2.1 细胞中的元素和化合物(1课时）课件-2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1

该高中生物学课件聚焦组成细胞的元素与化合物，以海底热泉生命起源问题导入，通过地壳与细胞元素含量对比揭示生物与非生物的统一性和差异性，结合玉米与人体细胞元素数据构建元素分类及作用框架，再过渡到化合物种类与含量，最终以实验验证形成“问题-理论-实践”学习支架。 其亮点在于融入生命观念，用元素含量对比和院士名言强化生命物质性，实验设计培养科学思维，如斐林试剂与双缩脲试剂使用差异的逻辑分析，辅以记忆口诀和生活常识。既助学生建立结构与功能观、提升探究实践能力，也为教师提供系统化资源，提高教学效率。

Q1:生物体结构和功能的基本单位是什么？ Q2:深海热泉中有哪些与一般的生物相同的特征？ Q3：生命起源于深海热泉，深海热泉本身是生物吗？为什么？ 2 2.1 细胞中的元素和化合物 组成地壳和组成细胞的部分 元素含量（%）表 元素 地壳 细胞 O 48.60 65.0 Si 26.30 很少* C 0.087 18.0 N 0.03 3.0 H 0.76 10.0 *Si 在某些植物细胞中含量较多，如硅藻、禾本科植物。 比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量，你能发现什么问题？就自己提出的问题与其他同学交流。 种类 组成细胞的化学元素在无机自然界中都能够找到，没有一种化学元素为细胞所特有。 生物与非生物具有统一性（生命的物质性） 含量 细胞中各种元素的相对含量与无机自然界的大不相同。 生物与非生物具有差异性（生命的特殊性） 【问题探讨】 4 玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量（干重，质量分数） 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 注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3% 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？ 一样，都是C、H、O、N。 2. 比较组成玉米细胞和人体细胞的元素及含量，你还能得出啊些结论？ 组成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又低于人体细胞。 玉米细胞和人体细胞中的不同有机物的含量有差别。 3. 细胞中有些元素含量较少，是否意味着它们不重要？ 含量较少的元素也很重要 种类：不同生物细胞元素组成具有统一性 含量： 不同生物细胞元素含量具有差异性； 一、组成细胞的元素 5 图1-1 叶绿素分子、血红素分子局部简图 资料2 光合作用的正常进行不能缺少叶绿素，Mg是叶绿素分子的组成元素之一，对于光合作用具有重要意义。缺Mg使叶绿素的形成受到阻碍，进而影响光合作用。 人体内血红蛋白和红细胞的减少都可以导致贫血。血红蛋白分子结构不能缺少的一种元素就是Fe。缺Fe会导致血红蛋白的合成障碍，从而引起贫血。缺铁性贫血是一种常见的贫血症。 资料1 下图是一种叶绿素分子和血红素分子局部结构简图。 一、组成细胞的元素 6 元素 有选择地从无机自然界中获取 大量元素: 微量元素: C、H、O、N、P、S、K、 Ca、Mg等 Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu等 最基本元素： 基本元素： C C、H、O、N （参与构成生物大分子的基本骨架） 大多以化合物的形式存在 含量 作用 来源 分类依据 存在形式 常见 20多种 2.元素的来源、分类和存在形式 铁猛碰新木桶 一、组成细胞的元素 大量元素和微量元素不是按生理作用的分类，微量元素虽然少，但其生理作用却不可替代。 1.不论大量元素还是微量元素，都是生物体必需的元素，对于维持生物体的生命活动都起着非常重要的作用。微量元素在生物体内含量少，但生理作用并不小。 2.并不是所有含量少的都是微量元素。生物体内含有的元素不一定是生物体所必需的元素，如Pb。这样的元素含量再多也不是大量元素。 3.组成细胞的元素在生物体中一般以化合物形式存在，如镁形成叶绿素、铁形成血红素，等等。 少数元素以离子形式存在，如K以K＋形式存在于细胞内液中。但有少数元素是以单质形式存在的，如硫磺细菌中的S是以硫磺颗粒存在的 7 缺锌困惑： 　　现在生活水平不低，孩子吃得好、穿得好，怎么会缺锌呢？为什么北方人长的比较高？为什么不宜多吃菠菜？ 　　米、面中存在一种叫做植酸的物质，它能够与锌元素结合，形成化合物，使得人体无法正常吸收；人的高矮受遗传控制，但受环境的影响，如果以发酵面食为主食，植酸就会减少；菠菜中草酸也会影响锌的吸收。 　　锌是人体内200多种酶和蛋白质的重要组成成分，广泛参与了生命活动的各个方面。缺锌是引起儿童骨骼生长缓慢、骨钙化不良、食欲低下、消化功能降低和整体发育迟缓的重要原因。 锌对人体生理影响机理： 锌是人体细胞不可缺少的元素。 生活小常识 一、组成细胞的元素 9 微量元素只是含量少，但对生命来说不可缺少。 一、组成细胞的元素 元素在细胞中的存在形式？ 组成细胞的主要化合物的种类及含量？其中哪些属于有机化合物？哪些属于无机化合物？ 细胞内含量最多化合物是什么？含量最多的有机化合物是什么？ 二、组成细胞的化合物 10 图2-1 组成细胞的主要化合物及相对含量 组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在。 二、组成细胞的化合物 11 元素 构成 化合物（主要形式） 组成细胞的化合物 无机盐：1%-1.5% 无机化合物 水 ：70%-90% 有机化合物 脂 质：1%-2% 蛋白质：7%-10% 核 酸 糖 类 1%-1.5% 二、组成细胞的化合物 12 蛋白质 二、组成细胞的化合物 脂质 二、组成细胞的化合物 糖 类 二、组成细胞的化合物 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的含量有差别 日常膳食做到不同食物合理搭配 二、组成细胞的化合物 （一）实验原理 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 + 斐林试剂 砖红色沉淀 脂肪 + 苏丹Ⅲ 橘黄色 蛋白质 + 双缩脲试剂 紫色 50~65℃ 水浴加热 镜检 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 17 （二）还原糖的鉴定 1.实验原理 斐林试剂+还原糖 砖红色沉淀 水浴加热 50~65℃ 2.实验试剂 乙液：质量浓度为0.05g/mL的CuSO4溶液 甲液：质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液 3.实验材料 苹果或梨匀浆（还原糖类较高，白色或近于白色的植物组织） 还原糖 单糖、麦芽糖、乳糖 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 18 不能用酒精灯直接加热 现配现用 斐林试剂鉴定还原糖，是利用还原糖与Cu(OH)2 反应，所以要混合均匀制成Cu(OH)2 后再使用； Cu(OH)2 (浅蓝)→棕色→ Cu2O(砖红) （二）还原糖的鉴定 19 结果与分析 还原糖的检测和观察 图3-1 斐林试剂与还原糖反应 呈砖红色，组织样液含有还原糖 （二）还原糖的鉴定 （三）蛋白质的鉴定 1.实验原理 2.实验试剂 3.实验材料 B液：质量浓度为0.01g/mL的CuSO4溶液 A液：质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液 豆浆、鲜肝研磨液、蛋清稀释液 双缩脲试剂鉴定蛋白质是利用的在碱性环境中，蛋白质的2个及以上肽键与Cu2+发生颜色反应，所以要先加入试剂A，后加入试剂B。注意：双缩脲≠双缩脲试剂。 蛋白质（2个以上肽键）+双缩脲试剂 紫色 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 21 稀释10倍以上，否则实验后易黏附在试管壁上 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 （三）蛋白质的鉴定 22 图3-4 双缩脲试剂与蛋白质反应 反应呈紫色，组织液含蛋白质 结果分析 蛋白质的检测和观察 （三）蛋白质的鉴定 切片要厚薄均匀，如厚薄不均就会导致观察时有的地方清晰有的地方模糊 酒精的作用是洗去浮色 （四）脂肪的鉴定 24 脂肪微粒 图3-2 显微镜下被苏丹Ⅲ染色的脂肪 脂肪微粒被染成橘黄色 实验结果分析 脂肪的检测和观察 （四）脂肪的鉴定 注意事项： 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。 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。 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 注意事项： 易错警示 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]。 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 1.下列关于实验操作步骤的叙述中，正确的是（ ） A.用于鉴定可溶性还原糖的斐林试剂甲液和乙液， 可直接用于蛋白质的鉴定 B.蔗糖与斐林试剂反应不生成砖红色沉淀 C.鉴定可溶性还原糖时，要加入斐林试剂甲液摇匀后， 再加入乙液 D.用于鉴定蛋白质的双缩脲试剂A液与B液要混合均匀后， 再加入含样品的试管中，且必须现配先用 B 对点训练 28 2.将刚刚萌发、带有小芽的大麦充分研磨后，过滤得到组织样液。在组织样液中加入下列试剂后震荡均匀，有关实验现象及结论的叙述正确的是 （ ） A.加入苏丹Ⅲ染液，溶液呈红色，证明发芽的大麦中含有脂肪 B.加入斐林试剂并水浴加热，溶液呈砖红色， 说明发芽的大麦中含有麦芽糖(只能说明含有还原性糖） C.加入碘液，溶液呈蓝色，说明发芽的大麦中含有淀粉 D.加入双缩脲试剂，溶液成蓝色，说明发芽的大麦中含有蛋白质 C 对点训练 29 3.以花生子叶为实验材料进行脂肪的检测时， 制作临时装片的步骤是 ( ) ①盖上盖玻片 ②切子叶薄片 ③苏丹Ⅲ染液染色 ④滴蒸馏水 ⑤用 50%酒精洗去浮色 ⑥用吸水纸吸取多余染液 A．④②①③⑥⑤ B．②④③⑥⑤① C．④②③⑥⑤① D．②③⑥⑤④① D 对点训练 30 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。 对点训练 31 【小结】 32 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。（ ） ✔ ✖ ✔ 对点训练 33 . 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。 对点训练 34 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 对点训练 35 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本单位，虽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，能构成一个生命系统吗？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。 对点训练 36 Lavf59.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $