细胞中的元素和化合物(自用)

1、第2章 组成细胞的分子 第1节 细胞中的元素和化合物 阐明生命现象的规律，必须建立在阐明生命现象的规律，必须建立在阐明生物大分子结构的基础上。阐明生物大分子结构的基础上。 中科院院士中科院院士邹承鲁邹承鲁1.1.组成细胞的主要的元素是什么组成细胞的主要的元素是什么? ?2.2.组成细胞的重要化合物有哪些组成细胞的重要化合物有哪些? ?3.3.怎样检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质怎样检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质? ?第一节第一节 细胞中的元素和化合物细胞中的元素和化合物 比较组成地壳比较组成地壳和组成细胞的部分元素和组成细胞的部分元素的含量，你能提出什么的含量，你能提出什么问题？就自己提出的

2、问问题？就自己提出的问题与其他同学交流。题与其他同学交流。 SiSi在某些植物细胞中在某些植物细胞中含量较多，如硅藻、禾含量较多，如硅藻、禾本科植物。本科植物。1.组成生物体的所有元素中，有没有哪组成生物体的所有元素中，有没有哪一些元素是生物体所特有的？一些元素是生物体所特有的？没有。没有。这说明什么？这说明什么？生物界和非生物界具有生物界和非生物界具有统一性统一性。2.生物体中的元素含量和无机环境中的生物体中的元素含量和无机环境中的含量有区别吗？含量有区别吗？有，相差很大。有，相差很大。这又说明什么？这又说明什么？生物界和非生物界还具有生物界和非生物界还具有差异性差异性。【例析例析】下表示玉

3、米植株和成人体内部分化学元素的种类和含量下表示玉米植株和成人体内部分化学元素的种类和含量。 元素元素OCHNKCaPMgS玉米玉米44.4343.576.241.460.920.230.200.180.17人人14.6255.997.469.331.094.673.110.160.78从表中所列有的化学元素可得出哪些结论从表中所列有的化学元素可得出哪些结论?l不同生物体内的化学元素不同生物体内的化学元素种类大体相同种类大体相同；l不同的生物体内同种化学元素的不同的生物体内同种化学元素的含量相差很大含量相差很大；l同一生物体内不同化学元素的含量不同，其中同一生物体内不同化学元素的含量不同，其中C

4、 C、H H、O O、N N四种元素含量最多；四种元素含量最多；新 木 桶 碰 铁 门 二、组成细胞的元素二、组成细胞的元素大量元素：大量元素：微量元素：微量元素：最基本元素：最基本元素：基本元素：基本元素：大量元素：大量元素：含量占生物体总重量万分之一含量占生物体总重量万分之一 以上的元素。以上的元素。微量元素：微量元素：含量占生物体总重量万分之一含量占生物体总重量万分之一 以下的元素。以下的元素。C H O N P S K Ca MgZn Mo Cu B Fe Mn C H O N P S(约占原生质总量的约占原生质总量的97%)1.C在细胞中的含量比较高，占细胞干重在细胞中的含量比较高，

5、占细胞干重的的48.4%.2.C链构成生物大分子的基本骨架，而链构成生物大分子的基本骨架，而C可以形成可以形成4个化学键，因此可以形成成个化学键，因此可以形成成千上万个千上万个C原子的物质原子的物质 结论：大量元素和微量元素是依含量划分的，他们结论：大量元素和微量元素是依含量划分的，他们都是都是生物体生命活动所必需生物体生命活动所必需的。的。最基本最基本C C H H O O N N P P S S K K CaCa MgMgFeFe MnMn ZnZn CuCu B B MoMo等等 元素元素 元素元素 元素元素 元素元素 元素元素基本基本主要主要按作用分按作用分大量元素和微量元素大量元素和

6、微量元素都是都是生物体生命活动所生物体生命活动所必需必需的的分类依据：分类依据：按含量分按含量分10000100001 1以上以上/ /以下以下大量大量微量微量思考思考: :怎样用数学集合图来表示大量元素、主要元素、怎样用数学集合图来表示大量元素、主要元素、基本元素、最基本元素之间的关系？基本元素、最基本元素之间的关系？ 组成人体细胞的主要元素组成人体细胞的主要元素（占细胞（占细胞鲜重鲜重的百分比）的百分比）组成人体细胞的主要元素组成人体细胞的主要元素（占细胞（占细胞干重干重的百分比）的百分比） 鲜重状态鲜重状态 干重状态干重状态含量最多的元含量最多的元素素含量最多的四含量最多的四种元素种元素

7、OCONHCOCHN识图填空识图填空化学元素化学元素化合物化合物细胞膜细胞膜细胞质细胞质细胞核细胞核生物体生物体细胞细胞三、组成细胞的化合物无机化合物无机化合物有机化合物有机化合物化合物化合物质量分数质量分数/%/%水水占占85859090无机盐无机盐占占1 11.51.5蛋白质蛋白质占占7 71010脂质脂质占占1 12 2糖类和核糖类和核酸酸占占1 11.51.5活细胞中含量最多的无机物活细胞中含量最多的有机物占细胞干重最多的化合物思考与讨论：思考与讨论：1.1.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？2.2.细胞内最多的有机化合物和无机化合物细胞内最多的有机化

