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“细胞中的元素和化合物”，通过“生石花与石头”的问题探讨导入，结合地壳与细胞元素含量对比、不同生物细胞元素差异等探究活动，以表格分析、模型构建等学习支架，系统讲解元素分类、化合物及实验检测。 其亮点在于以科学思维和探究实践为核心，通过玉米与人体细胞元素数据归纳统一性与差异性，构建元素包含关系图，详细呈现还原糖、脂肪等实验步骤及试剂对比表，培养学生分析与实践能力。随堂检测结合洋葱实验实例，助力学生巩固知识，教师可直接应用提升教学效率。

第二章组成细胞的分子 第2节 细胞中的元素和化合物 生石花 石头 从微观的角度来看，细胞和石生花都是由分子组成，为什么细胞能表现出生命的特征呢？ 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 组成地壳和组成细胞的部分元素含量(％)表 活动1：比较表格中的数据，你能发现什么？为什么会出现这样的结果？ 细胞有选择地从无机环境获取元素 原因 生物体总是和外界环境进行着物质交换 非生物界 生物界 组成细胞的元素在自然界都能找到 组成元素含量上相差很大 统一性 种类 差异性 含量 元素 玉米细胞 人体细胞 C 43.75 55.99 H 6.24 7.46 O 44.43 14.62 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 活动2：比较教材P16页思考讨论表格中的数据，你能发现什么？ ①不同生物体内化学元素的种类基本相同 （统一性） ②不同生物体内同种化学元素的含量不同 （差异性） ③同一生物体内不同化学元素的含量不同 Fe（铁）、Mn（锰）、B（硼）、Zn（锌）、Mo（钼）、Cu（铜）等 一、组成细胞的元素 1.种类 组成细胞中的化学元素，常见的有20多种，其中有些含量多，有些含量少。 2.分类 按含量分 (1/10000) 大量元素： 微量元素： C（碳）、H（氢）、O（氧）、N（氮）、P（磷）、S（硫）、K（钾）、Ca（钙）、Mg（镁）等 铁猛碰新木桶 按作用分 最基本元素 基本元素 主要元素 C H O N P S K Ca Mg 自然界的组成元素 请构建“自然界的组成元素、组成生物细胞的元素、最基本元素、基本元素、主要元素、大量元素、微量元素”的包含关系图。 一、组成细胞的元素 C H O N P S K Ca Mg Fe Mn Zn Cu B Mo 组成生物细胞的元素 最基本元素 基本元素 主要元素 大量元素 自然界的组成元素 微量元素 一、组成细胞的元素 对比下列两图，不同情况下细胞中的元素含量一致吗？ 注：鲜重：生物体（细胞）在自然生活状态下测得的重量。 干重：生物体（细胞）除去水测得的重量。 鲜重：O>C>H>N 干重：C>O>N>H ☆易错提醒： 在人体细胞的组成元素中，原子个数最多的是O。（ ） × 原子个数最多的元素是氢，一分子水含2个H和1个O。 一、组成细胞的元素 微量元素含量少，是否意味着他们不重要？ 缺镁：卷叶病 缺硼：花蕾变形 缺钾：叶枯病 对植物 缺铁：贫血 缺碘：甲状腺肿大 缺钙：骨质疏松 对人 无论是微量元素还是大量元素都是生物体的必需元素。 拓展：缺B对植物生殖有影响，导致花粉不育，导致棉花“有蕾无铃”，油菜“花而不实” 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（P17） 元素在生物体内是如何存在的呢？ 无机化合物 有机化合物 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 注意： 1.细胞鲜重中含量最多的化合物是水，最多的有机物是蛋白质。 2.细胞干重中含量最多的化合物是蛋白质 3.三种有机化合物在细胞中的占比是： 蛋白质>脂质>糖类 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？ 二、组成细胞的化合物 梨的果实细胞中糖类和水等物质多，不含叶绿素。 不同食物中营养物质的种类和含量不同 富含糖类 富含蛋白质 富含脂质 1.螺旋藻是一种主要分布在热带、亚热带地区的蓝细菌，被联合国粮农组织誉为“21世纪最理想的食品”，其含有人体必需的Mg、Fe、Mn、Zn等元素。下列叙述错误的是 （　　） A．螺旋藻细胞中含量最多的有机物是蛋白质 B．螺旋藻没有以核膜为界限的细胞核 C．螺旋藻含有的Fe、Mn、Zn等元素是人体必需的微量元素 D．螺旋藻能进行光合作用的原因是细胞中有叶绿体 2.细胞生命活动所需要的元素归根结底是从无机自然界中获取的。下图表示土壤中甲、乙两种矿质元素的浓度变化与某植物生长速率的关系，下列分析正确的是（　　） A．组成细胞的各种元素大多以离子的形式存在，且不同元素含量存在差别 B．当土壤中乙元素浓度为B时，施加含乙元素的肥料不一定有利于植物生长 C．由图可知，甲元素是该植物细胞中的微量元素，乙元素是大量元素 D．该植物生长对乙元素的需求大于甲元素，说明该植物生长过程中乙元素更重要 3.如图1是细胞中化合物含量的扇形图，图2是活细胞中元素含量的柱形图，下列说法不正确的是（　　） A．若图1表示细胞鲜重，则A、B依次是H2O、蛋白质 B．地壳与活细胞中含量最多的元素都是a，因此a是最基本的化学元素 C．活细胞中，数量最多的元素是图2中的c D．