2022-2023学年 人教版 必修一 细胞中的元素和化合物 课件 （50张）

1、解读教材章首图文培养学习志向勇担社会责任与无生命的物体相比，生命是那么的神奇。人们自然会思考，生命之所以如此神奇，是不是因为生命由特殊的元素或者非物质的因素组成呢？事实上，在历史上就有类似这样的观点。对这个问题的回答，涉及生命的物质观。在辩证唯物主义者看来，生命是物质的，没有组成生命的特殊元素，也不存在非物质的“活力”因素。既然如此，生命为什么特殊呢？同学们通过初中的物理和化学学科的学习已经知道，物质是由分子组成的。那么，这个问题就可以转化为，构成细胞的分子有什么特殊之处吗？为什么同样是由分子构成的细胞表现出生命的特征？本章章引言就隐含着这样的思想观念。章引言通过“雕刻的石像”和生物对比的情境

2、，让同学们通过比较非生命的石头和生命的细胞之间的不同，进而思考上述问题。设问之后教材并没有给出明确的答案，而是告诉同学们“研究组成细胞的分子，实际上就是在探寻生命的物质基础，帮助同学们建立科学的生命观”。从而指明本章的学习目标以及所要发展的科学素养。本章题图选用了电子显微镜下生物大分子蛋白质的构象，并配以中国科学院院士邹承鲁先生对生物大分子作用的评价：“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。”这句话是对上述引言中设问的一个大致回应，指出了生命不同于非生命的本质所在，同时也明确了本章的学习重点。 理清本章架构 初识概念体系具备系统思维第1节细胞中的元素和化合物学有目标课标要求

3、必明记在平时核心语句必背1.说出组成细胞的元素都来自自然界，但各元素相对含量又与无机环境不同2.说出组成细胞的大量元素和主要微量元素，说出组成细胞的化合物的主要种类3.尝试检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质，进行实验操作、观察结果，基于实验简述组成细胞的物质的特殊性1.C、H、O、N是组成细胞的基本元素2.组成细胞的化合物中占鲜重最多的是水，占干重最多的是蛋白质3.还原糖与斐林试剂在水浴加热条件下生成砖红色沉淀4.脂肪可被苏丹染液染成橘黄色5.蛋白质与双缩脲试剂能发生紫色反应【主干知识梳理】一、组成细胞的元素和化合物1组成细胞的元素(1)种类：细胞中常见的化学元素有20多种。(3)细胞中4种含

4、量最多的元素：_。C、H、O、N 2组成细胞的化合物二、检测生物组织中的糖类(还原糖)、脂肪和蛋白质1还原糖的检测2脂肪的检测(1)检测原理：脂肪苏丹(或苏丹)染液橘黄色(或红色)。(2)检测步骤：3蛋白质的检测【教材微点发掘】1下图表示组成细胞的元素和化合物，请据图回答有关问题：(1)若图1表示细胞中主要化合物的含量，则甲是水，乙为_。(2)若图2表示组成人体细胞干重含量比例前四位的元素，则 是_元素。蛋白质C(3)图2所示元素在非生物界中_ (填“一定能”“一定不能”或“不一定能”)找到，这说明生物界和非生物界具有_ 。(4)C、H、N三种元素在人体的化学成分中，质量分数共占73%左右(占

5、细胞干重的百分比)，而在岩石圈的化学成分中，质量分数不到1%，这一事实说明生物界与非生物界具有_ 。2人体细胞是由元素和化合物组成的，生活中常出现“大头娃娃”、佝偻病以及肥胖等现象，人们应该如何做才能避免上述现象发生呢？提示：不同食物中的营养物质的种类和含量差异很大，人们只有均衡营养、合理膳食才能补充人体所需的各种元素和化合物，保持健康的身体。一定能统一性差异性 教材问题提示(一)思考讨论1在玉米细胞和人体细胞中含量较多的四种元素是一样的，都是C、H、O、N。这是因为玉米和人都是生物，它们的主要成分都是水、糖类、脂类和蛋白质等物质，这些物质都含有C、H、O，蛋白质中还含有大量的N元素。2提示：

