高中生物 第二章 组成细胞的分子 第1节 细胞中的元素和化合物课件 新人教版必修1.pptVIP

第二章 组成细胞的分子 清代文学家龚自珍有诗曰 落红不是无情物 化作春泥更护花 虽花瓣飘落 树叶凋零 但却融入泥土 于是便有了将生物细胞中的物质转化为非生命的泥土 泥土和空气中的一些元素和化合物被细胞吸收后又转化成细胞的组成成分 那么 组成细胞的分子有哪些 它们在细胞中发挥怎样的作用 这就是我们在第二章所要学习的内容 趣味导学 本章的重点内容是关于蛋白质 核酸 糖类和脂质的相关内容 尤其是蛋白质和核酸 作为 生命活动的主要承担者 蛋白质 是本章的重中之重 也是高考的热点 作为 遗传信息的携带者 核酸 也是本章的重点内容 它将为我们后面学习遗传和变异的内容打下基础 本章的内容不是彼此孤立的 而是有着内在联系的 组成生物体的每一种化合物都是由特定的化学元素组成的 由于本章识记性的内容较多 而且基础性比较强 所以在学习时 一方面要加强记忆 另一方面要注意理解 在学习过程中 可以采用比较法 将组成细胞的各种化合物 从组成元素 种类 结构 功能等方面列表比较后进行记忆 本章概述 1 关于分子水平的研究比较抽象 可联系生活实际进行理解 例如 为什么吃熟鸡蛋比吃生鸡蛋容易消化 为什么人在患急性肠炎时要静脉注射葡萄糖等 2 通过列表比较和示意图的方法 理解蛋白质 核酸的结构与功能 识记糖类和脂质的种类和作用 3 从生物大分子的结构理解生物大分子以碳链为基本骨架 4 结合实例理解水和无机盐的功能 例如人体缺碘会患地方性甲状腺肿 说明无机盐能维持生物体的正常生命活动 学法指导 第1节细胞中的元素和化合物 自主学习 一 组成细胞的元素1 生物界与非生物界的统一性和差异性 1 统一性 组成细胞的 在无机自然界中都能够找到 没有一种 是生物界所特有的 2 差异性 细胞与非生物相比 各种元素的 大不相同 2 种类 常见的化学元素有 多种 化学元素 化学元素 相对含量 20 3 分类 1 大量元素 等 2 微量元素 等 4 含量 1 占人体细胞鲜重最多的元素是 2 占人体细胞干重最多的元素是 c h o n p s k ca mg fe mn zn cu b mo o c 二 组成细胞的化合物1 种类 1 无机化合物 2 有机化合物 2 含量 1 占细胞鲜重比例最高的化合物是 2 占细胞干重比例最高的化合物是 水 无机盐 蛋白质 核酸 脂质 糖类 水 蛋白质 三 检测生物组织中的化合物1 实验原理 连线 被鉴定物质试剂实验现象 还原糖a 碘液 砖红色沉淀 淀粉b 双缩脲试剂 蓝色 脂肪c 苏丹 染液 紫色 蛋白质d 斐林试剂 橘黄色 2 实验材料的选择 苹果 花生种子 豆汁 梨 鸡蛋清 甘蔗汁 马铃薯匀浆 芝麻种子 西瓜汁 花生种子匀浆请将适合的材料编号填到下面横线上 1 还原糖检测 2 脂肪检测 3 蛋白质检测 4 淀粉检测 还原糖 橘黄色 苏丹 染液 酒精溶液 脂肪 蛋白质 1 想一想刚收获的大豆种子与晒干的大豆种子中含量最多的化合物相同吗 提示 不相同 刚收获的大豆种子中含量最多的化合物是水 晒干的大豆种子中含量最多的化合物是蛋白质 2 检测生物组织中的糖类 脂肪和蛋白质时 对于材料的选择有何统一要求 提示 选择颜色较浅的且相应物质含量较高的生物组织 避免材料自身颜色对实验颜色变化的遮盖 3 还原糖的鉴定中 若选用菠菜作为原料是否合适 