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”，系统梳理元素种类（大量、微量）、含量（统一性与差异性）、化合物分类及检测实验。以生石花与石头的问题情境导入，结合邹承鲁院士名言，通过地壳与细胞、玉米与人体细胞元素含量对比表格搭建支架，引导学生从元素到化合物逐步探究。 其亮点在于融合科学思维（对比分析元素含量、构建概念包含关系图）、探究实践（实验视频辅助，还原糖、蛋白质等检测步骤详尽，含糖尿病检测等拓展应用）与态度责任（联系元素缺乏疾病、广告案例）。实验注重细节（如双缩脲试剂B液用量），帮助学生掌握技能，教师使用可提升教学效率与学生参与度。

必修1•分子与细胞•第2章 组成细胞的分子 第1节 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的化合物？ 生石花 石头 无生命特征 非生物 有生命特征 生物 问题情境 从微观的角度来看，生石花和石头都是由分子组成的。是什么让“生石花”具有生命特征呢？ 是否生石花的细胞内含有非生命的“活力”因素，还是细胞里含有特殊的“生命元素”呢？ 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。 ——中国科学院士 邹承鲁 本章通过研究组成细胞的分子以探寻生命的物质基础。 任务一、探讨组成细胞的元素 元素 符号 地壳（%） 细胞（%） 氧 O 48.6 65.0 硅 Si 26.3 极少 碳 C 0.087 18.5 氮 N 0.03 3.0 氢 H 0.76 10.0 组成地壳和组成细胞的部分元素含量表 ➜问题探讨(P16) 一.组成细胞的元素 非生物界 生物界 1.组成细胞的元素，有没有哪种元素是细胞所特有？说明什么？ 组成细胞的元素，在无机环境中都能找到，没有一种是细胞所特有。 说明： 从该表中你能发现什么？ 生物与非生物具有统一性 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 原因： 2.细胞和地壳的元素含量有区别吗？这又说明了什么？ 有区别，说明在元素含量上，生物界和非生物界具有差异性。 3.从元素的含量看差异性产生的原因? 细胞有选择地从无机环境获取元素 ➤新问题：在不同生物体中各元素含量又是怎样的呢? ➜思考·讨论(P16) 一.组成细胞的元素 元素 玉米细胞 人体细胞 C 43.75% 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) ➨5min,讨论以下3个问题： 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？ 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。 种类：不同生物细胞元素组成具有统一性 为什么在植物和动物细胞，干重和鲜重的情况下，含量较多的元素都是C、H、O、N？ 玉米和人都是生物，组成它们的主要成分是水、糖类、脂类和蛋白质等物质，这些物质都含有C、H、O，蛋白质还含有大量的N元素。 细胞基本元素：C、H、O、N 最基本元素：C ➜思考·讨论(P16) 一.组成细胞的元素 元素 玉米细胞 人体细胞 C 43.75% 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) ➨5min,讨论以下3个问题： 2.什么是干重？与之对应的鲜重条件下两细胞含量较多四种元素还是上述四种么？ 注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3% 组成人体细胞的主要元素 （占细胞干重的百分比） 组成人体细胞的主要元素 （占细胞鲜重的百分比） ➜思考·讨论(P16) 一.组成细胞的元素 元素 玉米细胞 人体细胞 C 43.75% 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) ➨5min,讨论以下3个问题： 3.细胞中有些元素含量很少，是否意味着它们不重要？ 注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3% ➨微量元素含量虽少，但作用不可替代 ➜思考·讨论(P16) 一.组成细胞的元素 元素 玉米细胞 人体细胞 C 43.75% 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) ➨5min,讨论以下3个问题： 3.有些元素含量很少，是否意味着它们不重要？ 注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3% 胰岛素（蛋白质的一种）分子结构图 ➜思考·讨论(P16) 一.组成细胞的元素 元素 玉米细胞 人体细胞 C 43.75% 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) ➨5min,讨论以下3个问题： 4.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？ 注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3% 提示：横向、纵向比较 ①不同生物体内化学元素的种类基本相同; ②不同生物体内同种化学元素的含量不同; ③同一生物体内不同化学元素的含量不同， 其中C、H、O、N 4种元素的含量很高。 一.