第二章第二节 《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”，从生命与非生物的区别切入，通过问题探讨和地壳与细胞元素含量对比表格，引导学生建立生物界与非生物界统一性和差异性的认识，搭建从元素到化合物的学习支架。 其亮点在于融合科学思维与探究实践，通过玉米和人体细胞元素含量对比分析培养学生数据解读能力，实验部分详细阐述还原糖、脂肪、蛋白质鉴定的原理、步骤及易错点，配合视频观看增强直观性，助力学生形成生命的物质基础观念。教师可借助知识结构图和教材练习高效教学，学生能在实验探究中提升科学素养。

尽管自然界的石头形态与生石花相似，却没有生命的各种特征。那么，什么是生命？ 2.1 细胞中的元素和化合物 学习内容： （1）了解组成细胞的元素 （2）掌握组成细胞的化合物 （3）学会检测生物组织中的糖类、脂肪及蛋白质 （实验） 问题探讨 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 * Si在某些植物中含量较高，如硅藻、禾本科植物。 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？这说明了什么？ 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？这又说明了什么？ 生物界和非生物界具有统一性（种类）。 生物界和非生物界还具有差异性（含量）。 说明生物界及非生物界既有统一性又有差异性 一、组成细胞的元素 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 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？ 讨论： 在玉米细胞和人体细胞中含量较多的四种元素是一样，都是C、H、O、N。 因为玉米和人都是生物，组成它们的主要成分都是水、糖类、脂质和蛋白质等，这些物质都含有C、H、O，蛋白质中还有大量N元素。 一、组成细胞的元素 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 讨论： 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%，但很多蛋白质都含有S，叶绿体中的叶绿素分子就含有Mg。 P22 P30 一、组成细胞的元素 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 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？ 玉米中氧元素含量多于人体，而氮含量低于人体；这说明玉米细胞和人体细胞中不同有机物的含量有差别，如玉米中糖类多些，而人体中蛋白质含量多些；钙元素的含量也有区别，这与玉米和人体的物质和结构组成有关 一、组成细胞的元素 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 讨论：运用自己认为的科学方法解读表格数据，能得出哪些结论？ 1.不同生物细胞组成元素的含量有一定的差异性。 2.组成两种细胞的元素含量较高的是C、H、O和N ，说明不同生物细胞在元素组成上具有统一性。 C H O N P S K Ca Mg ①大量元素 一、组成细胞的元素 1.元素的分类 ②微量元素 含量少，但不可或缺，如 Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。 细胞中含量较多的元素（大于万分之一） 巧记：“铁猛碰新木桶” 基本元素 主要元素 常见的有20多种 活动：请尝试构建下列概念的包含关系图 自然界中的元素、组成细胞的元素、大量元素、微量元素、基本元素。 Ｃ H O N P S K Ca Mg 等 Fe Mn B Zn Mo Cu 等 组成细胞的元素 自然界中的元素 基本元素 大量元素 微量元素 活动：请尝试构建下列概念的包含关系图 自然界中的元素、组成细胞的元素、大量元素、微量元素、基本元素。 2.元素缺乏导致的疾病 ①缺Fe： 人体患贫血 ②缺Ca： 成年人缺钙患骨质疏松症；血液缺钙会出现抽搐。 ③缺Zn： 影响人体生长发育、大脑发育和性成熟。 “聪明的妈妈会用心（锌） ④缺I： 人幼年患呆小症；成年患甲状腺肿大（大脖子病） 大多以化合物的形式存在 问题1.作为生命活动基本单位的细胞是由元素组成的，组成生物体的化学元素在生物体内是以什么形式存在的？ 无机化合物 有机化合物 水 无机盐 糖类： 脂质： 蛋白质： 核酸： C、H、O C、H、O、 （N、P） C、H、O、N、 （S、Fe） C、H、O、N、P 组成细胞的各种元素大多数以化合物的形式存在 构成细胞的化合物 二、组成细胞的化合物 12 二、组成细胞的化合物 ①细胞内含量最多的化合物是____，含量最多的有机化合物是________。 ②细胞干重中，含量最多的化合物是 。 水 蛋白质 蛋白质 鲜重指的是生物体或细胞在自然生活状态下所测得的重量 干重指的是生物体（或细胞）除去水分以后所测得的重量 ③在人体的细胞中，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 组成细胞的主要化合物及其相对含量 组成细胞的主要化合物及其相对含量 水（70%~90%） 无机盐（1%~1.5%） 脂质（1%~2%） 蛋白质 （7%~10%） 水（70%~90%） 无机盐（1%~1.5%） 脂质（1%~2%） 糖类和核酸（1%~1.5%） 蛋白质（7%~10%） 0.8 0.015 0.02 0.015 0.1 思考： 1.所有细胞中各种化合物的种类和含量都一样吗？ 2.根据你的生活经验，说说哪些植物器官的细胞中富含糖类、脂质或蛋白质？ 问题2.怎样检测不同生物组织中的营养物质呢？ 糖类的检测： ①还原糖(葡萄糖、麦芽糖、果糖等)＋ 试剂 。 ②淀粉＋碘液→ 。 脂肪的检测： 脂肪＋ 染液→ 色。 蛋白质的检测： 蛋白质＋ 试剂→ 色。 蓝色 斐林 砖红色沉淀 苏丹Ⅲ 橘黄 双缩脲 紫 探究.实践 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 1.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。 探究.实践 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 2.实验材料：P18 颜色浅或接近于无色或白色，富含某种有机物。 蛋清 豆浆 鸡肝 梨 葡萄 白萝卜 花生种子 (1) 还原糖的鉴定 砖红色沉淀 (还原糖：葡萄糖、麦芽糖、果糖等；非还原糖：蔗糖、淀粉等) 原理： 还原糖 + 斐林试剂 材料：梨、葡萄、白萝卜 试剂：斐林试剂 甲液：0.1g/ml NaOH溶液 乙液：0.05g/ml CuSO4溶液 水浴加热 （无色或近白色、含糖高） 探究.实践 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 3.检测的方法步骤：P18-19 实质：加热条件下，新配置的Cu(OH)2被还原糖（含有-CHO，即醛基）还原为砖红色沉淀Cu2O。 必须是还原糖 属于还原糖的有：单糖、麦芽糖、乳糖 属于非还原糖的有：蔗糖、多糖 斐林试剂是现配现用、甲液NaOH和乙液CuSO4等量混合均匀后才可使用 水浴加热 不能用酒精灯直接加热 （1）还原糖的鉴定 操作步骤 观看视频：还原糖的检测和观察 实验原理： 还原糖(麦芽糖、葡萄糖、果糖)与斐林试剂在水浴加热的条件下反应，生成砖红色的Cu2O沉淀。 探究.实践 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 19 西瓜中富含葡萄糖，甘蔗中富含蔗糖，它们能否作为检测生物组织中的还原糖的材料？试分析原因？ 不能，西瓜汁有颜色，会影响对实验结果的观察；蔗糖是非还原糖，不能与斐林试剂发生颜色反应。 所以应选颜色为白色或近白色的植物组织，以苹果、梨最好。 (2) 脂肪的鉴定：P18-19 探究.实践 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 3.检测的方法步骤 原理： 脂肪＋苏丹Ⅲ染液→橘黄色 材料：花生种子 方法：制作花生子叶临时切片，用显微镜观察子叶细胞着色情况。 （富含脂肪且色浅） (2) 脂肪的鉴定：P18-19 探究.实践 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 3.检测的方法步骤：P18-19 取材 取一粒浸泡过的花生种子，去掉种皮。 切片 用刀片切若干薄片，置于盛有清水的培养皿中 染色 取最薄切片置于载玻片中央，滴加2-3滴苏丹III染液，染色3min 去浮色 滴加1-2滴体积分数50%的酒精溶液，洗去浮色 制片 滴加蒸馏水，盖上盖玻片 观察 先低后高，寻找橘黄色脂肪颗粒 过程与方法 探究·实践——检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 2.脂肪的检测 制片→观察 实验原理： 脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，在显微镜下可观察到橘黄色脂肪颗粒。 观看视频：脂肪的检测和观察 探究.实践 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 24 （3）蛋白质的鉴定 蛋清需稀释，防止其粘在试管壁上不易刷洗。 双缩脲试剂是使用时先加A液，再加B液，因为其反应原理是具有两个或以上肽键的化合物在碱性条件下与Cu2+反应生成络合物，所以要先营造一个碱性环境。 