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和化合物及检测实验，以生石花与石头对比提问导入，通过地壳与细胞元素含量表、玉米和人体细胞元素对比，构建从元素种类、分类到化合物的知识支架。 其亮点在于用数据对比和关系图培养科学思维，实验部分详细步骤与注意事项强化探究实践，体现生命观念。如元素分类关系图、实验材料选择实例，助学生掌握知识技能，教师可高效开展教学。

生石花 细胞和石头都由分子组成，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？ 石头 2.1 细胞中的元素和化合物 第2章 组成细胞的分子 2 问题探讨 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 组成地壳和组成细胞的部分元素含量(％)表 1、组成生物体的所有元素中，有没有哪一些元素是生物体所特有的？ 2、生物体中的元素含量和无机环境中的含量有区别吗？ 207倍 没有，这说明生物界和非生物界具有统一性。 含量有区别，说明生物界和非生物界还具有差异性。 种类相同 生物界与非生物界存在统一性和差异性 含量大不相同 思考：组成不同生物体的细胞中元素的种类和含量是否也如此？ 生物体按照生命活动需要从外界有选择地吸收元素，所以元素含量与无机环境元素含量相差较大。 4 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 玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量（干重，质量分数） 干重与鲜重 干重是指细胞除去自由水后的重量。 鲜重是指细胞在自然状态下的重量。 一、组成细胞的元素 5 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 玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量（干重，质量分数） 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。与组成细胞的化合物有关，主要成分都是水、糖类、脂质和蛋白质等物质。 水（H、O） 糖类（C、H、O） 脂质（主要是C、H、O） 蛋白质（主要是C、H、O、N） 一、组成细胞的元素 6 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 玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量（干重，质量分数） 2、细胞中有些元素含量较少，是否意味着它们不重要？ 细胞中有些元素含量很少，但是却有重要作用，如在玉米细胞中，S只有0.17%，Mg只有0.18%，但很多蛋白质都含有S，叶绿体中的叶绿素分子就含有Mg，如果缺少S或Mg，细胞就不能合成这些蛋白质或叶绿素。 一、组成细胞的元素 7 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 玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量（干重，质量分数） 3、比较组成玉米细胞和人体细胞的元素种类及含量，你还能得出哪些结论？ ①组成生物体的化学元素种类大体相同； ②不同生物体内相同元素含量存在差异； ③同一生物体内不同元素含量也有差异。 一、组成细胞的元素 所列细胞中元素和化合物的含量数据是大致而言的，如骨细胞中Ca含量远高于表中数据。 8 1、种类：细胞中常见的化学元素有 多种。 2、分类： 20 大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。（含量占生物体总重量万分之一以上） 按含量 C、H 、O 、N 、P 、S 、K 、Ca 、Mg 最基本元素 大量元素 一、组成细胞的元素 鲜﹑干重细胞元素含量对比图 组成人体细胞的主要的元素（占细胞干重的百分比） 组成人体细胞的主要的元素（占细胞鲜重的百分比） O>C>H>N C>O>N>H 1、种类：细胞中常见的化学元素有 多种。 2、分类： 20 大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。（含量占生物体总重量万分之一以上） 微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。 （指含量低于万分之一） 按含量 C、H 、O 、N 、P 、S 、K 、Ca 、Mg 最基本元素 基本元素 大量元素 一、组成细胞的元素 有一牧场大片牧草长势很弱，有的甚至发黄枯萎，使用了大量的N，P，K肥也无济于事。后来，牧场附近建了一座钼矿，矿工每天上下班鞋子踩过的地方，牧草却绿油油的。