1、第2章組成細(xì)胞的分子第1節(jié)細(xì)胞中的元素和化合物，®學(xué)習(xí)目標(biāo)1 簡(jiǎn)述組成細(xì)胞的主要元素。重點(diǎn)2. 說(shuō)岀構(gòu)成細(xì)胞的根本元素是碳。難點(diǎn)重點(diǎn)、難3. 嘗試檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)，探討細(xì)胞中主要化合物的種類。 點(diǎn)4認(rèn)同生命的物質(zhì)性。41知識(shí)結(jié)構(gòu)組成細(xì)胞的元素1.細(xì)胞中元素的分類P、S、K、Ca、1細(xì)胞中常見(jiàn)的元素有 20多種，根據(jù)含量多少可以分為大量元素和微量元素。 大量元素含量占生物體總質(zhì)量萬(wàn)分之一以上的元素主要有C、H 0、N、B、Mo等。Mg等。 微量兀素生物所必需，但需要量卻很少的兀素主要有Fe、Mn Zn、Cu、2根據(jù)元素對(duì)生物體的作用劃分為最根本元素、根本元素和主要元素

2、等。錯(cuò)誤！2細(xì)胞中元素含量的特點(diǎn)(1) 上述元素分類是指生物的整體概況，具體到某種生物時(shí)元素的歸屬可能不同。(2) 占細(xì)胞干重最多的元素是C,占細(xì)胞鮮重最多的元素是O無(wú)論干重還是鮮重，C H 0、N四種元素的含量最多。在干重中的順序?yàn)镃> O> N> H,在鮮重中的順序?yàn)?0> C> H> No(3) 不同生物體內(nèi)所含的化學(xué)元素的種類根本相同，但在不同生物體內(nèi)同種元素的含量差異 較大；同一生物體內(nèi)的不同細(xì)胞元素的含量也不相同。ua“鮮重和“干重的含義“鮮重是指生物體(細(xì)胞)在自然生活狀態(tài)下測(cè)得的重量，“干重是指生物體(細(xì)胞)除去 水以后測(cè)得的重量，如教材圖2

3、-1和圖2-2分別是組成人體細(xì)胞的幾種主要元素占細(xì)胞鮮重和干 重的百分比。3.細(xì)胞中元素的作用(1) 無(wú)論是大量元素還是微量元素都是生物體必需的，對(duì)維持生命活動(dòng)有重要作用。(2) 碳元素構(gòu)成生物體內(nèi)有機(jī)物的根本骨架一一碳鏈(或碳環(huán))，是組成細(xì)胞的最根本元素。4生物界與非生物界的統(tǒng)一性和差異性(1)組成細(xì)胞的化學(xué)元素，在無(wú)機(jī)自然界中都能找到，沒(méi)有一種化學(xué)元素為細(xì)胞所特有，這 表達(dá)了生物界與非生物界的統(tǒng)一性。(2)生物界與非生物界的各種元素的相對(duì)含量大不相同，這表達(dá)了生物界與非生物界的差異 性。【例1】 以下有關(guān)組成生物體化學(xué)元素的表達(dá)，正確的選項(xiàng)是()A. 微量元素在生物體內(nèi)含量最少，所以人體不

4、存在微量元素缺乏癥B. 每種大量兀素在不同的生物體內(nèi)的含量都是相同的C. 組成生物體的化學(xué)元素根據(jù)其含量不同分為大量元素和微量元素兩大類D. 組成生物體的大量元素中，C是最根本的元素，在細(xì)胞鮮重中含量總是最多的解析：微量元素在生物體內(nèi)含量很少，卻是維持正常生命活動(dòng)不可缺少的，假設(shè)缺乏，會(huì)出現(xiàn)微量元素缺乏癥，如缺鋅、缺碘都會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的病癥，A項(xiàng)錯(cuò)誤。每種元素在不同的生物體內(nèi)的含量是不相同的，B項(xiàng)錯(cuò)誤。生物體中的化學(xué)元素根據(jù)含量不同可分為大量元素和微量元素，C項(xiàng)正確。C是最根本的元素，但在細(xì)胞鮮重中含量最多的元素是0, D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：C點(diǎn)撥：組成.生物體的元素?zé)o論是大量元素還是微量元素，都是生物

5、體必需的元素；生物體在元素組成上，不同生物的元素組成種類上有統(tǒng)一性，不同生物的元素組成含量上存在著差異性。JiiJlj(二 組成細(xì)胞的化合物1細(xì)胞中主要的化合物及其含量分類無(wú)機(jī)化合物有機(jī)化合物組成水無(wú)機(jī)鹽蛋白質(zhì)脂質(zhì)核酸糖類質(zhì)量分?jǐn)?shù)/ %占 85 90占11.5占 7 10占1 2共占1 1.52.對(duì)上表的說(shuō)明(1) 有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物的區(qū)別主要看分子組成中是否有碳元素，如糖類是有機(jī)化合物，由C H 0三種元素組成；水是無(wú)機(jī)化合物，由 O H兩種元素組成。但這不是嚴(yán)格意義上的區(qū)別，有機(jī)化合物是指除了C0、碳酸及碳酸鹽以外的含碳化合物。(2) 占細(xì)胞鮮重含量最多的化合物是水。(3) 占細(xì)胞干重

