資源簡介

(共38張PPT)
2.1 細胞中的元素和化合物
人教版高中生物 必修一
新知導入
生物與非生物
石頭與生石花
熊貓與熊貓玩偶
機器人和人
新知導入
農作物需要施氮、磷、鉀肥；人體需要補鈣、鐵、鋅等。以獲取相應的元素用于細胞的生命活動，那么組成細胞的元素有哪些？這些元素是細胞特有的嗎？
新知講解
目錄
生物界與非生物界的統一性和差異性
01
組成細胞的元素
02
組成細胞的化合物
03
問題探討
元素 地殼 細胞
O 48.60 65.0
Si 26.30 極少
C 0.087 18.0
N 0.03 3.0
H 0.76 10.0
組成地殼和組成細胞的
部分元素含量(％)表
Si在某些植物細胞中含量較多，如硅藻、禾本科植物
討論1.組成生物體的所有元素中，有沒有哪一些元素是生物體所特有的？這說明什么？
沒有；說明生物界和非生物界具有統一性。
討論2.生物體中的元素含量和無機環境中的含量有區別嗎？這又說明什么？
有區別，含量相差很大；說明生物界和非生物界具有差異性。
新知講解
一、生物界與非生物界的統一性和差異性
結論：生命和非生命的無機環境既有統一性又有差異性,生命起源于非生命物質！
統一性
組成細胞的化學元素在自然界的無機環境中都能找到,沒有一種元素是生物體特有的
差異性
元素在細胞中和無機環境中的含量有區別
新知講解
二、組成細胞的元素
1.在玉米細胞和人體細胞中含量較多的四種元素一樣嗎？怎樣解釋這種現象？
元素 玉米細胞 人體細胞
C 43.57 55.99
H 6.24 7.46
O 44.43 14.62
N 1.46 9.33
K 0.92 1.09
Ca 0.23 4.67
P 0.20 3.11
Mg 0.18 0.16
S 0.17 0.78
比較玉米細胞和人體細胞的部分元素及含量（干重、質量分數）
玉米細胞和人體細胞中含量較多的四種元素是一樣的，都是C、H、O、N。這是因為玉米和人都是生物，組成它們的主要成分都是水、糖類、脂類和蛋白質等物質，這些物質中都含有C、H、O，蛋白質中含有大量的N元素
新知講解
2.細胞中有些元素含量很少，是否意味著它們不重要？
元素 玉米細胞 人體細胞
C 43.57 55.99
H 6.24 7.46
O 44.43 14.62
N 1.46 9.33
K 0.92 1.09
Ca 0.23 4.67
P 0.20 3.11
Mg 0.18 0.16
S 0.17 0.78
比較玉米細胞和人體細胞的部分元素及含量（干重、質量分數）
細胞中有些元素含量很少，但是卻有重要作用，如在玉米細胞中，S只有0.17%，Mg只有0.18%，但很多蛋白質都含有S，葉綠體中的葉綠素分子就含有Mg，如果缺少S或Mg，細胞就不能合成這些蛋白質或葉綠素。
新知講解
3.比較組成玉米細胞和人體細胞中元素種類和含量，你還能得出哪些結論？
元素 玉米細胞 人體細胞
C 43.57 55.99
H 6.24 7.46
O 44.43 14.62
N 1.46 9.33
K 0.92 1.09
Ca 0.23 4.67
P 0.20 3.11
Mg 0.18 0.16
S 0.17 0.78
比較玉米細胞和人體細胞的部分元素及含量（干重、質量分數）
組成玉米細胞中氧元素的含量高于人體細胞，而氮元素的含量明顯又低于人體細胞，說明玉米細胞和人體細胞中的不同有機物的含量有差別，如玉米細胞中的糖類要多一些，而人體細胞中的蛋白質的含量要多一些；Ca元素的含量也有區別，這與玉米和人體的物質和結構組成有關。
新知講解
1.組成細胞的化學元素，常見的有 。
2.根據含量
大量元素：
微量元素：
C H O N P S K Ca Mg等
Fe Mn B Zn Cu Mo等
（含量較多，占生物體總重量萬分之一以上的元素）
（指含量很少但生物體生活所必需的一些元素）
新(Zn)鐵(Fe)臂(B)阿童(Cu)木(Mo)真猛(Mn)
結論：
大量元素和微量元素都是生物體生命活動所必需的
20多種
