资源简介

(共42张PPT)
第2章 组成细胞的分子
第1节 细胞中的元素和化合物
内容提要：
1.细胞中常见的元素有哪些？
2.组成细胞的化合物有哪些？
3.怎样检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质？
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%
问题探讨
1、生物与非生物在元素组成和含量上有何特点？
2、为什么组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能找到，但含量又有差别，说明了什么？
3、为什么细胞中的各元素含量和无机环境中的含量大不相同，说明了什么？
元素 玉米细胞 人体细胞
C 43.75% 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)

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？
一样，都是C、H、O、N。

思考·讨论
2.细胞中有些元素含量很少，是否意味着它们不重要？
细胞中有些元素含量很少，但是却有着重要作用
元素 玉米细胞 人体细胞
C 43.75% 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)

思考·讨论
3. 细胞中不同元素含量差异很大，据此可将元素如何分类？
元素 玉米细胞 人体细胞
C 43.75% 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)
一、组成细胞的元素
大量元素：
微量元素：
C H O N P S K Ca Mg 等
Fe Mn B Zn Mo Cu等
硼 钼
按含量
按作用
最基本元素 ：
基本元素：
C H O N
主要元素：
C
C H O N P S
锌——“聪明元素”
影响人体生长发育、
大脑发育和性成熟；
缺Zn引起植物的小叶症,
叶子变小,节间缩短。
一、组成细胞的元素
B:促进花粉的萌发和花粉管的伸长。
缺乏B，植物会出现花而不实（只开花不结果）。
图1 组成人体细胞主要元素
（占细胞鲜重百分比）
图2 组成人体细胞主要元素
（占细胞干重百分比）
O>C>H>N
C>O>N>H
组成人体细胞的元素的百分比（鲜重与干重）
①在鲜重条件下，细胞中含量最多的元素是O，
其次是
②在干重条件下，细胞中含量最多的元素是C，
其次是 。
一、组成细胞的元素
组成细胞元素的含量——干重和鲜重
C、H、N
O、N、H
二、组成细胞的化合物
组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在
无机化合物
有机化合物
水：70%～90%
无机盐：1%～1.5%
糖类
脂质：1%～1.5%
蛋白质：7%～10%
核酸
1％～1.5％
二、组成细胞的化合物
1.细胞鲜重含量最多的化合物是：
2. 细胞鲜重含量最多的有机物是：
3. 细胞干重含量最多的化合物是：
水
蛋白质
蛋白质
分析含量之“最”时，要看清楚是干重还是鲜重，是有机物、无机物还是化合物。如在细胞的鲜重中，含量最多的元素是_____，最多的化合物(无机物)是_____，最多的有机物是______；在细胞的干重中，含量最多的元素是_____，最多的化合物(有机物)是_______。
易错提醒
关于元素和化合物含量的易错点
【检测】判断题
①Ca、Mg、Fe、Mn、Cu是组成细胞的微量元素( )
②细胞中的一种元素的作用能被其他元素代替( )
③因为O是活细胞中含量最多的元素，所以O是最基本的元素( )
④在沙漠植物仙人掌的活细胞中含量最多的化合物是蛋白质( )
⑤在人体活细胞中氢原子的数目最多( )
⑥细胞中的微量元素因含量极少从而不如大量元素重要 ( )
×
×
×
×
√
×
C: 在细胞_____中含量较多，是__________元素。是构成有机物的核心元素。
H: 参与构成水和有机物。是细胞中___________最多的元素。
O: 在细胞_____中含量最多，参与构成水和有机物。
干重
最基本
原子个数
鲜重
N: 主要参与构成________和核酸等有机物。
蛋白质
用数学集合图来表示大量元素、主要元素、基本元素、最基本元素之间的关系
P: 主要参与构成______、ATP、磷脂等有机物。
核酸
S: 主要参与构成某些__________等有机物。
蛋白质
【检测】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________________。
水、蛋白质
C、H、O、N
【检测】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:
(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__________。
(4)大肠杆菌体内的各种元素的含量是否和人体内的完全相同吗？_________________________________________。
O、C、H
不完全相同。不同生物体内的各种元素的含量存在差异
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
①糖类的检测： 还原糖+斐林试剂 砖红色沉淀
③蛋白质的检测：蛋白质+双缩脲试剂 紫色反应
②脂肪的检测：脂肪+苏丹Ⅲ 橘黄色
水浴加热
实验原理：化学试剂+有机化合物→特定的颜色
补充：还原糖：具有还原性的糖
☆ 常见还原糖：葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖、半乳糖
☆常见非还原糖: 蔗糖、淀粉
三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1、检测糖类
实验原理、实验试剂、实验材料、实验流程
（1）实验原理：糖类中的还原糖能够和斐林试剂在50-65℃水浴加热下反应生成砖红色沉淀。
水浴加热
还原糖+斐林试剂
砖红色沉淀
水浴加热
（2）实验试剂
斐林
试剂
甲液:
乙液:
0.1g/mLNaOH
