资源简介

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分子与细胞
本书目录
1、走近细胞
2、组成细胞的分子
3、细胞的基本结构
4、细胞的物质输入和输出
5、细胞的能量供应和利用
6、细胞的生命历程
细胞
细胞的发现
细胞的组成
细胞的结构
细胞的物质交换
细胞的代谢
细胞的一生
珊瑚
珊瑚虫
问题1：珊瑚和珊瑚虫，是不是生物？
珊瑚不是生物，珊瑚虫是生物
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？
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
珊瑚是珊瑚虫分泌的石灰质骨骼聚结而成
特殊的“生命元素”？
特殊的“物质分子”？
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
第一节
细胞中的元素和化合物
第二章 组成细胞的分子
课标内容要求 核心素养对接
1.说出细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成，它们以碳链为骨架形成复杂的生物大分子。 2．实验：检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质。 1.生命观念——物质与能量观：生物体是由元素和化合物组成的。2．科学思维——归纳与概括：从元素的种类、含量等方面总结组成细胞的元素。3．科学探究——通过对检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的学习形成科学探究的学科素养。
目 录
Contents
壹
组成细胞的元素
贰
组成细胞的化合物
叁
鉴定实验
元素 地壳 细胞
O 48.6 65.0
Si 26.3 极少
C 0.087 18.0
N 0.03 3.0
H 0.76 10.0
组成地壳和组成细胞的
部分元素含量(％)表
组成元素种类基本相同
生物界 非生物界
统一性
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？
问题探讨
问题探讨
元素 地壳 细胞
O 48.6 65.0
Si 26.3 极少
C 0.087 18.0
N 0.03 3.0
H 0.76 10.0
组成地壳和组成细胞的
部分元素含量(％)表
组成元素种类基本相同
组成元素含量差别大
生物界 非生物界
统一性
生物界 非生物界
差异性
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？
2、生物体中的元素含量和无机环境中的含量大不相同吗？
问题探讨
元素 地壳 细胞
O 48.6 65.0
Si 26.3 极少
C 0.087 18.0
N 0.03 3.0
H 0.76 10.0
组成地壳和组成细胞的
部分元素含量(％)表
生物体按照生命活动需要从外界有选择地吸收元素。
3.生物所含元素都来自无机环境，为什么二者元素含量却大不相同？
1
比
较
组
成
玉
米
和
人
体
细
胞
的
元
素
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
玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量（干重，质量分数）
注：其他元素站细胞干重的质量分数总计小于3%
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。
一、组成细胞的元素
一、组成细胞的元素
1
比
较
组
成
玉
米
和
人
体
细
胞
的
元
素
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
玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量（干重，质量分数）
注：其他元素站细胞干重的质量分数总计小于3%
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 。
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 。
基本相同
不同
不同
鲜重
干重
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>N>H
C
O>C>H>N
最基本元素
基本元素
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
最基本元素：C
基本元素： C、H、O、N
主要元素： C、H、O、N、P、S
种类
分类
来源
存在
2组成细胞的元素
细胞中常见的化学元素，大约有20多种
按元素在生物体内含量分为
