2.1 细胞中的元素和化合物（课件）高一生物（人教版2019必修1）

细胞和石头都是由分子组成的，为什么细胞能表现出生命的特征呢?是因为细胞内有什么非物质的“活力”因素吗?是细胞里含有特殊的“生命元素”吗?是组成细胞的分子有什么特殊之处吗?阐明生命现象的规律，必须建立在阐明生物大分子结构的基础上——中国科学院院士邹承鲁第二章组成细胞的分子第1节细胞中的元素和化合物主讲教师：XXX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？世间的万事万物都是由物质构成，而物质又是由元素所组成。组成生物体的元素有哪些？不同的生物体在元素组成上有没有什么差别？不同生物的细胞中，含量是否相同？生物体内是否存在元素周期表中所有的元素？新课引入问题探讨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很少*C0.08718.0N0.033.0H0.7610.0*Si在某些植物细胞中含量较多，如硅藻、禾本科植物。

比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量，你能发现什么问题？就自己提出的问题与其他同学交流。种类含量1组成细胞的元素玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量（干重，质量分数）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注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3%思考·讨论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？

一样，都是C、H、O、N。2.比较组成玉米细胞和人体细胞的元素及含量，你还能得出啊些结论？组成玉米细胞中氧元素的含量明显要高于人体细胞，而氮元素的含量明显又低于人体细胞。3.细胞中有些元素含量较少，是否意味着它们不重要？含量较少的元素也很重要种类：不同生物细胞元素组成具有统一性含量：不同生物细胞元素含量具有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）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注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3%思考·讨论总结:玉米细胞:O＞C＞H＞N这说明不同生物细胞在元素组成上具有

,在元素的含量上有

。人体细胞:C＞O＞N＞H植物______多，蛋白质少，故干重中O较多；动物________多，糖类少，故干重中C比例高。糖类蛋白质统一性差异性1.1细胞元素的分类种类：组成细胞的化学元素，常见有20多种。含量：大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等（含量较多，占生物体总重量万分之一以上的元素）微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等（含量很少，占生物体总重量万分之一以下的元素）识记口诀：铁锰硼锌钼铜铁猛碰新木桶元素分类是根据生物体内的含量，而不是生理作用；不要误认为大量元素重要，微量元素不重要，无论大量元素还是微量元素都是必需元素。微量元素虽含量少，但其生理作用却不可替代。1.1细胞元素的分类拓展：鲜重与干重

鲜重状态

干重状态含量最多的元素含量最多的四种元素OC>O>N>HCO>C>H>N最基本元素基本元素图1组成人体细胞主要元素（占细胞鲜重百分比）图2组成人体细胞主要元素（占细胞干重百分比）1.2细胞元素的作用1、缺Ca会导致肌肉抽搐2、缺Fe会使人患贫血等症状；3、缺Ｉ会导致甲状腺肿大等。N、P、K、Mg、B在植物体中的作用N:促进植株叶的生长，更好的进行光合作用。缺氮:

植株矮小。P:促进生根和开花，促进籽粒的饱满。缺磷:植株暗绿带红。K:促进果实的干物质积累，用来膨大果实，增加产量。

缺钾:叶片上也带了需要褐斑。老叶片边缘黄化。Mg:参与构成叶绿素，有利于植物光合作用。缺镁:叶片发黄。B:主要促进植物花粉管萌发和伸长。缺硼:花而不实。Ca、Fe、I在动物体中的作用叶绿素分子Mg钙盐构成骨骼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.小试牛刀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＞N3.比较小麦和家兔体内的各种化学元素（）A、种类和含量都相差很大B、种类相差很大，其中相同元素的含量都大体相同C、种类和含量都相差不大D、种类大体相同，其中相同元素的含量大都相差很大DDD2组成细胞的化合物解决以下问题，展示学习成果：组成细胞的各种元素又是以什么形式存在的？细胞内主要化合物的种类及含量？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？2.组成细胞的化合物2.组成细胞的化合物图2-1组成细胞的主要化合物及相对含量存在形式：组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在。无机化合物有机化合物糖类和核酸:1%-1.5%无机盐:1%-1.5%脂质:1%-2%水:70%-90%蛋白质:7%-10%细胞中最多的化合物是;细胞中最多的有机化合物是。水蛋白质

