细胞中的元素和化合物 (人教版)

细胞中的元素和化合物细胞中的元素和化合物 (人教版人教版)组成地壳和组成细胞的组成地壳和组成细胞的部分元素含量部分元素含量()表表元素元素地壳地壳细胞细胞O48.6065.0Si26.30极少极少C0.08718.0N0.033.0H0.7610.0问题探讨问题探讨1.组成生物体的所有元素中，有没有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？哪一些元素是生物体所特有的？没有。没有。这说明什么？这说明什么？生物界和非生物界具有生物界和非生物界具有统一性统一性。2.生物体中的元素含量和无机环境中生物体中的元素含量和无机环境中的含量有区别吗？的含量有区别吗？有，相差很大。有，相差很大。这又说明什么？这又说明什么？生物界和非生物界还具有生物界和非生物界还具有差异性差异性。生物体按照生命活动需要从外界生物体按照生命活动需要从外界有选择有选择地吸收元素，故元素含量与地吸收元素，故元素含量与无机环境元素含量相差较大。无机环境元素含量相差较大。3.生物所含元素都来自无机环境，为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？什么二者元素含量却大不相同？结论：1.1.组成细胞的化学元素在自然界的组成细胞的化学元素在自然界的无机环境中都能找到无机环境中都能找到,没有一种元素没有一种元素是生命特有的；是生命特有的；2.2.但元素在细胞中和无机环境中的但元素在细胞中和无机环境中的含量含量却有区别却有区别.说明说明生命和非生命的无机环境既有生命和非生命的无机环境既有统一性又有差异性统一性又有差异性,生命起源于非生生命起源于非生命物质命物质.例题：例题：1.科学家在研究生物体的化学成分时科学家在研究生物体的化学成分时,发发现组成生物体的元素在非生物界也存现组成生物体的元素在非生物界也存在在,这一事实主要说明这一事实主要说明:（）A、生物界和非生物界没有区别、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、生物界和非生物界具有统一性C、生物来源于非生物、生物来源于非生物D、生物界和非生物界具有差异性、生物界和非生物界具有差异性B2.下列有关组成生物体化学元素的论述，下列有关组成生物体化学元素的论述，正确的是正确的是（）A、组成生物体和组成无机自然界的化、组成生物体和组成无机自然界的化学元素中，碳元素含量最多学元素中，碳元素含量最多B、人、动物与植物所含的化学元素的、人、动物与植物所含的化学元素的种类差异很大种类差异很大C、组成生物体的化学元素在无机自然、组成生物体的化学元素在无机自然界都可以找到界都可以找到D、不同生物体内各种化学元素的含量、不同生物体内各种化学元素的含量比例基本相似比例基本相似C玉米和人体的化学元素组成（质量分数玉米和人体的化学元素组成（质量分数%）元素玉米人O44.4314.62C43.7555.99H6.247.46N1.469.33K0.921.09Ca0.234.67P0.203.11Mg0.180.16S0.170.781.1.1.1.不同生物体内化学元素的种类：不同生物体内化学元素的种类：不同生物体内化学元素的种类：不同生物体内化学元素的种类：2.2.2.2.不同生物体内同种化学元素的不同生物体内同种化学元素的不同生物体内同种化学元素的不同生物体内同种化学元素的含量：含量：含量：含量：3 3.同一生物体内不同化学元素的同一生物体内不同化学元素的同一生物体内不同化学元素的同一生物体内不同化学元素的含量不同，其中哪含量不同，其中哪含量不同，其中哪含量不同，其中哪4 4种元素所占种元素所占种元素所占种元素所占比例最大？比例最大？比例最大？比例最大？C、H、O、N大体相同相差很大从上表中可得出：从上表中可得出：组成人体细胞的主要的元素占细胞组成人体细胞的主要的元素占细胞鲜重和干鲜重和干重重的的%组成人体细胞的主要组成人体细胞的主要元素（占细胞元素（占细胞鲜鲜重的百重的百分比）分比）组成人体细胞的主要元组成人体细胞的主要元素（占细胞素（占细胞干干重的百分重的百分比）比）问题：1.