細胞的元素和化合物.ppt

1、第1節(jié) 細胞中的元素和化合物,必修1 分子與細胞 第2章 組成細胞的分子,教學目標,重點難點,問題探討,教學過程,知識結構,教學反饋,課后習題,教學參考,教學目標,1.簡述組成細胞的主要元素。說出構成細胞的基本元素是碳。 2.嘗試檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質，探討細胞中主要化合物的種類。 3.認同生命的物質性。,重點難點,教學重點 （1）組成細胞的主要元素和化合物 （2）檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質 教學難點 （1）構成細胞的基本元素是碳 （2）檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質,問題探討,組成地殼和組成細胞的部分元素含量()表,比較組成地殼和組成細胞的部分元素的含量，你能看出什么

2、問題？,教學過程,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？,沒有。,生物界和非生物界具有統(tǒng)一性。,2.生物體中的元素含量和無機環(huán)境中的含量有區(qū)別嗎？,有，相差很大。,這又說明什么？,生物界和非生物界還具有差異性。,這說明什么？,教學過程,結論：,1.組成細胞的化學元素在自然界的無機環(huán)境中都能找到,沒有一種元素是生命特有的；,2.但元素在細胞中和無機環(huán)境中的含量卻有區(qū)別.,說明生命和非生命的無機環(huán)境既有統(tǒng)一性又有差異性,生命起源于非生命物質.,教學過程,干鮮細胞對比圖,組成人體細胞的主要元素（占細胞鮮重的百分比）,組成人體細胞的主要元素（占細胞干重的百分比）,教學過程,在人

3、體細胞中，干重時含量最多的元 素是 ；鮮重時含量最多的元素是 。,C,o,細胞的主要元素是: C、H、O、N、P、S等,細胞的基本元素是: C,?,這些元素在不同生物體的含量有怎樣呢?,玉米和人體細胞部分元素含量的比較,玉米 人 氧 44.43 14.62 碳 43.57 55.99 氮 1.46 9.33 氫 6.24 7.46 鉀 0.92 1.09 鈣 0.24 4.67 磷 0.20 3.11 硫 0.17 0.78 氯 0.14 0.47 鎂 0.18 0.16 鐵 0.08 0.012 硅 1.17 0.005 鋅 - 0.01,這說明什么?,組成生物體的化學元素在種類上基本相同但

4、在不同生物之間存在著差異.,細胞中元素根據(jù)含量分為:,指含量占生物體總重量萬分之一以上的元素。有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。,微量元素：,大量元素：,指生物生活所必需的。但是需要量卻很少的一些元素。如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。,資料分析:,幾十年前,新西蘭有一個牧場的大片牧草長勢很弱,有的甚至發(fā)黃枯萎,即使使用了大量的N,P,K肥也無濟于事,后來,人們偶然 發(fā)現(xiàn)牧場內的一小片牧草長得十分茂盛,原來,這一片”綠洲”的附近有一座鉬礦,礦工每天上下班總是抄近路走,他們的鞋子個踩過的地方,牧草綠油油的,經過科學家的化驗和分析,一公頃牧草只需150克鉬就足夠了.,通過分析,你能得

5、出什么結論呢?,微量元素(鉬)是生物體不可缺少的必需元素;在生物體中含量很少,但其作用是其它元素不可替代的.,缺Fe會使人患貧血等癥狀； 缺Zn使人發(fā)育受影響，性器官的發(fā)育不良等; 缺會導致甲狀腺腫等。,?,組成細胞的各種元素又是以什么形式存在的呢?,構成細胞的化合物,無機化合物,有機化合物,水,無機鹽,脂質,蛋白質,糖類,核酸,？,思考與討論:,1.有機化合物和無機化合物有什么區(qū)別?能舉例說明嗎?,2.細胞內最多的有機化合物和無機化合物分別是哪一種什么?你能推測它們對生命的意義嗎?,細胞中各種化合物占細胞鮮重的含量,細胞中最多的化合物是 ；最多的有機化合物是 。,水,蛋白質,思維拓展:,你能

