人教版高中生物必修一 细胞中的元素和化合物 组成细胞的分子教学课件

第2章组成细胞的分子第1节细胞中的元素和化合物

一、组成细胞的元素1.元素的统一性和差异性:2.元素的种类:(2)细胞中含量最多的元素:___________,其原因是与_________________有关。C、H、O、N组成细胞的化合物【激疑】Fe属于微量元素,它在生物体内是否可有可无?说出你的理由。提示:不是。微量元素在生物体内含量很少,但其生理作用却非常重要,如Fe是人体血红蛋白的重要组成元素,缺Fe会导致缺铁性贫血。

二、组成细胞的化合物请结合组成细胞化合物的种类及含量,判断下列说法的正误:1.组成细胞的元素全部以化合物的形式存在。 ()提示:组成细胞的元素大多以化合物形式存在,有些可以以离子形式存在,如K+。×2.水和无机盐是构成细胞的无机化合物,糖类、脂质、蛋白质和核酸是构成细胞的有机化合物。 ()3.在人体活细胞中含量最多的化合物是水。 ()4.占细胞干重最多的化合物是脂质。 ()提示:蛋白质是占细胞干重最多的化合物。√√×5.占细胞鲜重最多的有机化合物是蛋白质。 ()6.所有细胞中化合物含量都一样。()提示:不同细胞中化合物含量不同,如小麦种子细胞中糖类含量较高,而花生种子细胞中脂肪含量较高。√×三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质1.实验原理(连线):2.实验步骤及结论:(1)还原糖的检测。(2)脂肪的检测。(3)蛋白质的检测。知识点一组成细胞的元素和化合物1.组成细胞的元素的种类和含量:(1)大量元素和微量元素的划分依据是元素在细胞中含量的多少,而不是生理作用的大小。(2)无论干重还是鲜重,细胞中C、H、O和N这四种元素含量最多。2.不同食物中营养物质的种类和含量不同:(1)玉米种子、甘蔗的茎、甜菜的根、苹果:富含糖类。(2)花生种子:富含脂肪。(3)牛奶、鸡蛋、大豆种子:富含蛋白质。【思考·讨论】营养学上判断一种元素是否为人体必需,不是根据该元素是否出现在人体组成成分中,而是要看该元素对人体健康是否必不可少。你认为这种说法是否合理?说出你的理由。(科学思维、社会责任)提示:合理。有些元素出现在人体组成成分中,但并不是人体所必需的,甚至对人体健康还有危害,如铅元素(Pb)。【素养案例】根据图示分析,下列叙述正确的是 (

)A.若该图表示的是细胞中各化学元素的含量,则甲应该为碳元素B.若该图表示的是动物或植物细胞中各化学元素的含量,则甲代表的元素种类相同C.若该图为细胞中化合物组成情况,则甲中含有的元素为C、H、OD.若该图是已经完全脱水后的细胞中化合物组成情况,则甲是蛋白质【解题导引】(1)提取图示信息:根据图中柱的高低,判断物质含量的多少。如:图中甲最高,即含量最高。(2)抓住关键知识:细胞中含量最多的元素为氧元素、化合物为H2O、有机物为蛋白质。【解析】选D。细胞中各化学元素中,氧元素含量最多,A项错误;动物细胞和植物细胞中含量最多的元素种类不一定相同,B项错误;细胞中的化合物中,H2O含量最高,其元素组成为H和O,C项错误;完全脱水后的细胞的化合物组成中,蛋白质含量最高,D项正确。【方法规律】水和蛋白质的常见说法【素养·探究】——情境迁移生命的物质基础是组成细胞的元素和化合物。一种植物和一种哺乳动物体内细胞的某些化学元素含量(占细胞干重的质量分数)如表所示:元素(%)CHONPCaS植物43.576.2444.431.460.200.230.17动物55.997.4614.629.333.114.670.78(1)有同学依据表中数据,提出不同生物的组成元素也具有统一性和差异性,你是否同意该说法?说出你的依据。(科学思维——批判性思维)提示:同意。由表中数据可知,两种不同生物体内细胞所含的化学元素的种类相同,各元素含量不同,可以体现生物体元素的统一性和差异性。(2)N是蛋白质的重要组成元素,而S是蛋白质的特征元素。依据表中数据,试分析哪种生物体内蛋白质含量较高。(科学思维——归纳与概括)提示:动物体内蛋白质含量较高,因为与植物细胞相比,动物体内细胞中N和S含量较高。【素养·迁移】如图为元素在生物体内的含量分布情况,下列表述错误的是 (

