高中生物人教版 必修一同步学典：2.1细胞中的元素和化合物

2.1 细胞中的元素和化合物目标导航1.说出组成细胞的元素来自自然界，但各种元素相对含量与无机环境不同。

2.说出组成细胞的大量元素和微量元素，说出组成细胞的化合物的主要种类。

3.进行生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的检测，理解实验原理，得出实验结论。

知识精讲知识点01 组成细胞的元素1.细胞中常见的化学元素有20多种，大多以化合物形式存在。

根据元素在细胞中的含量划分为大量元素和微量元素。

大量元素包括C、H、0、N、P、S、K、Ca、Mg等，微量元素有Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等，含量很高的四种元素是C、H、0、N。

2.组成细胞的化学元素都能在无机自然界找到，没有一种是生物体特有的，这说明生物界和非生物界的物质组成具有统一性；与无机自然界相比，各种元素的相对含量大不相同。

【归纳提升】①组成细胞的化学元素不论含量多少，必需元素在生物体内都有不可替代的作用，没有这些元素生物体就不能表现出相应的生命活动。

②大量元素和微量元素划分的依据是含量的多少，而不是其对生理作用的重要性，大量元素和微量元素都是生命活动的必需元素。

③微量元素虽然在细胞中的含量少，但是对于维持细胞的生命活动是必不可少的。

④构成细胞的最基本元素是C。

⑤组成生物体的化学元素在无机环境中都可以找到，没有一种是生物体所特有的，说明了生物界和非生物界具有统一性的一面。

生物体起源于非生物环境。

⑥组成生物体的化学元素与自然界中的相应元素的含量有一定的差异性。

地壳中含量较多的四种元素是O、Si、Al、Fe；而细胞中含量较多的是0、C、H、N。

含量之所以有差异，原因是生物体有选择地从环境中吸收生命活动所需要的元素。

【视野拓展】化学元素在生物体内的重要作用知识点02 组成细胞的化合物【易错提醒】①细胞鲜重中，含量最多的化合物是水，含量最多的有机化合物是蛋白质。

细胞干重中，含量最多的化合物是蛋白质。

②有机化合物即有机物，是指除一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐、碳酸等以外的含碳化合物。

第1节细胞中的元素和化合物[学习导航] 1.通过分析材料，说出组成细胞的化学元素的种类及含量。

2.比较细胞鲜重中各类化合物的含量，归纳细胞中主要化合物的种类及含量。

3.进行实验操作，学会检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的反应原理和方法。

[重难点击] 1.细胞中元素和化合物的种类。

2.检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。

课堂导入方式一：人体和地球一样，都是由各种化学元素组成的，存在于地壳表层的90多种元素均可在人体组织中找到。

在地壳中没有生命的元素却能在人体内进行复杂的生命活动，这里面蕴藏着无穷的奥秘。

方式二：生命活动离不开细胞，即使像病毒那样没有细胞结构的生物，也只有依赖于活细胞才能生存。

为什么细胞能表现出生命的特征？生物体生命活动的物质基础是什么呢？是组成生物体的基本的化学元素和由这些元素构成的化合物吗？一、组成细胞的元素1．组成细胞的元素种类(1)在鲜重条件下细胞中含量最多的元素是O，其次是C、H、N；在干重条件下，细胞中含量最多的元素是C，其次是O、N、H。

(2)无论在鲜重还是干重条件下，细胞中都有并且含量最多的元素是C、H、O、N、P、S六种，它们被称作组成细胞的主要元素。

C、H、O、N四种元素被称作构成化合物和细胞结构的基本元素。

C是构成细胞的最基本元素。

2．生物界和非生物界的统一性和差异性(1)统一性：组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到，没有一种化学元素是细胞所特有的。

(2)差异性：细胞与非生物相比，各种元素的相对含量又大不相同。

3．大量元素和微量元素(1)大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。

(2)微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。

合作探究1．微量元素含量很少，是不是说作用不重要，可有可无？答案微量元素和大量元素均是生物必需的元素，微量元素含量虽然很少，但是对生物体一样具有重要的作用，不可缺少。

2．生物体内含有的元素不是大量元素就是微量元素吗？答案无论是大量元素还是微量元素，都是生物体必需的元素，对于维持生物体的生命活动起着非常重要的作用。

高一生物（2019人教版）必修1同步教案 2.1 细胞中的元素和化合物 学习目标素养目标 1．说出组成细胞的主要元素。

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。

3．认同生命的物质性。

1．生命观念——认同不同元素和化合物在细胞中的含量关系与其所承担的功能相适应。

2．科学探究——通过检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质，掌握检测相关物质的实验原理、方法和操作注意事项。

