1、第二章第二章 细胞的构成细胞的构成 第一节第一节 细胞的化学组成细胞的化学组成 目标导航 1.结合材料分析，说出组成细胞的化学元素的种类。2.通过实验操作，学会生物 组织中还原性糖、脂肪和蛋白质的检测。3.简述生物大分子以碳链为骨架，细胞的基本元素 是碳。 一、构成细胞的化学元素(阅读 P1213) 细胞中常见的化学元素主要有 20 多种。 1元素的分类 (1)大量元素：如 C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg 等。 (2)微量元素：如 Mn、Zn、Cu、B、Mo、Ni 等。 (3)半微量元素：如 Fe。 2构成细胞的元素的特点 构成细胞的这些元素都是无机自然界中常见的元素，说明了生物界和非
2、生物界具有统一性。 3存在状态 少数以游离状态存在，绝大多数以化合物的形式存在。 二、构成细胞的化合物(阅读 P1315) 1有机物的检测 化合物 化学试剂 颜色反应 葡萄糖溶液 班氏试剂 砖红色沉淀 食用油 苏丹染液 橘黄色 蛋白质悬液 双缩脲试剂 紫色 淀粉 碘液 蓝色 2.作用 细胞中的化合物有机地结合在一起，构成了细胞内生命活动的物质基础。 3化合物的种类 (1)无机化合物：水和无机盐。 (2)有机化合物：糖类、脂质、蛋白质和核酸。 4化合物的含量 (1)细胞中含量最多的化合物是水。 (2)占细胞鲜重最多的化合物是水。 (3)占细胞干重最多的化合物是蛋白质。 5化合物与碳架 有机物都是
3、由 C、H、O 原子通过共价键连接成的碳架作为分子的基本骨架，自然界的无机 物都不具有碳架。 判断正误： (1)细胞中常见的化学元素主要有 20 种。( ) (2)Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo 等是组成细胞的微量元素。( ) (3)生物界和非生物界具有统一性。( ) (4)元素绝大多数以游离状态存在。( ) (5)活细胞中含量最多的有机化合物是蛋白质。( ) (6)葡萄糖溶液与苏丹染液反应呈橘黄色。( ) (7)蛋白质悬液与双缩脲试剂反应呈紫色。( ) (8)还原性糖加入班氏试剂马上出现砖红色沉淀。( ) (9)生物大分子以碳链为骨架。( ) (10)不同细胞中的元素种类大体相
4、同。( ) (11)不同细胞中的元素含量基本相同。( ) (12)微量元素在细胞中含量少，作用不大。( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) 一、构成细胞的化学元素及其意义 1分类依据 大量元素：含量占细胞总质量万分之一以上的元素。 微量元素：含量占细胞总质量万分之一以下的元素。 2各种元素归属范围 (1)大量元素和微量元素都是生物体生命活动所必需的。 (2)4 种基本元素的含量 鲜重状态下，是 OCHN； 干重状态下，是 CONH。 3研究意义 4组成细胞的元素的主要作用 (1)维持机体的生命活动，如 K 可保持心肌正
5、常兴奋性，B 可促进植物花粉管的伸长。 (2)组成化合物，如糖类、脂质、蛋白质和核酸中都含有 C、H、O 三种元素。 1微量元素含量很少，是不是说作用不重要，可有可无？ 答案 微量元素和大量元素均是生物必需的元素， 微量元素含量虽然很少， 但是对生物体一 样具有重要的作用，不可缺少。 2细胞中的元素与自然界中的元素之间有什么关系？ 答案 细胞中的元素来自自然环境， 从元素种类看， 组成生物体的化学元素在无机自然界中 都能找到，没有一种化学元素为生物体所特有。从元素含量看，组成生物体的化学元素在生 物体内和无机自然界中含量差异很大。 1人体内微量元素的含量甚微，但是对人体的健康却起着重要作用。下
