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第二章 第1节
细胞中的元素和化合物
1.你能谈谈你是怎么从一颗受精卵长成现在这样一个个体的吗？
2.生物是生活在一定的环境中，这些生物是从从环境中获取物质吗？
这些生物又由哪些元素组成呢？
3.接下来我们就一起先来看看生物界的元素跟非生物界的元素有什么不同的地方？
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
生物与非生物在元素组成和含量上有何特点？
从元素的组成可以得出生物与非生物具有怎样的关系？
组成相同，含量差别大。
组成地壳和组成细胞的部分元素含量（％）表
组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能找到，没有一种化学元素为细胞所特有
细胞中的各种元素的相对含量与无机自然界中的大不相同
生物界和非生物界具有统一性
生物界和非生物界具有差异性
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
生物和非生物所含元素都来自无机环境，为什么比例却大不相同？
生物体按照生命活动需要从外界有选择地吸收元素，故与无机环境含量相差较大。
组成地壳和组成细胞的部分元素含量（％）表
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
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？
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的元素
种类和含量，你还能得出哪些结论？
一样，都是C、H、O、N含量较多。它们的主要成分都是水，糖类，脂质和蛋白质等
不是，
微量元素也是生物体生命活动所必需的
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
1、不同生物体内化学元素的种类：
2、不同生物体内同种化学元素的含量：
3、同一生物体内不同化学元素的含量不同，其中（ ） 4种元素含量最多。
基本相同
含量不同
C、H、O、N
鲜重状态 干重状态
含量最多的元素
含量最多的四种元素
O
C
O>C>H>N
C>O>N>H
最基本元素
基本元素
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）
人体细胞元素比较
干重和鲜重条件下数量最多的原子分别是？
组成细胞的元素
种类
细胞中常见的化学元素，大约有20多种
分类
按元素在生物体内含量分为
大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等
微量元素：Fe、B、Cu、Mo、Zn、Mn等（资料12页）
按元素在生物体内作用分为
最基本元素：C
基本元素： C、H、O、N
主要元素： C、H、O、N、P、S
来源
有选择地从无机自然界中吸收
存在
大多以化合物形式存在，少数以离子的形式存在
(1)大量元素和微量元素的划分依据是含量还是重要程度？
(2)大量元素和微量元素都是组成生物体的必需元素，但生物体内含有的元素一定都是必需元素吗？都有不可替代的作用吗？请举例说明？
(3)无论干重还是鲜重,细胞中哪四种元素含量最多。
特别提醒
是元素在细胞中含量的多少,而不是生理作用的大小。
C、H、O、N（基本元素）
不一定，汞、铅、砷
通过分析,你能得出什么结论呢
资料12页练1（元素的作用）
微量元素（硒）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。
元素缺乏症（大量元素和微量元素都是必需元素）
缺I：引起甲状腺肿（大脖子病）等。
缺Ca： 血钙过高-肌无力 血钙过低-抽搐 。
Fe：血红蛋白的组成成分，缺Fe会引起缺Fe性贫血。
Mg：是合成叶绿素的必需元素。
缺B：会引起植物的花而不实，新叶发育受阻。
拓展与应用（元素的作用）
1、组成生物体的元素追根溯源来自无机环境。下列有关
说法正确的是(　 )
A．生物体内的元素比例和无机环境中相同
B．说明生物界和非生物界具有统一性
C．生物界中含量最多的三种元素是O、C、H，
因此非生物界中含量最多的三种元素也是O、C、H
D．生物体内的元素种类和无机环境中相同
B
二、组成细胞的化合物
无机
化合物
有机
化合物
水：70%～90%
无机盐：1%～1.5%
糖类：C、H、O
脂质：C、H、O（N P）
蛋白质：C、H、O、N、
（P、S、Fe）
核酸：C、H、O、N、P
1％～1.5％
二、组成细胞的化合物
7%～10%
1%～2%
反馈练习
右图表示组成细胞的主要化合物及其相对含量，请分析后回答：
1 . 占细胞鲜重最多的化合物是__________,
占细胞鲜重最多的有机物是__________
2. 占细胞干重最多的化合物是__________,
占细胞干重最多的有机物是__________
水
蛋白质
蛋白质
蛋白质
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。( ）
肌肉细胞中含量最多的化合物是蛋白质（ ）
B
所有的细胞中含量最多的有机物都是蛋白质吗？
三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1.此实验用了哪些试剂？
2.对实验材料的要求？
3.实验现象分别是什么？