在人体细胞中，干重时含量最多的元素是 ；最多的四种元素按多到少排列是 。2.鲜重时含量最多的元素是 ；最多的四种元素按多到少排列是 。3.组成生物体的化学元素的种类和含量一样吗？C CO O 种类大体相同，含量差异很大种类大体相同，含量差异很大CONHOCHN一、组成生物体的化学元素一、组成生物体的化学元素常见的主要有常见的主要有20多种是生物体有选择的从多种是生物体有选择的从无无机自然界机自然界中获取的。中获取的。按按含含量量分分类类大量元素大量元素：含量占生物体总重量万：含量占生物体总重量万分之一以上的元素。分之一以上的元素。主要有：主要有：C、H、0、N、P、S、K、Ca、Mg等。等。微量元素微量元素：生物体内含量很少的一些生物体内含量很少的一些元素。元素。主要有：主要有：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。等。C、H、O、N、P、S、K、Ca、MgFe、Mn、B、Zn、Cu、Mo基本元素基本元素主要元素主要元素大量元素大量元素微量元素微量元素最基本最基本元素元素组成细胞的组成细胞的最基本元素最基本元素：组成细胞的组成细胞的基本元素基本元素：组成细胞的组成细胞的主要元素主要元素：按按作作用用分分CCHONCHONPS（C是构成生物大是构成生物大分子的基本骨架）分子的基本骨架）一些化学元素的作用一些化学元素的作用N N N N：组成蛋白质、核酸、叶绿素、组成蛋白质、核酸、叶绿素、组成蛋白质、核酸、叶绿素、组成蛋白质、核酸、叶绿素、ATPATP、NADPHNADPH等物质的组成成分等物质的组成成分等物质的组成成分等物质的组成成分P：组成：组成ATP、生物膜结构的成分、生物膜结构的成分K：感到肢体麻木：感到肢体麻木Ca：骨骼、牙齿的组成成分，成年人缺：骨骼、牙齿的组成成分，成年人缺Ca易患骨易患骨质疏松，人血液中缺钙容易患质疏松，人血液中缺钙容易患抽搐症抽搐症Mg：叶绿素的重要组分：叶绿素的重要组分Fe：血红蛋白、多种酶的重要组成成分，血红蛋白、多种酶的重要组成成分，血红蛋白、多种酶的重要组成成分，血红蛋白、多种酶的重要组成成分，缺缺Fe会会使人患贫血；使人患贫血；Zn：缺使人发育受影响，导致发育不良：缺使人发育受影响，导致发育不良;B：缺导致开花而不结果实。：缺导致开花而不结果实。例题：例题：1、组成玉米和人体的最基本元素（、组成玉米和人体的最基本元素（）A、HB、OC、ND、C2.下列组成下列组成活细胞活细胞的基本元素中，含量的基本元素中，含量由多到少由多到少的正确顺序是（的正确顺序是（）A、CHONB、COHNC、OCNHD、OCHNDD3.比较小麦和家兔体内的各种化学元比较小麦和家兔体内的各种化学元素（素（）A、种类和含量都相差很大、种类和含量都相差很大B、种类相差很大，其中相同元素的、种类相差很大，其中相同元素的含量都大体相同含量都大体相同C、种类和含量都相差不大、种类和含量都相差不大D、种类大体相同，其中相同元素的、种类大体相同，其中相同元素的含量大都相差很大含量大都相差很大D组成细胞的各种元素主组成细胞的各种元素主要又是以什么形式存在要又是以什么形式存在的呢的呢?以以化合物化合物的形式存在的形式存在无机无机化合物化合物水：水：8590%无机盐：无机盐：11.5%有机有机化合物化合物糖类糖类脂质：脂质：12%核酸核酸蛋白质：蛋白质：78%构成细胞构成细胞的化合物的化合物二、组成细胞的化合物二、组成细胞的化合物11.5%化合物占细胞鲜重的含量：化合物化合物质量分数质量分数（%）水水85-90无机盐无机盐1-1.5蛋白质蛋白质7-10脂类脂类1-2糖类和核酸糖类和核酸1-1.5 1.一般情况下活细一般情况下活细胞内含量最多的胞内含量最多的化合物是化合物是_；2.含量最多的有机含量最多的有机化合物化合物_；3.占干重最多的化占干重最多的化合物是合物是。