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细胞的化学组成,构成细胞的化学元素,【资料1】人体和玉米 细胞(干重)中元素的含量 比较 干重:除去水后的细胞 重量 鲜重:细胞总重量 (含水) 1、观察构成细胞的化学 元素,含量较多的元素 有哪些?,【问题1】 构成细胞的化学元素及分类 通过对各种细胞中化学元素的分析,发现构成细胞的化学元素主要有20多种。 生物体必需的化学元素,根据元素在细胞中的平均含量分为: 大量元素(超过万分之一):C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg 主要元素:C、H、O、N、P、S 基本元素:C、H、O、N(含量约占细胞干重的90%) 最基本元素:C 半微量元素(超过万分之一):Fe 微量元素(不足万分之一):Mn、Zn、Cu、B、Mo(钼)、Ni(镍),2、比较构成玉米和人体细胞的化学元素,同种元素在不同细胞中的含量如何? 【问题2】 不同生物体的化学元素构成 种类:组成不同生物体的化学元 素种类基本相同 生物界的统一性 含量:不同生物体内,各种化学 元素的含量相差很大 生物间的差异性,【资料2】C、H、N 3种化学元素在组成人体的化学成分中,质量分数共 占73%左右,而这3种元素在组成岩石圈的化学成分中,质量分数还不到1%。,【资料3】组成生物体的元素在元素周期表中的分布规律,3、资料2的事实说明了什么? 4、资料3表明,组成生物体的元素都能在元素周期表中找到,这又说明了什么? 5、组成细胞的大量元素的原子序数均在20以内,这对构建生命物质有何意义?,【问题3、4、5】 生物界与自然界中元素的比较 构成细胞的元素都是无机自然界中常见的元素,没有哪一种是生物界 特有的。 生物界与非生物界具有统一性 同一种元素在生物界和无机自然界的含量差异很大。 生物界与非生物界具有差异性 构成生物体的大量元素都在周期表的前20位,含量丰富,容易获得。 保证了生命结构(细胞)的稳定性,为形成复杂的生物奠定基础。,占细胞鲜重和干重最多的元素分别是什么? 细胞鲜重: OCHN 细胞干重: CONH 为何C元素是最基本元素?,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),构成细胞的化合物,碳架:由C、H、O原子通过共价键连接而成的分子基本骨架。 自然界的无机物不具有碳架结构,只有生物体内的有机物才具有碳架结构。 生物界的特殊性,构成细胞的化合物,水,有机物,无机物,(无碳架),(有碳架),无机盐,糖类,脂质,蛋白质,核酸,活细胞(鲜重)中的化合物及其含量,细胞鲜重中含量最多的化合物是水,细胞干重中含量最多的化合物是蛋白质。 无论是细胞鲜重还是干重,含量最多的有机物都是蛋白质。,一、水 1、含量 细胞中含量最多的化合物。 不同生物的含水量不同,一般为 60%95%。水生生物含水量较高,水 母的含水量达到97%。 同种生物不同的生长发育期,含水量 也不同,在生长发育旺盛时期含水量 高。如植物幼嫩部分比成熟部分含水 量多,幼儿身体的含水量远远高于成 人身体的含水量。,2、存在形式及作用,二、无机盐 1.含量:很少,约占总鲜重的1%1.5%。 2.存在形式:大多数是离子状态,如细胞中含量较多的阳离子有Na+、K+、 Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等,阴离子有Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。 少数与其他化合物结合,如Ca2+是动物牙齿和骨骼的组成成分,Fe2+是血红蛋白的组成成分,Mg2+是叶绿素的组成成分等。,叶绿素分子,血红蛋白分子,3.主要生理作用: 是复杂化合物的重要组成部分(结构成分) 如前面的Mg2+和Fe2+ 对于维持生物体生命活动有重要作用 哺乳动物血液中的Ca盐:含量过低,抽搐; 含量过高,肌无力。 维持细胞的渗透压平衡 给脱水病人注射质量分数为0.9%的NaCl溶液(生理盐水) 生理盐水同人体血浆浓度相同 调节生物体内或细胞的酸碱平衡 人体血浆pH约为7.357.45,主要由无机盐缓冲对H2CO3/NaHCO3和 NaH2PO4/Na2HPO4等来调节并维持。,检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质,一、实验原理: 生物组织中的有机物与某些化学试剂能产生特定的颜色反应: 1.葡萄糖+班氏试剂/斐林试剂 砖红色沉淀 还原性糖与Cu(OH)2发生氧化还原反应生成Cu2O沉淀 还原糖:葡萄糖、果糖、麦芽糖等。(蔗糖、淀粉等无还原性) 2.脂肪+苏丹染液/苏丹IV染液 橘黄色/红色 3.蛋白质+双缩脲试剂 紫色 在碱性溶液里,Cu2+与肽键作用生成紫色物质。,沸水浴,1-2min,二、用品分析 1.实验材料的选择 首先要考虑生物组织中待鉴定物质的含量,其次考虑颜色。 (1)还原糖的鉴定:富含还原糖的白色组织,如梨、苹果的果肉等,不要用西瓜、西红柿等。 (2)脂肪的鉴定:富含脂肪且易切片的种子,如花生等,本实验可使用显微镜。 (3)蛋白质的鉴定:植物材料常用豆浆,动物材料常用稀释蛋清。,2.试剂 (1)还原糖鉴定:班氏试剂(柠檬酸钠、碳酸钠、硫酸铜)或 斐林试剂(甲液:0.1g/mLNaOH,乙液:0.05g/mLCuSO4) (2)脂肪鉴定:苏丹(橘黄色)或苏丹(红色) (3)蛋白质鉴定:双缩脲试剂(A液:0.1g/mLNaOH, B液:0.01g/mLCuSO4 ),三、实验过程及结果分析 1.还原糖的鉴定 (1)班氏试剂与斐林试剂使用方法的异同点: 异:班氏试剂可事先配置好后放存,斐林试剂必须现配现用,鉴定前甲、乙两液分开放置,鉴定时先将甲、乙两液等量混合,然后再倒入组织样液中。 同:鉴定过程都需沸水浴加热 (2)实验结果:浅蓝色棕色砖红色(沉淀),2.脂肪的鉴定 (1)既可鉴定组织样液(花生种子匀浆)也可鉴定组织细胞(花生种子) 中脂肪的存在。 (2)鉴定花生种子细胞中的脂肪的一般步骤: 切片染色洗浮色制片显微镜观察 (3)实验结果:组织样液橘黄色(苏丹)或红色(苏丹) 花生种子细胞中有橘黄色或红色圆形液滴为脂肪滴,3.蛋白质的鉴定 (1)双缩脲试剂与斐林试剂使用的区别 双缩脲:在组织样液中先加过量(2mL)A液,混匀,再加少量B液,混匀。 斐林试剂:甲、乙两液混匀后再加入到组织样液中。 (2)实验结果:无色浅蓝色紫色,
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