分点突破（一）组成细胞的元素和化合物基础·落实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。

(2)分类：大量元素：C 、H 、O 、N 、P 、S 、K 、Ca 、Mg 等。

微量元素：Fe 、Mn 、Zn 、Cu 、B 、Mo 等。

(3)细胞中4种含量最多的元素：C 、H 、O 、N 。

2．组成细胞的化合物(1)种类①无机化合物： 水 占70%~90%，无机盐占1%~1.5%。

②有机化合物：蛋白质占7%~10%，脂质占1~2%，糖类核酸占1%~1.5%。

(2)含量①占细胞鲜重最多的化合物是水；②占细胞鲜重最多的有机化合物是蛋白质；③占细胞干重最多的化合物是蛋白质。

3．元素的统一性和差异性⎩⎪⎨⎪⎧统一性――→体现元素种类――→表现⎩⎪⎨⎪⎧生物界与非生物界之间生物界不同生物之间差异性――→体现元素含量――→表现⎩⎪⎨⎪⎧生物界与非生物界之间生物界不同生物之间深化·认知一、在“思考探究”中解惑1．如表为玉米植株和人体内含量较多的化学元素的种类，以及各种元素占细胞干重的质量分数，请据表思考讨论下列问题：(1)组成人体和玉米植株的基本元素有哪些？提示：C、H、O、N。

(2)玉米植株和人体内的元素，如果追根求源来源于哪里？说明了什么问题？提示：无机环境；说明了生物界起源于非生物界。

(3)通过比较玉米植株和人体内元素种类与含量可以说明什么问题？提示：玉米植株和人体或植物和动物从元素组成上看具有统一性，从元素含量上看具有差异性。

第2章组成细胞的分子2.1细胞中的元素和化合物一、教材分析《细胞中的元素和化合物》这一节，在引言中说明生物界与非生物界的统一性和差异性内容，这部分内容较为浅显，但是结论非常重要，对于学生了解生物的物质性具有重要意义。

关于组成生物体的化学元素的内容，一开始就指出组成生物体的化学元素主要有20多种，紧接着以人体细胞为例，将含量较多的化学元素以及各种元素的含量制成图形。

通过对图形内容的分析，概括出两点：一是组成人体的基本元素是C、O、H、N；二是组成生物体的各种化学元素，在不同的生物体内，含量相差很大，由此进一步说明了大量元素和微量元素的概念和种类。

并且强调指出在大量元素中，C是最基本的元素。

关于组成细胞的化合物，首先说明组成生物体的化学元素进一步组成多种多样的化合物，接着指出组成细胞化合物的种类及各种化合物的质量分数，从而说明它是生物体结构和生命活动的物质基础。

采用列表对比、图表分析法使学生了解细胞中的主要元素种类及其比例，并理解生物界在物质组成上的统一性、生物界与非生物界的统一性和差异性；利用实验的形式引导学生探究生物组织中的化合物的种类。

二、教学目标1.知识目标a. 举例说出列举细胞中的主要元素。

b. 简述组成细胞的化合物。

c. 说出构成细胞的基本元素是碳。

2.能力目标能够检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。

3.情感目标认同生命的物质性。

三、教学重点、难点及解决方法1、教学重点a. 细胞的主要元素和化合物。

b.检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。

2、教学难点a. 构成细胞的基本元素是碳。

b.检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。

四、课时安排1课时五、教学方法直观教学法、讲解法、实验法。

教具准备：挂图，实验用品六、学生活动1、创设问题情境，组织学生观察、讨论、交流学习新知识。

2、通过实验让学生掌握检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的方法。

七、教学程序八、作业布置P19练习九、板书设计第2章组成细胞的分子第1节细胞中的元素和化合物一、组成细胞的元素大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等1、分类微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等2、基本元素：C二、组成细胞的化合物水无机物无机盐糖类有机物脂类蛋白质核酸三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。

第二章组成细胞的分子第1节细胞中的元素和化合物1.生物界和非生物界的统一性和差异性①统一性：从化学元素的种类分析，组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到。

