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、观察构成细胞的化学元素，含量较多的元素元素，含量较多的元素有哪些？有哪些？【问题1】 构成细胞的化学元素及分类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构成细胞的化学元素主要有20多种多种。 生物体必需必需的化学元素，根据元素在细胞中的平均含量平均含量分为： 大量元素大量元素（超过万分之一）：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg 主要主要元素：C、H、O、N、P、S 基本基本元素：C、H、O、N（含量约占细胞干重的90%） 最基本元素：最基本元素：C 半微量元素半微量元素（超过万分之一）：Fe 微量元素微量元素（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、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学元素，同种元素在不同细胞中的含量如何？中的含量如何？【问题2】 不同不同生物生物体的体的化学元素化学元素构成构成 种类：种类：组成不同生物体的化学元 素种类基本相同种类基本相同 生物界的统一性生物界的统一性 含量：含量：不同生物体内,各种化学 元素的含量相差很大含量相差很大 生物间的差异性生物间的差异性元素玉米人O44.4314.62C43.7555.99H6.247.46N1.469.33K0.921.09Ca0.234.67P0.203.11Mg0.180.16S0.170.78【资料2】C、H、N 3种化学元素在组成人体人体的化学成分中，质量分数共占7 73 3% %左右,而这3种元素在组成岩石圈岩石圈的化学成分中，质量分数还不到不到1%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、资料2的事实说明了什么？的事实说明了什么？4、资料、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？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、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？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含量差异很大。 生物界与非生物界具有差异性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。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？占细胞鲜重和干重最多的元素分别是什么？ 细胞细胞鲜鲜重重: OCHN 细胞细胞干干重重: CONH为何为何C元素是最基本元素？元素是最基本元素？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）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（占细胞鲜鲜重重的百分比）的百分比）构成细胞的化合物碳架：由碳架：由C、H、O原子通过共价原子通过共价键连接而成的分子基本骨架。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，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只有生物体内的有机物才具有碳架结构。架结构。 生物界的特殊性生物界的特殊性 构构成成细细胞胞的的化化合合物物水水有机物有机物无机物无机物( (无碳架）无碳架）( (有碳架）有碳架）无机盐无机盐糖类糖类脂质脂质蛋白质蛋白质核酸核酸活细胞（鲜重）中的化合物及其含量活细胞（鲜重）中的化合物及其含量细胞细胞鲜重鲜重中含量最多的化合物是中含量最多的化合物是水水，细胞，细胞干重干重中含量最多的化合物是中含量最多的化合物是蛋白质蛋白质。无论是细胞鲜重还是干重，含量最多的无论是细胞鲜重还是干重，含量最多的有机物有机物都是都是蛋白质蛋白质。一、水一、水1、含量细胞中含量最多最多的化合物。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生长发育旺盛时期含水量高。如植物幼嫩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、存在形式及作用自由水自由水结合水结合水概念细胞中以游离的形式存在，可以自由流动自由流动的水细胞中与其他物质相结合的水含量约占细胞内全部水分的95.5%约占细胞内全部水分的4.5%作用细胞内的良好溶剂良好溶剂参与参与细胞内的许多化学反应化学反应多细胞生物体细胞生活的水环境水环境运送运送养料和代谢废物细胞结构结构的重要组成部分组成部分关系自由水自由水/结合水的比值高：代谢旺盛旺盛，但细胞抗逆性弱自由水/结合水结合水的比值低：代谢缓慢，但细胞抗逆性强抗逆性强二、无机盐二、无机盐1.1.含量含量:很少很少,约占总鲜重的1%1.5%。2.2.存在形式存在形式:大多数是离子离子状态，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结合，如CaCa2+2+是动物牙齿和骨骼牙齿和骨骼的组成成分，FeFe2+2+是血红蛋白血红蛋白的组成成分，MgMg2+2+是叶绿素叶绿素的组成成分等。 叶绿素分子血红蛋白分子3.3.主要生理作用主要生理作用:是复杂化合物的重要组成部分（结构结构成分） 如前面的Mg2+和Fe2+对于维持维持生物体生命活动生命活动有重要作用 哺乳动物血液中的CaCa盐：含量过低，抽搐低，抽搐； 含量过高，肌无力高，肌无力。维持细胞的渗透压平衡渗透压平衡 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浓度相同调节生物体内或细胞的酸碱平衡酸碱平衡 人体血浆pH约为7.357.357.457.45，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生物组织中的有机物与某些化学试剂能产生特定的的颜色反应颜色反应：1.葡萄糖葡萄糖+班氏班氏试剂/斐林斐林试剂 砖红色砖红色沉淀 还原性糖还原性糖与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.脂肪脂肪+苏丹苏丹染液/苏丹苏丹IVIV染液 橘黄色橘黄色/ /红色红色3.蛋白质蛋白质+双缩脲双缩脲试剂 紫色紫色 在碱性碱性溶液里，Cu2+与肽键作用生成紫色物质。 沸沸水浴水浴 1-2min二、用品分析二、用品分析1.1.实验材料的选择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含量，其次考虑颜色颜色。（1）还原糖还原糖的鉴定：富含还原糖的白色白色组织，如梨、苹果的果肉等，不要用西瓜、西红柿等。（2）脂肪脂肪的鉴定：富含脂肪富含脂肪且易切片切片的种子，如花生等，本实验可使用显微镜。（3）蛋白质蛋白质的鉴定：植物材料常用豆浆，动物材料常用稀释蛋清稀释蛋清。2.2.试剂试剂（1）还原糖还原糖鉴定：班氏班氏试剂（柠檬酸钠、碳酸钠、硫酸铜）或 斐林斐林试剂（甲液：0.1g/mLNaOH，乙液：0.05g/mLCuSO4）（2）脂肪脂肪鉴定：苏丹苏丹(橘黄色)或苏丹苏丹(红色)（3）蛋白质蛋白质鉴定：双缩脲双缩脲试剂（A液：0.1g/mLNaOH， B液：0.01g/mLCuSO4 ）三、实验过程及结果分析三、实验过程及结果分析1.1.还原糖的鉴定还原糖的鉴定(1)班氏试剂班氏试剂与斐林试剂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，斐林斐林试剂必须现配现用现配现用，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：浅蓝色浅蓝色棕色棕色砖红色砖红色（沉淀）（沉淀）2.2.脂肪的鉴定脂肪的鉴定（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：组织样液组织样液橘黄色橘黄色（苏丹）或红色红色（苏丹） 花生种子细胞花生种子细胞中有橘黄色橘黄色或红色红色圆形液滴为脂肪滴脂肪滴3.3.蛋白质的鉴定蛋白质的鉴定（1）双缩脲试剂与斐林试剂使用的区别双缩脲双缩脲：在组织样液中先加过量过量(2mL)A(2mL)A液液，混匀，再加少量少量B B液液，混匀。斐林试剂斐林试剂：甲、乙两液混匀两液混匀后再加入到组织样液中。（2）实验结果：无色浅蓝色浅蓝色紫色紫色