6、细胞中有些元素含量很少，但是却有重要作用。如在玉米细胞中，S只占0.17%，Mg只占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，细胞就不能合成这些蛋白质或叶绿素。3提示：玉米细胞中氧元素的含量明显要高于人体细胞，而氮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差异有关。(二)旁栏思考提示：梨的果实细胞中糖类和水等物质多，不含叶绿素。新知探究(一)组成细胞的元素和化合物【拓展深化】1组成细胞的元素的种类

7、和含量(1)大量元素和微量元素划分的依据是含量的多少，而不是生理作用。(2)生物体内含有的元素不一定是生物体所必需的元素，如Pb。 2元素的统一性和差异性3组成细胞元素的主要作用(1)维持生命活动：如K可保持心肌正常兴奋性，硼(B)可促进花粉的萌发和花粉管的伸长。(2)组成化合物：如糖类、脂质和蛋白质中都含有C、H、O等元素。【典题例析】典例1下列关于组成细胞的化合物的叙述，正确的是 ()A在任何活细胞中含量最多的化学元素都是CB在活细胞中各种化合物含量从多到少的顺序是：蛋白质、脂质、无机盐、糖类和核酸C在活细胞中的各种化合物与食物中的各种化合物成分相同D在不同的细胞中各种化合物的种类基本相同

8、，含量有所差别解析活细胞中含量最多的化学元素是O，A错误；一般情况下，活细胞中含量最多的化合物是水，其次是蛋白质，然后是脂质、无机盐、糖类和核酸，B错误；在活细胞中的各种化合物与食物中的各种化合物成分不完全相同，体内各种化合物是利用食物中的各种营养成分重新合成的，C错误；在不同的细胞中各种化合物的种类基本相同，都是水、蛋白质、脂质、无机盐、糖类和核酸等，但它们的含量不同，D正确。答案D典例2图1是人体细胞中化合物相对含量的扇形图，图2是有活性的人体细胞中元素相对含量的柱形图，下列叙述错误的是()A若图1表示细胞鲜重，则甲、乙化合物依次是H2O、蛋白质B若图2表示组成人体细胞的元素含量(占细胞鲜

9、重的百分比)，则a、b、c依次是O、C、HC地壳与活细胞中含量最多的元素都是a，因此说明生物界与非生物界具有统一性D若图1表示细胞完全脱水后的化合物含量，则甲化合物是蛋白质解析占细胞鲜重最多的化合物是H2O，其次是蛋白质，A正确；在人体细胞的鲜重中含量最多的元素是O，其次是C、H等，B正确；生物界与非生物界的统一性体现在元素的种类上，而不是含量上，C错误；占细胞干重最多的化合物是蛋白质，D正确。答案C易错提醒关于生物体内元素和化合物含量的易错点分析含量之“最”时，要看清楚是干重还是鲜重，是有机物、无机物还是化合物。如在细胞的鲜重中，含量最多的元素是O，最多的化合物(无机物)是水，最多的有机物是

10、蛋白质；在细胞的干重中，含量最多的元素是C，最多的化合物(有机物)是蛋白质。【应用体验】1锗是银白色类金属，其在地球表面的丰度相对较高，但由于极少矿石含有高浓度的锗，所以其在1886年才被德国化学家文克勒发现。在人体中，部分酶、大脑中的白质和灰质均含有锗，其具有明显的抗肿瘤与消炎活性，能刺激红细胞和血红蛋白数量的增加，对治疗贫血有一定的作用。下列描述不合理的是 ()A人体中的锗归根结底来自无机环境B锗在生物体中往往以离子或化合物的形式存在C锗与铁对治疗贫血都有一定作用D锗具有明显的消炎作用，因此属于一种抗生素解析：生物体总是和外界环境进行着物质交换，细胞生命活动所需要的物质，归根结底是从无机环

11、境获得的，A正确；组成细胞的化学元素大多以离子或化合物的形式存在，B正确；铁是血红蛋白的组成元素，由题干信息可知锗能刺激红细胞和血红蛋白数量的增加，对治疗贫血有一定的作用，C正确；抗生素一般是由微生物合成的，具有消炎、杀菌的功能，D错误。答案：D2我们如何找到回家的路？荣获2014年诺贝尔生理学或医学奖的三位科学家发现大脑里的神经细胞“位置细胞”和“网格细胞”起到了重要作用。下列对这两类细胞的叙述正确的是()A“位置细胞”鲜重中质量百分比最高的元素是CB“网格细胞”干重中质量百分比最高的元素是OC上述两种细胞鲜重中原子数量最多的元素均是HDP和S 分别是“位置细胞”中的大量元素和微量元素解析：