若图2表示组成人体细胞的元素含量，则a、b、c依次是O、C、H 鲜重：O>C>H>N 干重：C>O>N>H ——检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 一、检测生物组织中的糖类 实验原理 糖类中的还原糖与斐林试剂发生作用，生成砖红色沉淀 -CHO + 2Cu(OH)2 → -COOH + Cu2O↓+ 2H2O （加热条件下） 实验材料 葡萄糖溶液，梨匀浆，葡萄匀浆，白萝卜匀浆 注意事项1：选材时应选含还原糖量较高（不宜选择甘蔗、甜菜和马铃薯块茎等），白色或近乎白色的植物组织，以排除色素对显色反应的干扰。 知识补充：常见还原糖包括：葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖、脱氧核糖、麦芽糖、乳糖。（简记：凡是单糖基本都是还原糖，蔗糖是典型的非还原糖） ——检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 一、检测生物组织中的糖类 实验试剂 斐林试剂（Cu(OH)2） 甲液：质量浓度为0.1g/ml的NaOH溶液 乙液：质量浓度为0.05g/ml的CuSO4溶液 2NaOH+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2 注意事项2：甲液和乙液等量混合均匀后再注入，需现配现用。 实验步骤 ①向试管内注入2mL待测组织样液。 ②向试管内注入1mL斐林试剂(甲液和乙液等量混合均匀后再注入，需现配现用)。 ③将试管放入盛有50~65℃温水的大烧杯中加热约2min。（水浴加热） ④观察试管中出现的颜色变化。 ——检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 一、检测生物组织中的糖类 实验结果 蓝色溶液 砖红色沉淀 实验结论 待测组织中含有还原糖 注意事项3：实验只能证明含有还原糖，不能证明具体还原糖的种类。 注意事项4：斐林试剂检测不含还原糖的物质时，实验结果为：蓝色溶液（Cu(OH)2为蓝色） 一、检测生物组织中的糖类 ——检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 二、检测生物组织中的脂肪 实验原理 实验材料 脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。 花生种子 实验步骤 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 酒精 浮色 _____ 1～2滴 蒸馏水 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 ——检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 实验结果 脂肪小颗粒被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色 实验结论 花生种子中有脂肪存在 二、检测生物组织中的脂肪 二、检测生物组织中的脂肪 ——检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 ——检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 三、检测生物组织中的蛋白质 实验原理 实验材料 蛋白质溶液，鸡蛋清稀释液，豆浆，鲜肝提取液 蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。 注意事项1：鸡蛋清稀释是为了避免粘黏试管内壁 实验试剂 双缩脲试剂 A液：质量浓度为0.1g/ml的NaOH溶液 B液：质量浓度为0.01g/ml的CuSO4溶液 学科交叉：碱性环境下，含有两个或两个以上肽键的化合物与CuSO4溶液反应而生成紫色络合物。 注意事项2：双缩脲试剂的使用需要先加A液创造碱性环境，在添加B液。 注意事项3：双缩脲试剂不能用于检测二肽和氨基酸。 ——检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 三、检测生物组织中的蛋白质 实验步骤 ①向试管内注入待测组织样液2mL。 ②向试管内注入双缩脲试剂A液1mL，摇匀。 ③向试管内注入双缩脲试剂B液4滴，摇匀。 ④观察组织样液颜色的变化。 实验结果 实验结论 溶液变成紫色 待测组织中含有蛋白质 三、检测生物组织中的蛋白质 ——检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 ——检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 试剂 斐林试剂 双缩脲试剂 成分及 其浓度 鉴定物质 反应实质 添加顺序 反应条件 反应现象 甲液 乙液 0.1 g/mL NaOH 溶液 0.05 g/mL CuSO4溶液 0.1 g/mL NaOH溶液 0.01 g/mL CuSO4溶液 还原糖 蛋白质 还原糖将Cu2+还原， 生成砖红色的Cu2O 在碱性条件下，蛋白质与双缩脲试剂中Cu2+作用，产生紫色络合物 甲、乙等量混匀，现配现用 先加A液1 mL，摇匀；再加B液4滴，摇匀 50～65 ℃水浴加热 不需加热，摇匀即可 浅蓝色→棕色→砖红色沉淀 紫色 A液 B液 ——检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 四、检测生物组织中的淀粉 实验原理 实验材料 淀粉溶液，土豆，红薯 在常温下，淀粉遇碘变蓝。 ①取材：将淀粉溶液倒入试管中；土豆、红薯切片备用 ②向试管内滴加碘液；将碘液滴到一片土豆或红薯上。 ③观察并记录现象。 溶液变蓝；土豆、红薯变为蓝色 土豆和红薯中含有淀粉，在常温下，淀粉遇碘变蓝 实验步骤 实验结果 实验结论 细胞中的元素和化合物 有机化合物的鉴定 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、Zn、Cu、B、Mo 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 糖类 脂质 核酸 还原糖 脂肪 蛋白质 斐林试剂 苏丹Ⅲ 双缩脲试剂 砖红色沉淀 水浴加热 橘黄色小颗粒 紫色络合物 淀粉 碘液 蓝色 镜检 1.洋葱是重要的生物学实验材料，其肥大的鳞茎中富含营养物质，含糖类约8.5%。某生物社团以洋葱为材料开展了以下实验，请回答下列问题： (1)甲组同学为探究洋葱鳞茎中所含的糖是可溶性还原糖还是淀粉，设计了如下实验。 方法步骤： ①取白色洋葱鳞茎进行研磨，制备组织样液； ②取A、B两支试管，分别加入2mL待测组织样液； ③A试管中加入1mL_________________，并_____________2min；B试管中加入2-3滴碘液，摇匀； ④观察颜色变化，若A试管中颜色为砖红色，B试管溶液为蓝色，则说明洋葱鳞茎中所含的糖是_________________________。 斐林试剂      水浴加热      可溶性还原糖和淀粉 (2)乙组同学为探究洋葱根尖细胞中是否含有脂肪，设计了如下实验。 方法步骤： ①选取新鲜的洋葱根尖并作徒手切片；选取最薄切片放置在载玻片的中央； ②滴加2～3滴_______________进行染色3min，吸水纸吸去染液再滴加1～2滴__________________________洗去浮色； ③在切片上滴一滴蒸馏水，盖上盖玻片，制成临时装片； ④将装片放在显微镜下观察。 预期结果与相应结论：______________________________________，则说明洋葱根尖细胞中含有脂肪。 苏丹Ⅲ染液       体积分数为50%的酒精      若在装片中观察到橘黄色的脂肪颗粒 1.洋葱是重要的生物学实验材料，其肥大的鳞茎中富含营养物质，含糖类约8.5%。某生物社团以洋葱为材料开展了以下实验，请回答下列问题： (3)某新品种洋葱中的蛋白质含量高于普通洋葱，丙组同学设计如下实验加以验证。 方法步骤： ①将两种等质量的白色洋葱鳞茎分别进行研磨，制备等浓度的组织样液。 ②取C、D两支试管，向C中加入新品种洋葱组织样液2mL，D中加入普通洋葱组织样液2mL。 ③向C、D两支试管中分别加入1mL__________________________________________，摇匀，再分别加入4滴__________________________________________，摇匀。 ④观察颜色变化并比较紫色的深浅。 预期结果：_____________________________________________。 质量浓度为0.1g/ml的NaOH溶液      质量浓度为0.01g/ml的CuSO4溶液      新品种洋葱组织样液（C试管）紫色较深 1.洋葱是重要的生物学实验材料，其肥大的鳞茎中富含营养物质，含糖类约8.5%。某生物社团以洋葱为材料开展了以下实验，请回答下列问题： 2.通常情况下，正常人的尿液中没有葡萄糖。当一次食用大量糖时，尿液中是否有葡萄糖存在？下面利用对照的方法来设计实验方案进行鉴定。 第一步：取3支洁净的相同的试管，分别标号1、2、3；其中3号试管为实验研究试管。 第二步：分别向3支试管加入相应实验液体。 1号：加2 mL正常尿液；2、3号分别加入_________________； 第三步：向3支试管内分别加入刚配制好的斐林试剂2 mL。振荡试管，使溶液混合均匀，并将这3支试管放入盛有50～65℃温水的大烧杯中加热约2 min。 第四步：观察并分析实验结果。 (1)2、3号分别加入______________________、__________________________； (2)1、2号试管现象分别是：_________________________、_________________________； (3)3号试管若_____________________，说明不含葡萄糖；若_________________________，说明______________________。 2 mL葡萄糖溶液      2 mL待检尿液      不出现砖红色沉淀      出现砖红色沉淀    不出现砖红色沉淀      出现砖红色沉淀      该尿液中含有葡萄糖 www.ieway.cn Lavf58.33.100 EVAVEdit www.ieway.cn Lavf58.33.100 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