她(C)請(H)楊(O)丹(N)留(S)人(P)蓋(Ca)美(Mg)家(K)
二、組成細胞的元素
新知講解
最基本元素
基本元素
主要元素
Ｃ H O N P S K Ca Mg等
大量元素
Fe Mn B Zn Mo Cu等
微量元素
組成細胞的元素
二、組成細胞的元素
新知講解
元素缺乏引起的癥狀
缺Ca會導致肌肉抽搐
缺Fe會使人患貧血等癥狀
缺Fe會使人患貧血等癥狀
缺Ｉ會導致甲狀腺腫大等
新知講解
元素缺乏引起的癥狀
水稻缺Zn
水培油菜缺磷
缺鉀外葉失綠變黃
新知講解
三、組成細胞的化合物
化合物 質量分數（%）
水 70-90
無機鹽 1-1.5
蛋白質 7-10
脂質 1-2
糖類和核酸 1-1.5
細胞中含量最多的是水！
新知講解
化合物
無機化合物
有機化合物
水
無機鹽
糖類
蛋白質
脂質
核酸
三、組成細胞的化合物
細胞中含量最多的是水，含量最多的有機化合物是蛋白質！
新知講解
問題思考
梨的果實和葉片的細胞中所含化合物的種類和含量有什么明顯的差別？
不同生物組織的細胞中各種化合物的含量相同嗎？
[提示]梨的果實細胞中糖類和水等物質多，不含葉綠素
新知講解
檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質
新知講解
01 檢測生物組織中的糖類
還原糖 + →
1.實驗原理
磚紅色沉淀
斐林試劑
2.實驗材料
還原糖： 葡萄糖、果糖、核糖、脫氧核糖、半乳糖、 麥芽糖、乳糖
非還原糖：淀粉、纖維素、蔗糖、糖原
梨勻漿等
3.實驗試劑
斐林試劑
甲液：質量濃度為0.1g/mL的NaOH溶液
乙液：質量濃度為0.05g/mL的CuSO4溶液
用法：現用現配，等量混勻
水浴加熱溫度：50～65℃，時間：2min
新知講解
4.實驗步驟
01 選材：含糖量較高的白色或近于白色的植物組織（排除色素的干擾）
02 原理：還原糖在加熱條件下能將Cu(OH)2中的Cu2＋還原成Cu＋生產磚紅色沉淀
04 結論：實驗所用材料中含有還原糖
50～65℃水浴
加熱2min
2mL組織樣液
1mL斐林試劑
呈現藍色
磚紅色沉淀
03 結果：
新知講解
新知講解
注意事項：
（1）在還原糖的檢測實驗中，最理想的實驗材料是還原糖（葡萄糖、果糖、麥芽糖、乳糖等）含量較高且顏色較淺的生物組織或器官，如梨、葡萄等；不能選用甜菜、甘蔗、馬鈴薯塊莖，因為甜菜、甘蔗富含的蔗糖不屬于還原糖，馬鈴薯塊莖富含的淀粉也不是還原糖；也不能選用西瓜、血液、綠色葉片等，因為這些材料本身的顏色會對實驗結果造成干擾。
（2）斐林試劑的甲液（質量濃度為0.1g/mL的NaOH溶液），乙液（質量濃度為0.05g/mL的CuSO4溶液）要等量混合均勻，現配現用。
新知講解
02 檢測生物組織中的脂質
脂肪 + →
1.實驗原理
2.實驗材料
花生種子
3.實驗試劑
橘黃色
蘇丹Ⅲ染液
蘇丹Ⅲ（或蘇丹Ⅳ）、體積分數為50%的酒精
取材
切片
觀察
制片
4.實驗步驟
或用蘇丹Ⅳ染成紅色
新知講解
4.實驗步驟
01 選材：花生種子（浸泡3-4h），去掉種皮
02 切片：用刀片在花生子葉的橫斷面上平行切下若干薄片
03 制片：
選最薄的切片，用毛筆蘸取放在載玻片中央
滴：在花生子葉薄片上滴2-3滴蘇丹Ⅲ染液，染色3min
吸：用吸水紙吸去染液
滴：滴1-2滴體積分數為50%的酒精，洗去浮色
吸：用吸水紙吸去酒精
滴：滴1滴蒸餾水，蓋上蓋玻片，制成臨時裝片
新知講解
04 觀察：
05 結論：
在低倍鏡下找到花生子葉的最薄處，移至視野中央，然后用高倍鏡觀察被染成橘黃色的脂肪顆粒
組織樣液中含有脂肪顆粒
注意：染色時間不能過長，否則脂肪會溶解在染色劑中
新知講解
（1）用花生種子作實驗材料，必須提前浸泡3-4h，浸泡時間短了，不容易切片；浸泡時間過長，則組織太軟，切下的薄片不易成形。
（2）盡可能切出薄片，否則顯微鏡下看到的細胞重疊，不易觀察。
（3）染色時間不宜過長；染色后必須要用體積分數為50%的酒精洗去浮色。
