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1、第1节 细胞中的元素和化合物,必修1 分子与细胞 第2章 组成细胞的分子,教学目标,重点难点,问题探讨,教学过程,知识结构,教学反馈,课后习题,教学参考,问题探讨,组成地壳和组成细胞的部分元素含量()表,比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量，你能看出什么问题？,教学过程,1.组成生物体的所有元素中，有没有哪一些元素是生物体所特有的？,没有。,生物界和非生物界具有统一性。,2.生物体中的元素含量和无机环境中的含量有区别吗？,有，相差很大。,这又说明什么？,生物界和非生物界还具有差异性。,这说明什么？,结论：,组成细胞的化学元素在自然界的无机环境中都能找到,没有一种元素是细胞特有的；,元素在细胞
2、中和无机环境中的含量却又不大相同,说明生命和非生命的无机环境既有统一性又有差异性,生命起源于非生命物质.,生物界与非生物界,统一性：,差异性：,玉米和人体细胞部分元素含量的比较,玉米 人 氧 44.43 14.62 碳 43.57 55.99 氮 1.46 9.33 氢 6.24 7.46 钾 0.92 1.09 钙 0.24 4.67 磷 0.20 3.11 硫 0.17 0.78 氯 0.14 0.47 镁 0.18 0.16 铁 0.08 0.012 硅 1.17 0.005 锌 - 0.01,这说明什么?,组成不同生物体的化学元素在种类上大致相同， 但在含量上却相差很大,生物界的统一性
3、和差异性,干鲜细胞对比图,组成人体细胞的主要元素（占细胞鲜重的百分比）,组成人体细胞的主要元素 （占细胞干重的百分比）,一、组成细胞的元素,鲜重细胞：含有水的细胞称为鲜重细胞 干重细胞：不含有水的细胞称为干重细胞,1、鲜重细胞细胞中氧元素最多，主要原因是细胞中含水最多。其次最多的是碳元素。 2、干重细胞没有水，有机物蛋白质最多，也就是碳元素最多了。,鲜重（活细胞）：,CONH,OCHN,细胞,干重（烘干）：,教学过程,在人体细胞中，干重时含量最多的元 素是 ；鲜重时含量最多的元素是 。,C,o,细胞的主要元素是: C、H、O、N、P、S等,最基本元素是: C,?,这些元素在不同生物体的含量有怎
4、样呢?,（构成有机物的骨架元素，能形成链或环）,细胞中元素根据含量分为:,C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。,微量元素：,大量元素：,Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。,大量元素和微量元素都是生物体生命活动所必需的,资料分析:,几十年前,新西兰有一个牧场的大片牧草长势很弱,有的甚至发黄枯萎,即使使用了大量的N,P,K肥也无济于事,后来,人们偶然 发现牧场内的一小片牧草长得十分茂盛,原来,这一片”绿洲”的附近有一座钼矿,矿工每天上下班总是抄近路走,他们的鞋子个踩过的地方,牧草绿油油的,经过科学家的化验和分析,一公顷牧草只需150克钼就足够了.,通过分析,你能得出什么结论呢?,微量元素(
5、钼)在生物体内含量很少，但对维持生物体正常生命活动是必不可少的。,缺Fe会使人患贫血等症状； 缺Zn使人发育受影响，性器官的发育不良等; 缺会导致甲状腺肿等。,组成细胞的各种元素又是以什么形式存在的呢?,?,水,无机盐,无机化合物,有机化合物,糖类,脂质,蛋白质,核酸,二、组成细胞的化合物,组成细胞的元素主要以化合物形式存在,细胞中最多的化合物是 ；最多的有机化合物是 。,水,蛋白质,思考与讨论,1.提示：有机化合物和无机化合物的区别主要看它们的分子组成中是否有碳元素，如糖类是有机化合物，由碳、氢、氧三种元素组成；水是无机化合物，由氢、氧两种元素组成。当然这不是严格意义上的区别。,2.提示：细
