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第1节 细胞细胞中的元素和化合物
【问题探讨】
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。
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。
说明：生物界与非生物界具有统一性
现象2：细胞中各种元素的含量与无机自然界有很大不同。
说明：生物界与非生物界具有差异性
玉米和人体细胞的部分元素及含量( 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？
C、H、O、N
这是因为玉米和人类都是生物，组成它们的主要成分都是水、糖类、脂类和蛋白质等物质，这些物质含有C、H、O，蛋白质中还含有大量的N元素。
思考 讨论
比较组成玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量
注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3%
大量元素
玉米和人体细胞的部分元素及含量( 干重，质量分数)
2.细胞中有些元素很少，是否意味着它们不重要？
思考 讨论
比较组成玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量
注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3%
细胞中有些元素含量虽然很少，但是却有重要作用，如很多血红蛋白都含有Fe，缺Fe血红蛋白合成少，患缺铁性贫血。
微量元素：
Fe Mn Zn Cu B Mo
玉米和人体细胞的部分元素及含量( 干重，质量分数)
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？
思考 讨论
比较组成玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量
注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3%
组成玉米细胞中氧元素的含量明显要高于人体细胞，而氮元素的含量明显又低于人体细胞，这说明玉米细胞和人体细胞中的不同有机物的含量有差别，如玉米细胞中的糖类要多一些，而人体细胞中的蛋白质的含量要多一些; Ca元素的含量也有区别，这与玉米和人体的物质和结构组成有关。
概述组成细胞的元素
【任务1】
2.种类：组成细胞的化学元素，常见的有____多种，根据含量：
20
大量元素：
C、H 、O 、N 、P 、S 、K 、Ca 、Mg
微量元素：
C
最基本元素:
基本元素:
主要元素:
C、H 、O 、N
C、H 、O 、N 、P 、S
Zn、Fe、B、Cu、Mo、Mn、
巧记：新 铁 臂 阿 童 木 好 猛
从化学元素的种类分析，组成细胞的化学元素，在_____________中都能够找到。
从__________________分析，细胞与无机自然界大不相同。
无机自然界
各种元素的相对含量
1.生物界和非生物界的统一性和差异性
①统一性：
②差异性：
蛋 淋 流 没 加 盖
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）
利用鲜重与干重中元素及化合物的含量分析判断：
①活细胞中含量最多的元素是 。
②细胞干重中含量最多的元素是 。
③细胞鲜重中元素含量排序: 。
④细胞干重中元素含量排序: 。
⑤无论干重还是鲜重，细胞中
这四种元素含量最多。
O
C
O>C> H> N
C>O>N> H
C、H、O、N
3.元素的含量分析
鲜重指生物体（细胞）在自然生活状态下测得的重量
干重指生物体（细胞）除去水以后测得的重量
(1)什么是鲜重？什么是干重？
无机化合物
有机化合物
水（ ）
无机盐
糖类（ ）
脂质（ ）部分物质含 。
蛋白质（ ）一般含S
核酸（ ）
H、O
C、H、O
C、H、O
N、P
C、H、O、N
C、H、O、N、P
说出组成细胞的化合物的主要种类
【任务2】
1.元素存在形式：大多以_______的形式存在。
化合物
2.化合物种类及元素组成：
图2-1组成细胞的主要化合物及相对含量
蛋白质>脂质>糖类
(1)细胞内含量最多的化合物 。
(2)细胞内含量最多的无机化合物 。
(3)占细胞鲜重含量最多的化合物 。
(4)细胞内仅次于水的化合物 。
(5)细胞内含量最多的有机化合物 。
(6)占细胞干重含量最多的化合物 。
(7)三种有机化合物含量在细胞中的比例： 。
水
水
蛋白质
蛋白质
水
蛋白质
花生种子的细胞呢？
沙漠仙人掌的细胞呢？
无论植物还是动物，不管在什么环境下
3.化合物的含量
图2-1组成细胞的主要化合物及相对含量
说出组成细胞的化合物的主要种类
【任务2】
不同生物组织的细胞中各种化合物的含量是有差别的
日常膳食做到不同食物的合理搭配
糖类 H2O 叶绿素
梨果实细胞
梨叶片细胞
②玉米、油菜、大豆种子中含蛋白质最丰富的是 ，
含淀粉最丰富的是 ，
含脂肪最丰富的是 。
①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距？
P17旁栏知识
多
多
无
少
少
多
玉米
油菜
大豆
1.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。
淀粉(非还原糖)+碘液
还原糖+斐林试剂
蛋白质+双缩脲试剂
脂肪+苏丹Ⅲ
50℃~65℃
水浴加热2min
砖红色沉淀
橘黄色
紫色
蓝色
甲:斐林试剂(蓝色)
乙:斐林试剂与还原糖反应呈砖红色
甲:双缩脲试剂B液(浅蓝色) ;
乙:双缩脲试剂与蛋白质反应呈紫色.
