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

该高中生物学课件聚焦“细胞中的元素和化合物”，涵盖元素种类（大量、微量）、含量规律（生物界与非生物界统一性和差异性）、化合物分类及糖类、脂肪、蛋白质检测实验，通过“问题探讨”对比地壳与细胞元素含量表导入，结合表格分析（玉米与人体细胞元素含量）和讨论活动搭建学习支架。 其亮点在于以生命观念为核心，通过元素分类口诀（铁猛碰新木桶）和化合物含量对比表强化记忆，实验部分详细解析斐林试剂与双缩脲试剂差异、水浴加热等操作要点，培养科学思维与探究实践能力。习题巩固与易错点提示帮助学生系统掌握，教师使用时可提升教学效率，助力学生构建生命物质基础认知。

2.1 细胞中的元素和化合物 1 学习目标 1.举例说出细胞中常见的元素 2.举例说出组成细胞的主要化合物 3.检测生物组织中的糖类、 脂肪和蛋白质 问题探讨 元素 地壳 细胞 O(氧) 48.60 65.0 Si（硅） 26.30 极少 C（碳） 0.087 18.0 N（氮） 0.03 3.0 H（氢） 0.76 10.0 组成地壳和组成细胞的部分元素含量(％)表 任务①：如图是组成地壳和组成细胞的部分元素含量，请分析以下问题？ 1.细胞中所含的元素是否都能从地壳找到？地壳中所含的元素细胞中是否都有呢？ 组成细胞的元素在自然界中都可以找到，没有一种化学元素是细胞所特有的。 组成细胞的化学元素在含量上和地壳存在差异 2.比较细胞和无机自然界的各种元素含量，说明什么？ 结论： 生物界与非生物界在 元素种类 上具有统一性， 元素含量 上具有差异性。 组成细胞的元素 1 元素 玉米细胞 人体细胞 O 44.43 14.62 C 43.75 55.99 H 6.24 7.46 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） 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？ 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？ C、H、O、N 与组成的细胞的化合物有关 不同生物体的组成元素在种类上_____，在含量上 。 相似 差异大 2.细胞中有些元素含量很少，是否意味着它们不重要？ 不是 如血红蛋白都含有Fe，缺Fe血红蛋白合成少，患缺铁性贫血 一、组成细胞的元素 讨论 玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量(干重、质量分数) 归纳总结 玉米细胞: O＞C＞H＞N 人体细胞: C＞O＞N＞H (1)动物体与植物体C、H、O、N四种元素含量比较 (2)植物______多，蛋白质少，故干重中O较多； (3)动物________多，糖类少，故干重中C比例高 糖类 蛋白质 (4)这说明不同生物细胞在元素组成上有 ,在元素的含量上具有 。 统一性 差异性 一、组成细胞的元素 元素 玉米细胞 人体细胞 O 44.43 14.62 C 43.75 55.99 H 6.24 7.46 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 细胞中的元素 根据在细胞中的含量 大量元素 微量元素 C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg Fe、Mn、B、 Zn、Mo、Cu 铁(Fe)猛(Mn)碰(B)新(Zn)木(Mo)桶(Cu) 主要元素 最基本元素 必需元素 是指生物生长发育必不可少的元素 常见的有20多种 基本元素 铁 锰 硼 锌 钼 铜 铁 猛 碰 新木桶 一、组成细胞的元素 （生物大分子以碳链为骨架） 7 (1)元素分类是根据生物体内的含量，而不是生理作用；不要误认为大量元素重要，微量元素不重要，无论大量元素还是微量元素都是必需元素。微量元素虽含量少，但其生理作用却不可替代。 （2）铅（Pb）、汞（Hg）在细胞中含量也很低，不属于微量元素，生物体不需要吸收Pb和Hg，一旦吸收会引起重金属中毒。 (3)无论干重还是鲜重,细胞中C、H、O、N这四种元素含量最多。 特别注意 一、组成细胞的元素 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 干重最多的四种元素： 鲜重最多的四种元素： 干重含量最多的元素： 鲜重含量最多的元素： C O O、C、H、N C、O、N、H 组成人体细胞的主要元素（占细胞鲜重的百分比） 组成人体细胞的主要元素 （占细胞干重的百分比） 【要点补充】 鲜重:是指生物体(或细胞)在自然状态下测得的重量 干重:是指生物体(或细胞)除去水（自由水）以后测得的重量 干重 = 鲜重-水 = 有机物+无机盐 9 组成细胞的各种元素主要又是以什么形式存在的呢? 水 无机盐 糖 类 蛋白质 脂 质 核 酸 组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在 1.元素的存在形式： 二、组成细胞的化合物 组成细胞的化合物 2 【任务①】 阅读P17页，思考有关问题 1.组成细胞的化合物分几类，主要有哪些？ 2.细胞内含量最多的化合物是________，含量最多的有机化合物是________,干重中含量最多的化合物_______。 蛋白质 水 蛋白质 二、组成细胞的化合物 关于水和蛋白质的几种说法 水 蛋白质 细胞内含量最多的化合物 细胞内含量最多的无机化合物 占细胞鲜重含量最多的化合物 细胞内仅次于水的化合物 细胞内含量最多的有机化合物 占细胞干重含量最多的化合物 二、组成细胞的化合物 拓展应用 细胞中不同化合物的组成元素 +N、P +N、P +N、P +N （有的含S、 Fe、Se等） 二、组成细胞的化合物 如葡萄糖C₆H₁₂O₆ 习题巩固 1.生活在缺水的沙漠环境中的仙人掌细胞中，含量最多的化合物是（ ） A.蛋白质 B.脂肪 C.糖类 D.水 2.占细胞鲜重比例最大的元素及有机物依次是 （ ） A．O、水 B．C、水 C．O、蛋白质 D．C、蛋白质 3.科学家在研究组成地壳和组成细胞的部分元素时，发现细胞与非生物相比，各种元素的相对含量大不相同这一事实主要说明 （ ） A.生物与非生物没有区别 B.生物界与非生物界具有统一性 C.生物来源于非生物 D.生物界与非生物界具有差异性 D C D 16 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 蛋白质+ _______________ _____________ 淀粉 + _____________ _____________ 碘液 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。 