2.1 细胞中的元素和化合物 （Word学生用书）-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中生物必修一（人教版）

本讲义聚焦“细胞中的元素和化合物”核心知识点，先系统梳理组成细胞的元素（统一性、差异性、种类及存在形式）和化合物（种类与相对含量），再通过“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”实验，搭建从理论认知到实践操作的学习支架。 该资料通过比较玉米与人体细胞元素组成培养科学思维，结合实验探究活动提升探究实践能力，助力学生建立生命的物质观。课中辅助教师引导学生分析数据，课后通过练习题和归纳总结帮助学生巩固知识，查漏补缺。

第1节　细胞中的元素和化合物 1.通过对组成细胞的元素和化合物的学习，建立生命的物质观。 2.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。 3.通过“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”探究活动，培养科学探究能力。 知识点一　组成细胞的元素和化合物 1.组成细胞的元素 （1）生物界和非生物界在元素组成上的统一性与差异性 （2）元素的种类 ①细胞中常见的化学元素有　　　　多种。 ②根据含量分类 ③细胞中含量很高的四种元素：　　　　　　。 （3）元素的存在形式：大多以　　　　的形式存在。 巧记：谐音法记忆大量元素和微量元素 （1）大量元素可利用谐音“她请杨丹留您盖美家”来记。 （2）微量元素可利用谐音“铁猛碰新木桶”来记。 2.组成细胞的化合物 种类及相对含量 【微思考】　活细胞中含量最多的元素是O，请从化合物的角度分析原因是什么。 1.（教材P16“问题探讨”）下表为组成地壳和细胞中含量较多的元素的比较，回答下列问题： 项目 O Si C N H 地壳 48.60 26.30 0.087 0.03 0.76 细胞 65.0 极少 18.0 3.0 10.0 （1）组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能找到，说明　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）组成细胞的元素追根溯源来自无机自然界，细胞内各种元素的含量与无机自然界的大不相同的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 2.（教材P17“旁栏思考”）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别？ （1）组成地壳的元素在细胞中都能找到。（　　） （2）Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等是组成细胞的微量元素。（　　） （3）大量元素在细胞内作用重大，微量元素在细胞中的作用微小。（　　） （4）沙漠中的仙人掌细胞中含量最多的化合物是水。（　　） （5）组成细胞的元素全部以化合物的形式存在。（　　） 探究　组成细胞的元素 玉米细胞与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 O 44.43 14.62 C 43.57 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 注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3％。 （1）材料中玉米细胞与人体细胞含量较多的四种元素都是　　　　　　。 （2）玉米细胞与人体细胞在组成细胞的元素种类和含量上的关系是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （3）玉米细胞中O元素的含量明显要高于人体细胞，而N元素的含量明显又低于人体细胞，怎样解释这一现象？ 