细胞中的元素和化合物课件 【知识建构+拓展延伸】高一上学期生物人教版必修1

第1节 细胞中的元素和化合物第二章第二章 组成细胞的分子组成细胞的分子 学习目标1.说出组成细胞的元素种类与含量，认同生命的物质性。2.通过检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质，认同细胞由多种化合物组成。内容索引一、组成细胞的元素和化合物二、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质网络构建课时对点练一、组成细胞的元素和化合物示例：为什么组成地壳和细胞的各种元素的相对差异很大。由此可见，自然界与生物界的元素的统一性在于种类，差异性在于含量。由此可见，自然界与生物界的元素的统一性在于种类，差异性在于含量。1.在玉米细胞和人体细胞中含量较多的四种元素是一样的，都是C H O N。这是因为玉米和人都是生物，组成它们的主要成分都是水、糖类、脂类和蛋白质等物质，这些物质含有C H O N，蛋白质中还含有大量的N元素。2.提示：细胞中有些元素含量很少，但却又非常重要作用，如在玉米细胞中，S只有0.17%，Mg只有0.18%，但很多蛋白质都含有S，叶绿体中的叶绿体分子就含有Mg如果缺少S或Mg，细胞就不能合成这些蛋白质和叶绿素。3.提示：组成玉米细胞中O元素的含量明显高于人体细胞，而N元素的含量明显低于人体细胞，这说明玉米细胞和人体细胞中不同有机物的含量有差别，如玉米细胞中的糖类要多一些，而人体细胞中蛋白质的含量要多一些；Ca元素的含量也有区别，这与玉米和人体的物质和结构组成有关。1.组成细胞的元素(1)生物界和非生物界的统一性和差异性统一性：从化学元素的种类分析，组成细胞的化学元素，在_中都能够找到。差异性：从_分析，细胞与无机自然界大不相同。(2)种类：组成细胞的化学元素，常见的有_多种。(3)分类大量元素(含量较多)：_等。微量元素(含量很少)：_等。教材梳理无机自然界各种元素的相对含量20C、H、O、N、P、S、K、Ca、MgFe、Mn、Zn、Cu、B、MoZn：在促进生长发育，免疫方面有重要作用血红蛋白：FeB:促进花粉管的萌发鲜重：OCHN干重：CONH关于C H O N四种元素，在鲜重和干重中有什么差别？2.组成细胞的化合物(1)元素存在形式：大多以_的形式存在。(2)种类及相对含量：_(70%90%)、_(7%10%)、糖类和核酸(1%1.5%)、脂质(1%2%)、无机盐(1%1.5%)。化合物水蛋白质(1)组成地壳的元素在细胞中都能找到()(2)细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划分依据是其发挥生理作用的大小()(4)沙漠中的仙人掌细胞中含量最多的化合物是水()判断正误组成细胞的元素和化合物1.比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量(%)，回答问题：核心探讨元素地壳细胞O48.665.0Si26.3极少C0.08718.0N0.033.0H0.7610.0(1)组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能找到，说明了什么？提示生物界和非生物界具有统一性。(2)细胞中的各元素含量和无机自然界中的含量大不相同，这说明了什么？提示生物界和非生物界还具有差异性。(3)组成细胞的元素追根溯源来自无机自然界，为什么细胞内各种元素的比例与无机自然界的大不相同？提示生物体是按照生命活动的需要，有选择地从无机自然界中获取元素。2.比较玉米细胞与人体细胞的部分元素及含量(干重，质量分数)，回答下列问题：元素玉米细胞人体细胞O44.4314.62C43.5755.99H6.247.46N1.469.33K0.921.09Ca0.234.67P0.203.11Mg0.180.16S0.170.78注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3%。(1)玉米细胞与人体细胞含量最多的元素种类是否相同，怎样解释这种现象？