第2章

組成細胞的分子第1節(jié)

細胞中的元素和化合物本節(jié)聚焦細胞中常見的元素有哪些？組成細胞的主要化合物有哪些？怎樣檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)？教材編寫邏輯組成細胞的元素組成細胞的化合物實驗：檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)來源種類含量大量元素微量元素常見的有20多種從無機自然界中獲取的種類含量構(gòu)成存在形式無機物有機物水是活細胞含量最多的化合物、蛋白質(zhì)是含量最多的有機物不同生物組織的細胞中各種化合物的含量是有差別的C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等水、無機鹽等蛋白質(zhì)、核酸、糖類、脂質(zhì)等問題探討：組成地殼和組成細胞的部分元素含量(％)表元素地殼細胞O48.6065.0Si26.30極少*C0.08718.0N0.033.0H0.7610.0分析數(shù)據(jù)（橫縱對比）↓得出結(jié)論↓推斷原因結(jié)論：生物界與非生物界具有統(tǒng)一性和差異性統(tǒng)一性：表現(xiàn)：原因：差異性：表現(xiàn)：原因：組成細胞的化學元素，在無機自然界中都能夠找到，沒有一種化學元素為細胞所特有。細胞中各種元素的相對含量與無機自然界的大不相同。細胞生命活動所需要的物質(zhì)，歸根結(jié)底是從無機自然界中獲取的。細胞是一個有機體，含蛋白質(zhì)、糖類等有機物思考·討論：比較組成玉米細胞和人體細胞的元素及含量元素玉米人碳43.5755.99氫6.247.46氧44.4314.62氮1.469.33鉀0.921.09鈣0.244.67磷0.203.11鎂0.180.16硫0.170.78玉米和人體細胞部分元素含量(干重，質(zhì)量分數(shù)）1．在玉米細胞和人體細胞中含量較多的四種元素一樣嗎？怎樣解釋這種現(xiàn)象？一樣，都是C、H、O、N。因為玉米和人都是生物，組成它們的主要成分都是水、糖類、脂類和蛋白質(zhì)等物質(zhì)，這些物質(zhì)含有C、H、O,蛋白質(zhì)中還含有大量的N元素。思考·討論：比較組成玉米細胞和人體細胞的元素及含量元素玉米人碳43.5755.99氫6.247.46氧44.4314.62氮1.469.33鉀0.921.09鈣0.244.67磷0.203.11鎂0.180.16硫0.170.78玉米和人體細胞部分元素含量(干重，質(zhì)量分數(shù)）2．細胞中有些元素含量很少，是否意味著它們不重要？如在玉米細胞中，S只有0.17%,Mg只有0.18%,但很多蛋白質(zhì)都含有S,葉綠體中的葉綠素分子就含有Mg,如果缺少S或Mg,細胞就不能合成這些蛋白質(zhì)或葉綠素。思考·討論：比較組成玉米細胞和人體細胞的元素及含量元素玉米人碳43.5755.99氫6.247.46氧44.4314.62氮1.469.33鉀0.921.09鈣0.244.67磷0.203.11鎂0.180.16硫0.170.78玉米和人體細胞部分元素含量(干重，質(zhì)量分數(shù)）3．比較組成玉米細胞和人體細胞中的元素種類和含量，你還能得出哪些結(jié)論？組成玉米細胞中氧元素的含量明顯要高于人體細胞，而氮元素的含量明顯又低于人體細胞，這說明玉米細胞和人體細胞中的不同有機物的含量有差別，如玉米細胞中的糖類要多一些，而人體細胞中的蛋白質(zhì)的含量要多一些；Ca元素的含量也有區(qū)別，這與玉米和人體的物質(zhì)和結(jié)構(gòu)組成有關(guān)。結(jié)論：不同種生物的細胞有統(tǒng)一性和差異性統(tǒng)一性：表現(xiàn)：原因：差異性：表現(xiàn)：原因：不同種生物的細胞所含元素種類基本相同不同種生物的細胞中同種元素的含量相差很大組成不同種細胞的化合物種類基本相同不同種生物的細胞中同種化合物的含量相差很大請構(gòu)建自然界的元素、組成細胞的元素、大量元素、微量元素的關(guān)系圖。ＣHONPSKCa

