细胞中的元素和化合物剖析课件

广而告之：（电视广告）广而告之：（电视广告）广告一：补铁、补血，效果好！补血口服液！广告一：补铁、补血，效果好！补血口服液！广告一：补铁、补血，效果好！补血口服液！广告一：补铁、补血，效果好！补血口服液！广告二：健康的体魄，来源于广告二：健康的体魄，来源于广告二：健康的体魄，来源于广告二：健康的体魄，来源于“碘碘碘碘碘碘碘碘”滴滴滴滴滴滴滴滴广告三：万丈高楼平地起，层层都是广告三：万丈高楼平地起，层层都是广告三：万丈高楼平地起，层层都是广告三：万丈高楼平地起，层层都是“钙钙钙钙”起来起来起来起来广告四：聪明伶俐，坚持补锌；有锌万事成；广告四：聪明伶俐，坚持补锌；有锌万事成；广告四：聪明伶俐，坚持补锌；有锌万事成；广告四：聪明伶俐，坚持补锌；有锌万事成；用心的妈妈会用用心的妈妈会用用心的妈妈会用用心的妈妈会用“锌锌锌锌”。上面的广告中提到了哪些化学元素？能否上面的广告中提到了哪些化学元素？能否上面的广告中提到了哪些化学元素？能否上面的广告中提到了哪些化学元素？能否用生物学知识来解释这些广告中包含的科学道用生物学知识来解释这些广告中包含的科学道用生物学知识来解释这些广告中包含的科学道用生物学知识来解释这些广告中包含的科学道理？理？理？理？第1节细胞中的元素和化合物本节聚焦本节聚焦:1.1.组成细胞的主要元素是什么组成细胞的主要元素是什么?2.2.组成细胞的重要化合物有哪些组成细胞的重要化合物有哪些?3.3.怎样检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质怎样检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质?元素地壳细胞O48.665.0Si26.3极少C0.08718.0N0.033.0H0.7610.0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中也都存在，这一事实主要说明生物界与非生物界具有_，从问题探讨中可以看出，细胞与非生物相比，各种元素的含量又大不相同，这又说明生物界与非生物界具有_（统一性、差异性）。统一性统一性差异性差异性一、生物界与非生物界的关系：一、生物界与非生物界的关系：一、生物界与非生物界的关系：一、生物界与非生物界的关系：统一性：统一性：统一性：统一性：差异性：差异性：差异性：差异性：组成细胞的化学元素在无机环境中都组成细胞的化学元素在无机环境中都组成细胞的化学元素在无机环境中都组成细胞的化学元素在无机环境中都能找到。能找到。能找到。能找到。细胞与无机环境中的各种化学元素的相对细胞与无机环境中的各种化学元素的相对细胞与无机环境中的各种化学元素的相对细胞与无机环境中的各种化学元素的相对含量差别很大。含量差别很大。含量差别很大。含量差别很大。大量元素大量元素：微量元素微量元素：细胞中常见的化学元素有细胞中常见的化学元素有 种种2020多多依含量分为依含量分为C H O N P S K Ca Mg含量占生物体总重量万分之一含量占生物体总重量万分之一 以上的元素以上的元素Fe Mn B Zn Mo Cu 含量占含量占生物体总重量万分之一生物体总重量万分之一 以下的元素。以下的元素。讨论：微量元素在生物体内含量少，是不是说它们在生物体内可有可无？