高中生物第2章组成细胞的分子第1节细胞中的元素和化合物讲义新人教版必修.ppt

高中,生物,栏目导航,高中,生物,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第,2,章组成细胞的分子,【,学业质量标准,】,新课程标准内容,学业水平目标,学科核心素养,合格考试,等级考试,1.,说出细胞主要由,C,、,H,、,O,、,N,、,P,、,S,等元素构成,它们以碳链为骨架形成复杂的生物大分子,水平一,水平三,生命观念、科学思维、科学探究,2.,指出水大约占细胞重量的,2/3,以自由水和结合水的形式存在,赋予了细胞许多特性,在生命活动中具有重要作用,水平一,水平三,科学思维,3.,举例说出无机盐在细胞内含量虽少,但与生命活动密切相关,水平一,水平三,科学思维,4.,概述糖类有多种类型,它们既是细胞的重要结构成分,又是生命活动的主要能源物质,水平二,水平三,科学思维,5.,举例说出不同种类的脂质对维持细胞结构和功能有重要作用,水平一,水平三,科学思维,6.,阐明蛋白质通常由,20,种氨基酸分子组成,它的功能取决于由氨基酸序列及其形成的空间结构,细胞的功能主要由蛋白质 完成,水平二,水平三,生命观念、科学思维、社会责任,7.,概述核酸由核苷酸聚合而成,是储存与传递遗传信息的生物大分子,水平二,水平三,生命观念、科学思维、科学探究,第,1,节细胞中的元素和化合物,教师参考,新课导入,导入1:,地球上的环境千变万化,但都是有一定的物质组成的,比如地壳表面的水、岩石以及空气,那么这些物质由哪些元素组成呢?生物生活在一定的环境中,这些生物从环境中获取物质,那么构成细胞的物质又由哪些元素组成呢?与无机环境相比,细胞中的元素种类和数量有什么特点?,导入2:,洋葱在欧美被誉为“蔬菜皇后”,有学者研究发现其肥大的鳞茎细胞中含糖类8.5%,每100 g鳞茎中含钙(Ca)45 mg、磷(P)50 mg、铁(Fe)8,mg,是不可多得的保健食品。洋葱细胞中还含有哪些元素和化合物呢?这就是本节课要学习的内容,细胞中的元素和化合物,。,【,教学目标,】,1.,通过比较组成地壳和组成细胞的元素种类及含量、观察组成人体细胞的主要元素含量图,运用归纳和概括的思维方法,让学生形成“生命的物质性”的世界观。,生命观念、科学思维,2.,引导学生尝试检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。,科学探究,形成学科核心素养,凝练素养,自主学习,自主学习,读教材,学基础,一、组成细胞的元素,请仔细阅读教材第,1617,页“组成细胞的元素”,完成下面的问题。,1.,种类,:,常见的化学元素有,多种。,2.,分类,3.,化学元素在生物体内的种类和含量特点,(1),不同生物体内的元素种类基本相同,但不同生物体内同种元素的含量差别很大。,20,(2),同一生物体内的不同元素的含量不相同。,(3),同一生物不同类型的细胞中,同种元素的含量也不尽相同。,4.,人体细胞中含量最多的元素,5.,构成细胞的最基本元素,:,。,思考,生物体内的微量元素是可有可无的吗,?,提示,:,微量元素在生物体内含量很少,但其生理作用却非常重要,如,Fe,是血红蛋白的重要组成元素,缺,Fe,会导致缺铁性贫血。,C,二、组成细胞的化合物,请仔细阅读教材第,17,页“组成细胞的化合物”,完成下面的问题。,1.,细胞内含量最多的有机化合物,:,。,2.,细胞内含量最多的化合物,:,。,3.,占细胞鲜重最多的化合物,:,。,4.,占细胞干重最多的化合物,:,。,蛋白质,水,水,蛋白质,判断,(1),组成细胞的元素全部以化合物的形式存在。,(,),(2),仙人掌细胞中含量最多的化合物是蛋白质。,(,),(3),占细胞鲜重最多的化合物是水。,(,),(4),组成细胞的元素都能在无机自然界找到。,(,),三、检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质,请仔细阅读教材第,18,页“实验”,完成下面的问题。,1.,思路,:,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,。