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2.1细胞中的元素和化合物 课件高中人教版生物必修一
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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。第 2 章 组成细胞的分子 生物界与非生物界的元素组成有什么关系呢？第一节 细胞中的元素和化合物比较组成地壳和组成细胞的部分元素，你能提出什么问题？就自己所提出的问题与其他同学进行交流。组成地壳和组成细胞的部分元素含量（%）表细胞中有没有地壳中不存在的特殊元素，导致其赋予细胞独特生命特征？同种元素在细胞中和地壳中的含量并不相同，这意味着什么？为什么某些植物中Si的含量会比较高？……* Si在某些植物中含量较高，如硅藻、禾本科植物等【问题探讨】【问题探讨】组成地壳和组成细胞的部分元素含量（%）表* Si在某些植物细胞中含量较多，如硅藻、禾本科植物现象1：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。说明：生物界与非生物界具有统一性 现象2：细胞中各种元素的含量与无机自然界有很大不同。说明：生物界与非生物界具有差异性统一性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。差异性细胞中各种元素的相对含量与无机自然界的大不相同。生物界与非生物界具有统一性和差异性 种类相同 含量不同 统一性 差异性*Si在某些植物细胞中含量较多，如硅藻、禾本科植物。 3、生物所含元素都来自无机环境，为什么二者元素含量却大不相同？ 生物体按照生命活动的需要，有选择地从外界地吸收元素。4、在不同生物体中各元素含量又是怎样的呢?比较组成玉米细胞和人体细胞的元素及含量玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量（干重，质量分数）一、组成细胞的元素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?玉米和人组成它们的主要成分是水、糖类、脂类和蛋白质等物质，这些物质都含有C、H、O，蛋白质还含有大量的N元素。水：H2O糖类（大部分）Cn(H2O)m脂肪酸（脂类的一种）CH3(CH2)nCOOH氨基酸（组成蛋白质的基本单位）：H2N-CH(R)-COOH（R代表基团）玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量（干重，质量分数）一、组成细胞的元素2.细胞中有些元素含量很少,是否意味着它们不重要?细胞中有些元素含量很少，但起着重要的作用。玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量（干重，质量分数）一、组成细胞的元素3.比较组成玉米细胞和人体细胞中的元素种类和含量,你还能得出哪些结论?①不同生物体内化学元素的种类基本相同 ②不同生物体内同种化学元素的含量不同③同一生物体内不同化学元素的不同说明生命体和生命体之间也既有统一性又有差异性.一、组成细胞的元素组成人体细胞的元素(占比)组成人体的主要的元素（占细胞鲜重的百分比）组成人体的主要的元素（占细胞干重的百分比）鲜重含量最多的元素O干重含量最多的元素C元素：O >C>H>N化合物含量:水>蛋白质> 脂质>糖类元素：C >O>N>H化合物含量:蛋白质> 脂质>糖类大量元素：微量元素：1、常见的化学元素有 种20多2.根据含量C H O N P S K Ca Mg等Fe Mn B Zn Cu Mo等 一、组成细胞的元素铁猛碰新木桶新(Zn)铁(Fe)臂(B)阿童(Cu)木(Mo)真猛(Mn) 一、组成细胞的元素 近日，小明的一些症状引起了父母的担忧：感冒频繁，口腔溃疡反复发作，伤口不易愈合，食欲不振，免疫力低下。比起同龄儿童，小明身材偏矮、偏瘦。去医院后，经检查发现血清中锌的浓度过低。通过分析,你能得出什么结论呢? 微量元素(锌)在生物体中含量很少，但是生物体不可缺少的必需元素。 注意：任何元素的功能都不能被其他元素替代。铅（Pb）、汞（Hg）在细胞中含量也很低，属于微量元素吗？不属于，生物体不需要吸收Pb和Hg，一旦吸收会引起重金属中毒。