)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,但却是生物体正常生命活动不可缺少的C.Ⅱ和Ⅲ称为必需元素,一旦缺乏就可能会导致相应的病症D.P、S、K、Ca、Mn均属于Ⅲ【解析】选D。组成生物体的元素在非生物界都能找到,说明生物界与非生物界元素种类相同,即生物界与非生物界具有统一性,A项正确;微量元素含量少,但其对生物体生命活动具有重要作用,B项正确;大量元素和微量元素都是生物体所必需的,缺乏就可能出现相应病症,C项正确;Mn属于微量元素,而Ⅲ为大量元素,D项错误。【补偿训练】研究表明缺硒可导致克山病。克山病是一种地方性心肌病,急重症病人可发生猝死。营养学和流行病学界专家认为,成人每天硒的摄取量40～100μg就可满足人体需要。根据资料,下列解释不正确的是 (

)A.硒是人体必需的化学元素B.硒在人体生长发育过程中的作用不可替代C.硒的作用重大,只要有了硒,人体就能正常生长发育D.硒是人体必需的微量元素【解析】选C。人体生长发育需要各种大量元素和微量元素,而不是只要有了硒,人体就能正常生长发育。知识点二检测生物组织中的有机物1.斐林试剂与双缩脲试剂的比较:项目斐林试剂双缩脲试剂不同点CuSO4溶液浓度0.05g/mL0.01g/mL检测物质还原糖蛋白质使用方法甲、乙两液等量混合均匀使用先加入A液,再加入B液项目斐林试剂双缩脲试剂不同点反应条件50～65℃水浴加热不需要加热反应现象浅蓝色→棕色→砖红色浅蓝色→紫色相同点含有NaOH和CuSO4两种成分,且NaOH的质量浓度都是0.1g/mL2.实验注意事项:(1)实验操作中的注意点。①还原糖检测时,使用水浴加热,试管底部不要触及烧杯底部,以防受热不均匀。②脂肪检测时,染色时间不宜过长,否则脂肪会溶解在酒精中,使橘黄色消失。③蛋白质检测时,双缩脲试剂的加入顺序:先加A液,再加B液,而且B液不能过量。目的是先制造碱性环境。若先加B液或B液过量,会生成Cu(OH)2,干扰颜色反应。④在蛋白质检测实验中,需要对鸡蛋清稀释到一定程度,否则与双缩脲试剂发生反应后,会粘在试管的内壁上,反应不彻底,试管也不易刷洗。⑤还原糖、蛋白质的检测实验中,在加入相应试剂检测之前,要留出一部分组织样液,以便与检测后的样液颜色进行对比。(2)有机物检测在操作步骤上的差异。①加热——还原糖的检测需要加热,且为水浴加热。②显微镜——若用花生种子切片为材料检测脂肪需要使用显微镜。③试剂滴加顺序——先等量混合后再滴加的是斐林试剂,分别滴加的是双缩脲试剂。【思考·讨论】某同学设计了如下实验方案:向试管中加入适量番茄匀浆,然后加入刚配制的斐林试剂,水浴加热。试分析实验设计是否合理,若不合理,请加以改正。(科学思维、科学探究)提示:不合理。应将番茄改为梨匀浆等无色或近乎无色的材料,因为番茄匀浆为红色,会干扰实验结果。【素养案例】实验测得小麦、大豆、花生三种生物干种子中三大类有机物含量如图,下列叙述正确的是 (

