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(共34张PPT)
阐明生命现象的规律，必须建立在阐明生物大分子结构的基础上。
——中国科学院院士邹承鲁
第2章 组成细胞的分子
第1节 细胞中的元素和化合物
说出组成细胞的元素和化合物的种类与含量，认同生命的物质性
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
2
1
组成地壳和细胞的部分元素含量（%）表
元素 地壳 细胞
O 48.6 65.0
Si 26.3 极少
C 0.087 18.0
N 0.03 3.0
H 0.76 10.0
（1）组成细胞的元素在无机自然界都能够找到，说明了什么？
（2）细胞中的各种元素的相对含量与无机自然界的大不相同，这说明了什么？
（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？
组成地壳和细胞的部分元素含量（%）表
元素 地壳 细胞
O 48.6 65.0
Si 26.3 极少
C 0.087 18.0
N 0.03 3.0
H 0.76 10.0
（1）组成细胞的元素在无机自然界都能够找到，说明了什么？
（2）细胞中的各种元素的相对含量与无机自然界的大不相同，这说明了什么？
（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？
生物界和非生物界具有统一性。
生物界和非生物界还具有差异性。
生物体是按照生命活动的需要，有选择地从无机自然界获取元素的。
元素 玉米细胞 人体细胞
C 43.57 55.99
H 6.27 7.46
O 44.43 14.62
N 1.46 9.33
K 0.92 1.09
Ca 0.23 4.67
P 0.20 3.11
Mg 0.18 0.16
S 0.17 0.78
比较组成玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量(干重，质量分数)，回答下列问题：
注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3%
基本元素
(1)在玉米细胞和人体细胞中含量较多的四种元素一样吗？怎样解释这种现象？
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。
一、组成细胞的元素
元素 玉米细胞 人体细胞
C 43.57 55.99
H 6.27 7.46
O 44.43 14.62
N 1.46 9.33
K 0.92 1.09
Ca 0.23 4.67
P 0.20 3.11
Mg 0.18 0.16
S 0.17 0.78
注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3%
基本元素
(2)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，怎样解释这种现象？
玉米细胞和人体细胞中元素含量的不同体现在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。
2.比较组成玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量(干重，质量分数)，回答下列问题：
一、组成细胞的元素
元素 玉米细胞 人体细胞
C 43.57 55.99
H 6.27 7.46
O 44.43 14.62
N 1.46 9.33
K 0.92 1.09
Ca 0.23 4.67
P 0.20 3.11
Mg 0.18 0.16
S 0.17 0.78
注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3%
基本元素
(3)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？
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。
大量元素
2.比较组成玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量(干重，质量分数)，回答下列问题：
