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第2章 组成细胞的分子
第1节 细胞中的元素和化合物
2026/3/2
农作物需要施氮、磷、钾肥；人体需要补锌、铁、钙等以获取相应的元素用于细胞的生命活动，那么组成细胞的元素有哪些？这些元素是细胞特有的吗？
说出细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成，它们以碳链为骨架形成复杂的生物大分子
1.运用图解深入理解组织细胞的元素种类并加强记忆。（生命观念）
2.通过动手实验，体验检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的方法和过程。（科学思维、科学探究）
体会课堂探究的乐趣，
汲取新知识的营养，
让我们一起 吧！
进
走
课
堂
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？就自己提出的问题与其他同学交流。
*Si在某些植物细胞中含量较多，如硅藻、禾本科植物。
组成地壳和组成细胞的部分元素含量（% ）表
元素 地壳 细胞
O 48.60 65.0
Si 26.30 极少*
C 0.087 18.0
N 0.03 3.0
H 0.76 10.0
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。
种类上:生物与非生物具有统一性
2、细胞与非生物相比，各种元素的相对含量大不相同。
含量上:生物与非生物具有差异性
生物界和非生物界既有统一性又有差异性，如何体现的呢？
？
非生物界
生物界
组成生物体的元素在自然界都能找到
组成元素含量上相差很大
种类上统一性
含量上差异性
2026/3/2
玉米细胞和人体细胞的元素及含量（干重，质量分数）
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
注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3%
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一样吗？怎样解释这种现象？
2、细胞中有些元素含量很少，是否意味着它们不重要？
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？
一样，都是C、H、O、N。组成玉米、和人体细胞的主要成分都是水、糖类、脂质和蛋白质等物质。
细胞中有些元素含量很少，但是却有重要作用。
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。
一、组成细胞的元素
1、组成细胞的化学元素，常见的有20多种。
2、根据含量
大量元素：
C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等
（含量较多，占生物体总重量万分之一以上的元素）
微量元素：
Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等
（含量很少，生物体生命活动所必需的一些元素）
（记忆口诀：铁猛碰新木桶）
注意：大量元素和微量元素都是生物体生命活动所必需的元素。
不管是大量元素还是微量元素，都是生物体不可缺少的必需元素;微量元素在生物体中含量很少,但其作用是其他元素不可替代的。
缺Fe会使人患贫血等症状；
缺Zn使人发育受影响，性器官的发育不良等；
缺N会使植物叶子发黄；
缺B会导致“花而不实”,结实率低等。
思考
药名一：XX酸铁口服液
药名二：XX酸钙口服液
药名三：XX酸锌口服液
上面的药名中提到的铁、钙、锌分别是大量元素还是微量元素？
铁、锌是微量元素。钙是大量元素。
？
针对特定的生物学现象，进行观察、提问。体现了科学探究的核心素养。
【例1】无机自然界中含量最丰富的元素是O、Si、Al、Mg、Fe，而生物体的细胞中含量最多的4种元素是C、H、O、N，这说明生物界和非生物界具有 ( )
A．多样性 B．统一性 C．相似性 D．差异性
D
各种化学元素
各种化合物
细胞结构
无机化合物
有机化合物
糖类
无机盐
脂质
核酸
水
蛋白质
二、组成细胞的化合物
组成细胞的元素大多以________的形式存在。
化合物
C、H、O、N、P
C、H、O、N 等
C、H、O
C、H、O 等
1.有机化合物和无机化合物有什么本质区别？请举例说明。
提示：有机物含有碳元素，但含碳元素的化合物不一定是有机物，如CO2、CO、碳酸盐等属于无机物。
2.细胞内含量最多的化合物和有机化合物分别是什么？
提示：水和蛋白质。
3.说说哪些生物组织中含糖类、脂质和蛋白质比较多？
提示：植物的叶肉细胞、果实细胞和种子的细胞中通常含有较多的糖类、脂质和蛋白质。如禾谷类的果实、种子中含淀粉（多糖）较多；甘蔗的茎和甜菜的根含蔗糖多；花生、芝麻种子中含脂质多；大豆种子中含蛋白质多，等等。要想从植物的果实、种子中获得糖类、脂质和蛋白质，就要设法使细胞破碎，再将这些物质提取出来。
？
针对特定的生物学现象，进行观察、提问。体现了科学探究的核心素养。
细胞鲜重含量最多的化合物：
细胞鲜重含量最多的有机物：
细胞干重含量最多的化合物：
细胞干重含量最多的有机物：
水
蛋白质
蛋白质
蛋白质
针对特定的生物学现象，进行观察、提问。体现了科学探究的核心素养。
？
【归纳总结】
组成细胞的化学元素与非生物界相比有何特性：
细胞中的常见元素多少种：
常见元素的分类：
大量元素：
微量元素：
组成细胞的化合物种类有：
细胞鲜重含量最多的化合物：
细胞鲜重含量最多的有机物：
细胞干重含量最多的化合物：
统一性与差异性
20多种
C H、O、N、P、S、K、Ca、Mg
Fe、Mn、B、 Zn 、Mo 、 Cu
无机物(水,无机盐);有机物（糖类,脂质,蛋白质,核酸）
水
蛋白质
蛋白质
基于生物学事实和证据运用归纳与概括。体现了科学思维的核心素
养。