为什么 提示 不合适 菠菜叶为绿色 会对结果造成颜色干扰 思考 1 在人体活细胞中氢原子的数目最多 2 细胞中的一种元素的作用能被其他元素替代 3 细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要 4 组成细胞的元素有c h o n等20多种 其中c是最基本的元素 5 组成细胞的元素同样存在于自然环境中 说明生物与非生物具有统一性 判断题 6 活细胞中含量最多的化合物是蛋白质 7 构成细胞的任何一种化合物都能在无机自然界中找到 8 检测还原糖的材料可选用番茄果肉 9 检测脂肪时可使用花生种子匀浆 10 还原糖与斐林试剂在水浴加热条件下生成红色沉淀 斐林试剂使用时先加甲液再加乙液 新知解读 组成生物体的元素有20多种 1 根据它们在生物体内含量的不同 分成两大类 1 大量元素含量占生物体总重量的万分之一以上的元素 叫做大量元素 包括c h o n p s k ca mg等 知识点1组成细胞的元素 2 微量元素含量比较少 但又是生物体生命活动所必需的元素 叫做微量元素 如mn zn cu b mo等 fe含量一般比微量元素多一些 比大量元素稍少些 所以又叫做半微量元素 微量元素在生物体内含量虽然很少 但它是维持正常生命活动不可缺少的 2 根据功能来分 生物体内的元素又分基本元素 主要元素等种类 3 构成细胞的最基本元素 c图1和图2分别是人体细胞鲜重和干重的主要元素含量 无论是鲜重还是干重 组成细胞的元素中c o h n这四种元素的含量最多 生物大分子都以碳链为基本骨架 这表明c是构成细胞的最基本元素 大量元素和微量元素只是说明在细胞中的含量不同 而在生理作用上无大小之分 知识贴士 下列有关组成生物体的化学元素的叙述 正确的是 a 微量元素在生物体内含量最少 所以人体不存在微量元素缺乏症b 每种元素在不同的生物体内的含量都是相同的c 组成生物体的化学元素根据其含量不同分为大量元素和微量元素两大类d 组成生物体的大量元素中 c是最基本的元素 在细胞鲜重中含量总是最多的 典题1 c 解析 微量元素在生物体内含量很少 却是维持正常生命活动不可缺少的 若缺乏 会出现相应的微量元素缺乏症 如缺锌 缺碘都会出现相应的病症 a项错误 每种元素在不同的生物体内的含量往往都是不同的 b项错误 生物体中的化学元素根据含量不同可分为大量元素和微量元素 c项正确 组成生物体的大量元素中 c是最基本的元素 但在细胞鲜重中含量最多的元素是o d项错误 变式训练1 下列有关组成生物体化学元素的叙述 正确的是 a cu mg mn mo b都是组成生物体的微量元素b 人 动物与植物所含的化学元素的种类差异很大c 组成生物体的化学元素在无机自然界中都能找到d 细胞中的一种元素的作用能被其他元素替代 解析 mg是构成生物体的大量元素 a项错误 生物界与非生物界的元素组成具有统一性 即组成各种生物的元素种类大致相同 组成生物体的元素没有一种是生物特有的 都来自于非生物界 b项错误 c项正确 细胞中一种元素的作用具有不可替代性 d项错误 c 细胞主要由20种化学元素所组成 这些化学元素只有构成各种化合物时才具有真正的生物学意义 这些分子单独存在时并不能完成生命活动 只有组合成细胞后 由细胞完成各种生命活动 知识点2组成细胞的化合物 知识贴士 下图1是细胞中化合物含量的扇形图 