细胞中的元素和化合物课件【教材精讲精研】高一上学期生物人教版必修1

细胞和石头都是由分子组成的。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生石花鹅卵石为什么细胞能表现出生命的特征？是因为细胞内含有特殊的“生命元素”吗？是组成细胞的分子有什么特殊之处吗？第2章组成细胞的分子第1节细胞中的元素和化合物内容提要：1.细胞中常见的元素有哪些？2.组成细胞的化合物有哪些？3.怎样检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质？元素地壳细胞O48.6065.0Si26.30极少C0.08718.0N0.033.0H0.7610.0比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量，完成以下问题。【问题探讨】组成地壳和组成细胞的部分元素含量(％)表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？这说明什么？2.生物体中的元素含量和无机环境中的含量有区别吗？这又说明什么？比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量，完成以下问题。【问题探讨】细胞生命活动所需的物质，归根结底是从__________中获取的。组成细胞的化学元素，在___________中都能找到。没有一种化学元素为_____所特有。无机自然界无机自然界细胞总结：但是，细胞中各种元素的________与无机自然界的大不相同。相对含量为什么？元素地壳细胞O48.6065.0Si26.30极少C0.08718.0N0.033.0H0.7610.0组成地壳和组成细胞的部分元素含量(％)表元素玉米细胞人体细胞C43.75%55.99%H6.24%7.46%O44.43%14.62%N1.46%9.33%K0.92%1.09%Ca0.23%4.67%P0.20%3.11%Mg0.18%0.16%S0.17%0.78%玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量(干重、质量分数)【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？C、H、O、N组成它们的主要成分都是水、糖类、脂质和蛋白质等2.细胞中有些元素含量很少，是否意味着它们不重要？注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3%细胞中有些元素含量很少，但是却有着重要作用3.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？O含量：玉米细胞

人体细胞N含量:

玉米细胞

人体细胞【思考讨论】（糖类）（蛋白质）玉米细胞和人体细胞中不同

的含量有差别元素玉米细胞人体细胞C43.75%55.99%H6.24%7.46%O44.43%14.62%N1.46%9.33%K0.92%1.09%Ca0.23%4.67%P0.20%3.11%Mg0.18%0.16%S0.17%0.78%玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量(干重、质量分数)注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3%【思考讨论】玉米细胞：人体细胞：不同生物细胞在元素组成上具有

，在元素的含量上具有

。干重：细胞除去全部自由水后的重量。鲜重：细胞在自然状态下的重量。元素玉米细胞人体细胞C43.75%55.99%H6.24%7.46%O44.43%14.62%N1.46%9.33%K0.92%1.09%Ca0.23%4.67%P0.20%3.11%Mg0.18%0.16%S0.17%0.78%玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量(干重、质量分数)注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3%3.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？一.细胞中的元素1.细胞鲜重和干重中的元素差异

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）一.细胞中的元素2.来源及存在3.种类与含量：组成细胞的化学元素，常见的有____多种。一.细胞中的元素锌（Zn）——“聪明元素”影响人体生长发育、大脑发育和性成熟；缺Zn引起植物的小叶症,叶子变小,节间缩短。硼（B）促进花粉的萌发和花粉管的伸长。缺乏B，植物会出现花而不实。一.细胞中的元素缺Fe：人体患贫血；果树患黄叶病缺B：华而不实（只开花不结果）缺Se（硒）：患克山病（原发性心脏病）缺Zn：影响人体生长发育、大脑发育和性成熟缺I：人幼年患呆小症；成年患甲状腺肿大缺Mg：影响植物叶绿素的合成，影响光合作用的进行缺Ca：成年人缺钙患骨质疏松症；人血液中缺钙会出现抽搐现象元素缺乏与疾病的相关性：一.细胞中的元素2.来源及存在3.种类与含量：组成细胞的化学元素，常见的有____多种。来源：从无机自然界中有选择地吸收存在：大多以化合物形式存在20(1)大量元素和微量元素的划分依据是

，而不是生理作用的大小。

微量元素含量虽小，但作用

。(2)大量元素和微量元素都是组成生物体的必需元素，

但生物体内含有的元素

都是必需元素。(3)大量元素、微量元素都是基于大量不同种类细胞的统计结果所得出，单独分析某一细胞，微量元素的含量

比大量元素低。含量不可替代不一定不一定一.细胞中的元素【任务】尝试构建下列元素的包含关系图：自然界中的元素、组成细胞的元素、大量元素、微量元素、基本元素C、H、O、NP、S、K、Ca、Mg基本元素大量元素微量元素自然界的组成元素组成细胞的元素Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo二.组成细胞的化合物分类种类质量分数/%无机化合物有机化合物水无机盐70%-90%1%-1.5%蛋白质脂质糖类和核酸7%-10%1%-2%1%-1.5%1.细胞鲜重（活细胞）时，含量最多的化合物是