一、组成细胞的元素
C、H、O、N、P、S、Mg、Ca、K
C
统一性、差异性
自主学习
P17
等
Fe 、Mn、 Zn 、Cu 、B、Mo
化合物
C、H、O、N
碳是构成有机物的骨架元素
,这体现了:
一、组成细胞的元素
大量元素
微量元素
铁
猛
碰
新木桶
一、组成细胞的元素
请尝试构建下列概念的包含关系图。
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
Ｃ H O N P S K Ca Mg 等
Fe Mn B Zn Mo Cu 等
组成细胞的元素
自然界中的元素
基本元素
大量元素
微量元素
一、组成细胞的元素
注意事项：
大量元素和微量元素都是组成生物体的必需元素，但生物体内的元素并不都是必需元素，如汞Hg、铅Pb、镉Cd。
核心归纳
含量
干重 = 鲜重-水 = 有机物+无机盐
鲜重
干重
在人体细胞中，鲜重时含量最多的元素是 ；干重时含量最多的元素是 。
O
C
鲜重：O > C > H > N
干重：C > O > N > H
核心归纳
元素缺乏与疾病的相关性
缺Fe：人体患贫血
A
缺Ｉ：人幼年患呆小症、成年患甲状腺肿大（大脖子病）
C
缺B ：花而不实（只开花不结果）
E
缺Zn：影响人体生长发育、大脑发育和性成熟
B
缺Mg ：影响植物叶绿素的合成，影响光合作用的进行
F
缺Ca ：成年人缺钙患骨质疏松症、血钙含量太低会出现抽搐现象，含量过高会导致肌无力
D
细胞中含量最多的化合物是_____ 。
细胞内含量最多的有机化合物是______。
干重中含量最多的化合物是________。
水
蛋白质
蛋白质
分类 种类
无机化合物 水
无机盐
有机化合物 蛋白质
脂质
糖类
核酸
(1)元素存在形式：大多以_______的形式存在。
化合物
(2)种类及相对含量：
一、组成细胞的元素
1.(2023·吉林长春二中高一期末)如图为元素在生物体内的含量分布情况，下列叙述错误的是
A.P、S、K、Ca、Zn属于大量元素
B.Ⅰ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
C.Ⅱ和Ⅲ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.Ⅱ含量虽少，却是生物体正常生命活动不可缺少的
√
Zn属于微量元素，A错误。
2.生命的物质基础是组成细胞的元素和化合物，如图中序号代表不同的化合物，面积不同代表含量不同，其中Ⅰ和Ⅱ代表两大类化合物。下列叙述正确的是
A.若Ⅴ和Ⅵ分别代表蛋白质和脂质，则Ⅶ代表核酸
B.细胞干重和鲜重中含量最多的化合物分别是Ⅴ和Ⅲ
C.医用的生理盐水和糖溶液中的溶质分别属于Ⅳ和Ⅴ
D.上述物质中氧原子含量最高的化合物是Ⅴ
√
1.所有细胞中各种化合物的种类和含量都一样吗？
2.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？
怎样来检测这些化合物呢？
思考
1
2
3
物质鉴定类实验的基本思路
鉴定原理
实验流程
实验选材
要求：颜色浅或接近于浅色，
富含某种有机物的材料。
糖类的检测：
①还原糖(葡萄糖、麦芽糖、果糖等)＋ 试剂 。
②淀粉＋碘液→ 。
脂肪的检测：
脂肪＋ 染液→ 色。
蛋白质的检测：
蛋白质＋ 试剂→ 色。
蓝色
斐林
砖红色沉淀
苏丹Ⅲ
橘黄
双缩脲
紫
1
实验原理
蛋清
豆浆
生花生
梨
葡萄
白萝卜
2
实验选材
且必须是可溶性还原糖
属于还原糖的有：单糖、麦芽糖、乳糖
属于非还原糖的有：蔗糖、多糖
斐林试剂是甲液NaOH和乙液CuSO4混合后才可使用，因为其反应原理是还原糖中的醛基被Cu（OH）2氧化，Cu（OH）2被还原成Cu2O
不能用酒精灯直接加热
3
实验流程
(1) 还原糖的鉴定
【实验结果】
稀释10倍以上，否则实验后易黏附在试管壁上
双缩脲试剂是使用时先加A液，再加B液，因为其反应原理是具有两个或以上肽键的化合物在碱性条件下与Cu2+反应生成紫色络合物，所以要先营造一个碱性环境。
3
实验流程
(2) 蛋白质的鉴定
【实验结果】
材料 蛋白质检测结果 还原糖检测结果 结论
葡萄糖标准液 有砖红色沉淀
蛋白质标准液 产生紫色反应
梨匀浆 无 有
葡萄匀浆 无 有
白萝卜匀浆 无 有
