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

该高中生物学课件聚焦组成细胞的元素（大量/微量元素、统一性与差异性）和化合物（分类、含量）及检测实验，以生石花与石头对比提问导入，通过元素含量比较活动、化合物分类归纳、实验探究等学习支架，帮助学生构建知识脉络。 其亮点是以生命观念为核心，结合科学思维（归纳比较元素功能差异）和科学探究（实验材料选择与试剂对比）。如活动1对比地壳与细胞元素含量构建统一性认知，实验中斐林试剂与双缩脲试剂表格助于理解操作差异。帮助学生形成生命物质性观念，教师可直接使用结构化活动与练习提升教学效率。

第1节 细胞中的元素和化合物 第2章　组成细胞的分子 人教版（2019）必修1 分子与细胞 （一）生命观念 1.通过分析细胞中元素的种类与含量（大量元素、微量元素），建立"组成细胞的元素在无机自然界中都能找到"的核心生命观念，理解"生物界与无机自然界的统一性与差异性"，认同生命的物质性。 2.结合细胞中化合物的分类（水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质、核酸）及含量排序，形成"细胞是物质组成的统一整体"的系统认知，理解"化合物是生命活动的物质基础"。 （二）科学思维 1.运用归纳与比较的方法，总结大量元素（C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg）与微量元素（Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo）的功能差异，提升逻辑归纳能力。 2.通过"元素含量差异"案例分析（如C是核心元素、O含量最高），建立"元素组成决定物质功能"的辩证思维，理解"碳元素是生命核心"的逻辑。 教学目标 （三）科学探究 1.通过"检测生物组织中的糖类、脂肪、蛋白质"实验的预习与准备，掌握"实验原理→试剂选择→操作规范"的探究思路，提升"实验设计"的探究素养，认同细胞由多种化合物组成。 2.设计"不同生物体元素组成对比"的探究活动，理解"生物体元素组成的共性与个性"，强化"数据解读""证据推理"的探究能力。 （四）社会责任 1.结合"缺铁性贫血""缺碘甲状腺肿""补钙"等生活实例，理解"元素平衡对健康的重要性"，树立"科学饮食保障细胞正常代谢"的健康意识。 2.通过"环境污染（重金属污染）对生物体元素平衡的影响"案例，讨论"元素安全与人类健康的关系"，培养"生命共同体"的社会责任感。 教学目标 教学重点 1.组成细胞的元素： 大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg（含量占细胞总质量万分之一以上）； 微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo（含量少但不可或缺）； 核心元素：C是构成有机物的骨架，O是细胞中含量最多的元素（鲜重），C是干重中含量最多的元素。 2.组成细胞的化合物： 含量排序（鲜重）：水（85%-90%）> 蛋白质（7%-10%）> 脂质（1%-2%）> 糖类（1%-1.5%）> 核酸（1%-1.5%）； 含量排序（干重）：蛋白质（50%以上）> 脂质 > 糖类 > 核酸； 功能分类：水（溶剂、代谢介质）、无机盐（离子形式）、有机物（糖类供能、脂质储能、蛋白质功能、核酸遗传）。 3. 生物界与无机自然界的统一性与差异性： 统一性：组成细胞的化学元素在无机自然界中都能找到，没有一种元素是细胞特有的； 差异性：细胞中元素的相对含量与无机自然界中差异显著。 教学重难点 教学难点 1."C是核心元素"的逻辑理解：学生易将"O是含量最多"与"C是核心元素"混淆，需通过"碳链是有机物骨架""碳原子可形成4个共价键"的化学知识，强化"碳元素是生命分子结构基础"的认知。 2."鲜重与干重元素/化合物含量差异"的辨析：学生易混淆"鲜重O最多"与"干重C最多"的原因，需通过"水占鲜重85%-90%"的拆解，理解"脱水后蛋白质占比上升"的逻辑。 3."统一性与差异性"的辩证关系：学生易将"统一性"理解为"元素种类相同"，将"差异性"理解为"元素含量相同"，需通过"元素种类相同但含量差异大"的对比，强化"物质来源一致但生命活动特化"的辩证思维。 教学重难点 生石花 石头 细胞和石头都是由分子组成的，为什么细胞能表现出生命的特征呢？是因为细胞里含有特殊的生命元素吗？是组成细胞的分子有什么特殊之处吗？ 目标一 > < 组成细胞的元素和化合物 1.1 组成细胞的元素 1.比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量，回答问题： (1)组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能找到，说明了什么？ (2)细胞中的各元素含量和无机自然界中的含量大不相同，这说明了什么？ (3)组成细胞的元素追根溯源来自无机自然界，为什么细胞内各种元素的比例与无机自然界的大不相同？ 生物界和非生物界具有统一性。 生物界和非生物界还具有差异性。 生物体是按照生命活动的需要，有选择地从无机自然界获取元素。 元素 地壳 细胞 O 48.6 65.0 Si 26.3 极少 C 0.087 18.0 N 0.03 3.0 H 0.76 10.0 活动1 比较组成细胞的元素 8 2.比较玉米细胞与人体细胞的部分元素及含量(干重，质量分数)，回答下列问题： 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 (1)玉米细胞与人体细胞含量较多的四种元素一样吗？怎样解释这种现象？ (2)细胞中有些元素含量很少，如在玉米细胞中，S只有0.17%，Mg只有0.18%，是否意味着这些元素并不重要？ 在玉米细胞和人体细胞中含量较多的四种元素是一样的，都是C、H、O、N。这是因为玉米和人都是生物，组成它们的主要成分都是水、糖类、脂质和蛋白质等物质，这些物质含有C、H、O，蛋白质中还含有大量的N元素。 细胞中有些元素含量虽然很少，但是却有重要作用，如很多蛋白质都含有S，叶绿体中的叶绿素分子含有Mg，如果缺少S或Mg，细胞就不能合成这些蛋白质或叶绿素。 1.1 组成细胞的元素 活动1 比较组成细胞的元素 (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。 2.比较玉米细胞与人体细胞的部分元素及含量(干重，质量分数)，回答下列问题： 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 1.1 组成细胞的元素 活动1 比较组成细胞的元素 3.请构建自然界的元素、组成细胞的元素、大量元素、微量元素、基本元素等的关系图。 1.1 组成细胞的元素 活动1 比较组成细胞的元素 Ｃ H O N P S K Ca Mg 等 Fe Mn B Zn Mo Cu 等 组成细胞的元素 自然界中的元素 基本元素 大量元素 微量元素 1．组成细胞的元素种类 (1)大量元素和微量元素的划分依据是元素的含量，一般以元素含量占生物总重量万分之一的比率为标准，而不是生理作用。 (2)大量元素和微量元素都是生物体所必需的，但生物体内含有的元素不一定都是必需元素，如Pb。 (3)基本元素占人体细胞鲜重比例是O＞C＞H＞N，而占人体细胞干重比例是C＞O＞N＞H。 核心归纳 2．元素的统一性和差异性 核心归纳 3．组成细胞元素的主要作用 (1)维持生命活动：如K＋可保持心肌正常兴奋性，硼(B)可促进花粉的萌发和花粉管的伸长。 (2)组成化合物：如糖类、脂质和蛋白质中都含有C、H、O。 核心归纳 细胞内含量最多的化合物是 ， 含量最多的有机化合物是 。 干重情况下，含量最多的化合物是 。 水 蛋白质 蛋白质 1.2 组成细胞的化合物 组成细胞的主要化合物及相对含量 活动2 辨析不同生物材料中富含的有机物成分 根据已经掌握的知识分析，不同生物材料中富含有机物的成分不同，下面的生物材料中，富含糖类、脂肪、蛋白质的分别有 、 、 。 ①玉米种子　②牛奶　③甘蔗的茎　④鸡蛋　⑤花生种子　⑥大豆种子 ⑦苹果 ①③⑦ ⑤ ②④⑥ 1.2 组成细胞的化合物 1.下图为元素在生物体内的含量分布情况，下列表述不正确的是 A.Ⅰ在非生物界中都能找到，体现了生物 界与非生物界的统一性 B.Ⅱ含量虽少，却是生物体正常生命活动不可缺少的 C.Ⅱ和Ⅲ为生物体的必需元素，一旦缺乏就可能会导致相应的病症 D.P、S、K、Ca、Fe属于大量元素 √ 课堂练习 2.生命的物质基础是组成细胞的元素和化合物，图中序号代表不同的化合物，面积不同代表含量不同，其中Ⅰ和Ⅱ代表两大类化合物。下列叙述正确的是 A.若Ⅴ和Ⅵ分别代表蛋白质和脂质，则Ⅶ代表核酸 B.细胞干重和鲜重中含量最多的分别是Ⅴ和Ⅲ C.医用的生理盐水和糖溶液中的溶质分别属于Ⅳ和Ⅴ D.上述物质中氧原子含量最高的化合物是Ⅱ √ 课堂练习 > < 目标一 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 糖类的检测： ①还原糖(葡萄糖、麦芽糖、果糖等)＋ 试剂 。 ②淀粉＋碘液→ 。 脂肪的检测： 脂肪＋ 染液→ 色。 蛋白质的检测： 蛋白质＋ 试剂→ 色。 蓝色 斐林 砖红色沉淀 苏丹Ⅲ 橘黄 双缩脲 紫 2.1 实验原理 活动3 实验材料的选择 1.鉴定可溶性还原糖的实验材料是否可选择西瓜、番茄、马铃薯、甘蔗组织样液？ 不可以。西瓜和番茄组织样液本身的颜色对于鉴定时的颜色反应起着掩盖作用，导致实验现象不明显；马铃薯含淀粉，淀粉为非还原糖；甘蔗主要含蔗糖，为非还原糖。应选颜色为白色或近白色、富含葡萄糖、果糖或麦芽糖等还原糖的植物组织样液，以苹果、梨的匀浆最好。 2.1 实验原理 2.使用双缩脲试剂时，为什么B液只能加3～4滴而不能过量？ 3.利用斐林试剂的甲液、乙液和蒸馏水能否检测蛋白质？为什么？　 过量的双缩脲试剂B液会与试剂A液反应，使溶液呈蓝色，从而掩盖生成的紫色。 能。斐林试剂的甲液、乙液的成分分别与双缩脲试剂的A液、B液相同，只是斐林试剂的乙液的质量浓度比双缩脲试剂的B液高，只需将斐林试剂的乙液用蒸馏水稀释即可。 活动3 实验试剂的使用 2.1 实验原理 项目 斐林试剂 双缩脲试剂 成分 甲液 乙液 A液 B液 质量浓度为0.1 g/mL 的NaOH溶液 质量浓度为 质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液 质量浓度为 反应原理 加热条件下，含醛基的可溶性还原糖将Cu(OH)2还原为Cu2O沉淀 碱性条件下Cu2＋与具有两个或两个以上肽键的化合物发生反应生成紫色络合物 使用方法 甲、乙两液等量混匀后立即使用(现配现用) 反应条件 反应现象 0.05 g/mL 的 CuSO4溶液 0.01 g/mL的CuSO4溶液 先加入A液1 mL摇匀，再加B液4滴，摇匀 50～65 ℃水浴加热 不需加热 蓝色→棕色→砖红色 浅蓝色→紫色 2.1 实验原理 活动3 斐林试剂与双缩脲试剂的比较 23 2.2 实验流程 蛋清 豆浆 鸡肝 梨 葡萄 白萝卜 2.2 实验流程 2.2 实验流程 26 2.2 实验流程 材料 蛋白质检测结果 还原糖检测结果 结论 葡萄糖标准液 有砖红色沉淀 蛋白质标准液 产生紫色反应 梨匀浆 无 有 葡萄匀浆 无 有 白萝卜匀浆 无 有 豆浆 有 无 鲜肝提取液 有 无 鸡蛋清稀释液 有 无 2.2 实验流程 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。 核心归纳 3.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。 核心归纳 3.下列与实验有关的叙述，正确的是 A.蛋白质鉴定：向豆浆中先加入NaOH溶液，再滴入CuSO4溶液，并水浴加热 B.蛋白质鉴定：将双缩脲试剂A液和B液混合→滴加到豆浆样液中→观察 C.脂肪鉴定：切取花生子叶薄片→染色→去浮色→制片→观察 D.蔗糖与斐林试剂反应生成砖红色沉淀 √ 课堂练习 4.香蕉果实成熟过程中，果实中的储藏物不断代谢变化，香蕉逐渐变甜。图A中Ⅰ、Ⅱ两条曲线分别表示香蕉果实成熟过程中两种物质含量的变化趋势。现取成熟到第x天和第y天的等量香蕉果肉进行研磨，分别加入等量的蒸馏水中制成两种提取液，然后在a、b试管中各加5 mL第x天的提取液，在c、d试管中各加5 mL第y天的提取液(图B)。下列说法不正确的是 课堂练习 A.在a、c试管中各加入等量碘液摇匀后，可观察到两管均呈蓝色，但c管颜色较浅 B.在b、d试管中各加入等量斐林试剂摇匀后，可观察到两管均呈砖红色，d管颜色较深 C.现提供适量的斐林试剂的甲、乙液和蒸馏水可检测香蕉果肉是否含有蛋白质 D.图A中Ⅰ、Ⅱ曲线所表示的物质的组成元素都含C、H、O √ 课堂练习 课堂小结 细胞中的元素 C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等 Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等 生物界与非生物界的统一性与差异性 细胞中的化合物 无机化合物 有机化合物 糖类 脂质 蛋白质 核酸 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 实验 分 类 组成 分 类 大量元素 微量元素 谢谢观看 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 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 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 $