2.1 细胞中的元素和化合物（课件）-2026-2027学年高一生物同步优质精讲课件（人教版必修1）

正确辨析种群、群落和生态系统 (1)种群：平时我们认为是物种名的叫法, 并不能准确代表某种生物。如牛、羊、鱼、鸟、草、树等就不属于分类学的名词,也不是物种名。但像荷斯坦牛、山羊、草鱼、麻雀、马尾松等就是明确的物种名。由此推测“一片森林中所有的鸟”不是一个种群，而“一个池塘中所有的草鱼”是一个种群。 (2) 关于群落,大家容易忽略细菌、真菌等微生物,如“一个池塘中所有的动植物构成一个生物群落”就是典型的错误表述,正确说法是“一个池塘中的全部动物、植物和微生物共同构成一个群落”，或直接说“一个池塘中全部的生物构成一个群落”。 (3)有关生态系统的描述, 它真正的含义包括该区域内的生物群落和无机环境,如一个池塘、一片草原、一个湖泊等,均应理解为是对生态系统的描述。 显微镜的使用：①“先低后高,不动粗”:必须先用低倍镜观察,找到要观察的物像,将其移到视野中央,然后换用高倍镜。换成高倍镜后只能调细准焦螺旋，不能再转动粗准焦螺旋。②换高倍镜后,若视野太暗,应先换大光圈或用凹面镜使视野明亮,再调节细准焦螺旋。 ③观察颜色白、浅的材料时,视野应适当调暗; 反之,则调亮。 1、显微镜放大倍数是指物体长度或宽度的放大倍数,不是指面积或体积的放大倍数，总的放大倍数是目镜放大倍数与物镜放大倍数的乘积。例：10X40，即放大400倍。 2、显微镜下所成的像是倒立的、放大的虚像，即物像上下、左右与玻片标本上物体的位置是颠倒的，且比实物大很多倍。若不考虑放大倍数，将“实物”沿水平面旋转 180°,就是显微镜下观察到的“像”。如实物为b, 在视野中观察到的为q。 3、显微镜下看到的细胞质流动方向与实际细胞质流动方向是相同的。 花果山仙石苏醒计划 —— 细胞中的元素和化合物 任务：让一块石头，拥有生命的物质基础 1.7.2013 同学们好！今天我们要开启一个神奇的计划——“花果山仙石苏醒计划”。我们都知道，孙悟空是从一块仙石里蹦出来的，但一块普通的石头是如何拥有生命的呢？关键就是为它配齐生命所需的基本物质——也就是我们今天要学习的细胞中的元素和化合物。接下来，我们有两个任务，第一，提取元素，第二，组成化合物。就像搭建积木一样，我们要先获得材料，再去搭建模型。 ‹#› 任务一：元素提取 第一部分 生物细胞中有没有特有的元素？ 生物细胞中的元素含量和无机环境中的含量有区别吗？ 现象1：组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到，没有一种化学元素为细胞所特有。 现象2：细胞中各种元素的含量与无机自然界有很大不同。 组成细胞的元素，常见的有20多种。 生命与非生命在元素种类上具有统一性。 生命与非生命在元素含量上具有差异性。 1.7.2013 生物细胞中有没有特有的元素？生命与非生命在元素种类上具有统一性。生物细胞中的元素含量和无机环境中的含量有区别吗？含量上具有差异性，这与我们第一章学到的细胞学说揭示的是动植物的统一性，第二节又学到原核细胞和真核细胞有多样性，这里又提到元素含量有差异性，大家在作答填空题的时候一定要准确下笔。实际上，组成细胞的元素，常见的有20多种。接下来，我们对比一下玉米细胞和人体细胞的元素含量，思考这三个问题。 ‹#› 任务一：元素提取——组成细胞的元素 第一部分 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？ 玉米细胞和人体细胞当中含量较多的四种元素是一样的，分别是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。 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） 2、细胞中有些元素含量很少，是否意味着它们不重要？ 1.7.2013 元素种类相同，因为毕竟生物体存在共同的祖先。含量不同，是因为生物体有选择地从无机自然界获取组成自身的物质。 ‹#› 任务一：元素提取——组成细胞的元素 第一部分 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。 【资料1】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。 2. 细胞中有些元素含量很少，是否意味着它们不重要？ 1.7.2013 ‹#› 任务一：元素提取——组成细胞的元素 第一部分 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？ 组成玉米细胞中氧元素的含量明显要高于人体细胞，而碳元素的含量明显又低于人体细胞，这说明玉米细胞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，而人体细胞中的蛋白质的含量要多一些; Ca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。 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） 1.7.2013 ‹#› 任务一：元素提取——组成细胞的元素 第一部分 1 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 主要元素 1.7.2013 在细胞中，我们根据含量多少，将元素分为大量元素和微量元素。大家看，C、H、O、N、P、S等是大量元素，而Fe、Mn、Zn等是微量元素。其中，碳元素是最基本的元素，因为它能构成生物大分子的骨架。而C、H、O、N则被称为基本元素。 ‹#› 任务一：元素提取——组成细胞的元素 第一部分 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 铁猛碰新木桶 2 微量元素 近日，小明的一些症状引起了父母的担忧：感冒频繁，口腔溃疡反复发作，伤口不易愈合，食欲不振，免疫力低下。比起同龄儿童，小明身材偏矮、偏瘦。去医院后，经检查发现血清中锌的浓度过低。 微量元素(锌)在生物体中含量很少，但是生物体不可缺少的必需元素。 1.7.2013 我们首先进入任务一：元素提取。大家思考一下，岩石能直接变成生命吗？显然不能。这是因为，虽然构成岩石和生命的元素种类有重叠，但它们的含量和存在形式完全不同。在细胞中，我们根据含量多少，将元素分为大量元素和微量元素。大家看，C、H、O、N、P、S等是大量元素，而Fe、Mn、Zn等是微量元素。其中，碳元素是最基本的元素，因为它能构成生物大分子的骨架。而C、H、O、N则被称为基本元素。 ‹#› 任务一：元素提取——组成细胞的元素 第一部分 拓展应用 元素缺乏症 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。 1.7.2013 ‹#› 任务二：化合物选择——组成细胞的化合物 第二部分 组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在，如水、蛋白质、核算、糖类、脂质等。 5.所有细胞中化合物含量比例是否都是这样的规律？ 无机化合物： 有机化合物： 1.组成细胞的化合物有几大类？ 2.细胞中，含量最多的化合物是______； 3.细胞中，含量最多的有机化合物是__________； 4.细胞干重中，含量最多的化合物是__________。 水 蛋白质 蛋白质 水、无机盐 蛋白质、核酸、糖类、脂质 1.7.2013 元素配齐了，我们就能进入任务二了。这些元素以什么形式待在细胞内呢？有一句很关键的话，大家把他圈出来：组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在。我们可以将它们分为两大类：无机化合物和有机化合物。无机化合物主要是水和无机盐，它们是生命存在的基础。而有机化合物则包括糖类、脂质、蛋白质和核酸，它们各自承担着重要的生命功能，比如糖类提供能量，蛋白质负责执行各种生命活动，核酸储存遗传信息。 ‹#› 不同生物组织的细胞中所含各种化合物的含量有差异 因此，日常膳食中做到不同食物合理搭配，以满足机体的营养需要。 拓展鲜重、干重各元素含量 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 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。如： 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 二、检测的方法步骤和现象 斐林试剂的甲液（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）要等量混匀，现配现用。） 1、常见的还原糖？2、如何选材？ 3、能选用甜菜、甘蔗或马铃薯块茎吗？ 4、能选用西瓜、绿色叶片等材料吗？ 选材 制备组织样液 显色反应 结论 还原糖量较高、白色或接近于白色的组织细胞 2mL组织样液 1mL现配斐林试剂 蓝色 50~65℃ 水浴加热 2min 砖红色沉淀 制浆→过滤→取液 新制Cu(OH)2悬浊液 Cu2O↓ (砖红色) 还原糖的检测 15 取材 切片 制片 观察 结论 花生种子（浸泡3-4h），去掉种皮 用刀片在花生子叶的横断面上平行切下若干薄片 组织样液中有脂肪 在低倍镜下找到花生子叶的最薄处，移至视野中央，然后用高倍镜观察被染成橘黄色的脂肪颗粒 选最薄的切片，用毛笔蘸取放在载玻片中央。 滴：在花生子叶薄片上滴2-3滴苏丹Ⅲ染液，染色3min。 吸：用吸水纸吸去染液。 