2024-2025学年高一生物学必修1（人教版）上课课件 第2章- 第1节 细胞中的元素和化合物

第节1细胞中的元素和化合物第2章高中生物学必修11.简述组成细胞的主要元素。说出构成细胞的基本元素是碳。（生命观念）2.尝试检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质，探讨细胞中主要化合物的种类。（科学探究）3.认同生命的物质性。（生命观念、科学思维）学习目标重点了解组成细胞的主要元素，用实验方法检测生物组织中的几种物质。难点检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质。重点难点一组成细胞的元素细胞中常见的化学元素有[1]

多种，其中大量元素有[2]

等，微量元素有[3]

等，基本元素是[4]

，最基本元素是[5]

。构成细胞的化学元素在[6]

中都能够找到，但各种元素的相对含量又[7]

。二组成细胞的化合物组成细胞的元素大多以[8]

的形式存在，其中无机化合物有[9]

、[10]

，有机化合物有[11]

、[12]

、[13]

和[14]

，细胞中含量最多的化合物是[15]

，细胞中含量最多的有机物是[16]

。

课前预习C、H、O、N20Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo化合物C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg水蛋白质C无机自然界大不相同无机盐糖类脂质蛋白质核酸水检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的实验中，还原糖与[17]

作用，生成[18]

；淀粉遇[19]

变[20]

；脂肪可以被[21]

染液染成[22]

；蛋白质与[23]

试剂发生作用，产生[24]

反应。

斐林试剂蓝色碘橘黄色（或红色）砖红色沉淀苏丹Ⅲ染液（或苏丹Ⅳ染液）紫色双缩脲判断题1.组成细胞的元素中，C、H、O、N这四种元素的含量最多（）2.细胞中含量最多的有机物是蛋白质（）3.Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等是组成细胞的微量元素（）4.微量元素因含量少，所以对生命活动影响不大（）5.细胞中含量最多的化合物是水，细胞中含量最多的有机物是蛋白质（）6.在苹果匀浆中加入斐林试剂后，试管内液体呈现无色，加热后生成砖红色沉淀（）7.西瓜汁中含有丰富的葡萄糖和果糖，可用作还原糖检测的替代材料（）

√×××√×√内容精解一

组成细胞的元素分类（下图）大量元素、微量元素是根据元素在生物体内的含量区分的。含量占生物体总质量万分之一以上的元素为大量元素，万分之一以下的元素为微量元素。最基本元素、基本元素和主要元素是根据元素对生物体的作用划分的，它们的作用均不可忽视。

【巧学妙记】口诀记忆微量元素铁（Fe）猛（Mn）碰（B）新（Zn）木（Mo）桶（Cu）。生物界与非生物界在元素组成上的统一性和差异性统一性的表现：组成生物的元素在无机自然界中都能找到，在元素种类上具有统一性。差异性的表现：同一种元素在生物界和非生物界中的含量差别很大。

例1难度★★★典型★★☆下列有关组成生物体的化学元素的叙述，正确的是（）①微量元素在生物体内含量很少，所以不存在微量元素缺乏症②每种大量元素在不同的生物体内的含量都是相同的③组成生物体的化学元素根据其含量不同，分为大量元素和微量元素两大类④组成人体细胞的化学元素中，C元素占细胞干重的质量分数最大⑤不同生物的体细胞内含有的化学元素种类大体相同⑥在同一生物的不同体细胞内，各种化学元素的含量相同⑦组成生物体细胞的化学元素，在无机自然界中都能找到A.③④⑤⑦B.①②④⑥C.③⑤⑦D.①③④⑤⑦

【解析】虽然微量元素在生物体内含量很少，但它们是生物生活必不可少的，如果人体缺乏某种微量元素，会出现相应的微量元素缺乏症，①错误；不同生物体内各种化学元素的含量存在差异，②错误；在同一生物的不同体细胞内，各种化学元素的含量存在差异，⑥错误。【答案】A

