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第一章 生命的物质基础
第一节 组成生物体的化学元素
一、原生质
1、概念： 细胞内的生命物质
2、主要成分：蛋白质、核酸和脂类
3、分化： 细胞膜、细胞质、细胞核三部分
4、特征： 通过新陈代谢，不断自我更新
原生质、原生质体、原生质层比较
原生质体：去除细胞壁的植物细胞
原生质层：细胞膜、液泡膜以及两者之间的细胞质
原生质是植物和动物细胞都有的，而原生质层仅存在于具有大液泡的植物细胞。
植物细胞的细胞壁不是原生质，动物细胞是一小团原生质
二、组成生物体的化学元素
1、组成生物体的化学元素有62种，主要有20多种，分析玉米和人体的元素组成可发现如下规律：
（1） 组成生物体的最基本元素是C
※与C原子的结构特点有关，能够通过化学间连接成环或链，在化合物的形成中起基本骨架作用；宇宙的演变中，地球生物能形成了以碳循环为中心的物质循环和能量流动，带动其它元素的循环利用。
※生物细胞中含量最多的元素是O
（2）C、H、O、N四种元素占组成元素总量的90﹪左右
（3）组成不同生物体的化学元素种类大体相同
（4）在不同的生物体内，各种化学元素的含量相差很大
2、元素分类：
（1）根据元素在生物体内的含量区分：
大量元素：含量占生物体总重量万分之一以上的元素，9种
微量元素：指植物生活需要量很少，但必不可少的元素，8种
（2） 根据元素对生物体的作用区分
最基本元素：C
基本元素：C H O N
主要元素：C H O N P S
注意：
1、植物体内存在一些非必需元素，可通过溶液培养法测定，其存在于细胞外液。
2、矿质元素：除C H O外，主要由根系从土壤中吸收的元素,14种，也可分大量和微量
3、构成生物的化学元素在解题中的应用
（1）从组成元素推知体内物质代谢终产物：
糖类和脂肪的组成元素都只有C H O，代谢终产物都是CO2、H2O
蛋白质的组成元素C H O N，代谢终产物是CO2、H2O和尿素
（2）从元素含量分析氧化释放能量的多少
生物体C H含量高，O含量少（脂肪），等质量的脂肪比糖类完全氧化分解时释放的能量多，消耗的氧气多
（3）同位素标记法在实验中的应用
用同位素判断细胞的结构和功能
判断光合作用和呼吸作用过程中原子转移的途径
测定物质代谢过程中元素的转移途径
判断物质在植物体内的运输途径
证明DNA的复制方式
证明DNA是遗传物质
判断动物胚胎发育过程中元素的转移
判断矿质代谢过程中矿质元素在植物体内的分布和利用
三、组成生物体的化学元素的重要作用
1、组成细胞的结构及物质基础
C H O N P S约共占原生质总量的97﹪
由元素组成的化合物是生物体进行生命活动的物质基础，如：蛋白质C H O N
核酸C H O N P 脂类C H O 糖类C H O
2、影响生物体的生命活动
（1）有些元素参与调节生物体的生命活动
功能举例 缺乏症
B 促进花粉萌发和花粉管伸长 花而不实
N 影响各种新陈代谢（构成酶、多种激素）
P 与光合、呼吸等多种生命活动有关(如形成ATP、NADPH、磷酸肌酸等)
K 维持细胞内液渗透压、维持心肌兴奋性；与淀粉的形成与运输有关 心肌自动节律异常，甚至心律失常植株易倒伏
Fe 促进叶绿素的合成 黄叶病、贫血
Mg 影响光的吸收和光能的转化 失绿症
Zn 许多酶组成成分（DNA聚合酶、RNA聚合酶），促进生长素的合成；有助于人体细胞分裂，促进生长发育，大脑发育和性成熟 小叶病、丛叶病
动物体内Na 维持细胞外液渗透压 血压下降，心率加快，四肢发冷
动物体内I 甲状腺激素组成成分 成年大脖子病，幼年呆小症
（2）有些元素参与蛋白质合成
