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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
课标要求
1. 简述细胞主要由 C、H、O、N、P、S 等元素构成。
2. 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。
核心素养
【生命观念】
明确生物体是由元素和化合物组成的。
【科学思维】
从元素的种类、含量等方面总结组成细胞的元素。
【科学探究】
通过对检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的学习形成科学探究的学科素养。
农作物需施氮、磷、钾肥。
人体需要补钙、铁、锌等。
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？
新知导入
农用化肥
葡萄糖
口服液
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
组成地壳和组成细胞的部分元素含量(％)表
1、组成生物体的所有元素中，有没有哪一些元素是生物体所特有的？这说明什么？
2、生物体中的元素含量和无机环境中的含量有区别吗？这又说明什么？
问题探讨
元素在细胞中和无机环境中的含量却有区别。
生命和非生命的无机环境既有统一性又有差异性，生命起源于非生命物质.
生物界与非生物界的统一性和差异性
【统一性】
组成细胞的化学元素在自然界的无机环境中都能找到，没有一种元素是生命特有的。
【差异性】
【 结论 】
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
比较组成玉米细胞和人体细胞的元素及含量
（其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3%）
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元素种类和含量，你还能得出哪些结论？
组成细胞的元素
1. 组成细胞的化学元素，常见的有 。
2. 根据含量
大量元素：
微量元素：
C H O N P S K Ca Mg 等
Fe Mn B Zn Cu Mo 等
（含量较多，占生物体总重量万分之一以上的元素）
（指含量很少但生物体生活所必需的一些元素）
20 多种
组成细胞的元素
大量元素和微量元素都是生物体生命活动所必需的。
记忆口诀
她(C)请(H)杨(O)丹(N)留(S)人(P)盖(Ca)美(Mg)家(K)
【大量元素】
【微量元素】
新(Zn)铁(Fe)臂(B)阿童(Cu)木(Mo)真猛(Mn)
最基本元素
基本元素
主要元素
Fe Mn B Zn Mo Cu 等
总结
Ｃ H O N P S K Ca Mg 等
大量元素
微量元素
组成细胞的元素
一些化学元素的作用
组成蛋白质、核酸、叶绿素、ATP、NADPH等物质的组成成分。
组成ATP、生物膜结构的成分。
骨骼、牙齿的组成成分，成年人缺Ca易患骨质疏松，人血液中缺钙容易患抽搐症。
是叶绿素的重要组分。
N
P
Ca
Mg
一些化学元素的作用
是血红蛋白、多种酶的重要组成成分，缺Fe会使人患贫血。
缺Zn使人发育受影响，导致发育不良。
缺B导致开花而不结果实。
Fe
Zn
B
分类 种类 质量分数/%
无机化合物 水 70~90
无机盐 1~1.5
有机化合物 蛋白质 7~10
脂质 1~2
糖类和核酸 1~1.5
细胞内含量最多的化合物是 ，含量最多的有机化合物是 。
组合细胞的化合物
水（70%~90%）
无机盐（1%~1.5%）
脂质（1%~2%）
糖类和核酸（1%~1.5%）
蛋白质（7%~10%）
水
蛋白质
不同生物组织的细胞中各种化合物的含量相同吗？
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别？
思考
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
一、实验原理
还原糖 + 斐林试剂 → 砖红色沉淀
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。
脂肪 + 苏丹Ⅲ染液 → 橘黄色
蛋白质（或多肽） + 双缩脲试剂 → 紫色
取材
制匀浆—纱布过滤—取样液
２mL组
织样液
刚配制的斐
林试剂1mL
浅蓝色
棕色
砖红色
50～65℃水浴加
热２min
还原糖的检测和观察
操作步骤
还原糖含量较高、无色或近于无色的植物组织，如梨、葡萄、白萝卜
制备组织液
显色反应
结论
组织样液中有还原糖
组织液中有还原糖
还原糖的检测和观察
现象与结论
现象
结论
组织液中有还原糖
产生砖红色沉淀
还原糖的检测和观察
注意点
本实验中，最理想的实验材料是还原糖（葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖等）含量较高且颜色较浅的生物组织或器官，如梨、葡萄等；
不能选用甜菜、甘蔗、马铃薯块茎，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；
也不能选用西瓜、血液、绿色叶片等，因为这些材料本身的颜色会对实验结果造成干扰。
斐林试剂的甲液（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）要等量混合均匀，现配现用。
还原糖的检测和观察
注意点
选最薄的切片，用毛笔蘸取放在载玻片中央。
制片
用刀片在花生子叶的横断面上平行切下若干薄片
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
脂肪的检测和观察
操作步骤
取材
花生种子
(浸泡3-4h)
去掉种皮
切片
观察
结论
组织液中有脂肪
脂肪的检测和观察
现象与结论
现象
结论
组织液中有脂肪
有橘黄色的脂肪颗粒
（1）用花生种子作实验材料，必须提前浸泡3-4h，浸泡时间短了，不容易切片；浸泡时间过长，则组织太软，切下的薄片不易成形。
（2）尽可能切出薄片，否则显微镜下看到的细胞重叠，不易观察。
（3）染色时间不宜过长；染色后必须要用体积分数为50%的酒精洗去浮色。
脂肪的检测和观察
注意点
大豆组织研磨液
大豆组织样液中有蛋白质
２mL组
织样液
双缩脲试剂
Ａ液1mL
无色
双缩脲试剂
Ｂ液４滴
紫色
蛋白质的检测和观察
操作步骤
取材
显色反应
结论
蛋白质的检测和观察
现象与结论
现象
结论
组织液中有蛋白质
组织液变为紫色
斐林试剂 双缩脲试剂
不同点 使用方法
反应条件
结果
试剂组成
相同点 甲液: 0.1 g/mLNaOH
乙液: 0.05 g/mLCuSO4
A液: 0.1 g/mL NaOH
B液: 0.01 g/mLCuSO4
甲液和乙液混合均匀后方可使用，且现配现用
使用时先加 A 液再加 B 液
需水浴加热
不需加热
产生砖红色沉淀
产生紫色反应
都含有 NaOH 溶液、CuSO4 溶液两种成分，且所用 NaOH 溶液质量浓度都是 0.1 g/mL
斐林试剂与双缩脲试剂的对比
课堂总结
1. 甘蔗茎吃起来特别甜，其细胞中含量最多的化合物是（ ）
A.蛋白质 B.糖类 C.脂质 D.水
A
课堂练习
2. 下列元素在生物体内含量较少，但对维持生物体正常生命活动必不可少的元素是（ ）
Zn、Mg、B、Mn
D. Mg、Mn、Cu、Mo
Fe、Mn、Zn、Cu
B. Zn、Cu、Mg、Ca
D
课堂练习
3. 下列哪组试剂在使用过程中，必须加热（ ）
A. 用斐林试剂鉴定可溶性还原糖的过程中
B. 用苏丹Ⅲ染液在鉴定动物组织中的脂肪时
C. 用双缩脲试剂鉴定蛋白质时
D. 用碘液鉴定淀粉时 　　
A
课堂练习
4. 鉴定蛋白质样品时加双缩脲试剂的正确做法是（ ）
A．先加A液，混合后再加B液摇匀观察
B．先加B液，混合后再加A液摇匀观察
C．A、B混合后加入，摇匀观察
D．A、B液同时加入样液，摇匀后观察
A

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