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“组成细胞的分子”，涵盖细胞中元素（统一性、差异性、大量/微量元素）和化合物（分类、含量）核心知识，通过“石头与生石花对比”“邹承鲁院士名言”等问题探讨导入，引导学生从微观分子视角理解生命本质，构建“元素→化合物→实验检测”的递进式学习支架。 其亮点在于融合生命观念（如元素是生命物质基础，通过地壳与细胞元素含量对比体现统一性）、科学思维（借助玉米与人体细胞元素数据表格分析差异）和探究实践（详细的糖类等检测实验，含试剂对比、选材分析等思维提升），帮助学生培养分析与实验能力，也为教师提供系统教学资源，提升课堂效率。

第2章 组成细胞的分子 2.1 细胞中的元素和化合物 石头 生石花 问题探讨 石头和生石花哪个有生命？它们都是细胞构成的吗？ 从更微观的角度来看，细胞和石头都是分子组成的，为什么只有细胞表现出生命特征？ 邹承鲁院士年轻时 问题探讨 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！ 问题探讨 不吃主食，重度节食为什么会带来如此严重的后果？ 缺少足够的营养物质 通过化学学习，我们可知营养物质分成化合物和单质，它们都是由什么构成？ 生物界和非生物界的统一性和差异性 1 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 从表分析，细胞中有没有特有的元素？ 细胞中的元素含量和无机环境中的含量有区别吗？ 这说明什么？ 活动1：分析生物界和非生物界的关系 没有 有 生物界和非生物界的统一性和差异性 1 统一性： 组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能找到，没有一种化学元素为细胞所特有。 差异性： 细胞中各种元素的相对含量与无机自然界的大不相同。 （元素种类） （元素含量） 组成细胞的元素 2 生物与生物之间是否也存在统一性和差异性呢？ 组成细胞的元素 2 在玉米细胞和人体细胞中含量最多的四种元素一样吗？怎么解释？ 元素 玉米细胞 人体细胞 O 44.43 14.62 C 43.75 55.99 H 6.24 7.46 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） 一样，都是C、H、O、N 参与组成细胞的物质种类都很相似，比如都有水、糖类、蛋白质等 组成细胞的元素 2 人体细胞干重和鲜重条件下，C、H、O、N四种元素含量一样吗？ 各元素质量占细胞鲜重的百分比 各元素质量占细胞干重的百分比 组成细胞的元素 2 元素 玉米细胞 人体细胞 O 44.43 14.62 C 43.75 55.99 H 6.24 7.46 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） 从元素含量和种类分析表中的数据，你能得出什么结论？ ①组成生物体的化学元素种类大体相同 ②C、H、O、N是生物体含量最多的四种元素 ③不同生物体内，各种元素含量相差很大 ④同一生物体内，各种元素含量也有差异 ⑤同一生物体鲜重、干重，元素含量也有差异 组成细胞的元素 2 自然界中包含100多种元素，人体最常见的有20多种，按照元素在细胞中的含量分类，如何划分？ 组成细胞的元素 2 种类： 分类： 细胞中常见的化学元素有20多种。 大量元素： C、H 、O 、N 、P 、S 、K 、Ca 、Mg等 微量元素： Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu等 微量元素在细胞中含量少，是否意味着它们不重要？ 组成细胞的元素 2 资料1： 每个人脖颈前面的喉头和气管的两旁，都有一对蚕豆大小的甲状腺，其主要功能就是利用机体从饮食中摄取到的碘合成并分泌甲状腺激素，以促进和调节人体的新陈代谢及生长发育。 一旦缺乏碘就会引起甲状腺肿大——大脖子病。 组成细胞的元素 2 资料2：几十年前，新西兰有一个牧场的大片牧草长势很弱，有的甚至发黄枯萎，即使使用了大量的N、P、K肥也无济于事，后来，人们偶然发现牧场内的一小片牧草长得十分茂盛。原来，这一片“绿洲”的附近有一座钼（Mo）矿，矿工每天上下班总是抄近路走，他们的鞋子踩过的地方，牧草绿油油的。 通过这两则资料,你能得出什么结论? 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，都属于生命所必需的元素。 70-90% 7-10% 1-1.5% 1-1.5% 1-2% （平均值） 组成细胞的化合物 3 组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在。 1. 