组成细胞的元素: [活动]:➨请尝试构建下列概念的包含关系图 自然界中的元素、必需元素、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 最基本元素 基本元素 主要元素 大量元素 微量元素 “铁猛碰新木桶” 必需元素 广而告之：（电视广告） 广告一：补铁、补血，效果好！朴血口服液！ 广告二：健康的体魄，来源于“碘碘”滴滴 广告三：万丈高楼平地起，层层都是“钙”起来 广告四：聪明伶俐，坚持补锌；有锌万事成； 用心的妈妈会用“锌”。 上面的广告中提到的铁、碘、钙、锌分别是大量元素还是微量元素？ 铁、碘、锌微量元素。钙是大量元素 元素缺乏与相关疾病 小结；微量元素虽然在生物体中含量很少，但维持生命活动不可缺少。 铁是血红蛋白的成分，缺乏会得缺铁性贫血 Fe（铁） Mg（镁） 镁是叶绿素的成分，缺乏时植物叶片缺绿 Ca（钙） 钙含量过高肌无力；钙含量过低肌肉抽搐 Zn（锌） 缺乏引起苹果，桃等植物的小叶症，影响人体生长发育、大脑发育 B（硼） 缺乏导致花而不实 I（碘） 缺乏导致大脖子病 Se （硒） 患克山病 （原发性心脏病） 组成细胞的各种元素主要又是以什么形式存在的呢? 大多数以化合物的形式存在 二.组成细胞的化合物 水 无机盐 蛋白质 核酸 脂肪 磷脂 固醇 CHO CHO CHONP 胆固醇 性激素 维生素D 细胞鲜重 水>蛋白质>脂质>糖类 细胞干重 蛋白质最多 →主要的能源物质 →生命活动的主要承担者 还可能含有S、Fe等 生物大分子 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差距？ 提示：梨的果实细胞中糖类和水分等物质多，不含叶绿素。 不同生物组织细胞中各种化合物含量是有差别的 日常膳食做到不同食物的合理搭配 怎样来检测这些化合物呢？ 观看检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质实验视频 三、还原糖的检测与观察 1.原理： 还原糖 + 斐林试剂 砖红色沉淀 水浴加热 50~65℃ 还原糖: 具有还原性的糖 常见还原糖: 葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖 常见非还原糖: 蔗糖、淀粉、纤维素、糖原 试剂 : 斐林试剂(甲液：0.1g/mL NaOH；乙液：0.05g/mL CuSO4) 现配现用：混合后很快生成Cu(OH)2沉淀 等量混合：甲液+乙液1:1混合 水浴加热：①不要触及烧杯底部；②试管中反应液面低于烧杯液面 显色原理：加热后生成Cu2O沉淀 三、还原糖的检测与观察 2.材料： 梨匀浆、葡萄匀浆、白萝卜匀浆(含糖量高、浅色材料) 不宜选择的材料： 甜菜、甘蔗：富含的蔗糖不属于还原糖 西瓜、西红柿：材料本身颜色干扰实验结果 3.步骤： 取材 组织样液中有可溶性还原糖 组织样液 2ml 刚配制的斐林试剂1ml 呈现蓝色 水浴加热 （50-60℃） 变成砖红色 还原糖含量高、颜色为白色或浅色的植物组织 制备组织样液 显色反应 结论 制浆 纱布 过滤 取液 应用:如何判断一个患者是否患有糖尿病呢？ 尿糖的检测(定性) 尿糖 检测 对照组 实验组 正常人尿液+斐林试剂 待测尿液+斐林试剂 水浴加热 观察颜色变化 水浴加热 观察颜 色变化 补充:淀粉的检测和观察： 马铃薯匀浆 步骤 组织样液2mL 碘液2滴 结论： 说明组织样液中存在淀粉。 摇匀后变成蓝色 取材： 四、蛋白质的检测与观察 1.原理： 蛋白质+双缩脲试剂 紫色 0.1g/mLNaOH 双缩脲试剂 A液 B液 0.01g/mLCuSO4 先加1mLA液， 再加4滴B液。 蛋白质+Cu2+ 碱性环境 紫色络合物 思考: B液不能过量，可能的原因是? 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,影响观察结果。 四、蛋白质的检测与观察 2.步骤： 显色反应 结论 选材与制备 黄豆浆滤液或蛋清稀释液 大豆组织样液中含有蛋白质 (原则: 富含蛋白质且色浅) 蛋清必须稀释，以免实验后黏住试管壁，不易清洗 创设碱性环境 规范表述: 先加A液1mL，摇匀; 再加B液3~4滴，摇匀。 【拓展】 双缩脲试剂最初是用来检测双缩脲的。 双缩脲试剂可以检测含有两个及两个以上肽键的化合物。 由于蛋白质分子中含有很多与双缩脲结构相似的肽键, 因此, 蛋白质可与双缩脲试剂发生颜色反应。 比较项目 斐林试剂 双缩脲试剂 作用 成分 使用方法 原理 反应条件 检测还原糖 检测蛋白质 甲液: 0.1g/mLNaOH 乙液: 0.05g/mLCuSO4 A液: 0.1g/mLNaOH B液: 0.01g/mLCuSO4 ①现配现用 ②混合使用 ③水浴加热50~65℃ 先加A液1mL，摇匀; 再加B液3~4滴，摇匀 Cu(OH)2被还原糖还原成Cu2O砖红色沉淀。 蛋白质在碱性条件下与Cu2+络合，生成紫色络合物。 水浴加热(50~65℃) 碱性环境、常温 比较斐林试剂和双缩脲试剂 五、脂肪的检测和观察 方法一：花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ(Ⅳ)染液 →橘黄色(红色) 方法二： 取材 制片 观察 结论 花生种子（浸泡）去种皮，将子叶切成薄片 先低倍镜下寻找到已着色的圆形小颗粒，然后用高倍镜观察 花生种子中有脂肪存在 选最理想的薄片 2-3滴苏丹Ⅲ(或Ⅳ)染液染色 50%的酒精洗去浮色 制成临时装片 脂肪检测实验的实验结果（切片法） 脂肪颗粒 脂肪微粒被苏丹Ⅲ染成橘黄色 $