人教必修一2.1细胞中的元素和化合物 说疑解难

说疑解难摘要信息：微量元素对于维持生物体的生命活动起着非常重要的作用，植物的叶肉细胞、果实细胞和种子的细胞中通常含有较多的糖类、脂质和蛋白质。如禾谷类的果实、种子中含淀粉（多糖）较多，一个碳原子核中含有6个质子，核外有6个电子，水是含量最多的化合物（60%～90%）。关键词：微量元素、化合物、基本元素、颜色反应、班氏糖糖定性试剂、结合水【学生】微量元素在生物体内含量很少，是不是说它们在生物体内可有可无呢？【老师】不是。微量元素对于维持生物体的生命活动起着非常重要的作用。如铁是血红蛋白的成分，锌、硒、钼、铁等是很多酶的成分，碘是甲状腺激素的成分。对植物来说，钼能够促进花粉的萌发和花粉管的伸长，当柱头和花柱中积累了大量B时，有利于受精作用的顺利进行。在缺少B时，花药和花丝萎缩，花粉发育不良。【学生】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？【老师】植物的叶肉细胞、果实细胞和种子的细胞中通常含有较多的糖类、脂质和蛋白质。如禾谷类的果实、种子中含淀粉（多糖）较多，甘蔗的茎和甜菜的根含蔗糖多；花生、芝麻种子中含脂质多；大豆种子中含蛋白质多，等等。要想从植物的果实、种子中获得糖类、脂质和蛋白质，就要设法使细胞破碎，再将这些物质提取出来。【学生】碳为什么是构成细胞的基本元素？【老师】一个碳原子核中含有6个质子，核外有6个电子，由于电子排布的不同，在最外层有4个电子，这样，碳原子就具有了4个能够成键的价电子。正是这4个价电子，能够使碳原子之间、碳原子与其他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，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。【学生】还原糖、脂肪和蛋白质的检测各利用利用了怎样的颜色反应？【老师】还原糖与斐林试剂反应生成砖红色沉淀；脂肪可以被苏丹III染液橘黄色（或被苏丹IV染液染成红色）；蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。【学生】脂类中水的成分多吗？为什么细胞干重中蛋白质的含量最高？细胞鲜重中水的含量最多？【老师】从细胞鲜重来看，水是含量最多的化合物（60%～90%）；蛋白质是含量最多的有机化合物（7%～10%）。从细胞干重来看，蛋白质含量最多（～50%）。从细胞有机物干重来看，蛋白质含量最多（～80%）。脂类包括脂肪、类脂（糖脂和磷脂）、固醇。脂类中不含水。【学生】“称取50克水果粉碎并过滤，在滤液中加入2毫升淀粉溶液混合，再滴入2滴碘液，混合溶液不变蓝，原因是（