种类： 水 无机化合物 有机化合物 无机盐 糖类 脂质 蛋白质 核酸 组成细胞的化合物 3 由图可知，细胞中含量最多的化合物是？含量最多的有机化合物？ 水 蛋白质 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? 组成果实的细胞：水、糖类含量较多，不含叶绿素 组成叶片的细胞：水、糖类含量比果实少，叶绿素含量较多 组成细胞的化合物 3 我们所吃的食物也是如此，不同食物的营养物质种类和含量不同，因此要合理膳食。 组成细胞的化合物 3 中国居民平衡膳食宝塔 我们的食物来自于各种组织，如何检测不同生物组织的营养物质？ 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 4 阅读教材第18-19页“【探究·实践】检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”，回答下面的问题： 常见的还原糖有哪些？ 还原糖用什么试剂鉴定？该试剂成分是什么？鉴定的原理是什么？该试剂是什么颜色？试剂如何使用？ 还原糖鉴定需要什么条件？实验过程中颜色变化是怎样的？ 甘蔗、甜菜、西瓜汁适合用来鉴定还原糖吗？ 脂肪可以用什么试剂来鉴定？有什么现象？该实验中滴加酒精的作用是什么？ 蛋白质用什么试剂鉴定？鉴定的原理是什么？该试剂配方是什么？如何使用？什么现象？ 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 4 根据有机物与某些化学试剂所产生的颜色反应，尝试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 砖红色沉淀 脂肪 ＋ 苏丹Ⅲ染液 橘黄色 蛋白质 ＋ 双缩脲试剂 紫色 淀粉 + 碘液 蓝色 2.实验材料： 1.实验原理： 梨匀浆、葡萄匀浆、鸡蛋清稀释液、花生种子、豆浆、鲜肝研磨液等 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 4 3.实验仪器： 恒温水浴锅、载玻片、盖玻片、刀片、毛笔、光学显微镜、试管、吸水纸等 恒温水浴锅 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 4 4.实验试剂： 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 苏丹Ⅲ染液 质量浓度为0.01g/mL 双缩脲试剂 酒精溶液 蒸馏水 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 体积分数为50％ 选材 制备组织样液 显色反应 结论 含还原糖量较高、白色或接近于白色的植物组织 组织样液含有还原糖 2mL组织样液 1mL现配斐林试剂 蓝色 棕色 砖红色沉淀 制浆→过滤→取液（2ml） 50~65℃ 水浴加热 2min 斐林试剂 配方： 甲液：0.1g/mlNaOH溶液 乙液：0.05g/mlCuSO4溶液 ②使用方法：甲液和乙液等量混合均匀现配现用，需50~65℃水浴加热。 （1）可溶性还原糖 4.实验步骤： 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 4 4.实验步骤： （1）可溶性还原糖 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 4 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 4 思维提升： 还原糖的种类？ 适合用甘蔗、甜菜、西瓜汁用来鉴定还原糖吗？ 甘蔗和甜菜里面主要是蔗糖，蔗糖不属于还原糖； 西瓜汁有颜色会干扰实验现象 除了蔗糖和多糖（例如淀粉、纤维素、糖原等）之外的糖类 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 4 思维提升： 斐林试剂为什么要现用现配？ 斐林试剂甲液和乙液发生反应生成Cu(OH)2 ，时间过长，悬浊液沉淀在试管底部而无法参与反应。 斐林试剂鉴定还原糖的原理是？ 斐林试剂甲液和乙液反应生成Cu(OH)2，加热条件下，还原糖能将Cu(OH)2中的铜离子还原成亚铜离子，从而生成砖红色的Cu2O。 选材切片 制作装片 显微观察 现象 浸泡过的花生种子去掉种皮，将子叶切成若干薄片，放入盛有清水的培养皿中 花生种子中含有脂肪 ①选取最薄的切片用毛笔移至载玻片中央。 ②在薄片上滴2~3滴苏丹Ⅲ染液，染色3min。 ③用吸水纸吸去染液，用体积分数为50%的酒精溶液1~2滴，洗去浮色。 ④滴一滴蒸馏水，盖上盖玻片制成临时装片。 先在低倍镜下找到已着色的薄片后，用高倍镜观察有被染成橘黄色的脂肪微粒 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 4 （2）脂肪 4.