2.1细胞中的元素和化合物（教学课件）高一上学期生物人教版必修1

第1节

细胞中的元素和化合物

第2章

组成细胞的分子01组成细胞的元素03检测生物组织中的糖类、脂肪、蛋白质02组成细胞的化合物01组成细胞的元素1.能不能在生物体内找到一种无机环境中不存在的元素？生物体的元素都来源于无机环境，生物体不断和外界进行物质交换，生物界和非生物界在元素种类具有统一性！￭组成细胞的元素元素地壳细胞O48.6065.0Si26.30极少C0.08718.0N0.033.0H0.7610.02.生物与非生物的元素组成在含量上有什么特点？生物体有选择地从外界获取各种物质，因此生物与非生物元素含量上又有差异性。￭组成细胞的元素[P16讨论]在玉米细胞和人体细胞中含量较多的四种元素一样吗？怎样解释这种现象？元素玉米细胞人体细胞C43.5755.99H6.247.46O44.4314.62N1.469.33K0.921.09Ca0.234.67P0.203.11Mg0.180.16S0.170.78￭组成细胞的元素[答案]玉米细胞和人体细胞中含量较多的四种元素是一样的，都是C、H、O、N。这是因为玉米和人都是生物，组成它们的主要成分都是水、糖类、脂类和蛋白质等物质，这些物质含有C、H、O，蛋白质中还含有大量的N元素。3.细胞中常见的化学元素有20多种①

基本元素：C、H、O、N——根据含量分类▼——②

大量元素：H、O、N、P、S、K、Ca、Mg③

微量元素：Zn、Fe、B、Cu、Mo、Mn，有口诀＞1/10000＞￭组成细胞的元素拓展：碳为什么是构成细胞的最基本元素？在元素周期表中，碳位于第14族，原子序数为6，说明一个碳原子核中含有6个质子，核外有6个电子，在最外层有4个电子。因此，碳原子具有了4个能成键的价电子，能使碳原子之间、碳原子与其他元素之间结合形成更多的化学键。由于每个碳原子可以形成4个化学键，所以就有可能形成含有成千上万个甚至更多个碳原子的物质。￭组成细胞的元素微量元素：Zn、Fe、B、Cu、Mo、Mn，口诀：新铁壁阿童木猛[资料分析]

每个人脖颈前面的气管的两旁，都有一对蚕豆大小的甲状腺，甲状腺是人体的“碘库”。其主要功能是将机体摄取到的碘合成并分泌甲状腺激素，以促进和调节人体的新陈代谢及生长发育。一个人一生总共需要的碘只有2克，相当于一平茶匙。人体内约含碘35毫克,一个正常成年人每天只要摄取100微克以上的碘，就是这么一点点极其微少的碘经人体甲状腺这座“工厂”周而复始的加工之后，便可制造出机体代谢和生长发育所必需的甲状腺激素来。一旦缺乏就会引起甲状腺肿大——大脖子病。￭组成细胞的元素[P16讨论]细胞中的微量元素合共不到3%很少，意味着他们不重要？[资料分析]

钼的发现20世纪初，新西兰有一个牧场的大片牧草长势较弱，使用N，P，K肥也收效甚微，后来牧场主偶然发现牧场内的一小片牧草长得茂盛。原来，矿工每天上下班总是抄近路经过这片牧草，他们的鞋子个踩过的地方，牧草绿油油的，牧场主跟随这些矿工发现他们是钼矿场的员工，你能从中得出什么结论呢?￭组成细胞的元素微量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￭组成细胞的元素￭组成细胞的元素缺铁会发生缺铁性贫血植物缺硼会只开花不结果02组成细胞的化合物

组成生物体的每一种元素都是不可或缺的。在细胞中，这些元素主要以化合物的形式存在。成年人通过日常饮食摄入这些化合物，婴儿则可以从母乳或奶粉中获取，从而完成正常的生命活动。思考：如果你是一名食品工程师，设计一款成分科学的奶粉需要包含哪些化合物呢？组成细胞的化合物无机化合物有机化合物水无机盐蛋白质核酸糖类脂质组成细胞的化合物