12、“位置细胞”和“网格细胞”均属于神经细胞。“位置细胞”鲜重中质量百分比最高的元素是O，A错误；“网格细胞”干重中质量百分比最高的元素是C，B错误；上述两种细胞鲜重中原子数量最多的元素均是H，C正确；P和S均属于大量元素，D错误。答案：C新知探究(二)检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质【探究深化】情境质疑 1实验材料的选择检测生物组织中的淀粉、还原糖、脂肪和蛋白质的实验均为显色反应，在选择实验材料时应注意哪些问题？提示：一是要富含待检测的化合物；二是要颜色较浅(无色或白色最佳)。2检测试剂的使用(1)比较斐林试剂与双缩脲试剂项目斐林试剂双缩脲试剂甲液乙液A液B液成分_g/mL NaOH溶液_ g

13、/mL CuSO4溶液_ g/mL NaOH溶液_g/mL CuSO4溶液检测对象_添加顺序_反应条件_反应现象_0.10.050.10.01可溶性还原糖蛋白质甲、乙两液等量混匀后立即使用先加入A液1 mL，摇匀，再加水浴加热(5065 )不需加热，摇匀即可组织样液变成砖红色组织样液变成紫色入B液4滴，摇匀(2)生物试剂的应用现有两瓶没有标记的糖尿病患者(尿液中含有葡萄糖)和肾小球肾炎患者(尿液中含有蛋白质)的尿液样品，如何进行区分？提示：方法一：用斐林试剂对两瓶尿样进行检测，有砖红色沉淀生成的是糖尿病患者的尿样；没有砖红色沉淀生成的是肾小球肾炎患者的尿样。方法二：用双缩脲试剂来检测，有紫色产

14、生的是肾小球肾炎患者的尿样，另一瓶是糖尿病患者的尿样。脱脂奶粉中不含脂肪，受到老年人的喜爱。要检验某种脱脂奶粉是否合格，可能用到哪些试剂？提示：符合要求的脱脂奶粉应该无脂肪，同时还应该含有丰富的蛋白质，因此要用到苏丹染液和双缩脲试剂来检测。3实验操作过程分析(1)三类有机物检测时，唯一需要水浴加热的是_，唯一需要显微镜观察的是_ 。(2)检测生物组织中的脂肪时，染色时间不宜过长，原因是什么？ 提示：染色时间过长，脂肪会溶解到染色剂中。(3)检测还原糖时使用的斐林试剂为何要现配现用？提示：因为斐林试剂很不稳定，容易产生蓝色的Cu(OH)2沉淀，所以应将甲液和乙液分别保存，使用时现配现用。(4)检

15、测蛋白质时，加入试剂B后，如果没有产生紫色反应，可能的原因是什么？提示：可能加入的双缩脲试剂B过量，CuSO4在碱性溶液中生成大量的蓝色Cu(OH)2絮状沉淀，会遮蔽实验中所产生的紫色，影响观察结果。还原糖脂肪重难点拨 1斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同”2关注实验中的四个注意点注意点具体内容选材不宜选有颜色的材料，因为有颜色的材料会干扰实验结果预留样品物质检测中，预留组织样液作对照组待测液处理用蛋清作蛋白质检测材料，必须充分稀释，防止蛋清黏在试管内壁上材料处理脂肪检测时，用体积分数为50%的酒精洗去浮色，不能用清水，因为染料溶于有机溶剂、不溶于水【典题例析】典例1如图为检测蛋白质的流程图，

16、甲、乙、丙、丁对应实验材料、鉴定试剂及先后用量，则其对应关系正确的一组是()A豆浆、双缩脲、1 mL、4滴B花生种子研磨液、双缩脲、4滴、1 mLC豆浆、双缩脲、4滴、1 mLD花生种子研磨液、斐林试剂、1 mL、4滴解析该实验的目的是检测组织样液中是否存在蛋白质，所以甲滤液是豆浆(含有蛋白质)，不是花生种子研磨液(含有大量的脂肪)；鉴定蛋白质的试剂是双缩脲试剂，即乙试剂是双缩脲试剂；双缩脲试剂包含双缩脲试剂A液和双缩脲试剂B液，先加入双缩脲试剂A液1 mL(丙)，摇匀，再加入双缩脲试剂B液4滴(丁)。故选A。答案A典例2某校生物兴趣小组进行了生物组织中还原糖检测的实验(如下图)，下列叙述正确