6、胞中最多的有机化合物是蛋白质，无机化合物是水。蛋白质是组成生物体的重要物质，在生命活动中起重要作用；水是生命之源，离开水，生命活动就无法进行。,3.提示：植物的叶肉细胞、果实细胞和种子的细胞中通常含有较多的糖类、脂质和蛋白质。如禾谷类的果实、种子中含淀粉（多糖）较多；甘蔗的茎和甜菜的根含蔗糖多；花生、芝麻种子中含脂质多；大豆种子中含蛋白质多，等等。要想从植物的果实、种子中获得糖类、脂质和蛋白质，就要设法使细胞破碎，再将这些物质提取出来。,一、细胞中的元素,最基本,基本,主要,大量,微量,铁锰硼锌钼铜,二、组成细胞的化合物 1、无机化合物： 2、有机化合物： 3、细胞中最多的化合物是： 4、细胞
7、中最多的有机化合物是：,小结：,知识结构,大量元素,微量元素,无机物,有机物,水,无机盐,糖类,脂质,蛋白质,核酸,化学元素,生物界与非生物界的统一性与差异性,体现,包括,化合物,原理：某些化学试剂能够使生物组织中的有关有机化合物产生特定的颜色反应。,实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质,淀粉+碘液 蓝色,水浴加热 还原糖+斐林试剂 砖红色沉淀,蛋白质+双缩脲试剂 紫色,脂肪+苏丹（）染液 橘黄色（红色）,显微镜观察,（一）可溶性还原糖的鉴定,1.还原性糖与非还原性糖：(1).还原性糖： 葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖。(2).非还原性糖：淀粉、纤维素、蔗糖、糖原。,2.试剂：斐林试剂 甲液：
8、0.1g/mL的NaOH， 乙液：0.05gmL的CuSO4,3.原理：还原糖 + 斐林试剂 砖红色沉淀,先等量混合再加入,（现配现用）,4.溶液的颜色变化：浅蓝色棕色砖红色（沉淀）。,水浴加热,Cu2O,鉴定可溶性还原糖的实验材料,为什么不用植物的叶或西瓜与西红柿的果实？,对于鉴定时的颜色反应起着掩盖作用，导致实验现象不明显,本实验最理想的实验材料是含糖量较高的生物组织（或器官）,而且组织的颜色较浅，或近于白色的，如苹果和梨的果实。经试验比较，颜色反应的明显程度依次为苹果、梨、白色甘蓝叶、白萝卜。,还原糖检测实验的实验结果,（二）脂肪的鉴定,1试剂：苏丹或苏丹IV染液,2鉴定脂肪的实验材料,
9、最好选择富含脂肪的种子，如花生种子（取其子叶）。,脂肪检测实验的实验结果,（三）蛋白质的鉴定,2.鉴定试剂：双缩脲试剂 A液：0.1g/mL的NaOH B液：0.01gmL的CuSO4 3.反应原理：蛋白质中的肽键在碱性溶液中与极稀的CuSO4反应，生成紫色的物质,蛋白质 + 双缩脲试剂 紫色,先加A 液再加B液,1.鉴定蛋白质的实验材料 最好选用富含蛋白质的生物组织（或器官）， 如大豆，鸡蛋（卵白）。,蛋白质检测实验的实验结果,鉴定试剂：碘液淀粉遇碘变蓝色,四、淀粉的鉴定,斐林试剂,苏丹 （或苏丹）染液,碘液,双缩脲试剂,砖红色沉淀,橘黄色 （或红色）,蓝色,紫色,实验：检测生物组织中的糖类
10、、脂肪和蛋白质,显微镜观察,先A液，摇匀， 后B液,注意区分,斐林试剂,双缩脲试剂,甲液 0.1g/mL NaOH 乙液 0.05g/mLCuSO4等量混合用,A 液0.1g/mL NaOH B液 0.01g/mLCuSO4 先A后B（量不同），鉴定前，留出一部分组织样液，以便对比,现配现用；水浴加热 ； 颜色 浅蓝-棕色-砖红色,原理不同：斐林试剂是新制的Cu(OH)2，双缩脲试剂是碱性条件下的Cu2+,教学反馈,一、填空 1组成人体的元素中，占细胞鲜重百分比最多的元素是_；占细胞干重百分比最多的元素是_。 _是构成细胞的最基本元素。 2一般情况下活细胞内含量最多的化合物是_，含量最多的有机