滴：滴1-2滴体积分数为50%的酒精，洗去浮色。 吸：用吸水纸吸去酒精。 滴：滴1滴蒸馏水，盖上盖玻片，制成临时装片。 脂肪的检测 蛋白质的检测 选材 显色反应 结论 紫色 4滴双缩脲试剂B液 摇匀 摇匀 浅蓝色 创设碱性环境 提供Cu2＋ 2mL组织样液 无色 1mL双缩脲试剂A液 蛋白质含量较高 脲就是尿素，两分子尿素在一定的条件下（180℃左右加热），生成一个分子氨（NH3）缩合得到双缩脲。正是因为该物质是由两分子脲缩合而成的，故名双缩脲。双缩脲在碱性溶液中能与极稀的硫酸铜溶液形成紫色络合物，这个呈色反应叫做双缩脲反应。双缩脲试剂最初是指能够提供碱性条件和铜离子、用以鉴定或检测双缩脲存在的试剂。 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。双缩脲试剂由A液（质量浓度为0. 1g/mL的NaOH溶液）和B液（质量浓度为0. 01g/mL的CuSO₄溶液）组成，使用时先加A液创造碱性环境，再加B液。 比较 斐林试剂 双缩脲试剂 甲液 乙液 A液 B液 成分 0.1g/mL NaOH溶液 0.05g/mL CuSO4溶液 0.1g/mL NaOH溶液 0.01g/mL CuSO4溶液 实质 新配制的Cu(OH)2溶液 碱性环境中的Cu2+ 方法 使用条件 用途 现象 比较斐林试剂与双缩脲试剂 甲乙两液等量混合后立即使用 先加入A液，摇匀再加入B液，摇匀 水浴加热 鉴定可溶性还原糖 生成砖红色沉淀 常温 鉴定蛋白质 发生紫色反应 问题思考 1.如果组织样液与斐林试剂反应呈现砖红色，就说明溶液中有葡萄糖吗？ 2.还原糖的鉴定实验中，溶液的颜色是由无色变为砖红色吗？ 3.非还原糖（如蔗糖、淀粉）与斐林试剂水浴加热后的溶液的颜色是？ 4.非蛋白质与双缩脲试剂反应后的溶液的颜色是？ 5.蛋白质鉴定时双缩脲试剂B液只加3—4滴，为什么不能加过量？ 不是，蓝色变为砖红色 不能，只能说明有还原糖 蓝色 蓝色 生成大量的蓝色Cu(OH)2沉淀可能会遮蔽所产生的紫色，影响实验结果 1、温泉有远古“圣水”之誉，富含各种对人体有益的微量元素及矿物质，水温高达56 ℃，水质淡黄清澈，享有“一盆玉汤”的美誉，对治疗皮肤病、色斑、关节炎及神经衰弱等有特殊的疗效。下列元素在生物体内含量较少，但对生物体正常生命活动必不可少的元素是 （　　） A．Fe Mn Zn Mg B．Zn Cu B Mn C．Zn Cu Mn Ca D．Mg Mn Cu Mo B 2、科学家在利用无土栽培法培养一些名贵花卉时，往培养液中添加了多种必需化学元素。其配方如下 离子 K+ Na+ Mg+ Ca2+ NO3- H2PO3 SO42+ Zn2+ 培养液(mmol／I) 1 1 0.25 1 1 1 0.25 1 其中植物根细胞吸收最少的离子是 （ ） A．Ca2+ B．SO42+； C．Zn2+ D．H2PO3 C 3.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，请分析： 1）若图1表示细胞鲜重，则A、B化合物依次_______________。 2）若图1表示细胞完全脱水后的化合物含量，则A化合物一定含的元素是______________________。 水、蛋白质 C、H、O、N 3）若图2表示组成人体细胞的元素含量(占细胞鲜重的百分比）,则a、b、c依次是__________。 4）大肠杆菌体内的各种元素的含量是否和人体内的完全相同__ ________________________________________________________________。 O、C、H 不完全相同。不同生物体内的各种元素的含量存在差异。 3.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，请分析： 练一练 1. 人体内有 20 多种微量元素，它们的质量总和不到体重的千万分之一，但是对人的健康却起着重要的作用，下列各组元素全部是微量元素的是（ ） A.Na、K、Cl、S、 B. B、Fe、Zn、Cu C.N、H、O、P D.Ge、Ca、Cu、Mg 2．微量元素在生物体内含量虽很少，却是维持正常生命活动不可缺少的。下列实例可证实该理论的是(　　) A．缺镁时叶片变黄 B．油菜缺硼时只开花不结果 C．动物血液中钙盐的含量太低会引起抽搐 D．缺磷会造成植株矮小 B B 3. 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.脂肪的鉴定需要用显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪滴 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，且必须现用现配 B 课堂总结 $