上面的数据是基于大量不同种类的细胞的统计结果，实际上，不同生物组织的细胞中各种化合物的含量是有差别的。如，很多植物细胞由于细胞壁的存在而______的含量较多。糖类种类2.组成细胞的化合物注意：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1、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（）A、蛋白质B、脂肪C、糖类D、水D2、.人的肝脏细胞内含量（占鲜重）最多的元素及细胞中含量最多的有机化合物分别是（）A.O、蛋白质B.O、H2OC.C、蛋白质D.C、H2OA小试牛刀【检测】判断题①Ca、Mg、Fe、Mn、Cu是组成细胞的微量元素()②细胞中的一种元素的作用能被其他元素代替()③因为O是活细胞中含量最多的元素，所以O是最基本的元素()④在沙漠植物仙人掌的活细胞中含量最多的化合物是蛋白质()⑤在人体活细胞中氢原子的数目最多()⑥细胞中的微量元素因含量极少从而不如大量元素重要

()××××√×【检测】如图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，请分析:(1)若图1表示细胞鲜重，则A、B化合物依次___________。(2)若图1表示细胞完全脱水后的化合物含量，则A化合物一定含的元素是________________。水、蛋白质C、H、O、N【检测】如图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，请分析:(3)若图2表示组成人体细胞的元素含量(占细胞鲜重的百分比),则a、b、c依次是__________。(4)大肠杆菌体内的各种元素的含量是否和人体内的完全相同吗？_________________________________________。O、C、H不完全相同。不同生物体内的各种元素的含量存在差异思考：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。不同生物组织细胞中各种化合物的含量有差别日常膳食做到不同食物合理搭配2.组成细胞的化合物2.组成细胞的化合物我们平常吃的东西里面包括了那些营养呢？糖类蛋白质脂肪淀粉怎样检测生物组织中的这些化合物呢？?3检测生物组织中的糖类脂肪和蛋白质探究·实践化学试剂+有机化合物→特定的颜色①还原糖+斐林试剂砖红色沉淀水浴加热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。实验原理：②脂肪+苏丹Ⅲ（或苏丹Ⅳ）染液→橘黄色（或红色）③蛋白质+双缩脲试剂→紫色探究·实践实验方法还原糖的检测和观察选材：含糖量高、白色或近于白色的植物组织

（如：苹果、梨、白萝卜）制备样液：制浆→过滤（一层纱布）→取液反应：注入2mL苹果组织样液振荡混合摇匀注入1mL刚配制好的斐林试剂甲乙液等量混匀变成砖红色50-65℃的温水，水浴加热还原糖是指具有还原性的糖，包括葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖、半乳糖等西瓜/甘蔗可以吗？识记口诀：等量混合现配现用水浴加热探究·实践实验方法还原糖的检测和观察化学原理：2NaOH+CuSO4＝Cu(OH)2↓+Na2SO4（斐林试剂）还原糖含有醛基，具有还原性，Cu2+还原为Cu2O（砖红色固体）斐林试剂为Cu(OH)2悬浊液，为避免析出，应现用现配！思考:鉴定还原糖时使用的斐林试剂为何要现配现用?因为斐林试剂很不稳定,配置好的Cu(OH)2悬浊液放置一段时间后，会形成沉淀，影响实验效果。其次是Cu(OH)2放置久了会发生分解反应，形成部分黑色CuO，也会影响实验结果。所以应将甲液和乙液分别保存,使用时现配现用。探究·实践结果与分析还原糖的检测和观察图3-1斐林试剂与还原糖反应呈砖红色，组织样液含有还原糖下列能与斐林试剂反应生成砖红色沉淀的是()①葡萄糖②果糖③蔗糖④麦芽糖⑤淀粉⑥纤维素A．①②⑤ B．②③④C．①⑤⑥ D．①②④D小试牛刀探究·实践还原糖是指具有还原性的糖，包括葡萄糖、果糖和麦芽糖等实验方法脂肪的检测和观察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取材：显微观察：先在低倍镜下找到花生子叶的最薄处，移至视野中央，后用高倍镜观察花生种子（实验前浸泡3~4h），去掉种皮，用刀片在子叶的横断面上平行切下若干薄片，放入盛有清水的培养皿中待用。制片：选材：选取最薄的薄片移至载玻片中央染色：在薄片上滴2-3滴苏丹Ⅲ染液，染色3min用吸水纸吸去染液，滴加体积分数为50%的酒精溶液1~2滴用吸水纸吸去多余酒精，滴1-2滴蒸馏水，盖上盖玻片，制成临时装片注：浸泡时间短了，不容易切片，浸泡时间过长，则组织太软，切下的薄片不易成形。注：脂肪的鉴定不一定要用显微镜，要观察脂肪颗粒，则必须用显微镜。探究·实践脂肪微粒结果与分析脂肪的检测和观察探究·实践图3-2脂肪被苏丹Ⅲ染色脂肪微粒被染成橘黄色探究·实践还原糖是指具有还原性的糖，包括葡萄糖、果糖和麦芽糖等实验方法蛋白质的检测和观察注:先加A液（创设碱性环境）1

