第二章　組成細(xì)胞的分子第1節(jié)　細(xì)胞中的元素和化合物

1、.第二章組成細(xì)胞的分子 第1節(jié)細(xì)胞中的元素和化合物學(xué)習(xí)目的1說(shuō)出組成細(xì)胞元素的種類及功能。重點(diǎn)2說(shuō)出組成細(xì)胞化合物的種類。3嘗試檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)。重、難點(diǎn)核心概念大量元素微量元素?zé)o機(jī)化合物有機(jī)化合物一、生物界與非生物界的統(tǒng)一性和差異性1_統(tǒng)一_性：從元素種類看，組成細(xì)胞的化學(xué)元素在無(wú)機(jī)自然界都能找到，沒(méi)有一種元素為細(xì)胞所特有。2_差異_性：從元素含量看，各化學(xué)元素在生物體內(nèi)和無(wú)機(jī)自然界中的相對(duì)含量大不一樣。二、組成細(xì)胞的元素和化合物1組成細(xì)胞的元素元素含量：1占人體細(xì)胞鮮重最多的元素是_O_。2占人體細(xì)胞干重最多的元素是_C_。2組成細(xì)胞的化合物化合物含量：1占細(xì)胞鮮重比例最

2、高的化合物是_水_。2占細(xì)胞干重比例最高的化合物是_蛋白質(zhì)_。三、檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)一復(fù)原糖的檢測(cè)1原理：糖類中的復(fù)原糖如_葡萄糖_、_果糖_、麥芽糖，與_斐林_試劑作用，生成磚紅色沉淀。2試劑3步驟1向試管內(nèi)注入2 mL待測(cè)組織樣液。2向試管內(nèi)參加1 mL斐林試劑甲液和乙液_等量混合均勻_后再注入。3將試管放入盛有_5065_溫水_的大燒杯中加熱約2 min。4觀察試管中出現(xiàn)的顏色變化。二脂肪的檢測(cè)1原理：脂肪可被蘇丹染液染成_橘黃色_，或被蘇丹染液染成_紅色_。2材料：成熟的_花生種子_是最好的選擇，實(shí)驗(yàn)前浸泡34 h。3試劑：蘇丹染液或蘇丹染液、_體積分?jǐn)?shù)為50%的酒精_

3、溶液。4步驟取材：取花生種子浸泡后去掉種皮，用刀片在花生子葉的橫斷面上平行切下假設(shè)干薄片制片觀察：在_低倍鏡_下找到_花生子葉的最薄處_，移到視野中央，然后用_高倍鏡_觀察三蛋白質(zhì)的檢測(cè)1原理：蛋白質(zhì)能與_雙縮脲試劑_發(fā)生作用，產(chǎn)生紫色反響。2試劑3步驟1向試管內(nèi)注入2 mL待測(cè)組織樣液。2向試管內(nèi)注入_雙縮脲試劑A液_1 mL，搖勻。3向試管內(nèi)注入_雙縮脲試劑B液_4滴，搖勻。4觀察試管中出現(xiàn)的顏色變化。四淀粉的檢測(cè)1原理：淀粉遇_碘液_會(huì)變成_藍(lán)_色。2材料：馬鈴薯勻漿。3步驟1向試管內(nèi)注入2 mL待測(cè)組織樣液。2向試管內(nèi)滴加2滴_碘液_，觀察顏色變化。？考慮1想一想剛收獲的大豆種子與曬干

4、的大豆種子中含量最多的化合物一樣嗎？提示：不一樣。剛收獲的大豆種子中含量最多的化合物是水，曬干的大豆種子中含量最多的化合物是蛋白質(zhì)。2檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)時(shí)，對(duì)于材料的選擇有何統(tǒng)一要求？提示：選擇顏色較淺的且相應(yīng)物質(zhì)含量較高的生物組織，防止材料自身顏色對(duì)實(shí)驗(yàn)顏色變化的遮蓋。3復(fù)原糖的鑒定中，假設(shè)選用西瓜瓤作為原料是否適宜？為什么？提示：不適宜，西瓜瓤為紅色，會(huì)對(duì)結(jié)果造成顏色干擾。H判斷題1生物界和非生物界在組成元素的種類和含量上都一樣。×2C、H、O、N、P、Fe、Mn等是組成細(xì)胞的大量元素。×3在人體活細(xì)胞中氧原子的數(shù)目最多。×4細(xì)胞中的一種元素的

