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

该高中生物学课件围绕组成细胞的元素和化合物展开，涵盖元素的统一性与差异性、大量及微量元素分类、化合物组成及检测实验。通过“问题探讨”对比生物界与非生物界元素含量，“思考·讨论”分析玉米和人体细胞元素差异，构建知识支架衔接前后内容。 其亮点在于注重科学思维与探究实践，如通过表格对比斐林试剂与双缩脲试剂差异，详细呈现脂肪检测制片步骤及易错警示，培养学生实验分析能力。结合元素缺乏与疾病案例渗透生命观念，助力学生理解知识应用，为教师提供系统教学资源。

第一节 细胞中的 元素和化合物 第2章 组成细胞的分子 1 组成细胞的元素和化合物 1 目录 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 2 习题检测 3 48.60% 26.30% 0.087% 0.03% 0.76% 65.0% 极少 18.0% 3.0% 10.0% O Si C N H 地壳 细胞 问题探讨1：生物界与非生物界的元素组成 比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量，思考以下问题： *Si在某些植物细胞中含量较多，如硅藻、禾本科植物。 (1)组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能找到，说明了什么？ (2)细胞中的各种元素的相对含量与无机自然界的大不相同，这说明了什么？ 生物界和非生物界具有统一性。 生物界和非生物界还具有差异性。 48.60% 26.30% 0.087% 0.03% 0.76% 65.0% 极少 18.0% 3.0% 10.0% O Si C N H 地壳 细胞 48.60% 26.30% 0.087% 0.03% 0.76% 65.0% 极少 18.0% 3.0% 10.0% O Si C N H 地壳 细胞 *Si在某些植物细胞中含量较多，如硅藻、禾本科植物。 3、生物所含元素都来自无机环境，为什么二者元素含量却大不相同？ 生物体按照生命活动的需要，有选择地从外界地吸收元素。 生物界 非生物界 性 种类上 性 含量上 有选择地从无机自然界中获取 组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到 组成元素在含量上相差很大 统一 差异 生物界与非生物界具有统一性（种类上）和差异性（含量上） 6 比较组成玉米细胞和人体细胞的元素及含量 元素 玉米细胞 人体细胞 C 43.57 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 玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量（干重，质量分数） 思考·讨论 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? 细胞中有些元素含量很少,是否意味着它们不重要? 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? 7 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% 玉米细胞和人体细胞的部分及含量 (干重、质量分数) 注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3% 组成细胞的元素 一 一样，都为C、H、O、N 基本元素 ▌思考讨论： 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？ 玉米和人都是生物，组成它们的主要成分是水、糖类、脂类和蛋白质等物质，这些物质都含有C、H、O，蛋白质还含有大量的N元素。 是构成生命物质的基本元素 8 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% 玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量(干重、质量分数) 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 3.比较组成玉米细胞和人体细胞中元素种类和含量，你还能得出哪些结论？ ①不同生物体内化学元素的种类 。 ②不同生物体内同种化学元素的含量 。 ③同一生物体内不同化学元素的含量 。 