注意事項：
新知講解
03 檢測生物組織中的蛋白質
蛋白質或多肽 + →
1.實驗原理
2.實驗材料
雞蛋清稀釋液、黃豆組織樣液、鮮肝研磨液
3.實驗試劑
實驗試劑：雙縮脲試劑
A液：質量濃度為0.1g/mL的NaOH溶液
B液：質量濃度為0.01g/mL的CuSO4溶液
紫色
雙縮脲試劑
注意：先加雙縮脲試劑A液，再加B液，目的是創設堿性條件
新知講解
4.實驗步驟
01 選材：雞蛋清稀釋液、黃豆組織樣液、鮮肝研磨液
03 結論：實驗所用材料中含有蛋白質
02 結果：
2mL組織液
1mL雙縮脲試劑A液
4滴雙縮脲試劑B液
無色
紫色
擴展提高
斐林試劑與雙縮脲試劑對比
斐林試劑 雙縮脲試劑
不同點 使用方法
反應條件
結果
試劑組成
相同點 甲液:0.1g/mLNaOH
乙液:0.05g/mLCuSO4
A液:0.1g/mLNaOH
B液:0.01g/mLCuSO4
甲液和乙液混合均勻后方可使用，且現配現用
使用時先加A液再加B液
需水浴加熱
不需加熱
產生磚紅色沉淀
產生紫色反應
都含有NaOH溶液、CuSO4溶液兩種成分，且所用NaOH溶液質量濃度都是0.1g/mL
新知講解
總結不同成分的鑒定
原理 注意事項
還原糖 還原糖＋斐林試劑→磚紅色沉淀 選擇梨子等還原糖含量高且顏色淺的材料；甲、乙液等量混合后使用，現配使用
蛋白質 蛋白質＋雙縮脲試劑→紫色 材料可選擇大豆，如選用雞蛋清需要稀釋防止粘著試管；先加入A液（創造堿性環境），再加入B液
脂肪 脂肪＋蘇丹Ⅲ染液→橘黃色 脂肪＋蘇丹Ⅳ染液→紅色 可選擇花生或者蓖麻；用顯微鏡可以觀察到脂肪顆粒
拓展：淀粉 淀粉＋碘液→藍色 可以選擇馬鈴薯勻漿
拓展應用
1. 組成細胞的元素追根溯源來自無機環境,為什么細胞內各種元素的比例與無機環境的大不相同？
細胞是生命活動的基本單位，雖然組成細胞的元素來自無機環境，但是構成細胞的主要元素C、H、O、N含量與無機環境差異很大，這與細胞內的有機化合物如糖類、脂質、蛋白質和核酸有關。
拓展應用
2. 將細胞內含有的各種物質配齊，并按照 它們在細胞中的比例放在一個試管中，能構成一個生命系統嗎？為什么？
不能。因為生命系統內部是一個嚴謹有序的結構，不是由物質隨意堆砌而成的。
課堂練習
1. 下列敘述正確是（ ）
A. 西瓜汁中含有豐富的葡萄糖和果糖，可做還原糖鑒定的替代材料
B. 脂肪鑒定時，可觀察到細胞中被蘇丹IV染成黃色的小顆粒
C. 雙縮脲試劑B液為0.01g/mlCuSO4溶液
D. 鑒定還原糖時先加入斐林試劑的甲液搖勻后再加乙液
C
2.下列元素在生物體內含量較少，但對維持生物體正常生命活動必不可少的元素是（ ）
A.Fe、Mn、Zn、Cu B. Zn、Cu、Mg、Ca
C.Zn、Mg、B、Mn D.Mg、Mn、Cu、Mo
A
課堂練習
3.過度肥胖者的脂肪組織細胞中占50%以上的物質是（ ）
A. 水 B. 蛋白質 C. 脂質 D. 糖類
A
A
4.鑒定蛋白質樣品時加雙縮脲試劑的正確做法是（ ）
　A．先加A液，混合后再加B液搖勻觀察
　B．先加B液，混合后再加A液搖勻觀察
　C．A、B混合后加入，搖勻觀察
　D．A、B液同時加入樣液，搖勻后觀察
新知講解
C
5.下列敘述正確是（ ）
A.西瓜汁中含有豐富的葡萄糖和果糖，可做還原糖鑒定的替代材料
B.脂肪鑒定時，可觀察到細胞中被蘇丹IV染成黃色的小顆粒
C.雙縮脲試劑B液為0.01g/mlCuSO4溶液
D.鑒定還原糖時先加入斐林試劑的甲液搖勻后再加乙液
課堂總結
細胞中的元素和化合物
細胞中的元素
細胞中的化合物
大量元素
微量元素
有機化合物
無機化合物
檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質
名言分享
闡明生命現象的規律，必須建立在闡明生物大分子結構的基礎上。
——中國科學院院士鄒承魯
謝謝
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