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

探索生物课堂 2.1细胞中的元素和化合物 Time：2025.9 第2章 组成细胞的分子 问题探讨 图片展示的都是五颜六色的石头吗？ 组成它们的元素种类相似吗？ 石头 生石花 生石花是生物，石头是非生物，组成它们的元素种类相似。 生物 非生物 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% 2 问题探讨 生物能表现出生命特征是因为生物含有特殊的生命元素吗？ 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% 不是 组成地壳和组成细胞的部分元素含量如表所示，分析表格，总结出地壳与细胞的元素组成有什么区别和联系？ 联系：组成细胞的化学元素，在地壳中都能找到，没有一种化学元素为细胞所特有（原因：细胞生命活动所需要的物质，归根结底是从无机自然界中获取的） 区别：细胞中各种元素的相对含量与地壳中的大不相同（原因：生物体吸收自然界中的元素是有选择性的） 3 问题探讨 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% 生物界和非生物界既有统一性又有差异性 统一性：元素种类相同 差异性：元素含量不同 结论： 生物界内部是不是也既有统一性又有差异性呢？ 组成细胞的元素 阅读教材中的”思考.讨论”,比较组成玉米细胞和人体细胞的元素及含量,小组合作解决以下问题： 玉米细胞和人体细胞中含量较多的四种元素一样吗？ 细胞中有些元素含量很少，是否意味着它们不重要？ 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？ 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 注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3% 玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量（干重，质量分数）表 组成细胞的元素 玉米细胞和人体细胞中含量较多的四种元素一样吗？ 含量较多的4种元素都是C、H、O、N。 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 注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3% 玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量（干重，质量分数）表 组成细胞的元素 细胞中有些元素含量很少，是否意味着它们不重要？ 不是 如玉米细胞中，Mg的含量虽然只有0.18 %，但Mg是构成叶绿素的必要元素，缺少Mg就不能合成叶绿素。 叶绿素在光合作用中具有吸收、传递、转化功能的作用 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 注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3% 玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量（干重，质量分数）表 组成细胞的元素 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？ 玉米细胞中O的含量要明显高于人体细胞，而N的含量明显低于人体细胞。 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 注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3% 玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量（干重，质量分数）表 说明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（元素组成：C、H、O）多，人体细胞中蛋白质（主要元素组成：C、H、O、N）含量多。 组成细胞的元素 从生物体的元素组成来分析，生物界内部存在统一性和差异性 统一性：组成生物体的元素种类大体相同 差异性：组成生物体的元素含量不同 结论： 组成细胞的元素 表中涉及的元素占细胞干重的质量分数大于97%，所以这些元素称为大量元素，其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3%，称为微量元素。 