旺盛的组织器官含水量较高（ ） （4）组织器官的形态结构差异与水的存在形式无关（ ） × 第2节 生命活动的主要 承担者蛋白质 本节聚焦本节聚焦: : 1. 1.氨基酸的结构有什么特点氨基酸的结构有什么特点? ? 2. 2.为什么细胞中蛋白质的种类如此多样为什么细胞中蛋白质的种类如此多样? ? 3. 3.为什么说蛋白质是生命活动的主要承担者为什么说蛋白质是生命活动的主要承担者 ? ? 讨论讨论: : 1 1你能够说出多少种富你能够说出多少种富 含蛋白质的食品？含蛋白质的食品？ 2 2你知道蛋白质在生命你知道蛋白质在生命 活动中的主要作用有哪些？活动中的主要作用有哪些？ 3 3为什么有些食品要添为什么有些食品要添 加某些氨基酸？加某些氨基酸？ 一、蛋白质的基本单位 氨基酸的种类 请观察课本20页的几种氨基酸的结构： 讨论： 1.这些氨基酸的结构具有什么共同特点？ 2.“氨基酸”这一名词与其分子结构有对应关系？ 2.与生活的联系： 必需氨基酸：8种 (异亮、甲硫、撷、赖、苯丙、亮、色、苏) 非必需氨基酸：12种 羧基 氨基 侧链基团 1.氨基酸通式及特点 二、蛋白质的结构及其多样性 由氨基酸形成蛋白质的示意图 讨论讨论: : 1 1从氨基酸到蛋白质从氨基酸到蛋白质 大致有哪些结构层次？大致有哪些结构层次？ 2 2食物中蛋白质在人食物中蛋白质在人 体消化道内如何成为氨体消化道内如何成为氨 基酸？氨基酸被吸收入基酸？氨基酸被吸收入 细胞后又如何成为蛋白细胞后又如何成为蛋白 质？人体中蛋白质与食质？人体中蛋白质与食 物中蛋白质一样吗？物中蛋白质一样吗？ 1.1.二肽的形成：二肽的形成： 问题： n个氨基酸形成一条多肽链时失去几个水分子？形 成几个肽键？如果n个氨基酸形成m条肽链呢？ 注意：注意： 脱水综合脱水综合 肽键肽键 二肽二肽 多肽多肽( (链链) ) 2.蛋白质的形成： 牛胰岛素：51个氨基酸 、2条多肽链组成。相 对分子质量是5700。 一级结构 二级结构 三级结构 四级结构 3.3.蛋白质结构的多样性：蛋白质结构的多样性： 种类不同、数目成百上千、排列次序千变种类不同、数目成百上千、排列次序千变 万化、空间结构千差万别万化、空间结构千差万别 4.与生活的联系：与生活的联系： 盐析：盐析： 热变性：热变性： 三、蛋白质的功能： 1 1许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要 物质物质结构蛋白。结构蛋白。 如：羽毛、肌肉、头发、蛛丝等如：羽毛、肌肉、头发、蛛丝等 2 2许多蛋白质是调节细胞和生物体功能的重要许多蛋白质是调节细胞和生物体功能的重要 物质物质功能蛋白。功能蛋白。 如：载体、激素、酶、抗体等如：载体、激素、酶、抗体等 总之，一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白总之，一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白 质是生命活动的主要承担者。质是生命活动的主要承担者。 小结： 课堂练习：P24练习 科学史话： 世界上第一个人工合成蛋白质的诞生 科学前沿： 国际人类蛋白质组计划 第3节 遗传信息的携带者核酸 本节聚焦本节聚焦: : 1.DNA1.DNA和和RNARNA的有什么异同的有什么异同? ? 2. 2.核酸的基本组成单位是什么核酸的基本组成单位是什么? ? 3. 3.核苷酸的排列顺序与遗传信息有什么关系核苷酸的排列顺序与遗传信息有什么关系 ? ? 2004年9月8日，英国科学家杰夫里 斯在莱斯特大学举办新闻发布会，纪念 DNA指纹鉴别技术诞生20周年。