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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
1．说出组成细胞的元素都来自自然界但各元素相对含量又
与无机环境不同；
2．说出组成细胞的大量元素和主要微量元素，说出组成细
胞的化合物的主要种类；
3．尝试检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质，进行实验
操作、观察结果。
珊瑚
珊瑚虫
问题1：珊瑚和珊瑚虫，哪种是生物？
珊瑚虫
问题2：珊瑚和珊瑚虫都是由细胞构成的吗？
珊瑚虫是，珊瑚不是。生物体是由细胞构成的。
问题3：从更微观的角度来看，细胞和珊瑚虫都是由分子组成，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？
本章内容通过研究组成细胞的分子以探寻生命的物质基础
情景导入：
资料分析1：
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
* 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，你能提出什么问题？就自己提出的问题与其他同学交流。
说明：生物界与非生物界具有统一性
说明：生物界与非生物界具有差异性
现象2：细胞中各种元素的含量与无机自然界有很大不同。
现象1：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。
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
(干重，质量分数）
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？
是一样，与组成细胞的化合物有关。
否。含量虽少，但是是生物体生命活动所必需的化学元素。
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？
①不同生物体内化学元素的种类基本相同。
②不同生物体内同种化学元素的含量不同。
③同一生物体内不同化学元素的含量不同。
资料分析2：
2.按含量
大量元素：C、H、0、N、P、S、K、Ca、Mg等（含量占生物体总重量万分之一以上）
微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。
（铁猛碰新木桶）
一、组成细胞的元素
1.组成细胞的化学元素，常见的有 。
20多种
（指含量很少但生物体生活所必需的一些元素）
C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg
Fe、Mn、B、Zn、 Mo 、Cu
基本元素
主要元素
大量元素
微量元素
最基本元素
近日，小明的一些症状引起了父母的担忧：感冒频繁，口腔溃疡反复发作，伤口不易愈合，食欲不振，免疫力低下。比起同龄儿童，小明身材偏矮、偏瘦。去医院后，经检查发现血清中锌的浓度过低。
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3：
资料分析4：
通过分析,你能得出什么结论呢
微量元素(锌)在生物体中含量很少，但是生物体不可缺少的必需元素。
铅（Pb）、汞（Hg）在细胞中含量也很低，属于微量元素吗？
不属于，生物体不需要吸收Pb和Hg，一旦吸收会引起重金属中毒。
元素缺乏与疾病的相关性总结
缺Fe：
人体患缺铁性贫血
缺B：
花而不实（只开花不结果）
缺Zn：
食欲减退、免疫力下降、影响生长发育等
缺Mg：
影响植物叶绿素的合成，影响光合作用
缺Ca：
成年人缺钙患骨质疏松症；人血液中缺钙会出现抽搐现象
1、下列关于化学元素的叙述，错误的是
A.组成细胞的化学元素，常见的有20多种
B.生物界和非生物界的统一性表现在无机自然界中的元素在生物体中都存在
C.构成生物体的化学元素的重要功能之一是组成细胞中的各种化合物
D.构成细胞的大量元素包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等
C
2、某同学在配制培养植物的培养基时使用了NH4NO3、KNO3、CaCl2·2H2O、MgSO4.·7H20、螯合铁溶液、微量元素溶液，但缺少了一种必需的大量元素，为补充这种元素，应添加的化合物是
A.Ca(NO)2 B.KCl C.KSO4 D.KH2PO4
C
1.组成细胞的各种元素大多以 的形式存在
二、组成细胞的化合物
化合物
阅读教材17页，从图2-1，你归纳化合物相关规律吗？
2.细胞中最多的化合物是 ；最多的有机化合物是 。
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？
糖类 H2O 叶绿素
梨果实细胞
梨叶片细胞
多
少
多
少
无
多
总结：不同生物组织的细胞中各种化合物的含量是有差别的
因此，日常膳食中做到不同食物合理搭配，以满足机体的营养需要
根据已经掌握的知识分析，不同生物材料中富含有机物的成分不同，下面的生物材料中，富含糖类、脂肪、蛋白质的分别有_________、________、_________。