6、舉例說出哪些植物器官的細胞中富含糖類,脂質和蛋白質嗎?如何從這些植物器官中提取呢?,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生特定的顏色反應。,實驗：檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質,淀粉+碘液 藍色,溫水浴 還原糖+斐林試劑 磚紅色沉淀,蛋白質+雙縮脲試劑 紫色,脂肪+蘇丹（） 橘黃色（紅色）,步驟：見教材,知識結構,大量元素,微量元素,無機物,有機物,水,無機鹽,糖類,脂質,蛋白質,核酸,化學元素,生物界與非生物界的統(tǒng)一性與差異性,體現(xiàn),包括,化合物,教學反饋,一、填空 1組成人體的元素中，占細胞鮮重百分比最多的元素是_；占細胞干重百分比最多的元素是_。 _是構成細胞的最基本

7、元素。 2一般情況下活細胞內含量最多的化合物是_，含量最多的有機化合物_。,O,C,C,水,蛋白質,教學反饋,二、選擇題 1、科學家在研究生物體的化學成分時,發(fā)現(xiàn)組成生物體的元素在非生物界也存在,這一事實主要說明: （ ） A 生物界和非生物界沒有區(qū)別 B 生物界和非生物界具有統(tǒng)一性 C 生物來源于非生物 D 生物界和非生物界具有差異性 2、生活在缺水的沙漠環(huán)境中的仙人掌細胞中，含量最多的化合物是（ ） A、蛋白質 B、脂肪 C、糖類 D、水,B,D,教學反饋,3.生活在沙漠中的仙人掌和生活在珊瑚礁中美麗的珊瑚魚，組成它們的化學元素種類 （ ） A、差異很大 B、有些差異 C大體相同 D沒有一

8、定標準 4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（ ） AFe、Mn、Zn、Mg BZn、Cu、Mn、Ca CZn、Cu、B、Mn DMg、Mn、Cu、Mo 5.在組成生物體的化學元素中，最基本的元素是（ ） AC BH CO DN,C,C,A,教學反饋,6.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，可直接用于蛋白質的鑒定 B、脂肪的鑒定需要顯微鏡才能看到被染成橘黃色的脂肪滴 C鑒定可溶性還原糖時，要加入斐林試劑甲液搖勻后，再加乙液 D用于鑒定蛋白質的雙縮脲試劑A液與B液要混合均勻后，再加入含樣品的試管中，且必須現(xiàn)用

9、現(xiàn)配 7下列各項可作為鑒定生物組織中還原性糖的理想材料是（ ） A韭菜 B鳶尾 C菠菜 D梨,B,D,課后習題,一、基礎題 1.(1) (2),2.蘇丹染液 豆?jié){ 磚紅色沉淀 斐林試劑 馬鈴薯 橘黃色 雙縮脲試劑 葡萄汁 藍色 碘液 花生子葉 紫色,3.,B,課后習題,二、拓展題 1.,提示：細胞是有生命的，它可以主動地從環(huán)境中 獲取生命活動需要的元素。這是生物與非生物的 區(qū)別之一。,不能。因為最基本的生命系統(tǒng)是細胞，將細胞 內含有的各種物質放在試管中，它們不能構成 細胞這種結構。,2.,教學參考,組成細胞化學元素的作用 1組成各種化合物 化學元素主要以化合物的形式參與細胞的組成和細胞的代謝活

10、動，這些化合物是生物體進行各項生命活動的基礎：如N：是核酸、蛋白質、NADP+、ATP、固醇、葉綠素、生長素、甲狀腺激素等的重要組成成分；P是磷脂、NADP+、ATP等的重要組成成分等。 2影響生物體的生命活動 如B可促進花粉的萌發(fā)和花粉管的伸長 按元素的生物學功能，大致可分為下列類型。 （1）、構成原生質的基本元素：如C、H、O、N、P是構成核酸的主要元素；C、H、O、N是構成蛋白質的主要元素等。（2）、調節(jié)機體活動的元素：如離子態(tài)的Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、H+及其他離子OH-、HCO3-、SO42-、HPO42-等。（3）、與蛋白質結合的元素：如 Fe（血紅蛋白、細胞色素

11、、固氨酶等），Cu（血藍素、細胞色素、氧化酶等），Mg（固氮酶），Co（構成維生素B12，在天然存在的形式中，維生素B12可能是與肽或蛋白質結合的），Zn（DNA聚合酶、 RNA聚合酶）， I（甲狀腺蛋白質。這是一種含碘蛋白質，是人體內的碘庫）Mn（精氨酸酶等多種酶）（4）微量調節(jié)元素：如B、Cr、Se、As、Ni等。這些元素是不可缺的，又是不可替代的。,教學參考,關于細胞中各化合物含量的問題 1. 組織細胞中含量最多的化合物是水，可以說不論是哪種細胞（脂肪細胞一般除外），該細胞是處于什么季節(jié)，什么什么地方，在什么時期，細胞中水的含量都是最多，有機化物蛋白質的含量僅于第二。 2.在細胞中各化合