硼硼 钼钼 二、组成细胞的元素二、组成细胞的元素元素缺乏与疾病的相关性：缺缺FeFe：人人体患体患贫血贫血；果树果树患患黄叶病黄叶病缺缺B B：华而不实华而不实（只开花不结果）（只开花不结果）缺缺SeSe：患患克山病（原发性心脏病克山病（原发性心脏病）缺缺ZnZn：影响人体影响人体生长发育、大脑发育和性成熟生长发育、大脑发育和性成熟缺缺I I：人人幼年幼年患患呆小症呆小症；成年成年患患甲状腺肿大甲状腺肿大缺缺MgMg：影响植物影响植物叶绿素的合成叶绿素的合成，影响光合作用影响光合作用的进行的进行缺缺CaCa：成年人缺钙成年人缺钙患患骨质疏松症骨质疏松症；人；人血液中缺钙血液中缺钙会出会出现现抽搐抽搐现象现象结论：大量元素和微量元素是依含量划分的，他们都是生物体生命活动所必需的组成人体细胞的主要元素组成人体细胞的主要元素（占细胞（占细胞鲜重鲜重的百分比）的百分比）组成人体细胞的主要元素组成人体细胞的主要元素（占细胞（占细胞干重干重的百分比）的百分比）鲜重状态干重状态含量最多的元素含量最多的四种元素OCONHCOCHN最基本元素最基本元素基本元素基本元素识图填空识图填空O NSPCaMgK最基本元素最基本元素基本元素基本元素主要元素主要元素大量元素大量元素FeMnBZnMoCu微量元素谐音记忆法：新木桶碰铁门（锌钼铜硼铁锰）谐音记忆法：新木桶碰铁门（锌钼铜硼铁锰）三、组成细胞的化合物无机化合物无机化合物有机化合物有机化合物化合物质量分数/%水占8590无机盐占11.5蛋白质占710脂质占12糖类和核酸占11.5活细胞中含量最多的无机物活细胞中含量最多的有机物占细胞干重最多的化合物思考与讨论：思考与讨论：1.1.有机化合物和无机化合物有什么区别？有机化合物和无机化合物有什么区别？2.2.细胞内最多的有机化合物和无机化合物分细胞内最多的有机化合物和无机化合物分别是哪一种？占细胞干重最多的化合物又是别是哪一种？占细胞干重最多的化合物又是哪一种？哪一种？一、填空一、填空1组成人体的元素中，占细胞鲜重百分比最多组成人体的元素中，占细胞鲜重百分比最多的元素是的元素是_；占细胞干重百分比最多的；占细胞干重百分比最多的元素是元素是_。_是构成细胞是构成细胞的最基本元素。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_，含量最多的有机化合物，含量最多的有机化合物_。OCC水水蛋白质蛋白质二、选择题二、选择题1 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,发现组成生物体发现组成生物体的元素在非生物界也存在的元素在非生物界也存在,这一事实主要说明这一事实主要说明:（）A 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 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 C 生物来源于非生物生物来源于非生物 D 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2 2、生活在缺水的沙漠环境中的仙人掌细胞中，含量最多、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（的化合物是（）A A、蛋白质、蛋白质 B B、脂肪、脂肪 C C、糖类、糖类 D D、水、水B BD D3 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，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组成它们的化学元素种类 （）A A、差异很大、差异很大 B B、有些差异、有些差异 C C大体相同大体相同 D D没有一定标准没有一定标准4 4在生物体内含量较少，但对维持生物体正常生命活动在生物体内含量较少，但对维持生物体正常生命活动 必不可少的元素是必不可少的元素是（）A AFeFe、MnMn、ZnZn、Mg BMg BZnZn、CuCu、MnMn、CaCa C CZnZn、CuCu、B B、Mn DMn DMgMg、MnMn、CuCu、MoMo5.5.