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2章 组成细胞的分子 2.1 细胞中的元素和化合物 本节聚焦： 1.细胞中常见的元素有哪些？ 2.组成细胞的主要化合物有哪些？ 3.怎样检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质？ 问题探讨：P16 比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量，你能提出什么问题？就自己提出的问题与同学交流。 *Si在某些植物细胞中含量较多， 如硅藻、禾本科植物。 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 组成地壳和组成细胞的部分 元素含量（%）表 1.从元素种类上看：组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到，没有一种元素为细胞所特有。说明：生物界与非生物界具有统一性。 2.从元素含量上看：细胞与非生物相比，各种元素的相对含量差别较大。说明：生物界与非生物界具有差异性。 思考.讨论：P16 比较组成玉米细胞和人体细胞的元素及含量 左表是玉米细胞和人体细胞内含量较多的化学元素的种类及其含量。 讨论 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? 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% 一样，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，这些物质都含有C、H、O，蛋白质中还有大量N元素。 思考.讨论：P16 比较组成玉米细胞和人体细胞的元素及含量 讨论 2. 细胞中有些元素含量很少，是否意味着它们不重要? 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虽少，却有着重要作用。如在玉米细胞中，S只有0.17%，Mg只有0.18%，但很多蛋白质都含有S，叶绿体中的叶绿素分子就含有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：P16 比较组成玉米细胞和人体细胞的元素及含量 3.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 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% （1）不同生物体内所含化学元素的种类基本相同。 （2）不同生物体内同种元素的 含量差别较大。 （3）同一生物体内的不同元素的含量也不相同。 →体现：细胞的统一性和差异性。 2.1 细胞中的元素和化合物 一、组成细胞的元素 1.种类：P16 细胞中常见的化学元素有20多种 2.分类：P17 （1）大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等； （2）微量元素：Fe、B、Cu、Mo、Zn、Mn等。 大量元素是含量占生物体总量的万分之一以上的元素； 微量元素虽是含量占生物体总量的万分之一以下的元素，但却是不可缺少的元素 注意:细胞干重含量最多是C,鲜重含量最多是O。 一、组成细胞的元素 3.拓展应用：元素缺乏症 ①Fe：是血红蛋白的组成成分，人缺Fe会引起缺Fe性贫血。 ②Ca：人缺钙会患骨质疏松症；哺乳动物的血液中Ca含量太低会出现抽搐等症状。 ③I：是构成甲状腺激素的必需元素，缺I幼年：呆小症；成年：甲状腺肿大。 ④Zn：食欲减退、免疫力下降、影响生长发育等。 ⑤Mg：是植物叶绿素的构成成分，缺Mg会影响植物的光合作用。 ⑥B：缺B会引起植物的花而不实（只开花不结果）。 思考：组成细胞的各元素以何形式存在的呢？ 组成细胞的元素大多以化合物的形式存在。 2.1 细胞中的元素和化合物 一、组成细胞的元素 3.注意辨析：学生朗读 (1)不要误以为生物体内大量元素重要，微量元素不重要。 大量元素、微量元素是根据元素的含量划分的。无论是大量元素还是微量元素，对于维持生物体的生命活动都起着非常重的作用。 (2)微量元素是生物体内含量很少又不可缺少的元素。生物体内有一些含量很少，但对生物体而言不是必需元素，则不属于微量元素，如铅（Pb）、汞（Hg)等离子。 练习与应用：P18 一、概念检测 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。 ( ) √ × √ 课堂练习 1.下列关于细胞中的元素正确的是（ ） A．一个H2O分子是一个系统，一个H或O原子不是一个系统 B．组成人和玉米体内含量最多的元素是C C．在细胞干重中，含量最多的元素也是生物体内最基本的元素 D．Fe、Mn、Mg、Cu等微量元素在细胞中含量少，但不可或缺 C 课堂练习 2.关于细胞中元素的叙述，错误的是（ ） A．番茄和水稻根系吸Si元素的量有差异 B．