水水蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质P17思考与讨论：思考与讨论：1.有机化合物和无机化合物有什么区有机化合物和无机化合物有什么区别？别？区别主要看它们的分子组成中是否有区别主要看它们的分子组成中是否有区别主要看它们的分子组成中是否有区别主要看它们的分子组成中是否有碳元素碳元素碳元素碳元素。如：糖类是有机物，由如：糖类是有机物，由如：糖类是有机物，由如：糖类是有机物，由C C、HH、OO三种三种三种三种元素组成；水是无机物，由元素组成；水是无机物，由元素组成；水是无机物，由元素组成；水是无机物，由HH、OO二二二二种元素组成。种元素组成。种元素组成。种元素组成。2.细胞内最多的有机化合物和无机化合物细胞内最多的有机化合物和无机化合物分别是哪一种？你能推测它们对生命的意分别是哪一种？你能推测它们对生命的意义吗？义吗？细胞内最多的有机化合物：细胞内最多的有机化合物：蛋白质蛋白质，是组成生物体的重要，是组成生物体的重要物质，在生命活动中期重要作用。物质，在生命活动中期重要作用。细胞内最多的无机化合物：细胞内最多的无机化合物：水水，是生命之源，离开水，生，是生命之源，离开水，生命活动就无法进行。命活动就无法进行。3.并不是所有细胞中化合物的含量都一样。并不是所有细胞中化合物的含量都一样。根据你的生活经验，说说哪些植物器官的根据你的生活经验，说说哪些植物器官的细胞中富含糖类、脂质或蛋白质？细胞中富含糖类、脂质或蛋白质？叶肉细胞、果实细胞、种子的细胞等含叶肉细胞、果实细胞、种子的细胞等含量较多。量较多。例：谷类的果实种子含淀粉较多；例：谷类的果实种子含淀粉较多；甘蔗的茎、甜菜的根含蔗糖较多；甘蔗的茎、甜菜的根含蔗糖较多；花生、芝麻种子含脂质较多。花生、芝麻种子含脂质较多。大豆种子含蛋白质较多大豆种子含蛋白质较多4.怎样从植物器官中提取这些化合物？怎样从植物器官中提取这些化合物？设法使细胞破碎，再将这些物质提取出来。设法使细胞破碎，再将这些物质提取出来。例题：例题：1.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2.细胞干重中含量最多的化合物是（）A、水 B、蛋白质 C、脂质 D、无机盐3.东北虎主要分布于我国长白山、小兴安岭等地区华南虎主要分布于我国长江流域以南地区。根据你们学过的知识判断，东北虎为了与其生存环境相适应，与华南虎相比，下列哪种物质含量所占比例明显较高()A 脂肪 B 糖原 C 蛋白质 D 核酸 DBA三三、实验：实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质实验原理：实验原理：化学试剂化学试剂+有机化合物有机化合物特定的颜色特定的颜色还原糖还原糖：可被氧化充当还原剂的糖。：可被氧化充当还原剂的糖。常见的有：葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖、半乳糖常见的有：葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖、半乳糖注：蔗糖、淀粉不是还原糖注：蔗糖、淀粉不是还原糖1.还原糖还原糖+斐林试剂斐林试剂砖红色沉淀砖红色沉淀使用方法：使用方法：先先混合混合再再加入糖中加入糖中（NaOH+CuSO4）水浴水浴加热加热斐林试剂：斐林试剂：甲液：甲液：0.1g/mL的的NaOH溶液溶液乙液：乙液：0.05g/mL的的CuSO4溶液溶液 可溶性还原糖与斐林试剂发生作用，可溶性还原糖与斐林试剂发生作用，可生成可生成砖红色砖红色的的CuCu2 2O O沉淀沉淀。CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2 CH2OH(CHOH)4COOH+Cu2O+2H2O（葡萄糖）（葡萄糖）（浅蓝色）浅蓝色）（葡萄糖酸）（葡萄糖酸）（砖红（砖红色）色）即：还原糖中的醛基（即：还原糖中的醛基（CHO）被）被Cu(OH)2氧化氧化，Cu(OH)2被还原成被还原成砖红色砖红色的的Cu2O沉沉淀淀 还原糖的鉴定原理：还原糖原糖+斐林斐林试剂砖红色沉淀砖红色沉淀（1）材材料料的的选选取取：还还原原糖糖含含量量高高，白白色色或或近近于于白白色，如苹果，梨，白萝卜。