A液： 0.1g/ml的NaOH溶液 B液： 0.01g/ml的CuSO4溶液 探究.实践 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 实验原理： 两个及以上相邻肽键在碱性环境下与双缩脲试剂中的Cu2+发生反应，生成紫色络合物，因此双缩脲试剂可检测蛋白质和多肽。 观看视频：蛋白质的检测和观察 探究.实践 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 26 拓展： 双缩脲试剂最初是用来检测双缩脲的。 双缩脲试剂可以检测含有两个及两个以上肽键的化合物。 由于蛋白质分子中含有很多与双缩脲结构相似的肽键, 因此, 蛋白质可与双缩脲试剂发生颜色反应。 项目 斐林试剂 双缩脲试剂 成分 甲液 乙液 A液 B液 质量浓度为0.1 g/mL 的NaOH溶液 质量浓度为 质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液 质量浓度为 反应原理 加热条件下，含醛基的可溶性还原糖将Cu(OH)2还原为Cu2O沉淀 碱性条件下Cu2＋与具有两个或两个以上肽键的化合物发生反应生成紫色络合物 使用方法 甲、乙两液等量混匀后立即使用(现配现用) 反应条件 反应现象 0.05 g/mL 的 CuSO4溶液 0.01 g/mL的CuSO4溶液 先加入A液1 mL摇匀， 再加B液4滴，摇匀 50～65 ℃水浴加热 不需加热 蓝色→棕色→砖红色 浅蓝色→紫色 斐林试剂和双缩脲试剂的异同 探究·实践——检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 实验易错点提示 唯一需要加热——还原糖鉴定,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。 非还原糖(如蔗糖)+斐林试剂的现象不是无色而是浅蓝色[Cu(OH)2的颜色]。 唯一需要显微镜——脂肪鉴定,实验用50%酒精的作用——洗去浮色。 若用大豆作材料,必须提前浸泡;若用蛋清作材料,必须稀释,防止其粘在试管壁上不易刷洗;且该实验应预留部分组织样液做对比。 易写错别字提示:“斐林试剂”中的“斐”不可错写成“非”,双缩脲试剂中的“脲”不可错写成“尿”。 水浴 加热 细胞中的元素和化合物 砖红色沉淀 斐林试剂 有机化合物的鉴定 双缩脲试剂 苏丹III染液 紫色络合物 橘黄色 脂肪 蛋白质 还原糖 组成细胞的元素 微量元素 大量元素 C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu 主要元素 组成细胞的化合物 糖类、脂质、蛋白质、核酸 水、无机盐 无机物： 有机物： 显微镜 区别 本节知识结构图 2.1细胞中的元素和化合物 最基本元素 甲液:0.1g/mLNaOH，乙液:0.05g/mLCuSO4 A液:0.1g/mLNaOH，B液:0.01g/mLCuSO4 必需元素 基本元素 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、H、O、N C、H、O、N、P、 S、K、Ca、Mg Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo 元素 大量元素 基本元素 微量元素 核酸 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（ ） 一、概念检测 教材练习 √ × √ 33 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。 一、概念检测 教材练习 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 34 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 一、概念检测 教材练习 C 35 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 一、概念检测 教材练习 B 36 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? 二、拓展应用 教材练习 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。 37 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？ 二、拓展应用 教材练习 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。 38 Lavf55.33.100 Lavf55.33.100 $