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2.1
细胞中的元素与化合物
元素地壳细胞O48.6065.0Si26.30极少C0.08718.0N0.033.0H0.7610.0问题探讨植物中的元素与环境中的元素有哪些异同？学习目标：
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，基于实验简述组成细胞的物质的特殊性。
元素地壳细胞O48.6065.0Si26.30极少C0.08718.0N0.033.0H0.7610.0问题探讨：讨论1：比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量，你能发现非生物界与生物界有什么关系？细胞的元素在无机环境中都能找到，没有一种是其特有的细胞与无机环境中的各种化学元素含量相差很大统一性：差异性：讨论2：比较组成玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量(干重，质量分数)，回答下列问题。
元素 玉米细胞 人体细胞
C 43.57 55.99
H 6.27 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%
基本元素
大量元素
(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？
统一性
差异性
大量元素：
微量元素：
1.常见的化学元素有 种
20多
2.根据含量
C H O N P S K Ca Mg等
Fe Mn B Zn Cu Mo等
锰 硼 钼
主要元素
基本元素
最基本元素
铁(Fe)猛(Mn) 碰(B)新（zn）木(Mo)桶(Cu)
（一）组成细胞的元素
一、组成细胞的元素
状态 鲜重/正常细胞/活细胞 干重/完全脱水
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
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）
鲜重：生物体或细胞在自然生活状态下所测得的重量；干重：生物体（或细胞）除去水分以后所测得的重量
（数目最多）
思考：O元素在细胞鲜重中所占百分比最大，为什么不是最基本的元素？
C能构成细胞内各种有机化合物的基本支架，所以C元素是最基本元素，而O不是。
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。含量过高会导致肌无力
缺Ｉ：
幼年患呆小症；成年患甲状腺肿大（大脖子病）
组成细胞的化合物
二、组成细胞的化合物
水
糖 类
蛋白质
脂 质
核 酸
组成细胞的化合物
二、组成细胞的化合物
鲜重中含量最多的化合物是_____ 。
鲜重内含量最多的有机化合物是________。
干重中含量最多的化合物是________。
水
蛋白质
蛋白质
分类 种类
无机化合物 水
无机盐
有机化合物 蛋白质
脂质
糖类
核酸
无论植物还是动物，不管在什么环境下
(1)元素存在形式：大多以_______的形式存在。
化合物
(2)种类及相对含量
典例1.(2023·吉林长春二中高一期末)如图为元素在生物体内的含量分布情况，下列叙述错误的是
A.P、S、K、Ca、Zn属于大量元素
B.Ⅰ在非生物界中都能找到，体现了
生物界与非生物界的统一性
C.Ⅱ和Ⅲ为生物体的必需元素，一旦缺乏就可能会导致相应的病症
D.Ⅱ含量虽少，却是生物体正常生命活动不可缺少的
√
针对训练1.生命的物质基础是组成细胞的元素和化合物，如图中序号代表不同的化合物，面积不同代表含量不同，其中Ⅰ和Ⅱ代表两大类化合物。下列叙述正确的是
A.若Ⅴ和Ⅵ分别代表蛋白质和脂质，则Ⅶ代表核酸
B.细胞干重和鲜重中含量最多的化合物分别是Ⅴ和Ⅲ
C.医用的生理盐水和糖溶液中的溶质分别属于Ⅳ和Ⅴ
D.上述物质中氧原子含量最高的化合物是Ⅴ
√
如何检测不同食材中有机物的组成情况？
1．梨的果实和叶片细胞所含化合物种类和含量有何差别？
梨的果实细胞中糖类和水分等物质多，不含叶绿素
思考·讨论
2．不同生物组织的细胞中各种化合物的含量相同吗？
不同食物中的营养物质的种类和含量有很大差别，在日常膳食中需要做到不同食物的合理搭配，满足机体营养需要。
三、实验：检测生物组织中的糖类、淀粉、脂肪和蛋白质
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
1、实验原理
Cu(OH)2蓝色
碱性Cu2+蓝色
肽键
2、实验选材
蛋清
豆浆
鸡肝
梨
葡萄
白萝卜
（1）还原糖的鉴定
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梨组织样液
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
50-65℃的温水
3、实验流程
（1）还原糖的鉴定
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
