内容正文:
第二单元 组成细胞的分子
第1节 细胞中的元素和化合物
本节聚焦:
1.细胞中常见的元素有哪些?
2.组成细胞的主要化合物有哪些?
3.怎样检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质?
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
问题探讨
比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量,思考以下问题:
1、组成细胞的元素能在地壳中找到吗?
2、组成地壳和细胞的主要元素含量差别大吗?
结论:组成细胞的元素种类在无机自然界中都能找到,
统一性
差异性
但含量不同!
3.组成细胞的元素追根溯源来自无机自然界,为什么细胞内各种元素的比例与无机自然界的大不相同?
一、组成细胞的元素
组成细胞的元素追根溯源来自无机自然界,但生物体是按照生命活动的需要,有选择地从无机自然界获取元素的。所以细胞内各种元素的比例与无机自然界的大不相同。
在不同生物体中各种元素含量又是怎样的呢?
元素 玉米细胞 人体细胞
C 43.57 55.99
H 6.24 7.46
O 44.43 14.62
N 1.46 9.33
K 0.92 1.09
Ca 0.23 4.67
P 0.20 3.11
Mg 0.18 0.16
S 0.17 0.78
思考·讨论
玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量(干重,质量分数)
注:其它元素占细胞干重的质量分数总计小于3%
讨论
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?
一样,都是C、H、O、N。
与组成细胞的化合物有关,主要成分都是水、糖类、脂质和蛋白质等物质。
水(H、O); 糖类(C、H、O); 脂质(主要是C、H、O); 蛋白质(主要是C、H、O、N)
除了两者都含有大量的水,人体细胞含量最多的是蛋白质,而玉米细胞中含量最多的是糖类
2.细胞中有些元素含量很少,是否意味着他们不重要?
否,有些化学元素含量很少,但在细胞中却有着很重要的作用。如在玉米细胞中,S只有0.17%,Mg只有0.18%,但很多蛋白质都含有S,叶绿体中的叶绿素分子就含有Mg,如果缺少S或Mg,细胞就不能合成这些蛋白质或叶绿素。
鲜重:活细胞正常生活状态下所测得的质量,如新鲜菠菜
干重:除去水分后所测得的质量,即烘干后测定的重量
1.种类:常见的化学元素有___多种。
2.类型依据(分类):
(1)大量元素: ________________________________等。
(2)微量元素: _________________________等。
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C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg
Zn、Fe、B、Cu、Mo、Mn
一、组成细胞的元素
方法:“她请杨丹留您盖美家”
“新铁臂(阿)童木猛”
(3)元素含量与组成细胞的化合物有关,细胞中含量较多的四种元素是:_C、H、O、N。
组成细胞的各种元素大多数以化合物的形式存在
几十年前,新西兰有一个牧场的大片牧草长势很弱,有的甚至发黄枯萎,即使使用了大量的N、P、K肥也无济于事,后来,人们偶然发现牧场内的一小片牧草长得十分茂盛,原来,这一片“绿洲”的附近有一座钼矿,矿工每天上下班总是抄近路走,他们的鞋子个踩过的地方,牧草绿油油的,经过科学家的化验和分析,一公顷牧草只需150克钼就足够了.
通过分析,你能得出什么结论呢?
微量元素是生物体不可缺少的必需元素;在生物体中含量很少,但其作用是其它元素不可替代的。
大量元素和微量元素都是生物体所必需的,但生物体内含有的元素不一定都是必需元素,如Pb。
缺Zn:影响人体生长发育、大脑发育和性成熟
缺B:花而不实(只开花不结果)
缺Fe:
贫血
二、组成细胞的化合物
分类 种类 质量分数/%
无机化合物
有机化合物
水
无机盐
70%-90%
1%-1.5%
7%-10%
1%-2%
1%-1.5%
蛋白质
脂质
糖类和核酸
(1)占细胞鲜重最多的化合物是______;
(2)占细胞鲜重最多的有机物是__________;
(3)占细胞干重最多的化合物是__________。
水
蛋白质
蛋白质
想一想:
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别?
