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(共43张PPT)
细胞和石头都是由分子组成的，
为什么细胞能表现出生命的特征呢
是因为细胞内有什么非物质的“活力”因素吗
是细胞里含有特殊的“生命元素”吗
是组成细胞的分子有什么特殊之处吗
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
生命
物质基础
结构基础
元素
化合物
细胞
细胞的
生命历程
细胞的
结构功能
第二章 组成细胞的分子
第1节 细胞中的元素和化合物
学习目标：
1.简述组成细胞的主要元素以及化合物，指出构成细胞的最基本元素是碳。（重点）
2.了解生命的物质性，掌握生物界和非生物界的统一性和差异性。
农作物的需要施氮、磷、钾肥；人体需要补钙、铁、锌等。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？
新知导入
问题探讨
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？
没有。
这说明什么？
生物界和非生物界具有统一性。
2.生物体中的元素含量和无机环境中的含量有区别吗？
有，相差很大。
这又说明什么？
生物界和非生物界还具有差异性。
说明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.
结论：
1.组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能找到。
生物界和非生物界具有统一性。
2.细胞中的各元素含量和无机环境中的含量大不相同。
生物界和非生物界具有差异性。
生命起源于非生命物质
元素 玉米 人
C 43.57 55.99
H 6.24 7.46
O 44.43 14.62
N 1.46 9.33
P 0.20 3.11
S 0.17 0.78
K 0.92 1.09
Ca 0.23 4.67
Mg 0.18 0.16
思考：通过上图和表格比较各种元素在生物体内的含量说明什么问题？
一、组成细胞的元素
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。
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。
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？
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。
１、种类：常见的化学元素有20多种
２、根据含量分为:
大量元素：含量占生物体总重量万分之一以上的元素（C、H、O、N、P、K、S、Ca、Mg等）。
微量元素：含量占生物体总重量万分之一以下的元素（Fe、Cu 、Mn、B、Zn、Mo等）。
最基本元素
基本元素
主要元素
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
组成细胞的元素
几十年前,新西兰有一个牧场的大片牧草长势很弱,有的甚至发黄枯萎,即使使用了大量的N,P,K肥也无济于事,后来,人们偶然发现牧场内的一小片牧草长得十分茂盛,原来,这一片”绿洲”的附近有一座钼矿,矿工每天上下班总是抄近路走,他们的鞋子个踩过的地方,牧草绿油油的,经过科学家的化验和分析,一公顷牧草只需150克钼就足够了.
资料分析:
通过分析,你能得出什么结论呢
微量元素(钼)是生物体不可缺少的必需元素;在生物体中含量很少,但其作用是其它元素不可替代的。
1、缺Ca会导致肌肉抽搐
2、缺Fe会使人患贫血等症状；
3、缺Ｉ会导致甲状腺肿大等。
5、缺B会影响植物花粉管萌发，导致华而不实；
6、缺Mg会影响叶绿素的合成
这与组成细胞的化合物有关
组成细胞的元素大多以化合物形式存在
组成生物体的最基本元素是 ，为什么？
C
碳链：如
碳环：如
有机化合物：一般为含碳链、碳环的化合物
碳原子本身的化学性质不活泼，有四个外围电子，正是这4个价电子，能够使碳原子之间、碳原子与其他元素的原子之间结合形成更多的化学键。由于每个碳原子可以形成4个化学键，所以就有可能形成含有成千上万个甚至更多个碳原子的物质。 进一步可以形成链或环状复杂化合物。
可以说，地球上的生命就是在碳元素的基础上建立起来的。
二、组成细胞的化合物
水
（70%~90%）
蛋白质
