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与化合物，通过“细胞与石头分子组成差异”的问题链导入，引用邹承鲁院士名言强调结构基础，结合地壳与细胞元素对比、不同细胞元素含量分析，构建元素统一性与差异性认知，再过渡到化合物分类及检测实验，形成递进式知识支架。 其亮点在于以生命观念为核心，通过元素比较认同生命物质性，科学探究体现在“检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质”实验的选材（如苹果、梨用于还原糖检测）、试剂使用（斐林试剂现配现用）等环节，科学思维通过表格分析、概念图构建深化理解。采用问题驱动与合作探究，助力学生提升探究能力和知识结构化，为教师提供丰富教学素材与清晰教学思路。

细胞和石头都是由分子组成的， 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？ 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。 ——中国科学院院士邹承鲁 第二章 组成细胞的分子 第1节 细胞中的元素和化合物 目标 01 02 03 通过“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”的实验，探究不同生物组织中糖类、脂肪和蛋白质含量的差异性。（科学探究） 通过图表分析与概念图建构，概括认识组成细胞的元素、分子及化合物。关注营养物质的均衡摄入对人体健康的影响，宣传健康的生活饮食习惯。（科学思维、社会责任） 通过比较细胞与地壳，以及不同细胞的元素种类与含量，认同生命的物质性，（生命观念） 学习目标 3 化学元素周期表 组成生命与非 生命物质的元素 这是一张化学元素周期表，同学们一定很熟悉，在初中化学的课堂上，我们知道自然界的一切物质均由原子组成。细胞的结构与功能虽然非常复杂，但细胞乃至生命与其他所有物质一样，也是由原子组成的。例如，我们追踪分析一个植物细胞的不同组分和不同成分，最终结果显示，在生命活动和生物化学反应中保持不变的最基本物质还是一些不同的原子。元素是具有相同核电荷数的同一类原子的总称（如果你不学化学，在这里也可以简单地认为元素就是原子）。 4 情景材料: 比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量，你能提出什么问题？ O Si C N H 48.60 地壳 26.30 0.087 0.03 0.76 65.0 极少 18.0 3.0 10.0 细胞 问题: 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？这说明什么？ 生物界和非生物界组成元素种类基本相同，具有统一性。 情景材料: 比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量，你能提出什么问题？ O Si C N H 48.60 地壳 26.30 0.087 0.03 0.76 65.0 极少 18.0 3.0 10.0 细胞 问题: 生物体中的元素含量和无机环境中的含量有区别吗这又说明了什么？ 生物界和非生物界组成元素含量差别大，具有差异性。 一、组成细胞的元素 元素 统一性 差异性 含量 种类 细胞生命活动所需的物质，归根结底是从_____________中获取的。组成细胞的化学元素，在_______________中都能找到。没有一种化学元素为______特有。但是，细胞中各种元素的相对含量与无机自然界的大不相同。 无机自然界 无机自然界 细胞 在不同生物体中各种元素含量又是怎样的呢? 合作探究一：请同学们自主阅读教材P16-17，小组合作思考讨论完成问题。 一、组成细胞的元素 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？ 2．细胞中有些元素含量很少，是否意味着它们不重要？ 一样，都是C、H、O、N 玉米和人都是生物，主要成分相同 3.比较组成玉米细胞和人体细胞中的元素种类和含量，你还能得出那些结论？ 