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第二章第一节 细胞中的元素和化合物 上课,同学们好,在讲新课之前,我，让我们先来回顾一下上一章所学的知识，回答一个问题：生命系统的结构层次是怎样的？答：细胞，组织，器官，系统，个体，种群，群落，生命系统，生物圈。过度：生命系统的结构层次如果从个体开始，向宏观的方向有个体、种群，群落，生命系统，生物圈几个层次；向微观的方向有系统，器官，组织，细胞几个层次。细胞是地球上最基本的生命系统，但是细胞不是结构上的最基本要素，细胞本身又具有复杂的结构，那么，细胞是由什么构成的呢？要认识细胞这个基本的生命系统，首先要分析这个系统的无主组成-组成细胞的分子。同自然界的许多物体一样，细胞也是由分子构成的，而分子又是由元素构成。那么组成生物界的元素和组成非生物界的元素有什么关系呢？让我们一起看一个表格，回答问题。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？答：没有。这说明了什么？答：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？答：有，差异很大。这又说明了什么？答：生物界和非生物界还具有差异性。生物体通过和外界环境进行物质狡猾获取外界环境中的物质转化自身的物质，所以细胞核地壳中元素的种类是相似的，组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能找到，没有一种化学元素是细胞特有的。另外，细胞是有选择的从无极自然界获得物质来组成自身的，而不是把环境中的所有物质无选择的吸收，所以构成细胞的元素与构成地壳的元素相比，各种元素的相对含量大不相同。所以，这个表格说明了生命和非生命的无机环境既有统一性又有差异性,生命起源于非生命物质.对组成细胞的化学元素进行分析是较复杂的事情，要应用化学，物理学，生物学的多种方法，而且，不同生物的细胞不同，同一生物的细胞又有很多类型，所以它们的成分是不尽相同的。那么细胞中常见的化学元素有多少种呢？我们应该怎样把它们区分开呢？请同学们阅读下教材第16页的内容回答问题。1、组成细胞的元素常见的有多少种？答：20多种2、根据含量的多少可以把这些元素分为那两类，是怎样划分的？答：可分为大量元素和微量元素，大量元素：指含量较多的元素（占生物体总重量万分之一以上的元素）。如C、H、O、N、S 、a、g、等。微量元素：指含量很少但生物体生活所必需的一些元素。如Fe、Mn、Zn、o、Cu等。3、根据作用又可以把这些元素分为哪几类，分别是什么？答：细胞的最基本元素是: C，基本元素是C、H、O、N，细胞的主要元素是: C、H、O、N、S、 P等，大量元素是：C、H、O、N、S、 P、K、Ca、Mg，微量元素是：Fe 、Mn 、B 、Zn、 Mo 、Cu。现在让我们来看一个表格：玉米和人体细胞部分元素含量的比较 。 这个表格说明了什么呢？答：组成生物体的化学元素在种类上基本相同但在不同生物之间含量存在着差异.。所以，不单生物界与非生物界存在统一性和差异性，不同生物体之间也是存在统一性和差异性的。看这两张图片，鲜干细胞对比图，回答问题：在人体细胞中，干重时含量最多的元素是 碳 ；鲜重时含量最多的元素是 氧 。接下来让我们来看一段资料 几十年前,新西兰有一个牧场的大片牧草长势很弱,有的甚至发黄枯萎,即使使用了大量的N,P,K肥也无济于事,后来,人们偶然发现牧场内的一小片牧草长得十分茂盛,原来,这一片”绿洲”的附近有一座钼矿,矿工每天上下班总是抄近路走,他们的鞋子个踩过的地方,牧草绿油油的,经过科学家的化验和分析,一公顷牧草只需150克钼就足够了. 通过分析,你能得出什么结论呢?答：钼元素是微量元素，微量元素(钼)是生物体不可缺少的必需元素;在生物体中含量很少,但其作用是其它元素不可替代的.举几个例子，如：缺Fe会使人患贫血等症状；缺Zn使人发育受影响，性器官的发育不良等;缺会导致甲状腺肿等。这都说明了，微量元素是生物体的必需元素。而且不管是大量元素还是微量元素都是必需元素现在我们对细胞中的元素已经有所了解，那么组成细胞的各种元素又是以什么形式存在的呢?请同学们阅读教材第17页，答：组成细胞的元素大多以化合物的形式存在。看大屏幕，了解组成细胞的主要化合物及其相对含量。构成细胞中的化合物可以分为两类，即无机化合物和有机化合物，无机化合物包括水和无机盐，有机化合物包括糖类，脂质，蛋白质，核酸。现在，看3道思考题：思考与讨论：1.有机化合物和无机化合物有什么区别？答案：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，由碳、氢、氧三种元素组成；水是无机物，由氢、氧二种元素组成。