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新人教版 高一 必修1 分子与细胞
第2章 组成细胞的分子
2.1 细胞中的元素和化合物
组成地壳和组成细胞的部分元素含量（%）表
元素 地壳 细胞
O 48.60 65.0
Si 26.30 极少*
C 0.087 18.0
N 0.03 3.0
H 0.76 10.0
注：* Si在某些植物细胞中含量较多，如硅藻、禾本科植物
C 43.57
H 6.24
O 44.43
N 1.46
K 0.92
Ca 0.23
P 0.20
Mg 0.18
S 0.17
C 55.99
H 7.46
O 14.62
N 9.33
K 1.09
Ca 4.67
P 3.11
Mg 0.16
S 0.78
讨论1：生物界与非生物界的组成元素种类是否相同
讨论2：生物界与非生物界的组成元素的含量是否有差别
玉米部分元素所占比例
人体部分元素所占比例
The elements that make up a cell
组成细胞的元素
1
组成地壳和组成细胞的部分元素含量（%）表
元素 地壳 细胞
O 48.60 65.0
Si 26.30 极少*
C 0.087 18.0
N 0.03 3.0
H 0.76 10.0
注：* Si在某些植物细胞中含量较多，如硅藻、禾本科植物
讨论1：生物界与非生物界的组成元素种类是否相同
相同
组成细胞的化学元素，在无机自然界都能找到，没有一种化学元素为细胞所特有的。（细胞生命活动所需要的物质，归根到底是从无机自然界中获取的）
讨论2：生物界与非生物界的组成元素的含量是否有差别
有
细胞中各种元素的相对含量与无机环境大不相同。
这体现了生物和非生物的统一性。
这说明生物界与非生物界的差异性。
The elements that make up a cell
组成细胞的元素
1
C 43.57
H 6.24
O 44.43
N 1.46
K 0.92
Ca 0.23
P 0.20
Mg 0.18
S 0.17
C 55.99
H 7.46
O 14.62
N 9.33
K 1.09
Ca 4.67
P 3.11
Mg 0.16
S 0.78
玉米部分元素所占比例
人体部分元素所占比例
讨论3：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？
讨论4：细胞中有些元素含量少，是否意味着它们不重要？
讨论5：比较组成玉米细胞和人体细胞中的元素种类和含量，你还能得出哪些结论？
一样，都为C、H、O、N
有些元素含量少，却有重要作用
种类大体相同，含量相差很大
The elements that make up a cell
组成细胞的元素
1
C 43.57
H 6.24
O 44.43
N 1.46
K 0.92
Ca 0.23
P 0.20
Mg 0.18
S 0.17
C 55.99
H 7.46
O 14.62
N 9.33
K 1.09
Ca 4.67
P 3.11
Mg 0.16
S 0.78
玉米部分元素所占比例
人体部分元素所占比例
基本元素
大量元素
Fe Mn Zn Cu B Mo
微量元素
The elements that make up a cell
组成细胞的元素
1
一、组成细胞的元素
种类：细胞中常见的化学元素有20多种。
分类：按照其含量分成大量元素和微量元素。
分类
大量元素：含量占生物体总质量万分之一以上的元素。
C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg 等
微量元素：生物体生活所必需的，但需要量却很少的元素。
Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo 等
The elements that make up a cell
组成细胞的元素
1
图2-1 组成人体细胞的主要的元素
（占细胞鲜重的百分比）
图2-2 组成人体细胞的主要元素
（占细胞干重的百分比）
O>C>H>N
C>O>N>H
含量大小：
无论是鲜重还是干重，组成细胞的元素中C、H、O、N这四种元素的含量最多——基本元素。
一、组成细胞的元素
The elements that make up a cell
组成细胞的元素
1
基本元素
(占90%)
大量元素
(占生物体的万分之一以上)
微量元素
(生活必需，含量很少)
C
H O N
S P
K Ca Mg
最基本元素
(干重最多)
主要元素
(占97%)
Fe Mn B Zn Mo Cu
(鲜重最多)
生命与非生命在元素组成上具有统一性（从元素种类来看。）
生命与非生命在元素含量上具有差异性（从元素含量来看。）
一、组成细胞的元素
The elements that make up a cell
组成细胞的元素
1
基本元素
(占90%)
大量元素
(占生物体的万分之一以上)
微量元素
(生活必需，含量很少)
C
H O N
S P
K Ca Mg
最基本元素
(干重最多)
主要元素
(占97%)
Fe Mn B Zn Mo Cu
(鲜重最多)
生命与非生命在元素组成上具有统一性（从元素种类来看。）