12、物的含量變化以核酸最為穩(wěn)定，其變化范圍較小且有規(guī)律性，而水的含量變化范圍為最大。同時，各化合物在細胞中的含量也不能低于最低值，否則將影響細胞的生命。多細胞生物體內，由許多相似的細胞和細胞間質有機結合而成的結構，有一定的形態(tài)、結構和生理功能。,教學參考,三檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質,1實驗關鍵： （1）還原糖的鑒定 a.材料應含糖量高且無色； b.斐林試劑的甲液和乙液現(xiàn)配現(xiàn)用，混合均勻。 （2）脂肪的鑒定 子葉應切成薄片,（3）蛋白質的鑒定 實驗關鍵：a.先加雙縮脲試劑A，再加雙縮脲試劑B b.雞蛋蛋白液必須稀釋(10倍),教學參考,三檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質,2實驗材料的準備

13、 (1)鑒定還原糖的實驗材料準備：植物組織是常用的實驗材料，但必須加以選擇。在雙子葉植物中，光合作用的主要產物葡萄糖形成后合成為淀粉，暫時儲藏在葉子內，因此最好不用雙子葉植物的葉子做實驗材料。有些單子葉植物，如韭菜、鳶尾，并不將光合作用的初始產物轉變?yōu)榈矸郏虼巳~內含有大量的還原單糖，但是，由于葉片中葉綠素的顏色較深，對于鑒定時的顏色反應起著掩蓋作用，導致實驗現(xiàn)象不明顯，因此，也不宜用單子葉植物的葉子做實驗材料。 本實驗最理想的實驗材料是含糖量較高的生物組織(或器官)，而且組織的顏色較淺.或近于白色的.如蘋果和梨的果實，經試驗比較，顏色反應的明顯程度，依次為蘋果、梨、白色甘藍葉、白蘿卜。 (2

14、)鑒定脂肪的實驗材料準備：實驗材料最好選擇富含脂肪的種子，如花生種子(取其子葉)。供實驗用的花生種子，必須提前浸泡34h。浸泡時間短了，不容易切成片；浸泡時間過長，則組織太軟，切下的薄片不易成形。,教學參考,三檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質,(3)鑒定蛋白質的實驗材料準備：實驗材料最好選用富含蛋白質的生物組織(或器官)，植物材料常用的是大豆，動物材料常用的是雞蛋(卵白)。如用大豆，必須提前浸泡12h，這樣容易研磨成漿。有條件的學校，可以直接采用現(xiàn)成的大豆磨成的豆?jié){，豆?jié){可以購買，也可用小型的榨汁機制取。如果用稀釋的卵白做實驗材料，實驗效果會更好。 3實驗的注意事項 (1)斐林試劑與雙縮脲試

15、劑的不同點 斐林試劑與雙縮脲試劑都由NaOH和CuSO4組成，但二者有如下3點不同： a.溶液濃度不同、斐林試劑中NaOH的濃度為0.1gmL，CuSO4的濃度為0.05gmL；雙縮脲試劑中NaOH的濃度為0.1gmL，CuSO4的濃度為0.01gmL。 b.使用原理不同。斐林試劑實質是新配制的Cu(OH)2溶液；雙縮脲試劑實質是在堿性環(huán)境下的Cu2+。 c.使用方法不同。斐林試劑使用時，先把NaOH溶液和CuSO4溶液混合，而后立即使用。雙縮脲試劑使用時，先加入NaOH溶液，然后再加入CuSO4溶液。,教學參考,三檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質,(2)斐林試劑很不穩(wěn)定，故應將組成斐林試劑的甲液(O.1gmL的NaOH溶液)和乙液(O.05gmL的CuSO4溶液)分別配制、儲存，使用時，再臨時配制，將45滴乙液滴入2ml甲液中，配完后立即使用 (3)雙縮脲試劑的使用，應先加試劑A(0.1gmL的NaOH溶液)，造成堿性的反應環(huán)境，再加試劑B(0.01gmL的CuSO4溶液)。 (4)在鑒定可溶性糖的實驗中，對試管中的溶液進行加熱時，試管底部不要觸及燒杯底部，另外，試管口不要朝向實驗者，以免沸騰的溶液沖出