2.1 《细胞中的元素和化合物》（导学案）2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

该高中生物学导学案聚焦《细胞中的元素和化合物》，涵盖元素分类（大量/微量、基本/主要元素）、化合物种类（无机/有机）、检测实验（还原糖、脂肪、蛋白质）及水和无机盐作用等核心知识。通过地壳与细胞元素含量对比表等资料导入，搭建生物界与非生物界联系的学习支架，衔接前后知识脉络。 此资料亮点突出，实验设计环节引导学生自主设计检测方案，培养科学思维与探究实践能力，数据对比分析强化生命观念中的物质性认知，分层作业与详细参考答案助力学生自主学习，有效提升学科核心素养。

形成天才的决定性因素是勤奋。 课 题 2.1 《细胞中的元素和化合物》(导学案) 课 型 新授课 课 时 主备教师 学习目标 1. 能说出组成细胞的主要元素,了解生物界与非生物界的统一性和差异性。 2. 能列举组成细胞的重要化合物,掌握水和无机盐在细胞中的作用。 3. 能设计并完成检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质的实验。 4. 认同生命的物质性,理解元素和化合物对生命活动的重要意义。 教学重点 1. 组成细胞的主要元素和化合物。 2. 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。 3. 水和无机盐在细胞中的作用。 4. 生物界与非生物界的统一性和差异性。 教学难点 1. 设计实验方案检测生物组织中的有机物。 2. 理解生物界与非生物界的统一性和差异性。 3. 分析水和无机盐在细胞中的存在形式和功能。 知识梳理 一、组成细胞的元素 1. (2)按作用分: 大量元素:含量占生物体总重量万分之一以上的元素,如_、_、_、_、P、S、K、Ca、Mg等。 微量元素:含量很少但生命活动必需的元素,如_、_、_、_、B、Mo等。 2. (2)按作用分: 基本元素:_是构成有机物的基本骨架,被称为最基本元素。 主要元素:C、H、O、N、_、_六种元素占细胞总质量的97%以上。 3. 生物界与非生物界的统一性和差异性 (1)统一性:组成细胞的化学元素在_中都能找到。 (2)差异性:细胞中各种元素的_与无机自然界大不相同。 二、组成细胞的化合物 1. 化合物的分类 (1)无机化合物:_和_。 (2)有机化合物:_、_、_和_。 2. 细胞中化合物的含量 (1)含量最多的化合物:(占细胞鲜重的85%-90%)。 (2)含量最多的有机化合物:(占细胞鲜重的7%-10%)。 (3)占细胞干重最多的化合物:_。 三、检测生物组织中的有机物 1. 实验原理 (1)还原糖的检测:还原糖(如葡萄糖、果糖)与_试剂在_条件下生成_沉淀。 (2)脂肪的检测:脂肪可被_染液染成_色,或被_染液染成_色。 (3)蛋白质的检测:蛋白质与_试剂发生作用,产生_反应。 2. 实验材料的选择 (1)还原糖检测:应选择_且_的材料,如苹果、梨等。 (2)脂肪检测:应选择_的材料,如花生种子。 (3)蛋白质检测:应选择_的材料,如豆浆、鸡蛋清等。 四、细胞中的水 1. 水的含量 (1)生物体的含水量:不同生物含水量_,水生生物>陆生生物。 (2)同一生物不同部位:代谢旺盛的部位含水量_。 (3)同一生物不同发育时期:幼年>成年>老年。 2. 水的存在形式和功能 (1)结合水:与细胞内其他物质相结合,是_的重要组成成分。 (2)自由水:以游离形式存在,是良好的_,参与_,运送_和_。 五、细胞中的无机盐 1. 含量和存在形式 (1)含量:很少,仅占细胞鲜重的_。 (2)存在形式:大多数以_形式存在。 2. 功能 (1)组成某些_的重要成分,如Fe ⁺是_的组成成分,Mg ⁺是_的组成成分。 (2)维持细胞和生物体的_,如血液中Ca ⁺含量过低会出现_。 (3)维持细胞的_平衡。 课堂探究 探究一:生物界与非生物界的统一性和差异性 材料一:地壳和细胞中部分元素含量对比表 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 问题: 1. 分析上表数据,说明生物界与非生物界在元素组成上有什么特点? 2. 为什么细胞中O、C、H、N的含量远高于地壳中的含量? 3. 这种差异说明了什么生物学意义? 探究二:检测生物组织中的有机物 实验设计: 现有苹果匀浆、花生种子匀浆、豆浆三种生物材料,以及斐林试剂、双缩脲试剂、苏丹 染液等检测试剂。 问题: 1. 如何设计实验方案分别检测这三种材料中的主要有机物? 2. 预测各实验可能出现的现象,并说明理由。 3. 实验过程中需要注意哪些操作要点? 探究三:水和无机盐的功能 材料二:人体血液与海水的无机盐组成对比 无机盐 人体血液(%) 海水(%) Na⁺ 0.38 1.62 K⁺ 0.02 0.07 Ca ⁺ 0.01 0.04 Mg ⁺ 0.003 0.13 Cl⁻ 0.36 1.94 问题: 1. 分析上表数据,说明人体血液中的无机盐与海水有何异同? 2. 这种相似性说明了什么? 3. 无机盐在维持细胞生命活动中有哪些重要作用? 课堂检测 课堂检测 选择题(每题只有一个正确答案) 1. 组成细胞的最基本元素是( ) A. O B. H C. C D. N 2. 下列哪组元素全是微量元素( ) A. Fe、Mn、Zn、Cu B. C、H、O、N C. K、Ca、Mg D. P、S、Cl 3. 细胞中含量最多的化合物是( ) A. 蛋白质 B. 水 C. 糖类 D. 脂质 4. 检测还原糖所用的试剂是( ) A. 双缩脲试剂 B. 斐林试剂 C. 碘液 D. 苏丹 染液 5. 下列关于水的叙述,错误的是( ) A. 自由水是细胞内良好的溶剂 B. 结合水是细胞结构的重要组成成分 C. 代谢旺盛的细胞中自由水含量较高 D. 越冬植物体内自由水含量较高 材料分析题 材料:某同学为探究不同生物组织中有机物的含量,分别选取了苹果、花生种子、鸡蛋清作为实验材料,进行了以下实验: 实验组别 材料 试剂 现象 1 苹果汁 斐林试剂 砖红色沉淀 2 花生匀浆 苏丹 染液 橘黄色 3 鸡蛋清稀释液 双缩脲试剂 紫色 问题: 1. 根据实验现象,分析三种材料中主要含有的有机物分别是什么? 2. 实验1中使用斐林试剂检测还原糖时,需要什么条件?为什么? 3. 该实验设计体现了生物学实验的什么原则? 课堂小结 本节课主要内容框架: 一、组成细胞的元素 1. 元素分类 2. 生物界与非生物界的关系 二、组成细胞的化合物 1. 化合物分类 2. 含量排序 三、实验:检测生物组织中的有机物 1. 检测方法 四、细胞中的水和无机盐 1. 水的存在形式和功能 2. 无机盐的功能 五、课后作业 必做作业 1. 完成教材P17-18的练习题。 2. 整理本节课笔记,绘制"组成细胞的元素和化合物"知识结构图。 3. 预习下一节《细胞中的无机物》。 选做作业(拓展提升) 1. 调查不同食物中的营养成分,分析其对人体健康的作用。 2. 设计实验方案,检测不同水果中维生素C的含量。 3. 查阅资料,了解微量元素缺乏对人体健康的影响。 八、课后作业 参考答案 知识梳理答案 一、组成细胞的元素 1. (1)C、H、O、N;Fe、Mn、Zn、Cu (2)C;P、S 2. (1)无机自然界 (2)相对含量 二、组成细胞的化合物 1. (1)水;无机盐 (2)糖类;脂质;蛋白质;核酸 2. (1)水 (2)蛋白质 (3)蛋白质 三、检测生物组织中的有机物 1. (1)斐林;水浴加热;砖红色 (2)苏丹 ;橘黄;苏丹 ;红色 (3)双缩脲;紫色 2. (1)还原糖含量高;颜色浅 (2)含脂肪量高 (3)蛋白质含量高 四、细胞中的水 1. (1)不同 (2)较高 2. (1)细胞结构 (2)溶剂;生化反应;营养物质;代谢废物 五、细胞中的无机盐 1. (1)1%-1.5% (2)离子 2. (1)复杂化合物;血红蛋白;叶绿素 (2)生命活动;抽搐 (3)酸碱 课堂探究答案 探究一: 1. 统一性:细胞中的元素在地壳中都能找到;差异性:各种元素的含量差异很大。 2. 因为这些元素是构成生物大分子的基本元素,生命活动需要大量这些元素。 3. 说明生物体有选择地从环境中吸收所需元素,体现了生命活动的特殊性。 探究二: 1. 苹果匀浆用斐林试剂检测还原糖,花生种子匀浆用苏丹 染液检测脂肪,豆浆用双缩脲试剂检测蛋白质。 2. 苹果汁出现砖红色沉淀,花生匀浆呈橘黄色,豆浆呈紫色。 3. 需要控制变量,如试剂用量、反应时间、温度等。 探究三: 1. 种类相似但含量不同,说明人体血液中的无机盐组成具有生物特异性。 2. 说明生命起源于海洋,体现了生物进化的历史联系。 3. 组成化合物、维持生命活动、维持酸碱平衡。 课堂检测答案 选择题 1. C 2. A 3. B 4. B 5. D 材料分析题 1. 苹果主要含还原糖,花生种子主要含脂肪,鸡蛋清主要含蛋白质。 2. 需要水浴加热(50-65 ),因为斐林试剂与还原糖的反应需要在加热条件下进行。 3. 体现了对照原则和单一变量原则。 学科网(北京)股份有限公司 $