Mg等FeMnBZnMoCu等組成細胞的元素自然界中的元素基本元素大量元素微量元素最基本元素觀點辨析觀點一：各種細胞中si含量都是極少的觀點二：無機自然界的化學元素，在細胞中都能找到觀點三：細胞中的化學元素，在無機自然界都能找到觀點四：組成細胞的元素只有教材列舉的15種硅藻、禾本科植物中si含量較高正常情況下，細胞不會含有重金屬和放射性元素觀點辨析觀點五：微量元素含量很低，所以不如大量元素重要。觀點六：細胞內(nèi)含量很少的元素都是微量元素。觀點七：微量元素是細胞內(nèi)含量很低但又必不可少的元素。觀點八：細胞中一種元素的功能可用其它元素代替。Fe屬于微量元素，如果人體缺鐵，造成血紅蛋白減少，患缺鐵性貧血。Pb含量少，但對細胞有毒害作用，不是細胞所需元素。觀點辨析觀點九：活細胞中含量最多的元素是O，因為活細胞中水的含量最多。觀點十：占細胞質(zhì)量百分比最多的元素是C，所以C是最基本元素。觀點十一：細胞中C、H、O、N四種元素的含量較高，是因為細胞是有機體。觀點十二：細胞中還存在其它化合物，如CO2等。生物大分子以碳鏈為基本骨架，所以C是最基本元素。共同探討：檢測生物組織中糖類、脂肪和蛋白質(zhì)的實驗原理分別為：①還原糖②脂肪③蛋白質(zhì)在實驗材料的選擇上有什么要求？＋蘇丹Ⅲ染液→橘黃色＋雙縮脲試劑→紫色+斐林試劑

50~65℃水浴加熱

磚紅色沉淀必須富含待測成分，且無色或白色。共同探討：檢測生物組織中糖類、脂肪和蛋白質(zhì)實驗中，需要用顯微鏡的是哪個實驗？請完成下表。檢測生物組織中脂肪環(huán)節(jié)操作要點目的取材浸泡花生種子使其變松軟便于切片切片要盡可能薄便于制片和顯微觀察制片在花生子葉薄片上滴2~3滴蘇丹Ⅲ染液滴加1~2滴體積分數(shù)為50%的酒精溶液觀察先用低倍鏡，再用高倍鏡在低倍鏡下更易找到切片最薄處染色洗去浮色共同探討：完成斐林試劑和雙縮脲試劑的比較表斐林試劑雙縮脲試劑成分檢測對象可溶性還原糖(不包括蔗糖）蛋白質(zhì)（只要有肽鍵即可）用法顏色變化藍色→棕色→磚紅色藍色→紫色關(guān)系用斐林試劑乙液和蒸餾水可以配制雙縮脲試劑B液甲液：質(zhì)量濃度為0.1

g/mL的NaOH溶液乙液：質(zhì)量濃度為0.05

g/mL的CuSO4溶液A液：質(zhì)量濃度為0.1

g/mL的NaOH溶液B液：質(zhì)量濃度為0.01

g/mL的CuSO4溶液等量混合、現(xiàn)配現(xiàn)用、水浴加熱先A后B、A多（1mL）B少（3~4滴）、無需加熱共同探討根據(jù)我們初中學過的實驗相關(guān)知識，你認為教材實驗有無可改進之處？應(yīng)設(shè)置對照實驗：例：檢測生物組織中的還原糖時，可以取兩支試管并編號①、②；向兩支試管加入等量組織樣液（如2ml蘋果勻漿）；向①試管加入1ml新配置的

