2019高中生物 第2章 第1节 细胞中的元素和化合物课件 新人教版必修1

一、组成细胞的元素1．生物界与非生物界的统一性和差异性(1)统一性：组成生物体的各种元素在中都能找到。(2)差异性：细胞与非生物相比，的相对含量不同。2．元素的种类和含量(1)分类依据：根据各种元素的不同。(2)分类大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等(3)人体细胞含量最多的元素鲜重：O元素干重：C元素无机自然界各种元素含量二、组成细胞的化合物1．种类(1)无机化合物：有和。(2)有机化合物：主要有糖类、、脂质、等。2．含量(1)占细胞鲜重最多的化合物是。(2)占细胞鲜重最多的有机化合物是。(3)占细胞干重最多的化合物是。水无机盐蛋白质核酸水蛋白质蛋白质三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质(连线)一、组成细胞的元素1．教材问题分析分析教材P16[问题探讨]中的组成地壳和组成细胞的部分元素含量表数据，思考并交流下列问题：(1)同种元素在生物细胞和地壳中含量是否相同？说明什么问题？(2)根据表中所列元素种类，确认细胞中有其特有的元素吗？这说明了什么问题？提示：不同。说明生物界与非生物界具有差异性。提示：没有。生物界和非生物界具有统一性。2．判断下列说法是否正确(1)组成生物体的各种物质都来自于生物有选择地从无机自然界的吸收。()(2)生物界和非生物界的统一性体现在所含化学元素的种类上。()(3)大量元素在细胞内作用重大，微量元素在细胞中的作用微小。()(4)占细胞干重含量最多的化学元素是C。()×√√√二、组成细胞的化合物1．思考(1)有机化合物与无机化合物有什么区别？提示：有机化合物和无机化合物的区别主要在于分子组成中是否有碳元素，如糖类是有机化合物，由C、H、O三种元素组成；水是无机化合物，由H、O两种元素组成。但这并不是严格意义上的区别，严格来说，有机化合物是指除了CO2、碳酸及碳酸盐以外的含碳化合物。另外，有机化合物氧化分解可为生命活动提供能量，无机化合物一般不作为能源物质。(2)细胞处于鲜重和干重时化合物含量有什么变化？提示：不一样。如植物的叶肉细胞、果实细胞和种子细胞中通常含有较多的糖类、脂质和蛋白质；禾谷类的果实、种子中含淀粉(多糖)较多；花生、芝麻种子中含脂质较多；大豆种子中含蛋白质较多等。(3)不同细胞中化合物的含量都一样吗？2．判断正误(1)组成细胞的元素全部以化合物的形式存在。()(2)无机化合物有水和无机盐，糖类、脂质、蛋白质和核酸是组成细胞的有机化合物。()(3)占细胞鲜重最多的化合物是水。()(4)占细胞干重最多的化合物是脂质。()××√√一、组成生物体的化学元素1．种类①大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等②微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等③基本元素：C、H、O、N2．作用①组成多种多样的化合物②调节生物体的生理功能③影响生物体的生命活动3．特点①生物界与非生物界具有统一性②生物界与非生物界具有差异性二、斐林试剂与双缩脲试剂的比较斐林试剂双缩脲试剂甲液乙液A液B液成分0.1g/mLNaOH溶液0.05g/mLCuSO4溶液0.1g/mLNaOH溶液0.01g/mLCuSO4溶液鉴定物质还原糖蛋白质添加顺序甲、乙两液等量混合后立即使用先加入A液1mL，摇匀，再加入B液4滴，摇匀反应条件50℃～65℃温水加热不需加热，摇匀即可反应现象浅蓝色→棕色→砖红色沉淀浅蓝色→紫色[特别提醒]正确使用斐林试剂和双缩脲试剂，关键是要明确鉴定的原理：(1)斐林试剂甲液(0.1g/mL的NaOH溶液)与乙液(0.05g/mL的CuSO4溶液)混合后生成Cu(OH)2，然后在水浴加热条件下，还原糖中的醛基(—CHO)将Cu(OH)2中的Cu2＋还原成Cu＋，从而生成砖红色的Cu2O沉淀。(2)只有在双缩脲试剂A液(0.1g/mLNaOH溶液)的强碱环境下，肽键才能与双缩脲试剂B液(0.01g/mL的CuSO4溶液)中的Cu2＋结合成紫色络合物。由此可见，斐林试剂的实质是现配制的Cu(OH)2，而双缩脲试剂的实质是碱性环境下的CuSO4。