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和化合物，涵盖元素的统一性与差异性、化合物分类及糖类等物质检测实验。通过问题链（如细胞与石头的区别）和院士名言导入，结合地壳与细胞元素含量对比表格构建知识支架，衔接元素分类、化合物种类至实验操作。 其亮点是以生命观念（元素功能与含量适应）、科学思维（对比归纳元素含量共性）和探究实践（详细实验步骤与试剂对比）为核心。例如斐林与双缩脲试剂对比表格、脂肪检测的装片与匀浆法，培养学生实验能力和理性思维，教师可直接使用系统资料提升教学效率。

第2章 组成细胞的分子 第1节 细胞中的元素和化合物 一种叶绿素分子 （局部） 血红素分子 （局部） 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 学习目标 核心素养 1.认识生物界与非生物界的统一性和差异性。 2.说出组成细胞的大量元素和微量元素、化合物的主要种类。 3.尝试检测生物组织中的糖类、脂肪、蛋白质，进行实验操作、观察结果 1.不同元素和化合物在细胞中的含量关系与其所承担的功能相适应；糖和脂肪中的元素比例不同决定了二者储存能量多少的差异。（生命观念） 2.通过检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质，掌握检测相关物质的实验原理、方法和操作注意事项。（科学探究） 3.比较不同生物、细胞中的各元素、化合物的含量，归纳出各种元素、化合物含量上的共性。（科学思维） 比较地壳和细胞的部分元素的组成和含量，回答以下问题 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 这说明了什么？ 生物界和非生物界具有统一性。 2.生物体中的元素含量以及无机环境中的含量是有区别的吗？ 有，相差很大。 1.组成生物体的所有元素之中，是否有哪一些元素是生物体所独有的？ 没有。 问题探讨 一 组成细胞的元素 教材16 这说明了什么？ 生物界和非生物界具有差异性 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 多样 问题探讨 一 组成细胞的元素 生物界与非生物界具有统一性和差异性， 生命起源于非生命物质。 5 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） 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？ 比较组成玉米细胞和人体细胞的元素及含量，思考书上的三个问题： 一样，都是C、H、O、N。 思考讨论 一 组成细胞的元素 教材16 2、细胞中有些元素含量较少，是否意味着它们不重要？ 人体和玉米细胞内干重前四种元素含量的排序？ 玉米细胞：_______________ 人体细胞：_______________ O＞C＞H＞N C＞O＞N＞H 植物: 糖类多→O H多 动物 : 蛋白质多→C N多 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，细胞就不能合成蛋白质或叶绿素。 ， 细胞中有些元素含量很少，但是却有重要作用 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） 比较组成玉米细胞和人体细胞的元素及含量，思考书上的三个问题： 思考讨论 一 组成细胞的元素 教材16 ， 3、比较组成玉米细胞和人体细胞的元素及含量，你还能得出啊些结论？ ②组成生物体的化学元素种类大体相同； ③不同生物体内，相同元素含量存在差异； ④同一生物体内，不同元素含量也有差异。 ①C、H、O、N是生物体中元素含量最多的； 细胞中只有这几种元素吗？ 最基本元素 1.组成细胞的化学元素，常见的有____多种。 2.根据含量的多少分为 大量元素：含量占生物体总重量万分之一以上的必需元素。 主要有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。 微量元素：含量占生物体总重量万分之一以下的必需元素。 主要有Fe、Mn、 B、Zn、Cu、Mo等。 20 基本元素 主要元素 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 组成细胞的元素 一 组成细胞的元素 “她请杨丹留人盖美家” “新木桶碰铁门” 微量元素是不是可有可无？ 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”的附近有一座钼矿,矿工每天上下班总是抄近路走,他们的鞋子个踩过的地方,牧草绿油油的,经过科学家的化验和分析,一公顷牧草只需150克钼就足够了. 分析资料,你能得出什么结论呢? 微量元素是生物体不可缺少的必需元素；在生物体中含量很少，但其作用是其它元素不可替代的。 生物体内含量在万分之一以下的都能称之为微量元素吗？ 不能，例如铅（Pb）、汞（Hg）在细胞中含量也很低，但不属于微量元素，因为它们并不是必需元素。大量元素、微量元素的前提是必需元素。 组成细胞的各种 元素是以什么 形式存在的呢? 组成细胞的各种元素大多数以化合物的形式存在 少数以单质形式存在：硫磺细菌中S元素以S颗粒形式存在 无机化合物 （无机物） 不含碳元素 有机化合物 （有机物） 含有碳元素 水 无机盐 糖类： 蛋白质： 脂质： 核酸： C、H、O（N) C、H、O、（N、P） C、H、O、N、（S、Fe） C、H、O、N、P 细胞中的化合物 二 组成细胞的化合物 11 (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)鲜重含量最多的四种元素： 。 (8)干重含量最多的四种元素： 。 (9)细胞中数量最多的元素： 水 水 蛋白质 蛋白质 水 蛋白质 二 组成细胞的化合物 植物：O＞C＞H＞N 动物：C＞O＞N＞H O>C>H>N 人体细胞干重和鲜重对比图 H 最值问题 [正误辨析] (1)组成地壳的元素在细胞中都能找到。(　　) (2)细胞中含量很少的元素都是微量元素。(　　) (3)大量元素和微量元素的划分依据是其发挥生理作用的大小。(　　) (4)沙漠中的仙人掌细胞中含量最多的化合物是水。(　　) × × × √ 1．西湖龙井属于绿茶，为中国十大名茶之一。下列关于西湖龙井的说法，错误的是(　　) A．其细胞中常见的化学元素有20多种 B．新鲜茶叶的细胞中含有大量元素，也含有微量元素 C．制好的成品茶中，C、O、Ca、P这四种元素的含量最多 D．新鲜茶叶的细胞中含有机物和无机物 C 2．生命的物质基础是组成细胞的元素和化合物，如图中序号代表不同的化合物，面积不同代表含量不同，其中Ⅰ和Ⅱ代表两大类化合物。下列叙述正确的是(　　) A.若Ⅴ和Ⅵ分别代表蛋白质和脂质，则Ⅶ代表核酸 B．细胞干重和鲜重中含量最多的化合物分别是Ⅴ和Ⅲ C．医用的生理盐水和糖溶液中的溶质分别属于Ⅳ和Ⅴ D．上述物质中氧原子含量最高的化合物是Ⅴ B 1：无机物 2：有机物 水 无机盐 蛋白质 6 7：脂质 糖和核酸 2.不同生物组织的细胞中各种化合物的含量相同吗？ 1.同种生物：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？（P17） 不同细胞 糖类 H2O 叶绿素 梨果实细胞 梨叶片细胞 多 少 多 少 无 多 如何检测不同生物组织中的营养物质？ 下列物质中含蛋白质最丰富的是 ，含淀粉最丰富的是 ，含脂肪最丰富的是 。（土豆、花生、大豆） 大豆 土豆 花生 三 实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 如何用实验来检测不同组织中的化合物？ 15 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。 实验原理 淀粉遇碘变蓝 三 实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 葡萄糖＋斐林试剂 砖红色沉淀 蛋白质+双缩脲试剂 紫色反应 脂肪+苏丹Ⅲ染液 橘黄色 16 ——具有还原性的糖 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 斐林 试剂 甲液: 乙液: 0.1g/mLNaOH 0.05g/mLCuSO4 甲液和乙液等体积混合使用， 现配现用。 （3）反应实质 还原糖将Cu（OH）2还原，生成砖红色的Cu2O （1）试剂 （2）原理 还原糖+斐林试剂 砖红色沉淀 50-65℃水浴加热 还原糖的检测 三 实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 18 （4）材料：马铃薯？ 甜菜、甘蔗？ 草莓、西瓜？苹果或梨？ （5）显色变化： 水浴加热 还原糖的检测 三 实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 选择要求：富含待测有机物的材料 颜色浅或接近于浅色 制备组织样液 制浆：去皮、切块、研磨 过滤：用单层纱布 1mL刚配制的斐林试剂 50～65℃水浴 加热2min (6)结论 组织样液含有还原糖 蓝色 （褐色） 砖红色沉淀 2mL组 织样液 19 （1）材料： （2）试剂： A：0.1g/mL的NaOH溶液 B：0.01g/ mL的CuSO4溶液 （5）现象： 蓝色  紫色 （4）步骤： 先向组织匀浆中加1mlA液制造碱性环境，再加4滴B液，摇匀，观察颜色变化 豆浆、牛奶、稀释鸡蛋清等 （3）原理： 在碱性条件下，蛋白质中的肽键与双缩脲试剂中Cu2+作用，产生紫色络合物 蛋白质的检测 三 实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 双缩脲试剂 先A后B 21 斐林试剂 双缩脲试剂 试剂组成 鉴定物质 反应原理 使用方法 反应条件 显色情况 甲液: 0.1g/mL NaOH 乙液: 0.05g/mL CuSO4 需50-65℃水浴加热 不需加热 蓝色→砖红色沉淀 蓝色→紫色 可溶性还原糖 蛋白质 斐林试剂与双缩脲试剂的对比 Cu(OH)2被还原糖还原成Cu2O砖红色沉淀。 蛋白质（肽键）在碱性条件下与Cu2+络合，生成紫色络合物。 甲液和乙液等体积混合均匀，现配现用 使用时先加A液1mL,摇匀； 再加B液4滴，摇匀 A液: 0.1g/mL NaOH B液: 0.01g/mL CuSO4 22 （2）原理： 脂肪＋苏丹Ⅲ染液→橘黄色 （1）选材: 花生种子（ 富含脂肪且没有其他颜色干扰） （3）步骤: 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洗去浮色：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： 脂肪的检测 三 实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 方法一 制作装片 方法二：花生种子匀浆＋苏丹Ⅲ(Ⅳ)染液→橘黄色(红色） 24 B.