【高中生物】細胞中的元素和化合物（教學課件）+高一上學期生物人教版（2019）必修1

第1節(jié)細胞中的元素和化合物第2章組成細胞的分子珊瑚珊瑚蟲問題1：珊瑚和珊瑚蟲，哪種是生物？珊瑚蟲問題2：珊瑚和珊瑚蟲都是由細胞構(gòu)成的嗎？珊瑚蟲是，珊瑚不是。生物體是由細胞構(gòu)成的。問題3：從更微觀的角度來看，細胞和珊瑚蟲都是由分子組成，為什么細胞能表現(xiàn)出生命的特征呢？是因為細胞內(nèi)有什么非物質(zhì)的“活力”因素嗎？是細胞里含有特殊的“生命元素”嗎？是組成細胞的分子有什么特殊之處嗎？本章內(nèi)容通過研究組成細胞的分子以探尋生命的物質(zhì)基礎情景導入：問題探討元素地殼細胞O48.6065.0Si26.30極少*C0.08718.0N0.033.0H0.7610.0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、禾本科植物思考：比較組成地殼和組成細胞的部分元素和含量，你能發(fā)現(xiàn)二者之間有什么異同？同：組成細胞的化學元素和在無機自然環(huán)境中能夠找到的元素相同。異：細胞中各種元素的相對含量與無機自然界的大不相同，且不同細胞中元素的相對含量也不同。(1)組成細胞的化學元素，在無機自然界中都能找到，說明了什么？提示生物界和非生物界具有統(tǒng)一性。(2)細胞中的各元素含量和無機自然界中的含量大不相同，這說明了什么？提示生物界和非生物界還具有差異性。(3)組成細胞的元素追根溯源來自無機自然界，為什么細胞內(nèi)各種元素的比例與無機自然界的大不相同？提示生物體是按照生命活動的需要，有選擇地從無機自然界獲取元素。問題探討元素地殼細胞O48.6065.0Si26.30極少*C0.08718.0N0.033.0H0.7610.0*Si在某些植物細胞中含量較多，如硅藻、禾本科植物組成地殼和組成細胞的部分元素含量（%）元素玉米細胞人體細胞C43.5755.99H6.247.46O44.4314.62N1.469.33K0.921.09Ca0.234.67P0.203.11Mg0.180.16S0.170.78玉米細胞和人體細胞的部分元素及含量（干重，質(zhì)量分數(shù)）表注：其他元素占細胞干重的質(zhì)量分數(shù)總計小于3%問題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(xiàn)象？一樣，都為C、H、O、N水：H2O糖類（大部分）：Cn(H2O)m脂肪酸（脂類的一種）CH3(CH2)nCOOH氨基酸（組成蛋白質(zhì)的基本單位）：NH2-CH(R)-COOH（R代表基團）玉米和人都是生物，組成它們的主要成分是水、糖類、脂類和蛋白質(zhì)等物質(zhì)，這些物質(zhì)都含有C、H、O，蛋白質(zhì)還含有大量的N元素。一.組成細胞的元素胰島素（蛋白質(zhì)的一種）分子結(jié)構(gòu)圖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C43.5755.99H6.247.46O44.4314.62N1.469.33K0.921.09Ca0.234.67P0.203.11Mg0.180.16S0.170.78玉米細胞和人體細胞的部分元素及含量（干重，質(zhì)量分數(shù)）表一.組成細胞的元素3.比較組成玉米細胞和人體細胞中的元素種類和含量，你還能得出哪些結(jié)論？元素玉米細胞人體細胞C43.5755.99H6.247.46O44.4314.62N1.469.33K0.921.09Ca0.234.67P0.203.11Mg0.180.16S0.170.78玉米細胞和人體細胞的部分元素及含量（干重，質(zhì)量分數(shù)）表一.組成細胞的元素細胞中某些元素含量多，某些元素含量少；不同生物的細胞，元素種類大致相同，含量不同。玉米中氧元素含量多于人體，而氮含量低于人體；這說明玉米細胞和人體細胞中不同有機物的含量有差別，如玉米中糖類多些，而人體中蛋白質(zhì)含量多些；鈣元素的含量也有區(qū)別，這與玉米和人體的物質(zhì)和結(jié)構(gòu)組成有關大量元素：指含量占生物體總重量的萬分之一以上的元素。如C、H、O、N、S、P、K、Ca、Mg等。C最基本元素含量較多元素：生物體中的元素分為大量元素和微量元素。1.元素的分類一.組成細胞的元素C、H、O、N微量元素：

