第2章第1节细胞中的元素和化合物（囡波湾）

问题探讨,1.生物与非生物在元素组成和含量上有何特点？2.从元素的组成可以得出生物与非生物具有怎样的关系？3.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？,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。,细胞与无机环境中的各种化学元素的相对含量差别很大。,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,一、组成细胞的元素,大量元素：,指含量较多的元素（占生物体总重量万分之一以上的元素）。如C、H、O、N、S、a、g、等。,微量元素：,指含量很少但生物体生活所必需的一些元素。如Fe、Mn、Zn、o、Cu等。,1.根据含量分为:,种类：多种分类：,2.根据作用来分，生物体内的元素又分基本元素、主要元素等种类:,组成细胞的元素,C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg、Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu,最基本元素,基本元素,主要元素,大量元素,微量元素,1、不同生物体的组成元素种类大体相同；但各种化学元素的含量相差很大.,3、不管是大量元素还是微量元素都是必需元素.,2、在细胞鲜重中,氧的百分含量最大,在细胞干重中,碳的百分含量最大.,组成细胞的元素,组成细胞的元素,组成人体细胞的主要元素（占细胞干重的百分比）,组成人体细胞的主要元素（占细胞鲜重的百分比）,鲜干细胞对比图,鲜干细胞对比图,造成这种差异的原因是什么？,鲜重含水量多，因此O元素所比例大；干重时有机物含量大，因此C元素含量大。,鲜干细胞对比图,比较两图,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C、H、O、N这四种元素的含量最多。,鲜干细胞对比图,比较两图,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C、H、O、N这四种元素的含量最多。,思考讨论：碳为什么是构成细胞的最基本元素？,在元素周期表中，碳位于第一周期第4A族，C原子序数为6，说明一个碳原子核中含有6个质子，核外有6个电子，在最外层有4个电子。因此，碳原子具有了4个能成键的价电子，能使碳原子之间、碳原子与其他元素之间结合形成更多的化学键。由于每个碳原子可以形成4个化学键，所以就有可能形成含有成千上万个甚至更多个碳原子的物质。,碳原子最外层有4个可以成键的价电子，正是这4个价电子，能够使碳原子之间、碳原子与其它元素的原子之间结合形成更多的化学键。由于每个碳原子可以形成4个化学键，它们之间通过化学键连接成链或成环，进而形成蛋白质、核酸及多糖等生物大分子。可以说，地球上的生命是在碳元素的基础上建立起来的，所以碳被称为最基本的原素。,几十年前,新西兰有一个牧场的大片草长势很弱，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（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。,资料分析,缺Fe：,人体患贫血；果树患黄叶病,缺Ca：,成年人缺钙患骨质疏松症；人血液中缺钙会出现抽搐现象,缺I：,人幼年患呆小症；成年患甲状腺肿大,缺B：,花而不实（只开花不结果）,缺Zn：,影响人体生长发育、大脑发育和性成熟,缺Si：,患克山病（原发性心脏病）,缺Mg：,影响植物叶绿素的合成，影响光合作用的进行,甘蓝缺磷外叶紫红色,黄瓜缺镁,正常苹果,正常油菜,缺硼油菜,正常油菜,呆小症患者（18岁）,地方性甲状腺肿大（俗称大脖子病）,二、组成细胞的化合物,组成细胞的化合物,有机化合物,无机化合物,水8590,无机盐11.5,水母的含水量高达97%,实验一、生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定,1、实验原理：,葡萄糖、果糖、麦芽糖都是还原性糖；淀粉、蔗糖、纤维素都是非还原性糖。,实验:检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质1原理解读生物组织中某些有机化合物能与某些化学试剂产生特定的颜色反应.(1)糖类,(2)脂肪苏丹染液橘黄色脂肪苏丹染液红色(3)蛋白质双缩脲试剂紫色2实验流程图示先根据选材预测实验结果,然后再实验验证,因此本实验属验证性实验.,(1)还原糖的检测和观察,还原糖检测实验的实验结果,(2)脂肪的检测和观察方法一:花生种子匀浆3滴苏丹染液橘黄色方法二:,特别提醒实验用的花生种子需提前浸泡34h,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.,2.