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(共19张PPT)
以及另外的20种元素 S,K,Na,Ca,Mg等…
2000支火柴中的P
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1节：细胞中的元素和化合物
第二章 组成细胞的分子
思考：1.比较组成地壳和组成细胞的部分元素和含量，你能发现二者之间有什么异同？
2.组成细胞的元素追根溯源来自无机环境，为什么细胞内各种元素的比例与无机环境的大不相同？（教材P19-拓展1）
同：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。
异：细胞中各种元素的相对含量与无机自然界的大不相同。
—生物界与非生物界具有统一性（种类）
—生物界与非生物界具有差异性（含量）
这与细胞内的有机化合物如糖类、脂质、蛋白质和核酸有关
组成地壳和组成细胞的部分元素含量（%）表
*Si在某些植物细胞中含量较多，如硅藻、禾本科植物
问题探讨
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
思考·讨论
玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量(干重，质量分数)
注：其它元素占细胞干重的质量分数总计小于3%
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，是否意味着他们不重要？
一样，都为C、H、O、N
玉米和人都是生物，组成它们的主要成分是水、糖类、脂类和蛋白质等物质，这些物质都含有C、H、O，蛋白质还含有大量的N元素。
否，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。
缺Fe：
影响血红蛋白的合成，人体患贫血
缺Zn：
影响人体生长发育，尤其是大脑发育
缺I：
人幼年患呆小症；成年患甲状腺肿大
缺Mg：
影响植物叶绿素的合成，影响光合作用的进行
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
缺B：
花而不实（只开花不结果）
元素的相关缺乏症
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
玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量
（干重，质量分数）表
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？
玉米细胞中氧元素明显高于人体细胞，而氮元素的含量明显低于人体细胞，这说明玉米细胞和人体细胞中不同有机物的含量有差别，如玉米细胞中的糖类要多些，而人体细胞中蛋白质的含量要多些，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有关。
思考·讨论
1. 大量元素
含量占生物体总量的万分之一以上的元素；
C
碳
H
氢
O
氧
N
氮
P
磷
S
硫
K
钾
Ca
钙
Mg
镁
等
基本元素
C
碳
P36 C是生命的核心元素（最基本元素）；
碳(C)链是构成有机物的基本骨架
一、组成细胞的元素
细胞中常见的化学元素有20多种。
原因：与组成细胞的化合物有关
2. 微量元素
含量占生物体总量的万分之一以下的不可缺少的元素
Fe
铁
Zn
锌
Cu
铜
B
硼
Mo
钼
锰
Mn
铁猛碰新木桶
微量元素也是生物体不可缺少的必需元素;
虽然含量很少,但其作用是其它元素不可替代的。
组成人体细胞的主要元素（占细胞鲜重的百分比）
组成人体细胞的主要元素（占细胞干重的百分比）
鲜重指细胞正常生活状态下所测得的质量，如新鲜菠菜
干重指除去水分后所测得的重量，即烘干保持恒重后测定的重量
O>C
C>O
一、组成细胞的元素
分类 种类 质量分数/%
无机化合物
有机化合物
水
无机盐
70%－90%
1%－1.5%
7%－10%
1%－2%
1%－1.5%
蛋白质
脂质
糖类和核酸
（1）占细胞鲜重最多的化合物是______；
（2）占细胞鲜重最多的有机物是__________；
（3）占细胞干重最多的化合物是__________。
水
蛋白质
蛋白质
想一想：
二、组成细胞的化合物
组成细胞的化合物
1.组成细胞的化合物中，含量最高的是水；细胞干重中，含量最高的是蛋白质；
2.不同生物的细胞，同一个体不同种类的细胞，各种化合物的含量不同，但化合物的种类大体相同。
提示：梨的果实细胞中糖类和水分等物质多，不含叶绿素。