按元素在生物体内作用分为
大多以化合物形式存在
有选择地从无机自然界中吸收
元素的作用
组成蛋白质、核酸、叶绿素、ATP、NADPH等物质的成分
组成ATP、生物膜结构的成分
感到肢体麻木
骨骼、牙齿的组成成分，成年人缺Ca易患骨质疏松，人血液中缺钙容易患抽搐症，Ca多容易引起肌无力
叶绿素的重要组分
血红蛋白、多种酶的重要组成成分，缺Fe会使人患贫血；
缺使人发育受影响，导致发育不良;
缺B导致开花而不结果实。花而不实。
缺I引起甲状腺肿大（大脖子病），I多引起甲亢等
N：
Zn：
B：
P：
K：
Ca：
Mg：
Fe：
I：
01
缺Fe：铁是血红蛋白的组成元素，缺铁会使人患贫血等症状；
缺Zn：生长发育缓慢;智力发育不良；免疫力下降等；
水
无机盐
糖 类
蛋白质
脂 质
核 酸
组成细胞的各种元素大多数以化合物的形式存在
组成细胞的化合物
无机化合物：水和无机盐
有机化合物：
糖类、蛋白质、脂质、核酸
组成细胞的化合物
鲜重中含量最多的化合物：
鲜重中含量最多的有机物：
干重中含量最多的化合物：
水
蛋白质
蛋白质
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，含量最多的无机化合物是水，含量最多的有机化合物是蛋白质，在细胞干重中，含量最多的有机物蛋白质。
不同生物组织的细胞中各种化合物的差别是有差别的。
二、组成细胞的化合物
C、H、O
ATP
脂肪
磷脂
核酸
蛋白质
糖类
+N、P
+N、P
+N、P
+N（有的含S、Fe等）
知识拓展
你能举例说出哪些植物器官的细胞中富含糖类,脂质和蛋白质吗
如何检测呢？
实验原理：
某些化学试剂能够使生物组织中的相关化合物产生特定的颜色反应。
视频：检测生物组织中的有机物的实验原理：颜色反应
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
实验原理：
某些化学试剂能够使生物组织中的相关化合物产生特定的颜色反应。如：
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
水浴加热
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
材料用具：
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.实验材料：
(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
梨
豆浆
花生种子
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
材料用具：
2.仪器：
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
3.试剂：
视频：检测生物组织中的还原糖
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
方法步骤：
1.还原糖的检测和观察
含糖量高、白色或近于白色，如：梨匀浆、白萝卜匀浆、葡萄匀浆。
斐林试剂甲液：0.1g/ml的NaOH，乙液：0.05g/ml的CuSO4。
(甲液和乙液等量混合均匀后再注入)
制匀浆→过滤(一层纱布)→取样液备用
①向试管中注入2mL梨组织样液；
②向试管中注入1mL刚配制好的斐林试剂；
③将试管放入盛有50～65℃温水的大烧杯中加热约2min(水浴加热)；
制备样液：
选材：
试剂：
过程：
结论：
④观察试管中出现的颜色变化。
组织样液含有还原糖
由蓝色变为砖红色沉淀
选材
制备组织样液
颜色反应
观察得结论
还原糖的鉴定
含糖量高、白色或近于白色的植物组织
且必须是可溶性还原糖
属于还原糖的有：单糖、麦芽糖、乳糖
属于非还原糖的有：蔗糖、多糖
制浆→过滤（一层纱布）→取液
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
变成砖红色沉淀
50-650C的温水水浴加热
不能用酒精灯直接加热
结论：组织样液含有还原糖
①还原糖有 。
②试剂： .
甲液：0.1g/ml的______ ,
乙液：0.05g/ml的 .
甲乙液必须 后再加入样中， 。
③必须 。
葡萄糖，果糖，麦芽糖
用水浴加热
斐林试剂
NaOH
CuSO4
等量混合均匀
现配现用
④颜色变化：
浅蓝色
棕色
砖红色
还原糖检测的注意事项
①加入2mL组织样液
②加入1mL新配制的斐林试剂
几组还原糖的检测结果
葡萄糖溶液 梨匀浆 葡萄匀浆 白萝卜匀浆
甲液：
0.1g/mL的NaOH
乙液：
0.05g/mL的CuSO4
③50—65°C水浴加热2min
Cu2O氧化亚铜
还原糖的检测与观察
鉴定可溶性还原糖的实验材料是否可选择西瓜、番茄、马铃薯、甘蔗组织样液？
所以应选颜色为白色或近白色、富含葡萄糖、果糖或麦芽糖等还原糖的植物组织，以苹果、梨最好。
