高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第2章 组成细胞的分子第1节 细胞中的元素和化合物课堂教学ppt课件
展开细胞中常见的元素有哪儿些?组成细胞的主要化合物有哪儿些?怎样检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
一、组成细胞的元素(光谱分析法)
生物体总是和外界环境进行着物质交换,细胞生命活动所需要的物质,归根结底得是从无机自然界中获得的。组成细胞的化学元素,在无机自然界中都能找到,没有一种化学元素为细胞所特有。组成细胞的化学元素常见的有20多种,例如碳、氢、氧、氮、硫、磷、钾、钙、镁、铁、锰、锌、铜、硼、钼、钴、锡、锶、硅、镍、碘、砷、氟等等。
干重是指细胞除去全部自由水后的重量。鲜重是指细胞在自然状态下的质量。获得细胞干重的方法:1.离心法:将待测培养液放入离心管中,反复做离心、清水洗涤三次后,进行干燥,干燥温度可采用105℃、100℃或红外线烘干,也可在80℃或40℃较低温环境进行真空干燥,然后称重。2.过滤法:尤其适用于丝状微生物如放线菌或真菌的干重测定,培养液用滤纸过滤后,留在纸上的菌丝体先用适量清水洗涤,在用上法烘干后称重。
不同生物间元素的组成与含量是有差异的
生物体的元素来源于周围环境,植物从周围环境中摄取C、H、O、N、P、S等元素,动物直接或者间接以植物为食,也获得了相同的元素。组成植物和动物的元素虽然含量差异很大,但种类相同,微生物存在相同的祖先提供了证据。构成细胞的元素来源于无机环境,但形成了比非生物界更加多样的化合物,从而在细胞构成和生命活动调节中发挥作用。
生物界与非生物界的统一性和差异性
大量元素:是指含量占生物总重量万分之一以上的元素。(鲜重)微量元素:指含量占生物总重量低于万分之一的元素。
鲜重和干重中基本元素含量对比
鲜重:细胞中最多的化合物是水,大约70%-90%。所以含的O元素较多。鲜重元素:O>C>H > N干重:细胞去除掉全部自由水后,含量最多的化合物是蛋白质,所以含的C元素较多。干重元素:C>O>N > H
细胞中部分大量元素和微量元素的作用
N:是构成蛋白质、核酸等物质的主要元素;能促使植物的细胞分裂,植物缺氮时候会叶片发黄。P:是构成核酸、磷脂、ATP等物质的重要元素,植物缺磷时叶片暗绿,并出现紫色。K:提高神经系统兴奋性,维持细胞内液渗透压。人体缺钾,心律失常;K在植物体内可促进光合作用中糖类的合成与运输。Ca:是牙齿、骨骼的组成元素。Ca可以调节肌肉收缩,血钙过高会造成肌无力,过低会引起抽搐,人体缺钙,儿童会患佝偻病,成年人会患骨质疏松症。S:构成蛋白质的重要元素。Mg:是叶绿素的主要成分,缺镁,植物叶片会发黄。Fe:是血红蛋白的主要成分,人体缺铁会患缺铁性贫血。I:甲状腺激素的合成原料,缺碘会患甲状腺肿大。B:促进花粉的萌发和花粉管的伸长,有利于植物受精过程顺利进行,缺硼,花药和花丝萎缩,花粉发育不良,造成“花而不实”。Zn:影响细胞的代谢功能,在蛋白质、核酸的合成等方面起重要作用,缺锌容易使发育受影响。
组成细胞的元素对于生命的作用
大量元素和微量元素划分的依据使其在细胞中含量的多少,而不是其对生理作用的重要性,大量元素和微量元素都是生命活动的必需元素。微量元素虽然在细胞中的含量较少,但是对于维持细胞的生命活动是必不可少的。在组成细胞的元素中,C、H、O、N这四种元素的含量很高,其原因是与组成细胞的化合物有关系。
1. 下列关于组成生物体化学元素的叙述,正确的是( )A. 在组成生物体与组成无机自然界的化学元素中,C的含量均为最高B. 人、动物和植物所含的化学元素种类差异很大C. 组成生物体的化学元素在无机自然界中都可以找到 D. 不同的生物体内各种化学元素的含量基本相似
1. 下列关于组成生物体化学元素的叙述,正确的是( C )A. 在组成生物体与组成无机自然界的化学元素中,C的含量均为最高B. 人、动物和植物所含的化学元素种类差异很大C. 组成生物体的化学元素在无机自然界中都可以找到 D. 不同的生物体内各种化学元素的含量基本相似【解析】选C。元素C在生物界中含量较高,而在非生物界中含量较少。人、动物和植物所含的化学元素种类差异不大,但各种化学元素的含量不同。