②差异性：从各种元素的相对含量分析，细胞与无机自然界大不相同。

各种生物的元素种类大致相同，体现统一性；元素的含量不同，体现差异性2.种类：组成细胞的化学元素，常见的有20多种。

3.元素的分类：根据含量将元素分为大量元素和微量元素。

（不是根据生理功能）①大量元素:C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等②微量元素：Zn、Fe 、Cu、B、Mo、Mn等③最基本元素：C④基本元素：C、H、O、N⑤主要元素：C、H、O、N、P、S必需元素：大量元素和微量元素（即C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg、Zn、Fe 、Cu、B、Mo、Mn等）元素缺乏与疾病的相关性:缺Fe：人体患贫血缺Zn：影响人体生长发育、大脑发育和性成熟缺Ｉ：人幼年患呆小症、成年患甲状腺肿大（大脖子病）缺Ca ：成年人缺钙患骨质疏松症、血钙含量太低会出现抽搐现象，含量过高会导致肌无力缺B ：花而不实（只开花不结果）缺Mg ：影响植物叶绿素的合成，影响光合作用的进行⑤组成细胞的元素大多以化合物的形式存在。

组成细胞的无机盐大多以离子的形式存在。

4.组成细胞的化合物分类①有机化合物：蛋白质、糖类、脂质、核酸糖类：C、H、O脂质：C、H、O有些还有N和P核酸：C、H、O、N、P蛋白质：C、H、O、N 有些还有S、P、Fe、Cu、I、Zn等细胞中含量最多的化合物是水；细胞内含量最多的有机化合物是蛋白质（无论植物还是动物，不管在什么环境下）干重（或细胞完全体脱水）中含量最多的化合物是蛋白质。

根据含量:鲜重：O>C>H>N干重(即细胞完全脱水)：C>O>N>H按干重计，糖类占植物体85%—90%种子（淀粉）细胞内含量最多的是糖类。

②无机化合物：水和无机盐③不同食物中物质的含量有很大差别，因此我们在日常膳食中要做到不同食物的合理搭配，以满足机体的需要。

人教版高中生物必修1第2章第1节《细胞中的元素和化合物》word典例精析组成细胞的元素的种类和功能【例1】C、H、N三种化学元素在组成人体的化学成分中，质量分数共占74%左右，而这三种元素在岩石圈中，其质量分数还不到1%。

那个事实讲明( )A．生物界与非生物界的统一性B．生物界与非生物界的差异性C．元素在无机自然界中都可找到D．生物界的专门性解析：组成生物体的元素在自然界中都能够找到，那个事实讲明，生物界与非生物界具有统一性，而题目中所强调的是质量分数不同，即差异性，B项正确。

点拨：生物体总是和外界环境进行物质交换，归根结底是有选择地从自然界中获得各种物质来组成自身。

因此，组成细胞的化学元素在无机自然界中都能够找到，没有一种元素为细胞所特有。

细胞与无机环境相比，各种元素的含量相差专门大，因此又有差异性。

变式拓展1 下列有关生物体细胞组成元素的叙述中，错误的是( )A．在不同生物的体细胞内，组成它们的化学元素种类大体相同B．组成细胞的最差不多元素是CC．在同一生物的不同体细胞内，各种化学元素的含量相同D．组成生物体细胞的化学元素，在无机自然界中都能找到细胞中元素和化合物的含量【例2】如图2­1­1是细胞中3种化合物含量的扇形图，图2­1­2是有活性的细胞中元素含量的柱形图，下列讲法不正确的是( )A．若图2­1­1表示正常细胞，则甲、乙化合物共有的元素中含量最多的是aB．若图2­1­1表示细胞完全脱水后化合物含量的扇形图，则化合物甲中含量最多的元素为图2­1­2中的bC．若图2­1­1表示正常细胞，则化合物乙具有多样性，其必含的元素为C、H、O、ND．图2­1­2中含量最多的元素是a，数量最多的也是a解析：由题干可猎取的信息有：(1)扇形图比例代表化合物含量的多少，则正常细胞中甲、乙分不为水和蛋白质；完全脱水的细胞中甲为蛋白质；(2)柱形图比例代表有活性的细胞中元素含量的多少，则a、b、c分不为O、C、H。