思考：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？
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
那么，怎样检测不同生物组织中的营养物质呢？
实验
还原糖
斐林试剂
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1.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。
砖红色沉淀
水浴加热
蛋白质
双缩脲试剂
紫色反应
脂肪
苏丹Ⅲ
橘黄色
2. 选材、过程及结果
(1) 还原糖的鉴定
注意：(还原糖：葡萄糖、麦芽糖、果糖等；非还原糖：蔗糖、淀粉等)
材料：苹果、梨
砖红色沉淀
原理：
还原糖 + 斐林试剂
水浴加热
（无色或近白色、含糖高）
实验
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
能选用西瓜、番茄等材料吗？
能选用甜菜、甘蔗、马铃薯块茎等材料吗？
不能，因为这些材料本身的颜色会对实验结果造成干扰。
不能，因为甜菜、甘蔗富含的蔗糖不属于还原糖，马铃薯块茎富含的淀粉也不是还原糖；
选材要求：①颜色浅或接近于浅色；②富含待测的材料。
(1) 还原糖的鉴定
步骤：
试剂：斐林试剂
甲液：0.1g/ml NaOH溶液
乙液：0.05g/ml CuSO4溶液
实验
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
①等量混合均匀；②现配现用
向试管内注入2mL待测组织样液
甲液
乙液
0.1g/mL的NaOH
0.05g/mL的CuSO4
等量混合均匀
新制Cu(OH)2
斐林试剂
(蓝色）
现配
取1mL
将试管放入盛有50~65℃温水的大烧杯中加热约2min。
出现砖红色沉淀
摇匀
③水浴加热
浅蓝色
棕色
砖红色
结果？
结论？
原理：
蛋白质 + 双缩脲试剂 紫色反应
再双缩脲试剂B液4滴
摇匀后出现紫色反应
先双缩脲试剂A液1mL
豆浆滤液或鸡蛋清稀释液
取材：
步骤：
组织样液2mL
试剂：
A液： 0.1g/ml的NaOH溶液
B液： 0.01g/ml的CuSO4溶液
双缩脲试剂
2. 选材、过程及结果
(2)蛋白质的鉴定
实验
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
结果？
结论？
斐林试剂与双缩脲试剂的对比
0. 1g/mlNaOH
0. 05g/mlCuSO4
0. 1g/mlNaOH
0. 01g/mlCuSO4
还原糖+Cu(OH)2
↓Δ
Cu2O(沉淀）
肽键与Cu2+在碱性的条件下结合成紫色络合物
新制Cu(OH)2
碱性条件下的Cu2+
等量混合，现配现用
先A摇匀，后B要少
50-65℃水浴加热
无需加热
浅蓝→棕色→砖红色沉淀
紫色
2. 选材、过程及结果
(3) 脂肪的鉴定
实验
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
方法：制作子叶临时切片，用显微镜观察子叶细胞着色情况。
原理：脂肪+苏丹III 橘黄色
取材
切片
制片
观察
结论
花生种子（浸泡3-4h），去掉种皮
用刀片在花生子叶的横断面上平行切下若干薄片
如厚薄不均就会导致观察时有的地方清晰有的地方模糊
选最薄的切片，用毛笔蘸取放在载玻片中央。
滴：在花生子叶薄片上滴2-3滴苏丹Ⅲ染液，染色3min。
吸：用吸水纸吸去染液。
滴：滴1-2滴体积分数为50%的酒精，洗去浮色。
吸：用吸水纸吸去酒精。
滴：滴1滴蒸馏水，盖上盖玻片，制成临时装片。
在低倍镜下找到花生子叶的最薄处，移至视野中央，然后用高倍镜观察被染成橘黄色的脂肪颗粒
组织中有脂肪
设置对照
另设置一组：向已知的还原糖，如葡萄糖溶液中，加入斐林试剂，水浴加热，出现砖红色沉淀
怎样改进方案，确定出现相应现象即证明有相应物质？
小结：
斐林试剂
甲液：0.1g/mL的NaOH
乙液：0.05g/mL的CuSO4
双缩脲试剂
A液：0.1g/mL的NaOH
B液：0.01g/mL的CuSO4
0.01g/mL苏丹Ⅲ染液
体积分数为50％酒精
蒸馏水
斐 等量混合，现配现用
双 先A摇匀，后B要少
苏 染液要洗，多余要去
实验材料：
颜色浅含量高
实验步骤：
2. 选材、过程及结果
(3) 脂肪的鉴定
实验
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
方法：制作子叶临时切片，用显微镜观察子叶细胞着色情况。
原理：脂肪+苏丹III 橘黄色

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