2.1细胞中的元素和化合物 课件(共47张PPT3个视频)-2025-2026学年上学期高一生物（人教版）必修1

(共47张PPT)
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
第二章 组成细胞的分子
第1节 细胞中的元素和化合物
目标
01
02
03
通过“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”的实验，探究不同生物组织中糖类、脂肪和蛋白质含量的差异性。（科学探究）
通过图表分析与概念图建构，概括认识组成细胞的元素、分子及化合物。关注营养物质的均衡摄入对人体健康的影响，宣传健康的生活饮食习惯。（科学思维、社会责任）
通过比较细胞与地壳，以及不同细胞的元素种类与含量，认同生命的物质性，（生命观念）
学习目标
电视广告语
情景材料一:
广告一
广告四
广告三
广告二
聪明的妈妈会用“锌”
补铁、补血，效果好！补血口服液
健康的体魄，来源于“碘碘”滴滴
万丈高楼平地起，层层都是“钙”起来
问题1: 通过分析以上电视广告语,你知道电视广告语中蕴含的道理吗？
情景材料三:
比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量，你能提出什么问题？
O
Si
C
N
H
48.60
地壳
26.30
0.087
0.03
0.76
65.0
极少
18.0
3.0
10.0
细胞
问题3: 组成生物体的所有元素中，有没有哪一些元素是生物体所特有的？这说明什么？
生物界和非生物界组成元素种类基本相同，具有统一性。
情景材料三:
比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量，你能提出什么问题？
O
Si
C
N
H
48.60
地壳
26.30
0.087
0.03
0.76
65.0
极少
18.0
3.0
10.0
细胞
问题4: 生物体中的元素含量和无机环境中的含量有区别吗这又说明了什么？
生物界和非生物界组成元素含量差别大，具有差异性。
一、组成细胞的元素
元素
统一性
差异性
含量
种类
细胞生命活动所需的物质，归根结底是从_____________中获取的。组成细胞的化学元素，在_______________中都能找到。没有一种化学元素为______特有。但是，细胞中各种元素的相对含量与无机自然界的大不相同。
无机自然界
无机自然界
细胞
问题5: 在不同生物体中各种元素含量又是怎样的呢
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？
2
3
4
1
合作探究一：请同学们自主阅读教材P16-17，小组合作思考讨论完成问题。
细胞中有些元素含量很少，是否意味着它们不重要？
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？
请构建“自然界的组成元素、组成生物细胞的元素、大量元素、微量元素、含量较多元素”的关系图。
一、组成细胞的元素
一、组成细胞的元素
比较组成玉米和人体细胞的部分元素及含量
思考.讨论
元素 玉米细胞 人体细胞
C 43.75% 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)
问题6: 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？
第二
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。
第一
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。
一、组成细胞的元素
比较组成玉米和人体细胞的部分元素及含量
思考.讨论
元素 玉米细胞 人体细胞
C 43.75% 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)
问题7: 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。
一、组成细胞的元素
比较组成玉米和人体细胞的部分元素及含量
思考.讨论
元素 玉米细胞 人体细胞
C 43.75% 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)
问题8: 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？