实验步骤： 制备组织样液 显色反应 结论 紫色 4滴双缩脲试剂B液 摇匀 摇匀 浅蓝色 组织样液含有蛋白质 创设碱性环境 提供Cu2＋ 2mL组织样液 无色 1mL双缩脲试剂A液 双缩脲试剂 配方： A液：0.1g/mlNaOH溶液 B液：0.01g/mlCuSO4溶液 ②使用方法：先加A液1ml摇匀，再加B液4滴摇匀。 （3）蛋白质 4.实验步骤： 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 4 含蛋白质较高、白色或接近于白色的植物组织 思维提升： 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 4 使用双缩脲试剂时为什么B液只能加4滴而不能过量？ 过量的双缩脲试剂B液会与A液反应，使溶液呈蓝色，掩盖生成的紫色。 双缩脲试剂鉴定蛋白质的原理是什么？ 蛋白质分子中含有肽键，在碱性条件下，肽键能与双缩脲试剂中的Cu²+结合，形成紫色络合物，从而产生紫色反应。 斐林试剂 双缩脲试剂 甲液 乙液 A液 B液 0.1g/mlNaOH 0.05g/mlCuSO4 0.1g/mlNaOH 0.01g/mlCuSO4 还原糖+Cu(OH)2 ↓Δ Cu2O(沉淀） 肽键与Cu2+在碱性的条件下结合成紫色络合物 新制Cu(OH)2(现配现用） 碱性条件下Cu2+ 等量，均匀混合 先A液1ml,再B液4滴 50-65℃水浴加热 无需加热，摇匀即可 浅蓝→砖红色沉淀 紫色 成分 鉴定原理 试剂实质 添加顺序 反应条件 实验现象 斐林试剂和双缩脲试剂的比较 5 组成细胞的元素 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 核酸 糖类 脂质 大量元素 微量元素 生物界与无机自然界的统一性和差异性 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 主要存在形式 小结 6 碘液 斐林 1．洋葱在欧美被誉为“蔬菜皇后”，其肥大的鳞茎中含糖类8.5%，每100克含维生素A 5毫克、维生素C 9.3毫克、钙(Ca)45毫克、磷(P)50毫克、铁(Fe)8毫克，以及18种氨基酸，是不可多得的保健食品。那么洋葱肥大的鳞茎中所含有的糖类是淀粉还是可溶性还原糖？生物学兴趣小组的同学以此作为研究课题。请你帮助他们完成下面的实验研究报告。 (1)实验目的：探究洋葱肥大的鳞茎中所含的糖是淀粉还是可溶性还原糖。 (2)实验原理：淀粉可用________来检测，可溶性还原糖可用________试剂来检测。 (3)实验器材：洋葱、所需试剂和仪器等(略)。 练习与应用 7 (4)实验步骤： Ⅰ.鉴定可溶性还原糖： ①制备洋葱组织样液，取样液2 mL注入试管； ②________________________________________________________________； ③观察颜色变化。 Ⅱ.鉴定淀粉： ①制备洋葱组织样液，取样液2 mL注入试管； ②_____________； ③观察颜色变化。 加入新制的斐林试剂1mL混匀，将试管置于50～65 ℃的水浴锅中加热2min 加入2滴碘液 练习与应用 7 预期实验结果 结论 ①若步骤Ⅰ出现__________，步骤Ⅱ出现________ 说明洋葱鳞茎中所含的糖类既有还原糖又有淀粉 ②若步骤Ⅰ______________，步骤Ⅱ____________ 说明洋葱鳞茎中所含的糖类只有还原糖而没有淀粉 ③若_______________________ _____________________ 说明洋葱鳞茎中所含糖类______________________ 砖红色沉淀 蓝色 出现砖红色沉淀 不出现蓝色 步骤Ⅰ不出现砖红色沉淀，步骤Ⅱ出现蓝色 没有还原糖只有淀粉 (5)预期实验结果与结论： 练习与应用 7 A．在1～9d内，可溶性糖含量的变 化趋势是先增加后保持相对稳定 B．鉴定大豆中是否产生还原糖， 可使用斐林试剂，需水浴加热后 观察颜色变化 C．鉴定大豆中的蛋白质可使用双缩脲试剂，先加A液，摇匀后再加B液，无需加热 D．种子在萌发过程中蛋白质的含量会发生变化而种类不会变化 2.研究人员在25℃、黑暗、无菌、湿润条件下，对大豆种子萌发和生长过程中糖类和蛋白质含量进行测定，绘制曲线如图所示。下列叙述错误的是（　　） D 练习与应用 7 3.关于“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”实验的叙述，正确的是（　　）A．检测氨基酸的含量可用双缩脲试剂进行显色 B．检测生物组织中还原糖，先加甲液2ml，再加乙液4滴 C．双缩脲试剂检测蛋白质的原理实质是在碱性条件下，Cu2+与肽键发生紫色反应D．鉴定花生种子细胞中的脂肪时，染色后用蒸馏水洗去浮色 C 练习与应用 7 $