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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
问题探讨：
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、组成细胞的元素在自然界中都能找到吗？
2、组成地壳和细胞的主要元素含量差别大吗？
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？
4、在不同生物体中各元素含量又是怎样的呢
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？
组成细胞的元素和化合物
1
2
课后习题
第一节 细胞中的元素和化合物
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
3
1、生物界与非生物界、生物界不同生物间体现了元素的什么特点？
2、元素的来源、分类？
3、元素的存在形式？
自主预习，课本P16-P17,2min,完成以下问题：
组成细胞的元素和化合物
1
精讲释疑：
一、组成细胞的元素
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
统一性
差异性
地壳与细胞内
的元素组成
组成细胞的元素，
在无机自然界中都能找到
细胞中各种元素的相对含量与无机自然界的大不相同
原因：细胞生命活动所需要的物质，
归根结底是从无机自然界中获取的
体现了生物界与非生物界的 性。
体现了生物界与非生物界的 性。
统一
差异
1.元素的统一性和差异性
一、组成细胞的元素
1.元素的统一性和差异性
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
比较组成玉米和人体细胞的元素和含（P16）
（1）在玉米细胞和人体细胞中含量较多的
四种元素一样吗？分别是什么？
一样；都是C、H、O、N
（2）细胞中有些元素含量很少，是否意味着它们不重要？
否；如Mg是构成叶绿素的成分。
（3）组成玉米细胞和人体细胞中的元素种类和含量相同吗？说明了什么？
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
元素种类相同；元素含量不同。
体现了生物界不同生物间的 性。
体现了生物界不同生物间的 性。
统一
差异
组成细胞的化学元素，常见的有20多种，其中有些含量多，有些含量少。
一、组成细胞的元素
2.元素的来源、分类
①大量元素(含量较多)：______________________________等。
②微量元素(含量很少)：________________________ 等。
有选择地从无机自然界中获取
来源：
分类：
C、H、O、N、P、S、K、 Ca、Mg
Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu
铁 锰 锌 铜 硼 钼
口诀：铁 猛 碰 新 木 桶
思考与讨论:细胞中有些元素含量很少，是否意味着他们不重要？
微量元素需要量很少但却是生物生命活动所必需的。
最基本元素
基本元素
一、组成细胞的元素
①缺Ca ：成年人缺钙患骨质疏松症、血钙含量太低会出现抽搐现象，含量过高会导致肌无力
②缺Mg ：影响植物叶绿素的合成，影响光合作用的进行
③缺Fe：会导致血红蛋白合成减少，形态学表现为贫血。
④缺Ｉ：人幼年患呆小症、成年患甲状腺肿大（大脖子病）
⑤缺Zn：影响人体生长发育、大脑发育和性成熟
思考:细胞中元素以什么形式存在呢？
微量元素
一、组成的元素
3.组成细胞的化合物
水
无机盐
无机
化合物
有机
化合物
糖类
核酸
组成细胞的化合物
脂质
蛋白质
大多以化合物形式存在(少数以离子或单质形式存在)
一、组成的元素
3.组成细胞的化合物
注意：不同生物组织的细胞中各种化合物的含量是有差别的，同种生物不同组织细胞中化合物种类和含量也是有区别的。
1.鲜重最多的化合物：
2.鲜重最多的有机物：
3.干重最多的化合物：
4.干重最多的有机物：
5.鲜重最多的四种元素：
6.干重最多的四种元素：
水
蛋白质
蛋白质
蛋白质
O>C>H>N
C>O>N>H
组成人体细胞的主要元素
（占细胞干重的百分比）
组成人体细胞的主要元素
（占细胞鲜重的百分比）
达标训练：
1.关于松鼠和松树体内的化学元素的说法中，最可能不正确的是(　　)
A． 含量相同 B． 种类相同
C． 具有统一性 D． 具有差异性