一、组成细胞的元素组成细胞的元素作用组成细胞的元素作用一、组成细胞的元素出现抽搐现象，易患骨质疏松症可能引起肌无力人幼年患呆小症；成年患甲状腺肿大人患甲状腺功能亢进症（甲亢）过少：影响人体生长发育，尤其是大脑发育过少：影响血红蛋白的合成，导致缺铁性贫血过少影响植物叶绿素的合成，影响光合作用的进行过少华而不实（只开花不结果）（组成化合物：Fe、Ca、Mg、I；调节生命活动：B、Zn、Ca等 ）VA与锌搭档，VC与铁搭档，VD与钙搭档，VE与硒搭档 黄金搭档 一、组成细胞的元素构建下列元素的包含关系图自然界中的元素组成细胞的元素大量元素微量元素基本元素思考：细胞的大量元素其原子序数均在20以内，这对构建生命物质有何意义？二、组成细胞的化合物组成细胞的化合物无机化合物有机化合物水无机盐蛋白质脂质核酸糖类70%~90%1~1.5%7~10%1~2%1~1.5%细胞中含量最多的化合物是_____ 。细胞内含量最多的有机化合物是________。干重中含量最多的化合物是________。花生种子的细胞呢？沙漠仙人掌的细胞呢？水 蛋白质蛋白质二、组成细胞的化合物提示：梨的果实细胞中糖类和水分等物质多，不含叶绿素。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典例:如图1是细胞中化合物含量的扇形图，图2是有活性的细胞中元素含量的柱形图，请分析：1）若图1表示细胞鲜重，则A、B化合物依次_________。2）若图1表示细胞完全脱水后的化合物含量，则A化合物一定含的元素是________________。水、蛋白质C、H、O、N3）若图2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__________。4）大肠杆菌体内的各种元素的含量是否和人体内的完全相同____________________________________。O、C、H不完全相同。不同生物体内的各种元素的含量存在差异。典例:如图1是细胞中化合物含量的扇形图，图2是有活性的细胞中元素含量的柱形图，请分析：物质鉴定类实验的基本思路三、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相关化合物产生特定的颜色反应(一)原理（1）还原糖＋ →砖红色沉淀(2)脂肪＋ ―→橘黄色 脂肪＋ ―→红色(3)蛋白质＋ ―→紫色斐林试剂苏丹Ⅲ染液苏丹Ⅳ染液双缩脲试剂三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质斐林试剂是含有Cu2+的碱性溶液，能够将还原糖（含有-CHO，即醛基）氧化，并生成砖红色沉淀Cu2ORCHO + 2 Cu2+ + 5 OH− → RCOO− + Cu2O + 3 H2O注：斐林试剂现配现用，不能久置。反应需要水浴加热拓展拓展双缩脲试剂最初是用来检测双缩脲的。双缩脲试剂可以检测含有两个及两个以上肽键的化合物。由于蛋白质分子中含有很多与双缩脲结构相似的肽键, 因此, 蛋白质可与双缩脲试剂发生颜色反应。拓展三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质（二）材料的选择和处理1.糖类、脂肪和蛋白质的鉴定分别选择什么材料比较好？选材的依据是什么？2.生物材料原有的颜色是否影响结果的观察？3.材料需要如何处理？4.如何排除其他因素对实验结果的影响？ 花生三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质（三）实验操作的步骤1.还原糖检测的步骤是什么？斐林试剂的成分及使用方法？2.脂肪的鉴定方法有哪些？如何操作？3.蛋白质鉴定的过程？双缩脲试剂的成分和使用方法？选材：制备组织样液制浆：去皮、切块、研磨，过滤：（用单层纱布）取液：（２mL）显色反应现象：结论：1.还原糖的鉴定含还原糖较高的白色或近于白色的植物组织组织样液 2mL+新配置的斐林试剂 1mL，水浴加热。脂肪苏丹Ⅲ橘黄色方法一：花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ染液→橘黄色方法二：显微镜检2.脂肪的鉴定取材：花生种子（实验前浸泡3－4h），去掉种皮，用刀片在子叶的横断面上平行切下若干薄片，放入盛有清水的培养皿中待用。