1984年9 月11日，杰夫里斯和同事在研究基因变 异时，偶然发现基因中存在一些足以区 分生物个体的微小结构，并于当天绘制 出了世界上第一幅“DNA指纹”。由于 DNA指纹的高度特异性和稳定性，世界各 国目前已经在罪犯确认、血亲鉴定、确 定遇难者身份等方面广泛使用这种技术 。 讨论讨论: : 1 1DNADNA的中文全称？的中文全称？ 2 2DNADNA签定技术的应用？签定技术的应用？ 3 3DNADNA证据是否成为唯一证据是否成为唯一 证据？证据？ 一、核酸在细胞中的分布： 真核细胞：真核细胞： DNADNA主要在细胞核，细胞质中的线粒体和主要在细胞核，细胞质中的线粒体和 叶绿体中也含有少量的叶绿体中也含有少量的DNADNA。 RNARNA主要在细胞质。主要在细胞质。 原核细胞：原核细胞： DNADNA集中在拟核。集中在拟核。 二、核酸的结构： 核酸是生物大分子，分子量从几十万至几百万。核酸是生物大分子，分子量从几十万至几百万。 1 1元素组成：元素组成：C H O N PC H O N P 2 2基本单位：核苷酸基本单位：核苷酸 1 1分子磷酸分子磷酸 + 1+ 1分子五碳糖分子五碳糖 +1+1分子含氮碱基分子含氮碱基 3 3结构：结构： 每个核酸分子是由几十个乃至上亿个每个核酸分子是由几十个乃至上亿个核苷酸核苷酸 连接而成的长链。通常连接而成的长链。通常DNADNA为双链、为双链、RNARNA为单链。为单链。 DNADNA由由4 4种种脱氧核苷酸脱氧核苷酸 聚合而成聚合而成 RNARNA由由4 4种种核苷酸核苷酸聚合而聚合而 成成 4结构多样性： 虽然，组成DNA的脱氧核苷酸只有4种，但 若数量不限(比如是2000个)，在连成长链时， 排列顺序就是极其多样化的(41000)。 思考： 1DNA的脱氧核苷酸的排列顺序与遗传信 息间的关系？ 2构成真核生物细胞内核酸的碱基和核苷 酸分别是多少？病毒呢？ 三、核酸的功能： 核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生 物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有 极其重要的作用。 小结： 课堂练习：P29练习 第4节 细胞中的糖类和脂质 本节聚焦本节聚焦: : 1. 1.细胞中的糖类主要有哪几类细胞中的糖类主要有哪几类? ?在细胞中起在细胞中起 什么作用？什么作用？ 2. 2.细胞中的脂质主要有哪几类？在细胞中起细胞中的脂质主要有哪几类？在细胞中起 什么作用什么作用? ? 3. 3.生物大分子以什么结构为骨架？生物大分子以什么结构为骨架？ 讨论讨论: : 1 1 这些食物含有的热量一样这些食物含有的热量一样 吗？吗？ 2 2当你因剧烈运动消耗大量当你因剧烈运动消耗大量 能量时，你选何种食物才能尽能量时，你选何种食物才能尽 快补充能量？为什么？快补充能量？为什么？ 糖类是主要的能源物质 一、细胞中的糖类： 元素组成： C、H、O 种类：单糖、二糖、多糖 请同学们看书了解单糖、二糖、多糖 的分子式，种类、分布及功能。 练习：优化设计变式练习第6题 种 类类 例举举分布功能 单单 糖 二糖 多糖 思考： 糖尿病人的饮食受到严格的限制，受限 制的并不仅仅是甜味食品，米饭和馒头等主 食都需定量摄取。为什么？ 二、细胞中的脂质： 1.元素组成： C、H、O 有的含有P、N 2.种类：脂肪、磷脂、固醇 (分子结构差异大、不溶于水、溶于 有机溶剂) 思考与讨论：思考与讨论： 1. 1. 在人和动物体内，脂肪主要分布在哪些部位？在人和动物体内，脂肪主要分布在哪些部位？ 2. 2. 有哪些植物脂肪含量比较高？多数分布在植物有哪些植物脂肪含量比较高？多数分布在植物 的哪些器官中？的哪些器官中？ 