2.下列有关组成生物体细胞的化学元素的叙述错误的是（ ）。
A.组成生物体细胞的常见元素有C、H、O、N等20多种,其中C是最基本元素
B.Cu、Fe、Mo、B都是组成生物体细胞的微量元素
C.人体细胞干重元素中含量由多到少的排序是C、O、H、N
D.HIV和桃树共有的元素是C、O、H、N、P等
A
C
达标训练：
D
3. 下列关于组成细胞的化合物的叙述正确的是( )
A.在任何活细胞中含量最多的化学元素都是碳
B.活细胞中各种化合物中含量最多的是蛋白质
C.活细胞中各种化合物与食物中的各种成分相同
D.在不同的细胞中各种化合物的种类基本相同,含量有所差别
1、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的实验原理分别是什么？
2、实验步骤是什么？过程中需要注意哪些地方？得出什么结论？
自主预习，课本P18-P19,2min,完成以下问题：
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
2
精讲释疑：
一、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1.检测原理：
（1）生物组织中的化合物的检测原理是
（2）还原糖、脂肪、蛋白质、淀粉的检测试剂和原理？
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。
还原糖的检测：
淀粉的检测：
脂肪的检测：
蛋白质的检测：
还原糖+斐林试剂 砖红色沉淀
水浴加热
（50~65℃）
脂肪+苏丹Ⅲ染液 橘黄色
蛋白质+双缩脲试剂 紫色
淀粉+碘 蓝色
选材原则：①待测物质含量高；
②颜色较浅，无色或白色。
一、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
2.实验步骤：
（1）实验原理
斐林试剂+还原糖 砖红色沉淀
水浴加热
50~65℃
（2）实验试剂
乙液：质量浓度为0.05g/mL的CuSO4溶液
甲液：质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液
（3）实验材料
苹果或梨匀浆
（还原糖类较高，白色或近于白色的植物组织）
还原糖的检测和观察
一、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
（4）步骤
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
注：
注：
现配现用
斐林试剂鉴定还原糖，是利用还原糖与Cu(OH)2 反应，所以要混合均匀制成Cu(OH)2 后再使用；
Cu(OH)2 (浅蓝)→棕色→ Cu2O(砖红)
注：
不能用酒精灯直接加热
需水浴均匀受热
但无法确定是哪一种还原糖
注：
要点：甲乙混合、
现配现用、
水浴加热
一、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
2.实验步骤：
（1）实验原理
（2）实验试剂
（3）实验材料
脂肪的检测与观察
脂肪+苏丹Ⅲ染液 橘黄色
镜检
苏丹Ⅲ、体积分数50%的酒精
花生种子（浸泡3~4h，去掉种皮）
注：浸泡时间短，不易切片；
浸泡时间过长，组织较软，切下的薄片不易成形。
不一定必须需要显微镜，还可以向花生种子匀浆中滴加3滴苏丹Ⅲ染液，直接观察样液被染色情况。
一、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
（4）步骤
切片要薄，如厚薄不均就会导致观察时有的地方清晰，有的地方模糊。
注：
作用：洗去浮色
一、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
2.实验步骤：
（1）实验原理
（2）实验试剂
（3）实验材料
蛋白质的检测与观察
蛋白质+双缩脲试剂 紫色
与肽键发生反应
B液：质量浓度为0.01g/mL的CuSO4溶液
A液：质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液
豆浆、鲜肝研磨液、蛋清稀释液
其原理是蛋白质的肽键在碱性条件 (NaOH）下与Cu2+结合，生成紫色络合物。需先加NaOH溶液，后加少量硫酸铜溶液(B液）。显色反应与肽键数量无关，故无论蛋白质是否变性或水解（保留肽键)，均会显紫色。
一、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
蛋白质的检测与观察
（4）步骤
注：先A后B，A1mlB4滴
