細(xì)胞中常見的元素有哪些？
組成細(xì)胞的主要化合物有哪些？
怎樣檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)？
【問題探討】比較組成地殼和組成細(xì)胞的部分元素的含量，你能提出什么問題？就自己提出的問題與其他同學(xué)交流。*Si在某些植物細(xì)胞中含量較多，如硅藻、禾本科植物。
組成地殼和組成細(xì)胞的部分元素含量(%)表
生物體總是和外界環(huán)境進(jìn)行著物質(zhì)交換，細(xì)胞生命活動(dòng)所需要的物質(zhì)，歸根結(jié)底是從無機(jī)自然界中獲取的。（一）統(tǒng)一性——元素種類基本相同組成細(xì)胞的化學(xué)元素，在無機(jī)自然界都能找到，沒有一種元素為細(xì)胞所特有。（二）差異性——元素的相對(duì)含量不大相同細(xì)胞中各種元素的相對(duì)含量與無機(jī)自然界的不大相同。
細(xì)胞和無機(jī)自然界的統(tǒng)一性和差異性
【思考·探討】右表是玉米細(xì)胞和人體細(xì)胞內(nèi)含量較多的化學(xué)元素的種類及其含量。要分析細(xì)胞中各種元素及含量是非常復(fù)雜的事情，因此，呈現(xiàn)出來的數(shù)據(jù)一般都是大概的。1. 在玉米細(xì)胞和人體細(xì)胞中含量較多的四種元素一樣嗎？怎樣解釋這種現(xiàn)象？在兩者細(xì)胞中含量較多的四種元素是一樣的，都是C、H、O、N。這是因?yàn)橛衩缀腿硕际巧铮M成它們的主要成分都是水、糖類、脂類和蛋白質(zhì)等物質(zhì)，這些物質(zhì)含有C、H、O，蛋白質(zhì)中還含有大量的N元素。
生物體和生物體之間細(xì)胞的統(tǒng)一性和差異性
玉米細(xì)胞和人體細(xì)胞的部分元素及含量(干重，質(zhì)量分?jǐn)?shù))
注：其他元素占細(xì)胞干重的質(zhì)量分?jǐn)?shù)總計(jì)小于3%
【思考·探討】右表是玉米細(xì)胞和人體細(xì)胞內(nèi)含量較多的化學(xué)元素的種類及其含量。要分析細(xì)胞中各種元素及含量是非常復(fù)雜的事情，因此，呈現(xiàn)出來的數(shù)據(jù)一般都是大概的。2. 細(xì)胞中有些元素含量很少，是否意味著它們不重要？細(xì)胞中有些元素含量很少，但是卻又重要作用，如在玉米細(xì)胞中，S只有0.17%，Mg只有0.18%，但很多蛋白質(zhì)都含有S，葉綠體中的葉綠素分子就含有Mg，如果缺少S或Mg，細(xì)胞就不能合成這些蛋白質(zhì)或葉綠素。
【思考·探討】右表是玉米細(xì)胞和人體細(xì)胞內(nèi)含量較多的化學(xué)元素的種類及其含量。要分析細(xì)胞中各種元素及含量是非常復(fù)雜的事情，因此，呈現(xiàn)出來的數(shù)據(jù)一般都是大概的。3. 比較組成玉米細(xì)胞和人體細(xì)胞中的元素種類和含量，你還能得出哪些結(jié)論？組成玉米細(xì)胞中氧元素的含量明顯高于人體細(xì)胞，而氮元素的含量明顯又低于人體細(xì)胞，這說明玉米細(xì)胞和人體細(xì)胞中的不同有機(jī)物的含量有差別，如玉米細(xì)胞中的糖類要多一些，而人體細(xì)胞中的蛋白質(zhì)含量要多一些；Ca元素的含量也有區(qū)別，這與玉米和人體的物質(zhì)和結(jié)構(gòu)組成有關(guān)。
（一）統(tǒng)一性不同生物體的細(xì)胞所含的化學(xué)元素的種類基本相同（二）差異性1. 不同生物體的細(xì)胞同種元素的含量不大相同2. 同一細(xì)胞中不同元素含量存在差異
（一）組成細(xì)胞的化學(xué)元素，常見的有20多種（二）基本元素：C、H、O、N（三）根據(jù)含量可分為：1. 大量元素： C、 H、 O、 N、 P、 S、 K、 Ca、 Mg等2. 微量元素： Fe、 Mn、 Zn、 Cu、 B(硼)、 M(鉬)等（四）無論是大量元素還量微量元素，都是生物體必需的元素，對(duì)于維持生物體的生命活動(dòng)都起著重要的作用。
（一）組成細(xì)胞的各種元素大多以化合物的形式存在（二）分類
（三）含量1. 細(xì)胞內(nèi)含量最多的化合物是水2. 細(xì)胞內(nèi)含量最多的有機(jī)化合物是蛋白質(zhì)