；

含量最多的有机化合物是

。2.细胞干重时，含量最多的化合物是

；

含量最多的有机化合物是

。水蛋白质蛋白质蛋白质梨的果实和叶肉细胞所含化合物的种类和数量有何明显差别？1）梨的果实中含糖类、水较多；2）叶片中含有较多叶绿素。不同生物组织的细胞中各种化合物的含量有差别！思考【讨论】为什么挑食、偏食的人常常会营养不良？

不同食物中营养物质的种类和含量有很大差别，我们需要在日常膳食中做到不同食物的合理搭配，以满足机体的营养需要。那么，该怎样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】还原糖

＋

斐林试剂砖红色沉淀脂肪

＋

苏丹Ⅲ染液橘黄色蛋白质

＋

双缩脲试剂紫色如：某些化学试剂能够使生物组织中的有机化合物产生特定的颜色反应。有机化合物+化学试剂

→

特定的颜色淀粉

＋

碘液蓝色1.可溶性还原糖的检测：（1）还原糖：葡萄糖、果糖、半乳糖、麦芽糖（2）显色反应：还原糖+斐林试剂水浴加热砖红色沉淀水浴加热0.1g/mLNaOH斐林试剂甲液乙液0.05g/mLCuSO4甲液和乙液等量混合均匀后再注入现配现用！反应实质：还原糖中的醛基(-CHO)在加热条件下能将Cu(OH)2还原，

从而生成砖红色沉淀Cu2O1.可溶性还原糖的检测：还原糖+斐林试剂水浴加热砖红色沉淀水浴加热0.1g/mLNaOH斐林试剂甲液乙液0.05g/mLCuSO4反应实质：还原糖中的醛基(-CHO)在加热条件下能将Cu(OH)2还原，

从而生成砖红色沉淀Cu2O2NaOH＋CuSO4Na2SO4＋Cu(OH)2↓放置后的Cu(OH)2溶液沉淀影响与还原糖的接触面积Cu(OH)2自身发生分解反应CuO黑色沉淀反应后的溶液中存在Cu2O砖红色沉淀、Cu(OH)2蓝色沉淀、CuO黑色沉淀1.可溶性还原糖的检测：2.脂肪的检测：（2）检测过程：①选取最薄的切片置于洁净的载玻片中央④制成临时装片：滴12滴蒸馏水，盖上盖玻片②染色：在薄片上滴加23滴

染液，染色23min③洗去

：用吸水纸吸去染液，滴加

分数为

的酒精12滴切片在低倍镜下寻找到

的颗粒，然后用高倍镜观察花生种子（浸泡3-4h），去皮，将子叶削成薄片（1）显色反应：脂肪

＋

苏丹Ⅲ染液橘黄色制片观察结论圆形小颗粒呈橘黄色，说明花生子叶中含有脂肪制片苏丹Ⅲ体积50%浮色橘黄色2.脂肪的检测：脂肪被苏丹Ⅲ染成橘黄色3.蛋白质的检测：（1）显色反应：蛋白质

＋

双缩脲试剂

紫色络合物0.1g/mLNaOH双缩脲试剂A液B液0.01g/mLCuSO4先加1mL

A液再加4滴

B液反应实质：含有两个或两个以上肽键的化合物与CuSO4碱性溶液反应，生成紫色络合物3.蛋白质的检测：（1）显色反应：蛋白质

＋

双缩脲试剂

紫色络合物0.1g/mLNaOH双缩脲试剂A液B液0.01g/mLCuSO4先加1mL

A液再加4滴

B液先加B液CuSO4溶液Cu2+重金属离子蛋白质变性、沉淀B液CuSO4溶液过量过量CuSO4溶液蓝色过深过重紫色反应不明显反应实质：含有两个或两个以上肽键的化合物与CuSO4碱性溶液反应，生成紫色络合物3.蛋白质的检测：（2）检测过程：项目斐林试剂双缩脲试剂成分相同

NaOH

CuSO4

NaOH

CuSO4浓度不同NaOH：0.1g/mLCuSO4：NaOH：0.1g/mLCuSO4：检测物质原理不同

条件下，新配制Cu(OH)2被还原糖的醛基还原生成

下，Cu2+与肽键反应，生成用法不同甲、乙两液

后先加入

,再加入反应条件50～65℃不需加热，摇匀即可颜色反应

→棕色→浅蓝色→斐林试剂与双缩脲试剂对比甲液乙液A液B液0.05g/mL0.01g/mL还原糖蛋白质水浴加热砖红色沉淀Cu2O碱性环境紫色络合物等量混匀立即使用A液1mLB液4滴水浴加热浅蓝色砖红色沉淀紫色项目斐林试剂双缩脲试剂成分相同

甲液NaOH

乙液CuSO4A液NaOHB液CuSO4浓度不同NaOH：0.1g/mLCuSO4：0.05g/mLNaOH：0.1g/mLCuSO4：0.01g/mL检测物质

还原糖

蛋白质原理不同水浴加热条件下，新配制Cu(OH)2被还原糖的醛基还原生成砖红色沉淀Cu2O碱性环境下，Cu2+与肽键反应，生成