在组成生物体的化学元素中，最基本的元素是在组成生物体的化学元素中，最基本的元素是（）A AC BC BH CH CO DO DN NC CC CA A3.3.根据你的生活经验，说说哪些植物器官的细根据你的生活经验，说说哪些植物器官的细根据你的生活经验，说说哪些植物器官的细根据你的生活经验，说说哪些植物器官的细胞中富含糖类、脂质或蛋白质？怎样从植物器胞中富含糖类、脂质或蛋白质？怎样从植物器胞中富含糖类、脂质或蛋白质？怎样从植物器胞中富含糖类、脂质或蛋白质？怎样从植物器官中提取这些化合物？官中提取这些化合物？官中提取这些化合物？官中提取这些化合物？答案：植物的叶肉细胞、果实细胞和种子细答案：植物的叶肉细胞、果实细胞和种子细答案：植物的叶肉细胞、果实细胞和种子细答案：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、蛋白质。胞中通常含有较多的糖类、脂质、蛋白质。胞中通常含有较多的糖类、脂质、蛋白质。胞中通常含有较多的糖类、脂质、蛋白质。如：禾谷类的果实、种子中含淀粉较多；甘如：禾谷类的果实、种子中含淀粉较多；甘如：禾谷类的果实、种子中含淀粉较多；甘如：禾谷类的果实、种子中含淀粉较多；甘蔗的茎和甜菜的根含蔗糖较多；花生、芝麻的种蔗的茎和甜菜的根含蔗糖较多；花生、芝麻的种蔗的茎和甜菜的根含蔗糖较多；花生、芝麻的种蔗的茎和甜菜的根含蔗糖较多；花生、芝麻的种子中含脂质较多；大豆种子中含蛋白质较多。子中含脂质较多；大豆种子中含蛋白质较多。子中含脂质较多；大豆种子中含蛋白质较多。子中含脂质较多；大豆种子中含蛋白质较多。提取方法：设法将细胞破碎，再将这些物质提取方法：设法将细胞破碎，再将这些物质提取方法：设法将细胞破碎，再将这些物质提取方法：设法将细胞破碎，再将这些物质提取出来。提取出来。提取出来。提取出来。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：某些化学试剂能够使生物组织中的有关化合物产某些化学试剂能够使生物组织中的有关化合物产生特定的生特定的颜色反应颜色反应。化合物 试剂 颜色变化 还原糖 碘液 脂肪 橘黄色 苏丹染液 蛋白质斐林试剂斐林试剂砖红色沉淀砖红色沉淀蓝色蓝色淀粉淀粉苏丹苏丹染液染液红色红色双缩脲试剂双缩脲试剂紫色紫色（选材（选材:颜色浅且物质含量丰富）颜色浅且物质含量丰富）目的要求：目的要求：尝试用化学试剂检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质。尝试用化学试剂检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质。尝试用化学试剂检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质。尝试用化学试剂检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质。