2-1细胞中的元素和化合物

第第2 2章章.组成细胞的分子组成细胞的分子第第1节节 细胞中的元素和化合物细胞中的元素和化合物元素元素地壳地壳细胞细胞O O48.648.665.065.0SiSi26.326.3极少极少C C0.0870.08718.018.0N N0.030.033.03.0H H0.760.7610.010.01.1.生物与非生物在元素组成和含量上生物与非生物在元素组成和含量上有何特点？有何特点？2.2.从元素的组成可以得出生物与非生从元素的组成可以得出生物与非生物具有怎样的关系？物具有怎样的关系？3.3.生物和非生物所含元素都来自无机生物和非生物所含元素都来自无机环境，为什么比例却大不相同？环境，为什么比例却大不相同？一、一、生物界与非生物界的关系生物界与非生物界的关系组成细胞的化学元素在无机环境中都能找到。组成细胞的化学元素在无机环境中都能找到。细胞与无机环境中的各种化学元素的相对含量差别细胞与无机环境中的各种化学元素的相对含量差别很大。很大。生物界和非生物界具有统一性生物界和非生物界具有统一性生物界和非生物界又具有差异性生物界和非生物界又具有差异性玉米和人体细胞部分元素含量的比较玉米和人体细胞部分元素含量的比较 玉米玉米 人人氧氧 44.43 14.6244.43 14.62碳碳 43.57 55.9943.57 55.99氮氮 1.46 9.331.46 9.33氢氢 6.24 7.466.24 7.46钾钾 0.92 1.090.92 1.09钙钙 0.24 4.670.24 4.67磷磷 0.20 3.110.20 3.11硫硫 0.17 0.780.17 0.78氯氯 0.14 0.470.14 0.47镁镁 0.18 0.160.18 0.16铁铁 0.08 0.012 0.08 0.012 硅硅 1.17 0.0051.17 0.005锌锌 -0.01-0.01组成生物体组成生物体的化学元素的化学元素在在种类种类上基上基本相同本相同,但在但在不同不同生物之生物之间间存在着差存在着差异异.这说明什么这说明什么?二、二、组成细胞的元素组成细胞的元素C C、H H、O O、N N、P P、S S、K K、CaCa、MgMg、FeFe、MnMn、B B、ZnZn、MoMo、CuCu最基本元素基本元素主要元素大量元素微量元素组成细胞的元素组成细胞的元素造成这种差异的原因是什么？造成这种差异的原因是什么？鲜重含水量多，因此鲜重含水量多，因此O O元素所比例大；干重时元素所比例大；干重时有机物含量大，因此有机物含量大，因此C C元素含量大。元素含量大。比较两图比较两图,你能得出什么结论？你能得出什么结论？无论是干重还是鲜重，组成细胞的元素中无论是干重还是鲜重，组成细胞的元素中C C、H H、O O、N N这四种元素的含量最多。这四种元素的含量最多。几十年前几十年前,新西兰有一个牧场的大片牧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。即使使用草长势很弱，有的甚至发黄枯萎。即使使用 了大量的了大量的N N、P P、K K肥也无济于事。后来，人们肥也无济于事。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“绿洲绿洲”的附近有一座钼矿，矿工每天上下班总是抄近路走，的附近有一座钼矿，矿工每天上下班总是抄近路走，他们的鞋子踩过的地方，牧草绿油油的，经过科学家的化验他们的鞋子踩过的地方，牧草绿油油的，经过科学家的化验和分析，一公顷牧草只需和分析，一公顷牧草只需150150克钼就足够了。