在人体活细胞中氢原子的数目最多 C．大量元素因其在生物体内含量较多，所以并不是生物体生命活动所必需的元素 D．在人体细胞干重中C元素含量最多，是因为细胞中含有大量的有机化合物 C 课堂练习 3.（2024·重庆高考题）下表据《中国膳食指南》得到女性3种营养元素每天推荐摄入量，据表推测，下列错误的是（    ） A．以单位体重计，婴儿对碘的需求高于成人 B．与孕前期相比，孕中期女性对氧的需求量 升高 C．对25岁与65岁女性，大量元素的推荐摄入 量不同 D．即使按推荐量摄入钙，部分女性也会因缺 维生素D而缺钙 C 二、组成细胞的化合物 1.组成细胞的主要化合物及其相对含量：P16图2-1 化合物 无机物 有机物 水：70%-90% 无机盐：1%-1.5% 蛋白质：7%-10% 糖类： 核酸： 脂质：1%-2% (1).细胞中含量最多的化合物是______。 (2).细胞内含量最多的有机化合物是________。 (3).干重中含量最多的化合物是_________。 1%-1.5% （第一多） （第二多） 水 蛋白质 蛋白质 思考.讨论：P17 旁栏思考题 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差别？ 糖类 H2O 叶绿素 梨果实细胞 梨叶片细胞 多 少 多 少 无 多 梨的果实细胞中糖类和水等物质多，不含叶绿素。 总结：不同生物组织的细胞中各种化合物的含量是有差别的，有的还相差悬殊！ 因此，我们才需要在日常膳食中做到不同食物合理搭配，以满足机体的营养需要。 三、探究.实践：P18-19 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 1.原理：某些化学试剂能够使生物组织中的相关化合物产生特定的颜色反应。 ①✱淀粉 + 碘液→蓝色 ②还原糖 + 斐林试剂 砖红色沉淀（蓝色→棕色→砖红色） ③脂肪 + 苏丹Ⅲ染液 橘黄色 ④蛋白质 + 双缩脲试剂→紫色 50~65℃水浴加热 显微镜观察 三、探究.实践：P18-19 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 2.目的要求：尝试用化学试剂检测生物组织中的糖类、脂肪或蛋白质。 3.材料用具： （1）实验材料： 颜色浅或接近于无色或白色，富含某种有机物。 3.材料用具： （2）仪器：P18 略 （3）试剂： ①斐林试剂：甲液为0.1g/mL的NaOH溶液，乙液为0.05g/mL的CuSO4溶液,检测还原糖时甲液和乙液等量混合均匀，且现配现用，需要水浴加热。 ②双缩脲试剂：A液为0.1g/mL的NaOH溶液，B液为0.01g/mL的CuSO4溶液,检测蛋白质时先加A液1ml、再加B液4滴，摇匀。 ③50%的酒精：检测脂肪时花生子叶染色后，洗去浮色。 →成分相同，但浓度不完全相同，使用方法也不同。 4.方法步骤：P18-19 学生朗读 （1）还原糖的检测：选含葡萄糖、果糖、麦芽糖等还原糖量高、白色或接近于白色的植物组织，如梨、苹果等，因为蔗糖不是 还原糖，所以不选富含蔗糖的甘蔗和甜菜，也不选深色的西瓜；检测时用斐林试剂：甲液和乙液等量混合均匀，且现配现用，需要水浴加热（甲液：质量浓度0.1g/mlNaOH，乙液：质量浓度0.05g/mlCuSO4）。 （2）脂肪的检测：加体积分数为50%的酒精溶液，洗去浮色； 显微镜观察时，先低倍镜下找到橘黄色颗粒，再高倍镜观察。 4.方法步骤：P18-19 （3）蛋白质的检测：选含蛋白质丰富的豆浆或鸡蛋清溶液，用蛋清必须加水稀释，以免实验后黏住试管壁，不易清洗；蛋白质中肽键在碱性环境遇到Cu2+会形成紫色络合物，检测时用双缩脲试剂：先加A液ml、再加B液4滴，摇匀（A液：质量浓度0.1g/ml NaOH，B液：质量浓度0.01g/mlCuSO4）。 观看视频：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 组成细胞的元素 组成细胞的化合物 无机化合物 有机化合物 水 无机盐 蛋白质 核酸 糖类 脂质 大量元素 微量元素 生物界与无机自然界的统一性和差异性 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 主要存在形式 课堂小结：2.1 细胞中的元素和化合物 （第一多） （第二多） 练习与应用：P18 一、概念检测 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：P18-19 一、概念检测 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：P18-19 二、拓展应用 1.组成细胞的元素追根溯源来自无机环境，为什么细胞内各种元素的比例与无机环境的大不相同？ 2.将细胞内含有的各种物质配齐，并按照它们在细胞中的比例放在一个试管中，能构成一个生命系统吗？为什么？ 这与细胞内的有机化合物如糖类、脂质、蛋白质和核酸有关，说明细胞有选择地从无机自然界吸收所需元素。 不能。