材料用具：材料用具：1.1.1.1.实验材料：苹果汁、花生种子、花生汁、马铃薯实验材料：苹果汁、花生种子、花生汁、马铃薯实验材料：苹果汁、花生种子、花生汁、马铃薯实验材料：苹果汁、花生种子、花生汁、马铃薯片、豆浆、鲜肝液片、豆浆、鲜肝液片、豆浆、鲜肝液片、豆浆、鲜肝液 2.2.2.2.仪器：仪器：仪器：仪器：3.3.3.3.试剂：斐林试剂、苏丹试剂：斐林试剂、苏丹试剂：斐林试剂、苏丹试剂：斐林试剂、苏丹、碘液、双缩脲、碘液、双缩脲、碘液、双缩脲、碘液、双缩脲方法步骤：方法步骤：1 1 1 1实验材料、仪器和试剂的选择实验材料、仪器和试剂的选择实验材料、仪器和试剂的选择实验材料、仪器和试剂的选择 2 2 2 2设计记录表格，记录预测结果设计记录表格，记录预测结果设计记录表格，记录预测结果设计记录表格，记录预测结果 3 3 3 3检测的方法步骤检测的方法步骤检测的方法步骤检测的方法步骤 (1)(1)(1)(1)还原糖的检测和观察还原糖的检测和观察还原糖的检测和观察还原糖的检测和观察;(2)(2)(2)(2)脂肪的检测和观察脂肪的检测和观察脂肪的检测和观察脂肪的检测和观察;(3)(3)(3)(3)蛋白质的检测和观察蛋白质的检测和观察蛋白质的检测和观察蛋白质的检测和观察;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/mlNaOH0.05g/mlCuSO40.1g/mlNaOH0.01g/mlCuSO4鉴定物质还原糖蛋白质添加顺序甲、乙等量混匀现用现配先加入A液1ml，摇匀；再加入B液4滴反应条件5065温水浴加热不需加热，摇匀即可配制的配制的Cu(OH)Cu(OH)2 2悬浊液悬浊液碱性条碱性条件下的件下的Cu2+选材：含糖量较高的选材：含糖量较高的白色或近于白色的植物组织白色或近于白色的植物组织(排除色素对排除色素对显色的干扰显色的干扰)，苹果、梨最好，苹果、梨最好。l实验流程实验流程(步骤步骤)1.可溶性还原糖可溶性还原糖制备组织样液：制备组织样液：制浆：去皮、切块、研磨，制浆：去皮、切块、研磨，过滤：（用单层纱布）过滤：（用单层纱布）取液：取液：（mL）显色反应显色反应现象：现象：(用前混匀用前混匀)5065.C水浴水浴加热加热2min对照组（对照组（B组）：为不加还原糖的斐林试剂，结果为蓝色而非无组）：为不加还原糖的斐林试剂，结果为蓝色而非无色，因为色，因为Cu2+蓝色的（有对照组实验才更有说服力）蓝色的（有对照组实验才更有说服力）实验组（实验组（A组）：变成砖红色，说明检测的生物组织中含有还原组）：变成砖红色，说明检测的生物组织中含有还原糖糖2.脂肪的鉴定脂肪的鉴定取材：花生种子（浸泡取材：花生种子（浸泡h），去皮，将子叶削成薄片），去皮，将子叶削成薄片制片：制片：选取最薄的薄片移至载玻片中央选取最薄的薄片移至载玻片中央在薄片上滴加在薄片上滴加苏丹苏丹(或苏丹或苏丹)染液染液23滴，滴，染色染色min滴加体积分数为滴加体积分数为50%的酒精的酒精溶液溶液12滴，洗滴，洗去浮色去浮色(多余的苏丹多余的苏丹)吸去余液，滴吸去余液，滴1-2滴蒸馏水，盖上盖玻片，制成滴蒸馏水，盖上盖玻片，制成临时装片临时装片显微观察：显微观察：先在低倍镜下找到已着色的薄片，后用高倍镜观察先在低倍镜下找到已着色的薄片，后用高倍镜观察现象：现象：有被染成有被染成橘黄色橘黄色(或红色或红色)的脂肪微粒的脂肪微粒脂肪微粒脂肪微粒3.