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。 资料分析 小明的一些症状引起了父母的担忧：感冒频繁，口腔溃疡反复发作，伤口不易愈合，食欲不振，免疫力低下。比起同龄儿童，小明身材偏矮、偏瘦。去医院后，经检查发现血清中锌的浓度过低。 微量元素虽然在生物体中含量很少，但依然起着重要的作用，同大量元素一样，都属于生命所必需的元素。 生物对微量元素需要量很少，微量元素是否可有可无？ 细胞中元素的含量并不影响其重要性 正常西红柿 缺硼西红柿 正常水稻 缺锌水稻 缺碘 缺铁 小任务 自然界的元素 生物体内的元素 请你构建“自然界的元素” “生物体内的元素” “组成细胞的元素”“大量元素”“微量元素” 的关系图。 元素主要以何种形式在细胞内存在？ 主要以化合物的形式存在 C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg、Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu 细胞中常见元素20多种 大量元素 微量元素 主要元素 基本元素 最基本元素&生命的核心元素 等 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 无机化合物 有机化合物 水 无机盐 糖类 蛋白质 脂质 核酸 二、组成细胞的化合物 16 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？ 梨的果实细胞中糖类和水分等物质多，不含叶绿体。 不同生物组织的细胞中各种化合物的含量是有差别的 日常膳食做到不同食物的合理搭配 平衡膳食宝塔 油脂类：脂肪 乳类：蛋白质、无机盐 肉类：蛋白质、无机盐 果蔬类：膳食纤维、维生素、无机盐 谷类：糖类、B族维生素 1.每天摄入量最多的食物应是 类食物。 2.每天摄入量最少的食物应是 类食物。 3.青少年每天应比成人多摄取含 多的食物，即金字塔中 、 的食物。 谷 油脂 蛋白质 肉类 乳类 课堂小结 元素 来源 分类依据 含量 作用 存在形式 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 Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu 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 （常见20多种） 无机物: 有机物: 水、无机盐 蛋白质、糖类、脂质等 好，先来回顾。上节课学习的内容比较简单，我们介绍了组成细胞的元素，有多少种？20多种！ 那这些元素从哪来？生物体根据生命活动的需要，从无极自然界有选择性地获取。 再看分类依据，根据元素含量是否达到生物体总重量的万分之一，分成大量元素、微量元素，分别是？ 其中，最基本元素是？基本元素是？ 另外，元素在细胞中主要以什么形式存在？化合物！分别有？其中含量最多的化合物是？有机化合物呢？干重细胞中含量最多的化合物又是？ 1. 有着“植物大熊猫”之称的红豆杉,其体内含量最多的化学元素 和最基本的化学元素分别是(　　) A.C和O B.C和H C.O和C D.H和O C 2．关于生物体内的化学元素的说法中正确的是（　 ） A．不同生物中，组成生物体化学元素的种类和含量大体相同 B．无机自然界中存在的化学元素在生物体内都可找到　　 C．生物体内的C元素是最基本的元素，含量总是最多的 D．微量元素在生物体内含量很少，却是生物生活所必需的 D 随堂练习 提问同学来回答 20 联系日常膳食，预测以下食材可能含有的有机物种类？ 思考：怎样检测细胞中含有上述化合物？ 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 刚刚的结果是我们根据生物经验做出的预测，如果想要证实我们答案的正确性，就要通过科学实验！ 21 化学试剂+有机化合物→特定的颜色 某些化学试剂能够使生物组织中的有关化合物产生特定的颜色反应。 实验原理： 1、还原糖（葡萄糖）的检测和观察： 砖红色沉淀 还原性糖+斐林试剂 2、蛋白质的检测和观察： 蛋白质+双缩脲试剂 3、脂肪的检测和观察 脂肪+苏丹III染液 紫色反应 橘黄色 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 在课本18页重点介绍了糖类、脂肪、蛋白质三类物质的鉴定方法，要注意，这个实验也是高中阶段的一个重点实验，所以一定要搞清楚原理和操作过程！ 