17、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溶液解析苹果果肉的颜色比植物叶片浅，且含有较多的还原糖，所以在实验材料选择方面，用苹果比用植物叶片的效果要好，A正确；在制备生物组织样液时，加入石英砂的主要目的是使研磨充分，B错误；斐林试剂和双缩脲试剂中CuSO4溶液的浓度不同，C错误；在使用斐林试剂时应将等量的NaOH溶液和CuSO4溶液混匀后加

18、入组织样液，D错误。答案A易错提醒易混淆的三个误区(1)易忽略斐林试剂本身的颜色。非还原糖(如蔗糖)斐林试剂水浴加热后的现象不是无色，而是浅蓝色Cu(OH)2的颜色。(2)易写错“斐”和“脲”字。“斐林试剂”中的“斐”不可错写成“非”，双缩脲试剂中“脲”不可错写成“尿”。(3)误认为脂肪的检测必须使用显微镜。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染液，观察溶液的颜色变化。【应用体验】1下列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常用番茄、苹果等组织样液作为检测植物组织内还原糖的实验材料B脂肪的检

19、测中观察花生子叶切片细胞间不可能出现橘黄色脂肪颗粒C脂肪的检测中体积分数为50%的酒精是为了溶解组织中的脂肪D蛋白质的检测中加入的质量分数为0.1 g/mL的NaOH溶液可为反应提供碱性环境解析：番茄的红色会影响实验结果的观察，故检测还原糖时不能选择番茄作为实验材料，A错误；切片时，被破坏的子叶细胞会释放出少量脂肪，细胞间会出现橘黄色脂肪颗粒，B错误；检测生物组织中脂肪的实验中，体积分数为50%的酒精的主要作用是洗去浮色，C错误；蛋白质检测实验中，先加入双缩脲试剂A液(质量分数为0.1 g/mL的NaOH溶液)，提供一个碱性环境，再加入双缩脲试剂B液(质量分数为0.01 g/mL的CuSO4溶

20、液)，能生成紫色的络合物，D正确。答案：D2下列有机物的检测实验中，可能导致实验失败的操作是()脂肪检测时，花生子叶染色后，没有用酒精洗去浮色蛋白质检测时，把 A、B液混合后再加入蛋白质样液中还原糖检测时，用5065 水浴加热淀粉检测时，直接把碘液滴加到淀粉样液中ABC D解析：脂肪检测实验中，花生子叶染色后，需用50%的酒精洗去浮色，否则会导致实验失败，符合题意；蛋白质检测时，应先加A液，再滴加B液，若将A、B液混合后再加入蛋白质样液中，A液和B液会发生反应，这样就不会与蛋白质发生紫色反应，导致实验失败，符合题意；用斐林试剂进行还原糖检测时，用5065 水浴加热为正确的操作方法，不符合题意；

21、淀粉检测时，直接把碘液滴加到淀粉样液中即可发生颜色反应，不符合题意。故选A。答案：A科学探究以种子成熟和萌发为素材考查有机物的检测1种子成熟时有机物的变化种子成熟时，小分子有机物转化为大分子物质，以便于储存，主要营养物质变化如下：可溶性糖类不溶性糖类(如淀粉)。非蛋白质氮蛋白质。糖类脂肪。2种子萌发时有机物的变化种子萌发时，储存的大分子有机物在酶的作用下水解为小分子物质，作为幼胚生长的营养物质。【素养评价】1用碘液、苏丹染液和双缩脲试剂测得甲、乙、丙三种植物的干种子中三大类有机物颜色反应如下表，其中“”的数量代表颜色反应深浅程度。下列有关说法错误的是 ()种类碘液苏丹染液双缩脲试剂甲乙丙A.三种种子中乙种子蛋白质含量最高B碘液、苏丹染液和双缩脲试剂与相应的物质发生的颜色反应分别是蓝色、橘黄色和紫色C在观察颜色时有可能用到光学显微镜D这三种试剂的使用均不需