2.1细胞中的元素和化合物课件-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

第二章第1节 细胞中的元素和化合物 地壳 元素 细胞 O Si C N H 48.60 26.30 0.087 0.03 0.76 65.0 极少 18.0 3.0 10.0 (1)组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能找到，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？ P16【问题探讨】比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量(%)，回答问题： 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。 (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？P19 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。 衡阳市第八中学 高一生物备课组 问 题 探 讨 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 P16【思考·讨论】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)，回答问题： 注:其他元素占细胞干重的质量分数总计＜3% (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？ 一样；因为玉米和人都是生物，组成它们的主要成分都是水和有机物（糖类、脂质和蛋白质等），这些物质含有C、H、O、N。 (2)玉米细胞中O的含量明显要高于人体细胞，而N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（蛋白质中还含有大量的N元素）。 (3)细胞中有些元素含量很少，如在玉米细胞中S含量0.17%，Mg0.18%，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。 衡阳市第八中学 高一生物备课组 问 题 探 讨 一、组成细胞的元素： 综上所述，比较不同细胞中的元素种类和含量，能得出什么结论？ ①不同细胞的元素种类大体相同，常见的有 20 多种。 ②不同细胞,各种化学元素的含量相差很大。 ③按含量分类（占活细胞质量的万分之一为界） 大量元素 C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg 微量元素 Fe、Mn(锰)、B(硼)、Zn、Mo(钼)、Cu ——统一性 ——差异性 衡阳市第八中学 高一生物备课组 基 础 梳 理 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 注意：大量元素和微量元素的划分依据是含量，但二者都是组成生物体的必需元素。 衡阳市第八中学 高一生物备课组 基 础 梳 理 分析组成细胞的元素中，含量较多的元素有哪些？鲜重和干重有何区别？ 探究活动 C 55.99% N9.33% 4.67% S 0.78% P 3.11% O 65% C 18% 7.46% C 55.99% O 14.62% 鲜重：O>C>H>N 干重：C>O>N>H 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 占细胞鲜重比例最大的化学元素：O；占细胞干重比例最大的化学元素：C。 在组成细胞的元素中，占鲜重百分比前四位的依次是O>C>H>N；占干重百分比前四位的依次是C>O>N>H。 高一生物备课组 拓 展 延 伸 衡阳市第八中学 (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 二、组成细胞的化合物： 细胞中最多的化合物是水，有机化合物是蛋白质。 　　 2.细胞内最多的化合物和有机化合物分别是哪一种？ 1.有机化合物和无机化合物有什么区别？ 是否含有能量 3.P17【旁栏思考】梨的果实和叶片的细胞中所含化合物的种类和含量有什么明显的区别？ 梨的果实细胞中糖类和水等物质含量高，不含叶绿素。 衡阳市第八中学 高一生物备课组 基 础 梳 理 课堂检测：1.判断下列说法的正误。 ①细胞中的一种元素的作用能被其他元素替代。(　　) ②细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要。(　　) ③因为O是活细胞中含量最高的元素，所以O是生命的核心元素。(　　) × × × 生命核心元素、细胞中最基本的元素是C 高一生物备课组 习 题 演 练 衡阳市第八中学 1.植物的培养液中应含有植物生长所需的全部养分。培养液中含有NH4NO3、KNO3、CaCl2·2H2O、MgSO4·7H2O、螯合铁溶液、微量元素溶液，但缺少一种必需元素，为补充这种元素，应添加的化合物是(　　) A．Ca(NO3)2 B．KH2PO4 C．KCl D．KCO3 B 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 √ 高一生物备课组 习 题 演 练 衡阳市第八中学 C 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质： 实验原理 2.1 某些化学试剂能够使生物组织中的有关有机化合物产生特定的颜色反应。 衡阳市第八中学 高一生物备课组 基 础 梳 理 蛋清 豆浆 鸡肝 梨 葡萄 白萝卜 实验选材 2.2 要求：浅色或无色，富含某种有机物的材料。 