色，如苹果，梨，白萝卜。（2）试剂：斐林试剂）试剂：斐林试剂(现配现用现配现用)甲液：甲液：0.1g/ml的的NaOH溶液，溶液，乙液：乙液：0.05g/ml的的CuSO4溶液溶液（3）步骤：）步骤：样样液液制制备备（取取材材5g，加加入入石石英英砂砂和和5ml水水）取取样样液液2ml于于试试管管中中加加入入新新配配制制的的斐斐林林试试剂剂1ml（甲甲液液和和乙乙液液等等量量混混合合均均匀匀后后再再加加入入）水水浴浴加加热热2min左左右右观观察察颜颜色色变变化化（浅浅蓝蓝色色棕色棕色砖红色）砖红色）浅蓝色浅蓝色 水浴加热前后的颜色变化：水浴加热前后的颜色变化：棕色棕色砖红色砖红色2.蛋白质蛋白质+双缩脲试剂双缩脲试剂 紫色紫色双缩脲试剂：双缩脲试剂：A液：液：0.1g/mL的的NaOH溶液溶液B液：液：0.01g/mL的的CuSO4溶液溶液使用方法：使用方法：先加先加A液于样液中，液于样液中，再加再加B液于样液中液于样液中蛋白质的鉴定原理：蛋白质的鉴定原理：蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。应。蛋白质分子中含有很多蛋白质分子中含有很多肽键肽键，在，在碱性溶液碱性溶液（即（即A A液可造成碱性环境）液可造成碱性环境）中能与双缩脲试中能与双缩脲试剂中的剂中的CuCu2+2+作用，产生紫色络合物。作用，产生紫色络合物。（1 1）选材：鸡蛋清（必须稀释）选材：鸡蛋清（必须稀释）（2 2）试剂：双缩脲试剂）试剂：双缩脲试剂 A A液：液：0.1g/mL0.1g/mL的的NaOHNaOH溶液，溶液，B B液：液：0.01g/mL0.01g/mL的的CuSOCuSO4 4溶液溶液 （3 3）步骤：）步骤：试试管管中中加加样样液液2mL2mL加加双双缩缩脲脲试试剂剂A A液液1mL1mL（造造成成碱碱性性环环境境），摇摇匀匀加加双双缩缩脲脲试试剂剂B B液液4 4滴滴，摇匀，摇匀观察颜色变化（观察颜色变化（紫色紫色）注注：样样液液浓浓度度不不宜宜过过高高，以以免免实实验验后后黏黏住住试试管管壁壁，洗洗不干净。不干净。BB液液不不能能过过量量，多多余余的的B B液液会会与与A A液液反反应应成成蓝蓝色色，而而掩盖生成的紫色。掩盖生成的紫色。斐林斐林试剂 双双缩脲试剂 甲液甲液乙液乙液A A液液B B液液成分成分 鉴定物质鉴定物质 添加顺序方添加顺序方法法反应原理反应原理反应条件反应条件 反应现象反应现象 比较比较斐林试剂斐林试剂和和双缩脲试剂双缩脲试剂0.1g/mL的NaOH溶液0.1g/mL0.1g/mL的的NaOHNaOH溶液溶液0.010.01g/mLg/mL的的CuSOCuSO4 4溶液溶液0.05g/mL的CuSO4溶液还原性糖蛋白质甲液和乙液等量混合均匀后再加入先加双缩脲试剂A液1mL，摇匀，再加双缩脲试剂B液4滴50-65水浴加热砖红色沉淀紫色络合物不需加热，摇匀即可还原糖中的醛基被还原糖中的醛基被Cu(OH)2氧化，氧化，Cu(OH)2被还原成被还原成Cu2O具有两个以上肽键的化合物在碱具有两个以上肽键的化合物在碱性条件下与性条件下与Cu2+反应生成络合物反应生成络合物3.脂肪脂肪+苏丹苏丹橘黄色橘黄色脂肪脂肪+苏丹苏丹红色红色（1）材料的选取：含脂肪量越高的组织越好，如花）材料的选取：含脂肪量越高的组织越好，如花生的子叶。生的子叶。（2）步骤）步骤取材：取材：取一粒浸泡过的花生种子，去掉种皮取一粒浸泡过的花生种子，去掉种皮制作徒手切片：（切片越薄越好）将制作徒手切片：（切片越薄越好）将最薄最薄的花生切的花生切片放在载玻片中央片放在载玻片中央染色：滴染色：滴23滴苏丹滴苏丹染液在切片上染液在切片上23min后后吸去染液吸去染液滴体积分数滴体积分数50%的的酒精洗去浮色酒精洗去浮色吸去吸去多余的酒精（多余的酒精（苏丹苏丹易溶于酒精中，避免影响实验易溶于酒精中，避免影响实验结果结果）制作装片：滴制作装片：滴12滴清水于材料切片上滴清水于材料切片上盖上盖玻盖上盖玻片片镜检鉴定：光学镜检鉴定：光学显微镜显微镜对光对光低倍镜寻找着色圆形低倍镜寻找着色圆形小颗粒小颗粒高倍镜观察染成橘黄色的脂肪颗粒高倍镜观察染成橘黄色的脂肪颗粒 4 4、用试管取用试管取2mL2mL待测组织样液，向试待测组织样液，向试管内滴加管内滴加1 12 2滴碘液，观察颜色变滴碘液，观察颜色变化。