蛋白质的鉴定蛋白质的鉴定选材与制备选材与制备组织样液：组织样液：黄豆组织样液（或鸡蛋蛋清稀释液）黄豆组织样液（或鸡蛋蛋清稀释液）黄豆浸泡黄豆浸泡去皮去皮切片切片研磨研磨过滤过滤滤液滤液显显色色反反应应现象：现象：无色无色紫色紫色(创设碱性条件创设碱性条件)(提供提供Cu2+)1ml4滴滴淡蓝色紫色反应紫色反应Cu2O还原糖还原糖+斐林试剂斐林试剂砖红色沉淀砖红色沉淀水浴水浴加热加热先混合再加入糖中先混合再加入糖中（NaOH+CuSO4）蛋白质蛋白质+双缩脲试剂双缩脲试剂紫色紫色先加先加NaOH液于样液中，液于样液中，再加再加CuSO4液液4滴于样液中滴于样液中4.淀粉的鉴定淀粉的鉴定取材：马铃薯匀浆取材：马铃薯匀浆检测：检测：碘液碘液2滴滴现象：现象：摇匀后变成蓝色摇匀后变成蓝色注意事项：（1 1）还原糖鉴定选材要求：）还原糖鉴定选材要求：浅色，不能用绿色叶片、浅色，不能用绿色叶片、西瓜、血液等防止颜色的干扰西瓜、血液等防止颜色的干扰 还原糖含量高不能用马铃薯（富含淀粉）甘蔗、甜菜还原糖含量高不能用马铃薯（富含淀粉）甘蔗、甜菜（富含蔗糖）。（富含蔗糖）。（2 2）唯一加热）唯一加热-检测还原糖：应检测还原糖：应50605060水浴水浴加热，加热，不能用酒精灯直接加热。不能用酒精灯直接加热。（3 3）记住三种还原糖：葡萄糖、果糖、麦芽糖）记住三种还原糖：葡萄糖、果糖、麦芽糖 三种非还原糖：淀粉、纤维素、蔗糖三种非还原糖：淀粉、纤维素、蔗糖（4 4）对照组，为不加组织样液的斐林试剂或非还原糖）对照组，为不加组织样液的斐林试剂或非还原糖+斐斐林试剂，结果为淡蓝色而非无色，因为林试剂，结果为淡蓝色而非无色，因为Cu(OH)Cu(OH)2 2是蓝色是蓝色的。（有对照组实验才更有说服力）的。（有对照组实验才更有说服力）v（5 5）、唯）、唯一用显微镜一用显微镜-.-.检测脂检测脂肪时，切片要薄，肪时，切片要薄，且要用且要用50%50%的酒精的酒精去浮色去浮色,因为苏丹三染液能溶于酒因为苏丹三染液能溶于酒精。精。v（6 6）、斐林试剂是甲乙两液等量混匀后立即使用，）、斐林试剂是甲乙两液等量混匀后立即使用，即现配现用。颜色变化：即现配现用。颜色变化：砖红色沉淀砖红色沉淀v（7 7）、双缩脲试剂是先假如）、双缩脲试剂是先假如A A液液1ml,1ml,摇匀摇匀,再加入再加入B B液液4 4滴滴,摇匀摇匀.颜色变化颜色变化:紫色紫色v双缩脲试剂的双缩脲试剂的B B液只能加液只能加4 4滴而不能过量是因为过量滴而不能过量是因为过量的双缩脲试剂的双缩脲试剂B B会与试剂会与试剂A A发应，使溶液呈蓝色，而发应，使溶液呈蓝色，而掩盖生成的紫色掩盖生成的紫色v（8 8）、检测蛋白质时若用大豆作材料则必须提前浸）、检测蛋白质时若用大豆作材料则必须提前浸泡；用蛋清作材料则必须稀释，防止其黏在试管壁泡；用蛋清作材料则必须稀释，防止其黏在试管壁上不易清洗；且该实验应预留组织液作对照。上不易清洗；且该实验应预留组织液作对照。v（9 9）、实验结果和结论不同，根据结果得结论。）、实验结果和结论不同，根据结果得结论。v.在生物组织还原糖，脂肪，蛋白质的鉴定试在生物组织还原糖，脂肪，蛋白质的鉴定试验中对材料的选择，不正确的是验中对材料的选择，不正确的是（）vA.甘蔗茎的薄壁组织，甜菜的块根等，都含甘蔗茎的薄壁组织，甜菜的块根等，都含有较多的糖且近似于白色，因此可以用于进有较多的糖且近似于白色，因此可以用于进行还原糖的鉴定行还原糖的鉴定vB.花生种子含脂肪多且子叶肥厚，是用于脂花生种子含脂肪多且子叶肥厚，是用于脂肪鉴定的理想材料肪鉴定的理想材料vC.