归纳总结 1.组成细胞的元素的种类和含量 ①大量元素和微量元素划分的依据是各种元素在生物体中的含量，而不是生理作用。 ②大量元素和微量元素都是必需元素，而生物体内含有的元素不一定都是生物体所必需的元素，如人体内可能含有Pb。 2.元素的统一性和差异性 1.（2026·江苏扬州期中）在某名贵花卉培养液中，除了水、必需的微量元素、N、P和CO2（由空气提供CO2）外，还必需的大量元素是（　　） A.C、H、O、N、P B.K、Ca、Mg、S C.Mn、Mo、Cu、Zn D.K、Ca、Mg、Fe 2.无花果是一种开花植物，主要生长于热带和温带，是世界上最古老的栽培果树之一。无花果中含有苹果酸、柠檬酸、脂肪酶等，具有促进排便、增强消化功能、保护心血管等功效。下列叙述错误的是（　　） A.无花果中含有丰富的微量元素，如锰、锌、钙等 B.新鲜无花果细胞中无机物的含量大于有机物 C.不同生物组织的细胞中各种化合物的含量有差别 D.无花果细胞和人体细胞中元素的种类大致相同 知识点二　检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 1.实验原理 （1）还原糖的检测：还原糖＋　　　　　产生　　　　　　。 （2）脂肪的检测：脂肪＋　　　　　　→产生　　　　色。 （3）蛋白质的检测：蛋白质＋　　　　　　→产生紫色反应。 2.实验步骤 （1）还原糖的检测 【微思考】　鉴定还原糖时使用的斐林试剂为何要现配现用？ （2）脂肪的检测 ①检测原理：脂肪＋苏丹Ⅲ染液→橘黄色。 ②操作步骤： （3）蛋白质的检测 1.（教材P19“图示”）在还原糖溶液中加入刚配制的斐林试剂，经加热后的颜色变化是　　　　　　　　　　。在蛋白质检测中，加入双缩脲试剂后的颜色变化是　　　　　　　　　　。 2.（教材P18“练习与应用”2改编）若待测样品是梨汁，选用的试剂是　　　　　　　，实验现象是　　　　　　　　　　　　；若待测样品是豆浆，选用的试剂是　　　　　　　，实验现象是　　　　　　　　。 （1）西瓜、番茄等都含有较多的糖，因此可用于还原糖的鉴定。（　　） （2）实验结束时将剩余的斐林试剂装入棕色瓶，以便长期保存备用。（　　） （3）还原糖与斐林试剂反应能直接生成砖红色沉淀。（　　） （4）利用双缩脲试剂检测蛋白质不需要加热条件。（　　） （5）非还原糖与斐林试剂混合后经水浴加热后的现象是溶液为无色。（　　） 探究　实验材料试剂选取和实验结果分析 依据教材P18～19“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”，回答下列探究问题。 1.实验材料选取和实验试剂的运用 （1）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，检测还原糖、脂肪、蛋白质时分别选取的适宜材料是　　　　　　、　　　　　　、　　　　　　。 ①玉米种子　②牛奶　③鸡蛋　④花生种子　⑤甜菜的根　⑥西瓜　⑦大豆种子　⑧苹果 （2）若提供斐林试剂的甲液（0.1 g/mL的NaOH溶液）、乙液（0.05 g/mL的CuSO4溶液）和蒸馏水，　　　　（填“能”或“不能”）进行蛋白质的检测，理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　。 2.实验操作过程、结果分析及拓展应用 （1）检测生物组织中的脂肪时，染色时间不宜过长，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）检测蛋白质时，加入双缩脲试剂B液后，没有观察到溶液变成紫色。试分析其原因。 （3）超市的牛奶架上摆放着脱脂（指脂肪）牛奶和全脂牛奶，请鉴定脱脂牛奶是否真的脱脂，具体操作办法及判断依据是什么？ 归纳总结 1.比较斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同” 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。 （2）唯一需要显微镜的——花生子叶临时切片中脂肪的检测。 （3）唯一使用酒精的——脂肪的检测，实验用体积分数为50％的酒精溶液洗去浮色。 （4）混合后加入的——斐林试剂；分别加入的——双缩脲试剂。 1.下列有关“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”实验的叙述，正确的是（　　） A.甘蔗茎的薄壁组织、甜菜的块根含有较多糖且近乎白色，可用于鉴定还原糖 B.大豆种子中蛋白质含量多，是检测蛋白质的理想材料 C.进行蛋白质的检测时，NaOH溶液和CuSO4溶液应先混合后再使用 D.在制作花生子叶临时切片过程中，染色后需滴加95％的酒精溶液以洗去浮色 2.（2026·广东广州期中）用碘液、苏丹Ⅲ染液和双缩脲试剂检测大豆、花生、玉米三种植物的干种子中三大类有机化合物，结果如下 表，其中“＋”的数量代表反应后颜色深浅程度。下列有关说法错误的是（　　） 试剂种类 碘液 苏丹Ⅲ染液 双缩脲试剂 甲 ＋＋＋＋ ＋＋ ＋ 乙 ＋＋ ＋＋＋＋ ＋＋ 丙 ＋ ＋＋ ＋＋＋＋ A.表格中的甲是玉米、乙是花生、丙是大豆 B.在观察颜色变化时有可能用到光学显微镜 C.双缩脲试剂与蛋白质发生作用产生紫色反应 D.双缩脲试剂也可直接用于检测还原糖 1.（2026·广东佛山月考）苏东坡有“白云峰下两旗新，腻绿长鲜谷雨春”之句赞美龙井茶。下列关于西湖龙井的说法，正确的是（　　） A.茶叶细胞和人体细胞所含元素含量大致相同但种类差异很大 B.采摘的新鲜茶叶的细胞中既含有大量元素，如Ca；也含有微量元素，如Mg C.茶叶细胞中的元素的大都以离子的形式存在 D.新鲜茶叶细胞中C、H、O、N这四种元素的含量很高，其原因与组成细胞的化合物有关 2.无土栽培某植物时，某同学配制的培养液含有NH4NO3、KNO3、CaCl2·2H2O、KH2PO4、螯合铁、微量元素，为了让植物能够进行正常生命活动，还应添加的化合物是（　　） A.Ca（NO3）2 B.FeCl3 C.MgSO4 D.ZnSO4 3.（2026·江苏扬州期中）某生物兴趣小组在野外发现一种组织颜色为白色的不知名野果，该小组把这些野果带回实验室欲鉴定其中是否含有还原糖、脂肪和蛋白质，下列叙述正确的是（　　） A.进行脂肪的检测时，需用体积分数为50％的酒精溶液洗去浮色 B.若对该野果的组织样液检测后出现较多的砖红色沉淀，说明该野果中含有大量葡萄糖 C.若该野果中含有大量蛋白质，则对该野果组织样液进行检测时，溶液由无色变为紫色 D.进行还原糖鉴定实验结束时将剩余的斐林试剂装入棕色瓶，以备长期使用 4.（2026·河北沧州期中）检测生物组织中的糖类、脂肪、蛋白质时，需根据实验要求选择合适的实验材料。请根据表中所列材料回答下列问题： 可供实验的材料 柑橘 西瓜 黄豆 黑豆 花生种子 大米 苹果 血红蛋白 （1）根据生物组织中的有机物可与某些化学试剂发生特定的　　　　　　反应，检测生物组织中某种有机物的存在。如将表中材料　　　　　　制成匀浆，其中的淀粉遇碘变成蓝色。 （2）表中可作为检测还原糖的最理想材料是　　　　　　　　　，原因是该材料组织细胞　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。检测过程：向试管中加入2 mL组织样液，加入1 mL斐林试剂混匀，然后置于温度为　　　　　℃水浴锅中加热2 min，颜色变化过程是蓝色→　　　　　。 （3）表中可作为检测脂肪的最理想材料是　　　　　　，检测时需将材料切片、染色；用苏丹Ⅲ染液染色后要用体积分数为50％的酒精溶液洗去浮色，依据的原理是　　　　　　　　　　　　　。制成临时装片后，将临时装片放在显微镜下观察，如果焦距已经调好，但发现视野中有的地方清晰，有的地方模糊，原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （4）表中可作为检测蛋白质的最理想材料是　　　　　。