衡阳市第八中学 高一生物备课组 基 础 梳 理 且必须是可溶性还原糖 属于还原糖的有：单糖、麦芽糖、乳糖 （1）还原糖的鉴定 实验流程 2.3 浅色或几乎无色 斐林试剂 不能用酒精灯直接加热 还原糖与Cu(OH)2反应，Cu(OH)2被还原成Cu2O 衡阳市第八中学 高一生物备课组 基 础 梳 理 （1）还原糖的鉴定 实验流程 2.3 衡阳市第八中学 高一生物备课组 基 础 梳 理 （2）脂肪的鉴定 实验流程 2.3 苏丹Ⅲ染液 3min 1-2滴体积分数50%的酒精溶液 橘黄色 方法一： 方法二：花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ染液→橘黄色 衡阳市第八中学 高一生物备课组 基 础 梳 理 （3）蛋白质的鉴定 实验流程 2.3 震荡摇匀 衡阳市第八中学 高一生物备课组 基 础 梳 理 【双缩脲与双缩脲试剂】 蛋白质部分结构 双缩脲试剂检验蛋白质的原理：碱性条件下Cu2＋与含有肽键的化合物发生反应生成紫色络合物 高一生物备课组 拓 展 延 伸 衡阳市第八中学 （3）蛋白质的鉴定 实验流程 2.3 衡阳市第八中学 高一生物备课组 基 础 梳 理 实验分析 2.4 1.检测生物组织中的脂肪时,染色时间不宜过长,原因是什么? 染色时间过长，脂肪会溶解到染色剂中。随后被洗去，最终观察不到橘黄色 2.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、富含还原糖的植物组织样液，以苹果、梨的匀浆最好。 衡阳市第八中学 高一生物备课组 问 题 探 讨 项目 斐林试剂 双缩脲试剂 成分相同 浓度不同 甲液 乙液 A液 B液 质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液 质量浓度为 质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液 质量浓度为 反应原理 使用方法 反应条件 反应现象 0.05 g/mL的CuSO4溶液 0.01 g/mL的CuSO4溶液 先加入A液1 mL摇匀，再加B液4滴，摇匀 50～65 ℃水浴加热 不需加热 蓝色→砖红色 蓝色→紫色 3.完善表格，总结斐林试剂和双缩脲试剂的异同 加热条件下，可溶性还原糖将新制的Cu(OH)2还原为Cu2O（砖红色）沉淀 碱性条件下Cu2＋与含有肽键的化合物发生反应生成紫色络合物 甲、乙两液等量混匀后立即使用(现配现用) 衡阳市第八中学 高一生物备课组 问 题 探 讨 4.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即可。 5.检测蛋白质时,加入双缩脲试剂B液后,没有观察到溶液变成紫色。试分析其原因。 可能是因为加入的双缩脲试剂B液过量。‌CuSO4在碱性溶液中生成大量的蓝色Cu(OH)2絮状沉淀，‌会遮蔽实验中所产生的紫色反应，‌从而影响观察结果。‌ 衡阳市第八中学 高一生物备课组 问 题 探 讨 1.(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。 高一生物备课组 习 题 演 练 衡阳市第八中学 2.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 √ 高一生物备课组 习 题 演 练 衡阳市第八中学 3．油菜种子成熟过程中部分有机物的变化如下图所示。将不同成熟阶段的种子制成匀浆后检测，检测结果正确的是 (　　) 选项 取样时间 检测试剂 检测结果 A 第10 d 斐林试剂 不显色 B 第20 d 双缩脲试剂 不显色 C 第30 d 苏丹Ⅲ试剂 橘黄色 D 第40 d 碘液 蓝色 C 第10d有可溶性糖，不排除有还原糖的可能，故加入斐林试剂，水浴加热后可能出现砖红色沉淀；种子中一定有蛋白质，加入双缩脲试剂后会呈现紫色；第30 d种子中有脂肪，与苏丹Ⅲ染液发生反应，呈现橘黄色；第40 d种子中无淀粉，加入碘液后不会呈现蓝色。 高一生物备课组 习 题 演 练 衡阳市第八中学 4．为研究大豆种子在黑暗条件下萌发和生长过程中总糖和蛋白质的相互关系，研究人员进行了相关实验。请回答下列问题： (1)研究人员首先进行了大豆种子在黑暗条件下萌发和生长过程中蛋白质含量变化的预实验。请完善实验原理、实验步骤。 ①实验原理：______________________________________________。 ②实验步骤： a．将3份等量大豆种子分别培养1、5、9 d后取出，各加入适量蒸馏水，研碎、提取、定容后离心得到蛋白质制备液； b．取3支试管，___________________________________________________； c．______________________________________________________________， 观察颜色变化。 蛋白质与双缩脲试剂反应，生成紫色物质，一定范围内，蛋白质含量越高，紫色越深 分别编号为1.2.3，依次分别加入等量培养1、5、9天的大豆种子蛋白质制备液 分别向3支试管中加入1mL双缩脲试剂A液，摇匀后再滴入双缩脲试剂B液，摇匀 高一生物备课组 习 题 演 练 衡阳市第八中学 4．为研究大豆种子在黑暗条件下萌发和生长过程中总糖和蛋白质的相互关系，研究人员进行了相关实验。请回答下列问题： (1)研究人员首先进行了大豆种子在黑暗条件下萌发和生长过程中蛋白质含量变化的预实验。请完善实验原理、实验步骤。 ③实验结果：1、2、3号试管中颜色依次加深。 (2)进一步定量测定总糖和蛋白质含量，结果如图所示，对图中结果的合理解释是____________________________ _______________________。 大豆种子萌发和生长时，需要产生更多的蛋白质参与各项生命活动，在黑暗条件下萌发，不能进行光合作用，与此同时，需要消耗糖类提供能量，因此蛋白质含量上升，而总糖含量下降。 高一生物备课组 习 题 演 练 衡阳市第八中学 3.下图1是细胞中3种化合物含量的扇形图，图2是有活性的细胞中元素含量的柱形图，下列说法不正确的是 (　　) A.若图1表示正常细胞，则甲、乙化合物共有的元素中含量最多的是a B.若图1表示细胞完全脱水后化合物含量的扇形图，则甲化合物中含量最多的元素为图2中的b C.图2中含量最多的元素是a，这与细胞中含量最多的化合物无关 D.若图1表示正常细胞，则乙化合物具有多样性，其必含的元素为C、H、O、N $$