mL摇匀;再加B液（提供Cu2+）3~4滴，摇匀。蛋清必须稀释，以免实验后黏住试管壁，不易清洗黄豆浆滤液或蛋清稀释液制备样液：显色反应：组织样液2mL双缩脲试剂A液1mL双缩脲试剂B液4滴摇匀后变成紫色取材：黄豆浸泡

去皮切片

研磨

过滤滤液创设碱性环境结果与分析蛋白质的检测和观察探究·实践图3-4双缩脲试剂与蛋白质反应反应呈紫色，组织液含蛋白质实质：蛋白质中的肽键，在碱性环境下，与Cu2+发生络合反应，

生成紫色络合物。思考:鉴定蛋白质时,加入试剂B后,如果没有产生紫色反应,可能的原因是什么?可能加入的双缩脲试剂B过量,CuSO4在碱性溶液中生成大量的蓝色Cu(OH)2絮状沉淀,会遮蔽实验中所产生的紫色,影响观察结果。探究·实践IV:淀粉的检测和观察：

马铃薯匀浆步骤组织样液2mL碘液2滴结论：说明组织样液中存在淀粉。摇匀后变成蓝色取材：探究·实践总结、生物组织中糖类、脂肪和蛋白质检测的原理鉴定物质试剂颜色变化注意事项还原糖砖红色沉淀现配现用，

混匀，

加热淀粉碘液脂肪苏丹Ⅲ染液做切片观察脂肪颗粒需苏丹Ⅳ染液蛋白质紫色先加NaOH后加CuSO4

，CuSO4不能过量斐林试剂水浴蓝色橘黄色红色双缩脲试剂显微镜等量注意事项：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。三类有机物的检测在操作步骤上的差异探究·实践(1)唯一需要加热——

鉴定,且必须水浴加热,不能用酒精灯直接加热。若不加热则无砖红色沉淀出现。(2)非还原糖(如蔗糖)+斐林试剂的现象不是无色而是浅蓝色[Cu(OH)2的颜色]。(3)唯一需要显微镜——

鉴定,实验中要用

，其作用是

。还原糖脂肪洗去浮色50%的酒精溶液注意事项：

易错警示易忽略斐林试剂本身的颜色非还原糖(如蔗糖)＋斐林试剂水浴加热后的现象不是无色，而是浅蓝色[Cu(OH)2的颜色]。探究·实践若用大豆作材料,必须提前浸泡;若用蛋清作材料,必须稀释,防止其粘在试管壁上不易刷洗;且该实验应预留部分组织样液做对比。易写错别字提示:“斐林试剂”中的“斐”不可错写成“非”,

双缩脲试剂中的“脲”不可错写成“尿”。生物组织中的还原糖、脂肪、和蛋白质的检测，下列操作错误的是（

）A.还原糖的检测可用酒精灯直接加热产生砖红色沉淀B.只有脂肪的的检测需要用显微镜C.用双缩脲试剂检测蛋白质不需要加热D.斐林试剂和双缩脲试剂最好是现用现配A下列叙述正确是（

）A.西瓜汁中含有丰富的葡萄糖和果糖可做还原糖鉴定的替代材料B.脂肪鉴定时，可观察到细胞中被苏丹IV染成黄色的小颗粒

C.双缩脲试剂B液为0.01g/mlCuSO4溶液

D.鉴定还原糖时先加入斐林试剂的甲液摇匀后再加乙液C小试牛刀聚焦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？种类：组成细胞的化学元素，常见有20多种。含量：大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等（含量较多，占生物体总重量万分之一以上的元素）微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等（含量很少）种类无机化合物有机化合物水:70-90%无机盐:1-1.5%糖类脂质:1-2%蛋白质:7-10%核酸1％～1.5％聚焦3怎样检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质？还原糖+斐林试剂

