2.1 细胞中的元素与化合物课件-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，通过“问题探讨”对比地壳与细胞元素含量，结合“思考·讨论”分析玉米与人体细胞元素差异，引导学生建立生命的物质性及生物界统一性与差异性的认知支架。 其亮点在于以实验为核心，系统设计脂肪、还原糖、蛋白质检测实验，含视频观看、试剂对比（斐林与双缩脲试剂“一同三不同”）及元素缺乏与疾病关联，培养科学思维与探究实践能力。学生能掌握实验技能，教师可提升教学效率，深化生命观念理解。

第1节　细胞中的元素和化合物 第二章 组成细胞的分子 人教版（2019） 必修1 《分子与细胞》 阐明生命现象的规律，必须建立在阐明生物大分子结构的基础上。 ——邹承鲁 走近细胞→走进细胞（弄清生命的本质），怎么弄清，名人名言，也就是说，先要弄清细胞的分子组成 1.说出组成细胞的元素种类与含量，认同生命的物质性。2.通过检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质认同细胞 由多种化合物组成。 学习目标 1.生命观念：建立生命的物质性观点，通过对细胞组成 元素与自然界组成元素的比较，形成生命与自然界统 一的生命观。 2.科学思维：通过对大量元素和微量元素分类学习，养 成比较与分类的科学思维方式。 3.科学探究：通过检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质， 掌握检测相关物质的实验原理、方法和操作注意事项。 素养要求 2 1.与无机环境相比，组成细胞的所有元素中，有没有哪一种元素是细胞所特有的？为什么？这说明了什么？ 2.细胞中的元素含量和无机环境中的元素含量相同吗？为什么？这又说明了什么？ 组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到，没有一种化学元素为细胞所特有。 组成地壳和组成细胞的部分 元素含量（％）表 元素 地壳 细胞 O 48.60 65.0 Si 26.30 极少 C 0.087 18.0 N 0.03 3.0 H 0.76 10.0 生物体总是和外界环境进行着物质交换，细胞生命活动所需要的物质，归根结底是从无机自然界中获取的。 细胞中各种元素的相对含量与无机自然界的大不相同。 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。 问题探讨 注：硅在某些植物细胞中含量较多，如硅藻、禾本科植物。 没有 元素种类—生物界和非生物界具有统一性 元素含量—生物界和非生物界还具有差异性 （教材P16） 比较组成地壳和组成细胞的部分元素的种类和含量，你能得出什么结论？ 事实上 元素组成、含量 也就是 生物界和非生物界既有统一性又有差异性 那么生物界的不同生物之间呢？ 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？ 思考·讨论 是一样的，都是C、H、O、N（基本元素）。 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，这些物质含有C、H、O，蛋白质中还有大量的N元素。 2. 细胞中有些元素含量很少，是否意味着它们不重要？ 细胞中有些元素含量很少，但是却有着重要作用，如在玉米细胞中，S只有0.17%，Mg只有0.18%，但是很多蛋白质都含有S，叶绿体中叶绿素分子就含有Mg，如果缺少S或Mg，细胞就不能合成这些蛋白质或叶绿素了。 组成细胞的元素 一 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。也说明了 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中的元素种类和含量，你还能得出哪些结论？ 组成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又低于人体细胞，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；Ca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。 