6、列各组元素全部是 微量元素的是( ) ANa、K、O、S BB、Mo、Cu CN、H、O、P、C DCa、Cu、C 问题导析 (1)大量元素：C、H、O、N、P、S、Ca、Mg、K 等。 (2)微量元素：Mn、Zn、Cu、B、Mo、Ni 等。 答案 B 一题多变 土壤缺硼(B)时，植物会表现出一定的病症，在有该病症的植株叶面上喷施很少量的一定浓 度的含硼溶液后，该病症消失，这说明硼是植物体的_(大量/微量)元素。 答案 微量 二、构成细胞的化合物 1化合物的种类 组成细胞的化合物 无机化合物 水无机盐有机化合物 糖类脂质蛋白质核酸 2化合物的含量 (1)鲜细胞中含量最多的化合物是水，含量最多的
7、有机化合物是蛋白质，含量最多的无机化 合物是水。水是生命之源，缺少了水生命活动就无法进行。 (2)如果是在干细胞中，含量最多的化合物是蛋白质，蛋白质是组成生物体的重要物质，在 生命活动中起重要作用。 3有机物的概念及特点 (1)概念：由 C、H、O 原子通过共价键连接成的碳架作为分子的基本骨架而形成的化合物， 如蛋白质、核酸、脂质等。 (2)特点 组成：碳架和官能团。 碳架形式：线形、分支、环状等。 1生活在沙漠中的仙人掌，其细胞内含量最多的化合物是什么？ 答案 水。 2有机化合物和无机化合物有什么区别？ 答案 有机化合物和无机化合物的区别主要看它们的分子组成中是否有碳元素， 如糖类是有 机化
8、合物，由碳、氢、氧三种元素组成；水是无机化合物，由氢、氧两种元素组成。 3组成细胞的化合物在无机自然界中都能找到吗？ 答案 不能。组成细胞的元素都可以在无机自然界找到，化合物不能。 2大海中的水母、海带，陆地上的蜥蜴、小草等都是生物，都是由细胞构成的。这些生物 细胞中含量最多的有机物是( ) A水分 B蛋白质 C脂质 D糖类 问题导析 生物细胞中含量最多的化合物是水分，构成生物细胞的有机物中，含量最多的 是蛋白质，其次是脂质、糖类。 答案 B 一题多变 上题选项中各化合物的含量，按下图顺序排列，依次是_。 答案 蛋白质、水、脂质、糖类 三、检测生物组织中的还原性糖、脂肪和蛋白质 1葡萄糖检测时
9、的颜色变化及生物组织中还原性糖的检测 (1)葡萄糖检测时的颜色变化 实验组：葡萄糖班氏试剂 沸水浴 12min砖红色沉淀 对照组：清水班氏试剂 沸水浴 12min蓝色(试剂本身颜色) (2)生物组织中还原性糖的检测 选材：含糖量较高，白色或近于白色的植物组织 制备组织样液：洗涤、去皮、切块研磨过滤(用一层纱布)收集滤液 显色反应 结论：生物组织样液中含有还原性糖 2脂肪检测时的颜色变化及生物组织中脂肪的检测 (1)脂肪检测时的颜色变化 实验组：脂肪苏丹染液 橘黄色 对照组：清水苏丹染液 红色(试剂本身颜色) (2)生物组织中脂肪的检测 方法一：植物油 2mL苏丹染液 45 滴 橘黄色 清水 2
10、mL苏丹染液 45 滴 无变化。 方法二： 取材：花生种子(浸泡 34h)，将子叶切成薄片 制作装片 显色反应 观察：在低倍镜下找到已着色的花生子叶最薄处，然后用高倍镜观察，视野中有橘黄色颗粒 结论：生物组织中含有脂肪 3蛋白质检测时的颜色变化及生物组织中蛋白质的检测 (1)蛋白质检测时的颜色变化 实验组：蛋白质双缩脲试剂 紫色 对照组：清水双缩脲试剂 蓝色(试剂本身颜色) (2)生物组织中蛋白质的检测 选材与制备组织样液：蛋清或黄豆(浸泡 12d) 操作： 显色反应 结论：生物组织中含有蛋白质 1该实验在材料选择上要注意什么问题？ 答案 (1)因为此类实验要根据显色反应进行有机物的检测，故选