）A．水果中含有酶，淀粉已被酶分解B．水果中含有具有还原性的物质，将碘还原成碘离子C．碘液加入数量太少，不能将淀粉变色D．水果中含有酶，碘已被酶分解【老师】若为单选题则选“A”，若为多选题则可选“A和B”。因为：①碘液遇可溶性直链淀粉能变蓝；②由题干信息可知，“水果粉碎并过滤的滤液中加入2毫升淀粉溶液混合，再滴入2滴碘液，混合溶液不变蓝”，是因为无可溶性淀粉存在加入的淀粉很可能在“滤液”中某物质（如淀粉酶）的作用下降解了或单质的碘被氧化成碘酸（这种可能性很小）或被还原成碘离子；③如果是“单质的碘被氧化成碘酸（这种可能性很小）或被还原成碘离子”的话，刚加入时应该有蓝色出现，后来蓝色才会消失，因为加入的碘液被氧化或还原有一个过程（即使时间很短也有一个过程），不是一加进去就被氧化或还原，但题干中不是这样说的，故选“B”的可能性小。如果是一道多项选择题，只能说“B”有一点道理（可纳入考虑）；④请看这一道题：青苹果汁遇到碘酒溶液显蓝色，熟苹果汁能还原银氨溶液(即发生银镜反应)，说明(D)A．青苹果中只含淀粉，不含糖类；B．熟苹果中只含糖类，不含淀粉；C．苹果转熟时单糖聚合成淀粉；D．苹果转熟时淀粉水解为单糖。【学生】鉴定还原性糖用的“班氏糖糖定性试剂”是一种什么物质？“苏丹Ⅲ”是一种什么物质？“苏丹Ⅳ”呢？【老师】可溶性还原糖的鉴定：生物组织中普遍存在的可溶性糖种类较多，常见的有葡萄糖、果糖、麦芽糖等。葡萄糖、果糖和麦芽糖的分子内含有醛基，醛基具有还原性，可与弱氧化剂反应。与醛基有特定颜色反应的化学试剂可用来鉴定这三种糖的存在。(1)利用斐林试剂：斐林试剂由质量浓度为mL的Na0H溶液和质量浓度为mLL的CuS04溶液配制而成，二者混合后，立即生成淡蓝色的Cu(OH)2沉淀。Cu(OH)2在加热条件下与醛基反应，被还原成砖红色的Cu2O沉淀，醛基则被氧化为羧基。可见用斐林试剂只能鉴定还原性糖，不能鉴定可溶性的非还原性糖。用斐林试剂鉴定可溶性还原糖时，溶液的颜色变化过程为：浅蓝色→棕色→砖红色(沉淀)。(2)利用班氏试剂：班氏试剂由A液(硫酸铜溶液)，B液(柠檬酸钠和碳酸溶液)配制而成。将A溶液倾注人B液中，边加边搅拌，如有沉淀可过滤。实验原理与斐林试剂相似，所不同的是班氏试剂可长期使用。(3)利用银氨溶液：银氨溶液是在2％的AgNO3溶液中逐滴滴人2％的稀氨水，至最初产生的沉淀恰好溶解为止，这时得到的溶液就是银氨溶液。银氨溶液中含有Ag(NH3)20H(氢氧化二氨合银)，这是一种弱氧化剂，能把醛基氧化成羧基，同时Ag+被还原成金属银。还原生成的银附着在试管壁上，形成银镜。可见，银镜反应也可用于鉴定可溶性还原糖。鉴定的结果是出现银镜。用班氏试剂鉴定可溶性还原糖，比用斐林试剂更简便。斐林试剂要现配现用，否则实验难以得到满意结果，因为此反应利用的是斐林试剂中的Cu(OH)2产物作为弱氧化剂参与与还原糖的反应，而我们知道，Cu(OH)2是一种沉淀物质，放置过久沉淀过多则不利于反应，而班氏试剂是斐林试剂的改良，它利用柠檬酸作为Cu2+的络合剂，使溶液稳定、灵敏度高且可以长期使用，故更简便。利用斐林试剂或班氏试剂可以进行尿糖检测。实验原理：尿液中葡萄糖属可溶性还原糖，可以用班氏试剂或斐林试剂检验。材料器具：人体新鲜尿液，试管，酒精灯，试管夹，火柴，滴管，班氏试剂。步骤：(1)在试管中加入1mL班氏试剂，加热到沸腾，如不变色，则可使用。(2)再在试管中滴人2滴新鲜澄清的尿液，摇匀。(3)加热上述混合液到沸腾，并持续2min～3min。(4)观察试管内混合液颜色是否发生变化，是否有沉淀物产生，并按表5提示作出判断记录。混合液现象

—记录符号

含糖量混合液呈蓝色或蓝灰色

-

／100mL出现浅黄绿色沉淀

+

～／100mL出现黄绿色沉淀

++

～／100mL出现黄色沉淀

+++

～／100mL出现橘黄色沉淀

++++

／100mL注意事项：(1)班氏试剂和尿液混合液的体积比例应为10∶1。(2)如是糖尿病人，检验前两三天最好停止服药。分析和讨论：正常人的尿中只含微量葡萄糖(小于／100mL)，一般定性检验不能检出，一旦出现尿糖阳性现象，就叫做糖尿。如出现糖尿应及时请医生检查原因，并予以治疗。苏丹Ⅲ染液和苏丹Ⅳ染液都是用于鉴定脂肪的染液。苏丹Ⅲ染液是一定量苏丹Ⅲ干粉溶于一定量95%的酒精中配制而成的溶液。脂肪小颗粒+苏丹Ⅲ染液→橘黄色小颗粒；苏丹Ⅳ染液是一定量苏丹Ⅳ干粉溶于一定量丙酮和一定量70%的酒精中配制而成的溶液。脂肪小颗粒+苏丹Ⅳ染液→红色小颗粒。苏丹Ⅳ染液与脂肪的亲和力比较强，染色的时间比较短（1min左右）。【学生】北京地区小麦干种子细胞内所含的水分是结合水多，还是自由水多？【老师】①生物的器官或组织或细胞的新陈代谢强弱与其含水量有一定的正相关，在相同条件