第二章第1节细胞中的元素和化合物2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1

第二章

组成细胞的分子第1节

细胞中的元素和化合物【本节聚焦】1.细胞中常见的元素有哪些？2.组成细胞的主要化合物有哪些？3.怎样检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质？比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量，你能提出什么问题？就自己提出的问题与同学交流。从元素种类上看：组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到，没有一种元素为细胞所特有。为什么呢？生物体总是与外界环境进行着物质交换，归根结底是生物体有选择地从无机自然界获取各种物质来组成自身。生物界与非生物界具有统一性组成地壳和组成细胞的部分元素含量(%)表问题探讨比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量，你能提出什么问题？就自己提出的问题与同学交流。组成地壳和组成细胞的部分元素含量(%)表从元素含量上看：细胞与非生物相比，各种元素的相对含量又大不相同生物界与非生物界具有差异性问题探讨思考：通过比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量，能否解释生物界与非生物界之间的关系？组成细胞的化学元素在无机自然界中都能找到，没有一种为细胞所特有。细胞与非生物相比，各种元素的相对含量又大不相同。种类上含量上生物界与非生物界具有统一性生物界与非生物界具有差异性生物体从外界有选择地吸收元素问题探讨比较组成玉米和人体细胞的部分元素及含量思考.讨论玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量(干重、质量分数)问题1:

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？第二玉米和人都是生物，组成生物的主要成分都是水、糖类、脂质和蛋白质等，这些物质都含有C、H、O，蛋白质中还有大量N元素。第一在玉米细胞和人体细胞中含量较多的四种元素是一样，都是C、H、O、N。一、组成细胞的元素玉米元素人43.75C55.996.24H7.4644.43O14.621.46N9.330.92K1.090.23Ca4.670.20P3.110.18Mg0.160.17S0.78比较组成玉米和人体细胞的部分元素及含量思考.讨论问题2:细胞中还有些元素含量很少，是否意味着它们不重要？微量元素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。（排除重金属元素）微量元素：如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量(干重、质量分数)玉米元素人43.75C55.996.24H7.4644.43O14.621.46N9.330.92K1.090.23Ca4.670.20P3.110.18Mg0.160.17S0.78一、组成细胞的元素玉米细胞:O＞C＞H＞N人体细胞:C＞O＞N＞H(1)植物______多，蛋白质少，故干重中O较多；(2)动物________多，糖类少，故干重中C比例高糖类蛋白质(3)这说明不同生物细胞在元素组成上有

,在元素的含量上具有

。统一性差异性玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量(干重、质量分数)玉米元素人43.75C55.996.24H7.4644.43O14.621.46N9.330.92K1.090.23Ca4.670.20P3.110.18Mg0.160.17S0.78一、组成细胞的元素比较组成玉米和人体细胞的部分元素及含量思考.讨论问题3:细比较组成玉米细胞和人体细胞中的元素种类和含量，你还能得出哪些结论？元素有选择地从无机自然界中获取大量元素:微量元素:C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu等

主要元素：基本元素：C、H、O、N含量作用来源分类依据常见20多种1.元素的来源、分类和存在形式铁猛碰新木桶铁猛碰新木桶最基本元素：C（参与构成生物大分子的基本骨架）C、H、O、N、P、S一、组成细胞的元素（1）元素占细胞鲜重百分比：O>C>H>N（2）元素占细胞干重百分比：C>O>N>H鲜重指的是生物体（或细胞）在自然状态下所测得的重量。干重指的是生物体（或细胞）除去水分以后所测得的重量。一、组成细胞的元素2.人体细胞干、鲜重对比图拓展：元素缺乏与疾病的相关性缺Fe：人体患贫血A缺Ｉ：人幼年患呆小症、成年患甲状腺肿大（大脖子病）C缺B：花而不实（只开花不结果）E缺Zn：影响人体生长发育、大脑发育和性成熟B缺Mg：影响植物叶绿素的合成，影响光合作用的进行F缺Ca：成年人缺钙患骨质疏松症、血钙含量太低会出现抽搐现象，含量过高会导致肌无力D一、组成细胞的元素无机物有机物化合物质量分数/%水占85～90无机盐占1～1.5蛋白质占7～10脂质占1～2糖类和核酸占1～1.5化合物问题:

细胞内含量最多化合物是什么？含量最多的有机化合物是什么？1.化合物的种类和含量：组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在二、组成细胞的化合物最值问题

1.鲜重最多的化合物：2.鲜重最多的有机物：3.干重最多的化合物：4.干重最多的有机物：5.鲜重最多的四种元素：6.干重最多的四种元素：水

蛋白质蛋白质蛋白质O>C>H>NC>O>N>H

不同生物组织的细胞中各种化合物的含量是有差别的，同种生物不同组织细胞中化合物种类和含量也是有区别的。二、组成细胞的化合物(1)细胞内含量最多的化合物

。(2)细胞内含量最多的无机化合物

。(3)占细胞鲜重含量最多的化合物

。(4)细胞内仅次于水的化合物

。(5)细胞内含量最多的有机化合物

。(6)占细胞干重含量最多的化合物

。(7)三种有机化合物含量在细胞中的比例：

。蛋白质>脂质>糖类水水蛋白质蛋白质水蛋白质最值问题

1.化合物的种类和含量：二、组成细胞的化合物①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别？糖类H2O叶绿素梨果实细胞梨叶片细胞多少多少无多思考·讨论②下列种子中含蛋白质最丰富的是

，含淀粉最丰富的是

，含脂肪最丰富的是

。（玉米、油菜、大豆）总结：不同生物组织的细胞中各种化合物的含量是有差别的因此，日常膳食中做到不同食物合理搭配，以满足机体的营养需要大豆玉米油菜教材P17：旁栏思考题二、组成细胞的化合物【思考】如何检测不同生物组织中的营养物质呢？探究·实践：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质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。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+碘液蓝色注意：(还原糖：葡萄糖、麦芽糖、果糖等；非还原糖：蔗糖、淀粉等)探究·实践：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质糖白色或近于白色制备组织样液：制浆

纱布过滤

取液呈色反应结论：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探究·实践：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质避免材料自身的颜色对实验变化颜色的掩盖。但无法确定还原糖种类。探究·实践：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质取材：花生种子（实验前浸泡3-4h），去掉种皮制片2.脂肪的检测和观察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。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：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。厚薄不均会导致观察时有的地方清晰，有的地方模糊洗去浮色圆形小颗粒呈橘黄色，说明花生子叶中含有脂肪。探究·实践：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质探究·实践：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质大豆组织研磨液（或鸡蛋清稀释液）3.蛋白质的检测和观察选材：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3探究·实践：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质稀释10倍以上，否则实验后易黏附在试管壁上。A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)反应原理：具有两个或以上肽键的蛋白质在碱性条件下与Cu2+反应生成紫色络合物。探究·实践：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质提示：蛋白质检测先加双缩脲试剂A液营造碱性环境，后加B液提供Cu2＋。其中B液的量不能过多，因为过多的B液会与A液反应生成Cu(OH)2，使溶液呈蓝色进而掩盖实验生成的紫色。思考：蛋白质检测时，为什么先加A液再加B液？B液为什么不能过量？探究·实践：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质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探究·实践：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质取材：马铃薯匀浆检测结论：说明组织样液中存在淀粉。4.淀粉的检测和观察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探究·实践：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质核心归纳1.实验材料的选择(1)所选材料应富含被检测的有机物，易出现明显的实验现象。(2)材料本身应为白色或近于白色，不干扰实验结果。2.三类有机物的检测在操作步骤上的差异(1)唯一需要加热的——还原糖的检测，若不加热，则无砖红色沉淀出现。(2)唯一需要显微镜的——花生子叶切片脂肪的检测。(3)混合后加入的——斐林试剂；分别加入的——双缩脲试剂。探究·实践：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质课堂总结1．古人有“白云峰下两旗(一说枪)新，腻绿长鲜谷雨春”之句赞美茶的鲜美。下列关于西湖龙井的说法，错误的是(

)A．茶叶细胞和人体细胞所含元素种类大致相同但含量差异很大B．采摘的新鲜茶叶细胞中含量最高的化合物和有机物分别是水和蛋白质C．采摘的新鲜茶叶细胞中C、O、Ca、Fe四种元素的含量很高D．采摘的新鲜茶叶细胞中既含有大量元素，也含有微量元素习题巩