基本相同 不同 不同 玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量（干重，质量分数） 组成细胞的元素 一 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% 不同生物的细胞在元素组成上具有统一性；在元素的含量上具有差异性。 10 组成细胞的元素和化合物 1 一、组成细胞的元素 元素 有选择地从无机自然界中获取 大量元素: 微量元素: C、H、O、N、P、S、K、 Ca、Mg等 Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu等 最基本元素： 基本元素： C C、H、O、N （参与构成生物大分子的基本骨架） 大多以化合物的形式存在 含量 作用 来源 分类依据 存在形式 常见 20多种 2.元素的来源、分类和存在形式 铁猛碰新木桶 1.不论大量元素还是微量元素，都是生物体必需的元素，对于维持生物体的生命活动都起着非常重要的作用。微量元素在生物体内含量少，但生理作用并不小。 2.并不是所有含量少的都是微量元素。生物体内含有的元素不一定是生物体所必需的元素，如Pb。这样的元素含量再多也不是大量元素。 3.组成细胞的元素在生物体中一般以化合物形式存在，如镁形成叶绿素、铁形成血红素，等等。 少数元素以离子形式存在，如K以K＋形式存在于细胞内液中。但有少数元素是以单质形式存在的，如硫磺细菌中的S是以硫磺颗粒存在的 11 细胞中常见的化学元素有20多种。 大量元素 含量占生物体总量的万分之一以上的元素； C 碳 H 氢 O 氧 N 氮 P 磷 S 硫 K 钾 Ca 钙 Mg 镁 等 基本元素 C 碳 碳(C)是构成细胞的核心元素（最基本元素）； 碳(C)是构成有机物的基本支架。 原因：与组成细胞的化合物有关 (干重最多) (占90%) 鲜重最多 根据作用不同 Ｃ Ｈ O N S P Ca Mg K 最基本元素 基本元素 主要元素 大量元素 细胞干重和鲜重对比图 组成人体细胞的主要元素 （占细胞鲜重的百分比） 组成人体细胞的主要元素 （占细胞干重的百分比） 元素占细胞鲜重百分比：O>C>H>N 元素占细胞干重百分比：C>O>N>H 干重时含量最多的元素是 ； 鲜重时含量最多的元素是 。 C O 干重 = 鲜重-水 = 有机物+无机盐 14 微量元素 含量占生物体总量的万分之一以下的不可缺少的元素 Fe 铁 Zn 锌 Cu 铜 B 硼 Mo 钼 锰 Mn 巧记口诀：（铁锰碰新木桶） 微量元素在生物体中含量很少，但是生物体不可缺少的必需元素。 元素缺乏与疾病的相关性 缺Fe：人体患贫血 A 缺Ｉ：人幼年患呆小症、成年患甲状腺肿大（大脖子病） C 缺B ：花而不实（只开花不结果） E 缺Zn：影响人体生长发育、大脑发育和性成熟 B 缺Mg ：影响植物叶绿素的合成，影响光合作用的进行 F 缺Ca ：成年人缺钙患骨质疏松症、血钙含量太低会出现抽搐现象，含量过高会导致肌无力 D 结论：任何元素的功能都不能被其他元素替代。大量元素和微量元素都是生物体生命活动所必需的元素。 类别 化合物 质量分数/% 无机化合物 水 85.0-90.0 无机盐 1.0-1.5 有机化合物 蛋白质 7.0-10.0 脂质 1.0-2.0 糖类和核酸 1.0-1.5 1、组成细胞的化学元素在细胞中的存在形式是什么样的？ 2、细胞中的化合物有几类？各有几种？ 3、最多的化合物是什么？最多有机化合物是什么？ 二、组成细胞的化合物 18 水 无机盐 1 组成细胞的化合物 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 20 糖类 水：占70%~90% ：占1%~2% 核酸 脂质 蛋白质 占1%~1.5% 无机盐：占1%~1.5% ：占7%~10% 细胞内含量最多的化合物是 ， 含量最多的有机化合物是 。 在细胞干重中，含量最多的有机物 。 水 蛋白质 蛋白质 无机化合物（无机物） 有机化合物（有机物） 二、组成细胞的化合物 (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 水 (1)细胞内仅次于水的化合物 (2)细胞内含量最多的有机化合物 (3)占细胞干重含量最多的化合物 蛋白质 组成细胞的化合物 关于水和蛋白质的几种说法 习题巩固 1.生活在缺水的沙漠环境中的仙人掌细胞中， 含量最多的化合物是（ ） A.蛋白质 B.脂肪 C.糖类 D.水 D 2.占细胞鲜重比例最大的元素及有机物依次是 （ ） A．O、水 B．C、水 C．O、蛋白质 D．C、蛋白质 C 22 习题巩固 3.