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，涵盖元素分类、含量及糖类等化合物的检测。以真人和蜡像等对比问题导入，引导学生思考生命特征的物质基础，通过元素统一性与差异性、化合物分类到实验检测，搭建从宏观到微观的学习支架。 其亮点在于用表格对比地壳与细胞元素含量等培养科学思维，实验设计（如还原糖检测水浴加热、脂肪两种检测方法）强化探究实践，体现生命观念中结构与功能的联系。小结系统梳理知识，学生能构建体系，教师可高效教学。

真人和蜡像、熊猫和玩偶都是由分子组成的，为什么前者能表现出生命的特征呢？是因为含有特殊的生命元素吗？还是组成细胞的分子有什么特殊之处呢？ 第1节 细胞中的元素和化合物 第二章 组成细胞的分子 1.细胞中常见的元素有哪些？ 2.组成细胞的主要化合物有哪些？ 3.怎样检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质？ 本节聚焦 组成细胞的元素 组成细胞的化合物 实验:检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 | 本节内容 | 重点突破一 组成细胞的元素 【重点突破一】组成细胞的元素 元素 地壳 细胞 O Si C N H 组成地壳和组成细胞的部分元素含量（%）表 48.60 65.0 26.30 0.087 0.03 0.76 极少* 18.0 3.0 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，你的结论是？ 【重点突破一】组成细胞的元素 比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量，你的结论是？ 1 . 组成细胞的化学元素在无机自然界中都能找到，没有一种为细胞所特有。 2 . 细胞与非生物相比，各种元素的相对含量又大不相同。 生物界与非生物界具有统一性 （元素种类） 生物界与非生物界具有差异性 （元素含量） 【重点突破一】组成细胞的元素 元素 玉米植株 成人人体 C H O N P 43.57 55.99 6.24 44.43 1.46 0.20 7.46 14.62 9.33 3.11 Ca K Mg S 玉米植株与成人体内部分元素含量（％）表 0.23 4.67 0.92 1.09 0.18 0.16 0.17 0.78 【重点突破一】组成细胞的元素 元素 玉米植株 成人人体 C H O N P 43.57 55.99 6.24 44.43 1.46 0.20 7.46 14.62 9.33 3.11 Ca K Mg S 玉米植株与成人体内部分元素含量（％）表 0.23 4.67 0.92 1.09 0.18 0.16 0.17 0.78 （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？ 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、脂类和蛋白质等物质，这些物质含有C、H、O，蛋白质中还含有大量的N元素。 【重点突破一】组成细胞的元素 元素 玉米植株 成人人体 C H O N P 43.57 55.99 6.24 44.43 1.46 0.20 7.46 14.62 9.33 3.11 Ca K Mg S 玉米植株与成人体内部分元素含量（％）表 0.23 4.67 0.92 1.09 0.18 0.16 0.17 0.78 （2）细胞中有些元素含量很少，是否意味着它们不重要？ 不是，它们有着重要作用。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。 【重点突破一】组成细胞的元素 元素 玉米植株 成人人体 C H O N P 43.57 55.99 6.24 44.43 1.46 0.20 7.46 14.62 9.33 3.11 Ca K Mg S 玉米植株与成人体内部分元素含量（％）表 0.23 4.67 0.92 1.09 0.18 0.16 0.17 0.78 （3）比较组成玉米细胞和人体细胞中的元素种类和含量，你还能得出哪些结论？ 生物所含元素都来自无机环境，但元素含量却大不相同，这与生物体能选择性的从无机环境中获取所需元素有关。 玉米细胞中氧元素含量高于人体细胞，而氮元素含量低于人体细胞，这说明玉米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，而蛋白质相对少一些；Ca元素含量也有区别，这与物质和结构组成有关。 【重点突破一】组成细胞的元素 H C 10% 18% N 3% 其他元素 < 3% P 1.4% S 0.3% O 65% 占细胞鲜重的百分比 占细胞干重的百分比 细胞总重 组成人体细胞的元素 4.67% C 55.99% O N 14.62% 9.33% S 0.78% H 7.46% P 3.11% Ca K 1.09% 0.16% Mg 细胞除去水后的重量 O＞C＞H ＞N C＞O＞N ＞H 占比 O S Mg P Ca K N H C 14.62 0.78 0.16 3.11 4.67 1.09 9.33 7.46 55.99 占比 O H N P C S 其它元素 65 10 3 1.4 18 0.3 3 【重点突破一】组成细胞的元素 Fe Mn B Zn Mo Cu 微量元素 (生活必需，含量很少) 大量元素 (占生物体的万分之一以上) K Ca Mg S P H O N 基本元素(占90%) 最基本元素 C 组成生物体的常见的20多种化学元素是指必需元素，生物体内可能含有一些非必需元素，如人体可能含Pb。 