尝试检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
【任务3】
蛋清
豆浆
鸡肝
梨
葡萄
白萝卜
2.实验材料
(1)有机物鉴定时实验材料的选择有哪些要求？
①所选材料应富含被检测的有机物，易出现明显的实验现象。
②材料本身应白色或近于白色颜色较浅的材料，不干扰实验结果。
(2)常用材料
尝试检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
【任务3】
选材：
结论
含(还原糖)糖量高、白色或近于白色的植物组织
制浆→过滤（一层纱布）→取液
组织样液含有还原糖。
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
制备
样液
颜色
反应
蓝色
棕色
砖红色
新制Cu(OH)2
Cu2O(沉淀）
甲液：质量浓度0. 1g/mlNaOH
乙液：质量浓度0. 05g/mlCuSO4
甲、乙液等量
混匀现配现用
常见还原糖:
葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖
常见非还原糖:
蔗糖、淀粉
注 意
3.实验步骤
(1)还原糖鉴定
方法一：
花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ染液→橘黄色
方法二：
切片法
取材：
花生种子(浸泡3～4h），将子叶削成薄片
切片：
用刀片在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。
制片
①取最理想的薄片
②在薄片上滴苏丹Ⅲ染液(3min）
③去浮色（用50﹪酒精：染料易溶于有机溶剂）
④ 制成临时装片(滴蒸馏水，盖盖玻片)
不需要用显微镜，直接用肉眼观察。
3.实验步骤
(2)脂肪的鉴定
现象:
有被染成橘黄色的脂肪微粒
脂肪微粒
显微观察:
先在低倍镜下找到花生子叶的最薄处，移至视野中央后用高倍镜观察
3.实验步骤
(2)脂肪的鉴定
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
A液：质量浓度0. 1g/mlNaOH
B液：质量浓度0. 01g/mlCuSO4
先加双缩脲试剂A液、再加双缩脲试剂B液
注 意
蛋白质中肽键(2个肽键)在碱性环境遇到Cu2+会形成紫色络合物
取材制备样液
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.实验步骤
(3)蛋白质的鉴定
“细胞中脂肪的检测”
4.完善表格，比较斐林试剂和双缩脲试剂的异同
0. 1g/mlNaOH
0. 05g/mlCuSO4
0. 1g/mlNaOH
0. 01g/mlCuSO4
还原糖+Cu(OH)2
↓Δ
Cu2O(沉淀）
肽键与Cu2+在碱性的条件下结合成紫色络合物
新制Cu(OH)2
碱性条件下的Cu2+
等量混合，现配现用
先A摇匀，后B要少
50-65℃水浴加热
无需加热
浅蓝→棕色→砖红色沉淀
紫色
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。
小结
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
练习与应用·概念检测
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)细胞中不存在无极自然界没有的特殊元素（ ）
(2)细胞中微量元素含量最少，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，但含量往往有一定的差异，这既体现了细胞的统一性，又反映了细胞的多样性（ ）
√
×
√
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 豆浆 砖红色沉淀
斐林试剂. 梨汁 橘黄色
双缩脲试剂 花生子叶 紫色
练习与应用·概念检测
3.在下列有机化合物中，人体细胞内含量最( )
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
C
B
练习与应用·概念检测
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木单位，员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。
【提示】
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
【提示】

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