科学家在研究组成地壳和组成细胞的部分元素时，发现细胞与 非生物相比，各种元素的相对含量大不相同这一事实主要说明 （ ） A.生物与非生物没有区别 B.生物界与非生物界具有统一性 C.生物来源于非生物 D.生物界与非生物界具有差异性 D 23 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 2 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?如何从这些植物器官中提取呢?如何检测呢？ 一、实验原理 某些化学试剂能够使生物组织中的有关有机化合物产生特定的颜色反应。 还原糖 + 斐林试剂 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 蓝色 50~65℃ 水浴加热 镜检 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 2 26 二、还原糖的鉴定 1.实验原理 斐林试剂+还原糖 砖红色沉淀 水浴加热 50~65℃ 2.实验试剂 乙液：质量浓度为0.05g/mL的CuSO4溶液 甲液：质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液 3.实验材料 苹果或梨匀浆（还原糖类较高，白色或近于白色的植物组织） 常见还原糖: 葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖 常见非还原糖: 蔗糖、淀粉 27 选材：含糖量较高的白色或近于白色植物组织 制备组织样液 制浆：去皮、切块、研磨 过滤：用单层纱布 取液：2mL 显色反应 现象 50～65℃水浴 加热2min 2mL组 织样液 1mL刚配制的斐林试剂 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 甲液和乙液等量混合均匀后再注入 浅蓝色 棕色 砖红色沉淀 排除色素对显色的干扰 例如： 梨匀浆 葡萄匀浆 白萝卜匀浆 （4）实验过程 葡萄糖、果糖和麦芽糖等 实验1：还原糖的检测和观察 29 三、蛋白质的鉴定 1.实验原理 2.实验试剂 3.实验材料 B液：质量浓度为0.01g/mL的CuSO4溶液 A液：质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液 豆浆、鲜肝研磨液、蛋清稀释液 双缩脲试剂鉴定蛋白质是利用的在碱性环境中，蛋白质的2个及以上肽键与Cu2+发生颜色反应，所以要先加入试剂A（制造碱性环境），后加入试剂B（提供Cu2+）。注意：双缩脲≠双缩脲试剂。 蛋白质（2个以上肽键）+双缩脲试剂 紫色 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 2 30 选材： 含 丰富的豆浆或鸡蛋清溶液。 蛋白质 黄豆浆滤液或蛋清稀释液 制备样液 呈色反应 组织样液2mL 双缩脲试剂A液1mL 双缩脲试剂B液4滴 摇匀后变成紫色 结论： 组织样液中存在蛋白质。 （4）实验步骤: 制备样液 呈色反应 结论： 32 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 四 脂肪的检测 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。脂肪可以被苏丹Ⅲ染成橘黄色。 脂肪 + 苏丹Ⅲ染液 ---- 橘黄色 脂肪 苏丹Ⅲ 橘黄色 方法一：花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ染液→橘黄色 方法二： 方法二：取材：花生种子（浸泡），将子叶切成薄片 制片 ①取最薄的切片，放在载玻片中央 ②滴2～3滴苏丹Ⅲ染液（染色3min） ③去浮色：加1～2滴体积分数为50%的酒精溶液 ④制成临时装片：滴一滴蒸馏水，盖上盖玻片 先低倍镜下找着色颗粒，再高倍镜观察 观察： 结论：圆形小颗粒呈橘黄色，证明有脂肪存在。 脂肪微粒 细胞中脂肪的检测 36 五、淀粉的鉴定 1.实验原理 淀粉+碘液 蓝色 2.实验试剂 碘液 3.实验材料 马铃薯匀浆 4.实验步骤 （1）向试管内注入2mL待测组织样液； （2）向试管内滴加2滴碘液，观察颜色变化。 37 实验步骤 马铃薯匀浆 检测 组织样液2mL 碘液2滴 结论： 组织样液中存在淀粉。 摇匀后变成蓝色 取材： 谁是大侦探 ①可以用马铃薯、甜菜和甘蔗做还原糖检测的材料么？ ②为什么材料也不能用西瓜和血液等？ ③斐林试剂使用时有什么注意事项？ ④实验过程中50%酒精的作用是？ 