指占生物體總重量萬分之一以下的元素，如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等?！拌F猛碰新木桶”缺Fe：人體患貧血缺Ca：成年人缺鈣患骨質(zhì)疏松癥；血液缺鈣會出現(xiàn)抽搐。缺I：人幼年患呆小癥；成年患甲狀腺腫大（大脖子?。┤盳n：“花”而不實（只開花不結(jié)果）缺B：影響人體生長發(fā)育、大腦發(fā)育和性成熟缺Mg：影響植物葉綠素的合成，影響光合作用的進行2.元素缺乏導致的疾病2.元素缺乏導致的疾病

作為生命活動基本單位的細胞是由元素組成的，組成生物體的化學元素在生物體內(nèi)是以什么形式存在的？討論大多以化合物的形式存在組成細胞的主要化合物及其相對含量1．化合物的種類及含量二.組成細胞的化合物無機化合物有機化合物水：70%～90%無機鹽：1%～1.5%糖類：脂質(zhì)：1%～1.5%蛋白質(zhì)：7%～10%核酸：C、H、OC、H、OC、H、O、N、P、S、FeC、H、O、N、P1％～1.5％1．化合物的種類及含量（1）占細胞鮮重最多的化合物是______；（2）占細胞鮮重最多的有機物是__________；（3）占細胞干重最多的化合物是__________。水蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)二.組成細胞的化合物(1)組成地殼的元素在細胞中都能找到(

)(2)細胞中含量很少的元素都是微量元素(

)(3)大量元素和微量元素的劃分依據(jù)是其發(fā)揮生理作用的大小(

)(4)沙漠中的仙人掌細胞中含量最多的化合物是水(

)判斷正誤×××√核心歸納1.組成細胞的元素種類(1)大量元素和微量元素的劃分依據(jù)是元素的含量，一般以元素含量占生物總重量萬分之一的比率為標準，而不是生理作用。(2)大量元素和微量元素都是生物體所必需的，但生物體內(nèi)含有的元素不一定都是必需元素，如Pb。(3)基本元素占人體細胞鮮重比例是O＞C＞H＞N，而占人體細胞干重比例是C＞O＞N＞H。2.元素的統(tǒng)一性和差異性3.組成細胞元素的主要作用(1)維持生命活動：如K＋可保持心肌正常興奮性，硼(B)可促進花粉的萌發(fā)和花粉管的伸長。(2)組成化合物：如糖類、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)中都含有C、H、O等元素。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距？提示：梨的果實細胞中糖類和水分等物質(zhì)多，不含葉綠素。不同生物組織的細胞中各種化合物的含量是有差別的日常膳食做到不同食物的合理搭配三、實驗：檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)原理：某些化學試劑能夠使生物組織中的有關有機化合物產(chǎn)生特定的顏色反應。淀粉+碘液還原糖+斐林試劑蛋白質(zhì)+雙縮脲試劑脂肪+蘇丹Ⅲ