①试剂： 。
甲液：0.1g/ml的__ ___ ,
乙液：0.05g/ml的 。
甲乙液必须 后再加入样液， 。
②必须 。
水浴加热
斐林试剂
NaOH
CuSO4
等量混合均匀
现配现用
注意事项：
选材：含蛋白质丰富的豆浆或鸡蛋清溶液。
黄豆浆滤液或蛋清稀释液
制备样液：
颜色反应
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。
组织样液2 mL
（2）蛋白质的鉴定
稀释10倍以上，否则实验后易黏附在试管壁上
0.1g/mLNaOH溶液
0.01g/mLCuSO4溶液
双缩脲试剂是使用时先加A液，再加B液，因为其反应原理是具有两个或以上肽键的化合物在碱性条件下与Cu2+反应生成络合物，所以要先营造一个碱性环境。
（3）脂肪的鉴定
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
①取最薄的切片，放在载玻片中央
②滴2～3滴苏丹Ⅲ染液（染色3min）
③去浮色：加1～2滴体积分数为50%的酒精溶液
④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。
摇匀后变成蓝色
马铃薯匀浆
步骤
组织样液2mL
碘液2滴
结论：
说明组织样液中存在淀粉。
取材：
（4）淀粉的鉴定
项目 斐林试剂 双缩脲试剂 成分 甲液 乙液 A液 B液
质量浓度为0.1 g/mL 的NaOH溶液 质量浓度为 质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液 质量浓度为
反应原理 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 使用方法 甲、乙两液等量混匀后立即使用(现配现用) 反应条件 反应现象 0.05 g/mL
的 CuSO4溶液
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
1.完善表格，总结斐林试剂和双缩脲试剂的异同
思考·讨论
2.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。
3.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。
典例2.(2023·四川宜宾高一期末)某生物兴趣小组对作物种子发育过程中有机物的积累及转化进行动态监测。下列关于检测方法及出现结果的叙述，不正确的是
A.小麦种子加水浸泡→用小刀纵切→在切面滴加碘液→依据被染成蓝色检测淀粉
B.甜玉米籽加水研磨→离心取上清液→加斐林试剂→观察砖红色沉淀检测还原糖
C.花生种子切片→苏丹Ⅲ染液染色→显微镜观察细胞内被染成橘黄色的脂肪颗粒
D.鸡蛋清加水搅拌→加NaOH溶液→再加CuSO4溶液→依据紫色反应检测蛋白质
√
针对训练2．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．鉴定可溶性还原糖时，要加入斐林试剂甲液后再加入乙液
C．脂肪的鉴定实验中需用显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪颗粒
D．用于鉴定蛋白质的双缩脲试剂A液和B液，要混合均匀，再加入含样品的试管中，且现配现用
C
课堂小结
细胞中的元素和化合物
化合物
无机物
有机物
水
无机盐
脂类
糖类
蛋白质
核酸
斐林试剂
检测
碘液
脂肪
蛋白质
还原糖
淀粉
苏丹Ⅲ或Ⅳ染液
双缩脲试剂
C
C、H、O、N
C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg
Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo
元素
课堂小结
.
1．基于对细胞元素组成、元素含量等的认识，判断下列相关表述是否正确。
（1）细胞中不存在无机自然界没有的特殊元素。 （ ）
（2）细胞中微量元素含量很少，作用也很微小。 （ ）
（3）不同种类的细胞其组成元素和化合物种类基本相同，但含量又往往有一定差异，这既体现了细胞的统一性，又反映了细胞的多样性。（ ）
√
×
√
练习与应用
一、概念检测
2．将下列试剂与相应的待测样品、相应的实验结果用线连接起来。
3．在下列有机化合物中，人体细胞内含量最多的一种是 （ ）
A．脂质 B．糖类 C．蛋白质 D．核酸
4. 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无机自然界中也都存在，这 一事实主要说明 （ ）
A．生物来源于非生物 B．生物界与无机自然界具有统一性
C．生物界与无机自然界具有差异性 D．生物与非生物在元素组成上没有区别
B
C
5．油菜种子成熟过程中部分有机物的含量变化如图，将不同成熟阶段的种子匀浆检测，结果正确的是（ ）
C

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