思考·讨论 组成细胞的元素 一 ①不同生物体内所含元素种类基本相同，说明生物具有共同的物质基础； ②不同生物体内，每种化学元素的含量存在差异； ③同一生物体内，不同化学元素的含量也有差异。 细胞是物质的 结论 元素的统一性和差异性 大量元素和微量元素（根据含量分） （2）微量元素：Fe Mn B Zn Mo Cu等 （1）大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等 元素种类 组成细胞的化学元素，常见的有20多种。 组成细胞的元素 一 铁门碰新木桶：铁 锰 硼 锌 钼 铜 含量占生物体总质量万分之一以上/以下 组成生物体的化学元素依据其含量不同可分为大量元素和微量元素。 1、对于生物体来讲，微量元素是否可有可无呢? 2、生物体内含量很少的元素都是微量元素吗？请说明理由。 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，都属于生物体生命活动所必需的元素。 铅 元素缺乏与疾病的相关性 缺Fe：人体患贫血；果树患黄叶病 缺Ca：成年人缺钙患骨质疏松症，儿童缺钙患佝偻病；人血液 中缺钙会出现抽搐现象（钙含量过高会出现肌无力现象） 缺I：人幼年患呆小症；成年患甲状腺肿大（大脖子病） 缺Mg：影响植物叶绿素的合成，影响光合作用的进行 缺Zn：影响人体生长发育、大脑发育和性成熟 缺B：华而不实（只开花不结果） 结论：大量元素和微量元素都是生物体生命活动所必需的元素， 其作用都是其它元素不可替代的。 但生物体内含有的元素不一定都是必需元素，如Pb。 含量过高过低都不行，要适宜 尝试构建下列元素的包含关系图 无机自然界中的元素 组成细胞的元素 大量元素 微量元素 基本元素 必需元素？ 组成细胞的常见元素 C H O N P S K Ca Mg Fe Mn Zn Cu B Mo 大量元素 微量元素 碳是构成细胞的最基本元素 ? 组成细胞的各种元素大多以什么形式存在呢? 化合物 自然界中的元素 基本元素 又是以 10 组成细胞的化合物 二 组成细胞的化合物 无机 化合物 有机 化合物 水 无机盐 蛋白质 脂 质 核 酸 糖 类 70%~90% 1~1.5% 7~10% 1~2% 1~1.5% 活细胞内含量最多的化合物是_____ 。 活细胞内含量最多的有机化合物是________。 占细胞干重最多的化合物或有机化合物是________。 水 蛋白质 蛋白质 分析教材第17页图2-1，了解组成细胞的主要化合物及其相对含量。 除去水分后 自然状态下 怎样检测细胞中含有上述化合物？ 细胞中脂肪的检测 脂肪 + 苏丹Ⅲ染液→橘黄色 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 三 简易方法 想要观察到细胞中脂肪的存在 【任务1】观看脂肪检测视频，总结实验的成功关键及注意事项。 具体操作过程 实验1：脂肪的检测和观察 深入思考： 1. 成功的关键点有哪些？ 2. 脂肪的检测是否一定需要使用显微镜？ 3.该实验的注意点还有什么？ 脂肪颗粒 ①切片要足够薄，便于找到单层细胞，方便观察。 ②显微镜使用要规范，先低后高。 注意：若要观察被染色的脂肪颗粒，则使用显微镜，但若只要观察溶液颜色变化，则不必使用显微镜。 滴加1－2滴体积分数为50%的酒精溶液，洗去浮色。 厚薄不均会导致观察时有的地方清晰，有的地方模糊。 观察脂肪颗粒要借助显微镜，脂肪的鉴定也可直接向待测组织样液中滴加3滴苏丹III染液,观察样液染色情况，此法不需要用到显微镜。 物质鉴定类实验的基本思路 1 鉴定原理 3 材料处理 2 实验选材 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 三 化学试剂+有机物→特定的颜色，如？ 富含被检测有机物的材料，易出现明显实验现象。 不同情况，不同处理，如切片处理、制成匀浆 脂肪、还原糖、蛋白质、淀粉 花生种子？不选白萝卜检测脂肪呢？ 实验材料： 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 【任务2】以物质鉴定类实验思路为指导，参考以下实验材料，自主阅读教材18-19页还原糖和蛋白质检测的内容，观看视频，并回答相关问题。 还原糖的检测和观察 观看规范操作过程 实验2：还原糖的检测和观察 深入思考： 1. 