制片选取最薄的薄片移至载玻片中央在薄片上滴2－3滴苏丹Ⅲ染液，染色3min用吸水纸吸去染液，滴加体积分数为50%的酒精溶液1－2滴显微观察现象洗去浮色用吸水纸吸去多余的酒精，滴1-2滴蒸馏水，盖上盖玻片，制成临时装片先在低倍镜下找到花生子叶的最薄处，移至视野中央，后用高倍镜观察2.脂肪的鉴定制片→观察三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质2.脂肪的鉴定黄豆浆滤液或蛋清稀释液制备组织样液：呈色反应双缩脲试剂A液1mL双缩脲试剂B液4滴摇匀后变成紫色组织样液中存在蛋白质。组织样液2 mL选材：含蛋白质丰富的豆浆或鸡蛋清溶液。3.蛋白质的鉴定0. 1g/mlNaOH0. 05g/mlCuSO40. 1g/mlNaOH0. 01g/mlCuSO4还原糖+Cu(OH)2↓ΔCu2O(沉淀）肽键与Cu2+在碱性的条件下结合成紫色络合物新制Cu(OH)2碱性条件下的Cu2+等量混合，现配现用先A摇匀，后B要少50-65℃水浴加热无需加热浅蓝→棕色→砖红色沉淀紫色比较斐林试剂和双缩脲试剂三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质富含还原糖富含还原糖富含还原糖富含蛋白质富含蛋白质富含蛋白质（四）生物组织中糖类、蛋白质的的检测结果和注意事项三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质实验材料的选择（1）所选材料应富含被检测的有机物。（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（1）唯一需要加热的——还原糖的检测。（2）唯一需要显微镜的——花生子叶切片脂肪的检测。（3）混合后加入的——斐林试剂；分别加入的——双缩脲试剂。 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]。（四）生物组织中糖类、蛋白质的的检测结果和注意事项知识结构细胞中的元素和化合物化合物无机物有机物水无机盐脂类糖类蛋白质核酸斐林试剂检测脂肪蛋白质还原糖苏丹Ⅲ或Ⅳ染液双缩脲试剂CC、H、O、NC、H、O、N、P、S、K、Ca、MgFe、Mn、Zn、Cu、B、Mo元素小结
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。第 2 章 组成细胞的分子 生物界与非生物界的元素组成有什么关系呢？第一节 细胞中的元素和化合物比较组成地壳和组成细胞的部分元素，你能提出什么问题？就自己所提出的问题与其他同学进行交流。组成地壳和组成细胞的部分元素含量（%）表细胞中有没有地壳中不存在的特殊元素，导致其赋予细胞独特生命特征？同种元素在细胞中和地壳中的含量并不相同，这意味着什么？为什么某些植物中Si的含量会比较高？……* Si在某些植物中含量较高，如硅藻、禾本科植物等【问题探讨】【问题探讨】组成地壳和组成细胞的部分元素含量（%）表* Si在某些植物细胞中含量较多，如硅藻、禾本科植物现象1：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。说明：生物界与非生物界具有统一性 现象2：细胞中各种元素的含量与无机自然界有很大不同。说明：生物界与非生物界具有差异性统一性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。差异性细胞中各种元素的相对含量与无机自然界的大不相同。生物界与非生物界具有统一性和差异性 种类相同 含量不同 统一性 差异性*Si在某些植物细胞中含量较多，如硅藻、禾本科植物。 3、生物所含元素都来自无机环境，为什么二者元素含量却大不相同？ 生物体按照生命活动的需要，有选择地从外界地吸收元素。4、在不同生物体中各元素含量又是怎样的呢?比较组成玉米细胞和人体细胞的元素及含量玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量（干重，质量分数）一、组成细胞的元素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?玉米和人组成它们的主要成分是水、糖类、脂类和蛋白质等物质，这些物质都含有C、H、O，蛋白质还含有大量的N元素。