在制备生物组织样液时，加入石英砂的 主要目的是促进还原糖的溶解 C．用于该实验检测的斐林试剂也可用于 检测蛋白质，只是添加试剂的顺序不同 D．由于斐林试剂不稳定，在使用斐林试剂时要先加0.1 g/mL的NaOH溶液，后加入0.05 g/mL的CuSO4溶液 [正误辨析] (1)西瓜、番茄等都含有较多的糖，因此可用于还原糖的鉴定。(　　) (2)甘蔗富含糖，是做还原糖鉴定的理想材料。(　　) (3)非还原糖与斐林试剂混合后经水浴加热后的现象是溶液为无色(　　) × × × 1．某校生物兴趣小组进行了生物组织中还原糖检测的实验(如图)，下列叙述正确的是(　　) A．在实验材料选择方面，用苹果比用植物叶片的效果要好 A 2．(2024·广东汕头高一月考) 在如图1、3、5号试管中分别加入2 mL 蒸馏水，2、4、6号试管中分别加入2 mL 发芽的小麦种子匀浆样液，然后在1～4号 试管中适量滴加斐林试剂，5、6号试管中适量滴加双缩脲试剂，摇匀。下列有关实验现象的描述，错误的是(　　) A．4号试管内呈砖红色，只有5号试管内呈蓝色 B．2号试管不出现砖红色的原因仅是没有水浴加热 C．1号试管不出现砖红色的原因不仅仅是没有水浴加热 D．若6号试管内呈紫色，说明已发芽的小麦种子匀浆中含有蛋白质类物质 A 思考讨论 1.还原糖检测注意事项 ①为什么不能用马铃薯、甜菜和甘蔗做材料？ 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？ 2.脂肪检测注意事项 ①实验过程中50%酒精的作用是？ ②有哪两种检测方法？ ③该实验要加热吗？跟其他两个相比要额外用到哪种仪器？ 非还原性糖 红色，颜色干扰 现配现用，等量混合 洗去浮色 组织样液和临时切片 不需要 显微镜 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 。 (3)唯一需要显微镜—— 鉴定,实验中要用 ，其作用是 。 (4)易写错别字提示:“斐林试剂”中的“斐”不可错写错,双缩脲试剂中的“脲”不可错。 还原糖 脂肪 体积分数50%的酒精溶液 洗去浮色 双缩脲试剂≠双缩脲 (5)脂肪的检测必须使用显微镜 浅蓝色[Cu(OH)2的颜色] × 若要观察被染色的脂肪颗粒，则使用显微镜，但若只要观察溶液颜色变化，则不必使用显微镜，可以在制备的组织样液中加入苏丹Ⅲ染液，观察溶液的颜色变化。 水 无机化合物 有机化合物 无机盐 糖类 脂质 蛋白质 核酸 细胞中的元素和化合物 组成细胞的元素 组成细胞的化合物 检测生物组织中的糖类、脂肪、蛋白质 大量元素： 微量元素： 还原糖： 脂质： 蛋白质： 淀粉： 斐林试剂，水浴加热，砖红色沉淀 苏丹III：橘黄色；苏丹Ⅳ：红色 双缩脲试剂：紫色 碘液：变蓝 课堂小结 C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg 等 Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo 等 29 1.如图1是细胞中化合物含量的扇形图，图2是有活性的细胞中元素含量的 柱形图，下列说法不正确的是(　　) A.若图1表示正常细胞，则A、B化合物共有的元素中含量最多的是a B.若图1表示细胞完全脱水后化合物含量的扇形图，则A化合物中含量最多的 元素为图2中的b C.图2的正常细胞中数量最多的元素是c，这与细胞中含量最多的有机物有关 D.若图1表示正常细胞，则B化合物具有多样性，其必含的元素为C,H,O,N C 与无机物：水有关 2.下列关于检测“生物组织中糖类、脂肪、蛋白质”实验操作步骤 的叙述中，正确的是(　　) A．用于鉴定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．若要鉴定花生种子细胞中是否含有脂肪，不需要用显微镜观察 C．鉴定可溶性还原糖时，要加入斐林试剂(甲液和乙液等量混合均匀再加入) D．用双缩脲试剂鉴定蛋白质时，需水浴加热2 min才能看到紫色 C 乙液稀释 切片需要 不需要加热 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。 （ ） √ × √ 教材18-19 概念检查 苏丹Ⅲ染液 斐林试剂 双缩脲试剂 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。 豆浆 梨汁 花生子叶 砖红色沉淀 橘黄色 紫色 32 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 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 33 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。 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。 34 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 $