豆浆 有 无
鲜肝提取液 有 无
鸡蛋清稀释液 有 无
富含还原糖
富含还原糖
富含还原糖
富含蛋白质
富含蛋白质
富含蛋白质
斐林试剂与双缩脲试剂对比
斐林试剂 双缩脲试剂
试剂组成
鉴定物质
使用方法
反应条件
显色情况
反应原理
甲液: 0.1g/mL NaOH
乙液: 0.05g/mL CuSO4
A液: 0.1g/mL NaOH
B液: 0.01g/mL CuSO4
甲液和乙液混合均匀后方可使用，且现配现用
使用时先加A液1mL,摇匀；
再加B液4滴，摇匀
需水浴加热
不需加热
蓝色→棕色→砖红色沉淀
浅蓝色→紫色
可溶性还原糖
蛋白质
Cu(OH)2被还原糖还原成Cu2O砖红色沉淀。
蛋白质（肽键）在碱性条件下与Cu2+络合，生成紫色络合物。
方法一：花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ染液→橘黄色
方法二：
制片
①取最薄的切片，放在载玻片中央
②滴2～3滴苏丹Ⅲ染液（染色3min）
③去浮色：加1～2滴体积分数为50%的酒精溶液
④制成临时装片：滴一滴蒸馏水，盖上盖玻片
先低倍镜下找着色颗粒，再高倍镜观察
观察
圆形小颗粒呈橘黄色，证明有脂肪存在。
3
实验流程
(3) 脂肪的鉴定
取材
花生种子（浸泡），将子叶切成薄片
结论
脂肪的检测与观察
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？　
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，只是斐林试剂的乙液的质量浓度比双缩脲试剂的B液高，只需将斐林试剂的乙液用蒸馏水稀释成0.01 g/mL即可。
鉴定可溶性还原糖的实验材料是否可选择西瓜、番茄、马铃薯、甘蔗组织样液？
不可以。西瓜和番茄组织样液本身的颜色对于鉴定时的颜色反应起着掩盖作用，导致实验现象不明显；马铃薯含淀粉，淀粉为非还原糖；甘蔗主要含蔗糖，为非还原糖。
应选颜色为白色或近白色、富含葡萄糖、果糖或麦芽糖等还原糖的
植物组织样液，以苹果、梨的匀浆最好。
核心归纳
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——还原糖的检测，若不加热，则无砖红色沉淀出现。
(2)唯一需要显微镜的——花生子叶切片脂肪的检测。
(3)混合后加入的——斐林试剂；分别加入的——双缩脲试剂。
核心归纳
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Ⅲ染液，观察溶液的颜色变化。
3.(2023·四川宜宾高一期末)某生物兴趣小组对作物种子发育过程中有机物的积累及转化进行动态监测。下列关于检测方法及出现结果的叙述，不正确的是
A.小麦种子加水浸泡→用小刀纵切→在切面滴加碘液→依据被染成蓝色检测淀粉
B.甜玉米籽加水研磨→离心取上清液→加斐林试剂→观察砖红色沉淀检测还原糖
C.花生种子切片→苏丹Ⅲ染液染色→显微镜观察细胞内被染成橘黄色的脂肪颗粒
D.鸡蛋清加水搅拌→加NaOH溶液→再加CuSO4溶液→依据紫色反应检测蛋白质
√
甜玉米籽中含有较多的还原糖，加水研磨后离心取上清液→加斐林试剂，通过水浴加热后方可观察砖红色沉淀的有无，进而可检测还原糖的存在，B错误。
4.NaOH溶液和CuSO4溶液可作为斐林试剂(甲液和乙液)检测生物组织中的还原糖，也可作为双缩脲试剂(A液和B液)检测生物组织中的蛋白质。下列有关斐林试剂和双缩脲试剂的叙述，错误的是（ ）
A.斐林试剂和双缩脲试剂的使用方法不同
B.甲液和A液的浓度不同，乙液和B液的用量相同
C.还原糖的检测需要加热，蛋白质的检测不需要加热
D.斐林试剂检测还原糖和双缩脲试剂检测蛋白质时反应呈现的颜色不同
√
细胞中的元素和化合物
化合物
无机物
有机物
水
无机盐
脂类
糖类
蛋白质
核酸
斐林试剂
检测
碘液
脂肪
蛋白质
还原糖
淀粉
苏丹Ⅲ或
Ⅳ染液
双缩脲试剂
C、H、O、N
C、H、O、N、P、
S、K、Ca、Mg
Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo
元素
大量元素
基本元素
微量元素

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