Fe2+（（血红蛋白、细胞色素、固氮酶） Mo（固氮酶）Cu2+ （血蓝素、细胞色素、氧化酶）Zn（DNA聚合酶、RNA聚合酶） I （甲状腺球蛋白） Mn（精氨酸酶等）
（3）有些元素维持生物体内的平衡
渗透压平衡：细胞内外的无机盐的含量，维持原生质渗透压
酸碱平衡： HPO42- /H2PO4 - H2CO3 /HCO3-缓冲体系，维持PH平衡
离子平衡：动物细胞内外Na+/K+/Ca2+；
Na+、K+在细胞内外的浓度差，是细胞保持反应性能的重要性
要求膜外：Na+高 K+低；膜内：Na+低 K+高
膜外Na+比Ca2+少时，神经细胞会失去稳定性，对外来刺激会过于敏感。
注意：
1、微量元素的作用不微
如B、Cr、Se、Ni在构成有机分子或某些生理过程中处于关键地位，不可替代。
2、元素的生理作用只能在生活的机体中，在生物体特定的结构基础上，在与其他物质的相互作用中才能体现出来
3、与光合作用有关的元素
N是各种酶、叶绿素、ATP、NADP+的成分
P 是ATP、NADP+的成分
Mg是叶绿素的成分
Mn、K是光合作用中一些酶的辅助因子
Fe是细胞色素的成分，参与光合电子传递
Cu是质体蓝素的成分，参与光合电子传递
Cl参与水光解反应
S是酶的成分
4、人体内钙的作用
人体内钙99％以钙盐的形式沉积在骨组织中，少量以血钙存在，骨组织是钙的储存库，与钙磷代谢密切相关，骨组织在甲状腺激素的作用下，参与血钙的调节。
血钙的作用：
（1）作为第二信使与环磷酸腺苷(cAMP)协同调节细胞内物质代谢
细胞 ( http: / / baike. / view / 3687.htm" \t "_blank )表面受体接受细胞外信号后转换而来的细胞内信号称为第二信使,而将细胞外的信号称为第一信使 ( http: / / baike. / view / 531906.htm" \t "_blank )（激素）
第二信使的作用方式 一般有两种:①直接作用。如Ca能直接与骨骼肌的肌钙蛋白结合引起肌肉 ( http: / / baike. / view / 14718.htm" \t "_blank )收缩;②间接作用。这是主要的方式，第二信使通过活化蛋白激酶 ( http: / / baike. / view / 442602.htm" \t "_blank )，诱导一系列蛋白质磷酸化，最后引起细胞效应。
（2）多种酶的激活剂，如激活凝血酶系，促进凝血过程
（3）降低神经肌肉的兴奋性，如血钙浓度低时，因肌肉兴奋性增加导致抽搐
（4）有利于心肌收缩，对促进心肌舒张的K起拮抗作用
（5）降低毛细血管细胞膜的通透性
（6）参与神经冲动传导、腺体分泌等
三、生物界与非生物界的统一性和差异性
1、整个自然界都是由化学元素组成的，组成生物体的化学元素在无机自然界都可以找到，没有一种是生物体特有的；
2、生命起源于非生命物质；组成生物体的基本元素可以在生物界与非生物界之间反复循环运动，这些都说明生物界与非生物界具有统一的一面。
3、生物和非生物存在着本质的区别，组成生物体的化学元素，在生物体内和无机自然界中的质量分数相差很大，自然界中最丰富的元素是氧、硅、铝、铁四种，而生物体内含量最多的四种元素却是碳、氢、氧、氮。无机自然界中的各种化学元素不能表现出生命现象，但在生物有机体内，元素组成化合物，化合物有序地结合在一起，就能表现出生命现象。因此，生物界和非生物界又存在着差异性的一面。
四、试验探究
（一）验证生物组织中所含有的元素
设计实验，证明生物体的主要组成元素是CHO
1、实验原理：生物体中有机物在隔绝空气加热条件下碳化，形成黑色的单质炭，同时失去水，水由氢氧两种元素组成
2、实验过程：
