内容正文:
第03讲 细胞中的元素和化合物
【学习目标】
认识细胞中的元素种类及含量,并与无机环境对比,理解生物界与自然界的统一性和差异性。
对比不同生物细胞中的元素种类和含量,了解大量元素和微量元素。
了解组成细胞的主要化合物及其相对含量,并学习通过实验检测不同生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。
【基础知识】
一、细胞中的元素
1.统一性和差异性:细胞中的元素没有一种是细胞所特有的,每一种都可以在自然界中找到,这说明生物界和无机自然界的统一性,也为生命起源于地球提供了有利支持;但组成细胞的元素相对含量与无机自然界大不相同,这是两者的差异性。
小技巧:统一性往往是在描述比较对象间的相同性,差异性也称为特异性,是指比较对象间的不同之处。
种类及含量:依据含量可分为大量元素和微量元素,其中C、H、O、N这四种元素含量很高,其原因与组成细胞的化合物有关。
大量元素:C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg
微量元素:Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo
3.存在形式:大多以化合物的形式存在
特别提醒:(1)大量元素和微量元素的划分依据是元素在细胞中含量的多少,而不是生理作用的大小;
(2)无论干重还是鲜重,细胞中C、H、O、N这四种元素含量最多。
二、细胞中的化合物
1.化合物的种类:细胞中化合物可分为无机化合物和有机化合物,具体内容如下:
注意:(1)脂质与脂肪不同,两者不能混淆;(2)不同种类细胞中均有上述化合物,只不过含量差别可能会较大,这需要具体细胞具体分析。
2.糖类、脂肪和蛋白质的检测:
2.1检测原理:
特别提醒:(1)还原糖常考查的有葡萄糖、果糖和麦芽糖,蔗糖不是还原糖;(2)斐林试剂与双缩脲试剂NaOH的浓度相同,CuSO4的浓度不同,斐林试剂大于双缩脲试剂;(3)使用时,斐林试剂要现用现配,而双缩脲试剂是依次加入;(4)还原糖检测时需要水浴加热,脂肪鉴定时用显微镜观察;(5)双缩脲与双缩脲试剂不同,双缩脲是一种有机物。
2.2检测过程:
还原糖:
脂肪:
蛋白质:
【考点剖析】
考点一:细胞中的元素
例1.组成人体细胞的元素含量有不同的统计方法,如鲜重中C占18%,O占65%,而干重中C占55.99%,O占14.62%。下列关于人体细胞元素组成的说法,正确的是( )
A.人体细胞中C、H、O、Fe都是大量元素
B.干重中C的含量高是因为细胞失水
C.组成人体细胞的元素,常见的有30多种
D.构成人体细胞的元素在地壳中不一定能找到
【答案】B
【解析】Fe是微量元素,不是大量元素,A项错误;鲜重和干重是根据细胞是否失水划分的,干重中C的含量高是因为细胞失水,B项正确;组成细胞的元素常见的有20多种,C项错误;构成人体细胞的所有元素在地壳中都能找到,没有一种是人体细胞所特有的,D项错误。
考点二:细胞中的化合物
例2.下列有关细胞中化合物的说法,正确的是( )
A.构成细胞的任何一种化合物都能在无机自然界中找到
B.细胞中有机物的含量比无机物的含量大
C.并不是所有细胞中的化合物含量都一样
D.含有碳元素的是有机化合物,不含碳元素的是无机化合物
【答案】C
【解析】构成细胞的任何一种元素在无机自然界都能找到,没有一种元素是细胞特有的,但构成细胞的化合物是生物体合成的,与生命活动密切相关,在无机自然界中是找不到的,如血红蛋白等,A错误;细胞中含量最的的是水,水是无机物,细胞中有机物的含量比无机物的含量少,B错误;各种化合物在不同的细胞内种类相似,但含量不同,C正确;含有碳元素的不一定是有机物,如CO2,D错误。
例3.下面有关生物实验中实验原理、实验操作方法或结果的叙述正确的是( )
A.西瓜汁中含有丰富的葡萄糖和果糖,可用作还原糖检测的替代材料
B.在做脂肪的检测时,发现满视野都呈现橙黄色,于是滴l―2滴体积分数为75%的酒精洗去多余的染料
C.双缩脲试剂B为0.01g/mLCuSO4溶液
D.蛋白质检测时需要进行水浴加热
【答案】B
【解析】西瓜汁为红色,不能做为检测还原糖的材料A错误;脂肪洗去浮色用50%的酒精,B错误;双缩脲试剂B液为0.01g/mLCuSO4溶液,C正确;蛋白质检测加入双缩脲试剂即可观察颜色变化,不需要水浴加热,D错误。
【过关检测】
1.微量元素在生物体内含量很低,但起着重要作用。下列构成植物体的化学元素中,不属于微量元素的是( )
A.S
B.Cu
C.B
D.I
【答案】A
【解析】
组成生物体的大量元素有:C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg;微量元素有:Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。本题中S是组成生物体的大量元素,不是微量元素,A正确。
2.细胞内的物质是由多种元素构成的。在大熊猫的细胞内,含量最多的化学元素是( )
A.C
B.O
C.H
D.N
【答案】B
【解析】在大熊猫的