【探究】上頁(yè)中組成細(xì)胞的主要化合物及相對(duì)含量的數(shù)據(jù)是基于大量不同種類細(xì)胞的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，實(shí)際上，不同生物組織的細(xì)胞中各種化合物的含量是有差別的。探究梨的果實(shí)和葉片的細(xì)胞中所含化合物的種類和含量有什么明顯的差別？梨的果實(shí)細(xì)胞中糖類和水等物質(zhì)多，不含葉綠素。正因?yàn)椴煌澄镏袪I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的種類和含量有很大差別，日常膳食中才要做到不同食物的合理搭配。那么，怎么檢測(cè)不同食物的生物組織中含有的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)呢？下面通過探究實(shí)踐，學(xué)習(xí)檢測(cè)不同生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)。
（一）目的要求嘗試用化學(xué)試劑檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪或蛋白質(zhì)。（二）材料用具1. 實(shí)驗(yàn)材料：梨勻漿，葡萄勻漿，白蘿卜勻漿，花生種子，豆?jié){，鮮肝提取液，雞蛋清稀釋液。2. 儀器：刀片，試管（最好是刻度試管），試管架，試管夾，大、小燒杯，小量筒，滴管，酒精燈，三腳架，石棉網(wǎng)，火柴，載玻片，蓋玻片，毛筆，吸水紙，顯微鏡等。3. 試劑：斐林試劑（甲液：質(zhì)量濃度0.1g/mL的NaOH溶液，乙液：質(zhì)量濃度0.05g/mL的CuSO4溶液），質(zhì)量濃度為0.01g/mL蘇丹Ⅲ染液，雙縮脲試劑（A液：質(zhì)量濃度0.1g/mL的NaOH溶液，B液：質(zhì)量濃度0.01g/mL的CuSO4溶液），體積分?jǐn)?shù)維50%的酒精溶液，蒸餾水。
檢測(cè)生物組織中的還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)
（三）還原糖檢測(cè)1. 檢測(cè)原理糖類中如葡萄糖、半乳糖等，是還原糖。還原糖可與斐林試劑發(fā)生作用，生成磚紅色沉淀。而糖類中如蔗糖、淀粉、纖維素等，不能還原斐林試劑，是非還原糖。2. 斐林試劑甲液：質(zhì)量濃度0.1g/mL的NaOH溶液乙液：質(zhì)量濃度0.05g/mL的CuSO4溶液
（三）還原糖檢測(cè)3. 步驟：（1）向試管內(nèi)注入2mL待測(cè)組織樣液（2）向試管內(nèi)注入1mL斐林試劑（甲、乙液等量混合均勻后再注入，現(xiàn)配現(xiàn)用）（3）將試管放入盛有50-65℃溫水的大燒杯中加熱約2min（4）觀察試管中出現(xiàn)的顏色變化
（四）蛋白質(zhì)檢測(cè)1. 檢測(cè)原理在堿性環(huán)境下，Cu2+與蛋白質(zhì)中類似于雙縮脲的結(jié)構(gòu)發(fā)生作用，產(chǎn)生紫色反應(yīng)。2. 雙縮脲試劑A液：質(zhì)量濃度0.1g/mL的NaOH溶液B液：質(zhì)量濃度0.01g/mL的CuSO4溶液
（四）蛋白質(zhì)檢測(cè)3. 步驟：（1）向試管內(nèi)注入待測(cè)組織樣液2mL（2）向試管內(nèi)注入雙縮脲試劑A液1mL，搖勻（3）向試管內(nèi)注入雙縮脲試劑B液4滴，搖勻（4）觀察組織樣液顏色的變化
（五）脂肪檢測(cè)1. 檢測(cè)原理脂肪可以被蘇丹Ⅲ染液染成橘黃色2. 蘇丹Ⅲ染液
（五）脂肪檢測(cè)3. 步驟：（1）取材：花生種子浸泡去皮（2）切片：子葉橫斷面上平行切下若干薄片，放入盛有清水的培養(yǎng)皿中待用（3）制片：①取薄片；②滴2-3滴蘇丹Ⅲ染液染色；③滴加1-2滴體積分?jǐn)?shù)為50%的酒精洗去浮色；④吸水紙吸去酒精，滴一滴蒸餾水，制成臨時(shí)裝片（4）觀察：①低倍鏡下找到花生子葉的最薄處；②高倍鏡下觀察脂肪顆粒
其他方法：向待測(cè)組織樣液中滴加3滴蘇丹Ⅲ染液，觀察樣液被染色的情況
【討論】1. 你的預(yù)測(cè)與實(shí)測(cè)結(jié)果是否一致？2. 小組間交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果。你有什么發(fā)現(xiàn)？3. 全班共檢測(cè)率多少種生物材料？這些生物材料中有機(jī)化合物的種類、含量一樣嗎？這對(duì)我們選擇食物有什么啟發(fā)？不同生物材料中有機(jī)化合物的種類、含量有差異，因此在日常膳食中要遵循“多樣、均衡”的原則，滿足機(jī)體生命活動(dòng)的需要。4. 若要進(jìn)行檢測(cè)生物組織中還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)的反應(yīng)現(xiàn)象展示，選擇實(shí)驗(yàn)材料的原則是什么？應(yīng)選擇待測(cè)物質(zhì)含量豐富、顏色較淺的生物材料。