（1）取一支洁净干燥的试管，装入少量干燥的小麦种子
（2）将试管在隔绝空气条件下加热一段时间
（3）观察试管内小麦种子的颜色和试管壁上是否有水珠
3、试验结果预测：小麦种子变成黑色，试管壁上有水珠
4、结论：生物体的组成元素中有CHO
（二）设计实验研究生物体内某些化学元素的生理作用
设计实验验证B在植物生殖过程中的作用
1、实验原理：硼是植物生长必需的微量元素，能够促进花粉的萌发和花粉管的伸长，缺乏时，花药、花丝畏缩，花粉发育不良，影响受精作用。
2、实验过程：
（1）配制甲、乙两组培养液，甲：完全培养液，乙：除去硼元素的培养液
（2）取大小，长势相同的番茄幼苗10株，平均分成两组，栽培于甲乙两组培养液中
（3）分别在适宜相同的条件下培养
（4）观察甲乙两组培养中植物生长情况和花药、花粉、花丝发育情况
3、试验结果预测：甲组全素培养液中花药、花粉、花丝发育良好，乙组幼苗不能成活
4、结论：硼是植物生长必需的微量元素，能够促进花粉的萌发和花粉管的伸长
第二节 组成生物体的化合物
元素 化合 多种化合物 有机结合 原生质
构成细胞的化合物：无机化合物—水、无机盐
有机化合物---糖类、脂类、蛋白质、核酸
一、无机物
（一）水 生物体内的水=细胞间水+细胞内水（自由水+结合水）
1、含量：在各种活细胞中含量最多，约占细胞鲜重的85—90﹪
2、存在形式（细胞内）：
是填充在有机颗粒之间的水分
可自由流动，易蒸发，加压可析离，可参与物质代谢过程
95﹪左右，比例越大，代谢越旺盛，抗性越强
自由水 去除方法：晾晒
种子 太阳光 蒸发散失（仍有活性，可萌发成幼苗）
成熟的植物细胞中主要存在于细胞质基质和液泡、细胞器基质中
功能： 是细胞内的良好溶剂
各种反应的介质
参与许多生化反应
在细胞内流动，可促进细胞内物质的运输
维持细胞的正常形态
结合水 指吸附和结合在有机固体物质上的水，主要是以氢键与蛋白质的极性基（羧基和氨基）或多糖，磷脂结合成胶体。在细胞内有许多亲水性物质如蛋白质、淀粉、糖元、纤维素等，这些物质的表面有许多亲水性基团(极性基团、带电基团)，这些基团对水有吸引力，从而在这些分子表面形成水膜。这些被亲水性物质的亲水基团吸附着的水失去了流动性，称之为结合水。
约4--5﹪，比例越大，代谢越缓慢，抗逆性越强
不蒸发，不析离，无流动性和溶解性
去除方法：烘烤
结合水 能量 脱离化合物（具亲水性） 自由水
晒干种子放入试管 加热 试管壁上有水珠（结合水）
功能：细胞结构的重要组成成分
3、联系：均位于细胞内；可相互转化
4、基本功能验证事例
（1）鲜小麦放在阳光下2天-----重量减轻-----自由水散失
（2）干种子用水浸泡后----萌发----失去自由水的的种子仍保持其生理活性
（3）干种子不浸泡------不萌发----自由水越少，代谢强度越低
（4）种子的储藏：晒干种子---自由水减少----降低呼吸作用，延长寿命
（5）低温环境减少花卉浇水：提高对低温的抗性
5、与水有关的知识归纳
（1）水的存在形式---自由水和结合水
（2）水的作用---成分、溶剂、运输、原料、维持形态、调节体温
（3）水对动植物的影响---生存、分布、生活习性、形态、呼吸
（4）水污染---农药、化肥、工业废水和生活污水引起富营养化、重金属污染、重金属污染和有害微生物污染
（5）代谢产生的水—暗反应、有氧呼吸第三步、纤维素、淀粉、蛋白质、DNA、RNA和ATP的合成
（6）代谢消耗水---光反应、有氧呼吸第二阶段、糖元、淀粉、蛋白质、核酸分解为基本单位、ATP水解
（7）水分代谢—动植物对水的吸收方式、原理、运输、利用、散失、应用
（8）水的平衡—饮水、食物、代谢产生的水
泌尿、汗液、呼吸、粪便