（7%~10%）
糖类和核酸
（1%~1.5%）
脂质
（1%~2%）
无机盐
（1%~1.5%）
细胞内含量最多的化合物是水，含量最多的有机化合物是蛋白质。
组成细胞的化合物
无机化合物
有机化合物
水
糖类
脂质
蛋白质
核酸
无机盐
细胞中元素和化合物的含量关系
1． ___是构成细胞的最基本元素。
2．一般情况下活细胞内含量最多的化合物是___，含量最多的有机化合物______。
3.生活在缺水的沙漠环境中的仙人掌细胞中，含量最多的化合物是（ ）
A、蛋白质 B、脂肪 C、糖类 D、水
C
水
蛋白质
随堂演练
D
4.生活在沙漠中的仙人掌和生活在珊瑚礁中美丽的珊瑚鱼，组成它们的化学元素种类（ ）
A、差异很大 B、有些差异
C．大体相同 D．没有一定标准
C
5．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（ ）
A．Fe、Mn、Zn、Mg B．Zn、Cu、Mn、Ca
C．Zn、Cu、B、Mn D．Mg、Mn、Cu、Mo
C
6、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非生物界也存在,这一事实主要说明（ ）
A 生物界和非生物界没有区别
B 生物界和非生物界具有统一性
C 生物来源于非生物
D 生物界和非生物界具有差异性
B
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？
三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
2011-10-8
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。
50 ℃～65 ℃
水浴加热
砖红色沉淀
红色
紫色
橘黄色
蓝色
还原糖+斐林试剂 _______
苏丹Ⅲ染液 _____
苏丹Ⅳ染液 __
蛋白质+双缩脲试剂 _____
脂肪+碘液 。
脂肪+
（一）还原糖的鉴定
1、实验原理
NaOH + CuSO4 → Cu(OH)2 蓝色沉淀 + … …
Cu(OH) 2 + 还原糖→Cu 2 O 砖红色沉淀 + … …
（水浴条件：50℃---65℃）
葡萄糖等还原糖分子中存在醛基等还原性基团能与斐林试剂作用生成砖红色沉淀。
斐林试剂 ：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
2、材料
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①材料要含有丰富还原糖
②材料颜色为白色或近于白色以免造成干扰
选材
原则
富含还原糖
富含蔗糖
含淀粉但还原糖很少
颜色干扰
富含蔗糖
富含还原糖
选材：含糖量较高的白色或近于白色的植物组织（排除色素对显色的干扰），苹果、梨最好。
3、实验流程（步骤）
制备组织样液：
制浆：去皮、切块、研磨，
过滤：（用单层纱布）
取液：（２mL）
显色反应
２mL组
织样液
刚配制的斐
林试剂２mL
现象：
呈现蓝色
变成砖红色
（用前混匀）
50～65℃水浴
加热2min
浅蓝色
棕色
砖红色
还原糖的检测和观察：
蓝色
棕色
砖红色
4、注意事项
要选择含还原糖丰富（葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖等），颜色为白色或近于白色的植物组织（不能选用甜菜、甘蔗，因为蔗糖不属于还原糖，马铃薯块茎富含的淀粉也不是还原糖；）
斐林试剂不稳定，一般配成甲液、乙液来分别配制、储存。使用时将甲液、乙液等量混合均匀，现配现用
1、材料选取
2、斐林试剂
对试管中的溶液进行加热时，试管底部不要触及烧杯底部；试管口不要朝向实验者
3、水浴加热
（二）脂肪的鉴定
1、实验原理
脂肪可被 苏丹Ⅲ染成橘黄色
苏丹Ⅳ染成红色
苏丹Ⅲ
2、材料
选择富含脂肪且比较大的种子，成熟花生种子是最好的选择，实验前浸泡3～4小时
时间过长：组织太软，切下的薄片，不易成形
时间过短：不容易切片
3、实验流程
取材：花生种子（实验前浸泡3－4h），去皮，将子叶削成薄片
制片：
①选取最薄的薄片移至载玻片中央
②在薄片上滴加苏丹Ⅲ（或苏丹Ⅳ）染液2－3滴，染色
３min
③滴加体积分数为50%的酒精溶液1—2滴，洗去浮色
（多余的苏丹Ⅲ）
④吸去余液，滴1-2滴蒸馏水，盖上盖玻片，制成临时装片
显微观察：
先在低倍镜下找到已着色的薄片，后用高倍镜观察