5、作用能被其他元素替代。 ×5細(xì)胞中的微量元素因含量極少而不如大量元素重要。×6組成細(xì)胞的元素有C、H、O、N等20多種，其中C是最根本的元素。7組成細(xì)胞的元素同樣存在于自然環(huán)境中，說(shuō)明生物與非生物具有統(tǒng)一性。8活細(xì)胞中含量最多的化合物是蛋白質(zhì)。×9構(gòu)成細(xì)胞的任何一種化合物都能在無(wú)機(jī)自然界中找到。×10檢測(cè)復(fù)原糖的材料可選用番茄果肉。×11檢測(cè)脂肪時(shí)可使用花生種子勻漿。12復(fù)原糖與斐林試劑在水浴加熱條件下生成紅色沉淀，斐林試劑使用時(shí)先加甲液再加乙液。×知識(shí)點(diǎn)1組成細(xì)胞的元素和化合物Z1組成細(xì)胞的元素的種類和含量1大量元素和微量元素的劃分

6、根據(jù)是元素的含量，而不是生理作用。2無(wú)論干重還是鮮重，細(xì)胞中C、H、O和N這四種元素含量最多。2構(gòu)成細(xì)胞的最根本元素C圖1和圖2分別是人體細(xì)胞鮮重和干重的主要元素含量。無(wú)論是鮮重還是干重，組成細(xì)胞的元素中C、O、H、N這四種元素的含量最多。生物大分子都以碳鏈為根本骨架，這說(shuō)明C是構(gòu)成細(xì)胞的最根本元素。知識(shí)貼士1大量元素和微量元素只是說(shuō)明在細(xì)胞中的含量不同，而在生理作用上無(wú)大小之分。2細(xì)胞中的元素含量比例中“鮮重干重：O在細(xì)胞鮮重中含量最多，C在細(xì)胞干重中含量最多。3大量元素和微量元素都是生物體所必需的，但生物體內(nèi)含有的元素不一定都是必需元素，如Pb。3元素和化合物的含量分析1假設(shè)用圖3表示人體

7、中含量最多的四種元素的含量：在鮮重狀態(tài)下a、b、c、d分別代表的是C、O、H、N。在干重狀態(tài)下a、b、c、d分別代表的是O、C、N、H。通過(guò)上述元素在人體中的含量說(shuō)明C、H、O、N四種元素為組成生物體的根本元素。2假設(shè)用該圖表示生物體中化合物的含量，那么a、b、c、d分別表示：蛋白質(zhì)、水、脂質(zhì)、糖類。知識(shí)貼士幾個(gè)“最多占細(xì)胞鮮重最多占細(xì)胞干重最多元素OC化合物水一般認(rèn)為是蛋白質(zhì)在組成細(xì)胞的各種化合物中，雖然水是含量最多的物質(zhì)，是生命活動(dòng)的最重要的介質(zhì)，地球外表出現(xiàn)了液態(tài)水時(shí)，才具備了生命發(fā)生的條件?，F(xiàn)代生物科學(xué)認(rèn)為承擔(dān)生命的“蛋白體主要是核酸和蛋白質(zhì)的整合體系，因此說(shuō)細(xì)胞的主要成分是蛋白質(zhì)和核

