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人教版（2019）必修1
第二章 组成细胞的分子
第一节 细胞中的元素和化合物
学习目标
02
01
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。（生命观念）
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。（科学探究）
目录
组成细胞的元素
01
组成细胞的化合物
02
新课导入
问题探讨
比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量，你能得出什么结论？
元素
地壳
细胞
O
Si
C
N
H
组成地壳和组成细胞的部分元素含量（%）表
48.60
65.0
26.30
0.087
0.03
极少*
18.0
3.0
10.0
*Si在某些植物细胞中含量较多，如硅藻、禾本科植物
0.76
新课导入
问题探讨
组成细胞的元素，在无机自然界中都能够找到，但各种元素的相对含量大不相同；
组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到，没有一种化学元素为细胞所特有。体现了生物界与非生物界的统一性；
各元素相对含量有很大不同。体现了生物界与非生物界的差异性。
结论
新课导入
生物界
非生物界
性
种类上
性
含量上
有选择地从无机自然界中获取
组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到
组成元素在含量上相差很大
统一
多样
思考·讨论 比较组成玉米细胞和人体细胞的元素及含量
组成细胞的元素
元素 玉米细胞 人体细胞
C 43.57 55.99
H 6.24 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
玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量【干重，质量分数（%）】
注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于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？
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。
思考·讨论 比较组成玉米细胞和人体细胞的元素及含量
组成细胞的元素
元素 玉米细胞 人体细胞
C 43.57 55.99
H 6.24 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
玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量【干重，质量分数（%）】
注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3%
细胞中有些元素含量很少，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
思考·讨论 比较组成玉米细胞和人体细胞的元素及含量
组成细胞的元素
元素 玉米细胞 人体细胞
C 43.57 55.99
H 6.24 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
玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量【干重，质量分数（%）】
注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3%
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的不同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
组成细胞的元素
大量元素
C
碳
H
氢
O
氧
N
氮
P
磷
S
硫
K
钾
Ca
钙
Mg
镁
等
基本元素
原因：与组成细胞的化合物有关
C
碳
碳（C）是构成细胞的核心元素（最基本元素）
碳（C）是构成有机物的基本支架。
组成细胞的元素
微量元素
Fe
铁
Zn
锌
Cu
铜
B
硼
Mo
钼
锰
Mn
生物体需要微量元素的量极少，但是必不可少
资料：几十年前，新西兰有一个牧场的大片牧草长势很弱，有的甚至发黄枯萎，即使使用了大量的N、P、K肥也无济于事。后来，人们偶然发现牧场内的一小片牧草长得十分茂盛，原来，这一片“绿洲”的附近有一座钼（Mo）矿，矿工每天上下班总是抄近路走，他们的鞋子踩过的地方，牧草绿油油的，经过科学家的化验和分析，一公顷牧草只需150克钼（Mo）就足够了。
含量
组成细胞的元素
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
元素缺乏与疾病的相关性
组成细胞的元素
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
组成细胞的化合物
元素存在形式：大多以化合物的形式存在
种类及相对含量
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
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
组成细胞的化合物
组成细胞的化合物
无机化合物
有机化合物
水
无机盐
糖类
核酸
脂质
蛋白质
占70%~90%
占1%~1.5%
占1%~1.5%
占1%~2%
占7%~10%
不同生物组织的细胞中各种化合物是有差别的
含量最多的化合物
蛋白质
含量最多的有机化合物；在细胞干重中，含量最多的有机物是蛋白质。
组成细胞的化合物
物质鉴定类实验的基本思路
探究·实践 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1
2
3
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。
实验选材
蛋清
豆浆
鸡肝
梨
葡萄
白萝卜
组成细胞的化合物
探究·实践 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
糖类的检测原理
淀粉
碘液
蓝色
还原糖
斐林试剂
现配现用
水浴加热
砖红色沉淀
水浴加热
注意：（还原糖：葡萄糖、麦芽糖、果糖等；非还原糖：蔗糖、淀粉等）
甲液：0.1g/ml NaOH溶液
乙液：0.05g/ml CuSO4溶液
组成细胞的化合物
探究·实践 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
组成细胞的化合物
探究·实践 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
脂肪的检测原理
花生种子
组织切片
染色3 min
（或1 min）
吸去多余染液
50%_____溶液
1～2滴
洗去_____
吸去多余酒精
_____
1～2滴
盖盖玻片
临时装片
先在低倍镜下寻找已着色颗粒，再用高倍镜观察
酒精
浮色
蒸馏水
组成细胞的化合物
探究·实践 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
组成细胞的化合物
探究·实践 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
蛋白质的检测原理
观察颜色变化
2ml待测样液
注入1ml双缩脲试剂A液1ml
摇匀—注入双缩脲试剂B液4滴
A液
B液
摇一摇
组成细胞的化合物
探究·实践 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
组成细胞的化合物
探究·实践 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
斐林试剂 双缩脲试剂 甲液 乙液 A液 B液
成分及浓度 0.1g/ml NaOH 0.05g/ml CuSO4 0.1g/ml NaOH 0.01g/ml CuSO4
鉴定物质 可溶性还原糖 蛋白质 使用方法 甲液、乙液现配现用，混合均匀后使用 先加入A液1 mL，摇匀，再加入B液4滴，摇匀 反应条件 50-65℃水浴加热 室温，震荡 实验现象 蓝色——棕色——砖红色沉淀 蓝色——紫色 CuSO4溶液的浓度不同；使用方法不同；反应原理不同；实现现象不同
组成细胞的化合物
探究·实践 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
课堂小结
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
1.下列关于组成细胞的元素的说法，不正确的是（ ）
A.细胞中的元素在自然界都能找到，没有一种元素是细胞特有的
B.细胞吸收的一些含量较少的微量元素对生命活动也有重要作用
C.细胞和无机环境中的元素含量相差很大，反映了生物界和无机环境间的差异性
D.不同种类细胞中的元素种类基本相同，含量也几乎没有差异
√
课堂训练
解析：不同种类细胞中的元素种类基本相同，但不同细胞的功能不同，因此元素的含量有差异，D错误。
2.组成细胞的元素主要以化合物的形式存在，下列有关细胞中化合物的叙述错误的是（ ）
A.细胞中的化合物有无机物和有机物两大类
B.沙漠中的仙人掌细胞中含量最多的化合物是水
C.占细胞干重最多的化合物是蛋白质
D.不同细胞中各种化合物的含量相同
√
课堂训练
解析：不同细胞中各种化合物的种类大致相同，但含量是有差别的，D错误。
3.生物学实验中常用颜色反应鉴定细胞中的某些结构或化合物，下列说法错误的是（ ）
A.豆浆能与双缩脲试剂产生蓝色反应
B.向苹果匀浆中加入斐林试剂，水浴加热后出现砖红色沉淀
C.花生子叶切片经苏丹Ⅲ染液染色后，可在显微镜下观察到细胞中橘黄色的脂肪颗粒
D.向马铃薯匀浆中滴加碘液，振荡摇匀后组织样液呈蓝色
√
课堂训练
解析：豆浆中含大量蛋白质，蛋白质与双缩脲试剂产生紫色反应，A错误；苹果中含有丰富的还原糖，在水浴加热的条件下，还原糖与斐林试剂反应出现砖红色沉淀，B正确；花生子叶切片经染色后借助显微镜观察，可看到细胞中的橘黄色脂肪颗粒，C正确；马铃薯匀浆中含大量淀粉，遇碘液呈现蓝色，D正确。

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