第1节 细胞中的元素和化合物一、组成细胞的元素1．生物体与无机自然界的关系(2)原因：组成细胞的元素是生物体有选择地从无机自然界获取的。

2．组成细胞的元素的种类和含量(2)含量①占玉米细胞鲜重最多的元素是O 。

②占人体细胞干重最多的元素是C 。

③占玉米细胞和人体细胞干重较多的四种元素是C 、H 、O 、N 。

(3)存在形式：大多以化合物的形式存在。

二、组成细胞的化合物1．2．含量(1)细胞中含量最多的化合物是水。

(2)细胞中含量最多的有机化合物是蛋白质。

(3)细胞中占干重最多的化合物是蛋白质。

三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质1．实验原理[连线]检测物质使用试剂颜色变化①还原糖a．苏丹Ⅲ染液Ⅰ.砖红色沉淀②淀粉b．斐林试剂Ⅱ.橘黄色③脂肪c．双缩脲试剂Ⅲ.蓝色④蛋白质d．碘液Ⅳ.紫色提示：①－b－Ⅰ②－d－Ⅲ③－a－Ⅱ④－c－Ⅳ2．实验材料的选择①白萝卜匀浆②花生种子③豆浆④梨匀浆⑤鸡蛋清稀释液⑥葡萄匀浆⑦马铃薯匀浆⑧芝麻种子⑨西瓜汁⑩花生种子匀浆请将适合的材料编号填到下面横线上：(1)还原糖检测①④⑥。

(2)脂肪检测②⑧⑩。

(3)蛋白质检测③⑤。

3．实验流程(1)还原糖的检测和观察(2)脂肪的检测和观察(3)蛋白质的检测和观察1．Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等是组成细胞的微量元素。

() 2．大量元素在细胞内作用重大，微量元素在细胞中的作用微小。

() 3．占细胞干重含量最多的化学元素是C。

() 4．占细胞鲜重最多的化合物是水，占细胞干重最多的化合物是蛋白质。

5．还原糖与斐林试剂在水浴加热条件下可产生紫色沉淀。

() 6．斐林试剂是由甲液和乙液等量混合均匀后使用。

() 7．双缩脲试剂使用时先加B液，摇匀后加A液。

() 提示：1．×Ca、Mg是大量元素。

2．×大量元素和微量元素是按照含量划分的，微量元素的作用并不小。

3．√ 4.√5．×应为砖红色沉淀。

第一节细胞中的元素和化合物知识梳理:1、生物界与非生物界统一性:元素种类大体相同差异性:元素含量有差异2、组成细胞的元素(常见20多种)大量元素:C H O N P S K Ca Mg微量元素: Zn 、Mo、Cu、B、Fe、Mn(口诀:新木桶碰铁门)主要元素:C、H、O、N、P、S含量最高的四种元素:C、H、O、N(基本元素)最基本元素:C(干重下含量最高)质量分数最大的元素:O(鲜重下含量最多的是水)数量最多的元素:H3组成细胞的化合物无机化合物:水(鲜重下含量最多)，无机盐有机化合物:糖类，脂质，蛋白质(干重中含量最高的化合物)，核酸4检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质实验原理:某些化学试剂能够使生物组织中的有关有机化合物产生特定的颜色反应。

糖类中的还原糖(如葡萄糖、果糖、麦芽糖)与斐林试剂发生作用，生成砖红色沉淀。

脂肪可以被苏丹红Ⅲ染成橘黄色(或被苏丹红Ⅳ染液染成红色)。

淀粉遇碘变蓝色。

蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。

(1)还原糖的检测和观察常用材料:苹果和梨试剂:斐林试剂(甲液:0.1g/ml的NaOH 乙液:0.05g/ml的CuSO4)注意事项:①还原糖有葡萄糖，果糖，麦芽糖②甲乙液必须等量混合均匀后再加入样液中，现配现用③必须用水浴加热颜色变化:浅蓝色棕色砖红色(2)脂肪的鉴定常用材料:花生子叶或向日葵种子试剂:苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液注意事项:①切片要薄，如厚薄不均就会导致观察时有的地方清晰，有的地方模糊。

②酒精的作用是:洗去浮色③需使用显微镜观察④使用不同的染色剂染色时间不同颜色变化:橘黄色或红色(3)蛋白质的鉴定常用材料:鸡蛋清，黄豆组织样液，牛奶试剂:双缩脲试剂(A液:0.1g/ml的NaOH B液: 0.01g/ml的CuSO4 )注意事项:①先加A液1ml，再加B液4滴②鉴定前，留出一部分组织样液，以便对比颜色变化:变成紫色(4)淀粉的检测和观察常用材料:马铃薯试剂:碘液颜色变化:变蓝。