①不同生物体内化学元素的种类
②不同生物体内同种化学元素的含量
③同一生物体内不同化学元素的含量
基本相同
不同
不同
一、组成细胞的元素
元素 玉米细胞 人体细胞
C 43.75% 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)
归纳总结
玉米细胞: O＞C＞H＞N
人体细胞: C＞O＞N＞H
(1)动物体与植物体C、H、O、N四中元素含量比较
(2)植物______多，蛋白质少，故干重中O较多；
(3)动物________多，糖类少，故干重中C比例高
糖类
蛋白质
(4)这说明不同生物细胞在元素组成上有 ,在元素的含量上具有 。
统一性
差异性
问题9: 请构建“自然界的组成元素、组成生物细胞的元素、大量元素、微量元素、含量较多元素”的关系图。
基本元素(占90%)
鲜重最多
大量元素(占生物体的万分之一以上)
微量元素(生活必需，含量很少)
C
H O N
S P
K Ca Mg
最基本元素
(干重最多)
主要元素(占97%)
Fe Mn B Zn Mo Cu
分为大量元素和微量元素
含量
一、组成细胞的元素
1.元素分类：
2.分类依据：
问题10: 对于生物体来讲，微量元素是否可有可无呢
【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。
一、组成细胞的元素
问题11: 仔细阅读资料，你能得出什么结论？
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。
问题12: 铅（Pb）、汞（Hg）在细胞中含量也很低，属于微量元素吗？
不属于，生物体不需要吸收Pb和Hg，一旦吸收会引起重金属中毒
缺Fe：
人体患缺铁性贫血
缺B：
花而不实（只开花不结果）
缺Zn：
食欲减退、免疫力下降、影响生长发育等
缺Mg：
影响植物叶绿素的合成，影响光合作用
缺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
拓展延伸：元素缺乏与疾病的相关性总结
　实战训练　
1.下列关于化学元素的叙述，错误的是（ ）
A.组成细胞的化学元素，常见的有20多种
B.生物界和非生物界的统一性表现在无机自然界中的元素在生物体中都存在
C.构成生物体的化学元素的重要功能之一是组成细胞中的各种化合物
D.构成细胞的大量元素包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等
问题13: 组成细胞的各种元素又是以什么形式存在的？
组成细胞的各种元素又是以什么形式存在的？
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3
4
1
合作探究二：请同学们自主阅读教材P17-18，小组合作思考讨论完成问题。
细胞内主要化合物的种类及含量？
细胞内含量最多化合物是什么？含量最多的有机化合物是什么？
二、组成细胞的化合物
你能举例说出哪些植物器官的细胞中富含糖类,脂质和蛋白质吗 如何检测呢？
水
无机盐
糖 类
蛋白质
脂 质
核 酸
组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在
二、组成细胞的化合物
1.元素的存在形式：
二、组成细胞的化合物
2.化合物的种类和含量：
无机物
有机物
化合物 质量分数/%
水 占85～90
无机盐 占1～1.5
蛋白质 占7～10
脂质 占1～2
糖类和核酸 占1～1.5
化合物
问题14: 细胞内含量最多化合物是什么？含量最多的有机化合物是什么？
二、组成细胞的化合物
2.化合物的种类和含量：
(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)三种有机化合物含量在细胞中的比例： 。
蛋白质>脂质>糖类
水
水
蛋白质
蛋白质
水
蛋白质
不同生物组织的细胞中各种化合物的含量是有差别的
日常膳食做到不同食物的合理搭配
糖类 H2O 叶绿素
梨果实细胞
梨叶片细胞
①下列种子中含蛋白质最丰富的是 ，
②含淀粉最丰富的是 ，
③ 含脂肪最丰富的是 。（玉米、油菜、大豆）
1.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距？
多
多
无
少
少
多
玉米
油菜
大豆
旁栏知识
二、组成细胞的化合物
3.富含化合物类食物：