水浴加熱磚紅色沉淀橘黃色紫色藍色實驗1：還原糖的檢測和觀察選材：含糖量較高的白色或近于白色的植物組織制備組織樣液制漿：去皮、切塊、研磨過濾：用單層紗布取液：2mL顏色反應現(xiàn)象呈現(xiàn)藍色變成磚紅色50～65℃水浴加熱2min排除色素對顯色的干擾思考：西瓜和梨哪個選材好？梨2mL組織樣液1mL剛配制的斐林試劑甲液：質(zhì)量濃度為0.1g/mL的NaOH溶液乙液：質(zhì)量濃度為0.05g/mL的CuSO4溶液甲液和乙液等量混合均勻后再注入還原糖是指具有還原性的糖，包括葡萄糖、果糖和麥芽糖等結(jié)論：組織樣液含有還原糖。實驗1：還原糖的檢測和觀察實驗2：脂肪的檢測和觀察取材：花生種子（實驗前浸泡3－4h），去掉種皮，用刀片在子葉的橫斷面上平行切下若干薄片，放入盛有清水的培養(yǎng)皿中待用。制片選取最薄的薄片移至載玻片中央在薄片上滴2－3滴蘇丹Ⅲ染液，染色3min用吸水紙吸去染液，滴加體積分數(shù)為50%的酒精溶液1－2滴顯微觀察現(xiàn)象厚薄不均會導致觀察時有的地方清晰，有的地方模糊洗去浮色用吸水紙吸去多余酒精，滴1-2滴蒸餾水，蓋上蓋玻片，制成臨時裝片先在低倍鏡下找到花生子葉的最薄處，移至視野中央，后用高倍鏡觀察有被染成橘黃色的脂肪微粒實驗2：脂肪的檢測和觀察脂肪微粒實驗3：蛋白質(zhì)的檢測和觀察選材：黃豆組織樣液（或雞蛋蛋清稀釋液）制備組織樣液：黃豆浸泡→去皮→切片→研磨→過濾→濾液顯色反應現(xiàn)象蛋清必須稀釋，以免實驗后黏住試管壁，不易清洗搖勻2mL組織樣液1mL雙縮脲試劑A液雙縮脲試劑A液：質(zhì)量濃度為0.1g/mL的NaOH溶液雙縮脲試劑B液：質(zhì)量濃度為0.01g/mL的CuSO4溶液創(chuàng)設堿性環(huán)境4滴雙縮脲試劑B液提供Cu2+無色藍色紫色1.請從以下方面區(qū)分斐林試劑和雙縮脲試劑，并完善表格。項目斐林試劑雙縮脲試劑成分甲液乙液A液B液質(zhì)量濃度為0.1g/mL的NaOH溶液質(zhì)量濃度為_____________質(zhì)量濃度為0.1g/mL的NaOH溶液質(zhì)量濃度為___________反應原理加熱條件下，含醛基的可溶性還原糖將Cu(OH)2還原為Cu2O沉淀堿性條件下Cu2＋與具有兩個或兩個以上肽鍵的化合物發(fā)生反應生成紫色絡合物0.05g/mL的CuSO4溶液0.01g/mL的CuSO4溶液使用方法甲、乙兩液等量混勻后立即使用(現(xiàn)配現(xiàn)用)_____________________________________反應條件___________________________反應現(xiàn)象________________________________先加入A液1mL搖勻，再加B液4滴，搖勻50～65℃水浴加熱不需加熱藍色→棕色→磚紅色淺藍色→紫色2.利用斐林試劑的甲液、乙液和蒸餾水能否檢測蛋白質(zhì)？為什么？提示能。斐林試劑的甲液、乙液的成分分別與雙縮脲試劑的A液、B液相同，只是斐林試劑的乙液的質(zhì)量濃度比雙縮脲試劑的B液高，只需將斐林試劑的乙液用蒸餾水稀釋即可。實驗4：淀粉的檢測和觀察選材：馬鈴薯勻漿顯色反應現(xiàn)象2mL組織樣液2滴碘液變藍搖勻觀看4個小實驗的視頻(1)西瓜、番茄等都含有較多的糖，因此可用于還原糖的鑒定(

)(2)甘蔗富含糖，是做還原糖鑒定的理想材料(

)(3)實驗結(jié)束時將剩余的斐林試劑裝入棕色瓶，以便長期保存?zhèn)溆?