檢測(cè)試劑 試劑組成 步驟要點(diǎn) 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
『檢測(cè)生物組織中糖類的其他簡(jiǎn)易方法』1. Mlisch反應(yīng)（α-萘酚反應(yīng)）：糖類在濃硫酸作用下形成的產(chǎn)物可以與α-萘酚作用，形成紫紅色復(fù)合物。但是除糖類外，還有如丙酮、乳酸等都可以發(fā)生近似反應(yīng)，因此發(fā)生反應(yīng)只能說明有糖類存在的可能。2. 蒽酮反應(yīng)：糖類經(jīng)濃酸水解，脫水生成的產(chǎn)物與蒽酮反應(yīng)生成藍(lán)綠色復(fù)合物。3. Benedict反應(yīng)：反應(yīng)中使用班氏試劑（斐林試劑的改良），測(cè)定還原糖的存在。班氏試劑相比斐林試劑，靈敏度高，干擾因素少。4. Bial反應(yīng)（甲基間苯二酚反應(yīng)）：戊糖與濃鹽酸加熱形成的產(chǎn)物，在有鐵離子存在的條件下，與甲基間苯二酚縮合，形成深藍(lán)色沉淀物。己糖也能發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生灰綠色甚至棕色沉淀物。
『檢測(cè)生物組織中脂肪的其他簡(jiǎn)易方法』1. 油點(diǎn)試驗(yàn)：將含有脂肪的混合物磨碎后擦在一片濾紙上，然后朝向光源觀看，應(yīng)該有半透明的油點(diǎn)出現(xiàn)。此油點(diǎn)不能揮發(fā)掉。當(dāng)濾紙浸過苯（或醚、異丙醇等）后，油點(diǎn)消失?；?qū)⒒旌衔锬ニ楹笕苡诒揭褐?，然后過濾。取一張濾紙放入濾液中，取出后讓苯揮發(fā)，朝向光源觀看，如有半透明油點(diǎn)存在，則證明混合物中含有脂肪。2. 乳液形成試驗(yàn)：將含有脂肪的混合物溶液稍微加熱，加入少量乙醇，搖勻后靜置。脂肪可分散成許多微粒，形成白色乳狀液。
1. 于對(duì)細(xì)胞元素組成、元素含量等的認(rèn)識(shí)，判斷下列相關(guān)表述是否正確
練習(xí)與應(yīng)用——概念檢測(cè)
（3）不同種類的細(xì)胞器組成元素和化合物種類基本相同，但含量又往往有一定差異，這既體現(xiàn)了細(xì)胞的統(tǒng)一性，又反映了細(xì)胞的多樣性
（2）細(xì)胞中微量元素含量很少，作用也很微小
（1）細(xì)胞中不存在無機(jī)自然界沒有的特殊元素
2. 將下列試劑與相應(yīng)的待測(cè)樣品，相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果用線連接起來
3. 在下列有機(jī)化合物中，人體細(xì)胞內(nèi)含量最多的一種是（ ）
4. 科學(xué)家在研究生物體的化學(xué)成分時(shí)，發(fā)現(xiàn)組成生物體的元素在無機(jī)自然界中也都存在，這一事實(shí)主要說明（ ）
A. 生物來源于非生物
B. 生物界與無機(jī)自然界具有統(tǒng)一性
C. 生物界與無機(jī)自然界具有差異性
D. 生物與非生物在元素組成上沒有區(qū)別
1. 組成細(xì)胞的元素追根溯源來自無機(jī)環(huán)境，為什么細(xì)胞內(nèi)各種元素的比例與無機(jī)環(huán)境的大不相同？細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位，雖然組成細(xì)胞的元素來自無機(jī)環(huán)境，但是構(gòu)成細(xì)胞的主要元素C、H、O、N含量與無機(jī)環(huán)境差異很大，這與細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)化合物如糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸有關(guān)。
練習(xí)與應(yīng)用——拓展與應(yīng)用
2. 將細(xì)胞內(nèi)含有的各種物質(zhì)配齊，并按照它們?cè)诩?xì)胞中的比例放在一個(gè)試管中，能構(gòu)成一個(gè)生命系統(tǒng)嗎？為什么？不能。因?yàn)樯到y(tǒng)內(nèi)部是一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)有序的結(jié)構(gòu)，不是由物質(zhì)隨意堆砌而成的。

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