6、含量最多的化合物是蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要表達(dá)者，是細(xì)胞的主 要結(jié)構(gòu)成分。(4) 無(wú)論是細(xì)胞鮮重還是干重，含量最多的有機(jī)物都是蛋白質(zhì)。(5) 細(xì)胞中化合物鮮重含量大小順序水蛋白質(zhì)脂質(zhì)無(wú)機(jī)鹽核酸/糖類不管哪種環(huán)境中的生物，只要是活細(xì)胞，含量最多的化合物都是水。教材第17頁(yè)參考答案思考與討論1 有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物的區(qū)別主要看它們的分子組成中是否有碳元素，如糖類是有機(jī) 化合物，由碳、氫、氧三種元素組成；水是無(wú)機(jī)化合物，由氫、氧兩種元素組成。當(dāng)然這不是嚴(yán) 格意義上的區(qū)別。對(duì)這兩類化合物的嚴(yán)格區(qū)分，請(qǐng)參照化學(xué)教科書。2細(xì)胞中含量最多的有機(jī)化合物是蛋白質(zhì)，無(wú)機(jī)化合物是水。蛋白質(zhì)是組成生物體的重要

7、 物質(zhì)，在生命活動(dòng)中起重要作用；水是生命之源，離開水，生命活動(dòng)就無(wú)法進(jìn)行。3植物的葉肉細(xì)胞、果實(shí)細(xì)胞和種子的細(xì)胞中通常含有較多的糖類、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。如禾 谷類的果實(shí)、種子中含淀粉 (多糖)較多；甘蔗的莖和甜菜的根含蔗糖多；花生、芝麻種子中含脂 質(zhì)多；大豆種子中含蛋白質(zhì)多，等等。要想從植物的果實(shí)、種子中獲得糖類、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)，就 要設(shè)法使細(xì)胞破碎，再將這些物質(zhì)提取岀來(lái)。【例2】 沙漠中的旱生植物細(xì)胞中含量最多的物質(zhì)是( )A.蛋白質(zhì)B 糖類C 脂肪D 水解析：不同的生物細(xì)胞雖然形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能都有一定的差異，但細(xì)胞中各種化合物的含量 通常是水最多，蛋白質(zhì)次之，這是由這些化合物在細(xì)胞中的功能所決定

8、的。答案：D點(diǎn)撥：解答此類題一定要看清考查的是細(xì)胞鮮重還是干重.中化合物的含量。水是細(xì)胞鮮重中含量最多的化合物，蛋.白質(zhì)是細(xì)胞干重中含量最多的化合物一 。.此題易.被“沙漠中的旱生植物誤. 導(dǎo)，“旱生植物細(xì)胞不是“干細(xì)胞，其細(xì)胞中含量最多的化合物還是水。SfflAS檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康膰L試用化學(xué)試劑檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)。2原理生物組織中有些有機(jī)化合物能與某些化學(xué)試劑產(chǎn)生特定的顏色反響。(1) 糖類5065 C水浴加熱 復(fù)原糖+斐林試劑約品磚紅色沉淀。 淀粉+碘液藍(lán)色。(2) 脂肪+蘇丹皿染液t橘黃色；脂肪+蘇丹W染液t紅色。(3) 蛋白質(zhì)+雙縮脲試劑t紫

9、色。3 材料用具(1)實(shí)驗(yàn)材料的選擇 復(fù)原糖的鑒定實(shí)驗(yàn)中， 最理想的實(shí)驗(yàn)材料是含糖量較高的生物組織(或器官)，而且組織的顏色要較淺或近于白色。可選用蘋果、梨、白色甘藍(lán)葉、白蘿卜等；不能選用甜菜、甘蔗，因?yàn)樗鼈兯恼崽菍儆诜菑?fù)原糖；馬鈴薯因淀粉較多，也不能作實(shí)驗(yàn)材料；不能選西瓜或含復(fù)原糖 的綠色葉片等作實(shí)驗(yàn)材料，以防止顏色的干擾。 脂肪的鑒定實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)材料最好選用富含脂肪的種子。 蛋白質(zhì)的鑒定實(shí)驗(yàn)中，最好選用富含蛋白質(zhì)的生物組織，植物材料常用的是大豆，動(dòng)物材 料常用的是雞蛋的蛋清。試劑的使用A液搖勻斐林試劑極不穩(wěn)定，需要現(xiàn)配現(xiàn)用，并且需要水浴加熱；雙縮脲試劑使用時(shí)應(yīng)先加 后，再加B液。4 實(shí)