组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在，如水、蛋白质、核酸、糖类、脂质等。70-90%1-1.5%1-2%1-1.5%7-10%拓展应用+N、P+N、P+N、P+N（有的含S、Fe等）【旁栏思考】梨的果实和叶片的细胞中所含化合物的种类和含量有什么明显的差距？

提示：梨的果实细胞中糖类和水分等物质多，不含叶绿素。不同生物组织的细胞中各种化合物的含量是有差别的日常膳食做到不同食物的合理搭配基础食物

多吃一些

适量摄入

控制一下中国居民平衡膳食宝塔03检测生物组织中的有机物（一）实验原理某些化学试剂能够使生物组织中的相关化合物产生特定的颜色反应。三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质还原糖+斐林试剂水浴加热砖红色沉淀脂肪+苏丹Ⅲ

橘黄色蛋白质+双缩脲试剂紫色淀粉+碘液蓝色葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖、半乳糖；蔗糖不是还原糖糖白色或近于白色制备组织样液：制浆

纱布过滤

取液（二）方法步骤呈色反应结论：可溶性还原糖与斐林试剂在加热的过程中生成砖红色沉淀，说明植物组织样液中含有还原糖。选择含

量高。颜色为

的植物组织，以苹果、梨为最好。1.还原糖的检测和观察选材1注入2mL组织样液注入1mL刚配制好的斐林试剂振荡、混合摇匀呈现蓝色350-65℃的温水水浴变成砖红色甲液：0.1g/ml

NaOH溶液

乙液：0.05g/mlCuSO₄溶液（等量混合均匀、现用现配）2三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质

无色

→

浅蓝

→

棕色

→

砖红色沉淀讨论：若使用非还原糖(如蔗糖)+斐林试剂的颜色是什么？不是无色而是浅蓝色[Cu(OH)2的颜色]大豆组织研磨液（或鸡蛋清稀释液）（二）方法步骤2.蛋白质的检测和观察三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质选材：含

丰富的豆浆或鸡蛋清溶液。蛋白质制备组织样液：呈色反应结论：说明组织样液中存在蛋白质。1组织样液2mL双缩脲试剂A液1mL2双缩脲试剂B液4滴摇匀后变成紫色3A液：0.1g/ml