【例2】如图表示细胞中各种化合物在细胞鲜重中的含量，以下按①②③④顺序排列，正确的是(　　)
A．水、蛋白质、糖类、脂质
B．蛋白质、糖类、脂质、水
C．水、蛋白质、脂质、糖类
D．蛋白质、水、脂质、糖类
D
占细胞鲜重最多的化合物是水，其次是蛋白质，据图分析，①蛋白质，②水
三、实验: 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
检测生物组织中的糖类
三、实验: 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
脂肪和蛋白质的检测和观察
【归纳总结】
1.糖类→斐林试剂→砖红色沉淀
2.脂肪→苏丹Ⅲ染液→橘黄色
3.淀粉→碘液→蓝色
4.蛋白质→双缩脲试剂→紫色反应
5.用斐林试剂检测时，CuSO4溶液与NaOH溶液要同时加入，并需水浴加热。而用双缩脲试剂检测时，两溶液分别加入，无需水浴加热。
6.需用显微镜的实验：检测脂肪（酒精：洗去浮色）
【注意】为避免材料本身颜色影响颜色反应，应选择颜色浅且相应物质含量高的生物组织。
基于生物学事实和证据运用归纳与概括。体现了科学思维的核心素养。
【例3】在生物组织中的可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定实验中，对实验材料的选择的叙述，正确的是（　　）
A.向某组织样液中滴加斐林试剂，不产生砖红色沉淀则说明样液中没有还原糖
B.花生种子含脂肪多且子叶肥厚，是用于脂肪鉴定的理想材料
C.蛋清稀释液中依次加入双缩脲A、B试剂，需加热后溶液变紫色
D.花生子叶用苏丹Ⅲ溶液染色后，肉眼可直接观察到橘黄色颗粒
B
斐林试剂鉴定还原糖需要水浴加热，所以向某组织样液中滴加斐林试剂，不产生砖红色沉淀不能说明样液中没有还原糖，A错误；蛋清稀释液中富含蛋白质，向其中依次加入双缩脲A、B试剂，无需加热就可以变紫色，C错误；花生子叶用苏丹Ⅲ溶液染色后，需要用显微镜才能观察到橘黄色颗粒，D错误。
细胞中的元素和化合物
元素
化合物
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
无机化合物
有机化合物
水
无机盐
糖类
脂质
蛋白质
核酸
1．细胞鲜重中含量最多的两种化合物共有的元素是（ ）
A. C、H、O B. C、H、O、N
C. C、H、O、N、P D. H、O
D
细胞鲜重中含量最多的两种化合物是水和蛋白质，水的组成元素是O、H，蛋白质的组成元素是O、C、H、N，显然二者的组成元素是H 、O，D正确。
2.某同学在配制培养植物的培养基时使用了NH4NO3、KNO3、CaCl2·2H2O、MgSO4·7H2O、螯合铁溶液、微量元素溶液，但缺少了一种必需的大量元素，为补充这种元素，应添加的化合物是（ ）
A．Ca（NO3）2 B．KCl C．KH2PO4 D．K2SO4
C
由于其中含有微量元素，因此只分析其中的大量元素即可，结合分析可知，其中含有的大量元素是H、O、N、S、K、Ca、Mg，由于二氧化碳可从空气中获得，因此对比大量元素的种类可知，培养基中缺少的是P，因此可通过向培养液中加入KH2PO4来满足植物的需求，C正确。
3.C、H、O三种元素在人体内的质量分数约为73%左右，而在组成岩石圈的化学成分中还不到1%，这一事实说明了（ ）
A.生物界与非生物界具有相似性
B.生物界与非生物界的元素组成是不同的
C.生物界与非生物界具有统一性
D.生物界与非生物界存在差异性
D
组成生物体的化学元素在自然界中都可以找到，这个事实说明生物界与非生物界具有统一性，而题中所强调的是质量分数的不同，即差异性。
4. 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检测其中有机物组成，下列常见有机物的检测相关叙述，正确的是（ ）
A.对该野果进行脂肪检测时，染色时间不宜过长，且需用酒精洗去浮色
B.若对该野果的组织样液检测后生成较多的砖红色沉淀，说明该野果中含有大量的葡萄糖
C.若该野果中含有大量的蛋白质，则对该野果的组织样液进行检测时，溶液由无色变为紫色
D.还原糖鉴定实验结束时将剩余的斐林试剂装入棕色瓶，置于低温条件下，以备长期使用
A
斐林试剂用来鉴定还原糖，若对该野果的组织样液检测后出现较多的砖红色沉淀，说明该野果中含有大量的还原糖，不能确定是否为葡萄糖，B错误;双缩脲试剂为蓝色，蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应，若该野果中含有大量的蛋白质，则对该野果的组织样液进行检测时，溶液由蓝色变为紫色，C错误；斐林试剂应该现配现用，D错误。
5.现有无标签的稀蛋清、葡萄糖、淀粉和淀粉酶溶液各一瓶，可用双缩脲试剂、斐林试剂和淀粉溶液将它们鉴定出来。请回答：
(1)用一种试剂可将上述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_______溶液，不发生显色反应的一组是_______和_____溶液。
(2)用_____试剂区分不发生显色反应的一组溶液。
(3)区分发生显色反应一组溶液的方法及鉴定结果是
__________________________________________________________。
双缩脲试剂
稀蛋清
淀粉酶
葡萄糖
淀粉
斐林
将淀粉溶液分别与发生显色反应的两种溶液混合，一段时间后，用斐林试剂分别处理上述两种混合液，观察到无颜色变化的溶液是稀蛋清溶液，出现砖红色的溶液是淀粉酶溶液
稀蛋清、葡萄糖、淀粉和淀粉酶可以分为两类：蛋白质(稀蛋清和淀粉酶)、糖类(葡萄糖、淀粉)。因此，可以通过与双缩脲试剂是否发生显色反应把它们初步分开，对于不发生显色反应的葡萄糖、淀粉，又可以利用斐林试剂区分开来，对于稀蛋清和淀粉酶则应利用淀粉酶能催化淀粉水解产生葡萄糖的特性来鉴别。
没有人不能适应的环境,特别是当他看到他周围的人都这样生活时。
——列夫 托尔斯泰

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