组成玉米细胞中氧元素的明显高于人体细胞，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 基本元素 大量元素 微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等 微量元素是否可有可无呢? 等 8 缺Fe： 人体患缺铁性贫血 缺B： 花而不实（只开花不结果） 缺Zn： 食欲减退、免疫力下降、影响生长发育等 缺Mg： 影响植物叶绿素的合成，影响光合作用 缺Ca： 成年人缺钙患骨质疏松症；人血液中缺钙会出现抽搐现象 拓展延伸：元素缺乏与疾病的相关性总结 锌是人体中100多种酶的组成部分。这些酶在组织呼吸和蛋白质、脂肪、糖、核酸等代谢中起重要作用。是DNA聚合酶的必需组成部分，缺锌时蛋白质合成障碍。可导致侏儒症、损伤组织愈合困难、胎儿发育受影响。1岁以后小儿学走路，如果缺钙，可使骨质软化，站立时身体重量使下肢弯曲，有的表现为“X”形腿，有的表现为“O”形腿，并且容易发生骨折。 9 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 思考尝试构建下列元素的包含关系图。 自然界中的元素 组成细胞的元素 C H O N P S K Ca Mg Fe Mn Zn Cu B Mo 大量元素 微量元素 10 3、元素含量： 鲜重 干重 细胞鲜重时元素含量： 。 细胞干重时元素含量： 。 O＞C＞H＞N C＞O＞N＞H 细胞鲜重时元素数目最多： H 1.组成细胞的各种元素又是以什么形式存在的？细胞内主要化合物的种类及含量？ 2.细胞内含量最多化合物是什么？含量最多的有机化合物是什么？ 合作探究二：请同学们自主阅读教材P17-18，小组合作思考讨论完成问题。 二、组成细胞的化合物 12 水 无机盐 糖 类 蛋白质 脂 质 核 酸 组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在 二、组成细胞的化合物 1.元素的存在形式： 二、组成细胞的化合物 2.化合物的种类和含量： 无机物 有机物 化合物 质量分数/% 水 占70～90 无机盐 占1～1.5 蛋白质 占7～10 脂质 占1～2 糖类和核酸 占1～1.5 化合物 问题14: 细胞内含量最多化合物是什么？含量最多的有机化合物是什么？ 二、组成细胞的化合物 2.化合物的种类和含量： (1)细胞内含量最多的化合物 。 (2)细胞内含量最多的无机化合物 。 (3)占细胞鲜重含量最多的化合物 。 (4)细胞内仅次于水的化合物 。 (5)细胞内含量最多的有机化合物 。 (6)占细胞干重含量最多的化合物 。 (7)三种有机化合物含量在细胞中的比例： 。 蛋白质>脂质>糖类 水 水 蛋白质 蛋白质 水 蛋白质 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 糖类 H2O 叶绿素 梨果实细胞 梨叶片细胞 ①下列种子中含蛋白质最丰富的是 ， ②含淀粉最丰富的是 ， ③ 含脂肪最丰富的是 。（玉米、油菜、大豆） 1.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？ 多 多 无 少 少 多 玉米 油菜 大豆 旁栏知识 二、组成细胞的化合物 3.富含化合物类食物： 你能举例说出哪些植物器官的细胞中富含糖类,脂质和蛋白质吗?如何检测呢？ 组成细胞的化合物 物质鉴定类实验的基本思路 探究·实践 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 1 2 3 鉴定原理：化学试剂+有机化合物→特定的颜色 实验流程 实验选材 要求：颜色浅或接近于浅色， 富含某种有机物的材料。 实验原理： 还原糖(麦芽糖、葡萄糖、果糖)与斐林试剂在水浴加热的条件下反应，生成砖红色的Cu2O沉淀。 1.还原糖的检测： 三、检测生物组织中三大有机物 19 还原糖的鉴定：相信你，没问题！ 1、可溶性还原糖有哪些？ 2、合适的实验材料有哪些,能不能用西瓜、西红柿、甘蔗或甜菜？ 3、鉴定试剂是什么？ 4、反应原理和实质分别是什么？ 5、颜色变化？ 如葡萄糖、果糖、麦芽糖等，注意蔗糖属于非还原糖 富含还原糖，颜色为白色或近于白色 如苹果、梨、白萝卜。