克钼就足够了。通过分析，你能得出什么结论呢？通过分析，你能得出什么结论呢？微量元素（钼）是生物体不可缺少的必需元素；在微量元素（钼）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。生物体中含量很少，但其作用是其它元素不可替代的。缺缺Fe：人体患贫血；果树患黄叶病人体患贫血；果树患黄叶病缺缺Ca：成年人缺钙患骨质疏松症；人血液中缺钙会出成年人缺钙患骨质疏松症；人血液中缺钙会出现抽搐现象现抽搐现象缺缺I：人幼年患呆小症；成年患甲状腺肿大人幼年患呆小症；成年患甲状腺肿大缺缺B：花而不实（只开花不结果）花而不实（只开花不结果）缺缺Zn：影响人体生长发育、大脑发育和性成熟影响人体生长发育、大脑发育和性成熟缺缺Si：患克山病（原发性心脏病）患克山病（原发性心脏病）缺缺Mg：影响植物叶绿素的合成，影响光合作用的进行影响植物叶绿素的合成，影响光合作用的进行三、三、组成细胞的化合物组成细胞的化合物水水 85 859090无机盐无机盐 1 11.51.5蛋白质蛋白质 7 71010脂质脂质 1 12 2糖类糖类 核酸核酸1 11.51.51.1.有机化合物和无机化合物有什么区别？有机化合物和无机化合物有什么区别？并举例说明。并举例说明。2.2.细胞内最多的有机化合物和无机化合细胞内最多的有机化合物和无机化合物分别是哪一种，你能推测它们对生命的物分别是哪一种，你能推测它们对生命的意义吗？意义吗？3.3.并不是所有细胞中化合物的含量都一并不是所有细胞中化合物的含量都一样。根据你的生活经验，说说哪些植物器样。根据你的生活经验，说说哪些植物器官的细胞中富含糖类、脂质或蛋白质？怎官的细胞中富含糖类、脂质或蛋白质？怎样从植物器官中提取这些化合物？样从植物器官中提取这些化合物？区别主要看它们的分子组成中是否有碳元素。如糖类是区别主要看它们的分子组成中是否有碳元素。如糖类是有机物，由碳、氢、氧三种元素组成；水是无机物，由氢、有机物，由碳、氢、氧三种元素组成；水是无机物，由氢、氧二种元素组成。氧二种元素组成。这不是严格意义上的区别，严格区分参照这不是严格意义上的区别，严格区分参照化学教科书化学教科书。细胞中最多的有机化合物是蛋白质，无机化合物是水。细胞中最多的有机化合物是蛋白质，无机化合物是水。蛋白质是组成生物体的重要物质，在生命中起重要作用；蛋白质是组成生物体的重要物质，在生命中起重要作用；水是生命之源，离开水，生命活动就无法进行。水是生命之源，离开水，生命活动就无法进行。植物的叶肉细胞、果实细胞和种子细胞中通常含有较多植物的叶肉细胞、果实细胞和种子细胞中通常含有较多的糖类、脂质、蛋白质。的糖类、脂质、蛋白质。如：禾谷类的果实、种子中含淀粉较多；甘蔗的茎和甜如：禾谷类的果实、种子中含淀粉较多；甘蔗的茎和甜菜的根含蔗糖较多；花生、芝麻的种子中含脂质较多；大豆菜的根含蔗糖较多；花生、芝麻的种子中含脂质较多；大豆种子中含蛋白质较多。种子中含蛋白质较多。提取方法：设法将细胞破碎，再将这些物质提取出来。提取方法：设法将细胞破碎，再将这些物质提取出来。2023-3-4实验基础知识实验基础知识一、实验报告内容一、实验报告内容1.实验名称：列一个科学的、适宜的实验名称。2.实验原理：阐述相关实验进行的原理，方法。