图2是有活性的细胞中元素含量的柱形图 下列说法正确的是 典题2 d a 若图1表示细胞鲜重 则甲 乙化合物依次是蛋白质 h2ob 若图2表示组成人体细胞的元素含量 则a b c依次是c h oc 地壳与活细胞中含量最多的元素都是a 因此说明生物界与非生物界具有统一性d 若图1表示细胞完全脱水后化合物含量 则甲化合物是蛋白质 解析 结合图形确定元素和化合物的种类 细胞中元素的含量要结合c h o n四种元素中 鲜重条件下 o c h n 干重条件下 c o n h分析回答 变式训练2 生物体生命活动的物质基础是指 a 各种化学元素b 各种化合物c 大量元素和微量元素d 组成生物体的各种元素和化合物 解析 在生物体内 元素 化合物 细胞 组织 器官 系统 生物体 所以生命活动的物质基础是组成生物体的各种元素和化合物 d 1 鉴定有机物所选取的材料 知识点3检测生物组织中的糖类 脂肪和蛋白质 3 斐林试剂与双缩脲试剂的比较 有机化合物鉴定中有关试剂的几个误区 易写错别字 如 斐林试剂 中的 斐 不可错写为 翡 双缩脲试剂中的 脲 不可错写为 尿 斐林试剂只能检测具有还原性的糖类 而一些非还原性的糖类 如蔗糖 淀粉等 无法用斐林试剂进行检测 在检测有机物的实验中 唯一需使用显微镜的实验是脂肪的检测 唯一需水浴加热的实验是还原糖的检测 一切蛋白质或二肽以上的多肽都能与双缩脲试剂发生反应 但与双缩脲试剂发生反应的物质不一定都是蛋白质或多肽 如尿素等 知识贴士 用碘液 苏丹 染液和双缩脲试剂测得甲 乙 丙三种植物的干种子中三大类有机物颜色反应如下表 其中 的数量代表颜色反应深浅程度 下列有关说法不正确的是 典题3 a a 乙种子中主要含蛋白质b 碘液 苏丹 染液和双缩脲试剂与相应的物质发生的颜色反应分别是蓝色 橘黄色和紫色c 在观察颜色时有可能用到光学显微镜d 这三种试剂使用时均不需要水浴加热 解析 由表可知 甲中含淀粉较多 乙中含脂肪较多 丙中含蛋白质较多 变式训练3 下列关于 检测生物组织中的糖类 脂肪和蛋白质 实验操作步骤的叙述 正确的是 a 用于检测还原糖的斐林试剂的甲液和乙液 可直接用于蛋白质的检测b 检测脂肪时 需要用显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪颗粒c 检测还原糖时 要加入斐林试剂甲液摇匀后 再加入乙液d 用于检测蛋白质的双缩脲试剂的a液与b液要混合均匀后 再加入含样液的试管中 且必须现用现配 b 解析 斐林试剂与双缩脲试剂的成分相同 所用naoh溶液的浓度相同 但两者所用cuso4溶液的浓度不同 检测还原糖时 斐林试剂的甲液 乙液要混合均匀后一次加入 而检测蛋白质时要先加入双缩脲试剂a液 再加入双缩脲试剂b液 还原糖 蛋白质的颜色反应是肉眼可见的 而脂肪的检测中 由于脂肪颗粒小且分散在细胞中 所以需要借助显微镜进行观察 指点迷津 一 斐林试剂和双缩脲试剂的比较 现提供可配制斐林试剂的溶液 甲液 质量浓度为0 1g ml的naoh溶液 乙液 质量浓度为0 05g ml的cuso4溶液 以及蒸馏水 如果充分利用上述试剂及必需的实验用具 可灵活性地鉴别出下列哪些物质 葡萄糖 蔗糖 胃蛋白酶 化学本质为蛋白质 dnaa 只有 b 和 c 和 d 和 解析 由于本题还提供了蒸馏水 因此质量浓度为0 05g mlcuso4溶液可用蒸馏水稀释至0 01g