生命与非生命在元素含量上具有差异性（从元素含量来看。）
一、组成细胞的元素
The elements that make up a cell
组成细胞的元素
1
思考：碳为什么是构成细胞的最基本元素
人体中，C占细胞干重的55.99%，碳原子本身的化学性质，使其能够通过化学键连接成链或环，从而形成生物大分子。地球上的生命可以说是在碳元素的基础上建立起来的。
一、组成细胞的元素
The elements that make up a cell
组成细胞的元素
1
缺Fe：人体患贫血；果树患黄叶病
缺Ca：成年人缺钙患骨质疏松症；人血液中缺钙会出现抽搐现象
缺I：人幼年患呆小症；成年患甲状腺肿大（大脖子病）
缺B：华而不实（只开花不结果）
缺Zn：影响人体生长发育、大脑发育和性成熟
缺Mg：影响植物叶绿素的合成，影响光合作用的进行
元素缺乏与疾病的相关性
一、组成细胞的元素
The elements that make up a cell
组成细胞的元素
1
思考1：微量元素这么重要，是不是摄入量越多越好？
思考2：细胞的大量元素其原子序数均在20以内，这对构建生命物质有何意义？
人体需要一些微量元素，但是必须适可而止，如果摄入量过多，就会给健康带来负面的影响。比如过量补充钙会引起高钙血症，使人出现软弱无力、食欲不振、呕吐腹泻等症状等。
主要原因是C、H、O、N这些元素分子量比较小,结合成的共价键比较强,结合形成的化合物比较稳定。
The elements that make up a cell
组成细胞的元素
1
类别 化合物 质量分数/%
无机化合物 水 85.0-90.0
无机盐 1.0-1.5
有机化合物 蛋白质 7.0-10.0
脂质 1.0-2.0
糖类和核酸 1.0-1.5
讨论1：组成细胞的化学元素在细胞中的存在形式是什么样的？
讨论2：细胞中的化合物有几类？各有几种？
讨论3：最多的化合物是什么？最多有机化合物是什么？
二、组成细胞的化合物
The elements that make up a cell
组成细胞的元素
1
化合物 质量百分比
水 占85－90%
无机盐 占1－1.5% 蛋白质 占7－10% 都含有C、
H、O
脂质 占1－2% 糖类和核酸 占1－1.5%
无机化合物
有机化合物
组成细胞的元素大多以化合物的形式存在。
讨论1：组成细胞的化学元素在细胞中的存在形式是什么样的？
两大类。无机化合物：包括水、无机盐
有机化合物：包括蛋白质、脂质、糖类和核酸
二、组成细胞的化合物
Compounds that make up cells
组成细胞的化合物
2
讨论3：细胞内最多的有机化合物和无机化合物分别是哪一种什么 你能推测它们对生命的意义吗
最多的有机化合物：
蛋白质，蛋白质是组成生物体的重要物质，是生命活动的主要承担者。
最多的无机化合物（最多的化合物）：
水，水是生命之源，离开水生命活动无法进行。
二、组成细胞的化合物
Compounds that make up cells
组成细胞的化合物
2
我们平常吃的东西里面包括了那些营养呢？
糖类
蛋白质
脂肪
淀粉
三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
Detect sugars, fats and proteins in biological tissues
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
3
实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
实验原理
还原糖、蛋白质、脂肪和淀粉这几类物质在相应的化学试剂作用下，能产生特定的颜色反应，因此，可以根据生成的特定颜色鉴定某种有机物的存在。
还原糖+斐林试剂→砖红色沉淀
脂肪+苏丹Ⅲ(Ⅳ)→橘黄(红)色
蛋白质+双缩脲试剂→紫色
淀粉+碘液→蓝色
三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖、半乳糖
还原糖+斐林试剂
砖红色沉淀
50~65℃水浴加热
反应实质：
还原糖将Cu2+还原，生成砖红色的Cu2O
1、还原糖：
（1）原理
实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
Detect sugars, fats and proteins in biological tissues
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
3
实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1、还原糖：葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖、半乳糖（教材P18）
（2）材料：苹果或梨匀浆
（3）试剂：斐林试剂（甲液和乙液混合均匀后使用，现配现用）
甜菜、甘蔗？
（4）显色反应：
无色 浅蓝 棕 砖红色沉淀
草莓？
马铃薯？
含糖量高，______________
白色或近于白色
实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
