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”，系统涵盖元素的统一性与差异性、大量/微量元素，化合物的分类及含量，以及糖类、脂肪、蛋白质和淀粉的检测实验。课堂导入通过“问题探讨”对比地壳与细胞元素含量，结合玉米和人体细胞元素表格分析，以问题链引导从元素到化合物，构建递进式知识支架。 其亮点在于融合生命观念（邹承鲁院士名言强化结构与功能观）、科学思维（数据对比归纳元素统一性与差异性）、探究实践（实验步骤详尽，试剂比较表清晰）。如元素缺乏症联系生活实例，实验设“试剂使用方式”等思考问题，助力学生形成生命观念和实验技能，教师可直接用于互动教学提升效率。

第2章 第1节 细胞中的元素和化合物 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 人教版 必修1 比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量和种类，你能得出什么结论？ 问题探讨： 一、组成细胞的元素 元素 地壳 细胞 O 48.60 65.0 Si 26.30 很少* C 0.087 18.0 N 0.03 3.0 H 0.76 10.0 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。 生物界与非生物界具有统一性（元素种类） 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差异性（元素含量） 细胞是有生命的，可以对不同元素进行选择性吸收。 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） 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 注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3% 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。 1、在玉米细胞中和人体细胞中含量较多的四种元素一样吗?分别是哪四种元素？怎样解释这种现象？ 这说明不同生物细胞在元素组成上具有 ,在元素的含量上有 。 统一性 差异性 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） 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 注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3% 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。 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） 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 注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3% 思考●讨论: 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。 不同生物体内化学元素种类：___________。 不同生物体内同种化学元素含量：___________。 同一生物体内不同化学元素的含量不同，其中_______________4种元素含量最多。 占细胞鲜重最多的元素为_____；占细胞干重最多的元素为_____。 一、组成细胞的元素 基本相同 含量不同 O 结论： 比较组成玉米细胞和人体细胞的元素及含量 C、H、O、N 体现了细胞的差异性，原因是生物体有选择地从无机自然界获取组成自身的物质。 体现了细胞的统一性，也为“生物体存在共同的祖先”这一论断提供了证据。 C 一、组成细胞的元素 1.常见的化学元素有_______种 20多 2.大量元素： C H O N P S K Ca Mg 等 3.微量元素： Fe Mn Zn Cu B Mo 等 铁 锰 锌 铜 硼 钼 含量较多，占生物体总重量万分之一以上的元素 生活必需，含量很少 Fe-缺Fe会引起缺铁性贫血（ Fe是血红蛋白的组成成分）。 Mg-合成叶绿素的必需元素。 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。 I-缺I引起甲状腺肿（大脖子病，I是构成甲状腺激素的必需元素）。 B-缺B会引起植物的花而不实（只开花不结果）。 Zn-食欲减退、免疫力下降、影响生长发育等。 元素缺乏症 一、组成细胞的元素 二、组成细胞的化合物 存在形式：组成细胞的各种元素大多以 的形式存在。 化合物 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 二、组成细胞的化合物 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别？ 糖类 H2O 叶绿素 梨果实细胞 梨叶片细胞 多 少 多 少 无 多 图中的数据是基于大量不同种类细胞的统计结果，实际上，不同生物组织的细胞中各种化合物的含量是有差别的，有的还相差很悬殊！ 二、组成细胞的化合物 如图为某同学的早餐，图中①~④分别含有较多的什么物质？你们早餐主要吃什么呢？ ① ③ ② ④ 维生素 蛋白质 糖类 脂肪和蛋白质 二、组成细胞的化合物 早餐只吃鸡蛋好不好？为什么？ 不同食物中营养物质的种类和含量有很大差别，因此我们在日常膳食中要做到不同食物合理搭配，以满足机体对营养的需要。不良的饮食习惯如偏食可能引起糖尿病、脂肪肝等疾病，因此我们要合理膳食，不能偏食厌食。 三、探究实践：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 一、实验原理P18 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 三、探究实践：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 二、材料用具 实验材料 仪器： 梨子、葡萄、白萝卜匀浆 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 a.检测生物组织中的糖类 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。 实验原理:还原糖与斐林试剂在水浴加热条件下生成砖红色沉淀 还原糖+斐林试剂 （水浴加热） 砖红色沉淀 属于还原糖的有：单糖、麦芽糖、乳糖 斐林试剂是甲液NaOH和乙液CuSO4混合后才可使用，因为其反应原理是还原糖中的醛基被Cu(OH)2 氧化，Cu(OH)2 被还原成Cu2O 不能用酒精灯直接加热 还原糖的检测与观察 a.检测生物组织中的糖类 a.检测生物组织中的糖类 稀释10倍以上，否则实验后易黏附在试管壁上 蛋白质的检测与观察 b.检测生物组织中的蛋白质 实验原理:蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应 1.蛋白质检测的实验原理？ （试剂、条件、颜色） 2.选择什么材料？ 3.试剂的使用方式？ 思考: b.检测生物组织中的蛋白质 斐林试剂 双缩脲试剂 不同点 使用方法 甲液和乙液_______均匀后方可使用，且现配现用 使用时先加A液，再加B液 反应条件 _______加热 不需要加热 颜色 _______ _______ 浓度 斐林试剂乙液CuSO4溶液浓度为0.05g/mL 双缩脲试剂B液CuSO4溶液浓度0.01g/mL 相同点 都含有NaOH、CuSO4两种成分，且所用的NaOH溶液浓度都是0.1 g/mL 混合 水浴 砖红色 紫色 斐林试剂和双缩脲试剂的比较： 脂肪的检测与观察 切片要厚薄均匀，如厚薄不均就会导致观察时有的地方清晰有的地方模糊 酒精的作用是洗去浮色 c.检测生物组织中的脂肪 思考: 1.脂肪检测的实验原理？ （试剂、条件、颜色） 2.选择什么材料？ 3.体积分数50%的酒精的作用？ c.检测生物组织中的脂肪 1 马铃薯匀浆 碘液2滴 摇匀后变成蓝色 2 结论 待测组织样液含有淀粉 d.检测生物组织中的淀粉 一、概念检测 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（ ） √ × × 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 豆浆 砖红色沉淀 斐林试剂 梨汁 橘黄色 双缩脲试剂 花生子叶 紫色 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 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 二、拓展应用 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。 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。 Lavf57.71.100 Lavf57.71.100 $