不同细胞 糖类 H2O 叶绿素
梨果实细胞
梨叶片细胞
多
少
多
少
无
多
旁栏知识
生活小贴士:
不同生物组织的细胞中各种化合物的种类和含量有很大差别。日常膳食要做到不同食物的合理搭配!
实验:检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
你能举例说出哪些植物器官的细胞中富含糖类,脂质和蛋白质吗?如何检测呢?
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阅读P18—19,思考下列问题:
1、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的实验原理分别是什么?
2、如何选择生物材料?
3、实验步骤是什么?过程中需要注意哪些地方?
4、通过实验结果得出什么实验结论?
实验原理:
脂肪 + 苏丹Ⅲ染液 ----→ 橘黄色
蛋白质 + 双缩脲试剂 ----→ 紫色
还原糖 + 斐林试剂 ----→ 砖红色沉淀
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。如:
注意:葡萄糖、果糖、麦芽糖。(蔗糖、淀粉不是还原糖)
实验:检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
水浴加热
1.还原糖的检测:
实验:检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
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2.脂肪的鉴定:
实验:检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
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3.蛋白质的检测:
实验:检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
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斐林试剂与双缩脲试剂的比较
实验:检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
斐林试剂 双缩脲试剂
甲液 乙液 A液 B液
成分
(质量浓度)
鉴定物质
添加顺
序方法
反应条件
反应现象
原理
0.1g/mLNaOH
0.05g/mLCuSO4
0.1g/mLNaOH
0.01g/mLCuSO4
还原糖(葡萄糖等)
蛋白质
甲、乙液等量混合均匀后注入
先加入A液摇匀,后加入B液摇匀
50-650C水浴加热
不加热
蓝色→棕色→砖红色沉淀
浅蓝色→紫色
还原性糖+Cu(OH)2→Cu2O (砖红色沉淀)
碱性条件下蛋白质(含两个以上肽键)+Cu2+→紫色络合物
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思考讨论
1.还原糖检测注意事项
①为什么不能用马铃薯、甜菜和甘蔗做材料?
②为什么材料也不能用西瓜和血液等?
③斐林试剂使用时有什么注意事项?
2.脂肪检测注意事项
①实验过程中50%酒精的作用是?
②有哪两种检测方法?
③该实验要加热吗?跟其他两个相比要额外用到哪种仪器?
非还原糖
红色,颜色干扰
现配现用,等量混合
洗去浮色
组织样液和临时切片
不需要
显微镜
例、丹东大孤山寺庙中的一棵银杏树树龄达1300多年,树高35米,其白果每年都达数百千克。某生物兴趣小组把银杏树白果带回实验室并制成研磨液来鉴定其中是否含有还原糖、脂肪和蛋白质。下列相关叙述正确的是( )
A.加入双缩脲试剂,研磨液呈现蓝色说明银杏树白果中含有蛋白质
B.鉴定还原糖时,常温下向研磨液中先加入斐林试剂甲液后加入乙液C.若用苏丹Ⅲ染液进行鉴定,白果研磨液中会呈现橘黄色
D.可以将斐林试剂的甲液稀释后作为双缩脲试剂的A液进行使用
C
课堂小结
化合物
组成
Fe
Mn
Zn
Cu
B
Mo
O
H
N
P
S
K
C
Ca
Mg
水
无机盐
糖类
脂质
蛋白质
核酸
大量元素
微量元素
无机化合物
有机化合物
元素
斐林试剂
苏丹Ⅲ染液
还原糖鉴定
脂肪鉴定
鉴定
砖红色沉淀
水浴加热
橘黄色
显微镜观察
70%~90%
1% ~ 1.5%
含 量
含量
紫色
双缩脲试剂
Lavf55.33.100
Lavf55.33.100
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