注：蛋清必须稀释，以免实验后黏住试管壁，不易清洗。
思考:细胞中元素以什么形式存在若待检测样液不含蛋白质，呈什么颜色？
浅蓝色。
一、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
试剂名称 斐林试剂 双缩脲试剂 成分 甲液 乙液 A液 B液
鉴定物质 使用方法 鉴定条件 颜色反应 原理 0.05g/mLCuSO4溶液
0.01g/mLCuSO4溶液
A液与B液必须分别加入，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
0.1g/mLNaOH溶液
0.1g/mLNaOH溶液
甲液、乙液等量混匀后立即使用(现配现用)
可溶性还原糖
蛋白质
还原性糖+Cu(OH)2→Cu2O (砖红色沉淀)
碱性条件下蛋白质（含肽键）+ Cu2+ → 紫色络合物
斐林试剂和双缩脲试剂
达标训练：
1、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？
2、脂肪的检测与观察中，50%酒精的作用是什么？
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。
50%酒精的作用是洗去浮色
达标训练：
3、如表是一组探究有机物存在与否的鉴别实验，按表中编号顺序对应下列各项中的内容正确的是( )。
A.紫色、苏丹Ⅳ染液、蔗糖 B.红色、苏丹Ⅲ染液、葡萄糖
C.紫色、苏丹Ⅲ染液、葡萄糖 C.红色、苏丹Ⅲ染液、果糖
待测物 试剂 颜色 反应条件
胰岛素 双缩脲试剂 ① —
脂肪 ② 橘黄色 —
③ 斐林试剂 砖红色 水浴加热
C
达标训练：
4、根据“检测生物组织中的糖类、脂肪、蛋白质”实验，回答下列问题：
（1）鉴定成熟葡萄汁中存在还原性糖所用的试剂是 ，甲液和乙液需 后再用于实验。该试剂与细胞内还原性糖发生作用，形成 沉淀。
（2）鉴定花生子叶细胞脂肪的实验中，能将脂肪染成橘黄色的染液是
，用其染色时，要用酒精来冲洗浮色，这是因为
。
（3）鉴定黄豆组织中是否存在蛋白质时，向组织液中加入 试剂A液摇匀，再向样液中加入其B液摇匀。其中B液的量只有3～4滴，而不能过量，这是因为：
斐林试剂
等量混合均匀
砖红色
苏丹Ⅲ染液
苏丹Ⅲ能溶解在酒精中
双缩脲
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。
课后习题
3
（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。 （ ）
√
一、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。
√
×
课后习题
3
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。
苏丹Ⅲ染液
斐林试剂
双缩脲试剂
豆浆
梨汁
花生子叶
砖红色沉淀
橘黄色
紫色
课后习题
3
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
C
解析：组成生物体的化合物中，含量最多的无机化合物是水，含量最多的有机物是蛋白质，其含量占细胞鲜重的7%~9%，占细胞干重的50%以上。
因此，人体细胞中含量最多的有机化合物是蛋白质，故选C。
课后习题
3
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
解析：A、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中都存在，说明生物的组成成分来自于非生物的环境，A错误; C、组成生物体的元素在非生物界中都存在，这一事实主要说明生物界与无机自然界具有统一性，不能体现生物与无机自然界的差异性，C错误；D、组成生物体的元素在非生物界中都存在，但不能说明生物与非生物在元素组成上没有区别，D错误。
故选B。
课后习题
3
二、1.组成细胞的元素追根溯源来自无机环境，为什么细胞内各种元素的比例与无机环境的大不相同？
细胞是生命活动的基本单位，虽然组成细胞的元素来自无机环境，但是构成细胞的主要元素C、H、O、N的含量与无机环境差异很大，这与细胞内的有机化合物如糖类、脂质、蛋白质和核酸有关。
课后习题
3
2.将细胞内含有的各种物质配齐，并按照它们在细胞中的比例放在一个试管中，能构成一个生命系统吗？为什么？
不能。因为生命系统内部是一个严谨有序的结构，不是由物质随意堆砌而成的。

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