大量元素和微量元素的分类依据是生物体内的含量。 主要元素(占97%) 一、组成细胞的元素分类 【重点突破一】组成细胞的元素 大量元素 微量元素 C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg … Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu “铁 猛 碰 新 木 桶 ” 最基本元素 C 基本元素 C、H、O、N 主要元素 C、H、O、N、P、S 一、组成细胞的元素分类 【重点突破一】组成细胞的元素 二、组成细胞的元素功能 骨骼、牙齿的组成成分，成年人缺钙易患骨质疏松，人血液缺钙容易患抽搐症，儿童缺钙影响智力。 Ca 缺钾会造成全身无力、疲乏、心率不齐、头昏眼花，严重缺钾还会导致呼吸肌麻痹死亡。 K 组成ATP、生物膜结构成分，构成骨骼和牙齿的构造，调节人体酸碱度平衡，缺乏会引起肌无力、骨痛。 P 组成蛋白质、核酸、等物质的组成成分 N 【重点突破一】组成细胞的元素 二、组成细胞的元素功能 缺硼导致开花而不结果实。 B 血红蛋白、多种酶的重要组成成分，缺铁会引起贫血。 Fe 叶绿素的重要组分，人体缺乏镁会引起肌无力、精神错乱、儿童发育迟缓。 Mg 缺锌使人的发育受影响，导致发育不良。 Zn 重点突破二 组成细胞的化合物 【重点突破二】组成细胞的化合物 组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在。 组成细胞的化合物 无机 化合物 有机 化合物 水 无机盐 糖类 核酸 脂质 蛋白质 占70%~90% 占1%~1.5% 占1%~1.5% 占1%~2% 占7%~10% （不含碳元素） （含碳元素） 细胞内含量最多的化合物是？ 细胞内含量最多的无机化合物是？ 细胞内含量最多的有机化合物是？ 占细胞鲜重含量最多的化合物是？ 占细胞干重含量最多的化合物是？ 水 水 蛋白质 水 蛋白质 实际上，不同生物组织的细胞中各种化合物是有差别的。 植物的果实和叶片的细胞中所含化合物的种类与含量有什么明显的差别？ 思考讨论 与叶片细胞相比，果实细胞中糖类、水分较多，且不含叶绿素。 实际上，不同生物组织的细胞中各种化合物是有差别的。 富含糖类 富含蛋白质 富含脂肪 花生种子 牛奶 鸡蛋 大豆种子 玉米种子 甘蔗的茎 甜菜的根 苹果 正因为在不同食物中营养物质的种类和含量有很大的差别，我们才需要在日常膳食中做到不同食物的合理搭配，以满足机体的营养需要。 我们的食物来自各种生物组织，那么怎样检测不同生物组织中的营养物质呢？ 蔬果类 动物性食物 奶及奶制品 谷类制品 油、糖类 重点突破三 实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 【重点突破三】实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 一、实验原理 某些化学试剂能够使生物组织中的相关化合物产生特定的颜色反应。根据颜色反应可以检测生物组织中的糖类、脂肪或蛋白质的存在。 还原糖+斐林试剂 （水浴加热） 砖红色沉淀 还原糖 非还原糖：蔗糖、淀粉、纤维素、糖原等。 含义：指因含有游离醛基或酮基而具有还原性的糖。 举例：葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖等。 【重点突破三】实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 一、实验原理 某些化学试剂能够使生物组织中的相关化合物产生特定的颜色反应。根据颜色反应可以检测生物组织中的糖类、脂肪或蛋白质的存在。 还原糖+斐林试剂 （水浴加热） 砖红色沉淀 脂肪+苏丹Ⅲ 橘黄色 蛋白质+双缩脲试剂 紫色 淀粉+碘液 蓝色 【重点突破三】实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 二、材料用具 1.实验材料 2.仪器： 梨子、葡萄、白萝卜匀浆 花生种子 豆浆 鲜肝提取液 鸡蛋清稀释液 刀片、试管、试管架、试管夹、大小烧杯、量筒、滴管、酒精灯、三脚架、陶土网、火柴、载玻片、盖玻片、毛笔、吸水纸、显微镜等。 马铃薯提取液 选材原则:待检测物质含量较高且颜色浅 可以选择西瓜、草莓、甘蔗进行还原糖检测吗？ 鸡蛋清必须稀释，以免实验后黏住试管壁，不易清洗。 【重点突破三】实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 二、材料用具 3.试剂： 斐 林 试 剂 双缩脲试剂 苏丹III染液 体积分数为50%的酒精溶液 碘液 蒸馏水 甲液:0.1g/mL的NaOH溶液 乙液:0.05g/mL的CuSO4溶液 A液:0.1g/mL的NaOH溶液 B液:0.01g/mL的CuSO4溶液 （等量混合，现用现配） （先A后B，A多B少） 【重点突破三】实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 三、方法步骤 1.