（9）体温调节：下丘脑体温调节中枢—产热：内脏和骨骼肌
散热：皮下毛细血管辐射和汗液蒸发
二）无机盐
1、种类和存在形式： —般以离子形式存在，少数以化合物状态存在，如磷酸基团
含量较多的阳离子：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等。
含量较多的阴离子：SO42-、Cl-、PO43-、HC03-等
2、含量：1—1.5﹪
3、主要功能
（1）组成生物体的重要组成成分：有些无机盐是细胞内某些复杂化合物的重要组成部分，如Mg2+-叶绿素 Fe2+-血红蛋白 CaC03-----骨骼 P--ATP、磷脂、核酸 NH2-->蛋白质
（2）维持生物体的生命活动。如Ca，降低神经、肌肉兴奋性的作用，正常血钙浓度0.09—0.11mg/ml,降至0.035mg/ml, 神经、肌肉的兴奋性增高，肌肉自发收缩而抽搐。哺乳动物会出现抽搐。孕妇在怀孕期间就常因为缺钙而出现抽搐。
（3）维持酸碱平衡，调节渗透压，维持细胞的形态和功能。
血液中的K+、Ca2+，静脉滴注0.9﹪的NaCl
二、有机物
（一）糖类
1、组成元素 C H O
2、种类（根据水解后产物分类）
指不能水解的糖
单糖 五碳糖 核糖 C5H10O5 主要分布在细胞质内，构成RNA
脱氧核糖 C5H10O4 主要分布在细胞核内，构成DNA
六碳糖 葡萄糖 C6H12O6 具醛基，可被氧化成葡萄糖酸，光合产物，细胞内主要能源物质
果糖 C6H12O6 多羟基酮，比葡萄糖甜，葡萄糖的同分异构体，存在于蜂蜜、水果
半乳糖
指水解后产生二分子单糖的糖
蔗糖 C12H22O11 植物细胞内重要的甜味食品，甘蔗、甜菜中较多，不含醛基，非还原糖
二糖 C12H22O11+H2O H2SO4 葡萄糖+果糖
麦芽糖 C12H22O11 甘蔗同分异构体，发芽的谷粒中含量较多，还原糖
C12H22O11+H2O H2SO4 2葡萄糖
乳糖 C12H22O11 动物细胞，乳汁中最多，乳糖+水 半乳糖苷酶 葡萄糖+半乳糖
指水解后能够生成许多单糖的糖
淀粉（C6H10O5）n 植物细胞中重要的储能物质，无甜味、无还原性
多糖 淀粉 麦芽糖 葡萄糖
纤维素（C6H10O5）n 植物细胞壁的主要成分，支持和保护作用
纤维素 催化剂、高温高压 葡萄糖
糖元 （C6H10O5）n动物细胞中重要的储能物质，存在于动物细胞（主要在肝）的细胞质，乳汁中，分肝糖元和肌糖元
3、功能：
（1）是生物体内重要的能源物质（主要功能，70﹪由糖类提供）
细胞中的能源物质有---糖类、脂类、蛋白质
主要的能源物质---糖类
直接能源物质-----ATP
高能化合物-------ATP、磷酸肌酸、NADP等
储能物质---------脂肪（动植） 淀粉（植） 糖元（动）
最终能源---------太阳光
糖类、脂肪、蛋白质等有机物都能氧化分解释放能量：正常情况下主要分解糖类提供能量，糖类是主要能源物质；在糖类供能不足时，可以氧化分解脂肪，进一步氧化蛋白质供能。
磷酸肌酸是动物体内的另一种高能化合物，当体内的ATP含量由于消耗而过分减少时，磷酸肌酸可以将其贮存的能量转移到ATP中供能；
脂肪是生物体内贮存能量的物质，贮存的能量多(每克糖类或蛋白质完全氧化时放出17.15KJ的能量，每克脂肪完全氧化时放出38.91KJ的能量，是同质量的糖类、蛋白质的2倍还多。
（2）是细胞和生物体重要的结构成分
五碳糖----核酸（RNA、DNA）
纤维素、果胶----细胞壁（获得原生质体的温和方法---纤维素酶、果胶酶）
细胞膜（糖+蛋白质-----糖蛋白）
（二）脂质
1、组成元素：C H O有的含N P
2、种类及作用
脂肪 储存能量，氧化分解释放能量