还原糖+ _____________ ____________ 水浴加热 脂肪 + _______________ ___________ 双缩脲试剂 斐林试剂 苏丹Ⅲ染液 50-65℃ （一）检测原理 镜检 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 蓝色 砖红色沉淀 橘黄色 紫色 （二）糖类检测 1、还原糖： 指的是具有还原性的糖，如葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖、半乳糖 （2）材料： 材料本身应为白色或近于白色，不干扰实验结果。 梨 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 常见非还原糖:少数二糖如蔗糖、所有的多糖(纤维素） 甘蔗 梨匀浆、葡萄匀浆、白萝卜匀浆、苹果匀浆 （二）还原糖检测 （3）试剂：斐林试剂 甲液和乙液混合均匀后使用，现配现用 甲液 乙液 0.1 g/mL NaOH溶液 0.05 g/mLCuSO4溶液 斐林试剂鉴定还原糖，是利用还原糖（含有-CHO，即醛基）与Cu(OH)2 反应，生成砖红色沉淀Cu2O，所以要混合均匀制成Cu(OH)2 后再使用，Cu(OH)2 不稳定，易分解 配方： 使用方法： 原理： 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 （4）实验步骤： （制浆→单层纱布过滤→取液） 结论 组织样液中含有可溶性 。 注：唯一需要加热 （水浴加热，可使受热均匀） 还原糖 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 选材 制备组织样液 梨 显色反应 21 砖红色 浅蓝色 棕色 （Cu2O） 实验现象： √ √ 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 厚薄不均会导致观察时有的地方清晰，有的地方模糊 洗去浮色 制片 显微观察 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 现象 有被染成橘黄色的脂肪微粒 花生种子（实验前浸泡3－4h），去掉种皮，用刀片在子叶的横断面上平行切下若干薄片，放入盛有清水的培养皿中待用。 取材 显微镜下被苏丹Ⅲ染色的脂肪颗粒 脂肪颗粒 （三）脂肪的检测 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 实验结论： 花生中含有大量的脂肪 稀释倍数要大，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。 CuSO4 NaOH （三）蛋白质的检测 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 豆浆滤液或蛋清稀释液 取材 组织样液2mL 双缩脲试剂A液1mL 双缩脲试剂B液4滴 摇匀后变成紫色 显色反应 结论 说明组织样液中存在蛋白质。 A液：0.1g/ml NaOH B液：0.01g/ml CuSO4 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 稀释10倍以上，否则实验后易黏附在试管壁上 【注意事项】 鉴定蛋白质时，先加A液，再加入B液,而且B液不能过量。 防止过量的Cu2+在碱性溶液中生成大量的蓝色Cu(OH)2絮状沉淀，干扰显色反映，影响观察结果。 0.1g/mLNaOH 双缩脲试剂 A液 B液 0.01g/mLCuSO4 1ml 4滴 ➊先加A液的目的： 制造碱性环境 ➋B液不能过量的原因： 斐林试剂和双缩脲试剂比较 成分 甲液 乙液 A液 B液 鉴定物质 添加顺序 反应条件 反应现象 0.1g/mL NaOH溶液 0.05g/mL CuSO4溶液 0.1g/mL NaOH溶液 0.01g/mL CuSO4溶液 还原糖 蛋白质 甲乙两液等量混匀后，立即使用（现配现用） 先加入A液1mL，摇匀后方可加入B液4滴摇匀 50~65℃水浴加热 摇匀即可使用 砖红色沉淀 样液变成紫色 归纳总结 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 斐林试剂 双缩脲试剂 (1)唯一需要加热—— 鉴定,且必须水浴加热, 不能用酒精灯直接加热。若不加热则无砖红色沉淀出现。 (2)非还原糖(如蔗糖)+斐林试剂的现象不是无色而是浅蓝色[Cu(OH)2的颜色]。 (3)唯一需要显微镜—— 鉴定,实验中要用 ，其作用是 。 还原糖 脂肪 洗去浮色 (4)若用大豆作材料,必须提前浸泡;若用蛋清作材料,必须稀释,防止其粘在试管壁上不易刷洗; 且该实验应预留部分组织样液做对比。 (5)易写错别字提示:“斐林试剂”中的“斐”不可错写成“非”,双缩脲试剂中的“脲”不可错写成“尿”。 50%的酒精溶液 实验易错点提示 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 课堂总结 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)细胞中不存在无极自然界没有的特殊元素（ ） (2)细胞中微量元素含量最少，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，但含量往往有一定的差异，这既体现了细胞的统一性，又反映了细胞的多样性（ ） √ × √ 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 教材P18 练习与应用 3.在下列有机化合物中，人体细胞内含量最( ) 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 教材P18 练习与应用 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? 细胞是生命活动的基木单位，员然组成细胞的元素来自无机环境。但是构成细胞的主要元素C、H、O、N含量与无机环境差异很大，这与细胞内的有机化合物如糖类、脂质、蛋白质和核酸有关。 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，能构成个生命系统吗?为什么？ 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 教材P18 练习与应用 Lavf57.83.100 Lavf57.83.100 Lavf57.83.100 $