例2难度★★★典型★★☆微量元素在生物体内虽很少，却是维持正常生命活动不可缺少的，这可以通过下面哪一实例得到说明？（）A.Mg是叶绿素的组成成分B.Fe是血红蛋白的组成成分，缺少会导致贫血C.缺P会影响DNA的合成D.动物血液中Ca盐含量太低会引起抽搐【解析】Fe是微量元素，是血红蛋白的组成成分，人体缺少Fe会导致血红蛋白含量减少，造成缺铁性贫血，B项正确。【答案】B

二组成细胞的化合物元素与化合物组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在。组成细胞的化合物的种类及含量

除以上蛋白质、核酸、糖类、脂质等有机物外，细胞中最常见的有机物还有维生素。【特别提醒】细胞中，含量最多的化合物是水，含量最多的有机化合物是蛋白质。例3难度★★★

典型★★☆2.生活在沙漠地带的沙棘叶肉细胞中，占干重和鲜重最多的化合物分别是（）A.蛋白质、核酸 B.蛋白质、脂质 C.蛋白质、水

D.核酸、水【答案】C

实验原理

三实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质方法步骤还原糖的检测和观察

脂肪的检测和观察方法一：直接染色步骤及现象：向待测组织样液中滴加3滴苏丹Ⅲ染液，有橘黄色的颜色反应。结论：组织中含有脂肪。方法二：制片观察

蛋白质的检测和观察

实验注意事项在还原糖的检测实验中，最理想的实验材料是还原糖（常见的还原糖有葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖等）含量较高的生物组织（或器官），而且生物组织的颜色最好较浅，易于观察实验现象。不能选用甜菜、甘蔗，因为它们所含的蔗糖不属于还原糖；不能选择西瓜、血液、绿色叶片等颜色深的作为实验材料，这些材料有颜色，干扰实验结果的颜色变化。

试剂应用1.斐林试剂不稳定，一般配制成甲液（质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液）和乙液（质量浓度为0.05g/mL的CuSO4

溶液）来保存，使用时必须将甲液、乙液混合均匀后使用。2.在使用双缩脲试剂时，应先加A液（质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液）造成碱性环境，再加B液（质量浓度为0.01g/mL的CuSO4

溶液）。3.脂肪鉴定过程中滴加1～2滴体积分数为50%的酒精的目的是洗去浮色，原因是苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液易溶于酒精。【规律总结】（1）显微镜。在三种有机物的检测实验中，只有脂肪的检测可能用到显微镜。（2）加热。在三种有机物的检测实验中，只有还原糖的检测需要加热，且加热的方法是水浴加热。 例4

难度★★☆典型★★★某生物兴趣小组在野外发现一种组织颜色为白色的不知名野果，该小组把这些野果带回实验室欲鉴定其中是否含有还原糖、脂肪和蛋白质，下列叙述正确的是（）A.进行蛋白质的鉴定时双缩脲试剂A液和B液先混合再使用B.若向该野果的组织样液中加入斐林试剂并水浴加热，出现了较深的砖红色，则说明该野果中含有大量的葡萄糖C.检测脂肪和蛋白质都不需要进行水浴加热D.还原糖检测实验结束时将剩余的斐林试剂装入棕色瓶，以便长期保存备用

【解析】用双缩脲试剂鉴定蛋白质时应该先加双缩脲试剂A液，摇匀后再加双缩脲试剂B液，A项错误；若向该野果的组织样液中加入斐林试剂并水浴加热，出现了较深的砖红色，则说明该野果中含有大量的还原糖，但不能说明该还原糖就是葡萄糖，B项错误；检测脂肪和蛋白质都不需要进行水浴加热，C项正确；斐林试剂应该现用现配，D项错误。【答案】C

例5

难度★★☆

典型★★☆现有无标签的稀蛋清、葡萄糖、淀粉和淀粉酶（该酶为蛋白质）溶液各一瓶，可用双缩脲试剂、斐林试剂和淀粉溶液将它们鉴定出来。（1）用一种试剂将上述4种溶液区分为两组，这种试剂是

