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本节聚焦:
细胞中常见的元素有哪些？
组成细胞的主要化合物有哪些？
怎样检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质？
必修1/第2章/组成细胞的分子/
第1节 细胞中的元素和化合物
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.为什么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的呢？
生物界与非生物界具有统一性。
2.为什么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差异性
生物界与非生物界具有统一性和差异性，生命起源于非生命物质。
一.组成细胞的元素
比较组成玉米细胞和人体细胞的元素及含量
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)
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？
玉米细胞干重中含量较多的四种元素是O、C、H、N,人体细胞干重中含量较多的四种元素C、O、N、H。二者元素差异的原因是玉米是一种植物，而人是一种动物，除了两者都含有大量的水，人体细胞含量最多的是蛋白质，而玉米细胞中含量最多的是糖类，二者的化合物组成不同导致了元素的含量不同。
一.组成细胞的元素
比较组成玉米细胞和人体细胞的元素及含量
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)
注：其它元素占细胞干重的质量分数总计小于3%
讨论
2.细胞中有些元素含量很少，是否意味着他们不重要？
否，有些化学元素含量很少，但在细胞中却有着很重要的作用。
组成玉米细胞和人体细胞的元素种类大体相同；组成细胞的元素中，C、H、O、N这四种元素的含量很高。
3.比较组成玉米细胞和人体细胞中的元素种类和含量，你能得出哪些结论？
一.组成细胞的元素
2.分类(按含量)
C、H、0、N、P、S、K、Ca、Mg等
（含量占生物体总重量万分之一以上）。
Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等
（指含量很少但生物体生活所必需的一些元素）。
1.组成细胞的化学元素，常见的有 。
20多种
C、H、0、N
C
最基本元素：
大量元素：
微量元素：
基本元素：
主要元素：
C、H、0、N、P、S
一.组成细胞的元素
元素缺乏与疾病的相关性
缺Fe：人体患贫血
A
缺Ｉ：人幼年患呆小症、成年患甲状腺肿大（大脖子病）
C
缺B ：花而不实（只开花不结果）
E
缺Zn：影响人体生长发育、大脑发育和性成熟
B
缺Mg ：影响植物叶绿素的合成，影响光合作用的进行
F
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
D
二.组成细胞的化合物
1.元素存在形式：大多以 的形式存在。
化合物
2.种类及相对含量：
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
水
蛋白质
蛋白质
（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________。
1.如图1是细胞中化合物含量的扇形图，图2是有活性的细胞中元素含量的柱形图，请分析:
(1)若图1表示细胞鲜重，则A、B化合物依次_______________。
(2)若图1表示细胞完全脱水后的化合物含量，则A化合物一定含的元素是________________。
(3)若图2表示组成人体细胞的元素含量(占细胞鲜重的百分比),则a、b、c依次是__________。
水、蛋白质
C、H、O、N
O、C、H
随堂训练
二.组成细胞的化合物
不同生物组织细胞中各种化合物的含量是有差别的，有的还相差悬殊呢！
我们平常吃的食物也是如此。正因为不同食物中营养物质的种类和含量有很大差别，我们才需要在日常膳食中做到不同食物的合理搭配，以满足机体的营养需要。
我们的食物来自各种生物组织。那么，怎样检测不同生物组织中的营养物质呢？
总结：不同生物组织的细胞中各种化合物的含量是有差别的
糖类含量高
蛋白质含量高
油脂含量高
检测生物组织中的糖类、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相关化合物产生特定的颜色反应。如：
糖类的检测：
①还原糖(葡萄糖、麦芽糖、果糖等)＋ 试剂 。
②淀粉＋碘液→ 。
脂肪的检测：
脂肪＋ 染液→ 色。
蛋白质的检测：
蛋白质＋ 试剂→ 色。
蓝色
斐林
砖红色沉淀
苏丹Ⅲ
橘黄
双缩脲
紫
水浴加热
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
材料用具：
对提供的材料进行选择和分类：
①苹果　 ②花生种子　 ③豆浆　 ④梨
⑤稀释鸡蛋清　⑥鲜肝提取液　 ⑦马铃薯匀浆　 ⑧芝麻种子
⑨西瓜汁　 ⑩葡萄匀浆 白萝卜匀浆
1.实验材料：
(1)适合还原糖检测的有 。
(2)适合脂肪检测的有 。
(3)适合蛋白质检测的有 。
(4)适合淀粉检测的有 。
⑦
①④⑩
②
③⑤⑥
梨
豆浆
花生种子
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
材料用具：
2.仪器：
斐林试剂 甲液：0.1g/mL的NaOH溶液
乙液：0.05g/mL的CuSO4溶液
双缩脲试剂 A液：0.1g/mL的NaOH溶液
B液：0.01g/mL的CuSO4溶液