维持体温恒定，缓冲震荡（皮下、大网膜、肠系膜）
类脂 磷脂 是构成生物膜的主要物资，在动物脑、卵、大豆种子中较多
糖脂 对维持细胞膜的流动性和稳定性有重要作用
胆固醇 动物重要成分，代谢失调会引起心血管疾病
固醇 性激素 促进性器官的发育和两性生殖细胞的形成，激发并维持雌雄性第二性征和正常的性周期
维生素D 促进人体对钙、磷的吸收和利用，促进骨正常钙化
肾上腺皮质激素 控制糖类和无机盐代谢，增强机体防御能力
人体内胆固醇 日光 维生素D
在相同条件下，消耗同质量的有机物，耗氧量：脂肪＞淀粉（脂肪内含氧量少）
种子萌发时，油料种子的需氧量＞淀粉类种子（花生浅播）
脂肪又称甘油三脂，一分子甘油和三分子脂肪酸结合而成
等质量的脂肪氧化产能＞糖类，脂肪38.87kg/g,糖、蛋白质17.15 kg/g（脂肪中C、H比 O多得多，例如硬脂酸甘油酯C：H： O=10：18：1；糖C：H： O=1：2：1）
（三）蛋白质
1、含量：活细胞中含量最多的有机物，50﹪以上，除水外，7--10﹪
2、组成元素 C H O N,有的含P S，少数含Fe Mn Zn Cu I微量元素
3、相对分子质量 几千----100万以上
4、基本组成单位---氨基酸
种类：细胞内组成蛋白质的氨基酸约２０种
必需氨基酸：8种，必须从外界获取
非必需氨基酸：可通过其它化合物转化而来
氨基酸　　通式：
　　　　　决定氨基酸种类的因素：R基
　　　　　结构特点：每种氨基酸分子都至少含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
　氨基酸种类的不同取决于R基的结构组成，当有的氨基酸含有多个氨基（－NH2）或多个羧基（－COOH）时，除了一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上外，其余的（氨基、羧基）都在R基上。
5、蛋白质的分子结构及多样性
①化学结构：许多氨基酸分子通过脱水缩合(如下图所示)，按照一定的次序连接成
肽：连接两个氨基酸分子的化学键，叫做肽键，用“-NH-C0-”表示。
由3个或3个以上氨基酸分子缩合而成的，含有多个肽键的化合物叫做多肽。
多肽成链状结构，叫做肽链。
②空间结构：肽链经过螺旋、折叠、缠绕形成具有一定空间结构的蛋白质分子。
③蛋白质分子结构的多样性：由于构成每种蛋白质的氨基酸的种类不同；每个蛋白质分子中氨基酸的数目不等；氨基酸的排列的顺序变化多端；空间结构千差万别，导致蛋白质分子的结构多种多样。
结构多样性的原因：
a.氨基酸的种类不同，构成的肽链不同；
b.氨基酸的数目不同，构成的肽链不同；
c.氨基酸的排列顺序不同，构成的肽链不同；
d.氨基酸的种类不同，数目不同，排列顺序不同，形成的肽链更不同
※但对于某种蛋白质则具有特定的氨基酸种类、数目、排列顺序和空间结构，这是蛋白质分子的特异性。
蛋白质分子的特异性由ＤＮＡ分子的特异性决定
※生物的多样性 直接原因― ―蛋白质分子的多样性
　 根本原因――ＤＮＡ分子的多样性
　　　　　 生物进化角度的原因――多样的环境对生物进行选择的结果
6、蛋白质的理化性质： 胶体性质、酸碱两性
变性作用：加热、X射线照射、强酸、强碱、重金属盐、乙醇等处理都可引起蛋白质的变性。所以在临床中用酒精、加热、紫外线等方法进行消毒杀菌，就是利用这些手段使菌体和病毒的蛋白质变性而失去致病性和繁殖能力。
※外界条件对蛋白质结构的影响：
　　高温、强酸、强碱、重金属盐易使蛋白质发生不可逆转的变化（酶失活）
适当低温、酶的抑制剂使酶的活性降低，但不影响结构，活性可以恢复，二者有别
蛋白质变性的原因：蛋白质结构发生改变
7、功能的多样性
