必修一第二章第一五节细胞中的元素和化合物无机物讲课文档

必修一第二章第一五节细胞中的元素和化合物无机物第一页，共60页。学习目标及重点1.简述组成细胞的主要元素和化合物。（重点）说出构成细胞的基本元素是碳。3.掌握水和无机盐细胞中的存在形式和作用。（重点）2.认同生命的物质性。第二页，共60页。组成地壳和组成细胞的部分元素含量(％)表元素地壳细胞O48.6065.0Si26.30极少C0.08718.0N0.033.0H0.7610.0问题探讨第三页，共60页。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。第四页，共60页。结论：1.组成细胞的化学元素在自然界的无机环境中都能找到,没有一种元素是生命特有的；2.但元素在细胞中和无机环境中的含量却有区别.说明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.第五页，共60页。2.下列有关组成生物体化学元素的论述，正确的是（）A、组成生物体和组成无机自然界的化学元素中，碳元素含量最多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都可以找到D、不同生物体内各种化学元素的含量比例基本相似C第六页，共60页。组成人体细胞的主要的元素占细胞鲜重和干重的%

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）第七页，共60页。一、组成生物体的化学元素常见的主要有20多种是生物体有选择的从无机自然界中获取的。按含量分类大量元素：含量占生物体总重量万分之一以上的元素。主要有：C、H、0、N、P、S、K、Ca、Mg等。微量元素：生物体内含量很少的一些元素。主要有：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。新木桶碰铁门。第八页，共60页。C、H、O、N、P、S、K、Ca、MgFe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl基本元素主要元素大量元素微量元素最基本元素组成人体的最基本元素：组成人体的基本元素：组成人体的主要元素：

按作用分CCHONCHONPS（C是构成生物大分子的基本骨架）第九页，共60页。一些化学元素的作用N：组成蛋白质、核酸、叶绿素、ATP、NADPH等物质的组成成分P：组成ATP、生物膜结构的成分K：感到肢体麻木Ca：骨骼、牙齿的组成成分，成年人缺Ca易患骨质疏松，人血液中缺钙容易患抽搐症Mg：叶绿素的重要组分Fe：血红蛋白、多种酶的重要组成成分，缺Fe会使人患贫血；Zn：缺使人发育受影响，导致发育不良;B：缺导致开花而不结果实。第十页，共60页。例题：1、组成玉米和人体的最基本元素（）A、HB、OC、ND、C2.下列组成活细胞的基本元素中，含量由多到少的正确顺序是（）A、C＞H＞O＞NB、C＞O＞H＞NC、O＞C＞N＞HD、O＞C＞H＞NDD第十一页，共60页。组成细胞的各种元素主要又是以什么形式存在的呢??以化合物的形式存在第十二页，共60页。无机化合物水：85~90%无机盐：1~1.5%有机化合物糖类脂质：1~2%核酸蛋白质：7~8%构成细胞的化合物二、组成细胞的化合物1~1.5%第十三页，共60页。化合物占细胞鲜重的含量：化合物质量分数（%）水85-90无机盐1-1.5蛋白质7-10脂类1-2糖类和核酸1-1.51.一般情况下活细胞内含量最多的化合物是___；2.含量最多的有机化合物______；3.占干重最多的化合物是

。水蛋白质蛋白质第十四页，共60页。关于水和蛋白质的几种说法：

水细胞内含量最多的化合物细胞内含量最多的无机化合物占细胞鲜重含量最多的化合物占细胞鲜重50％以上的化合物

蛋白质细胞内仅次于水的化合物细胞内含量最多的有机化合物占细胞干重含量最多的化合物占细胞干重50％以上的化合物第十五页，共60页。P17思考与讨论：1.有机化合物和无机化合物有什么区别？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。第十六页，共60页。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？①细胞内最多的有机化合物：蛋白质，是组成生物体的重要物质，在生命活动中期重要作用。②细胞内最多的无机化合物：水，是生命之源，离开水，生命活动就无法进行。第十七页，共60页。3.并不是所有细胞中化合物的含量都一样。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？叶肉细胞、果实细胞、种子的细胞等含量较多。例：谷类的果实种子含淀粉较多；甘蔗的茎、甜菜的根含蔗糖较多；花生、芝麻种子含脂质较多。4.怎样从植物器官中提取这些化合物？设法使细胞破碎，再将这些物质提取出来。第十八页，共60页。第5节细胞中的无机物第十九页，共60页。第二十页，共60页。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问题探讨（教材P34）1．饮料中含量最多的是什么？它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？水。水是细胞结构的重要组成成分，是细胞的良好溶剂，等等。