，其中发生显色反应的一组是和

两种溶液，不发生显色反应的一组可以用

试剂来区分两种溶液。（2）区分发生显色反应的一组溶液。①将发生显色反应的两种溶液分别取2mL加入两支试管，然后分别加入等量

。②用斐林试剂分别处理上述两种混合溶液，65℃水浴观察现象。③分析结果：观察到有

现象的是

溶液；观察到无该现象的则是另一种溶液。

【解析】（1）因为稀蛋清和淀粉酶溶液的化学本质是蛋白质，蛋白质能与双缩脲试剂发生紫色反应，而葡萄糖属于还原糖，淀粉不属于还原糖，二者不能与双缩脲试剂发生显色反应，但可以用斐林试剂区分，所以可以用双缩脲试剂将4种溶液分为两组，不发生显色反应的一组可以用斐林试剂来区分。（2）淀粉酶能将淀粉分解为麦芽糖，麦芽糖属于还原糖，所以加入淀粉溶液后，用斐林试剂鉴定，出现砖红色沉淀的为淀粉酶溶液，无砖红色沉淀的为稀蛋清溶液。【答案】（1）双缩脲试剂稀蛋清淀粉酶斐林（2）①淀粉溶液③砖红色沉淀淀粉酶

深度拓展一

斐林试剂和双缩脲试剂的比较比较项目斐林试剂双缩脲试剂不同点使用方法甲液和乙液混合均匀后即可使用，且现用现配使用时先加A液再加B液显色反应条件需水浴加热不需加热即可反应反应原理还原糖中的醛基或酮基被Cu(OH)2

氧化，Cu(OH)2

被还原为Cu2O具有两个以上肽键的化合物在碱性条件下与Cu2+

反应生成络合物颜色变化出现砖红色沉淀样液变紫色浓度乙液CuSO4

溶液的质量浓度为0.05g/mLB液CuSO4

溶液的质量浓度为0.01g/mL相同点都含有NaOH、CuSO4

两种成分，且所用NaOH溶液的质量浓度都是0.1g/mL例1难度★★☆典型★★☆现提供可配制斐林试剂的溶液：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）以及蒸馏水。如果充分利用上述试剂及必需的实验用具，可灵活地检测出下列哪些物质？（）①葡萄糖②蔗糖③胃蛋白酶（化学本质为蛋白质）④DNA只有① B.①和②C.①和③ D.②③和④【解析】本题提供了蒸馏水，因此质量浓度为0.05g/mL的CuSO4

溶液可用蒸馏水稀释至0.01g/mL，作为双缩脲试剂的B液。葡萄糖为还原糖，可用斐林试剂检测；胃蛋白酶的化学本质为蛋白质，蛋白质可用双缩脲试剂检测。【答案】C【方法】利用“一同四不同”区分斐林试剂与双缩脲试剂。（1）“一同”是指都含有NaOH和CuSO4

两种成分，且NaOH溶液的质量浓度都为0.1g/mL。（2）“四不同”分别指：①反应原理不同。斐林试剂的实质是新配制的Cu（OH）2

溶液，双缩脲试剂的实质是碱性环境中的Cu2+。②CuSO4

溶液的浓度不同。斐林试剂中CuSO4

溶液的质量浓度为0.05g/mL，双缩脲试剂中CuSO4

溶液的质量浓度为0.01g/mL。③使用方法不同。检测还原糖时将甲、乙两种溶液等量混匀后立即使用；检测蛋白质时，先加A液1mL摇匀，然后加B液4滴，振荡摇匀。④反应条件不同：检测还原糖时，加入斐林试剂后需水浴加热；检测蛋白质时，加入双缩脲试剂后不需要加热。二走出元素与化合物的四个误区易混淆元素与化合物在干重与鲜重条件下的百分比在组成细胞的元素中，含量最多的四种元素占鲜重百分比为O>C>H>N，占干重百分比为C>O>N>H。在组成细胞的化合物中，占鲜重百分比为水>蛋白质>脂质>糖类；占干重百分比中，蛋白质最多。误以为生物体内大量元素重要，微量元素不重要大量元素、微量元素是根据元素的含量划分的。无论大量元素还是微量元素，都是生物体必需的元素，对维