不行，西瓜和番茄样液本身的颜色对于鉴定时的颜色反应起着掩盖作用，导致实验现象不明显。马铃薯和甘蔗主要含淀粉，淀粉为非还原糖。
一、还原糖的检测
还原糖检测的注意事项
视频：检测生物组织中的脂肪
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
方法步骤：
2.脂肪的检测和观察
切片：
选材：
试剂：
制片：
结论：
观察：
取一粒浸泡过的花生种子，去掉种皮。
苏丹Ⅲ染液。
用刀片在花生子叶的横断面上平行切下若干薄片，放入盛有清水的培养皿中待用。
①选最薄的切片，用毛笔蘸取放在载玻片中央；
②在花生子叶薄片上滴2-3滴苏丹Ⅲ染液，染色3min；
③用吸水纸吸去染液，再滴1-2滴体积分数为50%的酒精，洗去浮色；
④用吸水纸吸去酒精，滴1滴蒸馏水，盖上盖玻片，制成临时装片。
在低倍镜下找到花生子叶的最薄处，移至视野中央，将物像调节清晰，换高倍镜观察，被染成橘黄色的脂肪颗粒清晰可见。
圆形小颗粒呈橘黄色，证明有脂肪存在。
③制片：苏丹Ⅲ染液
③制片：50%的酒精
蒸馏水
脂肪的检测与观察
①取材：浸泡、去皮
②切片：薄片
④观察：低→高
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
方法步骤：
3.蛋白质的检测和观察
过程：
选材：
试剂：
结论：
鸡蛋蛋清稀释液（或黄豆组织样液）
A液：质量浓度0.1g/mlNaOH，B液：质量浓度0.01g/mlCuSO4。
(先加A液1ml、再滴加B液4滴)
①向试管中注入2mL待测组织样液；
②向试管中注入双缩脲试剂A液1mL，摇均；
③向试管中注入双缩脲试剂B液4滴，摇均；
④观察组织样液颜色的变化。
大豆组织样液中有蛋白质。
由蓝色变为紫色。
视频：检测生物组织中的蛋白质
①加入2mL组织样液
②加入双缩脲试剂A液1mL
③加入双缩脲试剂B液4滴
蛋白质的检测与观察
蛋白质溶液 豆浆 鸡蛋清稀释液 鲜肝提取液
蛋白质的几组结果
蛋白质中肽键在碱性环境遇到Cu2+会形成紫色络合物
双缩脲试剂最初是用来检测双缩脲的，故双缩脲试剂≠双缩脲。
由于蛋白质分子中含有很多与双缩脲结构相似的肽键(-NH-CO-), 因此, 蛋白质可与双缩脲试剂发生颜色反应。双缩脲试剂可以检测含有两个及以上肽键结构的化合物。
斐林试剂和双缩脲试剂
项目 斐林试剂 双缩脲试剂 成分 甲液 乙液 A液 B液
反应原理 使用方法 反应条件 反应现象 质量浓度为0.05g/mL
的CuSO4溶液
质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液
先加入A液1 mL摇匀，再加B液4滴，摇匀
50～65 ℃水浴加热
不需加热
蓝色→棕色→砖红色
浅蓝色→紫色
质量浓度为0.1g/mL
的NaOH溶液
质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液
加热条件下，含醛基的可溶性还原糖将Cu(OH)2还原为Cu2O沉淀
碱性条件下Cu2＋与具有两个或两个以上肽键的化合物发生反应生成紫色络合物
甲、乙两液等量混匀后立即使用
(现配现用)
在检测实验中，有三个唯一：
唯一需要加热的是 实验；
唯一需要用显微镜的是 实验；
唯一使用酒精的是 实验。
检测还原糖
检测脂肪
检测脂肪
注意事项
(1)还原糖鉴定的实验材料要求
①浅色：不用绿色叶片、西瓜、血液等材料，防止颜色的干扰。
②还原糖含量高：不用马铃薯(富含淀粉)、甘蔗、甜菜(富含蔗糖)。
(2)斐林试剂混合后加入，且现配现用；
双缩脲试剂分别加入，先加A液，后加B液，且B液不能过量。
两者成分相同，但CuSO4溶液的浓度不同，所以不能混用。
思考1：利用斐林试剂的甲液、乙液和蒸馏水能否检测蛋白质？为什么？　
能。斐林试剂的甲液、乙液的成分分别与双缩脲试剂的A液、B液相同，只是斐林试剂的乙液的质量浓度比双缩脲试剂的B液高，只需将斐林试剂的乙液用蒸馏水稀释即可。
思考2：鉴定可溶性还原糖的实验材料是否可选择西瓜、番茄、马铃薯、
甘蔗组织样液？
不可以。西瓜和番茄组织样液本身的颜色对于鉴定时的颜色反应起着掩盖作用，导致实验现象不明显；马铃薯含淀粉，淀粉为非还原糖；甘蔗主要含蔗糖，为非还原糖。应选颜色为白色或近白色、富含葡萄糖、果糖或麦芽糖等还原糖的植物组织样液，以苹果、梨的匀浆最好。
构建网络
无机化合物
有机化合物
水
无机盐
糖类
脂质
蛋白质
核酸
大量元素
C、H 、O 、N 、P 、S 、K 、Ca 、Mg
微量元素
Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo
细胞中的元素和化合物
检测
化合物
元素
斐林试剂
碘液
脂肪
蛋白质
还原糖
淀粉
苏丹Ⅲ或Ⅳ染液
双缩脲试剂
基本元素
C、H 、O 、N

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