1、还原糖的检测和观察： 用一层纱布 材料：梨匀浆、葡萄匀浆、白萝卜匀浆 试剂：斐林试剂 步骤： 注：甲乙液等量混合后使用，现配现用 甲液：0.1g/mL NaOH 乙液：0.05g/mL CuSO4 制浆 过滤 取液 显色反应 注入2mL梨匀浆 注入1mL刚配制好的斐林试剂 振荡、混合摇匀呈现浅蓝色 50~65℃水浴加热 （含糖高、白色或接近白色） 反应实质： 还原糖将Cu(OH)2还原，生成砖红色的Cu2O 不能用酒精灯直接加热 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 1、还原糖的检测和观察： 结果： 浅蓝色 砖红色沉淀 结论： 梨匀浆中含有还原糖 分析： ①还原糖（具有还原性的糖）有__________________________ ②斐林试剂的甲、乙液必须______________后再加入样液中，__________ ③必须_____________。 葡萄糖、麦芽糖、果糖、乳糖等 用水浴加热 等量混合均匀 现配现用 甜菜、甘蔗？ 草莓？ 马铃薯？ 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 2、蛋白质的检测和观察： 选材：豆浆、鲜肝提取液（或鸡蛋蛋清稀释液） 制备组织样液：黄豆浸泡→去皮→切片→研磨→过滤→滤液 显色反应 现象 蛋清必须稀释，以免实验后黏住试管壁，不易清洗 摇匀 2mL组 织样液 1mL双缩脲试剂A液 双缩脲试剂A液：质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液 双缩脲试剂B液：质量浓度为0.01g/mL的CuSO4溶液 4滴双缩脲试剂B液 无色 蓝色 紫色 实质：Cu2+在碱性条件下与蛋白质中的肽键发生络合反应，产生紫色络合物 （富含待测物、白色或接近白色） 注：先加A液，再加B液 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 思考1: 鉴定还原糖时使用的斐林试剂为何要现配现用? 斐林试剂不稳定,配好的Cu(OH)2悬浊液放一段时间后，会形成沉淀，影响实验效果。其次，Cu(OH)2放久了会发生分解，形成部分黑色CuO，也会影响实验结果。所以应将甲液和乙液分别保存,使用时现配现用。 反应实质： 还原糖将Cu(OH)2还原，生成砖红色的Cu2O 思考2: 鉴定蛋白质时,加入试剂B后,如果没有产生紫色反应,可能的原因是? 可能加入的双缩脲试剂B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。 反应实质：蛋白质+Cu2+ 碱性环境 紫色络合物 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 检测可溶性还原糖 检测蛋白质(肽键) 甲液: 0.1g/mLNaOH 乙液: 0.05g/mLCuSO4 A液: 0.1g/mLNaOH B液: 0.01g/mLCuSO4 甲液与乙液等体积混合使用，现配现用。 依次添加：先加较多A液，再加少量B液。 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 3、脂肪的检测和观察： 脂肪＋__ _____________→橘黄色(或红色)。 苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)染液 苏丹Ⅲ染液 方法一：花生种子匀浆+3滴苏丹Ⅲ染液 出现橘黄色 组织样液 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 3、脂肪的检测和观察： 方法二： 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 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 注意： ①切片要薄，如厚薄不均就会导致观察时有的地方清晰有的地方模糊。 ②酒精的体积分数是____________；作用是 。 ③材料为花生子叶切片，需要使用显微镜观察（高倍镜） 洗去浮色 50% a.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。 b.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。 c.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]。 注意事项： 随堂练习 1、生活在缺水沙漠环境中的仙人掌细胞中，含量最多的化合物是（ ） A、蛋白质 B、脂肪 C、糖类 D、水 D 2、人的肝脏细胞内含量（占鲜重）最多的元素及细胞中含量最多的有机化合物分别是（ ） A. O、蛋白质 B. O、H2O C、蛋白质 D. C、H2O A 3.下列叙述正确是（ ） A.西瓜汁中含有丰富的葡萄糖和果糖，可做还原糖鉴定的替代材料 B.脂肪鉴定时，可观察到细胞中被苏丹Ⅲ染成红色的小颗粒  C.双缩脲试剂B液为0.01g/mlCuSO4溶液  D.鉴定还原糖时先加入斐林试剂的甲液摇匀后再加乙液 C 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 $