2.1细胞中的元素和化合物课件-2026-2027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，涵盖元素的统一性与差异性、大量/微量元素分类、化合物种类及检测方法。通过“问题探讨”对比地壳与细胞元素含量，结合“思考·讨论”分析玉米和人体细胞元素组成，搭建从宏观到微观的学习支架，帮助学生建立生命的物质观。 其亮点在于以科学思维引导归纳元素统一性与差异性，通过“探究·实践”详细呈现糖类、脂肪、蛋白质检测实验，结合新闻案例（钼矿牧场）和元素缺乏与疾病的关联，落实生命观念与探究实践。实验步骤清晰，对比斐林试剂与双缩脲试剂差异，学生能提升实验操作与知识应用能力，教师可高效开展教学与效果检测。

第2章 第1节 细胞中的元素和化合物 学习目标 01 通过对组成细胞元素和化合物的学习，建立生命的物质观 02 通过比较玉米和人体细胞的元素组成，归纳概括细胞中元素的统一性和差异性 03 通过对检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的探究活动，掌握物质检测的基本原理和方法 01 问题探讨 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。 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。 为什么呢？ 生物体总是与外界环境进行着物质交换，归根结底是生物体有选择地从无机自然界获取各种物质来组成自身。 生物界与非生物界具有统一性 组成地壳和组成细胞的部分元素含量(%)表 01 问题探讨 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。 组成地壳和组成细胞的部分元素含量(%)表 从元素含量上看： 细胞与非生物相比，各种元素的相对含量又大不相同 生物界与非生物界具有差异性 思考：通过比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量，能否解释生物界与非生物界之间的关系？ 组成细胞的化学元素在无机自然界中都能找到，没有一种为细胞所特有。 细胞与非生物相比，各种元素的相对含量又大不相同。 种类上 含量上 生物界与非生物界具有统一性 生物界与非生物界具有差异性 生物体从外界有选择地吸收元素 01 问题探讨 思考·讨论 比较组成玉米细胞和人体细胞的元素及含量 玉米 元素 人 43.75 C 55.99 6.24 H 7.46 44.43 O 14.62 1.46 N 9.33 0.92 K 1.09 0.23 Ca 4.67 0.20 P 3.11 0.18 Mg 0.16 0.17 S 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） 思考·讨论 比较组成玉米细胞和人体细胞的元素及含量 一样，因为玉米和人都是生物，组成它们的主要成分都是水、糖类、脂类和蛋白质等物质，这些物质含有C、H、O，蛋白质还含N。 讨论2：细胞中有些元素含量很少，是否意味着它们不重要？ 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？ 细胞中有些元素很少，但是却有重要的作用，如玉米细胞中，S只有0.17%，但是很多蛋白质中都含有S。 思考·讨论 比较组成玉米细胞和人体细胞的元素及含量 讨论3：比较组成玉米与人体细胞的元素种类与含量，还可以得出哪些结论？ 玉米细胞中氧元素的含量明显要高于人体细胞，而氮元素的含量明显低于人体细胞，这说明玉米细胞和人体细胞中的不同有机物的含量有差别，如玉米细胞中的糖类要多一些，而人体细胞中的蛋白质的含量要多一些；钙元素的含量也有区别，这与玉米和人体的物质和结构组成有关。 02 组成细胞的元素 大量元素 C 碳 H 氢 O 氧 N 氮 P 磷 S 硫 K 钾 Ca 钙 Mg 镁 等 基本元素 原因：与组成细胞的化合物有关 C 碳 碳（C）是构成细胞的核心元素（最基本元素） 碳（C）是构成有机物的基本支架。 微量元素 Fe 铁 Zn 锌 Cu 铜 B 硼 Mo 钼 锰 Mn 生物体需要微量元素的量极少，但是必不可少 微量元素则是指在生物体内含量较低的元素，通常指低于0.01%的矿物质。 02 组成细胞的元素 几十年前,新西兰有一个牧场的大片牧草长势很弱,有的甚至发黄枯萎,即使使用了大量的N、P、K肥也无济于事,后来,人们偶然发现牧场内的一小片牧草长得十分茂盛,原来,这一片“绿洲”的附近有一座钼矿,矿工每天上下班总是抄近路走,他们的鞋子踩过的地方,牧草绿油油的,经过科学家的化验和分析，一公顷牧草只需150克钼就足够了。 微量元素是生物体不可缺少的必需元素； 在生物体中含量很少,但其作用是其他元素不可替代的。 思考：微量元素在细胞内的含量很少，是不是意味着它在生物体内可有可无呢？ 新闻链接 02 组成细胞的元素 02 组成细胞的元素 鲜重与干重 （1）元素占细胞鲜重百分比： O>C>H>N （2）元素占细胞干重百分比： C>O>N>H 鲜重指的是生物体（或细胞）在自然状态下所测得的重量。 干重指的是生物体（或细胞）除去水分以后所测得的重量。 02 组成细胞的元素 元素缺乏与疾病的相关性 缺Fe：人体患贫血 A 缺Ｉ：人幼年患呆小症、成年患甲状腺肿大（大脖子病） C 缺B ：花而不实（只开花不结果） E 缺Zn：影响人体生长发育、大脑发育和性成熟 B 缺Mg ：影响植物叶绿素的合成，影响光合作用的进行 F 缺Ca ：成年人缺钙患骨质疏松症、血钙含量太低会出现抽搐现象，含量过高会导致肌无力 D 1.元素的存在形式 大多以化合物的形式存在 2.化合物的种类及相对含量 无机化合物 有机化合物 水（H、O） 无机盐（K、Na、Ca、Fe、Mg等） 糖类（C、H、O） 脂质（C、H、O）部分物质含N、P 蛋白质（C、H、O、N等）一般含S 核酸（C、H、O、N、P） 03 组成细胞的化合物 03 组成细胞的化合物 （1）占细胞鲜重最多的化合物：水 （2）占细胞干重最多的化合物：蛋白质 【思考】如何检测这些化合物呢？   化合物 质量分数 % 化学元素 无机物 水 70 ~ 90 H、O 无机盐 1 ~ 1.5 N、P、K、Ca、Mg、Fe、Zn、 Mn、Cu、B、Mo 有机物 蛋白质 7 ~ 10 C、H、O、N 脂质 1 ~ 2 C、H、O（N、P） 糖类和 核酸 1 ~ 1.5 C、H、O C、H、O、N、P 探究·实践：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 实验原理 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。 还原糖+斐林试剂 水浴加热 砖红色沉淀 脂肪+苏丹Ⅲ 橘黄色 蛋白质+双缩脲试剂 紫色 淀粉+碘液 蓝色 注意：(还原糖：葡萄糖、麦芽糖、果糖等；非还原糖：蔗糖、淀粉等) 探究·实践：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 糖 白色或近于白色 制备组织样液： 制浆 纱布过滤 取液 呈色反应 结论： 可溶性还原糖与斐林试剂在加热的过程中生成砖红色沉淀，说明植物组织样液中含有还原糖。 选择含 量高。 颜色为 的植物组织，以苹果、梨为最好。 1.还原糖的检测和观察 选材 1 注入2mL组织样液 注入1mL刚配制好的斐林试剂 振荡、混合摇匀呈现蓝色 3 50-65℃的温水水浴 变成 砖红色 甲液：0.1g/ml NaOH溶液 乙液：0.05g/ml CuSO₄溶液 （等量混合均匀、现用现配） 2 探究·实践：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 探究·实践：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 取材：花生种子（实验前浸泡3-4h），去掉种皮 制片 3.脂肪的检测和观察 ①选最薄的切片，用毛笔蘸取放在载玻片中央。 ②在花生子叶薄片上滴2-3滴苏丹Ⅲ染液，染色3min。 ③用吸水纸吸去多余染液，再滴1-2滴体积分数为50%的酒精，洗去浮色。 ④用吸水纸吸去多余酒精，滴1滴蒸馏水，盖上盖玻片，制成临时装片。 显微观察： 先在低倍镜下找到已着色的薄片，后用高倍镜观察 现象： 有被染成橘黄色的脂肪颗粒 切片: 用刀片在花生子叶的横断面上平行切下若干薄片，放在盛有清水的培养皿中待用。 探究·实践：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 脂肪的检测结果 脂肪微粒 探究·实践：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 探究·实践：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 大豆组织研磨液（或鸡蛋清稀释液） 3.蛋白质的检测和观察 选材：含 丰富的豆浆或鸡蛋清溶液。 蛋白质 制备组织样液： 呈色反应 结论： 说明组织样液中存在蛋白质。 1 组织样液2mL 双缩脲试剂A液1mL 2 双缩脲试剂B液4滴 摇匀后变成紫色 3 A液：0.1g/ml NaOH溶液 B液：0.01g/ml CuSO₄溶液 (先加A液再加B液，B液不能过量) 探究·实践：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 探究·实践：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 甲液 乙液 A液 B液 成分及浓度 鉴定物质 使用方法 反应条件 现象 可溶性还原糖（醛基） 蛋白质（肽键） 甲、乙两液等量混合，现配现用 先加A液1ml，再加B液4滴 50~65℃水浴加热 不需加热，常温即可 样液中出现砖红色沉淀 紫色反应 0.1g/ml NaOH 溶液 0.05g/ml CuSO₄溶液 0.1g/mL NaOH 溶液 0.01g/mL CuSO₄溶液 斐林试剂与双缩脲试剂的比较 蓝色CuSO4溶液过量易遮盖紫色结果。 CuSO4+NaOH→Cu(OH)2，时间太长Cu(OH)2悬浊液沉淀在试管底部而无法参与反应 探究·实践：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 取材： 马铃薯匀浆 检测 结论： 说明组织样液中存在淀粉。 4.淀粉的检测和观察 1 组织样液 组织样液 2ml 碘液2滴 2 摇匀后变成蓝色 摇匀后变成蓝色 探究·实践：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 鉴定物 试剂 试验条件 生成物颜色 还原糖 蛋白质 脂肪 淀粉 斐林试剂(0.1 g/mL氢氧化钠和0.05 g/mL硫酸铜) 双缩脲试剂(0.1 g/mL氢氧化钠和0.01 g/mL硫酸铜) 苏丹Ⅲ染液 碘液 现配现用（等量的氢氧化钠和硫酸铜混合），50-60℃，水浴加热 先加A液（2ml），后加B液（3-4滴），常温 常温，染色后用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色，需要镜检 常温 砖红色沉淀 紫色 蓝色 苏丹Ⅳ染液 橘黄色 红色 注意： 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。 探究·实践：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 探究·实践：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 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。 04 课堂小结 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 苏丹Ⅲ染液 蛋白质 淀粉 还原糖 脂肪 双缩脲试剂 碘液 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 05 课堂小测 1.下列关于组成细胞的元素的说法，不正确的是（ ） A.细胞中的元素在自然界都能找到，没有一种元素是细胞特有的 B.细胞吸收的一些含量较少的微量元素对生命活动也有重要作用 C.细胞和无机环境中的元素含量相差很大，反映了生物界和无机环境间的差异性 D.不同种类细胞中的元素种类基本相同，含量也几乎没有差异 D 解析：不同种类细胞中的元素种类基本相同，但不同细胞的功能不同，因此元素的含量有差异，D错误。 05 课堂小测 2.关于生物体内元素的叙述,正确的是( ) A.生物体内含有的元素,在无机环境中都能找到,但各种元素含量差异较大 B.人体肌肉细胞中数量最多的化学元素是H，因此，H是最基本的元素 C.生物细胞内微量元素有Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mg等 D.植物细胞中含量最多的元素是C,C是构成细胞最基本的元素 A 解析：生物体内含有的元素，在无机环境中均能找到，但含量差异较大。A正确；鲜重中含量最多的元素是O元素，干重中含量最多的 为C元素，故C是构成细胞的最基本元素。B、D错误；生物体内微量元素有Fe、Mn、Cu、Zn、B等，Mg为大量元素，C错误。 05 课堂小测 3.生物学实验中常用颜色反应鉴定细胞中的某些结构或化合物，下列说法错误的是（ ） A.豆浆能与双缩脲试剂产生蓝色反应 B.向苹果匀浆中加入斐林试剂，水浴加热后出现砖红色沉淀 C.花生子叶切片经苏丹Ⅲ染液染色后，可在显微镜下观察到细胞中橘黄色的脂肪颗粒 D.向马铃薯匀浆中滴加碘液，振荡摇匀后组织样液呈蓝色 A 解析：豆浆中含大量蛋白质，蛋白质与双缩脲试剂产生紫色反应，A错误；苹果中含有丰富的还原糖，在水浴加热的条件下，还原糖与斐林试剂反应出现砖红色沉淀，B正确；花生子叶切片经染色后借助显微镜观察，可看到细胞中的橘黄色脂肪颗粒，C正确；马铃薯匀浆中含大量淀粉，遇碘液呈现蓝色，D正确。 感谢指正 Thanks To Correct Me 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 $