11、化合物_。,O,C,C,水,蛋白质,教学反馈,二、选择题1、科学家在研究生物体的化学成分时,发现组成生物体的元素在非生物界也存在,这一事实主要说明: （ ）A 生物界和非生物界没有区别B 生物界和非生物界具有统一性C 生物来源于非生物D 生物界和非生物界具有差异性 2、生活在缺水的沙漠环境中的仙人掌细胞中，含量最多的化合物是（ ） A、蛋白质 B、脂肪 C、糖类 D、水,B,D,教学反馈,3.生活在沙漠中的仙人掌和生活在珊瑚礁中美丽的珊瑚鱼，组成它们的化学元素种类 （ ） A、差异很大 B、有些差异 C大体相同 D没有一定标准 4在生物体内含量较少，但对维持生物体正常生命活动 必不可少的元素是
12、（ ）AFe、Mn、Zn、Mg BZn、Cu、Mn、CaCZn、Cu、B、Mn DMg、Mn、Cu、Mo 5.在组成生物体的化学元素中，最基本的元素是（ ）AC BH CO DN,C,C,A,教学反馈,6.下列关于实验操作步骤的叙述中，正确的是 （ ） A、用于鉴定可溶性还原糖的斐林试剂甲液和乙液，可直接用于蛋白质的鉴定B、脂肪的鉴定需要显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪滴 C鉴定可溶性还原糖时，要加入斐林试剂甲液摇匀后，再加乙液D用于鉴定蛋白质的双缩脲试剂A液与B液要混合均匀后，再加入含样品的试管中，且必须现用现配 7下列各项可作为鉴定生物组织中还原性糖的理想材料是（ ）A韭菜 B鸢尾 C菠菜
13、 D梨,B,D,教学参考,组成细胞化学元素的作用 1组成各种化合物 化学元素主要以化合物的形式参与细胞的组成和细胞的代谢活动，这些化合物是生物体进行各项生命活动的基础：如N：是核酸、蛋白质、NADP+、ATP、固醇、叶绿素、生长素、甲状腺激素等的重要组成成分；P是磷脂、NADP+、ATP等的重要组成成分等。 2影响生物体的生命活动 如B可促进花粉的萌发和花粉管的伸长 按元素的生物学功能，大致可分为下列类型。 （1）、构成原生质的基本元素：如C、H、O、N、P是构成核酸的主要元素；C、H、O、N是构成蛋白质的主要元素等。（2）、调节机体活动的元素：如离子态的Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl
14、-、H+及其他离子OH-、HCO3-、SO42-、HPO42-等。（3）、与蛋白质结合的元素：如 Fe（血红蛋白、细胞色素、固氨酶等），Cu（血蓝素、细胞色素、氧化酶等），Mg（固氮酶），Co（构成维生素B12，在天然存在的形式中，维生素B12可能是与肽或蛋白质结合的），Zn（DNA聚合酶、 RNA聚合酶）， I（甲状腺蛋白质。这是一种含碘蛋白质，是人体内的碘库）Mn（精氨酸酶等多种酶）（4）微量调节元素：如B、Cr、Se、As、Ni等。这些元素是不可缺的，又是不可替代的。,教学参考,关于细胞中各化合物含量的问题 1. 组织细胞中含量最多的化合物是水，可以说不论是哪种细胞（脂肪细胞一般除外），该细胞是处于什么季节，什么什么地方，在什么时期，细胞中水的含量都是最多，有机化物蛋白质的含量仅于第二。 2.在细胞中各化合物的含量变化以核酸最为稳定，其变化范围较小且有规律性，而水的含量变化范围为最大。同时，各化合物在细胞中的含量也不能低于最低值，否则将影响细胞的生命。多细胞生物体内，由许多相似的细胞和细胞间质有机结合而成的结构，有一定的形态、结构和生理功能。,