,2.,原理,(1),还原糖,+,试剂 砖红色沉淀,(2),脂肪,+,(3),蛋白质,+,紫色,颜色反应,斐林,双缩脲试剂,选择,1.,下列可用于检测蛋白质的试剂及反应呈现的颜色是,(,),A.,苏丹,染液,;,橘黄色,B.,斐林试剂,;,砖红色,C.,碘液,;,蓝色,D.,双缩脲试剂,;,紫色,2.,下列关于检测“生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质”实验操作步骤的叙述中,正确的是,(,),A.,用于鉴定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.,若要鉴定花生种子细胞中是否含有脂肪,一定需要用显微镜观察,C.,鉴定可溶性还原糖时,要加入斐林试剂,(,甲液和乙液等量混合均匀再加入,),D.,用于双缩脲试剂鉴定蛋白质时,需水浴加热,2 min,才能看到紫色,D,C,凝练素养,解疑难,提能力,主题一,组成细胞的元素相关问题分析,教师参考,问题引领,:,1.,元素在生物体内的含量有何特点,?,2.,生物界是否具有非生物界所没有的特有元素,?,1.,各种常见元素归属范围分析,注意,:,大量元素和微量元素划分的依据是含量,而不是生理作用。,2.,四种基本元素的相对含量分析,(1),细胞鲜重的元素相对含量,:OCHN,。,(2),细胞干重的元素相对含量,:CONH,。,3.,从化学元素角度分析生物界与非生物界的统一性和差异性,统一性,差异性,体现,生物界与非生物界都是由化学元素组成的,组成细胞的化学元素在无机自然界中都能找到,没有一种元素为细胞所特有,组成生物体的化学元素,在生物体内和无机自然界中含量相差很大,原因,生命起源于非生物界,组成生物体的化学元素是从无机自然界中获取的,生物体有选择性地从无机自然界获取组成自身的物质,【,典例,1】,下列表格是组成人体细胞干重、鲜重、地壳的主要元素含量,(%),请分析回答问题,:,(1),由表中数据可知,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特有的,这一事实说明,。但同一元素在细胞和自然界中含量相差,(,填“不大”或“甚远”,),。这一事实说明,。,元素,O,C,H,N,Si,人体细胞,(,干重,),14.62,55.99,7.46,9.33,极少,人体细胞,(,鲜重,),65.0,18.0,10.0,3.0,极少,地壳,48.60,0.087,0.76,0.03,26.30,(2),由表中数据可以看出在人体细胞,(,鲜重,),所占比例明显高于干重的元素是氧,发生这种差异的原因是组成活细胞的化合物中,多,此类化合物由,(,元素,),组成。在人体细胞,(,干重,),中含量最多的化合物是,。,(3),组成人体细胞的基本元素是,。在人体内,元素含量非常少,但是正常生命活动必不可少的。,解析,:,活细胞中含量最多的化合物是水,所以细胞鲜重中氧元素含量最大。蛋白质是细胞中含量最多的有机化合物。除去水,在人体细胞干重中含量最多的化合物是蛋白质。,C,、,H,、,O,、,N,为组成细胞的四种基本元素,Fe,、,Mn,、,Zn,、,Cu,、,B,、,Mo,为生物体内的微量元素。,答案,:,(1),生物界和非生物界具有统一性甚远生物界和非生物界具有差异性,(2),水氢和氧,(H,和,O),蛋白质,(3)C,、,H,、,O,、,N,Fe,、,Mn,、,Zn,、,Cu,、,B,、,Mo,归纳总结,口诀记忆大量元素和微量元素,(1),微量元素,:,铁,(Fe),猛,(,Mn,),碰,(B),新,(Zn),木,(Mo),桶,(Cu),。,(2),大量元素,:,洋,(O),人探,(C),亲,(H),但,(N),每,(Mg),家,(K),留,(S),钙,(Ca),磷,(P),。,备选例题,下图,1,是人体细胞中化合物含量的扇形图,图,2,是有活性的人体细胞中元素含量的柱形图,下列说法不正确的是,(,),A.,若图,1,表示细胞鲜重,则,A,、,B,化合物依次是,H,2,O,、蛋白质,B.,图,2,中,a,、,b,、,c,依次是,O,、,C,、,H,C.,地壳与活细胞中含量最多的元素都是,a,说明生物界与非生物界具有统一性,D.,若图,1,表示细胞完全脱水后的化合物含量,则,A,化合物是蛋白质,C,解析,:,占细胞鲜重最多的化合物是,H,2,O,其次是蛋白质,;,占细胞鲜重最多的元素是,O,其次是,C,、,H,等,;,生物界与非生物界的统一性体现在元素的种类上,而不是含量上,;,占细胞干重最多的化合物是蛋白质。