3.实验目的：进行该实验的目的，要求。4.实验材料：与本实验有关的生物材料、实验器具、实验试剂。5.实验步骤：设计实验步骤要科学合理，要符合逻辑。6.实验现象：实事记录观察到的实验现象。7.实验结论：得到与实验现象一致的结论。2023-3-4二、有关的实验原则二、有关的实验原则1、科学原则：实验课题的选择，实验原理的应用，实验步骤的设计等都要具有科学性，经得起实践的检验。2、单一变量原则变量的种类：自变量，因变量，无关变量。3.等量原则：为了减少对实验的影响，其他无关变量应相同。4.对照原则：为了实验更具有科学性，客观性应有相关的对照。它包括：空白对照、相互对照、标准对照。三、实验类型三、实验类型1、验证实验、验证实验2、探究实验、探究实验3、调查报告、调查报告一、实验原理：1、淀粉遇碘液变蓝变蓝。2、还原糖与斐林试剂反应生成砖红色沉淀砖红色沉淀。3、脂肪与苏丹反应生成橘黄色橘黄色；与苏丹反应生成红色红色。4、蛋白质与双缩脲试剂反应生成紫色紫色。【实验【实验二二】生物组织中糖类、蛋白质和脂肪的鉴定生物组织中糖类、蛋白质和脂肪的鉴定二、实验过程：1 1、淀粉的鉴定、淀粉的鉴定变蓝色碘液2ml 3%淀粉糊2 2还原糖的检测还原糖的检测选材：含选材：含 较高、较高、的植物组织的植物组织糖量糖量白色或近于白色白色或近于白色制备组制备组织样液织样液 制浆制浆 过滤过滤(用一层纱布用一层纱布)取液取液 颜色颜色反应：反应：结论：组织样液中有可溶性结论：组织样液中有可溶性还原糖还原糖 3 3脂肪的检测脂肪的检测观察：先在低倍镜下寻找到已着色的颗粒，再用高倍镜观察：先在低倍镜下寻找到已着色的颗粒，再用高倍镜 观察，花生子叶切片中有橘黄色颗粒观察，花生子叶切片中有橘黄色颗粒结论：花生种子的子叶中有脂肪存在结论：花生种子的子叶中有脂肪存在制片制片 取最理想的薄片取最理想的薄片滴滴23滴苏丹滴苏丹染液染液(染色染色3 min)去浮色去浮色(12滴体积分数为滴体积分数为50%的的酒精溶液酒精溶液)制成临时装片制成临时装片(1滴蒸馏水，加盖玻片滴蒸馏水，加盖玻片)方法二：取材：花生种子方法二：取材：花生种子(浸泡浸泡)，将子叶切成薄片，将子叶切成薄片方法一：花生种子匀浆方法一：花生种子匀浆3 3滴苏丹滴苏丹染液染液橘黄色。橘黄色。4 4蛋白质的检测蛋白质的检测颜色反应颜色反应 选材与制备选材与制备 鲜肝提取液或蛋清稀释液鲜肝提取液或蛋清稀释液黄豆浆滤液黄豆浆滤液 结论：结论：组织样液中存在蛋白质组织样液中存在蛋白质 三、疑难点拨三、疑难点拨1 1斐林试剂与双缩脲试剂比较斐林试剂与双缩脲试剂比较样液变紫色样液变紫色样液浅蓝色样液浅蓝色棕色棕色砖红色砖红色反应现象反应现象不需加热不需加热5065水浴加热水浴加热反应条件反应条件先加入先加入A液液2 mL摇匀，再加摇匀，再加34滴滴B液摇匀液摇匀甲、乙两液等量混匀后立即甲、乙两液等量混匀后立即使用使用添加顺序添加顺序具有两个或两个以上肽键的具有两个或两个以上肽键的化合物在碱性条件下与化合物在碱性条件下与Cu2反应生成络合物反应生成络合物含醛基的可溶性还原糖将含醛基的可溶性还原糖将Cu(OH)2还原为还原为Cu2O沉淀沉淀反应原理反应原理0.01 g/mL CuSO4溶液溶液0.1 g/mL NaOH溶溶液液0.05 g/mL CuSO4溶液溶液0.1 g/mL NaOH溶液溶液B液液A液液乙液乙液甲液甲液成分成分双缩脲试剂双缩脲试剂斐林试剂斐林试剂比较比较项目项目 2.2.