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。
三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
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。
1、还原糖+斐林试剂 砖红色沉淀
水浴加热
50~65℃
2、脂肪+苏丹Ⅲ 橘黄色
3、蛋白质+双缩脲试剂 紫色
4、淀粉+碘液 蓝色
苏丹Ⅲ本身为棕红色
葡萄糖，麦芽糖，果糖，乳糖，半乳糖
比较 项目 斐林试剂 双缩脲试剂
成分 甲液 乙液 A液 B液
0.1 g/mL NaOH溶液 0.05 g/mL CuSO4溶液 0.1 g/mL NaOH溶液 0.01 g/mL
CuSO4溶液
反应 原理 可溶性还原糖将Cu(OH)2还原为Cu2O沉淀 具有两个或两个以上肽键的化合物在碱性条件下与Cu2＋反应生成紫色络合物
斐林试剂与双缩脲试剂比较（资料13页）
比较 项目 斐林试剂 双缩脲试剂
添加 顺序 甲、乙两液等量混匀后立即使用 先加入A液1 mL摇匀，再加4滴B液摇匀
反应 条件 50～65 ℃水浴加热 不需加热
反应 现象 样液浅蓝色→棕色→砖红色 样液变紫色
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
(2021·黑龙江大庆实验中学模拟)关于生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定实验，下列叙述正确的是 (　　)
A．鉴定还原糖、蛋白质都需要进行水浴加热
B．实验结束时将剩余的斐林试剂装入棕色瓶，以便长期使用
C．用苏丹Ⅳ鉴定花生组织中是否含有脂肪成分时，实验结果肯定可见橘黄色颗粒
D．当实验试剂中提供了斐林试剂甲液、乙液和蒸馏水时，不但可以检验还原糖，也可以鉴定蛋白质
﹝典例剖析﹞
例 1
D　
2．(2020·江西临川二中月考)现提供可配制斐林试剂的溶液：甲液(0.1 g/mL的NaOH溶液)、乙液(0.05 g/mL的CuSO4溶液)以及蒸馏水，如果充分利用上述试剂及必需的实验用具，可灵活地鉴别出下列哪些物质 (　　)
①葡萄糖　　　　 ②蔗糖
③胃蛋白酶　　　　 ④RNA
A．只有①　　 B．①和②
C．①和③　　　 D．②③和④
C　
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），( )最好。
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
（现配现用）
（混合使用）
50～65℃
水浴加热
1、可溶性还原糖
苹果、梨
棕色
石英砂SiO2，研磨充分
西瓜汁，甘蔗行不行？
还原糖的检测和观察
结论：说明苹果组织中含有葡萄糖（ ）
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：
有被染成橘黄色的脂肪微粒
脂肪微粒
2、脂肪的鉴定
脂肪的检测结果
脂肪鉴定实验中为什么用50%的酒精洗去浮色，而不用清水？
[提示]因为苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ易溶于有机溶剂酒精中，而不溶于清水中。
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液２mL
现象：
无色
( ）
双缩脲试剂
Ｂ液４滴
紫色
创设碱性条件
提供Cu2+
3、蛋白质的鉴定
（
）
在使用双缩脲试剂时，为什么要先加入试剂A，后加入试剂B（不能过量）
[提示]先加入试剂A，造成碱性环境，只有在碱性环境中，蛋白质才容易与Cu2＋发生颜色反应。
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
4、淀粉的鉴定
四类有机物检测在操作步骤上的“三个唯一”
①唯一需要加热——（ ）
②唯一需要使用显微镜——（ ）。
③唯一使用酒精——（ ）
资料13特别提醒
还原糖检测,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。
脂肪检测
脂肪的鉴定,实验用体积分数为50 %的酒精洗去浮色。
AD
例：
1.以下关于实验的描述中，正确的是(　 　)
A．利用光学显微镜可观察到组成细胞膜的磷脂分子
B．西瓜汁中含有丰富的葡萄糖和果糖，可用作还原糖鉴定的替代材料
C．在做脂肪的鉴定实验时，发现满视野都呈现橙黄色，
于是滴1～2滴质量分数为20%的盐酸洗去多余的染料
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
D
2、有关物质检测的说法正确的是（ ）
A．用双缩脲试剂检测蛋白质，需水浴加热方可出现紫色
B．组织切片上滴加苏丹IV染液，显微镜观察有橘黄色颗粒
说明有脂肪
C．组织样液滴加斐林试剂，不产生砖红色沉淀说明没有还原糖
D．鉴定样液中的蛋白质时，先加NaOH溶液，震荡后再加
CuSO4溶液
D
立克次氏体
支原体
硝化细菌
大肠杆菌
乳酸菌
蓝细菌
放线菌
衣原体
细菌
动物
植物
原生生物
真菌
（1）细胞膜、细胞质、核糖体 统一性 没有以核膜为界限的细胞核 没有细胞结构
（2）衣藻
（3）叶绿素藻蓝素 自养 色球蓝细菌、发菜、颤蓝细菌 DNA

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