检测过程，先向试管内加入2 mL组织样液；然后向试管内加入1 mL双缩脲试剂A液，摇匀；再向试管内加入4滴双缩脲试剂B液，摇匀。只加4滴双缩脲试剂B液而不能过量的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 完成课后作业　第2章　第1节 7 / 7 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2章　组成细胞的分子 第1节　细胞中的元素和化合物 知识点一 主干梳理 1.（1）统一　差异　（2）①20　②C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg　Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo　③C、H、O、N　（3）化合物 2.水　无机盐　蛋白质　核酸　糖类 微思考　提示：活细胞中含量最多的化合物是水，O在水中含量最高。 边角叩问 1.（1）生物界和非生物界具有统一性　（2）生物体是按照生命活动的需要，有选择地从无机自然界中获取元素 2.提示：梨的果实细胞中糖类和水等物质多，不含叶绿素。 概念辨析 （1）×　提示：组成细胞的元素在地壳中都能找到。 （2）×　提示：Ca、Mg是大量元素。 （3）×　提示：大量元素和微量元素是按照含量划分的，微量元素的作用并不微小。 （4）√ （5）×　提示：组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在，有些可以以离子的形式存在，如K＋。 重难探究 （1）O、C、H、N　（2）在组成细胞的元素种类上具有统一性，但是含量上具有差异性 （3）提示：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。 即学即练 1.B　培养液中已经提供了H、O、N、P，空气提供CO2，A错误；K、Ca、Mg、S属于大量元素，而且培养液中没有提供的，B正确；Mn、Mo、Cu、Zn都属于微量元素，C错误；Fe属于微量元素，D错误。 2.A　钙（Ca）属于大量元素，而锰（Mn）、锌（Zn）是微量元素，A错误；新鲜无花果细胞含水量高，而无机物包括水和无机盐，此时无机物总含量大于有机物，B正确；不同生物组织的细胞因功能差异，化合物含量不同，比如叶肉细胞的糖类含量和表皮细胞的糖类含量不同，C正确；组成细胞的元素种类在生物界具有统一性，无花果和人体细胞均含C、H、O、N等基本元素，D正确。 知识点二 主干梳理 1.（1）斐林试剂　砖红色沉淀　（2）苏丹Ⅲ染液　橘黄　（3）双缩脲试剂 2.（1）􀀁砖红色　􀀂还原糖　􀀃白色或浅色　􀀄砖红色　􀀅还原糖 微思考　提示：因为斐林试剂很不稳定，容易产生蓝色的Cu（OH）2沉淀，所以应将甲液和乙液分别保存，使用时现配现用。 （2）②苏丹Ⅲ染液　50％的酒精溶液　（3）􀀁双缩脲　􀀂紫色　􀀃1 mL　􀀄紫色 边角叩问 1.由蓝色变为砖红色　由浅蓝色变为紫色 2.斐林试剂　加热后会出现砖红色沉淀　双缩脲试剂　出现紫色反应 概念辨析 （1）×　提示：上述材料有颜色，会掩盖还原糖与斐林试剂产生的砖红色，不利于准确判断实验现象，从而影响结果的判断，故不宜选择。 （2）×　提示：斐林试剂需要现用现配。 （3）×　提示：还原糖与斐林试剂在水浴加热条件下生成砖红色沉淀。 （4）√ （5）×　提示：由于斐林试剂本身为蓝色，因此非还原糖与斐林试剂混合后经水浴加热后的现象不是溶液为无色，而是呈蓝色。 重难探究 1.（1）⑧　④　②③⑦　（2）能　检测蛋白质时用蒸馏水将0.05 g/mL的CuSO4溶液稀释为0.01 g/mL即可 2.（1）染色时间过长，脂肪会溶解到染色剂中 （2）提示：可能是因为加入的双缩脲试剂B液过量，CuSO4在碱性溶液中生成大量蓝色的Cu（OH）2沉淀，遮盖了实验中产生的紫色。 （3）提示：取等量脱脂牛奶和全脂牛奶分别加入①②试管中，向两支试管中分别加入适量且等量苏丹Ⅲ染液，并比较①②试管中溶液的颜色变化。