水：H2O糖类（大部分）Cn(H2O)m脂肪酸（脂类的一种）CH3(CH2)nCOOH氨基酸（组成蛋白质的基本单位）：H2N-CH(R)-COOH（R代表基团）玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量（干重，质量分数）一、组成细胞的元素2.细胞中有些元素含量很少,是否意味着它们不重要?细胞中有些元素含量很少，但起着重要的作用。玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量（干重，质量分数）一、组成细胞的元素3.比较组成玉米细胞和人体细胞中的元素种类和含量,你还能得出哪些结论?①不同生物体内化学元素的种类基本相同 ②不同生物体内同种化学元素的含量不同③同一生物体内不同化学元素的不同说明生命体和生命体之间也既有统一性又有差异性.一、组成细胞的元素组成人体细胞的元素(占比)组成人体的主要的元素（占细胞鲜重的百分比）组成人体的主要的元素（占细胞干重的百分比）鲜重含量最多的元素O干重含量最多的元素C元素：O >C>H>N化合物含量:水>蛋白质> 脂质>糖类元素：C >O>N>H化合物含量:蛋白质> 脂质>糖类大量元素：微量元素：1、常见的化学元素有 种20多2.根据含量C H O N P S K Ca Mg等Fe Mn B Zn Cu Mo等 一、组成细胞的元素铁猛碰新木桶新(Zn)铁(Fe)臂(B)阿童(Cu)木(Mo)真猛(Mn) 一、组成细胞的元素 近日，小明的一些症状引起了父母的担忧：感冒频繁，口腔溃疡反复发作，伤口不易愈合，食欲不振，免疫力低下。比起同龄儿童，小明身材偏矮、偏瘦。去医院后，经检查发现血清中锌的浓度过低。通过分析,你能得出什么结论呢? 微量元素(锌)在生物体中含量很少，但是生物体不可缺少的必需元素。 注意：任何元素的功能都不能被其他元素替代。铅（Pb）、汞（Hg）在细胞中含量也很低，属于微量元素吗？不属于，生物体不需要吸收Pb和Hg，一旦吸收会引起重金属中毒。一、组成细胞的元素组成细胞的元素作用组成细胞的元素作用一、组成细胞的元素出现抽搐现象，易患骨质疏松症可能引起肌无力人幼年患呆小症；成年患甲状腺肿大人患甲状腺功能亢进症（甲亢）过少：影响人体生长发育，尤其是大脑发育过少：影响血红蛋白的合成，导致缺铁性贫血过少影响植物叶绿素的合成，影响光合作用的进行过少华而不实（只开花不结果）（组成化合物：Fe、Ca、Mg、I；调节生命活动：B、Zn、Ca等 ）VA与锌搭档，VC与铁搭档，VD与钙搭档，VE与硒搭档 黄金搭档 一、组成细胞的元素构建下列元素的包含关系图自然界中的元素组成细胞的元素大量元素微量元素基本元素思考：细胞的大量元素其原子序数均在20以内，这对构建生命物质有何意义？二、组成细胞的化合物组成细胞的化合物无机化合物有机化合物水无机盐蛋白质脂质核酸糖类70%~90%1~1.5%7~10%1~2%1~1.5%细胞中含量最多的化合物是_____ 。细胞内含量最多的有机化合物是________。干重中含量最多的化合物是________。花生种子的细胞呢？沙漠仙人掌的细胞呢？水 蛋白质蛋白质二、组成细胞的化合物提示：梨的果实细胞中糖类和水分等物质多，不含叶绿素。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典例:如图1是细胞中化合物含量的扇形图，图2是有活性的细胞中元素含量的柱形图，请分析：1）若图1表示细胞鲜重，则A、B化合物依次_________。2）若图1表示细胞完全脱水后的化合物含量，则A化合物一定含的元素是________________。水、蛋白质C、H、O、N3）若图2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__________。4）大肠杆菌体内的各种元素的含量是否和人体内的完全相同____________________________________。O、C、H不完全相同。不同生物体内的各种元素的含量存在差异。