提示在玉米细胞和人体细胞中含量最多的四种元素是一样的，都是C、H、O、N。这是因为玉米和人都是生物，组成它们的主要成分都是水、糖类、脂质和蛋白质等物质，这些物质都含有C、H、O，蛋白质中还含有大量的N元素。(2)细胞中有些元素含量很少，如在玉米细胞中，S只有0.17%、Mg只有0.18%，是否意味着这些元素并不重要？提示细胞中有些元素含量虽然很少，但是却有重要作用，如很多蛋白质都含有S，叶绿体中的叶绿素分子含有Mg，如果缺少S或Mg，细胞就不能合成这些蛋白质或叶绿素。(3)比较玉米与人体细胞元素种类与含量还可以得出哪些结论？提示玉米细胞中氧元素的含量明显要高于人体细胞，而氮元素的含量明显又低于人体细胞，这说明玉米细胞和人体细胞中的不同有机物的含量有差别，如玉米细胞中的糖类要多一些，而人体细胞中的蛋白质的含量要多一些；钙元素的含量也有区别，这与玉米和人体的物质和结构组成有关。3.请尝试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。提示4.根据教材P17图21填空。(1)细胞内含量最多的无机化合物是_。细胞内含量最多的化合物是_。占细胞鲜重最多的化合物是_。占细胞鲜重50%以上的化合物是_。沙漠植物细胞中含量最多的化合物是_。(2)细胞内含量最多的有机化合物是_。细胞内含量仅次于水的化合物是_。占细胞干重最多的化合物是_。占细胞干重50%以上的化合物是_。水水水水水蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质5.根据已经掌握的知识分析，不同生物材料中富含有机物的成分不同，下面的生物材料中，富含糖类、脂肪、蛋白质的分别有_、_、_。玉米种子牛奶甘蔗的茎鸡蛋花生种子甜菜的块根蓖麻种子大豆种子苹果1.元素的统一性和差异性核心归纳2.组成细胞的元素种类(1)大量元素和微量元素的划分依据是元素的含量，一般以元素含量占生物总重量万分之一的比率为标准，而不是生理作用。(2)大量元素和微量元素都是生物体所必需的，但生物体内含有的元素不一定都是必需元素，如Pb。3.组成细胞元素的主要作用(1)维持生命活动：如K可保持心肌正常兴奋性，硼(B)可促进花粉的萌发和花粉管的伸长。(2)组成化合物：如糖类、脂质和蛋白质中都含有C、H、O等元素。1.下图为元素在生物体内的含量分布情况，下列表述不正确的是典题应用A.在非生物界中都能找到，体现了生物界与非生物界的统一性B.含量虽少，却是生物体正常生命活动不可缺少的C.和为生物体的必需元素，一旦缺乏就可能会导致相应的病症D.P、S、K、Ca、Fe属于大量元素Fe属于微量元素，D错误。2.生命的物质基础是组成细胞的元素和化合物，下图中序号代表不同的化合物，面积不同代表含量不同，其中和代表两大类化合物。下列叙述正确的是A.若和分别代表蛋白质和脂质，则代表核酸B.细胞干重和鲜重中含量最多的化合物分别是和C.医用的生理盐水和糖溶液中的溶质分别属于和D.上述物质中氧原子含量最高的化合物是根据题图可知，和分别代表无机化合物和有机化合物，若代表蛋白质，代表脂质，则应代表核酸和糖类，A错误；在细胞干重中含量最多的化合物是蛋白质()，在细胞鲜重中含量最多的化合物是水()，B正确；医用的生理盐水和糖溶液中的溶质分别是NaCl和葡萄糖，它们分别属于(无机盐)、或(糖类)，而代表蛋白质，C错误；水中的氧原子含量最高，因此，氧原子含量最高的化合物是，D错误。二、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质原理：还原糖的鉴定选择接近白色的材料蔗糖不是还原糖两种试剂的浓度差别？物质检测的思路，要记。注意斐林试剂的用法（后面）记住酒精的浓度和作用注意双缩脲试剂的用法（后面）1.实验原理(1)还原糖(葡萄糖、麦芽糖、果糖等)_试剂 _。(2)脂肪_染液_色。(3)蛋白质_试剂_色。教材梳理斐林砖红色沉淀苏丹橘黄双缩脲紫2.实验流程(1)还原糖的检测和观察白色或近于白色砖红色沉淀斐林试剂(2)脂肪的检测和观察制作子叶临时切片，用显微镜观察子叶细胞的着色情况(以花生为例)浮色已着色橘黄色(3)蛋白质的检测和观察AB紫视频3.注意事项(1)蛋白质检测时，双缩脲试剂的加入顺序：先加A液，再加B液，且B液不能过量。