10、驗(yàn)步驟(1)復(fù)原糖的檢測(cè)和觀察選林|含穡就較詳厲飲煙工白色的柏物組織制備細(xì)織樣液|(制漿層紗布過(guò)濾亠取浹W.色反響WVL'frl1 mL5O-&5 V 帆訂汕.尹空min主威磚II 色沉錠給論組織樣液中件有還眾稱(2)淀粉的檢測(cè)和觀察檢測(cè)向樣液中滴加？滴碘液揺勻看變成藍(lán)色|結(jié)論|勺鈴獸習(xí)漿樣液叩含冇淀粉W)脂肪的檢測(cè)和觀矚W將屁生種擔(dān)浸泡過(guò)的子葉削成薄片取繪理想的薄片制片在薄片上滴2-3滴蘇丹H染液陽(yáng)mitt)去浮色(用體積分姦為刊的灑稱瀋施) !制成棕時(shí)裝片規(guī)察|在低倍訊微橈F我劉已著色的圓形小題粒然后換濡I倍SS8S觀察I結(jié)論I花也沖產(chǎn)中存有腦肪 朋質(zhì)的險(xiǎn)測(cè)和規(guī)察 選材9制

11、備I大豆組織研磨疲顯色反直耳肌A耙1 mL | 'V詠3伽紐織樣我2nfiL結(jié)論大豆組織樣液質(zhì)5 實(shí)驗(yàn)分析(1) 檢測(cè)前留岀局部樣液的原因雖然復(fù)原糖與蛋白質(zhì)的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，但也要注意對(duì)照。在檢測(cè)前留岀一局部樣 液，是為了與檢測(cè)后樣液的顏色變化作對(duì)照，以增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的可信度。(2) 各反響岀現(xiàn)的顏色變化及原因用斐林試劑檢測(cè)復(fù)原糖的實(shí)驗(yàn)組織樣液剛參加斐林試劑時(shí)，呈現(xiàn) Cu(0H)2溶液的顏色，即淺藍(lán)色；加熱后，局部Cu(0H)2被復(fù)原成磚紅色的 CsO沉淀，兩者混合，溶液呈現(xiàn)棕色；隨著反響的繼續(xù)進(jìn)行，Cu(OH)2全部被復(fù)原成CaO,溶液轉(zhuǎn)變?yōu)榇u紅色。顏色變化為：淺藍(lán)色-棕色-磚紅色(

12、沉淀)。用雙縮脲試劑檢測(cè)蛋白質(zhì)的實(shí)驗(yàn)參加雙縮脲試劑 A液，溶液為無(wú)色；再參加雙縮脲試劑B液，因有Cu(0H)2生成，故呈現(xiàn)淺藍(lán)色；振蕩均勻后，由于反響的進(jìn)行，岀現(xiàn)紫色的絡(luò)合物。顏色變化為：無(wú)色t淺藍(lán)色t紫色。(3) 斐林試劑使用的考前須知因?yàn)殪沉衷噭┖懿环€(wěn)定，容易生成淺藍(lán)色的Cu(OH)2沉淀，所以應(yīng)將甲液與乙液分別配制儲(chǔ)存，且現(xiàn)配現(xiàn)用。使用時(shí)，只有先將其配制成Cu(OH)2溶液，才能與復(fù)原糖反響產(chǎn)生磚紅色的沉淀。假設(shè)先參加NaOH溶液，復(fù)原糖中的復(fù)原性半縮醛羥基就會(huì)被氧化而失去復(fù)原性，再參加CuSO溶液后不能產(chǎn)生磚紅色的Cu2O沉淀。(4) 雙縮脲試劑的使用先參加試劑A液，形成堿性環(huán)境，因?yàn)?/p>

13、只有在堿性環(huán)境中，蛋白質(zhì)才容易與Cu2 +發(fā)生顏色反應(yīng)。假設(shè)參加過(guò)量的雙縮脲試劑 B液，CuSQ在堿性溶液中將生成大量的藍(lán)色 Cu(OH)2沉淀，會(huì)遮 蓋實(shí)驗(yàn)中所產(chǎn)生的紫色，影響觀察結(jié)果。斐林試劑與雙縮脲試劑的比擬斐禪試珮咫編糜試劑甲液乙蔭H ) g/mLZ<OH爲(wèi)就0. 05 tf/tnl.1曲為粛液0- 1 £/tnL5門H浴液0. 01 g/mLGi3Di洋筋第“質(zhì)甲*乙兩浪奪覺(jué)気勻磨立先參加A A L mb.搖 哥.再參加R液4滴 M艮應(yīng)條件50斶工貳浴切熱不需如熱.轄勾即可底氏現(xiàn)歆樣威申出現(xiàn)錢紅色貳淀樣液變紫輕教材第1819頁(yè)參考答案實(shí)驗(yàn)討論3檢測(cè)的各種生物材料中有機(jī)化合物的種類、含量不同。因此，我們應(yīng)選擇多種多樣的食 物，保證獲得全面的營(yíng)養(yǎng)。【例3】 下面有關(guān)生物實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)原理 、實(shí)驗(yàn)方法或?qū)嶒?yàn)結(jié)果的表達(dá) ，正確的選項(xiàng)是()A. 西瓜汁中含有豐富的葡萄糖和果糖，可用作復(fù)原糖鑒定的替代材料B. 脂肪鑒定時(shí)，可觀察到在細(xì)胞中已被蘇丹W染液染成黃色的圓形小顆粒C.雙縮脲試劑 B液為0.01 g/mL CuSQ 4溶液D.鑒定