)世纪金榜导学号A.向小麦种子的研磨液中加入斐林试剂,就会呈砖红色B.用双缩脲试剂检测大豆组织样液中存在蛋白质时,加热呈蓝色C.大豆种子因淀粉含量少,所以不能用碘液检测其淀粉D.检验花生种子细胞中有脂肪存在时,可使用苏丹Ⅲ染液【解题导引】(1)准确识图:小麦种子中含量最多的有机物是淀粉。(2)抓住关键:不同有机物检测所用试剂、使用注意事项及相应颜色反应。【解析】选D。小麦种子的主要成分是淀粉,淀粉不属于还原糖,且检测还原糖时,加入斐林试剂后应水浴加热,A项错误;用双缩脲试剂检测大豆组织样液中的蛋白质时不需要加热,且出现的是紫色反应,B项错误;大豆种子中淀粉含量虽少,但仍可用碘液检测,C项错误;检测脂肪是否存在时,所用试剂为苏丹Ⅲ染液,D项正确。【素养·探究】——母题追问(1)科学思维——分析与归纳某同学检测大豆种子中是否存在脂肪时,将大豆种子切片,滴加苏丹Ⅲ染液后,用显微镜观察到视野整体为橘黄色。请你帮他分析出现这种现象的可能原因。提示:苏丹Ⅲ染液染色后,没有洗去浮色。

(2)科学探究——实验设计若以小麦种子细胞匀浆为实验材料,检测小麦种子中是否存在蛋白质,请说出实验基本步骤。提示:取适量小麦种子匀浆加入试管,向试管中先加双缩脲试剂A液1mL,摇匀,再加入双缩脲试剂B液4滴,摇匀后观察现象。【素养·迁移】下列对生物体中有关化合物的检测实验,不正确的是

(

)选项检测对象试剂产生颜色水浴加热生物材料A淀粉碘液蓝色无马铃薯B还原糖斐林试剂砖红色需要甘蔗的茎选项检测对象试剂产生颜色水浴加热生物材料C蛋白质双缩脲试剂紫色不需要豆浆D脂肪苏丹Ⅲ染液橘黄色不需要花生【解析】选B。马铃薯中富含淀粉,淀粉遇碘液变蓝,用碘液检测淀粉时不需要水浴加热,A正确;甘蔗的茎中富含蔗糖,而蔗糖是非还原糖,不能与斐林试剂反应,B错误;豆浆中富含蛋白质,蛋白质可与双缩脲试剂发生紫色反应,用双缩脲试剂检测蛋白质时不需要水浴加热,C正确;花生中富含脂肪,脂肪可被苏丹Ⅲ染成橘黄色,用苏丹Ⅲ染液检测脂肪时不需要水浴加热,D正确。【补偿训练】下列对物质的检测方法及现象的描述,正确的是(

)A.可用斐林试剂检测胡萝卜中的还原糖B.花生子叶切片滴加苏丹Ⅲ染液,显微镜下可观察到油滴呈现红黄色C.往牛奶中滴加双缩脲试剂后,可出现紫色反应D.还原糖的检测中,可把试管放在酒精灯上直接加热【解析】选C。胡萝卜中含有胡萝卜素,不能用于还原糖的检测,A错误;花生子叶切片滴加苏丹Ⅲ染液,用酒精洗去浮色,在显微镜下可观察到油滴呈现橘黄色,B错误;牛奶中含有蛋白质,滴加双缩脲试剂后,可出现紫色反应,C正确;还原糖的检测中,必须水浴加热,D错误。【课堂回眸】细胞中的元素和化合物第一节

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其他同学交流。*Si在某些植物细胞中含量较多，如硅藻、禾本科植物。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。说明生物界和非生物界既有统一性又有差异性,生命起源于非生命物质.统一性：组成细胞的化学元素在无机环境中都能找到。差异性：细胞与无机环境中的各种化学元素的相对含量差别很大。结论