8、酸。D典例12019·湖北武漢重點(diǎn)中學(xué)期末如下圖，圖甲是細(xì)胞中3種化合物含量的扇形圖。圖乙是有活性的細(xì)胞中不同元素含量的柱形圖。以下說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是CA假設(shè)圖甲表示正常細(xì)胞，那么、化合物共有的元素中含量最多的是圖乙中的aB假設(shè)圖甲表示細(xì)胞完全脫水后化合物含量的扇形圖，那么I化合物中含量最多的元素為圖乙中的bC圖乙的正常細(xì)胞中數(shù)量最多的元素是c，這與細(xì)胞中含量最多的有機(jī)物有關(guān)D假設(shè)圖甲表示正常細(xì)胞，那么化合物具有多樣性，其必含的元素為C、H、O、N解析根據(jù)圖甲中各化合物的比例，可判斷正常細(xì)胞中、化合物分別為水和蛋白質(zhì)，它們共有的元素為H、O，而O在活細(xì)胞中含量最多；由圖乙中各元素含量

9、可知，a為O元素，b為C元素，c為H元素，A項(xiàng)正確。細(xì)胞完全脫水后含量最多的化合物為蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是以碳鏈為骨架構(gòu)建的大分子物質(zhì)，其中C含量最多，對(duì)應(yīng)于圖乙中的b，B項(xiàng)正確?；罴?xì)胞中H元素?cái)?shù)量最多，但由于其相對(duì)原子質(zhì)量最小，所以其含量?jī)H排第三，這與活細(xì)胞中含量最多的化合物H2O有關(guān)，H2O是無(wú)機(jī)物，C項(xiàng)錯(cuò)誤。變式訓(xùn)練12019·撫州高一檢測(cè)恐龍是一種已經(jīng)滅絕的動(dòng)物。請(qǐng)你推測(cè)一下，在組成恐龍的各種元素中，含量最多的四種元素是DAC、O、Ca、KBC、H、O、PCO、C、N、PDC、O、H、N解析C、H、O、N、P、S這六種元素稱為主要元素，其在細(xì)胞鮮重中含量從大到小的順序是O>C

10、>H>N>P>S。知識(shí)點(diǎn)2檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)Z1鑒定有機(jī)物所選取的材料鑒定物質(zhì)相應(yīng)材料復(fù)原糖復(fù)原糖含量高、白色或近于白色的植物組織，如蘋(píng)果、梨的勻漿淀粉馬鈴薯的勻漿脂肪花生種子蛋白質(zhì)大豆組織研磨液或蛋清稀釋液本卷須知：1選材富含被檢測(cè)的有機(jī)物，易出現(xiàn)明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。材料本身應(yīng)為白色或近于白色，不干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果。2三類有機(jī)物的檢測(cè)在操作步驟上的差異唯一需要加熱的復(fù)原糖的檢測(cè)，且必須水浴加熱，不能用酒精燈直接加熱，假設(shè)不加熱，那么無(wú)磚紅色沉淀出現(xiàn)。唯一需要顯微鏡的脂肪的檢測(cè)?；旌虾髤⒓拥撵沉衷噭?；分別參加的雙縮脲試劑。3實(shí)驗(yàn)操作復(fù)原糖檢測(cè)時(shí)，使用水浴加熱，試管

11、底部不要觸及燒杯底部，以防受熱不均勻。檢測(cè)生物組織中的脂肪時(shí)，染色時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，否那么脂肪會(huì)溶解在酒精中，使橘黃色消失。蛋白質(zhì)檢測(cè)時(shí)，雙縮脲試劑的參加順序：先加A液，再加B液，而且B液不能過(guò)量。目的是先制造堿性環(huán)境。假設(shè)先加B液或B液過(guò)量，會(huì)生成CuOH2，干擾顏色反響。2斐林試劑與雙縮脲試劑的比較斐林試劑雙縮脲試劑甲液乙液A液B液成分質(zhì)量濃度為0.1 g/mLNaOH溶液質(zhì)量濃度為0.05 g/mLCuSO4溶液質(zhì)量濃度為0.1 g/mLNaOH溶液質(zhì)量濃度為0.01 g/mLCuSO4溶液鑒定物質(zhì)復(fù)原糖蛋白質(zhì)添加順序甲、乙兩液等量混勻后立即使用先參加A液1 mL，搖勻，再參加B液4滴，搖勻