)(4)非還原糖與斐林試劑混合后經(jīng)水浴加熱后的現(xiàn)象是無色的(

)判斷正誤××××核心歸納1.實驗材料的選擇(1)所選材料應富含被檢測的有機物，易出現(xiàn)明顯的實驗現(xiàn)象。(2)材料本身應為白色或近于白色，不干擾實驗結(jié)果。2.三類有機物的檢測在操作步驟上的差異(1)唯一需要加熱的——還原糖的檢測，若不加熱，則無磚紅色沉淀出現(xiàn)。(2)唯一需要顯微鏡的——花生子葉切片脂肪的檢測。(3)混合后加入的——斐林試劑；分別加入的——雙縮脲試劑。3.易錯警示(1)易忽略斐林試劑本身的顏色非還原糖(如蔗糖)＋斐林試劑水浴加熱后的現(xiàn)象不是無色，而是淺藍色[Cu(OH)2的顏色]。(2)誤認為脂肪的檢測必須使用顯微鏡若要觀察被染色的脂肪顆粒，則使用顯微鏡，但若只觀察溶液顏色變化，則不必使用顯微鏡，可以在制備的組織樣液中加入蘇丹Ⅲ染液，觀察溶液的顏色變化。典題應用1.(2021·四川遂寧二中高一月考)如圖為元素在生物體內(nèi)的含量分布情況，下列表述不正確的是A.Ⅰ在非生物界中都能找到，體現(xiàn)了

生物界與非生物界的統(tǒng)一性B.Ⅱ含量雖少，卻是生物體正常生命活動不可缺少的C.Ⅱ和Ⅲ為生物體的必需元素，一旦缺乏就可能會導致相應的病癥D.P、S、K、Ca、Fe屬于大量元素√解析Fe屬于微量元素，D錯誤。2.(2021·江蘇無錫一中高一檢測)生命的物質(zhì)基礎是組成細胞的元素和化合物，如圖中序號代表不同的化合物，面積不同代表含量不同，其中Ⅰ和Ⅱ代表兩大類化合物。下列敘述正確的是A.若Ⅴ和Ⅵ分別代表蛋白質(zhì)和脂質(zhì)，則Ⅶ代表核酸B.細胞干重和鮮重中含量最多的分別是Ⅴ和ⅢC.醫(yī)用的生理鹽水和糖溶液中的溶質(zhì)分別屬于Ⅳ和ⅤD.上述物質(zhì)中氧原子含量最高的化合物是Ⅱ√解析根據(jù)題圖可知，Ⅰ和Ⅱ分別代表無機化合物和有機化合物，若Ⅴ代表蛋白質(zhì)，Ⅵ代表脂質(zhì)，則Ⅶ應代表核酸和糖類，A錯誤；在細胞干重中含量最多的化合物是蛋白質(zhì)(Ⅴ)，在細胞鮮重中含量最多的化合物是水(Ⅲ)，B正確；醫(yī)用的生理鹽水和糖溶液中的溶質(zhì)分別是NaCl和葡萄糖，它們分別屬于Ⅳ(無機鹽)、Ⅵ或Ⅶ(糖類)，而Ⅴ代表蛋白質(zhì)，C錯誤；水中的氧原子含量最高，因此，氧原子含量最高的化合物是Ⅲ，D錯誤。典題應用3.下列關于實驗操作步驟的敘述中，正確的是A.用于鑒定可溶性還原糖的斐林試劑甲液和乙液，可直接用于蛋白質(zhì)的

鑒定B.鑒定可溶性還原糖時，要加入斐林試劑甲液后再加入乙液C.脂肪的鑒定實驗中需用顯微鏡才能看到被染成橘黃色的脂肪顆粒D.用于鑒定蛋白質(zhì)的雙縮脲試劑A液和B液，要混合均勻，再加入含樣品

的試管中，且現(xiàn)配現(xiàn)用及時反饋知識落實√4.香蕉果實成熟過程中，果實中的儲藏物不斷代謝轉(zhuǎn)化，香蕉逐漸變甜。圖A中Ⅰ、Ⅱ兩條曲線分別表示香蕉果實成熟過程中兩種物質(zhì)含量的變化趨勢。取成熟到第X天和第Y天的等量香蕉果肉，分別加等量的蒸餾