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 注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3% 玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量（干重，质量分数）表 ＞97% 大量元素 组成细胞的元素 C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等 C 最基本元素： 基本元素： C、H、O、N 大量元素： 微量元素： 铁猛碰新木桶 Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu等 (铁、锰、硼、锌、钼、铜) 常见的有20种 微量元素含量虽少，但作用不可替代 新木桶 猛碰 铁 鲜重元素： 组成细胞的化合物 图2-2 组成人体细胞的主要元素(占细胞鲜重的百分比) O>C>H>N 分析图2-2,比较鲜重状态下细胞中C、H、O、N四种元素的含量大小 鲜重：指生物体或细胞在自然状态下测得的质量 干重元素： 组成细胞的化合物 图2-3 组成人体细胞的主要元素(占细胞干重的百分比) C>O>N>H 分析图2-3,比较干重状态下细胞中C、H、O、N四种元素的含量大小 干重：指生物体或细胞除去水以后 测得的质量 缺Fe： 人体患贫血 缺Ca： 成年人缺钙患骨质疏松症；血液缺钙会出现抽搐。 缺I： 人幼年患呆小症；成年患甲状腺肿大（大脖子病） 缺Zn： “花”而不实（只开花不结果） 缺B： 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 元素缺乏导致的疾病 组成细胞的元素 组成细胞的元素 组成细胞的元素 原因:与组成细胞的化合物有关 组成细胞的元素中，C、H、O、N这4种元素的含量为什么最高？ 组成细胞的化合物有哪些？ 组成细胞的化合物 阅读教材，小组合作解决以下问题： 组成细胞的各种元素以什么形式存在？ 组成细胞的化合物主要有哪些种类？ 这些化合物可分为哪两类？ 分析教材中的图2-1，想一想： 细胞中含量最多的化合物是什么？ 细胞中含量最多的有机化合物是什么？ 细胞干重中含量最多的化合物是什么？ 组成细胞(鲜重)的主要化合物及其相对含量 组成细胞的化合物 阅读教材，小组合作解决以下问题： 组成细胞的各种元素以什么形式存在？ 组成细胞的化合物主要有哪些种类？ 主要有水、无机盐、蛋白质、脂质、糖类和核酸等 组成细胞的各种元素大多数以化合物的形式存在 组成细胞的化合物 阅读教材，小组合作解决以下问题： 这些化合物可分为哪两类？ 组成细胞的化合物 分析教材中的图2-1，想一想： 细胞中含量最多的化合物是什么？ 细胞中含量最多的有机化合物是什么？ 组成细胞(鲜重)的主要化合物及其相对含量 水 蛋白质 占细胞鲜重最多的化合物是水 占细胞鲜重最多的有机物是蛋白质 鲜重：指生物体或细胞在自然状态下测得的质量 组成细胞的化合物 分析教材中的图2-1，想一想： 细胞干重中含量最多的化合物是什么？ 蛋白质 干重：指生物体或细胞除去水以后 测得的质量 细胞干重中含量最多的有机化合物是 蛋白质 组成细胞(鲜重)的主要化合物及其相对含量 正因为组成细胞的主要成分都是水、糖类、脂质、核酸和蛋白质等物质，这些物质含有C、H、O,蛋白质中还含有大量的N元素，所以，组成细胞的元素中，C、H、O、N这4种元素的含量最高。 组成细胞的化合物 总结 组成细胞的化合物 如图为某同学的早餐图，小组合作分析，图中①~④分别含有较多的什么物质？ ① ③ ② ④ 维生素 蛋白质 糖类 脂肪和蛋白质 组成细胞的化合物 早餐只吃鸡蛋好不好？为什么？ 不好, 营养不均衡 不同食物中营养物质的种类和含量有很大差别，因此我们在日常膳食中要做到不同食物合理搭配，以满足机体对营养的需要。 不良的饮食习惯如偏食可能引起糖尿病、脂肪肝等疾病，因此我们要合理膳食，不能偏食厌食。 怎么检测不同生物组织中的营养物质呢？ 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 阅读教材，填写表格 检测物质 检测试剂 现象 条件 还原糖 蛋白质 脂肪 斐林试剂 50~65 ℃水浴加热 双缩脲试剂 苏丹Ⅲ染液 砖红色沉淀 紫色 橘黄色 原理：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。 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 完成斐林试剂与双缩脲试剂的比较表 比较 项目 作用 试剂成分及浓度 使用方法 是否需要加热 现象 斐林 试剂 双缩脲 试剂 检测 还原糖 甲液：0.1 g/mL的NaOH溶液 乙液：0.05 g/mL的CuSO4溶液 检测 蛋白质 砖红色沉淀 溶液呈紫色 A液：0.1 g/mL的NaOH溶液 B液：0.01 g/mL的CuSO4溶液 NaOH溶液和CuSO4溶液等量混合均匀后立即使用(现配现用) 需要 不需要 先加入NaOH溶液， 再加入CuSO4溶液 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，只需将斐林试剂的乙液用蒸馏水稀释即可 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 原理 注意事项 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 甲液和乙液混合后产生Cu(OH)2沉淀,Cu(OH)2与含醛基(—CHO)的可溶性还原糖在加热条件下反应,Cu(OH)2被还原为砖红色的Cu2O沉淀 在碱性溶液（NaOH溶液）中，蛋白质中的肽键与Cu2+反应,形成紫色络合物 能与双缩脲试剂发生紫色反应的化合物分子中至少要有两个肽键 实验材料： 梨匀浆 葡萄匀浆 白萝卜匀浆 花生种子 豆浆 鲜肝提取液 鸡蛋清稀释液 蛋白质 脂肪 还原糖 分析本实验的实验材料，这些材料分别可以用来检测什么物质？ 