2. 下列有关组成生物体的化学元素的叙述,正确的是( )A. 组成生物体的化学元素,根据其含量不同可分为大量元素和微量元素两大类B. 锌元素在人体生长发育过程中起着非常重要的作用,这说明锌元素是人体内的大量元素C. 微量元素在生物体内含量很少,所以它们不重要D. 原核生物细胞内含微量元素,真核生物细胞内不含微量元素
2. 下列有关组成生物体的化学元素的叙述,正确的是( A )A. 组成生物体的化学元素,根据其含量不同可分为大量元素和微量元素两大类B. 锌元素在人体生长发育过程中起着非常重要的作用,这说明锌元素是人体内的大量元素C. 微量元素在生物体内含量很少,所以它们不重要D. 原核生物细胞内含微量元素,真核生物细胞内不含微量元素【解析】选A。组成生物体的化学元素根据其含量不同可分为大量元素(占生物体总量的万分之一以上)和微量元素(占生物体总量的万分之一以下)两大类,A正确;锌元素在人体内含量很少,故为微量元素,B错误;微量元素在生物体内含量很少,却是维持生物体正常生命活动不可缺少的,若缺乏,会出现微量元素缺乏症,如缺锌、缺碘都会出现相应的病症,C错误;原核生物和真核生物的细胞内均既有大量元素,也有微量元素,D错误。
3. 某同学在配制培养植物的培养基时使用了NH4NO3、KNO3、CaCl2·2H2O、 MgSO4·7H2O、 螯合铁溶液、微量元素溶液,但缺少了一种必需的大量元素,为补充这种元素,应添加的化合物是( )A. Ca(NO3)2 B. KCl C. KH2PO4 D. K2SO4
3. 某同学在配制培养植物的培养基时使用了NH4NO3、KNO3、CaCl2·2H2O、 MgSO4·7H2O、 螯合铁溶液、微量元素溶液,但缺少了一种必需的大量元素,为补充这种元素,应添加的化合物是( C )A. Ca(NO3)2 B. KCl C. KH2PO4 D. K2SO4 【解析】选C。大量元素包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等,从提供的物质看缺少P元素,为补充这种元素,应添加的化合物是KH2PO4,C正确。
组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在,少数以单质的物质存在。细胞内存在的化合物以是否以碳链为结构骨架分为有机物和无机物。无机物:水、无机盐有机物:蛋白质、核酸、糖类、脂肪等等
因为我们平时吃的食物中营养物质的种类和含量大有差别,我们才需要在日常膳食中做到不同食物的合理搭配,以满足机体的营养需要。(吃什么补什么到底对不对?)
元素、化合物是细胞活动的物质基础
元素:组成细胞的化学元素不论含量多少,必需元素在生物体内有不可替代的作用,没有这些元素,生物体就不能表现出相应的生命活动。从这方面看,元素是生命活动的基础。化合物:组成生物体的化学元素虽然在生物体内有一定的生理作用,但单一的某种元素不可能表现出相应的生理功能,这些元素只有在生物体特有的结构基础上,有机地结合成化合物,这些化合物相互作用才能体现出相应的生理活动,因此说,化合物也是生命活动的物质基础。
【拓展】糖类分为还原糖和非还原糖还原糖的分子结构中一般有游离的醛基或酮基。醛基容易被各种强或弱的氧化剂氧化成羧基,因此有游离醛基的醛糖,都具有还原性,称之为还原糖。还原糖可以和斐林试剂、托伦试剂、班氏试剂等产生化学反应,临床上常用于检测糖尿病患者尿液中的葡萄糖。
蔗糖属于二糖;淀粉、纤维素属于多糖,都属于非还原糖。
1. 关于玉米细胞和人体细胞中元素的组成及含量,下列叙述正确的是( )A. 玉米细胞鲜重中质量百分比最高的元素是C B. 人体细胞干重中质量百分比最高的元素是OC.上 述两种细胞鲜重中原子数量最多的元素均是HD. P和S分别是人体细胞中的大量元素和微量元素
1. 关于玉米细胞和人体细胞中元素的组成及含量,下列叙述正确的是( C )A. 玉米细胞鲜重中质量百分比最高的元素是C B. 人体细胞干重中质量百分比最高的元素是OC.上 述两种细胞鲜重中原子数量最多的元素均是HD. P和S分别是人体细胞中的大量元素和微量元素【解析】选C。