注意事项注意事项 (1)(1)三个实验中都不宜选取有颜色的材料，否则会干扰实验三个实验中都不宜选取有颜色的材料，否则会干扰实验结果的颜色变化。结果的颜色变化。(2)(2)在还原糖、蛋白质的鉴定实验中，在加相应试剂鉴定之在还原糖、蛋白质的鉴定实验中，在加相应试剂鉴定之前，要留出一部分组织样液作为对照，以便与鉴定后的样液颜前，要留出一部分组织样液作为对照，以便与鉴定后的样液颜色作对比，增强实验的说服力。色作对比，增强实验的说服力。(3)(3)在蛋白质的鉴定实验中，如果用蛋清稀释液作为实验材在蛋白质的鉴定实验中，如果用蛋清稀释液作为实验材料，一定要稀释到一定程度，否则，与双缩脲试剂发生反应后料，一定要稀释到一定程度，否则，与双缩脲试剂发生反应后会粘在试管的内壁上，使反应不彻底，试管也不易洗刷干净。会粘在试管的内壁上，使反应不彻底，试管也不易洗刷干净。(4)(4)在脂肪的鉴定中，实验用的花生种子需提前浸泡在脂肪的鉴定中，实验用的花生种子需提前浸泡3 34 h4 h，浸泡时间太短，不易切片；浸泡时间太长，则组织太软，切，浸泡时间太短，不易切片；浸泡时间太长，则组织太软，切下的薄片不易成形。洗去浮色时不能用清水，因为染液易溶于下的薄片不易成形。洗去浮色时不能用清水，因为染液易溶于有机溶剂、不溶于水。有机溶剂、不溶于水。一、填空一、填空1 1组成人体的元素中，占细胞鲜重百分比最多组成人体的元素中，占细胞鲜重百分比最多的元素是的元素是_；占细胞干重百分比最多的；占细胞干重百分比最多的元素是元素是_。_ _是构成细胞的是构成细胞的最基本元素。最基本元素。2 2一般情况下活细胞内含量最多的化合物是一般情况下活细胞内含量最多的化合物是_，含量最多的有机化合物，含量最多的有机化合物_。OCC水水蛋白质蛋白质练习练习二、选择题二、选择题1 1、科学家在研究生物体的化学成分时、科学家在研究生物体的化学成分时,发现组成生物体发现组成生物体的元素在非生物界也存在的元素在非生物界也存在,这一事实主要说明这一事实主要说明:（）A A 生物界和非生物界没有区别生物界和非生物界没有区别 B B 生物界和非生物界具有统一性生物界和非生物界具有统一性 C C 生物来源于非生物生物来源于非生物 D D 生物界和非生物界具有差异性生物界和非生物界具有差异性2 2、生活在缺水的沙漠环境中的仙人掌细胞中，含量最、生活在缺水的沙漠环境中的仙人掌细胞中，含量最多的化合物是（多的化合物是（）A A、蛋白质、蛋白质 B B、脂肪、脂肪 C C、糖类、糖类 D D、水、水B BD D.生活在沙漠中的仙人掌和生活在珊瑚礁中美丽的珊瑚鱼，生活在沙漠中的仙人掌和生活在珊瑚礁中美丽的珊瑚鱼，组成它们的化学元素种类组成它们的化学元素种类 （）A A、差异很大、差异很大 B B、有些差异、有些差异 C C大体相同大体相同 D D没有一定标准没有一定标准4 4在生物体内含量较少，但对维持生物体正常生命活动在生物体内含量较少，但对维持生物体正常生命活动 必不可少的元素是必不可少的元素是（）A AFeFe、MnMn、ZnZn、Mg BMg BZnZn、CuCu、MnMn、CaCa C CZnZn、CuCu、B B、Mn DMn DMgMg、MnMn、CuCu、MoMo5.5.在组成生物体的化学元素中，最基本的元素是在组成生物体的化学元素中，最基本的元素是（）A AC BC BH CH CO DO DN NC CC CA A