2、蛋白质
（1）材料：豆浆、鲜肝研磨液
（2）试剂：双缩脲试剂
A：0.1g/mL的NaOH溶液
B：0.01g/ mL的CuSO4溶液
（4）现象：
紫色
现配现用，依次添加
在碱性条件下，肽键与双缩脲试剂中Cu2+作用，产生紫色络合物
（3）方法：
① 加入组织样液2mL，再加入双缩脲试剂A液1mL，摇匀；
② 加入双缩脲试剂B液4滴，摇匀；
无色 浅蓝 紫色
实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
斐林试剂与双缩脲试剂的比较
试剂 斐林试剂 双缩脲试剂 甲液 乙液 A液 B液
成分及 其浓度
鉴定物质 反应实质 添加顺序 反应条件 反应现象 实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
试剂 斐林试剂 双缩脲试剂 甲液 乙液 A液 B液
成分及 其浓度 0.1 g/mL NaOH 0.05 g/mL CuSO4 0.1 g/mL NaOH 0.01 g/mL
CuSO4
鉴定物质 还原糖 蛋白质 反应实质 还原糖将Cu2+还原， 生成砖红色的Cu2O 在碱性条件下，肽键与双缩脲试剂中Cu2+作用，产生紫色络合物 添加顺序 甲、乙等量混匀 立即使用 先加A液1 mL，摇匀； 再加B液4滴，摇匀 反应条件 50～65 ℃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 紫色 实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
3、脂肪的检测
脂肪+苏丹Ⅲ(Ⅳ)→橘黄(红)色
①原理:
脂肪
苏丹Ⅲ染液
苏丹Ⅳ染液
橘黄色
红色
方法一：
向待测组织样液中滴加3滴苏丹Ⅲ染液，观察样液被染色的情况。
方法二：
制作子叶临时切片，用显微镜观察子叶细胞的着色情况(以花生为例)。
实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
②实验步骤:
浮色
已着色
橘黄色
实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
3、脂肪的检测和观察
实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
脂肪会溶解在酒精中，使橘黄色消失。
注意：检测生物组织中的脂肪时，染色时间不宜过长的原因是？
3、脂肪的检测和观察
鉴定物 试剂 试验条件 生成物颜色
还原糖
蛋白质
脂肪
淀粉
斐林试剂(0.1 g/mL氢氧化钠和0.05 g/mL硫酸铜)
双缩脲试剂(0.1 g/mL氢氧化钠和0.01 g/mL硫酸铜)
苏丹III染液
碘液
现配现用（等量的氢氧化钠和硫酸铜混合），50-60℃，水浴加热
先加A液（2ml），后加B液（3-4滴），常温
常温，染色后用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色，需要镜检
常温
砖红色沉淀
紫色
蓝色
苏丹IV染液
橘黄色
红色
Detect sugars, fats and proteins in biological tissues
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
3
水
无机化合物
有机化合物
无机盐
糖类
脂质
蛋白质
核酸
细胞中的元素和化合物
组成细胞的元素
组成细胞的化合物
检测生物组织中的糖类、脂肪、蛋白质
大量元素
微量元素
干重最多：c
鲜重最多：o
糖类：
脂质：
蛋白质：
淀粉：
斐林试剂，砖红色沉淀
（苏丹III：橘黄色 ，苏丹IV：红色）
（双缩脲试剂：紫色）
（碘液：变蓝）
课堂总结
Class summary
1.基于对细胞元素组成、元素含量等的认 识，判断下列相关表述是否正确。
（1）细胞中不存在无机自然界没有的特殊元素。（ ）
（2）细胞中微量元素含量很少，作用也很微小。（ ）
（3）不同种类的细胞其组成元素和化合物种类基本相同，但含量又往往有一定差异，这既体现了细胞的统一性，又反映了细胞的多样性。（ ）
√
×
√
练习与应用
随堂练习
In-class practice
2.将下列试剂与相应的待测样品、相应的实验结果用线连接起来。
苏丹Ⅲ染液 豆浆 砖红色沉淀
斐林试剂 梨汁 橘黄色
双缩脲试剂 花生子叶 紫色
练习与应用
随堂练习
In-class practice
3.在下列有机化合物中，人体细胞内含量最多的一种是 （ ）
A.脂质 B.糖类 C.蛋白质 D.核酸
4.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无机自然界中也都存在，这 一事实主要说明 （ ）
A. 生物来源于非生物
B. 生物界与无机自然界具有统一性
C. 生物界与无机自然界具有差异性
D. 生物与非生物在元素组成上没有区别
C
B
练习与应用
随堂练习
In-class practice

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