典例:如图1是细胞中化合物含量的扇形图，图2是有活性的细胞中元素含量的柱形图，请分析：物质鉴定类实验的基本思路三、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相关化合物产生特定的颜色反应(一)原理（1）还原糖＋ →砖红色沉淀(2)脂肪＋ ―→橘黄色 脂肪＋ ―→红色(3)蛋白质＋ ―→紫色斐林试剂苏丹Ⅲ染液苏丹Ⅳ染液双缩脲试剂三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质斐林试剂是含有Cu2+的碱性溶液，能够将还原糖（含有-CHO，即醛基）氧化，并生成砖红色沉淀Cu2ORCHO + 2 Cu2+ + 5 OH− → RCOO− + Cu2O + 3 H2O注：斐林试剂现配现用，不能久置。反应需要水浴加热拓展拓展双缩脲试剂最初是用来检测双缩脲的。双缩脲试剂可以检测含有两个及两个以上肽键的化合物。由于蛋白质分子中含有很多与双缩脲结构相似的肽键, 因此, 蛋白质可与双缩脲试剂发生颜色反应。拓展三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质（二）材料的选择和处理1.糖类、脂肪和蛋白质的鉴定分别选择什么材料比较好？选材的依据是什么？2.生物材料原有的颜色是否影响结果的观察？3.材料需要如何处理？4.如何排除其他因素对实验结果的影响？ 花生三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质（三）实验操作的步骤1.还原糖检测的步骤是什么？斐林试剂的成分及使用方法？2.脂肪的鉴定方法有哪些？如何操作？3.蛋白质鉴定的过程？双缩脲试剂的成分和使用方法？选材：制备组织样液制浆：去皮、切块、研磨，过滤：（用单层纱布）取液：（２mL）显色反应现象：结论：1.还原糖的鉴定含还原糖较高的白色或近于白色的植物组织组织样液 2mL+新配置的斐林试剂 1mL，水浴加热。脂肪苏丹Ⅲ橘黄色方法一：花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ染液→橘黄色方法二：显微镜检2.脂肪的鉴定取材：花生种子（实验前浸泡3－4h），去掉种皮，用刀片在子叶的横断面上平行切下若干薄片，放入盛有清水的培养皿中待用。制片选取最薄的薄片移至载玻片中央在薄片上滴2－3滴苏丹Ⅲ染液，染色3min用吸水纸吸去染液，滴加体积分数为50%的酒精溶液1－2滴显微观察现象洗去浮色用吸水纸吸去多余的酒精，滴1-2滴蒸馏水，盖上盖玻片，制成临时装片先在低倍镜下找到花生子叶的最薄处，移至视野中央，后用高倍镜观察2.脂肪的鉴定制片→观察三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质2.脂肪的鉴定黄豆浆滤液或蛋清稀释液制备组织样液：呈色反应双缩脲试剂A液1mL双缩脲试剂B液4滴摇匀后变成紫色组织样液中存在蛋白质。组织样液2 mL选材：含蛋白质丰富的豆浆或鸡蛋清溶液。3.蛋白质的鉴定0. 1g/mlNaOH0. 05g/mlCuSO40. 1g/mlNaOH0. 01g/mlCuSO4还原糖+Cu(OH)2↓ΔCu2O(沉淀）肽键与Cu2+在碱性的条件下结合成紫色络合物新制Cu(OH)2碱性条件下的Cu2+等量混合，现配现用先A摇匀，后B要少50-65℃水浴加热无需加热浅蓝→棕色→砖红色沉淀紫色比较斐林试剂和双缩脲试剂三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质富含还原糖富含还原糖富含还原糖富含蛋白质富含蛋白质富含蛋白质（四）生物组织中糖类、蛋白质的的检测结果和注意事项三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质实验材料的选择（1）所选材料应富含被检测的有机物。（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（1）唯一需要加热的——还原糖的检测。（2）唯一需要显微镜的——花生子叶切片脂肪的检测。（3）混合后加入的——斐林试剂；分别加入的——双缩脲试剂。 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]。（四）生物组织中糖类、蛋白质的的检测结果和注意事项知识结构细胞中的元素和化合物化合物无机物有机物水无机盐脂类糖类蛋白质核酸斐林试剂检测脂肪蛋白质还原糖苏丹Ⅲ或Ⅳ染液双缩脲试剂CC、H、O、NC、H、O、N、P、S、K、Ca、MgFe、Mn、Zn、Cu、B、Mo元素小结
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