2. 如图甲是细胞中化合物含量的扇形图,图乙是有活性的细胞中元素含量的柱形图,下列说法不正确的是( )A. 若图甲表示细胞鲜重,则A、B化合物依次是H2O、 蛋白质B. 若图乙表示组成人体细胞的元素含量(占细胞鲜重的百分比),则a、b、c依次是O、 C、HC. 地壳与细胞中含量最多的元素都是a,因此说明生物界与非生物界具有统一性D. 若图甲表示细胞完全脱水后的化合物含量,则A化合物是蛋白质
2. 如图甲是细胞中化合物含量的扇形图,图乙是有活性的细胞中元素含量的柱形图,下列说法不正确的是( C )A. 若图甲表示细胞鲜重,则A、B化合物依次是H2O、 蛋白质B. 若图乙表示组成人体细胞的元素含量(占细胞鲜重的百分比),则a、b、c依次是O、 C、HC. 地壳与细胞中含量最多的元素都是a,因此说明生物界与非生物界具有统一性D. 若图甲表示细胞完全脱水后的化合物含量,则A化合物是蛋白质【解析】选C。若图甲表示细胞鲜重,则A化合物为水,B化合物为蛋白质,A正确;若图乙表示组成人体细胞的元素含量(鲜重),则a、b、c依次是O、C、H,B正确;生物界与非生物界具看统一性是指组成细胞的元素都能在无机自然界中找到,没有一种是细胞特有的,C错误;若图甲表示细胞完全脱水后的化合物含量,细胞干重中含量最高的化合物是蛋白质,故A化合物是蛋白质,D 正确。
三、探究实践实验: 检测生物组织中的糖类、脂肪、蛋白质
糖类中的还原糖,与斐林试剂发生作用,生成砖红色沉淀。脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。蛋白质与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应。
原理:斐林试剂甲液0.1g/ml的NaOH溶液和乙液0.05g/ml的CuSO4溶液等量混合后生成氢氧化铜(蓝色),Cu(OH)2在加热的条件下被还原糖还原成砖红色的氧化亚铜【Cu2O】。所用试剂:斐林试剂,实验产生砖红色沉淀。斐林试剂要求现配现用。选材:选择还原糖含量高,颜色为无色或者白色的生物材料,比如梨,苹果、葡萄、白萝卜等,以避免材料本身的颜色对实验的颜色产生干扰。实验条件:需要在50~65℃水浴条件加热2min。
为什么材料不选择西瓜?不选择甘蔗、甜菜?
原理:在碱性环境中,Cu2+与蛋白质中的肽键形成紫色的络合物。所用试剂:双缩脲试剂,使用前先加入1ml的双缩脲试剂A液0.1g/ml的NaOH溶液制造碱性环境,再加入4滴双缩脲试剂B液0.01g/ml的CuSO4溶液提供Cu2+ 。选材:最好选择富含蛋白质的生物组织或器官,,如豆浆、鲜肝提取液、鸡蛋清稀释液等。(如果选用鸡蛋凊为实验材料最好稀释10倍以上,否则实验时鸡蛋清会粘附在试管上,使实验反应不彻底,同时导致试管不易清洗。)注意事项:双缩脲试剂B液的量不能过多,因为过多的B液会和A液反应生成氢氧化铜,氢氧化铜的蓝色会掩盖掉实验中出现的紫色。碱性环境下蛋白质虽然会变性,但是蛋白质变性肽链没有断裂, Cu2+与肽链中肽键反应生成络合物,所以蛋白质变性不会影响实验结果。
辨析斐林试剂和双缩脲试剂的区别
还原糖和斐林试剂反应使用水浴加热的原因:斐林试剂鉴别还原糖是有机反应,有机反应的时间一般比较长,不利于实验观察,使用水浴加热可以加快反应速度,还可以使试管受热均匀。
原理:脂肪和苏丹Ⅲ染液有比较强的亲和力,会被染成橘黄色。【如果是苏丹Ⅳ 会被染成红色】所用试剂:苏丹Ⅲ染液,显微镜下可以看到被染成橘黄色的脂肪颗粒。选材:花生。花生子叶切片要选择均匀的最薄的切片。注意事项:使用2~3滴苏丹Ⅲ染液染色3min,时间过短染色不充分;时间过长,细胞会全部被染色。体积分数为50%的酒精的作用:苏丹Ⅲ染液可以溶解在酒精中,利于洗去浮色。工具:显微镜。先在低倍镜下寻找已经着色的圆形小颗粒,然后用高倍镜观察。【注意】在显微镜下观察花生子叶切片时,若有一部分细胞看得清晰,另一部分看的模糊,原因可能是切片薄厚不均匀;若视野一半明亮,一般黑暗,原因可能是光线不均匀。