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 实验材料的选择 （1）所选材料应富含被检测的有机物，易出现明显的实验现象。 （2）材料本身应为白色或近于白色，不干扰实验结果。 三类有机物的检测在操作步骤上的差异 （1）唯一需要加热的——还原糖的检测，若不加热，则无砖红色沉淀出现。 （2）唯一需要显微镜的——花生子叶切片脂肪的检测。 （3）混合后加入的——斐林试剂；分别加入的——双缩脲试剂。 易错警示 易忽略斐林试剂本身的颜色；非还原糖(如蔗糖)＋斐林试剂水浴加热后的现象不是无色，而是浅蓝色[Cu(OH)2的颜色]。 注意事项 习题巩固 1.下列关于实验操作步骤的叙述中，正确的是（ ） A.用于鉴定可溶性还原糖的斐林试剂甲液和乙液， 可直接用于蛋白质的鉴定 B.蔗糖与斐林试剂反应不生成砖红色沉淀 C.鉴定可溶性还原糖时，要加入斐林试剂甲液摇匀后， 再加入乙液 D.用于鉴定蛋白质的双缩脲试剂A液与B液要混合均匀后， 再加入含样品的试管中，且必须现配先用 B 41 习题巩固 2.将刚刚萌发、带有小芽的大麦充分研磨后，过滤得到组织样液。在组织样液中加入下列试剂后震荡均匀，有关实验现象及结论的叙述正确的是 （ ） A.加入苏丹Ⅲ染液，溶液呈红色，证明发芽的大麦中含有脂肪 B.加入斐林试剂并水浴加热，溶液呈砖红色， 说明发芽的大麦中含有麦芽糖。 C.加入碘液，溶液呈蓝色，说明发芽的大麦中含有淀粉 D.加入双缩脲试剂，溶液成蓝色，说明发芽的大麦中含有蛋白质 C (只能说明含有还原性糖） 42 习题巩固 3.以花生子叶为实验材料进行脂肪的检测时， 制作临时装片的步骤是 ( ) ①盖上盖玻片 ②切子叶薄片 ③苏丹Ⅲ染液染色 ④滴蒸馏水 ⑤用 50%酒精洗去浮色 ⑥用吸水纸吸取多余染液 A．④②①③⑥⑤ B．②④③⑥⑤① C．④②③⑥⑤① D．②③⑥⑤④① D 43 习题巩固 4.根据“检测生物组织中的糖类、脂肪、蛋白质”实验，回答下列问题： （1）鉴定成熟葡萄汁中存在还原性糖所用的试剂是 ，甲液和乙液需 后再用于实验。该试剂与细胞内还原性糖发生作用，形成 沉淀。 （2）鉴定花生子叶细胞脂肪的实验中，能将脂肪染成橘黄色的染液是 ，用其染色时，要用酒精来冲洗浮色，这是因为 。 （3）鉴定黄豆组织中是否存在蛋白质时，向组织液中加入 试剂A液摇匀，再向样液中加入其B液摇匀。其中B液的量只有3～4滴，而不能过量，这是因为： 斐林试剂 等量混合均匀 砖红色 苏丹Ⅲ染液 苏丹Ⅲ能溶解在酒精中 双缩脲 过量的双缩脲试剂B会与试剂A反应，使溶液呈蓝色， 而掩盖生成的紫色。 44 知识结构 细胞中的元素和化合物 化合物 无机物 有机物 水 无机盐 脂类 糖类 蛋白质 核酸 斐林试剂 检测 碘液 脂肪 蛋白质 还原糖 淀粉 苏丹Ⅲ或Ⅳ染液 双缩脲试剂 C C、H、O、N C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo 元素 小结 习题检测 3 习题检测 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很少，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。 （ ） √ × √ 47 习题检测 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 48 习题检测 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 49 习题检测 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（ ） A.生物来源于非生物 B.生物界与无机自然界具有统一性 C.生物界与无机自然界具有差异性 D.生物与非生物在元素组成上没有区别 B 50 习题检测 5.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的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。 51 习题检测 6.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。因为生命系统内部是一个严谨有序的结构，不是由物质随意堆砌而成的。 52 Lavf55.33.100 EV录屏3.9.6软件录制 Lavf56.38.102 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 $