蛋白质+双缩脲试剂

脂肪+苏丹Ⅲ

水浴加热砖红色沉淀橘黄色紫色4课堂小结水无机化合物有机化合物无机盐糖类脂质蛋白质核酸细胞中的元素和化合物组成细胞的元素（生物界与非生物界的统一性与差异性）组成细胞的化合物检测生物组织中的糖类、脂肪、蛋白质大量元素微量元素干重最多：c鲜重最多：o糖类：脂质：蛋白质：淀粉：斐林试剂，砖红色沉淀（苏丹III：橘黄色

，苏丹IV：红色）（双缩脲试剂：紫色）（碘液：变蓝）5.课堂小结5练习与应用.

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很少，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，但含量又往往有一定差异，这既体现了细胞的统一性，又反映了细胞的多样性。（

）4.1概念检测√×√.

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。4.1概念检测.

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4.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4.1概念检测CB.

4.2拓展应用1.组成细胞的元素追根溯源来自无机环境,为什么细胞内各种元素的比例与无机环境的大不相同？细胞是生命活动的基本单位，虽然组成细胞的元素来自无机环境，但是构成细胞的主要元素C、H、O、N含量与无机环境差异很大，这与细胞内的有机化合物如糖类、脂质、蛋白质和核酸有关。.

4.2拓展应用2.将细胞内含有的各种物质配齐，并按照它们在细胞中的比例放在一个试管中，能构成一个生命系统吗？为什么？不能。因为生命系统内部是一个严谨有序的结构，不是由物质随意堆砌而成的。6知识链接课堂检测1.

仙人掌生活在缺水的沙漠中,在仙人掌的细胞中含量最多的化合物是（

）A.水

B.蛋白质

C.脂质

D.糖类2.过度肥胖者的脂肪组织细胞中占50%以上的物质是（

）A.水

B.蛋白质

C.脂质

D.糖类3.如图表示细胞中各种化合物占细胞鲜重的含量，按①②③④顺序排列正确的是(

)A.水、蛋白质、糖类、脂质 B.蛋白质、糖类、脂质、水C.水、蛋白质、脂质、糖类 D.蛋白质、水、脂质、糖类AAD课堂检测4.如图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（）A.若图l表示细胞鲜重，则A、B依次是蛋白质、水B.若图2表示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A化合物是蛋白质D课堂检测5.生物组织中的还原糖、脂肪、和蛋白质的检测，下列操作错误的是（

）A.还原糖的检测可用酒精灯直接加热产生砖红色沉淀B.只有脂肪的的检测需要用显微镜C.用双缩脲试剂检测蛋白质不需要加热D.斐林试剂和双缩脲试剂最好是现用现配A6.下列叙述正确是（

）A.西瓜汁中含有丰富的葡萄糖和果糖，可做还原糖鉴定的替代材料B.脂肪鉴定时，可观察到细胞中被苏丹IV染成黄色的小颗粒

C.双缩脲试剂B液为0.01g/mlCuSO4溶液

D.鉴定还原糖时先加入斐林试剂的甲液摇匀后再加乙液C1.(2021·四川遂宁二中高一月考)如图为元素在生物体内的含量分布情况，下列表述不正确的是A.Ⅰ在非生物界中都能找到，体现了

生物界与非生物界的统一性B.Ⅱ含量虽少，却是生物体正常生命活动不可缺少的C.Ⅱ和Ⅲ为生物体的必需元素，一旦缺乏就可能会导致相应的病症D.P、S、K、Ca、Fe属于大量元素√解析Fe属于微量元素，D错误。知识链接2.(2021·江苏无锡一中高一检测)生命的物质基础是组成细胞的元素和化合物，如图中序号代表不同的化合物，面积不同代表含量不同，其中Ⅰ和Ⅱ代表两大类化合物。下列叙述正确的是A.若Ⅴ和Ⅵ分别代表蛋白质和脂质，则Ⅶ代表核酸B.细胞干重和鲜重中含量最多的分别是Ⅴ和ⅢC.医用的生理盐