化。淀粉淀粉+碘碘蓝色蓝色加加12滴碘液滴碘液鉴定物质鉴定物质鉴定物质鉴定物质材料材料材料材料试剂试剂试剂试剂现象现象现象现象 可溶性还原可溶性还原可溶性还原可溶性还原糖糖糖糖梨梨梨梨（避免颜色干扰）（避免颜色干扰）（避免颜色干扰）（避免颜色干扰）脂肪脂肪脂肪脂肪花生花生花生花生蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质豆浆豆浆豆浆豆浆鸡蛋清鸡蛋清鸡蛋清鸡蛋清淀粉淀粉淀粉淀粉马铃薯马铃薯马铃薯马铃薯生物组织中几种有机物的检测方法比较：生物组织中几种有机物的检测方法比较：斐琳试剂斐琳试剂斐琳试剂斐琳试剂（甲液乙液（甲液乙液（甲液乙液（甲液乙液混合使用）混合使用）混合使用）混合使用）砖红色沉淀砖红色沉淀砖红色沉淀砖红色沉淀（水浴加热）（水浴加热）（水浴加热）（水浴加热）苏丹苏丹苏丹苏丹苏丹苏丹苏丹苏丹橘黄色脂肪滴橘黄色脂肪滴橘黄色脂肪滴橘黄色脂肪滴红色脂肪滴红色脂肪滴红色脂肪滴红色脂肪滴双缩脲试剂双缩脲试剂双缩脲试剂双缩脲试剂(先加先加先加先加A A A A液后液后液后液后加加加加B B B B液、液、液、液、B B B B液液液液不能过量不能过量不能过量不能过量)紫色紫色紫色紫色碘液碘液碘液碘液 蓝色蓝色蓝色蓝色例题：例题：1.1.可用于鉴定生物组织中可溶性还原糖的试剂（可用于鉴定生物组织中可溶性还原糖的试剂（）A A斐林试剂斐林试剂 B B双缩脲试剂双缩脲试剂 C C苏丹苏丹染液染液 D D苏丹苏丹染液染液2.2.下列糖中能与斐林试剂反应产生砖红色沉淀的是（下列糖中能与斐林试剂反应产生砖红色沉淀的是（）A A淀粉淀粉B B果糖果糖C C蔗糖蔗糖D D纤维素纤维素3.3.下列哪个实验用到显微镜（下列哪个实验用到显微镜（）A A可溶性还原糖的鉴定可溶性还原糖的鉴定 B B蛋白质的鉴定蛋白质的鉴定C C脂肪的鉴定脂肪的鉴定 D D淀粉的鉴定淀粉的鉴定ACB4.4.用斐林试剂鉴定可溶性还原糖时，溶液颜色的变化过用斐林试剂鉴定可溶性还原糖时，溶液颜色的变化过程为（程为（）A A无色一砖红色（沉淀）无色一砖红色（沉淀）B B浅蓝色一砖红色（沉淀）浅蓝色一砖红色（沉淀）C C浅蓝色一蓝色一砖红色（沉淀）浅蓝色一蓝色一砖红色（沉淀）D D浅蓝色一棕色一砖红色（沉淀）浅蓝色一棕色一砖红色（沉淀）5.5.下列物质中，能被苏丹下列物质中，能被苏丹IVIV染液染成红色的是（染液染成红色的是（）A A马铃薯块茎马铃薯块茎 B B浸软的蓖麻种子浸软的蓖麻种子C C蛋清液蛋清液 D D苹果苹果DB6.6.在鉴定可溶性还原糖的实验中，加入斐林试剂时必须要在鉴定可溶性还原糖的实验中，加入斐林试剂时必须要（）A A先加入斐林试剂甲液，后加入乙液先加入斐林试剂甲液，后加入乙液B B先加入斐林试剂乙液，后加入甲液先加入斐林试剂乙液，后加入甲液C C将斐林试剂的甲液和乙液混合均匀后再加将斐林试剂的甲液和乙液混合均匀后再加D D以上以上A A、B B、C C三种操作方法都正确三种操作方法都正确7.7.鉴定蛋白质样品时加双缩脲试剂的正确做法是鉴定蛋白质样品时加双缩脲试剂的正确做法是（）A A先加先加A A液，混合后再加液，混合后再加B B液摇匀观察液摇匀观察B B先加先加B B液，混合后再加液，混合后再加A A液摇匀观察液摇匀观察C CA A、B B液混合后加入，摇匀后观察液混合后加入，摇匀后观察D DA A、B B液同时加入样液，摇匀后观察液同时加入样液，摇匀后观察CA结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！42