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第1节 细胞中的元素和化合物
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 很少*
C 0.087 18.0
N 0.03 3.0
H 0.76 10.0
*Si 在某些植物细胞中含量较多，如硅藻、禾本科植物。
比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量，你能发现什么问题？就自己提出的问题与其他同学交流。
种类
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。
生物与非生物具有统一性
含量
细胞中各种元素的相对含量与无机自然界的大不相同。
生物与非生物具有差异性
组成细胞的元素
01
玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量（干重，质量分数）
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
注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3%
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。
2. 比较组成玉米细胞和人体细胞的元素及含量，你还能得出啊些结论？
组成玉米细胞中氧元素的含量明显要高于人体细胞，而氮元素的含量明显又低于人体细胞。
3. 细胞中有些元素含量较少，是否意味着它们不重要？
含量较少的元素也很重要
种类：不同生物细胞元素组成具有统一性
含量：不同生物细胞元素含量具有差异性
1.1 细胞元素的分类
种类：组成细胞的化学元素，常见有20多种。
含量：
大量元素：
C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等
（含量较多，占生物体总重量万分之一以上的元素）
微量元素：
Fe、B（硼）、Cu、Mo（钼）、Zn、Mn等
（含量很少）
巧记：新木桶，碰铁门
基本元素
最基本元素
主要元素
对于生物体来讲，微量元素是否可有可无呢
微量元素是生物体不可缺少的必需元素;含量很少,但必不可少。
(1)大量元素和微量元素的划分依据是元素在细胞中含量的多少,而不是生理作用的大小。
(2)无论干重还是鲜重,细胞中C、H、O和N这四种元素含量最多。
缺Fe：
人体患贫血
缺Ca：
成年人缺钙患骨质疏松症；血液缺钙会出现抽搐。
缺I：
人幼年患呆小症；成年患甲状腺肿大（大脖子病）
缺Zn：
“花”而不实（只开花不结果）
缺B：
影响人体生长发育、大脑发育和性成熟
缺Mg：
影响植物叶绿素的合成，影响光合作用的进行
元素缺乏导致的疾病
02
组成细胞的化合物
2. 组成细胞的化合物
图2-1 组成细胞的主要化合物及相对含量
组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在。
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）
人体细胞鲜重和干重中，哪种元素的含量最多，哪几种元素含量是较多的？
　　（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__________。
化合物 质量分数 % 化学元素
无机物 水 70 ~ 90 H、O
无机盐 1 ~ 1.5 N、P、K、Ca、Mg、Fe、Zn、
Mn、Cu、B、Mo
有机物 蛋白质 7 ~ 10 C、H、O、N
脂质 1 ~ 2 C、H、O（N、P）
糖类和 核酸 1 ~ 1.5 C、H、O
C、H、O、N、P
水
蛋白质
蛋白质
检测生物组织中的有机物
03
探究·实践
实验原理：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。
鉴定物质 实验试剂 实验现象
还原糖
脂肪
蛋白质
斐林试剂
砖红色沉淀
苏丹III染液
橘黄色
双缩脲试剂
紫色
淀粉
碘
蓝色
选材：含糖量高、白色或近于白色的植物组织
制备样液：制浆→过滤（一层纱布）→取液
颜色反应：
结论：组织样液含有还原糖
注入2mL苹果组织样液
振荡、混合摇匀呈现蓝色
注入1mL刚配制好的斐林试剂
甲乙液等量混匀
变成砖红色
50-650C的温水
　　操作流程
（1）还原糖的检测
选材： 含 丰富的豆浆或鸡蛋清溶液。
蛋白质
黄豆浆滤液或蛋清稀释液
制备样液
呈色反应
组织样液2mL
双缩脲试剂A液1mL
双缩脲试剂B液4滴
摇匀后变成紫色
结论：
组织样液中存在蛋白质。
（2）蛋白质的检测
（3）脂肪的检测
方法一：花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ染液→橘黄色
方法二：取材：花生种子(浸泡)，将子叶切成薄片
制片
取最薄的切片，放在载玻片中央
滴2～3滴苏丹Ⅲ染液(染色3 min)
去浮色：加1～2滴体积分数为50%的酒精溶液
制成临时装片：滴一滴蒸馏水，盖上盖玻片
先低倍镜下找着色颗粒，再高倍镜观察
观察
结论：圆形小颗粒呈橘黄色，证明有脂肪存在
（4）淀粉的检测
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：
斐林试剂与双缩脲试剂的比较
项　目 斐林试剂 双缩脲试剂
不 同 点 CuSO4溶液浓度 0.05 g/mL 0.01 g/mL
检测物质 还原糖 蛋白质
使用方法 甲、乙两液等量 混合均匀使用 先加入A液,
再加入B液
项　目 斐林试剂 双缩脲试剂
不 同 点 反应条件 50～65 ℃水浴加热 不需要加热
反应现象 浅蓝色→棕色→ 砖红色 浅蓝色→紫色
相同点 含有NaOH和CuSO4两种成分,且NaOH的质量浓度都是0.1 g/mL 注意事项：
（1）唯一需要加热的——还原糖的检测，若不加热，则无砖红色沉淀出现。
（2）唯一需要显微镜的——花生子叶切片脂肪的检测。
（3）混合后加入的——斐林试剂；分别加入的——双缩脲试剂。
（4）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]。
大量元素
微量元素
无机盐
脂质
核酸
斐林
砖红色
双缩脲
紫色
橘黄色
（红色）
碘液
蓝色
　　课堂小结
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
D
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（ ）
A.Fe、Mn、Zn、Cu B. Zn、Cu、Mg、Ca
C.Zn、Mg、B、Mn D.Mg、Mn、Cu、Mo
A
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
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
5.下列叙述正确是（ ）
A.西瓜汁中含有丰富的葡萄糖和果糖，可做还原糖鉴定的替代材料
B.脂肪鉴定时，可观察到细胞中被苏丹IV染成黄色的小颗粒
C.双缩脲试剂B液为0.01g/mlCuSO4溶液
D.鉴定还原糖时先加入斐林试剂的甲液摇匀后再加乙液
C

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