,【,题组演练,】,1.,在大熊猫和大肠杆菌体内,最基本的化学元素和含量最多的化学元素分别是,(,),A.C,和,OB.C,和,H,C.O,和,CD.H,和,O,解析,:,各种生物体内最基本的化学元素和含量最多的化学元素均分别是,C,和,O,。,A,2.,下列关于组成生物体的化学元素的说法,正确的是,(,),A.,细胞中常见的化学元素有,60,种,B.K,、,Ca,、,Zn,属于大量元素,C.,不同种生物体中元素的种类和含量都大体相同,D.,组成细胞的化学元素主要以化合物的形式存在,解析,:,细胞内常见的元素有,20,种,其中,C,、,H,、,O,、,N,、,P,、,S,、,K,、,Ca,、,Mg,等属于大量元素,Fe,、,Mn,、,Zn,、,Cu,、,B,、,Mo,等属于微量元素,;,不同种生物体中元素的种类大体相同,但相同元素的含量可能相差很大。,D,主题二,检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质实验中的问题剖析,教师参考,问题引领,:,1.,斐林试剂和双缩脲试剂的使用顺序和原理有何不同,?,2.,实验中斐林试剂为什么现用现配,?,1.,斐林试剂与双缩脲试剂的比较,试剂,比较,斐林试剂,双缩脲试剂,甲液,乙液,A,液,B,液,成分,0.1 g,mL,-1,NaOH,溶液,0.05 g,mL,-1,CuSO,4,溶液,0.1 g,mL,-1,NaOH,溶液,0.01 g,mL,-1,CuSO,4,溶液,鉴定物质,还原糖,蛋白质,添加顺序,甲、乙等量混匀后立即使用,先加入,A,液,1,mL,摇匀,;,再加入,B,液,4,滴,摇匀,反应条件,5065,水浴加热,不需加热,摇匀即可,反应现象,浅蓝色棕色砖红色沉淀,无色浅蓝色紫色,2.,实验中的问题剖析,(1),三个实验为什么不宜选取有颜色的材料,?,提示,:,干扰实验结果的颜色呈现。,(2),实验中,在加相应试剂之前一般要留出部分组织样液,为什么,?,提示,:,作为对照,以便与鉴定后的样液颜色作对比,增强实验的说服力。,(3),鉴定还原糖时,为何将斐林试剂甲液和乙液混合后再滴入待测样液中,?,提示,:,该实验的鉴定原理是利用斐林试剂甲液与乙液混合后生成的氢氧化铜作为弱氧化剂与还原糖发生反应。,(4),脂肪鉴定实验中为什么用,50%,的酒精洗去浮色,而不用清水,?,提示,:,苏丹,(),易溶于有机溶剂,不溶于水。,(5),在使用双缩脲试剂时,为什么要先加入试剂,A,后加入试剂,B?,提示,:,先加入试剂,A,造成碱性环境,只有在碱性环境中,蛋白质才容易与,Cu,2+,发生颜色反应。,(6),以鸡蛋蛋清液为材料进行蛋白质鉴定实验,发现蛋清液与双缩脲试剂发生反应后会粘在试管壁上,这是为什么,?,提示,:,鸡蛋蛋清液稀释不够,搅拌不均。,【,典例,2】,下列是有关检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质实验的叙述,其中正确的是,(,),斐林试剂的甲液和乙液与双缩脲试剂的成分是相同的双缩脲试剂的甲液与斐林试剂甲液成分是相同的、乙液的成分不相同斐林试剂与双缩脲试剂的使用方法是一样的,都要现用现配还原糖检验中的颜色变化是,:,浅蓝色棕色砖红色,其中的砖红色是,Cu,2,O,制作花生临时装片时,洗去浮色用的是体积分数为,50%,的酒精观察花生临时装片,看到的是一片橘红色,而不是橘黄色的脂肪颗粒双缩脲试剂的使用方法是先加甲液后加乙液,加完之后立刻加热出现的颜色是紫色,A.B.,C.D.,解析,:,斐林试剂是由甲液,(,质量浓度为,0.1 g,mL,-1,氢氧化钠溶液,),和乙液,(,质量浓度为,0.05 g,mL,-1,硫酸铜溶液,),组成,用于鉴定还原糖,使用时要将甲液和乙液混合均匀后再加入含样品的试管中,且需水浴加热,;,双缩脲试剂由,A,液,(,质量浓度为,0.1 g,mL,-1,氢氧化钠溶液,),和,B,液,(,质量浓度为,0.01 g,mL,-1,硫酸铜溶液,),组成,用于鉴定蛋白质,使用时要先加,A,液后再加入,B,液,无须水浴加热。,答案,:,D,备选例题,现有无标签的稀蛋清、葡萄糖、淀粉和淀粉酶溶液各一瓶,请利用下面提供的资料和材料将它们区分开来。,资料,:,淀粉酶的化学本质是蛋白质,可以催化淀粉分解为还原糖。,提供材料,:,带有标签的双缩脲试剂、斐林试剂。