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

该高中生物学课件围绕“细胞中的元素和化合物”展开，涵盖元素分类（大量、微量、基本元素）、化合物种类及检测（还原糖、脂肪、蛋白质）等核心知识。以情境问题“细胞与石头的生命差异”及邹承鲁院士名言导入，通过地壳与细胞元素对比表、玉米和人体细胞元素分析活动构建知识脉络，辅以表格、例题等学习支架。 其亮点在于融合生命观念（元素统一性与差异性）、科学思维（概念图构建、实验试剂对比分析）和探究实践（还原糖、脂肪、蛋白质检测实验步骤），通过“活动-归纳-例题”模式系统梳理知识，实验部分强调选材、试剂使用及易错点，助力学生理解生命物质基础，培养探究能力，也为教师提供清晰教学思路与实用教学资源。

2.1 细胞中的元素和化合物 1 细胞和石头都是由分子组成的,为什么细胞能表现出生命的特征呢?生物体生命活动的物质基础是什么呢？  情境导入 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 情境导入 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 *Si在某些植物细胞中含量较多，如硅藻、禾本科植物 1、组成生物体的所有元素中，有没有哪一些元素是生物体所特有的？这说明什么？ 2、生物体中的元素含量和无机环境中的含量有区别吗？这又说明什么？ 组成地壳和组成细胞的部分元素含量(％)表 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。 判断：组成地壳中的元素都能在细胞中找到？ × 分析组成细胞的元素和化合物 活动1 玉米和人体细胞的部分元素及含量(干重，质量分数) 1.在玉米细胞和人体细胞中含量较多的四种元素一样吗？如何解释这种现象？ 基本元素 水：H2O 糖类（大部分）：Cn(H2O)m 脂肪酸（脂类的一种）CH3(CH2)nCOOH 氨基酸（组成蛋白质的基本单位）： NH2-CH(R)-COOH（R代表基团） 最基本元素 玉米和人都是生物，都含有水、糖类、核酸、蛋白质等，它们的组成元素是C、H、O有的还含有N 分析组成细胞的元素和化合物 活动1 2.细胞中有些元素含量很少，是否意味着它们不重要？（P22） 胰岛素（蛋白质的一种）分子结构图 分析组成细胞的元素和化合物 活动1 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 3.比较玉米细胞和人体细胞的元素种类和含量，你能得出什么结论？ 4.这与细胞的多样性和统一性有什么联系？ 不同种类的细胞，其组成元素和化合物种类基本相同，但含量往往有一定差异，这既体现了细胞的统一性，又反映细胞的多样性 思考∙讨论 1、组成细胞的元素 一 组成细胞的元素和化合物 一 ①大量元素：指含量占生物体总重量的万分之一以上的元素。如 C、H、O、N、S、P、K、Ca、Mg等。其中C、H、O、N、P、S是主要元素 ②微量元素： 指占生物体总重量万分之一以下的元素， 如 Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu等 “铁猛碰新木桶” 维持生命活动 最基本元素 基本元素 主要元素 请尝试构建下列概念的包含关系图 活动2 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 1、组成细胞的元素 一 组成细胞的元素和化合物 一 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 跟踪训练 在某名贵花卉培养液中，除了水、必需的微量元素、 外(由空气提供CO2)，还必需的大量元素是 A.C、H、O、N、P B.K、Ca、Mg、S C.Mn、Mo、Cu、Zn D.K、Ca、Mg、Fe √ 成分中已经存在C、H、O、N、P及必需的微量元素，还需要的是K、Ca、Mg、S等大量元素，B正确。 2、组成细胞的化合物 一 组成细胞的元素和化合物 一 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 无论植物还是动物，不管在什么环境下 (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： 跟踪训练 1.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。 跟踪训练 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 √ 一 组成细胞的元素和化合物 一 问题探讨 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 组成细胞的元素和化合物 一 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 二 目录 一 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 二 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。 一 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 二 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。 鉴定物质 鉴定试剂 颜色变化 还原糖 脂肪 苏丹Ⅲ 蛋白质 斐林试剂 砖红色沉淀 橘黄 双缩脲试剂 紫色 1、实验原理 一 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 二 蛋清 豆浆 鸡肝 梨 葡萄 白萝卜 2、实验选材 一 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 二 3、还原糖的检测和观察 选材：含糖量高、白色或近于白色的植物组织 试剂：斐林试剂（甲液：0.1g/ml的NaOH 乙液：0.05g/ml的CuSO4） 制备样液：制浆→过滤（一层纱布）→取液 颜色反应： 结论：组织样液含有还原糖 注入2mL组织样液 振荡、混合摇匀呈现蓝色 注入1mL刚配制好的斐林试剂 甲乙液等量混匀，现配现用 变成砖红色 50-650C的温水 一 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 二 3、还原糖的检测和观察 砖红色 浅蓝色 棕色 （Cu2O） 实验现象： 一 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 二 3、还原糖的检测和观察 考点回顾 还原糖+斐林试剂 砖红色沉淀 水浴加热 50℃~65℃ 斐林 试剂 甲液 乙液 0.1g/mLNaOH 0.05g/mLCuSO4 等体积混合使用，现配现用。 原理： 试剂： 选材： 含糖较高、颜色为白色或近于白色的植物组织（苹果、梨） 葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖 （淀粉、蔗糖等不可以） 一 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 二 4、蛋白质的鉴定 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。 一 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 二 5、脂肪的鉴定 方法一：花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ染液→橘黄色 方法二：取材：花生种子(浸泡)，将子叶切成薄片 制片 取最薄的切片，放在载玻片中央 滴2～3滴苏丹Ⅲ染液(染色3 min) 去浮色：加1～2滴体积分数为50%的酒精溶液 制成临时装片：滴一滴蒸馏水，盖上盖玻片 先低倍镜下找橘黄色颗粒，再高倍镜观察 观察 结论：圆形小颗粒呈橘黄色，证明有脂肪存在 一 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 二 5、脂肪的鉴定 脂肪+苏丹Ⅲ 橘黄色 原理： 选材： 富含脂肪、且颜色浅 例如：花生子叶细胞 试剂： 苏丹Ⅲ 50%的酒精 洗去浮色 脂肪微粒 脂肪的检测与观察 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 二 一 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 二 5、脂肪的鉴定 脂肪+苏丹Ⅲ 橘黄色 原理： 选材： 富含脂肪、且颜色浅 例如：花生子叶细胞 试剂： 苏丹Ⅲ 50%的酒精 洗去浮色 脂肪微粒 总结表格 活动3 项目 斐林试剂 双缩脲试剂 成分 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 原理不同 新配制的Cu(OH)2与加入的还原糖在水浴加热 条件下反应，Cu(OH)2被还原生成砖红色的Cu2O沉淀 蛋白质在碱性溶液中可以与Cu2＋发生双缩脲反应，生成紫色络合物 方法不同 甲、乙两液等量混匀后立即使用(现配现用) 使用条件 颜色反应 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 ℃温水浴加热 不需加热 蓝色→棕色→砖红色 浅蓝色→紫色 1.完善表格，总结斐林试剂和双缩脲试剂的异同 总结表格 活动3 2.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。 3.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。 跟踪训练 3.(2023·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到砖红色沉淀，进而可检测还原糖的存在，B错误。 跟踪训练 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 √ 甲液和A液都是浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液，乙液和B液的用量不同，B液的用量较少(4滴)，B错误。 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 课堂小结 谢 谢 36 NH、PO EV录屏3.9.6软件录制 Lavf56.38.102 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $