2.1 细胞中的元素和化合物-【优学精讲】2026-2027学年高中生物必修一同步教参（人教版·不定项）

本讲义聚焦高中生物学“细胞中的元素和化合物”核心知识点，先阐述生物界与非生物界的统一性和差异性，再系统梳理组成细胞的20多种元素（大量元素如C、H、O、N等，微量元素巧记“铁猛碰新木桶”）及化合物，最后衔接检测糖类、脂肪、蛋白质的实验原理与步骤，构建从元素到化合物再到实验验证的学习支架。 该资料特色鲜明，通过表格对比玉米、人体细胞与地壳元素含量，直观渗透生命观念中的物质统一性与差异性。实验部分设计正误判断、探究问题（如苹果汁还原糖检测），培养科学思维与探究实践能力。课中教师可借助巧记方法、集合法图示辅助教学，课后学生能通过习题和实验案例巩固知识，有效查漏补缺。

第1节　细胞中的元素和化合物 [课标要求] 1．说出细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素组成，它们以碳链为骨架形成复杂的生物大分子。2.实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。 考点一　细胞中的元素和化合物 1．生物界与非生物界的统一性和差异性 2．组成细胞的化学元素 　　　　　　　 不同细胞的元素种类基本相同，含量差异较大 (1)种类：常见的有________多种。 (2) 巧记微量元素 微量元素可利用谐音“铁猛碰新木桶”来记忆。 3．组成细胞的化合物 [答案自填] 差异　统一　20　C、H、O、N　C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等　无机盐　糖类 　 (1)生物界和非生物界在组成元素的种类和含量上都相同。(　　) (2)C、H、O、N、P、Fe、Mn等是组成细胞的大量元素。(　　) (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。(　　) (4)沙漠中的仙人掌细胞中干重含量最多的化合物是水。(　　) 答案：(1)×　生物界和非生物界在组成元素的种类上基本相同，但含量上有差异。 (2)×　Fe、Mn是组成细胞的微量元素。 (3)√　 (4)×　仙人掌细胞中干重含量最多的化合物是蛋白质。 比较玉米细胞、人体细胞与地壳中的部分元素及含量(干重，质量分数)，回答下列问题： 元素 玉米细胞 人体细胞 地壳 O 44.43 14.62 48.60 C 43.57 55.99 0.087 H 6.24 7.46 0.76 N 1.46 9.33 0.03 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%；干重是指去掉水后的重量。 (1)组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能找到，说明_________________________________________________________。 细胞中各种元素的含量和无机自然界中的含量大不相同，说明_________________________________________________________ _________________________________________________________。 (2)分析表格，请对玉米细胞和人体细胞中占细胞干重质量分数最多的四种元素进行排序。 玉米细胞：________________________________________________。 人体细胞：_______________________________________________。 (3)细胞中有些元素含量很少，如在玉米细胞中，K只有0.92%、P只有0.20%，但这些元素对生物体来说仍然至关重要，请举例说明：________________________________________________________ _________________________________________________________。 提示：(1)生物界和非生物界具有统一性　生物界和非生物界具有差异性 (2)O>C>H>N　C>O>N>H (3)缺K时植株老叶边缘黄化、焦枯；缺P时植株矮小，叶片上会出现紫色 集合法构建五类元素的关系 1．(教材P18“概念检测”T1改编)基于对细胞元素组成、元素含量等的认识判断，下列相关叙述错误的是(　　) A．细胞中不存在无机自然界没有的特殊元素 B．K、Mg、S、Ca等都是大量元素 C．细胞中微量元素含量很少，作用也很微小 D．不同种类的细胞其组成元素的含量有差异 解析：选C。细胞中微量元素虽然含量很少，但作用很重要，在生命活动中不可缺少。 2．(不定项)“白云峰下两枪新，腻绿长鲜谷雨春。”这是赞美龙井茶的诗句。下列关于龙井茶的叙述，错误的是(　　) A.采摘的新鲜茶叶的细胞中既含有大量元素，也含有微量元素 B.茶叶细胞和人体细胞所含元素种类和含量大致相同 C.茶叶细胞和人体细胞所含元素大多以化合物的形式存在 D.采摘的新鲜茶叶细胞中含量最高的化合物是蛋白质 解析：选BD。茶叶细胞和人体细胞所含元素种类大致相同，但含量差异很大，B错误；采摘的新鲜茶叶的细胞中含量最高的化合物是水，含量最高的有机化合物是蛋白质，D错误。 考点二　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＋斐林试剂________沉淀。 (2)脂肪＋苏丹Ⅲ染液→__________色。 (3)蛋白质＋双缩脲试剂→________色。 2．实验步骤 (1)还原糖的检测和观察 [答案自填] 砖红色　橘黄　紫　新配制　浮色　高倍镜　1 mL (1)甘蔗含有较多的糖，且近于白色，是还原糖检测的良好材料。(　　) (2)使用斐林试剂检测还原糖时先加甲液再加乙液，水浴加热后生成砖红色沉淀。(　　) (3)在利用花生子叶进行脂肪检测时，染色后要用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色，便于观察实验结果。(　　) (4)双缩脲试剂可用于准确测定蛋白质的含量。(　　) 答案：(1)×　甘蔗含有的蔗糖属于非还原糖。 (2)×　斐林试剂使用时需将甲液和乙液等量混合均匀后再注入样液。 (3)√ (4)×　双缩脲试剂与蛋白质反应呈紫色只能测定蛋白质的有无，出现的紫色深浅也只能大致判断蛋白质含量多少，但不能准确测定蛋白质的含量。 某校同学为探究早餐中某些营养物质的有无或含量，利用下列材料、试剂及用具进行实验。 实验材料：全麦面包，熟鸡蛋，生鸡蛋，苹果汁，花生。 实验试剂：①质量浓度为0.1 g/mL的氢氧化钠溶液，②质量浓度为0.05 g/mL的硫酸铜溶液，③碘液，④苏丹Ⅲ染液，⑤蒸馏水等。 实验用具：研钵，水浴锅，天平，试管，滴管，量筒，容量瓶，显微镜，玻片，酒精灯等。 探究下列问题： (1)为验证苹果汁中含还原糖，选择的实验试剂及试剂的处理方式为______________________(用标号和必要的文字描述)，实验所需条件是______________________，溶液的颜色变化是__________________________________________________________________________________。 (2)试剂①可作为双缩脲试剂A液，双缩脲试剂B液的获得途径为________________________________________________________ ______________________________________________(用标号和必要的文字描述)。生鸡蛋的蛋清适当稀释后，先加入双缩脲试剂A液1 mL，其作用是提供____________环境，后加入双缩脲试剂B液4滴。 (3)研究小组欲探究材料A是否含有淀粉、材料E中是否含有脂肪，选用的实验试剂分别为____________(填标号)。 提示：(1)①和②等量混合均匀，现配现用　50～65 ℃水浴加热约2 min　蓝色变为砖红色 (2)用量筒取少量②，加入⑤稀释，获得质量浓度为0.01 g/mL的硫酸铜溶液　碱性 (3)③、④ 斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同” 1．蛋白质常用双缩脲试剂进行检测，该试剂包含质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液(A液)和质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液(B液)，下列相关叙述正确的是(　　) A．可选择黑豆、芝麻等富含蛋白质的物质作为实验材料 B．使用双缩脲试剂时，需要现配现用 C．蛋白质的检测需水浴加热后才能观察到颜色变化 D．可将斐林试剂的乙液稀释后代替双缩脲试剂的B液使用 解析：选D。黑豆虽富含蛋白质，但颜色深，会遮盖实验中的颜色变化，不适合作为检测蛋白质的实验材料，A错误；使用双缩脲试剂时，先加A液，再加B液，不需要现配现用，B错误；蛋白质的检测不需要水浴加热，C错误；斐林试剂的乙液为质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液，双缩脲试剂的B液为质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液，可将斐林试剂的乙液稀释后代替双缩脲试剂的B液使用，D正确。 2．不同植物种子中所含营养成分有差异，如豆类作物中蛋白质含量较高，玉米种子中淀粉含量较高，花生种子中脂肪含量相对较高。用碘液、苏丹Ⅲ染液和双缩脲试剂检测甲、乙、丙三种植物的干种子中三大类有机物的颜色反应，结果如下表所示，其中“＋”的数量越多代表颜色反应越深。请分析实验并回答相关问题： 种类 试剂 碘液 苏丹Ⅲ染液 双缩脲试剂 甲 ＋＋＋＋ ＋＋ ＋＋ 乙 ＋＋ ＋＋＋＋ ＋＋ 丙 ＋ ＋＋ ＋＋＋＋ (1)乙种子中____________含量相对较多，该物质检测的方法步骤： ①取材，切片并放在盛有清水的培养皿中待用；选取2～3片最薄切片放置在载玻片的中央； ②滴加2～3滴苏丹Ⅲ染液进行染色，3 min后滴加1～2滴____________溶液，洗去浮色； ③在切片上滴一滴蒸馏水，盖上盖玻片，制成临时切片； ④将临时切片放在高倍显微镜下观察，视野中被染成____________色的颗粒即为该物质。 (2)某玉米新品种中的蛋白质含量高于普通玉米，请用所学的方法设计实验并加以验证。 实验原理：_______________________________________________ _______________________________________________________。 材料用品：新鲜的普通玉米籽粒，新鲜的新品种玉米籽粒，研钵，试管，漏斗，纱布，滴管，清水，双缩脲试剂A液，双缩脲试剂B液，量筒。 实验步骤： ①将两种玉米籽粒分别进行研磨，制备组织样液； ②取A、B两支试管，向A中加入新鲜的新品种玉米组织样液2 mL，B中加入_________________________________________； ③向A、B两支试管中分别加入1 mL____________________，摇匀，再分别加入4滴____________________，摇匀； ④观察：A、B两支试管溶液颜色变化并比较颜色深浅。 预期的结果：_________________________________________ _____________________________________________________。 解析：(1)苏丹Ⅲ染液可用于检测脂肪，由题表可知，乙种子被苏丹Ⅲ染液染色后颜色最深，因此乙种子中脂肪含量相对较多。检测脂肪时先在薄片上滴加苏丹Ⅲ染液进行染色，3 min后滴加1～2滴体积分数为50%的酒精溶液，洗去浮色，可使橘黄色的脂肪颗粒更加清晰；然后在切片上滴一滴蒸馏水，盖上盖玻片后进行观察，视野中被染成橘黄色的颗粒即为脂肪。(2)检测蛋白质的实验原理是蛋白质与双缩脲试剂产生紫色反应，蛋白质含量越高颜色越深。具体实验步骤为①将两种玉米籽粒分别进行研磨，制备组织样液；②取A、B两支试管，向A中加入新鲜的新品种玉米组织样液2 mL，B中加入新鲜的普通玉米组织样液2 mL；③用双缩脲试剂检测蛋白质时要先加双缩脲试剂A液，后加双缩脲试剂B液，因此向A、B两支试管中分别加入1 mL双缩脲试剂A液，摇匀，再分别加入4滴双缩脲试剂B液，摇匀；④观察A、B两支试管溶液颜色变化并比较颜色深浅。预期的结果为A试管中紫色比B试管深。 答案：(1)脂肪　(体积分数为50%的)酒精　橘黄 (2)蛋白质与双缩脲试剂产生紫色反应，蛋白质含量越高颜色呈现越深　②新鲜的普通玉米组织样液2 mL　③双缩脲试剂A液　双缩脲试剂B液　A试管中紫色较深 学科网（北京）股份有限公司 $