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，你能推测它们对生命的意义吗？看表格回答问题：答案：细胞中最多的有机化合物是蛋白质，无机化合物是水。 蛋白质是组成生物体的重要物质，在生命中起重要作用； 水是生命之源，离开水，生命活动就无法进行。3.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？怎样从植物器官中提取这些化合物？答案：植物的叶肉细胞、果实细胞和种子细胞中通常含有较多的糖类、脂质、蛋白质。 如：禾谷类的果实、种子中含淀粉较多；甘蔗的茎和甜菜的根含蔗糖较多；花生、芝麻的种子中含脂质较多；大豆种子中含蛋白质较多。 提取方法：设法将细胞破碎，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_O_；占细胞干重百分比最多的元素是_C_。 _C_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_水_，含量最多的有机化合物_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: （B ） 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（ D ）A、蛋白质 B、脂肪 C、糖类 D、水3.生活在沙漠中的仙人掌和生活在珊瑚礁中美丽的珊瑚鱼，组成它们的化学元素种类 （ C ） A、差异很大 B、有些差异 C大体相同 D没有一定标准4在生物体内含量较少，但对维持生物体正常生命活动 必不可少的元素是（ C ） AFe、Mn、Zn、Mg BZn、Cu、Mn、Ca CZn、Cu、B、Mn DMg、Mn、Cu、Mo5.在组成生物体的化学元素中，最基本的元素是（A ） AC BH CO DN实验；请大家阅读教材第18页的实验检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质，首先让我们了解一下实验原理： 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。 还原糖（如葡萄糖和果糖） + 斐林试剂砖红色沉淀 脂肪 + 苏丹（苏丹4）橘黄色（红色） 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、脂质和蛋白质。材料用具1 实验材料：苹果或梨匀浆，马铃薯匀浆，花生种子，花生种子匀浆，豆浆，鲜肝研 磨液。（材料的颜色要为白色或者接近于白色，避免干扰）2 用具：双面刀片，试管（最好用刻度试管），试管架，试管夹，大小烧杯，小量筒， 滴管，酒精灯，三脚架，石棉网，火柴，载玻片，盖玻片，毛笔，吸水纸，显微镜。3 试剂：斐林试剂（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），苏丹或苏丹染液，双缩脲试剂（A液：质量浓度为0.1g/ml的NaOH溶液，B液: 质量浓度为0.01g/ml的CuSO4溶液），体积分数为50的酒精溶液，碘液，蒸馏水。方法步骤：1. 实验材料，仪器和试剂的选择2. 设计记录表格3. 检测的方法步骤（1） 还原糖的检测和观察2ml待测组织样液1ml斐林试剂（甲液和乙液等量混合均匀）水浴加热2分钟（50-65度）观察颜色变化（2） 脂肪的检测和观察待测组织样液3滴苏丹3或4观察颜色变化 或者花生种子去皮切片制片（最薄的切片）染色3分钟洗去浮色（体积分数50%的酒精）观察。（3） 蛋白质的检测和观察2ml待测组织样液双缩脲试剂A液1mlB液4滴，摇匀观察颜色变化（4） 淀粉的检测和观察2ml待测组织样液2滴碘液观察颜色变化v 注意事项：v （）、检测还原糖时应水浴5065度加热v （）、检测脂肪时，切片要薄，用苏丹 v 染色时间不宜过长,用显微镜观察.v （）、斐林试剂是甲乙两液等量混匀后立即使用，即现配现用。颜色变化：浅兰色 棕色 砖红色沉淀v （ 4 ）双缩脲试剂是先假如A液1ml,摇匀,再加入B液4滴,摇匀.颜色变化:无色 浅蓝色 紫色知识点可溶性还原糖 脂 肪 蛋 白 质 实验原理与斐林试剂反应生成砖红色沉淀被苏丹染液染成橘黄色(或被苏丹染成红色)与双缩脲试剂反应产生紫色物质实验步骤样液制备选材含糖较高、颜色为白色或近于白色的植物组织,苹果、梨最好富含脂肪的种子,以花生最好浸泡12d的黄豆种子(或豆浆)或用鸡蛋蛋白方法苹果切块研磨过滤滤液制作花生种子的切片黄豆浸泡切片研磨过滤滤液鉴定步骤样液加斐林试剂振荡水浴加热煮沸切片染色漂洗镜检样液加双缩脲试剂A再加双缩脲试剂B观察颜色变化知识点可溶性还原糖 脂 肪 蛋 白 质实验现象蓝色棕色砖红色脂肪被苏丹染液染成橘黄色(或被苏丹染