　结构蛋白―构成生物体的重要成分：肌动蛋白（肌肉）―运动（骨骼肌收缩；肠蠕动）
　　　　　　　　　　　　　　　　　构成染色体，纺锤丝、星射线－遗传信息传递
　　　　　　　催化作用　　　　　绝大多数的酶
　功能蛋白　　调节作用　　　　　胰岛素、生长激素
　　　　　　　氧和二氧化碳的输送　血红蛋白、细胞膜上的载体
　　　　　　　免疫　　　　　　　抗体（抗毒素）、淋巴因子（白细胞介素、干扰素）
8、蛋白质与激素
含氮类　蛋白质水平――胰岛素、生长激素、脑垂体激素、促肾上腺皮质激素
　　　　（含多肽）　　抗利尿激素、胰高血糖素
　　　　氨基酸水平－－甲状腺激素、肾上腺素
类固醇类――性激素、肾上腺皮质激素（醛固酮、糖皮质激素）
脂肪酸衍生物――前列腺素
其他――生长素（吲哚乙酸）、乙烯
9、蛋白质有关计算
肽链数 氨基酸数 肽键数 脱水数 氨基酸平均相对分子质量 蛋白质平均相对分子质量 氨基数 羧基数
1条 链状肽 a a-1 a -1 b ab-18(a-1) 至少1 至少1
环状肽 a a a b ab-18a 主链无 主链无
N条 a a-n a-n b Ab-18(a-n) 至少n 至少n
（四）核酸
1、功能：核酸是遗传信息的载体，是一切生命的遗传物质，对生物的遗传性、变异性、蛋白质的生物合成有重要意义
2、组成元素　ＣＨＯＮＰ
3、基本单位――核苷酸
　 核苷酸的基本结构　　一分子五碳糖
　　　　　　　　　　　　一分子磷酸
　　　　　　　　　　　　一分子含氮的碱基
分子结构模型　　　
核苷酸通过聚合方式形成核苷酸链（磷酸二酯键），ｎ个核苷酸脱去ｎ－１或－２分子水
4、核酸分类
　脱氧核糖核酸　　五碳糖　　　脱氧核糖（Ｃ5Ｈ10Ｏ4）
　　（ＤＮＡ）　　含氮的碱基　ＡＧＣＴ
　　　　　　　　　分布：主要存在于细胞核中，是染色体的主要成分，细胞质中也有少量
　　　　　　　　　存在（线粒体、叶绿体）；在同一生物的不同细胞中是相同的，在　　　　　　　　　　　　不同生物个体细胞中不完全相同
　核糖核酸　五碳糖　　　核糖（Ｃ5Ｈ10Ｏ5）
　（RNA） 含氮的碱基　ＡＵＣＧ
　　　　　　分布：主要存在于细胞质中（核糖体、线粒体、叶绿体），细胞核中也有少量存在；在同一生物的不同细胞中不同生物个体细胞中都不完全相同
三、生物体内有机化合物的比较
1、糖类与脂类的比较
糖类 脂质
区别 元素组成 CHO CHO( NP)
种类 单糖、二糖、多糖 脂肪、类脂、固醇
合成部位 叶绿体、内质网、高尔基体（动物只在肝脏和骨骼肌处合成糖元） 主要是内质网
生理作用 主要的能源物质构成细胞结构如糖被、细胞壁核酸的组成成分 生物体的储能物质生物膜的重要组成成分调节新陈代谢和生殖
联系 糖类-------脂肪
2、有机物水解产物和代谢些产物
物质 基本单位 初步水解 彻底水解 代谢水解
DNA 脱氧核苷酸 脱氧核苷酸（4） 磷酸、脱氧核糖、碱基 CO2、H2O、含氮废物
RNA 核糖核苷酸 核糖核苷酸（4） 磷酸、核糖、碱基 CO2、H2O、含氮废物
蛋白质 氨基酸 多肽 氨基酸 CO2、H2O、尿素
多糖 葡萄糖 二糖 葡萄糖 CO2、H2O
脂肪 甘油、脂肪酸 甘油、脂肪酸 甘油、脂肪酸 CO2、H2O
四、生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定
1、可溶性还原糖鉴定原理
　 生物组织中可溶性糖类有葡萄糖、果糖、麦芽糖和蔗糖。前三者分子内都含有游离的具还原性的醛基，是还原糖；蔗糖分子为非还原糖。实验中所用的斐林试剂，只能鉴定生物组织中可溶性还原糖，不能鉴定可溶性非还原糖。