12、反響條件5065溫水浴加熱不需加熱，搖勻即可反響現(xiàn)象淺藍(lán)色棕色磚紅色沉淀淺藍(lán)色紫色知識(shí)貼士有機(jī)化合物鑒定中有關(guān)試劑的幾個(gè)誤區(qū)易寫(xiě)錯(cuò)別字，如“斐林試劑中的“斐不可錯(cuò)寫(xiě)為“翡，雙縮脲試劑中的“脲不可錯(cuò)寫(xiě)為“尿。斐林試劑只能檢測(cè)具有復(fù)原性的糖類，而一些非復(fù)原性的糖類，如蔗糖、淀粉等，無(wú)法用斐林試劑進(jìn)展檢測(cè)。一切蛋白質(zhì)或二肽以上的多肽都能與雙縮脲試劑發(fā)生反響，但與雙縮脲試劑發(fā)生反響的物質(zhì)不一定都是蛋白質(zhì)或多肽，如尿素等。D典例2現(xiàn)提供可配制斐林試劑的溶液：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溶液以及蒸餾水。假如充分利用上述試劑及必需的實(shí)驗(yàn)用具，可靈

13、敏地鑒別出以下哪些物質(zhì)C葡萄糖蔗糖胃蛋白酶化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)DNAA只有B和C和D和解析此題提供了蒸餾水，因此質(zhì)量濃度為0.05 g/mL的CuSO4溶液可用蒸餾水稀釋至0.01 g/mL，作為雙縮脲試劑的組成成分。葡萄糖為復(fù)原糖，可用斐林試劑檢測(cè)；胃蛋白酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)，可用雙縮脲試劑檢測(cè)。變式訓(xùn)練22019·哈爾濱高一檢測(cè)關(guān)于生物組織中復(fù)原糖的檢測(cè)，以下表達(dá)正確的選項(xiàng)是AA常見(jiàn)的復(fù)原糖包括葡萄糖、果糖、麥芽糖B對(duì)復(fù)原糖的檢測(cè)用雙縮脲試劑C在組織樣液中參加斐林試劑后試管內(nèi)液體呈現(xiàn)無(wú)色，加熱后變成磚紅色D實(shí)驗(yàn)完畢時(shí)將剩余的斐林試劑裝入棕色瓶，以便長(zhǎng)期保存?zhèn)溆媒馕龀Ｒ?jiàn)的復(fù)原糖有葡萄糖

14、、果糖和麥芽糖，A正確；對(duì)復(fù)原糖的檢測(cè)用斐林試劑，B錯(cuò)誤；在組織樣液中參加斐林試劑后試管內(nèi)液體呈現(xiàn)藍(lán)色，加熱后變成磚紅色，C錯(cuò)誤；斐林試劑應(yīng)現(xiàn)配現(xiàn)用，不能混合后保存，D錯(cuò)誤。一、斐林試劑和雙縮脲試劑的比較比較工程斐林試劑雙縮脲試劑不同點(diǎn)使用方法甲液和乙液混合均勻后即可使用，且現(xiàn)用現(xiàn)配使用時(shí)先加A液再加B液顯色反應(yīng)條件需水浴加熱不需加熱即可反響反響原理復(fù)原糖中的醛基或酮基被CuOH2氧化，CuOH2被復(fù)原為Cu2O具有兩個(gè)以上肽鍵的化合物在堿性條件下與Cu2反響生成絡(luò)合物顏色變化出現(xiàn)磚紅色沉淀 樣液變紫色濃度乙液CuSO4溶液的質(zhì)量濃度為0.05 g/mLB液CuSO4溶液的質(zhì)量濃度為0.01