为了补充汗液中损失的无机盐；第二十一页，共60页。一、细胞中的水（H2O）（一）水在细胞中的含量2、生物种类不同含水量不同3、同一生物在生长发育的不同时期，含水量也不同4、在不同的组织、器官中，水的含量也不相同1、水是细胞中含量最多的化合物第二十二页，共60页。一、细胞中的水（H2O）（一）水在细胞中的含量2、生物种类不同含水量不同3、同一生物在生长发育的不同时期，含水量也不同4、在不同的组织、器官中，水的含量也不相同1、水是细胞中含量最多的化合物第二十三页，共60页。一、细胞中的水（H2O）（一）水在细胞中的含量2、生物种类不同含水量不同3、同一生物在生长发育的不同时期，含水量也不同4、在不同的组织、器官中，水的含量也不相同1、水是细胞中含量最多的化合物第二十四页，共60页。一、细胞中的水（H2O）（一）水在细胞中的含量2、生物种类不同含水量不同3、同一生物在生长发育的不同时期，含水量也不同4、在不同的组织、器官中，水的含量也不相同1、水是细胞中含量最多的化合物第二十五页，共60页。(二）水在细胞中的存在形式1.结合水：2.自由水：与细胞内其他化合物相结合的水（占全部水的4.5%）以游离的形式存在，可以自由流动（占全部水的95.5%）特点：易蒸发、不受束缚、可流动特点：不易散失、含量较稳定、失去流动性和溶解性第二十六页，共60页。3.自由水与结合水的关系⑴在一定条件下自由水和结合水可相互转化。⑵两者的相对含量（自由水/结合水）和生物组织的代谢速率相关：自由水多，自由水/结合水比值高，代谢快；自由水少，自由水/结合水比值低，代谢慢。（如种子萌发和种子的休眠）

温度高时，结合水就能摆脱束缚而成为自由水例如：烘干种子、冰箱里的水果例题第二十七页，共60页。（1）结合水：是细胞结构的重要成分。（2）自由水：①是细胞内的良好溶剂（蔗糖）；②参与细胞内的生化反应（水解）；③运输养料和代谢废物（血液）；④为多细胞生物体内细胞提供液体生活环境（羊水）

（三）水在细胞中的作用：总之，各种生物体的一切生命活动都离不开水。第二十八页，共60页。刚刚收获的小麦种子经暴晒，失去了大量的水份，这些水属于（）；再将晒干的种子放在试管内用酒精灯加热，试管上将出现小水珠，这些水属于（）；

再点燃种子，最终会得到一些灰白色的灰烬，这些灰烬是（）。自由水结合水无机盐第二十九页，共60页。（一）无机盐在细胞中的存在形式：——离子阳离子：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、

Fe3+等。阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。二、细胞中的无机盐：（二）含量：很少，仅占1％－1.5％第三十页，共60页。广告一：健康体魄，来源于“碘碘”滴滴！广告二：高钙片，一片顶两片！广告三：补铁、补血，效果好！朴雪口服液！广告四：用心的妈妈会用锌！下面的广告中提到哪些无机盐？有何作用？第三十一页，共60页。（三）生理功能1.组成细胞中的某些化合物

2.维持细胞形态和功能以及维持生物体的正常生命活动

3.维持细胞的酸碱平衡，调节渗透压。讨论一讨论二第三十二页，共60页。Mg2＋——Ca2＋——Fe2＋——I—N—P—Na＋、K＋——B—叶绿素成分维持生命活动，牙齿和骨骼的重要成分血红蛋白的成分维持细胞外液的渗透压甲状腺激素成分蛋白质、核酸等的成分核酸、磷脂等的成分促进花粉萌发和花粉管伸长第三十三页，共60页。总结一、细胞中的水（一）水的含量（二）水的存在形式（三）水的生理作用二、细胞中的无机盐（一）存在形式（二）含量（三）无机盐的生理作用第三十四页，共60页。练习题1、下面是关于细胞中水含量的叙述，其中正确的是()(多选题）

A、水是人体细胞中含量最多的化合物

B、新陈代谢旺盛的植物细胞含自由水量较高

C.、越冬植物的细胞内自由水含量较高

D、老年人细胞中含水量比婴儿要少2、心肌的含水量为79%而呈坚韧的形态，血液的含水量为82%则是流动的液态，对这两种形态差异正确的解释是：

______________________。自由水和结合水的比例不同。心肌比例小，血液比例大ABD3、小麦萌发时，细胞内自由水和结合水的比值（）

A、升高B、降低

C、不变D、无法判断A第三十五页，共60页。三、实验：

检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质实验原理：化学试剂+有机化合物→特定的颜色第三十六页，共60页。还原糖：可被氧化充当还原剂的糖。常见的有：葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖、半乳糖注：蔗糖不是还原糖1.还原糖+斐林试剂砖红色沉淀使用方法：先混合再加入糖中（NaOH+CuSO4）水浴加热斐林试剂：甲液：0.1g/mL的NaOH溶液乙液：0.05g/mL的CuSO4溶液第三十七页，共60页。