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 蛋清如果不充分稀释，与双缩脲试剂发生反应后会粘在试管内壁上，使反应不彻底，试管也不容易刷干净。 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 还原糖： 非还原糖： 不能，有颜色，会干扰实验 不能，是蔗糖，非还原糖 葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖 淀粉、蔗糖、纤维素 西瓜、西红柿？ 甘蔗、甜菜？ 还原糖有哪些？ 实验1：还原糖的检测和观察 选材：含糖量较高的白色或近于白色的植物组织 制备组织样液 制浆：去皮、切块、研磨 过滤：用单层纱布 取液：2mL 颜色反应 现象 50～65℃水浴 加热2min 2mL组 织样液 1mL刚配制的斐林试剂 结论：组织样液含有还原糖 砖红色沉淀 呈现蓝色 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 Cu(OH)2的颜色 选材：黄豆浆滤液（或鸡蛋蛋清稀释液） 制备组织样液：黄豆浸泡→去皮→切片→研磨→过滤→滤液 显色反应 现象 摇匀 2mL组 织样液 1mL双缩脲试剂A液 创设碱性环境 4滴双缩脲试剂B液 提供Cu2+ 无色 浅蓝色 紫色 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 实验2：蛋白质的检测和观察 结论：组织样液含有蛋白质 1.检测脂肪的基本步骤是什么？ 2.需要使用哪些用具？ 3.需要使用什么试剂？这些试剂的作用分别是什么？ 取材→切片→制片→观察 刀片、培养皿、毛笔、载玻片、盖玻片、吸水纸和显微镜等 苏丹Ⅲ染液 50%的酒精 蒸馏水 将脂肪染成橘黄色 用于洗去花生子叶薄片上的苏丹Ⅲ染液 保证切片细胞的正常形态 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 阅读“脂肪的检测和观察”，回答以下问题： 33 实验3：脂肪的检测和观察 取材：取一粒浸泡过的花生种子，去掉种皮，用刀片在子叶的横断面上平行切下若干薄片(至少有一个边缘薄到只有一层细胞)，放入盛有清水的培养皿中待用。 制片 选取最薄的薄片移至载玻片中央 在薄片上滴2－3滴苏丹Ⅲ染液，染色3min 用吸水纸吸去染液，滴加体积分数为50%的酒精溶液1－2滴 显微观察 现象 用吸水纸吸去多余酒精，滴1-2滴蒸馏水，盖上盖玻片，制成临时装片 先在低倍镜下找到花生子叶的最薄处，移至视野中央，后用高倍镜观察 有被染成橘黄色的脂肪微粒 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 脂肪微粒 实验3：脂肪的检测和观察 结论：组织样液含有脂肪 总结 1.如图所示，胡杨生活在干旱地区，水母生活在水中。这两种生物的细胞中含量最多的化合物分别是 （ ） A.蛋白质、水 B.水、蛋白质 C.蛋白质、蛋白质 D.水、水 D 练习 2.西湖龙井属于绿茶，为中国十大名茶之一。下列关于西湖龙井的说法，错误的是 （ ） A.其细胞中常见的化学元素有20多种 B.新鲜茶叶的细胞中既有大量元素，也有微量 元素 C.制好的成品茶中C、O、Ca、P这四种元素的含量最多 D.新鲜茶叶的细胞中有有机物和无机物 C 练习 3.图1是细胞中几种化合物含量的扇形图，图2是活细胞中元素含量的柱形图，下列说法错误的 （ ） A.若细胞代谢正常，则图1中的化合物甲是水 B.若细胞代谢正常，则图1中的化合物乙是蛋白质 C.若细胞代谢正常，则图2中的b元素是氢 D.若细胞完全脱水，则含量最多的元素不是图2中的a C 练习 4.下列关于“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”实验操作步骤的叙述，正确的是 （ ） A.用于检测还原糖的斐林试剂的甲液和乙液，可直接用于蛋白质的 检测 B.检测可溶性还原糖时，要在加入斐林试剂的甲液并摇匀后，再 加入乙液 C.脂肪的检测需借助显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪颗粒 D.用双缩脲试剂检测蛋白质时，需水浴加热2 min才能看到紫色 C 练习 5.菠菜叶虽然含有大量的还原糖，却不宜用作检测还原糖的实验材料，主要原因是 （ ） A.叶片不易磨碎，还原糖不易释放 B.在研磨时，糖类易被破坏 C.叶片中叶绿素颜色较深，掩盖了发生的颜色反应 D.叶片中光合作用的产物以淀粉的形式存在 C 练习 $$