检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质1．实验原理生物组织中某些有机化合物能与某些化学试剂产生特定的颜色反应。(3)蛋白质＋双缩脲试剂―→紫色(2)淀粉的检测：取材马铃薯匀浆检测向样液中滴加2滴碘液，摇匀后变成蓝色结论马铃薯匀浆样液中含有淀粉(3)脂肪的检测：取材花生种子浸泡过的：将子叶削成薄片制片①取最理想的薄片②在薄片上滴2～3滴苏丹Ⅲ染液3min③去浮色用体积分数为50%的酒精溶液④制成临时装片观察结论花生种子中含有脂肪(4)蛋白质的检测：选材与制备大豆组织研磨液颜色反应结论大豆组织研磨样液中含有蛋白质3．注意事项(1)材料选择、处理的科学性①应根据需要，选择待测物质含量高的器官或组织，如还原糖的检测用苹果或梨，脂肪的检测用花生种子，蛋白质的检测用蛋清液。②采用恰当的方法处理材料：还原糖、蛋白质存在于细胞内，要采用破碎细胞的方法将这些物质提取出来用于检测；脂肪的鉴定则要采用切片染色的方法。不同的材料用于不同的实验，应采用不同的方法对材料进行处理。(2)实验条件控制的适宜性还原糖的检测需要在盛有50℃～65℃温水的大烧杯中加热约2min，而蛋白质的鉴定不需要加热。(3)试剂加入的精确性斐林试剂宜现配现用。双缩脲试剂应先加入A液，造成碱性环境，只有在碱性环境中，蛋白质才容易与Cu2＋发生颜色反应；后加入B液，只能加入3～4滴，因为若加入过量的B液，CuSO4在碱性溶液中生成大量的蓝色Cu(OH)2沉淀，会遮蔽实验中蛋白质反应所产生的紫色，影响观察结果。(4)显色反应的对照性检测还原糖、蛋白质、脂肪是利用其与特殊试剂的显色反应来进行鉴定的。做鉴定实验时，在鉴定之前要留取一些组织样液，与显色反应后的颜色作对比，增强说服力。选材时选择颜色较浅的材料，就是为了避免原色对显色反应的遮盖作用。[例1]表1是组成地壳和组成细胞的部分元素含量(%)。请据图回答下列问题：表1OSiCNH地壳48.6026.300.0870.030.76细胞65.0极少18.03.010.0(1)组成细胞的化学元素在地壳中都普遍存在，没有一种化学元素是细胞所特有的，这一事实说明_______________________。(2)由表中数据可知，同一元素在地壳和细胞中含量相差甚远，这一事实说明_______________________________________。(3)由表1数据可知，组成细胞的元素中C、H、O含量最多，请据表2分析原因：表2细胞中的化合物水无机盐蛋白质脂质糖类和核酸质量分数(%)85～901～1.57～101～21～1.5①______________________________________________。②______________________________________________。[研析]本题依托表格信息，考查组成生物体的化学元素种类及特点，具体分析如下：[审]——提取信息信息a：由表1信息可以看出，组成细胞的C、H、O、N、Si等化学元素与组成地壳的化学元素的种类完全相同，含量上存在明显差异。信息b：表2数据显示，在组成细胞的无机物中，水的含量最高，占85%～90%。有机物蛋白质、脂质、糖类等含量占到10%左右。[联]——联系基础设问(1)可联系：无机自然界和生物界的化学元素种类相同，说明生物界和非生物界具有统一性。设问(2)可联系：同一种元素在地壳和细胞中含量不同，说明生物界和非生物界具有差异性。设问(3)可联系：水在细胞中含量最高，由H、O两种元素组成，而组成细胞的蛋白质、脂质、糖类等都含有C、H、O三种元素，故C、H、O三种元素含量最多。[答]——解题规范设问(1)(2)：答题时应总结出生物界与非生物界的统一性和差异性，答“地壳和细胞具有统一性和差异性”不给分。设问(3)：答题时应明确说明细胞中H2O的含量最多，细胞中有机物的元素组成都含有C、H、O三种元素。[答案](1)生物界和非生物界具有统一性(2)生物界和非生物界具有差异性(3)①构成细胞的化合物中含量最多的是水，占85%～90%②构成细胞的有机物都含有C、H、O三种元素细胞中元素的记忆方法(1)大量元素：谐音记忆“他请杨丹留人盖美家”(C、H、O、N、S、P、Ca、Mg、K)。