西瓜和西红柿本身有颜色，对于鉴定时的颜色反应起着掩盖作用，导致实验现象不明显； 不能用甘蔗或甜菜，它主要富含蔗糖，蔗糖不是还原糖，同时甜菜汁颜色为紫红色，导致实验现象不明显。 浅蓝色—棕色—砖红色沉淀 斐林 试剂 甲液: 乙液: 0.1g/mLNaOH 0.05g/mLCuSO4 等体积混合，现配现用。 还原糖+斐林试剂 砖红色沉淀 水浴加热（50~65℃） 实质是：还原糖将Cu（OH）2还原，生成砖红色的Cu2O 实验原理： 脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，在显微镜下可观察到橘黄色脂肪颗粒。 2.脂肪的鉴定： 三、检测生物组织中三大有机物 21 脂肪的检测原理：脂肪+苏丹Ⅲ 橘黄色 花生种子 组织切片 染色3 min （或1 min） 吸去多余染液 50%_____溶液 1～2滴 洗去_____ 吸去多余酒精 _____ 1～2滴 盖盖玻片 临时装片 先在低倍镜下寻找已着色颗粒，再用高倍镜观察 酒精 浮色 蒸馏水 组成细胞的化合物 探究·实践 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 实验原理： 两个及以上相邻肽键在碱性环境下与双缩脲试剂中的Cu2+发生反应，生成紫色络合物，因此双缩脲试剂可检测蛋白质和多肽。 3.蛋白质的检测： 三、检测生物组织中三大有机物 23 蛋白质的鉴定：相信你，没问题！ 1、合适的实验材料有哪些,若使用蛋清需要如何处理，原因是？ 2、鉴定试剂是？使用时需要注意？ 3、反应原理和实质分别是什么？ 富含蛋白质，且颜色较浅，如豆浆、鲜肝研磨液；稀释10倍以上，否则实验后易黏附在试管壁上，不易清洗。 蛋白质+双缩脲试剂 紫色 实质是：在碱性条件下，两个及以上肽键与双缩脲试剂中Cu2+作用，产生紫色络合物 双缩脲试剂A：0.1g/mL的NaOH溶液 B：0.01g/ mL的CuSO4溶液。使用时先加A液1ml（碱性条件）摇匀,再加入B液4滴摇匀。B液不可多加，因为过量的B液会与A液反应使溶液呈蓝色，而掩盖生成的紫色 斐林试剂 双缩脲试剂 甲液 乙液 A液 B液 成分 （质量浓度） 鉴定物质 添加顺 序方法 反应条件 反应现象 原理 斐林试剂与双缩脲试剂的比较 0.1g/mLNaOH 0.05g/mLCuSO4 0.1g/mLNaOH 0.01g/mLCuSO4 还原糖（葡萄糖、麦芽糖等） 蛋白质 甲、乙液等量混合均匀后注入 先加入A液摇匀，后加入B液摇匀 50-650C水浴加热 不加热 蓝色→棕色→砖红色沉淀 无色→紫色 还原性糖+Cu(OH)2→Cu2O (砖红色沉淀) 碱性条件下蛋白质（含两个以上肽键）+Cu2+→紫色络合物 几点易错提示 (1)唯一需要加热—— 鉴定,且必须水浴加热, 不能用酒精灯直接加热。若不加热则无砖红色沉淀出现。 (2)非还原糖(如蔗糖)+斐林试剂的现象不是无色而是浅蓝色[Cu(OH)2的颜色]。 (3)唯一需要显微镜—— 鉴定,实验中要用 ，其作用是 。 (4)若用大豆作材料,必须提前浸泡;若用蛋清作材料,必须稀释,防止其粘在试管壁上不易刷洗; 且该实验应预留部分组织样液做对比。 (5)易写错别字提示:“斐林试剂”中的“斐”不可错写成“非”,双缩脲试剂中的“脲”不可错写成“尿”。 还原糖 脂肪 50%的酒精溶液 洗去浮色 　实战训练　 2.根据此要求，对提供的材料进行选择和分类： ①苹果　②花生种子　③豆汁　④梨　⑤稀释鸡蛋清　⑥甘蔗汁　 ⑦马铃薯匀浆　⑧芝麻种子　⑨西瓜汁　⑩花生种子匀浆 (1)适合还原糖检测的有 。 (2)适合脂肪检测的有 。 (3)适合蛋白质检测的有 。 (4)适合淀粉检测的有 。 ⑦ ①④ ②⑩ ③⑤ 　实战训练　 7．丹东大孤山寺庙中的一棵银杏树树龄达1300多年，树高35米，其白果每年都达数百千克。某生物兴趣小组把银杏树白果带回实验室并制成研磨液来鉴定其中是否含有还原糖、脂肪和蛋白质。下列相关叙述正确的是（ ） A．加入双缩脲试剂，研磨液呈现蓝色说明银杏树白果中含有蛋白质B．鉴定还原糖时，常温下向研磨液中先加入斐林试剂甲液后加入乙液C．若用苏丹Ⅲ染液进行鉴定，白果研磨液中会呈现橘黄色D．可以将斐林试剂的甲液稀释后作为双缩脲试剂的A液进行使用 课堂小结 Lavf55.33.100 Lavf55.33.100 $