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第二章 组成细胞的分子
第一节　细胞中的元素和化合物
广而告之：（电视广告）
广告一：补铁、补血，效果好！朴血口服液！
广告二：健康的体魄，来源于“碘碘”滴滴
广告三：万丈高楼平地起，层层都是“钙”起来
广告四：聪明的妈妈会用“锌”。
上面的广告中提到了哪些化学元素？这些元素能构成人体内的哪些成分呢
1.列举细胞中的主要元素。
2.简述组成细胞的化合物。
3.掌握糖类、脂肪和蛋白质的检测方法。
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：
一、生物界与非生物界的关系
例题：
1. 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
2.下列有关组成生物体化学元素的论述，正确的是（ ）
A、组成生物体和组成无机自然界的化学元素中，碳
元素含量最多
B、人、动物与植物所含的化学元素的种类差异很大
C、组成生物体的化学元素在无机自然界都可以找到
D、不同生物体内各种化学元素的含量比例基本相似
C
玉米和人体的化学元素组成（质量分数%）
元素 玉米 人
O 44.43 14.62
C 43.75 55.99
H 6.24 7.46
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，其中哪4种元素所占比例最大？
C、H、O、N
大体相同
相差很大
从上表中可得出：
大量元素：
指含量较多的元素（占生物体总重量万分之一以上的元素）。如C、H、O、N、 Ｐ、S、Ｋ、Ｍg、Ｃa等。
微量元素：
指含量很少但生物体生活所必需的一些元素。如Fe、Mn、Zn、Cu、Ｂ、Ｍo等。
二、细胞中元素的分类
1.依据含量分：
最基本元素
基本元素
主要元素
Ｃ H O N P S K Ca Mg等
大量元素
Fe Mn B Zn Mo Cu等
微量元素
组成细胞的元素
2.依据作用分：
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）
三、细胞中元素的含量
细胞鲜重中含量最多的是什么元素？细胞干重中含量最多的是什么元素？
O
C
为什么会不同？
细胞干重中含量最多的元素是C，C有四个共价键，容易与其他原子结合，通过化学键连接成链或环，从而形成各种生物大分子，即生物大分子以碳链为骨架，而各种生物大分子在生物体的生命活动中具有重要作用。可以说没有碳就没有生命。
碳为什么是构成细胞的最基本元素？
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.
通过分析,你能得出什么结论呢
微量元素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.
元素缺乏与疾病的相关性：
缺Fe：
人体患贫血；果树患黄叶病
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
人幼年患呆小症；成年患甲状腺肿大（大脖子病）
缺I：
缺B：
华而不实（只开花不结果）
缺Zn：
影响人体生长发育、大脑发育和性成熟
缺Si：
患克山病（原发性心脏病）
缺Mg：
影响植物叶绿素的合成，影响光合作用的进行
构成细胞的化合物
无机化合物
有机化合物
水
无机盐
糖类：C、H、O
脂质：C、H、O、N（P）
蛋白质：C、H、O、N（S、Fe）
核酸：C、H、O、N、P
四、组成生物体的化合物
组成细胞的元素大多数以化合物的形式存在
化合物 质量分数（%）
水 占85～90
无机盐 占1～1.5
蛋白质 占7～10
脂类 占1～2
糖类和核酸 占1～1.5
1.细胞中，含量最多的化合物是 ，
2.细胞中，含量最多的有机化合物是 ，
3.细胞干重中，含量最多的化合物是 。
水
蛋白质
蛋白质
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
D
A
肥胖症患者的体细胞中含量最多的物质是：( )
A、水 B、糖类
C、蛋白质 D、脂肪
1.有机化合物和无机化合物有什么区别 能举例说明吗
思考与讨论:
2.细胞内最多的有机化合物和无机化合物分别是哪一种什么 你能推测它们对生命的意义吗
主要看他们是否含有碳元素，含有C、H、O三种元素的化合物为有机物，如糖类、脂类、蛋白质；水为无机物，不含有C.由氢、氧两种元素组成。
细胞内最多的有机物是：蛋白质
细胞内最多的无机物是：水
蛋白质是组成生物体的重要物质，在生命活动中起重要作用；水是生命之源，离开水，生命活动就无法进行。
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 如何从这些植物器官中提取呢
思维拓展:
植物的叶肉细胞、果实细胞和种子的细胞中通常含有较多的糖类、脂质和蛋白质。如禾谷类的果实、种子中含淀粉（多糖）较多；甘蔗的茎和甜菜的根含蔗糖多：大豆含蛋白质多，花生芝麻种子含脂质多。要设法使细胞破碎，再将这些物质提取出来。
小结
1、组成细胞的元素（常见的有20多种）
大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg
微量元素： Fe、Mn、 Zn 、Cu、 B 、Mo
主要元素： C、H、O、N、P、S
基本元素： C、H、O、N
最基本元素： C
2、组成细胞的化合物
无机化合物：水、无机盐
有机化合物：糖类、脂类、蛋白质、核酸
细胞中最多的化合物是水；最多的有机化合物是蛋白质。
并不是所有细胞中化合物的含量都一样。根据你
的生活经验，说说哪些植物器官的细胞中富含糖类、脂质或蛋白质？
怎样来检测这些化合物呢？
细胞中最多的有机化合物是蛋白质，无机化合物是水。
蛋白质是组成生物体的重要物质，在生命中起重要作用；
水是生命之源，离开水，生命活动就无法进行。
细胞内最多的有机化合物和无机化合物分别是哪一种，你能推测它们对生命的意义吗？
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
实验原理： 化学试剂+有机化合物→特定的颜色
还原糖
斐林试剂
砖红色沉淀
+
脂肪
苏丹Ⅲ
橘黄色
+
蛋白质
双缩脲
紫色
+
淀粉
碘
蓝色
+
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 。
实验流程(步骤)
1.可溶性还原糖
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.C水浴
加热2min
鉴定可溶性还原糖的实验材料是否可选择西瓜？
不行，西瓜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。
所以应选颜色为白色或近白色的植物组织，以苹果、梨最好。
还原糖：可被氧化充当还原剂的糖。
常见的有：葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖、半乳糖
注：蔗糖、淀粉不是还原糖
2.脂肪的鉴定
取材：花生种子（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
２－３min
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
3.蛋白质的检测和观察：
选材
应选择含蛋白质丰富的豆浆或鸡蛋清溶液。
（避免材料自身的颜色对实验变化颜色的掩盖）
制备组织样液
黄豆浆滤液或蛋清稀释液。
显色反应
实验步骤：
创设碱性条件
提供Cu2+
4.淀粉的检测和观察：
选材
马铃薯匀浆
检测
实验步骤：
问题探讨:
1、在做还原糖、蛋白质鉴定的实验时，为什么要留出一部分样液？
作对照
2、使用双缩脲试剂时为什么B液只能加3～4滴而不能
过量？
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。
3、为什么斐林试剂要现配现用，不能放置太久？
时间太长，Cu(OH)2悬浊液就沉淀在试管底部而无法参与反应。
深化
斐林试剂 双缩脲试剂 甲液 乙液 A液 B液
成分
鉴定物质 添加顺序方法 反应原理 反应条件 反应现象 4. 比较斐林试剂和双缩脲试剂
0.1g/mL的NaOH溶液
0.1g/mL的NaOH溶液
0.01g/mL的CuSO4溶液
0.05g/mL的CuSO4溶液
还原性糖
蛋白质
甲液和乙液等量混合均匀后再加入
先加双缩脲试剂A液1mL，摇匀，再加双缩脲试剂B液4滴
50-65℃水浴加热
砖红色沉淀
紫色络合物
不需加热，摇匀即可
还原糖中的醛基被Cu(OH)2氧化， Cu(OH)2被还原成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
5、实验的材料的选择和处理有什么要求？
材料的选择
材料的处理
还原性糖的鉴定
脂肪的鉴定
含糖高，颜色为
白色的植物组织，
如苹果和梨
富含脂肪的种子
，如花生
浸泡3~4小时
/
蛋白质的鉴定
富含蛋白质的
黄豆或鸡蛋清
黄豆需浸泡1-2天，鸡蛋清要先稀释
1.下图表示细胞中各种化合物或主要元素占细胞鲜重的含量，以下按①②③④顺序排列，正确的是（ ）
A．水、蛋白质、糖类、脂质；N、H、O、C
B．蛋白质、糖类、脂质、水；O、C、N、H
C．水、蛋白质、脂质、糖类；H、O、C、N
D．蛋白质、水、脂质、糖类；C、O、H、N
D
2.将刚刚萌发、带有小芽的大麦充分研磨后，过滤得到组织样液。在组织样液中加入下列试剂后震荡均匀，有关实验现象及结论的叙述正确的是 （ ）
A.加入苏丹Ⅲ染液，溶液呈红色，证明发芽的大麦
中含有脂肪
B.加入斐林试剂并水浴加热，溶液呈砖红色，说明
发芽的大麦中含有麦芽糖
C.加入碘液，溶液呈蓝色，说明发芽的大麦中含有
淀粉
D.加入双缩脲试剂，溶液成蓝色，说明发芽的大麦
中含有蛋白质
C
3.下列关于实验操作步骤的叙述中，正确的是（ ）。
A.用于鉴定可溶性还原糖的斐林试剂甲液和乙液，可直接
用于蛋白质的鉴定
B.脂肪的鉴定需要用显微镜才能看待被染成橘黄色的脂肪滴
C.鉴定可溶性还原糖时，要加入斐林试剂甲液摇匀后，
再加入乙液
D.用于鉴定蛋白质的双缩脲试剂A液与B液要混合均匀后，
再加入含样品的试管中，且必须现配先用
B

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