NaOH溶液B液：0.01g/mlCuSO₄溶液(先加A液再加B液，B液不能过量)斐林试剂双缩脲试剂甲液乙液A液B液成分及浓度鉴定物质使用方法反应条件现象可溶性还原糖（醛基）蛋白质（肽键）甲、乙两液等量混合，现配现用先加A液1ml，再加B液4滴50~65℃水浴加热不需加热，常温即可样液中出现砖红色沉淀紫色反应0.1g/mlNaOH溶液0.05g/mlCuSO₄溶液0.1g/mlNaOH溶液0.01g/mlCuSO₄溶液斐林试剂与双缩脲试剂的比较问题探讨蓝色CuSO4溶液过量易遮盖紫色结果。CuSO4+NaOH→Cu(OH)2，时间太长Cu(OH)2悬浊液沉淀在试管底部而无法参与反应葡萄糖溶液梨匀浆普通匀浆白萝卜匀浆加热前加热后加热前加热后还原糖中的醛基被Cu(OH)2氧化，Cu(OH)2被还原为Cu2O问题探讨反应前反应后反应前反应后鸡蛋清稀释液豆浆蛋白质溶液鲜肝提取液蛋白质中肽键在碱性条件下与Cu2+反应形成紫色络合物问题探讨取材：花生种子（实验前浸泡3-4h），去掉种皮制片（二）方法步骤3.脂肪的检测和观察三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质①选最薄的切片，用毛笔蘸取放在载玻片中央。②在花生子叶薄片上滴2-3滴苏丹Ⅲ染液，染色3min。③用吸水纸吸去多余染液，再滴1-2滴体积分数为50%的酒精，洗去浮色。④用吸水纸吸去多余酒精，滴1滴蒸馏水，盖上盖玻片，制成临时装片。显微观察：先在低倍镜下找到已着色的薄片，后用高倍镜观察现象：有被染成橘黄色的脂肪颗粒切片:用刀片在花生子叶的横断面上平行切下若干薄片，放在盛有清水的培养皿中待用。脂肪的检测结果脂肪微粒取材：马铃薯匀浆检测结论：说明组织样液中存在淀粉。（二）方法步骤4.淀粉的检测和观察三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质1组织样液组织样液2ml碘液2滴2摇匀后变成蓝色摇匀后变成蓝色还原糖+斐林试剂→砖红色沉淀1.实验原理：2.实验选材：3.双缩脲试剂：4.使用方法：1.实验原理：2.实验选材：3.斐林试剂：4.使用方法：鉴定淀粉：鉴定还原糖蔗糖不是，葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖、半乳糖是含还原糖较多，且组织颜色为白色或近于白色甲液：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。等量混合、现配现用，水浴加热鉴定蛋白质蛋白质+双缩脲试剂→紫色络合物先A后B若CuSO4(过量)+NaOH→Cu(OH)2，易遮盖紫色结果。鉴定脂肪脂肪+苏丹Ⅲ染液/Ⅳ染液→橘黄色/红色碘液+淀粉→蓝色检测生物组织中的糖类脂肪蛋白质醛基氧化肽键反应切片→苏丹Ⅲ染液染色→体积分数50%的酒精洗去浮色→临时装片花生种子浸泡去皮，子叶切成薄片蛋清稀释液或豆浆滤液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1.实验原理：2.实验选材：3.制片：4.使用方法：先在低倍显微镜下寻找已着色颗粒，再用高倍显微镜观察小结课堂小结组成细胞的元素组成细胞的化合物无机化合物有机化合物水无机盐蛋白质核酸糖类脂质微量元素生物界与无机自然界的统一性和差异性检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质主要存在形式大量元素一、概念检测1.基于对细胞元素组成、元素含量等的认识，判断下列相关表述是否正确。（1）细胞中不存在无机自然界没有的特殊元素。（）（2）细胞中微量元素含量最少，作用也很微小。（）（3）不同种类的细胞其组成元素和化合物种类基本相同，但含量往往有一定的差异，这既体现了细胞的统一性，又反映了细胞的多样性。（）✘✔✔练习与应用2.将下列试剂与相应的待测样品、相应的实验结果用线连接起来。苏丹Ⅲ染液豆浆砖红色沉淀斐林试剂梨汁橘黄色双缩脲试剂花生子叶紫色3.在下列有机化合物中，人体细胞内含量最多的一种是（）A.脂质B.糖类C.蛋白质D.核酸练习与应用C4.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无机自然界中也都存在，这一事实主要说明（）A.生物来源于非生物B.生物界与无机自然界具有统一性C.生物界与无机自然界具有差异性D.生物与非生物在元素组成上没有区别练习与应用B5.生物界与非生物界的统一性体现在（）A.组成细胞的元素在自然界中都能找到B.细胞中元素的含量与自然界相同C.细胞能自主合成特有元素D.无机环境中的元素可被细胞直接利用A答案：A解析：根据搜索结果，组成细胞的化学元素在无机自然界中均存在，没有细胞特有元素，体现统一性。B错误，元素含量差异体现差异性；C错误，细胞无法合成特有元素；D与统一性无关。练习与应用6.下列元素与缺乏症对应错误的是（）A.缺Fe——贫血B.缺Mg——叶绿素合成受阻C.缺Ca——肌肉抽搐D.缺I——骨质疏松D答案：D解析：缺I导致甲状腺肿大（大脖子病），缺Ca才与骨质疏松相关。A、B、C均正确。练习与应用7.检测生物组织中的还原糖，正确的操作是（）A.直接滴加斐林试剂B.选用甘蔗汁作为材料C.需50~65℃水浴加热D.反应后呈紫色C答案：C解析：还原糖检测需水浴加热生成砖红色沉淀。A错误，斐林试剂需甲、乙液混合；B错误，甘蔗汁含蔗糖（非还原糖）；D错误，蛋白质检测呈紫色。练习与应用8.占细胞鲜重最多的化合物和有机物分别是（）A.水、蛋白质B.蛋白质、核酸C.脂质、糖类D.无机盐、脂质C答案：A解析：水占鲜重70%~90