比较组成玉细胞和人体细胞的元素及含量

讨论

1．在玉米细胞和人体细胞中含量较多的四种素一样吗？怎样解释这种现象？2．细胞中有些元素含量很少，是否意味着它们不重要？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、组成细胞的元素1、组成玉米和人体的含量较多的元素是：等四种。因为组成生物的主要成分都是水、蛋白质、脂质和糖类，这些物质都含有C、H、O，蛋白质和一些脂质还有N。

2、有些元素很少，但有重要作用，如玉米中的S只有0.17%，Mg只有0.18%，但很多蛋白质都含S，叶绿体中的叶绿素分子含Mg，如果缺少S和Mg，细胞就不能合成这些蛋白质和叶绿素。3、不同生物体的组成元素种类

；各种化学元素的含量

，这说明不同生物体细胞中的不同化合物含量有差别。C、H、O、N大体相同相差很大组成细胞的元素C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg、Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu最基本元素基本元素大量元素微量元素组成细胞的元素干重最多鲜重最多记

几十年前,新西兰有一个牧场的大片牧草长势很弱,有的甚至发黄枯萎,即使使用了大量的N,P,K肥也无济于事,后来,人们偶然发现牧场内的一小片牧草长得十分茂盛,原来,这一片”绿洲”的附近有一座钼矿,矿工每天上下班总是抄近路走,他们的鞋子个踩过的地方,牧草绿油油的,经过科学家的化验和分析,一公顷牧草只需150克钼就足够了.通过分析,你能得出什么结论呢?【资料分析】

微量元素(钼)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。缺Fe会使人患贫血等症状；缺Zn使人发育受影响，性器官的发育不良等;?组成细胞的各种元素又是以什么形式存在的呢?化合物­­­­

（1）占细胞鲜重最多的化合物是______；

（2）占细胞鲜重最多的有机物是__________；

（3）占细胞干重最多的化合物是__________。水蛋白质蛋白质组成细胞的主要化合物及相对含量二、组成细胞的化合物构成细胞的化合物无机化合物有机化合物水无机盐糖类：C、H、O脂质：C、H、O、（N、P）蛋白质：C、H、O、N（S）核酸：C、H、O、N、P二、组成细胞的化合物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。思考与讨论思考与讨论2、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？植物的叶肉细胞、果实细胞和种子的细胞中通常含有较多的糖类、脂质和蛋白质。例如禾谷类的果实、种子中含淀粉（糖类）较多；甘蔗的茎和甜菜的根含蔗糖多；花生、芝麻的种子含脂质较多；大豆种子中含蛋白质多等等。还原糖+

→脂肪+

→蛋白质（或多肽）+

→一、实验原理检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质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。砖红色沉淀紫色橘黄色斐林试剂双缩脲试剂苏丹Ⅲ染液选材：二、方法步骤与现象1.还原糖的检测和观察２mL组织样液刚配制的斐林试剂1mL浅蓝色50～65℃水浴加热２min含糖量较高的白色或近于白色的材料，如梨、白萝卜等。试剂：斐林试剂（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。等量混合均匀，现配现用。）砖红色实验结果2.脂肪的检测和观察取材：制片：选取最薄的薄片移至载玻片中央；在薄片上滴加苏丹Ⅲ染液2～3滴，染色３min；用吸水纸吸去染液，再滴加体积分数为50%的酒精溶液1～2滴，洗去浮色；用吸水纸吸去酒精，滴1滴蒸馏水，盖上盖玻片。观察：先在低倍镜下找到已着色的薄片，后用高倍镜观察。结果：有被染成橘黄色的脂肪微粒。取浸泡过的花生种子，去掉种皮，将子叶削成薄片；

3.蛋白质的检测和观察选材：豆浆，鲜肝提取液，鸡蛋清稀释液２mL组织样液双缩脲试剂Ａ液1mL无色双缩脲试剂Ｂ液４滴紫色试剂：双缩脲试剂（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）实验结果斐林试剂与双缩脲试剂对比斐林试剂双缩脲试剂不同点使用方法甲液和乙液混合均匀后方可使用，且现配现用使用时先加A