现象：
有被染成橘黄色（或红色）的脂肪微粒
脂肪微粒
脂肪的检测结果
方法二：将黄生种子制成浆液，滴加试剂可直接用肉眼观察（可不用显微镜）
注意事项
切片要尽可能薄，观察时要找最薄处，最好只有1～2层细胞
染色后一定要用体积分数为50﹪的酒精溶液洗去浮色
用苏丹Ⅲ染色时间不宜过长，否则脂肪会溶解在苏丹Ⅲ溶液中的酒精里
4、注意事项
1
2
3
（三）蛋白质的鉴定
1、实验原理
蛋白质与双缩脲具有相同的结构------肽键，能在碱性环境下与双缩脲试剂中的Cu2+产生紫色络合物，称为双缩脲反应。
双缩脲试剂A液：质量浓度为0.1g/ml的NaOH溶液
B液：质量浓度为0.01g/ml的CuSO4溶液
注：双缩脲与双缩脲试剂不同。与双缩脲试剂起反应的是肽键而不是氨基酸
2、材料
浸泡1～2天的大豆种子（或豆浆）或鸡蛋蛋白，也可用鲜肝提取液
3、实验流程
选材与制备
组织样液：
黄豆组织样液（或鸡蛋蛋清稀释液）
［黄豆浸泡 →去皮→切片→研磨→过滤→滤液］
显色反应
２mL组
织样液
双缩脲试剂
Ａ　２mL
现象：
无色
双缩脲试剂
Ｂ３－４滴
紫色
(创设碱性条件)
(提供Cu2+)
蛋白质的检测结果
4、注意事项
实验样液要留出一份作为对照（还原糖、淀粉的鉴定也要留出样液进行对照）
使用双缩脲试剂时，应先加A液造成碱性环境，再加B液
若使用蛋清，必须按要求稀释，如果稀释不够会粘附于试管壁上，不易洗刷
1
2
3
比较项目 斐林试剂 双缩脲试剂
不 同 点 使用 方法 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
反应 条件 需水浴加热 不需加热
反应 原理 还原糖中的醛基被Cu(OH)2氧化,Cu(OH)2被还原为Cu2O 具有两个以上肽键的化合物在碱性条件下与Cu2+反应生成络合物
颜色 砖红色 紫色
浓度 乙液CuSO4溶液浓度为 0.05 g/mL B液CuSO4溶液浓度为
0.01 g/mL
相同点 都含有NaOH、CuSO4两种成分,且所用NaOH溶液浓度都是0.1 g/mL 5、双缩脲试剂与斐林试剂有何异同
（四）淀粉鉴定
1、实验原理
2、选材
选择淀粉含量高，颜色近于白色的生物组织，如马铃薯块茎研磨液
淀粉遇碘会变成蓝色
3、过程及结果
向2ml组织样液中加两滴碘液，摇匀后变成蓝色
4.实验流程
取材：马铃薯匀浆
检测：
２mL组
织样液
碘液2滴
现象：
摇匀后变成蓝色
1、青苹果汁遇碘液显蓝色，熟苹果汁能与斐林试剂
作用产生砖红色沉淀，下列结论中最合理的是 ( )
A．青苹果汁中有淀粉，不含还原糖
B．熟苹果汁中含还原糖，没有淀粉
C．苹果转熟时，大量淀粉水解成还原糖
D．苹果转熟时单糖聚合成淀粉
C
随堂检测
２、安徽阜阳劣质奶粉事件震惊全国，引起世人注目。鉴定脱脂淡奶粉是否为伪劣产品，肯定不需要用到的化学试剂是( )
A.斐林试剂 B. 红墨水
　C.双缩脲试剂 D.苏丹Ⅳ染液
B
例题
3、生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质三种有机物的鉴定实验中，以下操作错误的是( )
A、可溶性还原糖的鉴定，可用酒精灯直接加热产生砖红色沉淀
B、只有脂肪的鉴定需要使用显微镜
C、用双缩脲试剂检测蛋白质不需要加热
D、使用斐林试剂和双缩脲试剂最好是现配现用
A
(1)易忽略斐林试剂本身的颜色：
非还原糖(如蔗糖)＋斐林试剂水浴加热后的现象不是无色而是浅蓝色[Cu(OH)2的颜色]。
(2)易混淆双缩脲试剂和斐林试剂的使用：
混合后加入——斐林试剂，且现配现用；分别加入——双缩脲试剂(先加A液，后加B液，且B液不能过量)。
(3)易写错“斐”和“脲字”：
“斐林试剂”中的“斐”不可错写成“非”，双缩脲试剂中“脲”不可错写成“尿”。
(4)误认为脂肪的鉴定必需使用显微镜：
若要观察被染色的脂肪颗粒，则使用显微镜，但若要通过溶液颜色变化，则不必使用显微镜。
易错易混辨析
知识结构
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
C、H、O、N
C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg
Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo
元素

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