0.05g/mLCuSO4
等量混匀，
现配现用。
思考: 鉴定还原糖时使用的斐林试剂为何要现配现用
斐林试剂实质上就是新配制的Cu(OH)2 溶液。在加热条件下与还原糖反应产生Cu2O(氧化亚铜)(砖红色沉淀)
甲液和乙液等量混合均匀P18 方法步骤 3
（3）实验材料
要含有丰富的还原糖：
颜色要浅：防止材料颜色干扰实验颜色变化的观察
常用的实验材料：梨、苹果等这种含糖量较高、白色或接近白色的植物组织
不能选绿色叶片、西瓜、血液等材料，防止颜色的干扰。
（4）实验步骤
浅蓝色→棕色→砖红色(沉淀)
三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1、检测蛋白质
实验原理、实验试剂、实验材料、实验流程
（1）实验原理：
蛋白质+双缩脲试剂
紫色
（2）实验试剂
0.1g/mL NaOH
双缩脲试剂
A液
B液
0.01g/mL CuSO4
检测蛋白质时应当如何使用双缩脲试剂？
先加入较多双缩脲试剂A液，再加入少量双缩脲试剂B液。
蛋白质+Cu2+
碱性环境
紫色络合物
（3）实验材料
选材与制备: 蛋清稀释液或豆浆滤液
(原则: 富含蛋白质且色浅)
注意: 组织样液一般要稀释，否则与双缩脲试剂反应后会粘固在试管壁上，不易刷洗。
（4）实验步骤
比较项目 斐林试剂 双缩脲试剂
作用
成分
使用方法
原理
反应条件
检测还原糖
检测蛋白质
甲液: 0.1g/mLNaOH
乙液: 0.05g/mLCuSO4
A液: 0.1g/mLNaOH
B液: 0.01g/mLCuSO4
甲液与乙液等体积混合使用，现配现用。
先加较多A液，
再加少量B液。
Cu(OH)2被还原糖还原成Cu2O砖红色沉淀。
蛋白质在碱性条件下与Cu2+络合，生成紫色络合物。
水浴加热(50~65℃)
碱性环境、常温
比较斐林试剂和双缩脲试剂
比较项目 斐林试剂 双缩脲试剂
组成 乙液：0.05g/mLCuSO4 B液：
0.01g/mLCuSO4
使用方法 先加入较多A液（1mL），
再加入少量B液
（4 滴）。
斐林试剂和双缩脲试剂在组成和使用方法上的区别：
①现配现用
②等量混匀
③水浴加热
三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
3、检测脂肪
实验原理、实验材料、实验流程
（1）实验原理：
脂肪＋苏丹Ⅲ染液→橘黄色
脂肪被苏丹Ⅲ染成橘黄色
（2）实验材料
富含脂肪且色浅
花生种子: 富含脂肪且没有其他颜色干扰。
（3）实验步骤
苏丹Ⅲ
低倍镜
橘黄色
切片要厚薄均匀
酒精的作用是洗去浮色
（4）淀粉的鉴定
马铃薯匀浆
检测
组织样
液2mL
碘液2滴
结论：
组织样液中存在淀粉。
摇匀后变成蓝色
取材：
甲液：0.1 g/mLNaOH溶液
乙液：0.05 g/mLCuSO4溶液
A液：0.1 g/mLNaOH溶液
B液：0.01 g/mLCuSO4溶液
新制的
Cu(OH)2
5.下列关于实验操作步骤的叙述中，正确的是 (　　)
A．用于鉴定还原糖的斐林试剂甲液和乙液，可直接用于蛋白质的鉴定
B．脂肪的鉴定需要用显微镜才能看到被染成橘黄色的颗粒
C．鉴定还原糖时，要先加入斐林试剂甲液摇匀后再加入乙液
D．用于鉴定蛋白质的双缩脲试剂A液与B液要混合均匀后，再加入含样品的
试管中，且必须现用现配
×
√
×
×
B
待测物质 检测试剂 预期显色结果
① 葡萄糖 苏丹Ⅲ染液 红色
② 脂肪 苏丹Ⅲ染液 橘黄色
③ 淀粉 斐林试剂 蓝色
④ 蛋白质 双缩脲试剂 紫色
7．对下表中所列待测物质的检测，所选用的试剂及预期结果都正确的是(　　)
A．①③　　　B．②③ C．①④ D ．②④
D
以下关于实验的描述，正确的是 (　 　)
A．脂肪的鉴定中用体积分数75%的酒精洗去浮色
B．西瓜汁中含有丰富的葡萄糖和果糖，可作为还原糖鉴定的替代材料
C．脂肪的鉴定中发现满视野都呈现橘黄色，于是滴1～2滴体积分数为50%的
盐酸洗去多余的染液
D．在稀释的蛋清液中加入双缩脲试剂，振荡摇匀，可看到溶液变为紫色
×
×
西瓜汁中的色素会干扰砖红色的观察
体积分数为50%的酒精溶液
×
√
D
实验易错点提示
(1)唯一需要加热—— 鉴定,且必须水浴加热, 不能用酒精灯直接加热。若不加热则无砖红色沉淀出现。
(2)非还原糖(如蔗糖)+斐林试剂的现象不是无色而是浅蓝色[Cu(OH)2的颜色]。
(3)唯一需要显微镜—— 鉴定,实验中要用 ，其作用是 。
还原糖
脂肪
洗去浮色
(4)若用大豆作材料,必须提前浸泡;若用蛋清作材料,必须稀释,防止其粘在试管壁上不易刷洗; 且该实验应预留部分组织样液做对比。
(5)易写错别字提示:“斐林试剂”中的“斐”不可错写成“非”,双缩脲试剂中的“脲”不可错写成“尿”。
50%的酒精溶液
物质基础
结构基础
生命活动
细胞
→
吸收
→
构建
→
执行
无机自然界
化学元素
来源于无机自然界的化学元素被细胞吸收后，用于形成各种化合物，进而构建起细胞的基本结构，这是细胞进行生命活动的物质基础和结构基础。这不但说明了生命是物质的，也体现了生物界与无机自然界具有统一性。
小结
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。（ ）
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
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
√
×
√
C
练习与应用（P18）
练习与应用（P18）
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
5.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？
B
6.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？
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。
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。

展开更多......

收起↑