问题15: 你能举例说出哪些植物器官的细胞中富含糖类,脂质和蛋白质吗 如何检测呢？
三、检测生物组织中三大有机物
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
实验.探究
1.还原糖的检测：
还原糖的种类
原理
反应实质
试剂
葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖
还原糖+斐林试剂
砖红色沉淀
水浴加热
斐林
试剂
甲液:
乙液:
0.1g/mLNaOH
0.05g/mLCuSO4
等体积混合使用，现配现用。
还原糖将Cu2+还原，生成砖红色的Cu2O
且必须是可溶性还原糖
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
思考：过程中的颜色变化？
唯一需要加热
1.还原糖的检测：
三、检测生物组织中三大有机物
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。
1.还原糖的检测：
三、检测生物组织中三大有机物
2.脂肪的鉴定：
三、检测生物组织中三大有机物
（1）原理
脂肪＋苏丹Ⅲ染液→橘黄色
（2）选材
富含脂肪且色浅
花生种子: 富含脂肪且没有其他颜色干扰。
脂肪微粒
切片机或
徒手切片
花生种子
组织切片
苏丹Ⅲ（苏丹Ⅳ）
染液2～3滴
染色3 min
（或1 min）
吸去多余染液
50%_____溶液
1～2滴
洗去_____
吸去多余酒精
_____
1～2滴
盖盖玻片
临时装片
先在低倍镜下寻找已着色颗粒，再用高倍镜观察
酒精
浮色
蒸馏水
2.脂肪的鉴定：
三、检测生物组织中三大有机物
（3）过程
实验原理：
脂肪可以被斐苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，在显微镜下可观察到橘黄色脂肪颗粒。
2.脂肪的鉴定：
三、检测生物组织中三大有机物
3.蛋白质的检测：
三、检测生物组织中三大有机物
原理
材料
现象
试剂
在碱性条件下，肽键与双缩脲试剂中Cu2+作用，产生紫色络合物
豆浆、鲜肝研磨液
双缩脲试剂
A：0.1g/mL的NaOH溶液 B：0.01g/ mL的CuSO4溶液
现配现用，依次添加
紫色
稀释10倍以上，否则实验后易黏附在试管壁上
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+反应生成紫色络合物，所以要先营造一个碱性环境。
3.蛋白质的检测：
三、检测生物组织中三大有机物
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。
3.蛋白质的检测：
三、检测生物组织中三大有机物
三、检测生物组织中三大有机物
4.淀粉的检测：
（1）原理
选材制样
检测观察
+碘液
蓝色
淀粉
马铃薯制成匀浆
取匀浆2ml,加入2滴碘液摇匀，
若溶液变蓝，则证明有淀粉存在
斐林试剂 双缩脲试剂 甲液 乙液 A液 B液
成分 （质量浓度）
鉴定物质 添加顺 序方法 反应条件 反应现象 原理 斐林试剂与双缩脲试剂的比较
0.1g/mLNaOH
0.05g/mLCuSO4
0.1g/mLNaOH
0.01g/mLCuSO4
还原糖（葡萄糖、麦芽糖等）
蛋白质
甲、乙液等量混合均匀后注入
先加入A液摇匀，后加入B液摇匀
50-650C水浴加热
不加热
蓝色→棕色→砖红色沉淀
无色→紫色
还原性糖+Cu(OH)2→Cu2O (砖红色沉淀)
碱性条件下蛋白质（含两个以上肽键）+Cu2+→紫色络合物
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浅蓝色[Cu(OH)2的颜色]。
(3)唯一需要显微镜—— 鉴定,实验中要用 ，其作用是 。
(4)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。
(5)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”。
还原糖
脂肪
50%的酒精溶液
洗去浮色
　实战训练　
2.根据此要求，对提供的材料进行选择和分类：
①苹果　②花生种子　③豆汁　④梨　⑤稀释鸡蛋清　⑥甘蔗汁　
⑦马铃薯匀浆　⑧芝麻种子　⑨西瓜汁　⑩花生种子匀浆
(1)适合还原糖检测的有 。
(2)适合脂肪检测的有 。
(3)适合蛋白质检测的有 。
(4)适合淀粉检测的有 。
⑦
①④
②⑩
③⑤
课堂小结
　实战训练　