体积分数为50%的酒精溶液、 蒸馏水
3.试剂：
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
方法步骤：
1.还原糖的检测和观察
含糖量高、白色或近于白色，如：梨匀浆、白萝卜匀浆、葡萄匀浆。
斐林试剂甲液：0.1g/ml的NaOH，乙液：0.05g/ml的CuSO4。
(甲液和乙液等量混合均匀后再注入)
制匀浆→过滤(一层纱布)→取样液备用
①向试管中注入2mL梨组织样液；
②向试管中注入1mL刚配制好的斐林试剂；
③将试管放入盛有50～65℃温水的大烧杯中加热约2min(水浴加热)；
制备样液：
选材：
试剂：
过程：
结论：
④观察试管中出现的颜色变化。
组织样液含有还原糖
由蓝色变为砖红色沉淀
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
方法步骤：
2.脂肪的检测和观察
切片：
选材：
试剂：
制片：
结论：
观察：
取一粒浸泡过的花生种子，去掉种皮。
苏丹Ⅲ染液。
用刀片在花生子叶的横断面上平行切下若干薄片，放入盛有清水的培养皿中待用。
①选最薄的切片，用毛笔蘸取放在载玻片中央；
②在花生子叶薄片上滴2-3滴苏丹Ⅲ染液，染色3min；
③用吸水纸吸去染液，再滴1-2滴体积分数为50%的酒精，洗去浮色；
④用吸水纸吸去酒精，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，将物像调节清晰，换高倍镜观察，被染成橘黄色的脂肪颗粒清晰可见。
圆形小颗粒呈橘黄色，证明有脂肪存在。
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
方法步骤：
3.蛋白质的检测和观察
过程：
选材：
试剂：
结论：
鸡蛋蛋清稀释液（或黄豆组织样液）
A液：质量浓度0.1g/mlNaOH，B液：质量浓度0.01g/mlCuSO4。
(先加A液1ml、再滴加B液4滴)
①向试管中注入2mL待测组织样液；
②向试管中注入双缩脲试剂A液1mL，摇均；
③向试管中注入双缩脲试剂B液4滴，摇均；
④观察组织样液颜色的变化。
大豆组织样液中有蛋白质。
由蓝色变为紫色。
斐林试剂和双缩脲试剂
项目 斐林试剂 双缩脲试剂 成分 甲液 乙液 A液 B液
反应原理 使用方法 反应条件 反应现象 质量浓度为0.05g/mL
的CuSO4溶液
质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液
先加入A液1 mL摇匀，再加B液4滴，摇匀
50～65 ℃水浴加热
不需加热
蓝色→棕色→砖红色
浅蓝色→紫色
质量浓度为0.1g/mL
的NaOH溶液
质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液
加热条件下，含醛基的可溶性还原糖将Cu(OH)2还原为Cu2O沉淀
碱性条件下Cu2＋与具有两个或两个以上肽键的化合物发生反应生成紫色络合物
甲、乙两液等量混匀后立即使用
(现配现用)
思考1：利用斐林试剂的甲液、乙液和蒸馏水能否检测蛋白质？为什么？　
能。斐林试剂的甲液、乙液的成分分别与双缩脲试剂的A液、B液相同，只是斐林试剂的乙液的质量浓度比双缩脲试剂的B液高，只需将斐林试剂的乙液用蒸馏水稀释即可。
思考2：鉴定可溶性还原糖的实验材料是否可选择西瓜、番茄、马铃薯、
甘蔗组织样液？
不可以。西瓜和番茄组织样液本身的颜色对于鉴定时的颜色反应起着掩盖作用，导致实验现象不明显；马铃薯含淀粉，淀粉为非还原糖；甘蔗主要含蔗糖，为非还原糖。应选颜色为白色或近白色、富含葡萄糖、果糖或麦芽糖等还原糖的植物组织样液，以苹果、梨的匀浆最好。
细胞中的元素和
化合物
化合物
无机物
有机物
水
无机盐
脂类
糖类
蛋白质
核酸
斐林试剂
检测
碘液
脂肪
蛋白质
还原糖
淀粉
苏丹Ⅲ或
Ⅳ染液
双缩脲试剂
C、H、O、N
C、H、O、N、P、
S、K、Ca、Mg
Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo
元素
大量元素
基本元素
微量元素
课堂小结
练习与应用
1.基于对细胞元素组成、元素含量等的认识，判断下列相关表述是否正确。
（1）细胞中不存在无机自然界没有的特殊元素。（ ）
（2）细胞中微量元素含量最少，作用也很微小。（ ）
（3）不同种类的细胞其组成元素和化合物种类基本相同，但含量往往有一定的差异，这既体现了细胞的统一性，又反映了细胞的多样性。（ ）
一、概念检测
√
×
√
练习与应用
一、概念检测
2.将下列试剂与相应的待测样品、相应的实验结果用线连接起来。
苏丹Ⅲ染液 豆浆 砖红色沉淀
斐林试剂 梨汁 橘黄色
双缩脲试剂 花生子叶 紫色
练习与应用
一、概念检测
C
3.在下列有机化合物中，人体细胞内含量最多的一种是（ ）
A.脂质 B.糖类
C.蛋白质 D.核酸
4.科学家在研究生物体的化学成分时，发现组成生物体的元素在无机自然界中也都存在，这一事实主要说明（ ）
A.生物来源于非生物
B.生物界与无机自然界具有统一性
C.生物界与无机自然界具有差异性
D.生物与非生物在元素组成上没有区别
B
练习与应用
二、拓展应用
1.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？
虽然组成细胞的元素来自无机环境，但是构成细胞的主要元素C、H、O、N含量与无机环境差异很大，这与细胞内的有机化合物如糖类、脂质、蛋白质和核酸有关。
2.将细胞内含有的各种物质配齐，并按照它们在细胞中的比例放在一个试管中，能构成个生命系统吗？为什么？
不能。因为生命系统内部是一个严谨有序的结构，不是由物质随意堆砌而成的。

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