斐林试剂为一定浓度的氢氧化钠和硫酸铜配制而成的淡蓝色Cu (OH) 2沉淀的悬浊液，葡萄糖溶液在加入斐林试剂后，在加热条件下还原为砖红色的沉淀，而葡萄糖氧化成葡萄糖酸。其反应式为：
CH2OH－（CHOH）4－CHO＋2Cu（OH）2 CH2OH－（CHOH）4 －COOH＋Cu2O＋2H 2 O
用斐林试剂鉴定还原糖时，溶液变化过程为：浅蓝色 棕色 砖红色沉淀
还原性糖可与斐林试剂、班氏试剂发生反应，形成砖红色氧化亚铜沉淀，可与银氨溶液反应形成银镜
成分 原理 备注
斐林试剂 质量浓度0.1％g/mlNaOH0.05％g/mlCuSO4混合配制 淡蓝色的Cu (OH) 2在加热条件下与醛基反应产生砖红色的沉淀 现配现用
班氏试剂 A液（CuSO4）B液（柠檬酸钠和碳酸钠溶液）配制 同上 可长期保存
银氨溶液 2％AgNO3溶液逐滴滴入2％的稀氨水 (NH3)OH能把醛基氧化成羧基，同时Ag+被还原成金属银，附着在试管上形成银镜
葡萄糖还可用尿糖试纸（酶工程应用）进行鉴定
2、脂肪鉴定原理：苏丹Ⅲ、苏丹Ⅳ为一种橙黄色脂肪染色剂，苏丹Ⅲ染液遇脂肪的颜色反应为橘黄色，苏丹Ⅳ染液遇脂肪的颜色反应为红色。
3、蛋白质鉴定原理：将尿素加热，两分子尿素放出一分子氨而缩合成双缩脲。
　　蛋白质分子中含有的肽键与双缩脲结构相似，蛋白质可与双缩脲试剂发生颜色反应。结合成紫色的络化物
4、在做可溶性还原糖的鉴定实验中，一是选材最好是白色或近于白色的植物组织，这样可以避免材料自身颜色对实验变化颜色的掩盖。经实验比较，颜色反应的明显程度依次为苹果、梨、白色甘蓝叶、白萝卜。二是斐林试剂的甲液和乙液混合均匀后方可使用，切勿将甲液和乙液分别加入组织样液中。
5、在做脂肪的鉴定实验中，切取花生子叶薄片，要求实验技能较高，不妨改成刮取花生子叶泥制作临时装片，易做，效果又好。
6、在做糖和蛋白质的实验时，鉴定之前需要留出一部分样液，以便与鉴定后的样液的颜色做比较，这样可增强说服力。
7、操作要点及注意事项
往试管加入试剂时，要使试管稍倾斜，用滴管沿管壁缓慢加入试剂。
注意斐林试剂必须混合试剂A和B后方可使用，而双缩脲试剂使用时是先加入试剂A，摇匀后观察颜色变化，再加入试剂B，再观察颜色变化。
鉴定可溶性糖，加热试管时，应该用试管夹夹住试管上部，放入盛开水的大烧杯加热；注意试管底部不接触烧杯底部，同时试管口不要朝向实验者，以免试管内溶液沸腾时冲出试管，造成烫伤。如果试管内溶液过于沸腾，可以提起试管夹，使试管与沸水接触面减少，以免溶液溢出。
结论1：斐林试剂分别和葡萄糖、苹果果肉组织液作用后产生同样颜色反应；苏丹Ⅲ染液能将植物油滴和花生种子的圆形颗粒染成同样的颜色；双缩脲试剂和鸡蛋蛋白稀释液和黄豆组织液分别产生同样颜色反应；证明苹果果肉中、花生种子中、黄豆组织中各存在什么样物质
答：葡萄糖、脂肪、蛋白质。
讨论2：为什么根据某些化学反应能够使生物组织中的有关有机物产生固定的颜色反应可以鉴定生物组织有糖、脂肪、蛋白质的存在
因为某些化学试剂与生物组织中的化合物发生一定的化学反应后，可产生新的化合物，而这种化合物是有固定的颜色。因此，根据待检测物与某些化学试剂反应的固有颜色，如砖红色、橘黄色、紫色等。可以鉴定生物组织中存在有糖、脂肪、蛋白质。
C H O N P S K Ca Mg Fe Mn Zn Cu B Mo Cl Ni
最基本元素 基本元素 主要元素 大量元素 微量元素
H
R C COOH
NH2
C H O N　 组成　氨基酸　 缩合　肽链　 折叠　　　蛋白质
ＣＨＯＮＰ　组成　 脱氧核苷酸　 聚合 ＤＮＡ
ＲＮＡ
翻译
转录
染色体
含Ｎ碱基　
Ｐ

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