,实验方法,:,(1),先用一种试剂将上述,4,种溶液区分为两组,这种试剂是,其中发生显色反应的一组是,和,溶液,不发生显色反应的一组是,和,溶液。,(2),再用,试剂区分不发生显色反应的一组溶液。水浴加热出现,的是,溶液,另一种是,溶液。,(3),区分发生显色反应一组溶液的方法及鉴定结果是,。,解析,:,待鉴定物质可分为三类,:,还原糖,(,葡萄糖,),、非还原糖,(,淀粉,),和蛋白质,(,稀蛋清、淀粉酶,),因此可首先用双缩脲试剂区分开糖类和蛋白质,;,进而利用斐林试剂区分开还原糖和非还原糖,(,淀粉,);,淀粉可在淀粉酶作用下分解为还原糖,利用这一特性可将淀粉酶和稀蛋清区分开。,答案,:,(1),双缩脲试剂稀蛋清淀粉酶葡萄糖淀粉,(2),斐林砖红色沉淀葡萄糖淀粉,(3),将淀粉溶液分别与发生显色反应的两种溶液混合,一段时间后,用斐林试剂分别处理上述两种混合液,(,水浴加热,),无颜色变化的溶液是稀蛋清溶液,出现砖红色沉淀的溶液是淀粉酶溶液,【,题组演练,】,1.,在还原糖、脂肪、蛋白质的检测实验中,最佳的一组实验材料是,(,),甘蔗的茎油菜籽花生种子梨甜菜的块根豆浆鸡蛋清,A.B.C.D.,解析,:,斐林试剂可用于鉴定还原糖,如葡萄糖、麦芽糖、果糖、乳糖,而不能鉴定非还原糖,如淀粉、蔗糖,梨中富含还原糖,甘蔗的茎和甜菜的块根中富含非还原糖蔗糖。油菜籽和花生种子中富含脂肪,但油菜籽体积小,不适合作为检测脂肪的实验材料。,B,2.,下列物质的鉴定与所用试剂、实验手段、实验现象搭配正确的是,(,),A.,脂肪,苏丹,染液,显微镜观察,染成红色,B.,葡萄糖,斐林试剂,直接观察,砖红色沉淀,C.,蛋白质,双缩脲试剂,直接观察,紫色反应,D.,淀粉,碘液,加热观察,蓝色反应,解析,:,在显微镜下,可以观察到脂肪被苏丹,染液染成橘黄色颗粒,;,用斐林试剂检测还原糖时,需要水浴加热才能观察到砖红色沉淀,;,用双缩脲试剂检测蛋白质时不需要加热,;,淀粉遇碘变蓝,不需要加热。,C,3.,根据“检测生物组织中的还原糖、脂肪、蛋白质”实验,回答下列问题。,(1),鉴定梨汁中是否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,也可用该试剂检验糖尿病病人尿液中,的含量。,(2),鉴定花生子叶中脂肪的实验中,能将脂肪染成红色的染液是,用其染色时,要用酒精冲洗浮色,这是因为,。,(3),鉴定蛋清中存在蛋白质时,向样液中加入双缩脲试剂,A,液摇匀,再向样液中加入双缩脲试剂,B,液摇匀。其中双缩脲试剂,B,液的量只有,34,滴,而不能过量,这是因为,。,(4),本实验的注意事项,:,斐林试剂极不稳定,使用时需,即将甲液和乙液临时混合均匀后再用于实验。双缩脲试剂的使用,应先加,溶液,造成碱性环境,再加,溶液。用于蛋白质的鉴定的样液浓度不能,以免实验后粘住试管壁,不易清洗。,解析,:,鉴定还原糖所用的试剂是斐林试剂,鉴定脂肪所用的试剂是苏丹,染液或苏丹,染液,酒精能溶解苏丹,染液或苏丹,染液。蛋白质鉴定中样液浓度要小一些,否则实验后易粘在试管壁上,不易清洗。,答案,:,(1),斐林试剂砖红色葡萄糖,(2),苏丹,染液苏丹,染液能溶解在酒精中,影响染色,(3),过量的双缩脲试剂,B,液会与,A,液反应,使溶液呈蓝色,而掩盖生成的紫色,(4),现用现配,0.1 g,mL,-1,的,NaOH,0.01 g,mL,-1,的,CuSO,4,太大,形成学科核心素养,(,一,),重要生物学概念,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.,组成细胞的化合物包括无机物,(,水和无机盐,),有机物,(,蛋白质、脂质、糖类和核酸,),。,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,染液染成橘黄色,(,或被苏丹,染液染成红色,),。,6.,蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应。,(,二,),学科核心素养,1.,生命观念,:,形成“生命的物质性”的世界观。,2.,科学思维,:,运用归纳和概括的思维方法,探讨组成细胞的化学元素种类和含量。,3.,科学探究,:,能根据实验计划,使用简单的实验器具,按照实验操作步骤进行生物组织中主要化合物的鉴定实验。,(,三,),网络构建,请尝试构建本课时知识网络。,谢谢观赏！,