还原糖的检测和观察 实 验 过 程 结论 待测组织样液含有还原糖 1 注入2mL梨匀浆 注入1mL刚配制好的斐林试剂 振荡摇匀呈现蓝色 3 50-65℃的温水 砖红色 2 现象 蓝色 → 棕色 → 砖红色沉淀 斐林试剂因含有Cu2+而呈蓝色。 还原糖+Cu(OH)2 CU2O↓ 水浴加热 【重点突破三】实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 三、方法步骤 2.蛋白质的检测和观察 实 验 过 程 1 豆浆样液2mL 双缩脲试剂A液1mL 2 双缩脲试剂B液4滴 摇匀后变成紫色 3 目的：创造碱性环境 目的：肽键+Cu2+ 紫色络合物 碱性条件 （B液不能加多，否则会与A液反应出现Cu(OH)2显蓝色，影响实验观察） 结论 待测组织样液含有蛋白质 【重点突破三】实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 三、方法步骤 3.脂肪的检测和观察 实 验 过 程 结论 待测组织样液含有脂肪 方法一 1 花生种子匀浆2mL 苏丹Ⅲ染液3滴 振荡摇匀呈现橘黄色 2 【重点突破三】实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 三、方法步骤 3.脂肪的检测和观察 方法二 取材 切片 花生种子(浸泡)，去掉种皮 用刀片在子叶横断面上平行切下薄片，放在清水培养皿中待用。 制片 观察 结论 圆形小颗粒呈橘黄色，证明有脂肪存在 先低倍镜下找着色颗粒，再高倍镜观察 脂肪微粒 1 取最薄的切片，放在载玻片中央 2 3 4 滴2～3滴苏丹Ⅲ染液(染色3 min) 洗去浮色：加1～2滴体积分数为50%的酒精溶液 制成临时装片：滴一滴蒸馏水，盖上盖玻片 【重点突破三】实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 【重点突破三】实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 三、方法步骤 4.淀粉的检测和观察 实 验 过 程 1 马铃薯匀浆 碘液2滴 2 摇匀后变成蓝色 结论 待测组织样液含有淀粉 【重点突破三】实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 四、斐林试剂与双缩脲试剂的比较 试剂 斐林试剂 双缩脲试剂 鉴定物质 成分 使用方法 鉴定原理 颜色 联系 斐林试剂乙液用蒸馏水稀释5倍后便成为双缩脲试剂B液。 还原糖 蛋白质 甲液：0.1g/ml的NaOH溶液 乙液：0.05g/ml的CuSO4溶液 A液：0.1g/ml的NaOH溶液 B液：0.01g/ml的CuSO4溶液 等量混合、现配现用 50~65℃水浴加热 先A后B，A多B少 新配制的Cu(OH)2与还原糖加热发生氧化还原反应生成Cu2O沉淀 碱性环境下，Cu2+与肽键反应生成紫色络合物 浅蓝→棕色→砖红色沉淀 紫色 本节知识小结 本节知识小结 细胞中的元素和化合物 组成细胞的元素 组成细胞的化合物 检测生物组织中的糖类、脂肪、蛋白质 最基本元素：C 基本元素：C、H、O、N 主要元素：C、H、O、N、P、S 大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg 微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu 无机化合物：水、无机盐 有机化合物：糖类、脂质、蛋白质、核酸 还原糖 脂质 蛋白质 淀粉 还原糖+斐林试剂 砖红色沉淀 水浴加热 脂肪+苏丹Ⅲ染液→橘黄色 蛋白质+双缩脲试剂→紫色 淀粉+碘液→蓝色 练习与应用 概念检测 判断题 【题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最少，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，但含量往往有一定的差异，这既体现了细胞的统一性，又反映了细胞的多样性。（ ） √ × √ 概念检测 连线题 【题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。 苏丹Ⅲ染液 斐林试剂 双缩脲试剂 豆浆 梨汁 花生子叶 砖红色沉淀 橘黄色 紫色 概念检测 单选题 【题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 C 【题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（ ） D. 生物与非生物在元素组成上没有区别 B. 生物界与无机自然界具有统一性 A. 生物来源于非生物 C. 生物界与无机自然界具有差异性 B 拓展应用 【题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。 拓展应用 【题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，生命系统的结构是严谨有序的，不是物质随意堆砌而成的。 Lavf55.33.100 $