生物组织中脂肪的鉴定,脂肪检测实验的实验结果,(3)蛋白质的检测和观察,3.生物组织中蛋白质的鉴定,蛋白质检测实验的实验结果,实验补充注意事项：糖类的检测（还原性糖：葡萄糖、果糖、麦芽糖）1、选材要用含糖较高、颜色为白色或近于白色的植物组织。2、斐林试剂不稳定，一般配成甲液（NaOH：0.1g/mL）乙液（CuSO4：0.05g/mL）来保存，使用时必须将甲、乙两液混合均匀后使用，切勿分别加入组织样液中进行检测（先混合，后使用，现配现用）。3、还原性糖的鉴定还可以使用班氏糖定性试剂。在鉴定可溶性糖的实验中，对试管中的溶液进行加热时，试管底部不要触及烧杯底部，另外，试管口不要朝向实验者，以免沸腾的溶液冲出试管，造成烫伤。,脂肪的检测：1、切片要尽可能的薄。2、染色后一定要用50%的酒精溶液洗去浮色。说明苏丹和苏丹易溶于酒精3、观察时找最薄处，最好只有12层细胞。,在鉴定脂肪的实验中，若用花生种子作实验材料，必须提前浸泡3h4h，浸泡时间短了，不容易切片，浸泡时间过长，则组织太软，切下的薄片不易成形，而且染色时间不宜过长。,蛋白质的检测：1、用鸡蛋蛋白时，一定要加以释稀，如果稀释不够，与双缩脲试剂发生反应后会粘固在试管内壁上，使反应不彻底，且试管不易洗净。2、双缩脲使用时，应先加A造成碱性环境，再加B。,注意事项：（）、检测还原糖时应水浴5065加热（）、检测脂肪时，切片要薄，用苏丹染色时间不宜过长,用显微镜观察.（）、斐林试剂是甲乙两液等量混匀后立即使用，即现配现用。颜色变化：浅兰色棕色砖红色沉淀双缩脲试剂是先加入A液1ml,摇匀,再加入B液4滴,摇匀.颜色变化:无色浅蓝色紫色,还原糖+斐林试剂砖红色沉淀,加热,先混合再加入还原糖中（NaOH+CuSO4）,蛋白质+双缩脲试剂紫色,先加NaOH液于样液中，摇匀再加CuSO4液于样液中,斐林试剂与双缩脲试剂的使用斐林试剂与双缩脲试剂都由NaOH和CuSO4组成，但二者有如下三点不同：溶液浓度不同。斐林试剂中NaOH的浓度为0.1g/mL，CuSO4的浓度为0.05g/mL；双缩脲试剂中NaOH的浓度为0.1g/mL，CuSO4的浓度为0.01g/mL。使用原理不同。斐林试剂实质是新配制的Cu(OH)2溶液；双缩脲试剂实质是在碱性环境下的Cu2。使用方法不同。使用斐林试剂时，先把NaOH溶液和CuSO4溶液混合，然后立即使用。使用双缩脲试剂时，先加入NaOH溶液，然后再加入CuSO4溶液。,(2)斐林试剂很不稳定，故应将组成斐林试剂的甲液(0.1g/mL的NaOH溶液)和乙液(0.05g/mL的CuSO4溶液)分别配制、储存，使用时，再临时配制，将2mL乙液滴入2mL甲液中，配完后立即使用。(3)双缩脲试剂的使用，应先加试剂A(0.1g/mL的NaOH溶液)，造成碱性的反应环境，再加试剂B(0.01g/mL的CuSO4溶液)。,1.有机化合物和无机化合物有什么区别？,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、氧二种元素组成。这不是严格意义上的区别，严格区分参照化学教科书。,2.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意义吗？,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；水是生命之源，离开水，生命活动就无法进行。,思考与讨论,3.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？怎样从植物器官中提取这些化合物？,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。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。,科学家在利用无土栽培法培养一些名贵花卉时，培养液中添加了多种必需化学元素。其配方如下表所示，其中植物根细胞吸收最少的离子是（）,A、Ca2+B、SO42-C、Zn2+D、H2PO3-,C,(2013山师大附中期末)神舟八号返回舱内番茄苗在太空中开花结果，果实为红色，比平时吃的西红柿小。下表是有活性的番茄细胞中元素含量，下图是番茄细胞中化合物含量的柱形图，下列说法正确的是()A表中含量最多的元素是a，数量最多的元素也是aB若图表示细胞鲜重，则甲化合物中含量最多的元素为表中的bC若表表示组成人体细胞的元素含量，则a、b、c含量和番茄细胞中完全相同D若图表示细胞完全脱水后化合物含量，则甲化合物具有多样性，其必含的元素为C、H、O、N，其中C元素对应表中的a,D,解析,【对点训练】(2012山东济宁一模)如图1是细胞中3种化合物含