3.3.脂肪对细胞和生物体可能有哪些作用？脂肪对细胞和生物体可能有哪些作用？ 1.脂肪：最常见的脂质。 食物中的油脂主要是由油和脂肪。 1g脂肪氧化分解释放39KJ 的能量， 而1g糖元氧化分解释放17KJ 的能量。 是细胞内良好的储能物质、保温及 保护内脏器官。 思考： 熊冬眠时靠体内的什么物质提供能量 ，维持基本的生命活动？ 与生活中的联系： 当人过多的摄入脂肪而又缺少运动时会 怎样？ 2.磷脂：构成细胞膜、各种细胞器膜的重要 成分。 3.固醇：包括胆固醇、性激素、维生素D等。 与生活中的联系： 胆固醇在动物性食物中含量丰富，但过 多摄入会在血管壁上形成沉积，造成血管堵 塞危及生命。 三、生物大分子以碳链为骨架 多糖、蛋白质、核酸等都是生物大分子， 都是由许多基本的组成单位连接而成的。 每一个单体都以若干个相连的碳原子构成 的碳链为基本骨架，由许多单体连接成多聚体 。 碳是生命的核心元素、没有碳，就没有生 命。 第5节 细胞中的无机物 本节聚焦本节聚焦: : 1. 1.水在细胞中以什么形式存在？水在细胞中以什么形式存在？ 2. 2.水在细胞中的作用是什么水在细胞中的作用是什么? ? 3. 3.大多数无机盐在细胞中以什么形式存在？大多数无机盐在细胞中以什么形式存在？ 4. 4.为什么细胞中的无机盐含量很少，作用却为什么细胞中的无机盐含量很少，作用却 很重要？很重要？ 运动员饮料中的化学成分 成分质量浓度/g.l-1 蔗糖30 其他糖类10 柠檬酸10 柠檬香精0.8 氯化钠1.0 氯化钾0.1 磷酸二氢钠0.1 磷酸二氢钾0.1 碳酸氢钠0.1 讨论讨论: : 1 1计算每升饮料中占多少。计算每升饮料中占多少。 水在细胞中起什么作用？水在细胞中起什么作用？ 2 2表中哪些成分属于无机盐表中哪些成分属于无机盐 ？为什么要在运动员饮料中添？为什么要在运动员饮料中添 加无机盐？无机盐在细胞的生加无机盐？无机盐在细胞的生 活中起什么作用？活中起什么作用？ 请同学们看书P34、P35， 要求 ： 1.体会水对生命活动的意义. 2.了解水的存在形式及其作用. 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。 一.细胞中的水： 1.水在细胞中的存在形式： 结合水：与细胞内的其他物质相结合的水。 占细胞内全部水分的4.5% 自由水：以游离形式存在、可自由流动的水。 占细胞内全部水分的95.5% 人体中几种不同器官或组织 中水的含量 组织 器官牙齿骨骼骨骼肌心肌血液 所占比例% 1022767983 细胞中各种化合物所占比例 化合物水无机盐蛋白质脂质糖类核酸 所占比例 % 85-901-1.57-101-21-1.5 分析事实： 几种不同生物体水的含量 生物水母鱼类蛙 哺乳动 物 藻类高等植物 水含量% 9780-8578659060-80 2.水在细胞中的作用： 1)水是组成生物体细胞的主要成分。 2)结合水是细胞结构的重要成分；自由水细胞内的良好 溶剂，并起运输作用。 3)自由水和结合水可相互转化。 代谢活动旺盛，细胞内自由水含量高； 代谢活动下降，抗逆性增强，细胞中结合水含量高。 若将烘干的小麦 种子点燃烧尽，剩下 的白色灰烬是 。 二.细胞中的无机盐： 1.无机盐在细胞中的存在形式： 离子 Na+、K+、 Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+ Cl-、SO42-、PO43-、HCO3- 讨论一：讨论一： 1.1.为什么缺铁会导致贫血？为什么缺铁会导致贫血？ 2.2.植物缺镁会影响光合作用，为什么？植物缺镁会影响光合作用，为什么？ 3.3.为何在食盐加碘？为何在食盐加碘？ 血 红 素