因为生命系统内部是一个严谨有序的结构，不是由物质随意堆砌而成的。 课堂练习： 1.梨的果实中含有丰富的营养物质，有生津、润肺等功效，其叶片细胞与果肉细胞中的化合物含量和种类均有差异。下列相关叙述错误的是（    ） A．两种细胞中含量最多的有机化合物是蛋白质 B．两种细胞中含量最多的四种元素为C、H、O、N C．两种细胞内的生物大分子有蛋白质、多糖、脂肪等，均以碳链作为基本骨架 D．检测还原糖以梨的果肉为实验材料，原因是梨汁富含还原性糖且梨的果肉无色 C 课堂练习： 2.在还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定实验中，对实验材料要进行选择，下列叙述正确的是（ ） A.检测蛋白质时，双缩脲试剂的两种溶液需要临时等量混匀使用 B.甘蔗茎和甜菜块根都含有较多蔗糖且近于白色，因此可用于还原糖的鉴定 C.检测花生种子中的脂肪时，子叶切片经苏丹Ⅲ染液染色后，需用清水反复冲洗 D.常用梨、苹果等的组织样液作为检测植物组织内还原糖的实验材料 D 课堂练习： 3.下列关于“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”的实验操作的叙述，正确的是（ ） A.检测还原糖斐林试剂与检测蛋白质双缩脲试剂的成分不相同 B.制作临时装片，利用苏丹Ⅲ染液染色后可用50%的酒精洗去浮色 C.用双缩脲试剂检测蛋白质，在高倍镜下能看到橘黄色脂肪颗粒 D.用双缩脲试剂检测蛋白质，需水浴加热2min才能看到颜色变化 B 课堂练习： 4.根据“检测生物组织中的糖类、脂肪、蛋白质”实验，回答下列问题： （1）鉴定成熟葡萄汁中存在还原性糖所用的试剂是_________，甲液和乙液需________________后再用于实验。该试剂与细胞内还原性糖发生作用，形成_________沉淀。 （2）鉴定花生子叶细胞脂肪的实验中，能将脂肪染成橘黄色的染液是___________，用其染色时，要用酒精来冲洗浮色，这是因为 ______________________。 （3）鉴定黄豆组织中是否存在蛋白质时，向组织液中加入_____试剂A液摇匀，再向样液中加入其B液摇匀。其中B液的量只有3～4滴，而不能过量，这是因为：_______________________________ _______________________________________。 斐林试剂 等量混合均匀 砖红色 苏丹Ⅲ染液 苏丹Ⅲ能溶解在酒精中 双缩脲 过量的双缩脲试剂B会与试剂A反应，使溶液呈蓝色，而掩盖生成的紫色。 肇庆市统考题 1.（2025年）人们常说“生命在于运动”，人体的运动依赖于肌细胞的收缩与舒张。肌细胞中含量最多的有机化合物是（　　） A. 磷脂 B. 葡萄糖 C. 蛋白质 D. 核酸 C 肇庆市统考题 2.（2024年）下列关于细胞中元素和化合物的叙述，正确的是（ ） A. 组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在 B. 给植物体施加磷肥可用于合成淀粉、磷脂和核糖 C. 血红蛋白中的Fe元素和S元素都位于R基上 D. 细胞中某些元素含量很少，因此这些元素并不重要 A 肇庆市统考题 3.(2023年）下表是某运动员所喝饮料的化学成分，下列相关叙述错误的是（　　） A. 饮料中添加无机盐主要是因为无机盐具有维持人体生命活动的重要作用 B. 人体内Na+缺乏会引发肌肉酸痛、无力 C. 人体内P元素缺乏会影响核酸、ATP等物质的合成 D. 运动员喝饮料的主要目的是补充各种无机盐 D 高考真题： 1.（2022·江苏）下列物质的鉴定实验中所用试剂与现象对应关系错误的是（    ） A．还原糖-斐林试剂-砖红色 B．DNA-台盼蓝染液-蓝色 C．脂肪-苏丹Ⅲ染液-橘黄色 D．淀粉-碘液-蓝色 B 在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺呈蓝色，而台盼蓝染液可以检测细胞膜的完整性，检测细胞是否存活。B错误 高考真题： 2.（2022·重庆）在一定条件下，斐林试剂可与葡萄糖反应生成砖红色沉淀，去除沉淀后的溶液蓝色变浅，测定其吸光值可用于计算葡萄糖含量。下表是用该方法检测不同样本的结果。下列叙述正确的是（    ） A．斐林试剂与样本混合后立即生成砖红色沉淀 B．吸光值与样本的葡萄糖含量有关，与斐林试剂的用量无关 C．若某样本的吸光值为0.578，则其葡萄糖含量大于0.4mg/mL D．在一定范围内葡萄糖含量越高，反应液去除沉淀后蓝色越浅 D 样本 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 吸光值 0.616 0.606 0.595 0.583 0.571 0.564 葡萄糖含量（mg/mL） 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 在一定范围内葡萄糖含量越高，生成的砖红色沉淀（Cu2O）越多，反应液去除沉淀后的溶液中游离的Cu2+越少，则蓝色越浅，D正确。 $