目的是先制造碱性环境。若先加B液或B液过量，会生成Cu(OH)2，干扰颜色反应。(2)在蛋白质检测实验中，需要将鸡蛋清稀释到一定程度，否则与双缩脲试剂发生反应后，会黏在试管的内壁上，反应不彻底，试管也不易刷洗。(1)西瓜、番茄等都含有较多的糖，因此可用于还原糖的鉴定()(2)甘蔗富含糖，是做还原糖鉴定的理想材料()(3)非还原糖与斐林试剂混合后经水浴加热后的现象是溶液为无色()判断正误涉及到双缩脲试剂和斐林试剂的本质实验检测试剂的比较1.完善表格，总结斐林试剂和双缩脲试剂的异同。核心探讨项目斐林试剂双缩脲试剂成分相同_(甲液)和CuSO4(乙液)NaOH(A液)和_(B液)浓度不同0.1 g/mL的NaOH溶液、_的CuSO4溶液_的NaOH溶液、0.01 g/mL的CuSO4溶液NaOHCuSO40.05 g/mL0.1 g/mL原理不同新配制的Cu(OH)2与加入的还原糖在_条件下，与醛基反应被还原生成_色的Cu2O沉淀在碱性环境下的Cu2与“”结构发生反应，生成_络合物用法不同甲液和乙液等量混匀后立即使用先加A液1 mL，摇匀；再加B液4滴，摇匀使用条件_温水浴加热不需加热，摇匀即可颜色反应_棕色砖红色(沉淀)浅蓝色_水浴加热砖红紫色5065 浅蓝色紫色2.利用斐林试剂的甲液、乙液和蒸馏水能否检测蛋白质？为什么？提示能。斐林试剂的甲液、乙液的成分分别与双缩脲试剂的A液、B液相同，只是斐林试剂乙液的质量浓度比双缩脲试剂B液高，只需将斐林试剂的乙液用蒸馏水稀释即可。1.实验材料的选择(1)所选材料应富含被检测的有机物，易出现明显的实验现象。(2)材料本身应为白色或近于白色，不干扰实验结果。2.三类有机物的检测在操作步骤上的差异(1)唯一需要加热的 的检测，若不加热，则无砖红色沉淀出现。(2)唯一需要显微镜的花生子叶切片 的检测。(3)唯一用酒精的检测 ,体积分数为50%的酒精洗去浮色。(4)混合后加入的 试剂；分别加入的 试剂。核心归纳还原糖脂肪斐林双缩脲脂肪3.易错警示(1)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。(2)误认为脂肪的检测必须使用显微镜若要观察被染色的脂肪颗粒，则使用显微镜，但若只观察溶液颜色变化，则不必使用显微镜，可以在制备的组织样液中加入苏丹染液，观察溶液的颜色变化。确定植物和动物必需元素的方法确定植物和动物必需元素的方法科学研究上通常用溶液培养法等来确定植物必需的矿质元素，方法是在配制的营养液I中除去或加入某一元素，以观察植物的生长发育和生理生化变化。如果在植物生长发育正常的培养液中，除去某一元素，植物生长发育不良，并出现特有的病症，当加入该元素后，症状又消失，则说明该元素为植物的必需元素。反之，若减去某一元素后，对植物生长发育不造成不良影响，即表示该元素不是植物必需元素。判断一种元素是否是人体或动物体必需的微量元素，也必须经过严格的科学实验。实验应包括以下的内容或步骤：（1）以缺乏某一种元素的饲料喂养实验动物，观察实验动物是否出现特征病症；（2）在饲料中恢复添加这种元素，实验动物的特征病症应逐渐消失，恢复健康；（3）应在分子水平或细胞水平探究该元素的作用机制，了解这一元素是某种酶的必要成分，还是参加某个代谢过程或某项细胞活动。3.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.鉴定可溶性还原糖时，要加入斐林试剂甲液后再加入乙液C.脂肪的鉴定实验中需用显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪颗粒D.用于鉴定蛋白质的双缩脲试剂A液和B液，要混合均匀，再加入含样品 的试管中，且现配现用典题应用斐林试剂甲液和双缩脲试剂A液的成分及质量浓度都相同，斐林试剂乙液和双缩脲试剂B液的成分相同但质量浓度不同，因此用于鉴定可溶性还原糖的斐林试剂甲液和乙液不能直接用于蛋白质的鉴定，A错误；用斐林试剂鉴定可溶性还原糖时，应将甲液和乙液等量混合均匀后再加入待测组织样液中，B错误；用双缩脲试剂鉴定蛋白质时，应先加A液，再滴加B液，D错误。4.香蕉果实成熟过程中，果实中的储藏物不断代谢转化，香蕉逐渐变甜。