3.近期，曲“红伞伞，白杆杆，吃完一起躺板板”将致幻毒菇毒蝇伞推向网络热搜，鹅膏蕈碱是毒蝇伞中所含有的主要致幻毒物之一，它是一种环状八肽。下列关于毒蝇伞及板（木材）中还原糖、脂肪、蛋白质（或多肽）和淀粉的鉴定实验的叙述中，错误的是（ ）
A．在四个实验中，只有一个实验需要进行水浴加热
B．鉴定用的主要化学试剂依次是：本尼迪特试剂、苏丹Ⅲ染液、双缩脲试剂、碘液
C．鉴定还原糖和蛋白质（或多肽）时都使用NaOH和CuSO4溶液，原理基本相同
D．鉴定的都是细胞中的化学成分，一般应先提取组织样液
　实战训练　
4．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，即使使用了大量氮、磷、钾肥也无济于事。后来人们偶然发现场内的一小片牧草长势十分茂盛。原来这一小片“绿洲”的附近有一座钼矿，矿工上下班总是抄近路走，他们的鞋子上粘有矿粉，正是矿工鞋子踩过的地方牧草长得绿油油的。经过科学家的化验和分析，一公顷牧草只需150g钼就够了。下列关于这一现象的解释正确的是（ ）
A．钼是植物必需的大量元素
B．钼肥比氮、磷、钾肥效果好
C．钼在植物的生长发育过程中有不可替代的作用
D．钼是一种高效肥料，只要有了钼，植物就能正常生长
　实战训练　
5．诗佛王维《使至塞上》诗中有云：“单车欲问边，属国过居延。征蓬出汉塞，归雁入胡天”，诗中“蓬”可能是沙漠中常见植物沙蓬，关于沙蓬叶肉细胞中的化学成分，含量最多的化合物和含量最多的有机化合物分别是（ ）
A．蛋白质和水
B．糖类和蛋白质
C．水和蛋白质
D．水和核酸
　实战训练　
6．下列关于检测生物组织中的糖类、脂肪和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，一定需要用显微镜观察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2min才能观察到紫色
　实战训练　
7．丹东大孤山寺庙中的一棵银杏树树龄达1300多年，树高35米，其白果每年都达数百千克。某生物兴趣小组把银杏树白果带回实验室并制成研磨液来鉴定其中是否含有还原糖、脂肪和蛋白质。下列相关叙述正确的是（ ）
A．加入双缩脲试剂，研磨液呈现蓝色说明银杏树白果中含有蛋白质B．鉴定还原糖时，常温下向研磨液中先加入斐林试剂甲液后加入乙液C．若用苏丹Ⅲ染液进行鉴定，白果研磨液中会呈现橘黄色D．可以将斐林试剂的甲液稀释后作为双缩脲试剂的A液进行使用
　实战训练　
8．重庆沱茶于1953年开始生产，属上乘紧压茶，茶叶中含元素锰、锌、硒、维生素及茶多酚等物质。下列有关茶叶的说法错误的是（ ）
A．锰是一种微量元素，含量少但对生物体非常重要B．新鲜茶叶细胞中含有的微量元素中，除锰、锌等元素外，还含有镁C．新鲜茶叶细胞中的元素主要以化合物的形式存在D．新鲜茶叶细胞中含量最多的化合物是水
　实战训练　
9.“巨型稻”平均株高2米左右，茎秆粗壮、穗大粒多、产量高，富含K、Ca、Zn、Mg等营养元素。下列相关叙述正确的是（ ）
A．K、Ca是组成“巨型稻”细胞的微量元素B．Mg是构成“巨型稻”叶肉细胞叶绿素的元素C．“巨型稻”和普通稻的细胞中元素种类差别很大D．构成“巨型稻”细胞的化合物中淀粉的含量最高
　实战训练　
10．下列有关“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．向榨取的甘蔗汁滤液中加入斐林试剂，水浴加热后产生砖红色沉淀B．脂肪鉴定实验中，洗去浮色用到的试剂是50%的酒精C．检测蛋白质和还原糖所用的试剂成分相同，浓度和使用方法均不同D．氨基酸脱水缩合形成的物质，都能与双缩脲试剂发生紫色反应
　实战训练　
11．请判断下列几条广告语中有几条是符合科学道理的（ ）①某种食品由纯天然谷物制成，不含任何糖类，糖尿病患者也可放心大量食用②这种饮料含有多种无机盐，能有效补充人体运动时消耗的能量③这种营养品含有人体所需的全部21种必需氨基酸④这种口服液含有丰富的钙、铁、锌、硒等微量元素
A．4条 B．2条 C．3条 D．0条
　实战训练　
12．研究表明缺硒可导致克山病。克山病是一种地方性心肌病，急重症患者可发生猝死。营养学和流行病学界专家认为，成人每天硒的摄取量在40～100μg就可满足人体需要。以下对组成细胞的化学元素的叙述，错误的是（ ）
A．组成细胞的化学元素常见的有20多种B．硒是人体必需的微量元素，硒在人体生长发育过程中的作用不可替代C．硒的作用重大，只要有了硒，人体就能正常生长发育D．Cu、Zn、Mo等元素是细胞内的微量元素