若①②试管中溶液均变为橘黄色，且颜色差别不明显，说明脱脂牛奶不是真的脱脂；若①试管中溶液不变为橘黄色，②试管中溶液变为橘黄色，则说明脱脂牛奶是真的脱脂。 即学即练 1.B　甘蔗和甜菜中主要含蔗糖（非还原糖），而斐林试剂只能检测可溶性还原糖（需水浴加热生成砖红色沉淀），因此不能用于鉴定还原糖，A错误；大豆种子富含蛋白质，研磨后提取的豆浆可直接与双缩脲试剂发生紫色反应，是检测蛋白质的理想材料，B正确；检测蛋白质时，双缩脲试剂需先加NaOH溶液（营造碱性环境），后滴加CuSO4溶液（提供Cu2＋），两者不可混合使用，C错误；苏丹Ⅲ染色后需用体积分数为50％的酒精洗去浮色，D错误。 2.D　甲中淀粉（碘液＋＋＋＋）含量最高，对应玉米；乙中脂肪（苏丹Ⅲ＋＋＋＋）含量最高，对应花生；丙中蛋白质（双缩脲试剂＋＋＋＋）含量最高，对应大豆，A正确；苏丹Ⅲ检测脂肪需在显微镜下观察细胞内的橘黄色脂肪颗粒，因此可能用到光学显微镜，B正确；双缩脲试剂在碱性条件下与蛋白质的肽键结合，形成紫色络合物，C正确；双缩脲试剂需先加A液（NaOH）再加B液（CuSO4），而检测还原糖的斐林试剂需沸水浴且为混合后使用，两者成分浓度和检测方法不同，不能直接替代，D错误。 【随堂热练】 1.D　不同生物细胞所含元素的种类大体相同，但含量差异较大，茶叶细胞和人体细胞亦是如此，A错误；Ca和Mg均属于大量元素，B错误；细胞中的元素大多以化合物形式存在，C错误。 2.C　植物的生存需要大量元素和微量元素，由题可知，培养液中有NH4NO3、KNO3、CaCl2·2H2O、KH2PO4、螯合铁、微量元素，但缺少植物必需的大量元素Mg和S，故应添加含Mg元素和S元素的化合物，C正确，A、B、D错误。 3.A　脂肪检测中，苏丹Ⅲ染液染色后需用体积分数为50％的酒精洗去浮色，避免多余染料干扰观察，A正确；斐林试剂检测还原糖需在50～65 ℃水浴条件下生成砖红色沉淀，且该实验只能说明存在还原糖（如葡萄糖、果糖等），无法确定具体为葡萄糖，B错误；双缩脲试剂为蓝色，蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应，若该野果中含有大量的蛋白质，则对该野果的组织样液进行检测时，溶液由蓝色变为紫色，C错误；斐林试剂需现用现配，混合后无法长期保存，D错误。 4.（1）颜色　大米　（2）苹果　富含还原糖且果肉颜色接近无色　50～65　砖红色　（3）花生种子　苏丹Ⅲ可溶于酒精　切片厚薄不均　（4）黄豆　加入双缩脲试剂B液过多，可能会产生蓝色沉淀影响观察，且其本身的蓝色也可能会掩盖紫色 解析：（1）检测生物组织中的有机物的原理是某化学试剂能够与生物组织中的相关有机物发生特定的颜色反应，因此选择的材料需要呈无色或颜色较浅，以免影响实验结果的观察；将材料中的大米（主要成分为淀粉）制成匀浆，其中的淀粉遇碘变成蓝色。（2）题干所给材料苹果中富含还原糖且果肉颜色接近无色，最适宜作为检测还原糖的材料；检测过程：向试管中加入2 mL组织样液，加入1 mL斐林试剂后混匀，然后置于温度为50～65 ℃水浴锅中加热2 min；斐林试剂和还原糖在水浴条件下产生砖红色沉淀，而斐林试剂本身颜色是蓝色，故颜色变化过程是蓝色→砖红色。（3）花生种子中富含脂肪，是鉴定脂肪的最理想材料；该过程要用到酒精，酒精的作用是洗去浮色，原理是酒精能溶解苏丹Ⅲ；制成临时装片后，将临时装片放在显微镜下观察，如果焦距已经调好，但发现视野中有的地方清晰，有的地方模糊，原因可能是切片厚薄不均，所以切片要厚薄一致，尽量薄一些。（4）适合于鉴定蛋白质的材料是富含蛋白质且颜色较浅的黄豆；检测过程，先向试管内加入2 mL组织样液；然后向试管内加入1 mL双缩脲试剂A液，摇匀；再向试管内加入4滴双缩脲试剂B液，摇匀，可见组织样液变成紫色，据此可判断蛋白质的存在，实验过程中，只加4滴双缩脲试剂B液而不能过量的原因是加入双缩脲试剂B液过多，可能会产生蓝色沉淀影响观察，且其本身的蓝色也可能会掩盖紫色。 学科网（北京）股份有限公司 $