豆浆中蛋白质含量高，是用于蛋白质鉴定豆浆中蛋白质含量高，是用于蛋白质鉴定的理想植物材料的理想植物材料vD.鲜肝提取液蛋白质含量高，是用于蛋白质鲜肝提取液蛋白质含量高，是用于蛋白质鉴定的理想动物材料鉴定的理想动物材料Av1根据根据“检测生物组织中糖类、脂肪、蛋白质的鉴定检测生物组织中糖类、脂肪、蛋白质的鉴定”实验，回答下列问实验，回答下列问题：题：v（1）鉴定成熟苹果肉中存在还原性糖所用的试剂是）鉴定成熟苹果肉中存在还原性糖所用的试剂是_，该试剂与细胞内还原性糖发生作用，形成，该试剂与细胞内还原性糖发生作用，形成_沉淀，因此，可用该试剂检验糖尿病病人尿液中是否沉淀，因此，可用该试剂检验糖尿病病人尿液中是否存在存在_。v（2）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）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_，用其染色时，要用酒精来冲洗浮色，这是因为，用其染色时，要用酒精来冲洗浮色，这是因为_。v（3）鉴定黄豆组织中存在蛋白质时，向组织液中加入双缩脲试剂）鉴定黄豆组织中存在蛋白质时，向组织液中加入双缩脲试剂A摇匀，摇匀，再向样液中加入双缩脲试剂再向样液中加入双缩脲试剂B摇匀。其中双缩脲试剂摇匀。其中双缩脲试剂B的量只有的量只有4滴，而滴，而不能过量，为什么？不能过量，为什么？v_。v（4）本实验注意事项：）本实验注意事项：v斐林试剂极不稳定，其甲液和乙液需斐林试剂极不稳定，其甲液和乙液需_，使用时再临时，使用时再临时混合均匀用于实验。混合均匀用于实验。v双缩脲试剂的使用，应先加试剂双缩脲试剂的使用，应先加试剂_，造成碱性环境，造成碱性环境，再加试剂再加试剂_。v在还原糖的鉴定中，对试管中溶液加热时，试管底部不要触及在还原糖的鉴定中，对试管中溶液加热时，试管底部不要触及_，试管口不要朝向，试管口不要朝向_，以免溶，以免溶液沸腾时冲出试管造成烫伤。液沸腾时冲出试管造成烫伤。v蛋白质的鉴定样品液浓度不能蛋白质的鉴定样品液浓度不能_，以免实验后粘住试，以免实验后粘住试管壁，洗不净。管壁，洗不净。v2现有无标签的稀蛋清、葡萄糖、淀粉和淀粉酶（化学成现有无标签的稀蛋清、葡萄糖、淀粉和淀粉酶（化学成分：蛋白质）溶液各一瓶，可用双缩脲试剂、斐林试剂和淀分：蛋白质）溶液各一瓶，可用双缩脲试剂、斐林试剂和淀粉溶液将它们鉴定出来（淀粉酶可将淀粉水解成还原糖）。粉溶液将它们鉴定出来（淀粉酶可将淀粉水解成还原糖）。v请回答：请回答：v（1）用一种试剂将上述）用一种试剂将上述4种溶液区分为两组，这种试剂是种溶液区分为两组，这种试剂是_，其中发生显色反应的一组是，其中发生显色反应的一组是_和和_溶液，不发生显色反应的一组是溶液，不发生显色反应的一组是_和和_溶液。溶液。（2）用）用_试剂区分不发生显色反应的一组溶液。试剂区分不发生显色反应的一组溶液。（3）区分发生显色反应一组溶液的方法及鉴定结果是）区分发生显色反应一组溶液的方法及鉴定结果是_v_。v1（1）斐林试剂砖红色葡萄糖（2）苏丹染液苏丹能溶解在酒精中（3）过量的双缩脲试剂B会与试剂A发应，使溶液呈蓝色，而掩盖生成的紫色（4）分别配制、储存0.1g/mlNaOH0.01g/mlCuSO4烧杯底部实验者太大v2（1）双缩脲试剂稀蛋清淀粉酶葡萄糖淀粉（2）斐林试剂（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，观察到无颜色变化的溶液是稀蛋清溶液，出现砖红色的溶液是淀粉酶溶液知识结构