(2)微量元素：谐音记忆“铁猛碰新木桶”(Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu)。[例2]某同学对一待测物质进行如下实验，假设实验步骤均正确，其进行的实验及观察到的现象如表所示。那么他鉴定的物质及试剂A分别是()实验1234检测试剂双缩脲试剂试剂A苏丹Ⅲ染液试剂B检测结果淡紫色无砖红色沉淀未观察到橘黄色蓝色A.鸡蛋清斐林试剂B．鸡蛋清碘液C．劣质奶粉碘液D．劣质奶粉斐林试剂[解析]生物组织中糖类、脂肪和蛋白质的检测实验原理是：蛋白质＋双缩脲试剂→紫色；还原糖＋斐林试剂――→水浴加热50℃～65℃约2min砖红色沉淀；淀粉＋碘液→蓝色；脂肪＋苏丹Ⅲ染液→橘黄色。由检测结果推知，鉴定的物质中含有蛋白质和淀粉，因此不可能是鸡蛋清，试剂A是斐林试剂，试剂B是碘液。[答案]D填充：①统一②差异③C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等④Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等⑤水⑥无机盐1．组成细胞的大量元素有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等，微量元素有Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。2．组成人体细胞的主要元素依次是O、C、H、N、P、S等。3．组成细胞的化合物中占鲜重最多的是水，占干重最多的是蛋白质。4．还原糖与斐林试剂在水浴加热条件下生成砖红色沉淀。5．脂肪被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色(或被苏丹Ⅳ染液染成红色)。6．蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应。1．人体内的微量元素的含量甚微，但是对人体的健康却起着重要作用。下列各组元素全部是微量元素的是()A．I、K、O、SB．B、Mo、Fe、Zn、CuC．N、H、O、P、CD．Fe、Ca、Cu、Mg、C解析：观察比较可知，选项A中有O、S、K三种大量元素，选项B中全部都是微量元素，选项C中全部为大量元素，选项D中有C、Mg、Ca三种大量元素。答案：B2.如图是由4个椭圆所构成的元素概念的关系图，其中④为最大椭圆，③②①依次减小。试判断符合这种关系的是()A．①大量元素、②主要元素、③基本元素、④最基本元素B．①基本元素、②最基本元素、③大量元素、④主要元素C．①最基本元素、②基本元素、③主要元素、④大量元素D．①主要元素、②大量元素、③最基本元素、④基本元素解析：大量元素通常有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg，其中C、H、O、N、P、S为主要元素，而C、H、O、N为基本元素，C为最基本元素。答案：C3．下列物质的溶液能与斐林试剂反应生成砖红色沉淀的是()①葡萄糖②淀粉③蔗糖④麦芽糖⑤果糖⑥纤维素A．①④⑤B．②③④C．①⑤⑥D．①②④解析：葡萄糖、麦芽糖、果糖是还原糖，能与斐林试剂在加热(50℃～65℃)条件下发生反应生成砖红色Cu2O沉淀；淀粉、纤维素和蔗糖属于非还原糖，不能与斐林试剂反应。答案：A4．用斐林试剂检测还原糖时，其溶液的颜色变化过程为()A．浅蓝色→无色→棕色B．浅蓝色→棕色→砖红色C．棕色→浅蓝色→砖红色D．棕色→砖红色→绿色解析：实验中，刚加入的斐林试剂中CuSO4和NaOH反应生成Cu(OH)2，呈浅蓝色，随后，还原糖与Cu(OH)2反应生成Cu2O沉淀，随着Cu2O的逐渐积累，颜色就由棕色(蓝色和砖红色的混合色)变成砖红色。答案：B5．根据“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”实验，回答下列问题。(1)鉴定成熟苹果果肉中存在还原糖所用的试剂是________，该试剂与细胞内还原糖发生作用，形成________________沉淀，因此，可用该试剂检验糖尿病病人尿液中是否存在________________________。(2)在鉴定花生子叶细胞中脂肪的实验中，能将脂肪染成橘黄色的染液是_______