8、合物和无机化合物分别是哪一种？占细胞干重最多的化合物分别是哪一种？占细胞干重最多的化合物又是哪一种？又是哪一种？例例1：如图：如图1是细胞中化合物含量的扇形图，图是细胞中化合物含量的扇形图，图2是是有活性的细胞有活性的细胞中元素含量的柱形图，下列说法正确的是中元素含量的柱形图，下列说法正确的是A若图若图1表示细胞鲜重，则表示细胞鲜重，则A、B依次是蛋白质、水依次是蛋白质、水B若图若图2表示人体细胞的元素含量，则表示人体细胞的元素含量，则a、b、c依次是依次是C、H、OC地壳与活细胞中含量最多的元素都是地壳与活细胞中含量最多的元素都是a，因此说明生物界与非，因此说明生物界与非生物界具有统一性生物

9、界具有统一性D若图若图1表示细胞完全脱水后化合物含量，则表示细胞完全脱水后化合物含量，则A化合物是蛋白质化合物是蛋白质D D 答：叶肉细胞、果实细胞和种子细胞中通常含答：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。有较多的糖类、脂质、蛋白质。 如：禾谷类的果实、种子中含淀粉较多；甘如：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；大豆种子中含蛋白质较多。子中含脂质较多；大豆种子中含蛋白质较多。 提取方法：设法将细胞破碎，再将这些物质提取方法：设法将细胞破碎，再将这些物质提取出来。提取出来

10、。3.3.根据你的生活经验，说说哪些植物器官的细根据你的生活经验，说说哪些植物器官的细胞中富含糖类、脂质或蛋白质？怎样从植物器胞中富含糖类、脂质或蛋白质？怎样从植物器官中提取这些化合物？官中提取这些化合物？实验实验: :检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质实验原理：实验原理： 某些化学试剂能够使生物组织中的有关化合物产某些化学试剂能够使生物组织中的有关化合物产生特定的生特定的颜色反应颜色反应。 化合物化合物 试剂试剂 颜色变化颜色变化 还原糖还原糖 碘液碘液 脂肪脂肪 橘黄色橘黄色 苏丹苏丹染液染液 蛋白质蛋白质斐林试剂斐林试剂砖红色沉淀砖红色沉淀蓝色蓝色淀粉淀

11、粉苏丹苏丹染液染液红色红色双缩脲试剂双缩脲试剂紫色紫色（选材（选材: :颜色浅且物质含量丰富）颜色浅且物质含量丰富）淀淀 粉粉可溶性还原糖可溶性还原糖( (如如: :葡萄糖、果糖、葡萄糖、果糖、麦芽糖麦芽糖) )蛋白质蛋白质脂脂 肪肪梨汁梨汁面粉面粉豆浆豆浆花生油花生油斐林试剂斐林试剂苏丹苏丹染液染液碘碘 液液双缩脲试剂双缩脲试剂橘黄色橘黄色紫色紫色砖红色砖红色沉淀沉淀蓝色蓝色归纳总结归纳总结待检有机物待检有机物试试 剂剂颜色变化颜色变化+斐林试剂与双缩脲试剂的比较斐林试剂斐林试剂双缩脲试剂双缩脲试剂甲液甲液乙液乙液A A液液B B液液成分成分0.1g/ml NaOH0.05g/mlCuSO4

12、0.1g/ml NaOH0.01g/mlCuSO4鉴定物质鉴定物质还原糖还原糖蛋白质蛋白质添加顺序添加顺序甲、乙两液等量甲、乙两液等量混匀后混匀后立立即使用即使用先先加入加入A A液液1ml1ml，摇匀；，摇匀；再再加入加入B B液液3434滴，摇匀滴，摇匀反应条件反应条件50605060温水浴加热温水浴加热不需加热，摇匀即可不需加热，摇匀即可 利用某些化学试剂能够使生物组织中有关有机化合物产利用某些化学试剂能够使生物组织中有关有机化合物产生特定颜色反应的原理和方法，还可以解决以下问题：生特定颜色反应的原理和方法，还可以解决以下问题： (1)对生物组织进行某种成分的检测。对生物组织进行某种成分

13、的检测。 (2)在医学上进行疾病的诊断，如糖尿病、肾炎。在医学上进行疾病的诊断，如糖尿病、肾炎。 (3)可以鉴定某些消化液中含有蛋白质。可以鉴定某些消化液中含有蛋白质。 (4)用于劣质奶粉的鉴定。用于劣质奶粉的鉴定。 (5)不同生物组织中含糖量高低的测定。不同生物组织中含糖量高低的测定。 例例2.下列健康人的下列健康人的4种液体样本中，能与双种液体样本中，能与双 缩脲试剂缩脲试剂发生紫色颜色反应的是发生紫色颜色反应的是 () 尿液胃液汗液唾液尿液胃液汗液唾液 A. B. C. D. D例例3.若以鸡蛋蛋白液为材料进行蛋白质鉴定实验，发现蛋若以鸡蛋蛋白液为材料进行蛋白质鉴定实验，发现蛋白液与双缩脲试剂发生反应后会粘固白液与双缩脲试