还原糖有哪些？ 2.选取实验材料时，能不能选用甜菜、甘蔗、马铃薯块茎？那能不能选用西瓜、血液、绿色叶片等？ 3. 该实验最理想的实验材料是怎样的？请举例。 4.斐林试剂的用法是怎样的？ 5.用斐林试剂检测还原糖的原理是什么？ 6.实验中溶液颜色变化是怎样的？为什么？ 还原糖含量高且颜色较浅的生物组织或器官，如梨、葡萄等。 不能，因为甜菜、甘蔗富含的蔗糖不属于还原糖，马铃薯块茎富含的淀粉也不是还原糖；也不能选用西瓜、血液、绿色叶片等，因为这些材料本身的颜色会对实验结果造成干扰。 还原糖：葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖、半乳糖等。 等量混匀、现配现用、水浴加热 蓝色 棕色 砖红色 斐林试剂极不稳定 注意： (1)鉴定还原糖，是新配制的Cu(OH)2与还原糖反应，Cu(OH)2被还原为Cu2O(砖红色)。 (2)检测蛋白质的原理是肽键在碱性环境中与Cu2＋反应生成紫色络合物，所以加入双缩脲试剂A液的目的是制造碱性环境。 蛋白质的检测和观察 观看规范操作过程， 在蛋白质的鉴定实验中,如果用鸡蛋清作为实验材料,一定要稀释到一定程度,否则,蛋清稀释液会粘在试管的内壁上,使反应不彻底,试管也不易洗刷干净。 实验3：蛋白质的检测和观察 深入思考： 1. 该实验最理想的实验材料是怎样的？请举例。 2. 双缩脲试剂的用法是怎样的？ 3.用双缩脲试剂鉴定蛋白质的原理是什么？B液为什么不能过量？ 4.实验中溶液颜色变化是怎样的？为什么？ 富含蛋白质的材料，如鸡蛋蛋清稀释液、豆浆、鲜肝研磨液等。 无色 浅蓝色 紫色 注意： (1)鉴定还原糖，是新配制的Cu(OH)2与还原糖反应，Cu(OH)2被还原为Cu2O(砖红色)。 (2)检测蛋白质的原理是蛋白质中的肽键在碱性条件下能与Cu2＋反应生成紫色络合物，所以加入双缩脲试剂A液的目的是制造碱性环境。 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 三 进一步思考： 1、进行物质鉴定时，选材有什么原则？生物材料原有的颜色是否影响结果的观察？ 2、实验材料需要如何处理？  3、两种检测试剂的使用方法是否一致？ 对比，归纳双缩脲试剂和斐林试剂的相同点和不同点。  4、如何排除其他因素对实验结果的影响？  实验2、3：还原糖、蛋白质的检测和观察 白萝卜？ 设置对照组 选择实验材料时，一是要选富含需要鉴定的物质的材料，二是最好选用白色或近于白色的材料，避免颜色干扰，影响实验结果。 斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同” 鉴定还原糖时将甲、乙两液等量混匀、现配现用，且需水浴加热；鉴定蛋白质时先加A液1mL摇匀，再加B液4滴，振荡摇匀即可 三类有机物检测时的三个唯一 物质鉴定类实验的基本思路 1 鉴定原理 3 材料处理 2 实验选材 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 三 化学试剂+有机化合物→特定的颜色，如？ ①富含被检测有机物的材料，易出现明显实验现象。 ②材料本身应为白色或近于白色，不干扰实验结果。 不同情况，不同处理，如切片处理、制成匀浆 花生种子？不选白萝卜检测脂肪呢？ 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 富含还原糖 富含还原糖 富含还原糖 富含蛋白质 富含蛋白质 富含蛋白质 6种材料都分别进行检测 结果汇总 课堂小结 1、仔细回忆，说出本节学习了哪些要点内容。 2、你认为本节内容中有哪些疑难易错点，请分享一下。 27 EVCapture4.1.4软件录制 Lavf57.25.100 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 EVCapture4.1.4软件录制 Lavf57.25.100 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 EVCapture4.1.4软件录制 Lavf57.25.100 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 $