15、g/mL一樣點(diǎn)都含有NaOH、CuSO4兩種成分，且所用NaOH溶液的質(zhì)量濃度都是0.1 g/mL典例3以下關(guān)于“檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)實(shí)驗(yàn)操作步驟的表達(dá)，正確的選項(xiàng)是BA用于檢測(cè)復(fù)原糖的斐林試劑的甲液和乙液，可直接用于蛋白質(zhì)的檢測(cè)B檢測(cè)脂肪時(shí)，需要用顯微鏡才能看到被染成橘黃色的脂肪顆粒C檢測(cè)復(fù)原糖時(shí)，要參加斐林試劑甲液搖勻后，再參加乙液D用于檢測(cè)蛋白質(zhì)的雙縮脲試劑的A液與B液要混合均勻后，再參加含樣液的試管中，且必須現(xiàn)用現(xiàn)配解析斐林試劑與雙縮脲試劑的成分一樣，所用NaOH溶液的濃度一樣，但兩者所用CuSO4溶液的濃度不同。檢測(cè)復(fù)原糖時(shí)，斐林試劑的甲液、乙液要混合均勻后一次參加，而

16、檢測(cè)蛋白質(zhì)時(shí)要先參加雙縮脲試劑A液，再參加B液。復(fù)原糖、蛋白質(zhì)的顏色反響是肉眼可見(jiàn)的，而脂肪的檢測(cè)中，脂肪顆粒小且分散在細(xì)胞中，所以需要借助顯微鏡進(jìn)展觀察。方法點(diǎn)撥：利用“一同三不同區(qū)分斐林試劑與雙縮脲試劑的方法“一同是指都含有NaOH和CuSO4兩種成分，且 NaOH溶液的質(zhì)量濃度都為0.1 g/mL?！叭煌謩e指：1使用原理不同。斐林試劑的本質(zhì)是新配制的CuOH2溶液，雙縮脲試劑的本質(zhì)是堿性環(huán)境中的Cu2。2使用方法不同。鑒定復(fù)原糖時(shí)將甲、乙兩液等量混勻后立即使用；鑒定蛋白質(zhì)時(shí)先加A液1 mL搖勻，然后加B液4滴，振蕩搖勻。3CuSO4溶液的濃度不同。斐林試劑中CuSO4溶液的質(zhì)量濃度為

17、0.05 g/mL，雙縮脲試劑中CuSO4溶液的質(zhì)量濃度為0.01 g/mL。二、走出元素與化合物的3個(gè)誤區(qū)1易混淆元素與化合物的干重與鮮重1在組成細(xì)胞的元素中，占鮮重百分比：O>C>H>N；占干重百分比：C>O>N>H。2在組成細(xì)胞的化合物中，占鮮重百分比：水>蛋白質(zhì)>脂質(zhì)>糖類；占干重百分比中，蛋白質(zhì)最多。2誤以為生物體內(nèi)大量元素重要，微量元素不重要大量元素、微量元素是根據(jù)元素的含量劃分的。無(wú)論是大量元素還是微量元素，都是生物體必需的元素，對(duì)于維持生物體的生命活動(dòng)都起著非常重要的作用。3誤以為細(xì)胞內(nèi)含量最多的元素是C活細(xì)胞內(nèi)含量最多的元

18、素是O，而不是C；組成細(xì)胞干重最多的元素是C。典例4以下化學(xué)元素中屬于組成生物體的微量元素的是CAMgBPCBDN解析微量元素是B、Zn、Cu、Fe、Mo、Mn，故C正確。其他都是大量元素。典例5以下有關(guān)組成生物體的化學(xué)元素的表達(dá)，正確的選項(xiàng)是CA微量元素在生物體內(nèi)含量很少，所以人體不存在微量元素缺乏癥B每種元素在不同的生物體內(nèi)的含量都是一樣的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)缺乏那么會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的微量元素缺乏癥，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)的含量往往都是不同的，B項(xiàng)錯(cuò)誤。生物體中的化學(xué)元素根據(jù)其含量不同可分為大量元素