ml 以作为双缩脲试剂的组成成分 葡萄糖为还原糖 可用斐林试剂检测 胃蛋白酶的化学本质为蛋白质 可用双缩脲试剂检测 典题4 c 二 走出元素与化合物的3个误区1 易混淆元素与化合物的干重与鲜重 1 在组成细胞的元素中 占鲜重百分比 o c h n 占干重百分比 c o n h 2 在组成细胞的化合物中 占鲜重百分比 水 蛋白质 脂质 糖类 占干重百分比中 蛋白质最多 2 误以为生物体内大量元素重要 微量元素不重要大量元素 微量元素是根据元素的含量划分的 无论是大量元素还是微量元素 都是生物体必需的元素 对于维持生物体的生命活动都起着非常重要的作用 3 误以为细胞内含量最多的元素是c活细胞内含量最多的元素是o 而不是c 组成细胞干重最多的元素是c 下列化学元素中属于组成生物体的微量元素的是 a mgb pc bd n 解析 微量元素是b zn cu fe mo mn 故c正确 其他都是大量元素 典题5 c 核心素养 探究点实验材料的选择方法 还原糖的鉴定方法 红薯和土豆都富含淀粉 但红薯吃起来比土豆甜 为探究其原因 某兴趣小组在温度不同 其他条件相同的情况下对处于休眠期的红薯块根与土豆块茎处理30min后测定还原糖的含量 结果如图 案例 1 由图中曲线可知 60 时红薯还原糖含量最高 与红薯相比土豆不含还原糖的原因可能是土豆不含淀粉酶 2 为了确定土豆中不含还原糖的原因 请完成以下实验 实验原理 淀粉能被淀粉酶水解为还原糖 备用材料与用具 去掉淀粉与还原糖的红薯提取液 去掉淀粉的土豆提取液 双缩脲试剂a液 双缩脲试剂b液 斐林试剂甲液 斐林试剂乙液 苏丹 染液 质量分数为3 的淀粉溶液 质量分数为3 的蔗糖溶液等 还原糖与斐试剂反应生成砖红色沉淀 实验步骤 第一步 取a b两支试管 在a试管中加入去掉淀粉的土豆提取液2ml b试管中加入去掉淀粉和还原糖的红薯提取液2ml 50 65 水浴保温2min 第二步 向a b两支试管中各加入等量的水浴保温在50 65 的 溶液 水浴保温2min 第三步 将 向a b试管内各加入2ml 然后 实验结果 最可能的实验结果是 质量分数为3 的淀粉 等量的斐林试剂甲液和斐林试剂乙液注入c试管混合均匀 50 65 水浴加热2min 观察颜色变化 a试管内液体为浅蓝色 b试管内出现砖红色沉淀 方法警示 1 得分要点 2 第二步 必须是 质量分数为3 的淀粉 第三步 第一个空必须体现 斐林试剂甲液和乙液混合 第三步 第二个空必须体现 50 65 水浴加热2min 2 错因案例 2 第二步 答为 斐林试剂 错因 由于受前面50 65 的干扰 这也是斐林试剂使用时的温度 第三步 第一个空答为 先加斐林试剂甲液后加斐林试剂乙液 错因 与双缩脲试剂的使用方法混淆 第三步 第二个空答为 观察颜色变化 错因 忘记了斐林试剂使用过程需要水浴加热 技法提炼 1 如何通过实验中的原理 材料确定实验目的 实验的原理之一是淀粉酶能将淀粉水解成还原糖 同时所给的材料中是去掉淀粉和还原糖的红薯提取液以及去掉淀粉的土豆提取液 所以此实验的目的是验证红薯的提取液中有淀粉酶 在淀粉酶的作用下产生具有还原性的糖 进而延伸到土豆中没有还原糖的原因是不含有淀粉酶 2 实验中所给材料的选择 将所给的材料和用具进行分类 如本实验 a 实验原料类 去掉淀粉和还原糖的红薯提取液 去掉淀粉的土豆提取液 质量分数为3 的淀粉溶液 质