2.1细胞中的元素和化合物课件高一上学期生物人教版（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目标要求1、掌握细胞中元素分类，不同细胞中元素种类和含量之间的差异性和统一性。2、掌握细胞中化合物的存在形式、分类，不同细胞中化合物的种类和含量之间的差异性和统一性。3、掌握检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的实验原理、实验选材、实验步骤、实验现象和实验结论。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？植物幼苗在生长过程中和外界环境进行着物质交换，细胞生命活动所需的物质，归根结底是从无机自然界中获取的。问题探讨元素地壳细胞O48.6065.0Si26.30很少*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，没有一种化学元素为细胞所特有。统一性种类生物界与非生物界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。1.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？有，相差很大差异性生物界与非生物界含量因为细胞是有生命的，可以对不同元素进行选择性吸收。生物体内是否存在无机自然界中所有的元素？问题探讨否，如铅、汞等元素非生物必需元素。1、组成生物体的元素有哪些？2、不同的生物体在元素组成上有没有什么差别？3、不同生物的细胞中，含量是否相同？1.1细胞元素的分类1.常见的组成细胞的化学元素有

种20多2.必需元素

（含量）大量元素：微量元素：CHONPSKCaMg等FeMnBZn

Mo

Cu等（含量较多，占生物体总重量万分之一以上的元素）铁

锰

硼

锌

钼

铜（铁

猛

碰

新

木

桶）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·讨论鲜重：细胞在自然状态下的重量。干重：细胞除去全部自由水后的重量。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组成细胞的化合物水（70%-90%）：鲜重

，大多为。无机化合物无机盐（1%-1.5%）：大多以

形式存在糖类（1%-1.5%）：只含

（

物质）脂质（1%-2%）：主要含

，此外还含

物质）有机化合物蛋白质（7%-9%）：主要含

（

物质）核酸：含

（

物质）最多自由水离子C、H、O能源N、P储能C、H、O、N(S)结构C、H、O、N、P遗传C、H、O存在形式：组成细胞的各种元素大多以

的形式存在。化合物

1.1细胞元素的分类1.常见的组成细胞的化学元素有

种20多2.必需元素

（含量）大量元素：微量元素：CHONPSKCaMg等FeMnBZn

Mo

Cu等（含量较多，占生物体总重量万分之一以上的元素）铁

锰

硼

锌

钼

铜（铁

猛

碰

新

木

桶）基本元素最基本元素思考：O元素在细胞鲜重中所占百分比最大，为什么不是最基本的元素？C能构成细胞内各种有机化合物的基本支架，所以C元素是最基本元素，而O不是。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2.

在玉米细胞和人体细胞中C、H、O、N四种元素的含量一样吗？怎样解释这种现象？

玉米细胞:O＞C＞H＞N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

。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）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3.

细胞中有些元素含量很少，是否意味着它们不重要？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。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Mg:参与构成叶绿素，有利于植物光合作用。缺镁:叶片发黄。叶绿素分子Mg钙盐构成骨骼1.1细胞元素的分类1.常见的化学元素有

种20多2.必需元素

（含量）大量元素：微量元素：CHONPSKCaMg等FeMnBZn

Mo

Cu等（含量较多，占生物体总重量万分之一以上的元素）铁

锰

硼

锌

钼

铜（铁

猛

碰

新

木

桶）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。基本元素最基本元素1.1细胞元素的分类拓展：

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）出现这种差异的原因是什么？2组成细胞的化合物水（70%-90%）：鲜重

，大多为。无机化合物无机盐（1%-1.5%）：大多以

形式存在糖类（1%-1.5%）：只含

（

物质）脂质（1%-2%）：主要含

，此外还含

物质）有机化合物蛋白质（7%-9%）：主要含

（

物质）核酸：含

（

物质）最多自由水离子C、H、O能源N、P储能C、H、O、N(S)结构C、H、O、N、P遗传C、H、O存在形式：组成细胞的各种元素大多以

的形式存在。化合物

2组成细胞的化合物

鲜重最多的化合物：鲜重最多的有机物：干重最多的化合物：干重最多的有机物：

水

蛋白质蛋白质蛋白质最值问题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糖类H2O叶绿素梨果实细胞梨叶片细胞①下列种子中含蛋白质最丰富的是

，②含淀粉最丰富的是

，③

含脂肪最丰富的是

。（玉米、油菜、大豆）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？多多无少少多玉米油菜大豆旁栏知识检测生物组织中的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。【实验原理】探究·实践①还原糖的检测与观察还原糖：指具有还原性的糖类（含有醛基-CHO或酮基-CO）例如单糖：葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖、脱氧核糖；二糖：乳糖、麦芽糖；所有的多糖和蔗糖都是非还原糖。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溶液使用方法：甲液和乙液等量混合均匀后再注入现配现用还原糖中的醛基被Cu(OH)2氧化，Cu(OH)2被还原为Cu2O检测原理：①还原糖的检测与观察还原糖+_____________砖红色沉淀斐林试剂50~65℃水浴加热①还原糖的检测与观察不能用酒精灯直接加热①还原糖的检测与观察【实验结果】双缩脲：尿素②蛋白质的检测与观察双缩脲试剂检测双缩脲：双缩脲②蛋白质的检测与观察双缩脲试剂：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溶液使用方法：先加A液1ml，摇匀，再加B液4滴，摇匀具有两个或以上肽键的化合物在碱性条件下与Cu2+反应生成紫色络合物检测原理：②蛋白质的检测与观察蛋白质+_____________紫色反应双缩脲试剂②蛋白质的检测与观察稀释10倍以上，否则实验后易黏附在试管壁上制备组织样液②蛋白质的检测与观察【实验结果】斐林试剂双缩脲试剂不同点使用方法甲液和乙液_______均匀后方可使用，且现配现用使用时先加A液，再加B液反应条件_______加热不需要加热反应原理还原糖中的醛基被Cu(OH)2氧化，Cu(OH)2被还原为Cu2O具有两个或以上肽键的化合物在碱性条件下与Cu2+反应生成络合物试剂实质新制的_______________________性环境下的_______颜色______________浓度斐林试剂的乙液CuSO4溶液浓度为0.05g/mL双缩脲试剂的B液CuSO4溶液浓度为0.01g/mL相同点都含有NaOH、CuSO4两种成分，且所用的NaOH溶液浓度都是0.1g/mL混合水浴Cu（OH）2砖红色碱Cu2+紫色思考：某同学在鉴定还原糖和蛋白质时,只配制了斐林试剂甲液和乙液,忘记配制双缩脲试剂了,如果鉴定完还原糖后仍想鉴定蛋白质,该如何做才最快捷?提示:斐林试剂甲液和双缩脲试剂A液完全相同,将斐林试剂乙液用蒸馏水稀释5倍后便成为双缩脲试剂B液,可用于蛋白质的鉴定。③脂肪的检测与观察脂肪+_____________橘黄色镜检苏丹Ⅲ染液检测原理：脂肪被苏丹Ⅲ染成橘黄色③脂肪的检测与观察切片要厚薄均匀，如厚薄不均就会导致观察时有的地方清晰有的地方模糊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③脂肪的检测与观察④淀粉的检测与观察检测原理：___________+碘液

蓝色淀粉④淀粉的检测与观察制备组织样液注意事项：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，增强实验的说服力。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”。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