①玉米种子　②牛奶　③甘蔗的茎　④鸡蛋　⑤花生种子　⑥甜菜的块根　⑦蓖麻种子　⑧大豆种子　⑨苹果
①③⑥⑨
⑤⑦
②④⑧
活动：联系日常膳食，预测以下食材可能含有的有机物种类
思考：
怎样检测细胞中含有上述化合物？
三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
葡萄糖、果糖、麦芽糖
1.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 鉴定试剂 颜色变化
还原糖
淀粉 碘液
脂肪 苏丹Ⅲ
蛋白质
斐林试剂
砖红色沉淀
橘黄
双缩脲试剂
紫色
蓝色
糖类的检测：
①还原糖(葡萄糖、麦芽糖、果糖等)＋ 试剂 。
②淀粉＋碘液→ 。
脂肪的检测：
脂肪＋ 染液→ 色。
蛋白质的检测：
蛋白质＋ 试剂→ 色。
蓝色
斐林
砖红色沉淀
苏丹Ⅲ
橘黄
双缩脲
紫
Cu(OH)2蓝色
碱性Cu2+蓝色
肽键
2.材料用具
实验选材基本要求:
①符合实验要求
②易获取的原则
③不对实验结果产生干扰
斐林试剂 甲液：0.1g/mL的NaOH溶液
乙液：0.05g/mL的CuSO4溶液
双缩脲试剂 A液：0.1g/mL的NaOH溶液
B液：0.01g/mL的CuSO4溶液
体积分数为50%的酒精溶液、 蒸馏水）
试剂：
(选择要求：颜色浅或接近于浅色，富含某种有机物的材料)
对提供的材料进行选择和分类：
①苹果　②花生种子　③豆浆　④梨　⑤稀释鸡蛋清　⑥鲜肝提取液　⑦马铃薯匀浆　⑧芝麻种子　⑨西瓜汁　⑩葡萄匀浆 白萝卜匀浆
(1)适合还原糖检测的有 。
(2)适合脂肪检测的有 。
(3)适合蛋白质检测的有 。
(4)适合淀粉检测的有 。
⑦
①④⑩
②
③⑤⑥
（1）还原糖的检测和观察
选材：
试剂：
制备样液：
颜色反应：
3.方法步骤与现象
含糖量高、白色或近于白色的植物组织
斐林试剂 甲液：0.1g/ml的NaOH
乙液：0.05g/ml的CuSO4
制浆→过滤（一层纱布）→取液
注入2mL梨组织样液
振荡、混合摇匀
注入1mL刚配制好的斐林试剂
变成砖红色
50-65℃的温水
蓝色
棕色
砖红色
新制Cu(OH)2
Cu2O(沉淀）
结论：
组织样液含有还原糖
（2）脂肪的鉴定
常用材料：
试剂：
苏丹Ⅲ染液
花生子叶或向日葵种子
步骤：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
先低倍镜下找橘黄色颗粒，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
取材
制备组织样液
黄豆组织样液（或鸡蛋蛋清稀释液）
蛋清必须稀释，以免实验后黏住试管壁，不易清洗
鸡蛋清
蛋清稀释液
加水稀释
黄 豆
（侵泡1-2d）
豆浆
研磨
滤液
过滤
3. 蛋白质的鉴定
显色反应
现象
摇匀
2mL组
织样液
1mL双缩脲试剂A液
创设碱性环境
4滴双缩脲试剂B液
提供Cu2+
无色
蓝色
紫色
蛋白质中肽键在碱性环境遇到Cu2+会形成紫色络合物
A液：质量浓度0. 1g/mlNaOH，B液：质量浓度0. 01g/mlCuSO4先加A液、再加B液
过量的双缩脲试剂B会与试剂A反应，使溶液呈蓝色，而掩盖生成的紫色。
使用双缩脲试剂时为什么B液只能加3～4滴而不能过量？
斐林试剂和双缩脲试剂对比
斐林试剂 双缩脲试剂
不 同 点 浓度
使用方法
原理
相同点 成分 甲液:0.1g/mLNaOH
乙液:0.05g/mLCuSO4
A液:0.1g/mLNaOH
B液:0.01g/mLCuSO4
甲液和乙液混合均匀后方可使用，且现配现用需水浴加热。
使用时先加A液再加B液，不需加热
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0.1g/mL
实质是新配制的Cu(OH)2
实质是碱性环境中的Cu2+
肽键与碱性环境中的Cu2+生成紫色的络合物。
1.下列有机物的鉴定实验中，操作有误的是（ ）
A.鉴定蛋白质时，把双缩脉试剂A液和B液混合后再加入蛋白质样液中
B.鉴定还原糖时，用60℃水浴加热
C.鉴定淀粉时，直接把碘液加入淀粉样液中
D.鉴定脂肪时，在花生种子匀浆中滴加苏丹Ⅲ染液后，直接进行观察
A
2.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(0.05g/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，可灵活性地鉴别出下列哪些物质 （ ）
①葡萄糖 ②蔗糖 ③胃蛋白酶（其化学本质是蛋白质） ④DNA
A.只有① B.①②
C.①③ D.②③④
C
组成细胞的元素
组成细胞的化合物
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
常见的元素有20多种
大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等
微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等
无机物：水（细胞中含量最多）、无机盐
有机物：蛋白质（干重中含量最多）、糖类、脂质、核酸
目的要求
实验原理
材料用具
方法步骤

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