可溶性还原糖与斐林试剂发生作用，可生成砖红色的Cu2O沉淀。CH2OH–(CHOH)4–CHO+2Cu(OH)2→CH2OH–(CHOH)4–COOH+Cu2O↓+2H2O（葡萄糖）（浅蓝色）（葡萄糖酸）（砖红色）即：还原糖中的醛基（–CHO）被Cu(OH)2氧化，Cu(OH)2被还原成砖红色的Cu2O沉淀还原糖的鉴定原理：还原糖+斐林试剂——砖红色沉淀第三十八页，共60页。（1）材料的选取：还原糖含量高，白色或近于白色，如苹果，梨，白萝卜。（2）试剂：斐林试剂(现配现用)甲液：0.1g/ml的NaOH溶液，乙液：0.05g/ml的CuSO4溶液（3）步骤：样液制备（取材5g，加入石英砂和5ml水）→取样液2ml于试管中→加入新配制的斐林试剂1ml（甲液和乙液等量混合均匀后再加入）→水浴加热（50-65℃

）2min左右→观察颜色变化（浅蓝色→棕色→砖红色）第三十九页，共60页。浅蓝色

水浴加热前后的颜色变化：棕色砖红色第四十页，共60页。2.蛋白质+双缩脲试剂→紫色双缩脲试剂：A液：0.1g/mL的NaOH溶液B液：0.01g/mL的CuSO4溶液使用方法：先加A液于样液中，再加B液于样液中第四十一页，共60页。蛋白质的鉴定原理：

蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。蛋白质分子中含有很多肽键，在碱性溶液（即A液可造成碱性环境）中能与双缩脲试剂中的Cu2+作用，产生紫色络合物。

第四十二页，共60页。（1）选材：豆浆或鸡蛋清（必须稀释）（2）试剂：双缩脲试剂A液：0.1g/mL的NaOH溶液，B液：0.01g/mL的CuSO4溶液（3）步骤：试管中加样液2mL→加双缩脲试剂A液1mL（造成碱性环境），摇匀→加双缩脲试剂B液4滴，摇匀→观察颜色变化（紫色）

注：①样液浓度不宜过高，以免实验后黏住试管壁，洗不干净。②B液不能过量，多余的B液会与A液反应成蓝色，而掩盖生成的紫色。第四十三页，共60页。紫色反应第四十四页，共60页。斐林试剂

双缩脲试剂

甲液乙液A液B液成分鉴定物质添加顺序方法反应原理反应条件反应现象

比较斐林试剂和双缩脲试剂0.1g/mL的NaOH溶液0.1g/mL的NaOH溶液0.01g/mL的CuSO4溶液0.05g/mL的CuSO4溶液还原性糖蛋白质甲液和乙液等量混合均匀后再加入先加双缩脲试剂A液1mL，摇匀，再加双缩脲试剂B液4滴50-65℃水浴加热砖红色沉淀紫色络合物不需加热，摇匀即可还原糖中的醛基被Cu(OH)2氧化，Cu(OH)2被还原成Cu2O具有两个以上肽键的化合物在碱性条件下与Cu2+反应生成络合物第四十五页，共60页。3.脂肪+苏丹Ⅲ→橘黄色脂肪+苏丹Ⅳ→红色第四十六页，共60页。（1）材料的选取：含脂肪量越高的组织越好，如花生的子叶。（2）步骤①取材：取一粒浸泡过的花生种子，去掉种皮②制作徒手切片：（切片越薄越好）将最薄的花生切片放在载玻片中央③染色：滴2～3滴苏丹Ⅲ染液在切片上→2~3min后吸去染液→滴体积分数50%的酒精洗去浮色→吸去多余的酒精（苏丹Ⅲ易溶于酒精中，避免影响实验结果）④制作装片：滴1～2滴清水于材料切片上→盖上盖玻片⑤镜检鉴定：光学显微镜对光→低倍镜寻找着色圆形小颗粒→高倍镜观察染成橘黄色的脂肪颗粒第四十七页，共60页。第四十八页，共60页。

4、用试管取2mL待测组织样液，向试管内滴加1～2滴碘液，观察颜色变化。淀粉+碘→蓝色加1~2滴碘液第四十九页，共60页。鉴定物质材料试剂现象

可溶性还原糖梨（避免颜色干扰）脂肪花生蛋白质豆浆鸡蛋清淀粉马铃薯生物组织中几种有机物的检测方法比较：斐琳试剂（甲液乙液混合使用）砖红色沉淀（水浴加热）苏丹Ⅲ苏丹Ⅳ橘黄色脂肪滴红色脂肪滴双缩脲试剂(先加A液后加B液、B液不能过量)紫色碘液

蓝色第五十页，共60页。例题：1.可用于鉴定生物组织中可溶性还原糖的试剂（）A．斐林试剂B．双缩脲试剂C．苏丹Ⅲ染液