試劑；向②試管加入

ml蒸餾水；將兩支試管同時放入盛有

℃溫水的大燒杯中，觀察顏色變化。預(yù)期結(jié)果：

號試管出現(xiàn)磚紅色沉淀。

實驗組為：

對照組為：

。如果檢測生物組織中的蛋白質(zhì)，應(yīng)該如何設(shè)計對照實驗？

斐林150~65①①②組成細胞的元素組成細胞的化合物實驗：檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)來源種類含量大量元素微量元素常見的有20多種從無機自然界中獲取的種類含量構(gòu)成存在形式無機物有機物水是活細胞含量最多的化合物、蛋白質(zhì)是含量最多的有機物不同生物組織的細胞中各種化合物的含量是有差別的C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等水、無機鹽等蛋白質(zhì)、核酸、糖類、脂質(zhì)等少而必需如CO2重要概念微量元素：細胞中相對含量較低但又必不可少的元素，如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。細胞中常見的化學元素中，含量較多的有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等元素，稱為大量元素重要結(jié)論生物界與非生物界所含元素種類具有統(tǒng)一性，各元素含量上具有差異性。細胞生命活動所需要的物質(zhì)，歸根結(jié)底是從無機自然界中獲取的。因此，組成細胞的化學元素，在無機自然界中都能夠找到，沒有一種化學元素為細胞所特有。組成細胞的化學元素，常見的有20多種。組成細胞的元素中，C、H、O、N這四種元素的含量很高，其原因與組成細胞的化合物有關(guān)。組成細胞的各種元素大多以化合物的形式存在，如水、蛋白質(zhì)、核酸、糖類、脂質(zhì)，等等。重要原理糖類中的還原糖，如葡萄糖，與斐林試劑發(fā)生作用，生成磚紅色沉淀。脂肪可以被蘇丹Ⅲ染液染成橘黃色。蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑發(fā)生作用，產(chǎn)生紫色反應(yīng)。重要實驗技能利用特殊的顏色反應(yīng)進行物質(zhì)鑒定時，所選實驗材料為無色或白色的實驗設(shè)計的原則之一：對照原則鑒定生物組織中的脂肪時，實驗步驟為：取材→切片→制片→觀察。制片時操作順序為：①滴加蘇丹III染液染色，②用吸水紙吸去多余染液，③用體積分數(shù)50%的酒精洗去浮色，④用吸水紙洗去多余酒精，⑤滴加蒸餾水，⑥蓋上蓋玻片。重要實驗技能雙縮脲試劑的用法：先A后B，A多B少，無需加熱斐林試劑的用法：甲乙等量，現(xiàn)配現(xiàn)用，水浴加熱雙縮脲試劑A液與斐林試劑甲夜都是質(zhì)量濃度為0.1

g/mL的NaOH溶液；雙縮脲試劑B液濃度是斐林試劑乙液濃度的1/5.用斐林試劑檢測還原糖時，顏色變化為藍變棕再變磚紅用雙縮脲試劑檢測蛋白質(zhì)時，要注意B液不能多加，否則溶液變藍影響觀察1．基于對細胞元素組成、元素含量等的認識，判斷下列相關(guān)表述是否正確。（1）細胞中不存在無機自然界沒有的特殊元素。（）（2）細胞中微量元素含量很少，作用也很微小。（）（3）不同種類的細胞其組成元素和化合物種類基本相同，但含量又往往有一定差異，這既體現(xiàn)了細胞的統(tǒng)一性，又反映了細胞的多樣性。（）√×√2．將下列試劑與相應(yīng)的待測樣品、相應(yīng)的實驗結(jié)果用線連接起來。蘇丹Ⅲ染液

豆?jié){

磚紅色沉淀斐林試劑

梨汁

橘黃色雙縮脲試劑

花生子葉

紫色3．在下列有機化合物中，人體細胞內(nèi)含量最多的一種是（）A.脂質(zhì)

B.糖類

C.蛋白質(zhì)

D.核酸C4．科學家在研究生物體的化學成分時，發(fā)現(xiàn)組成生物體的元素在無機自然界中也都存在，這一事實主要說明（）A．生物來源于非生物B．生物界與無機自然界具有統(tǒng)一性C．生物界與無機自然界具有差異性D．生物與非生物在元素組成上沒有區(qū)別B1.組成細胞的元素追根溯源來自無機環(huán)境，為什么細胞內(nèi)各種元素的比例與無機環(huán)境的大不相同？細