1. 关于生物组织中物质检测的实验,叙述正确的是( )A. 检测还原糖时,需用水浴加热B. 选用西红柿果肉作为实验材料来检测还原糖C. 检测脂肪时,将花生子叶染色后,用盐酸洗去浮色D. 检测蛋白质时,将双缩脲试剂的A、B液混合后再加入蛋白质样液中
1. 关于生物组织中物质检测的实验,叙述正确的是( A )A. 检测还原糖时,需用水浴加热B. 选用西红柿果肉作为实验材料来检测还原糖C. 检测脂肪时,将花生子叶染色后,用盐酸洗去浮色D. 检测蛋白质时,将双缩脲试剂的A、B液混合后再加入蛋白质样液中【解析】选A。检测还原糖时,需要用50~65℃温水浴加热;西红柿果肉细胞为红色,会干扰实验结果,不适宜作为检测还原糖的材料;检测脂肪时,应用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色;检测蛋白质时,应先加入双缩脲试剂A液,后加入双缩脲试剂B液。
2. 在生物组织中的还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定实验中,关于实验材料的选择,下列叙述错误的是( )A. 可用婓林试剂甲液和乙液、蒸馏水来鉴定葡萄糖和蛋白质 B. 花生种子含脂肪多且子叶肥厚,是用于脂肪鉴定的理想材料 C. 选择实验材料时,应选择白色或无色的材料进行实验D. 甘蔗茎的薄壁组织、甜菜的块根等,都含有较多糖且近于白色,因此可以用于还原糖的鉴定
2. 在生物组织中的还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定实验中,关于实验材料的选择,下列叙述错误的是( D )A. 可用婓林试剂甲液和乙液、蒸馏水来鉴定葡萄糖和蛋白质 B. 花生种子含脂肪多且子叶肥厚,是用于脂肪鉴定的理想材料 C. 选择实验材料时,应选择白色或无色的材料进行实验D. 甘蔗茎的薄壁组织、甜菜的块根等,都含有较多糖且近于白色,因此可以用于还原糖的鉴定【解析】选D。甘蔗莘和甜菜的块根中含蔗糖较多,无法进行还原糖的鉴定。
3. 下列有机物的鉴定实验中,可能导致实验失败的操作是( )①脂肪鉴定时,花生子叶染色后,没有用酒精洗去浮色②蛋白质鉴定时,把 A、B液混合后再加入蛋白质样液中③还原糖鉴定时,用50~65℃水浴加热A. ①② B. ②③ C. ①③ D. ①②③
3. 下列有机物的鉴定实验中,可能导致实验失败的操作是( A )①脂肪鉴定时,花生子叶染色后,没有用酒精洗去浮色②蛋白质鉴定时,把 A、B液混合后再加入蛋白质样液中③还原糖鉴定时,用50~65℃水浴加热A. ①② B. ②③ C. ①③ D. ①②③【解析】选A。脂肪鉴定实验中,花生子叶染色后,需用酒精洗去浮色,否则会导致实验失败,①符合题意;蛋白质鉴定时,应先加A液,再滴加B液,若将A、B液混合后再加入蛋白质样液中,A液和B液会发生反应,这样就不会与蛋白质发生紫色反应,导致实验失败,②符合题意;用斐林试剂进行还原糖鉴定时,用50~65℃水浴加热,这不会导致实验失败,③不符合题意。
4. 实验材料的选择,请将适合的材料编号填到下面横线上。①白萝卜匀浆 ②花生种子匀浆 ③豆浆 ④梨匀浆 ⑤鸡蛋清稀释液 ⑥葡萄匀浆 ⑦马铃薯匀浆 ⑧芝麻种子 ⑨西瓜汁(1)还原糖检测: 。(2)脂肪检测: 。(3)蛋白质检测: 。
4. 实验材料的选择,请将适合的材料编号填到下面横线上。①白萝卜匀浆 ②花生种子匀浆 ③豆浆 ④梨匀浆 ⑤鸡蛋清稀释液 ⑥葡萄匀浆 ⑦马铃薯匀浆 ⑧芝麻种子 ⑨西瓜汁(1)还原糖检测: ①④⑥ 。(2)脂肪检测: ②⑧ 。(3)蛋白质检测: ③⑤ 。
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高中人教版 (2019)第1节 细胞中的元素和化合物示范课课件ppt: 这是一份高中人教版 (2019)第1节 细胞中的元素和化合物示范课课件ppt,共28页。PPT课件主要包含了组成细胞的元素,元素含量%表,元素种类,元素含量,元素的分类,鲜重最多的是O,干重最多的是C,HON,KCaMg,主要元素占97%等内容,欢迎下载使用。
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