11、取的材料颜色要浅或基本 无色。(2)相应有机物的含量相当丰富，这样显色反应效果会更明显。 2查阅资料回答：含糖量高的甘蔗(含蔗糖)、甜菜(含蔗糖)和马铃薯(含淀粉)能否作为生物 组织中还原性糖检测的实验材料。 答案 不能。因为蔗糖、淀粉为非还原性糖。 3检测蛋白质时，向待测液中滴加的 NaOH 溶液是 2mL，而滴加的 CuSO4溶液仅仅是 4 滴，试分析原因？ 答案 CuSO4中的 Cu2 是蓝色，滴加过多时，会掩盖颜色反应。 3下列对生物体中有关化合物的检测实验不正确的是( ) 选项 检测 对象 试剂 颜色 水浴加热 生物 材料 A 淀粉 碘液 蓝色 不需要 脱色的材料 B 还原 性糖 班
12、氏试剂 砖红色 需要 含糖量高的白色植物组织 C 蛋白质 双缩脲试剂 紫色 需要 豆浆、牛奶、鸡蛋清 D 脂肪 苏丹 橘黄色 不需要 花生种子 问题导析 (1)淀粉遇碘变蓝色。 (2)脂肪被苏丹染液染成橘黄色。 (3)蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。 (4)还原性糖(如葡萄糖、果糖等)与班氏试剂发生作用，生成砖红色沉淀。在以上四个颜色反 应中，只有还原性糖的检测需要加热。 答案 C 一题多变 常温下进行下列处理，没有颜色变化的是( ) A用苏丹染液处理动物的皮下脂肪 B用碘液处理淀粉溶液 C在豆浆中加入双缩脲试剂 D在葡萄糖溶液中加入班氏试剂 答案 D 解析 常温下，脂肪遇苏丹染液即
13、被染成橘黄色；淀粉溶液遇到碘液变蓝色；豆浆中含有 蛋白质， 遇到双缩脲试剂变紫色； 葡萄糖溶液中加入班氏试剂， 经沸水加热后才出现砖红色。 1.某维生素片中含 Ca、Fe、Zn、Se 等元素，其中属于组成生物体的大量元素的是( ) ACa BFe CZn DSe 答案 A 解析 大量元素包括 C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg 等。 2.在生物组织中还原性糖、脂肪、蛋白质的检测实验中，对实验材料选择的叙述，错误的是 ( ) A甘蔗茎的薄壁组织、甜菜的块根等，都含有较多的糖且近似于白色，因此可以用于还原 性糖的检测 B花生种子含脂肪多且子叶肥厚，是用于脂肪检测的理想材料 C大豆种子蛋白质含量
14、高，是进行蛋白质检测的理想植物组织材料 D鸡蛋清含蛋白质多，是进行蛋白质检测的动物材料 答案 A 解析 利用颜色反应检测化合物时，对材料的要求是：颜色为白色或近似于白色，待检测化 合物含量高。甘蔗和甜菜都富含蔗糖，蔗糖是非还原性糖。 3.生物大分子在生物体的生命活动中具有重要的作用， 碳原子本身的化学性质使它能够通过 化学键连接成链或环，从而形成各种生物大分子。可以说，地球上的生命是在碳元素的基础 上建立起来的。以上事实可以说明( ) AC 元素能组成各种各样的化合物 BC 元素是构成生物体最基本的元素 CC 元素是各种大分子中含量最多的元素 DC 元素比其他元素重要 答案 B 解析 生物体是
15、由化学元素组成的，在组成生物体的化学元素中，C 元素是一种主要元素， 它能够通过化学键连接成链或环， 从而形成各种有机物的基本骨架， 如蛋白质、 核酸、 糖类、 脂类， 而这些化合物又是生物体生命活动的物质基础。 没有碳元素， 就不能形成各种有机物， 也就不能表现出各种生命活动，因此，C 元素是构成生物体最基本的元素。 4.下表为关于生物组织中还原性糖、脂肪和蛋白质的检测实验，请填写有关内容。 序号 实验材料 被检测物质 方法(检测用试剂) 梨的研磨液 _ 加_，沸水浴加热，试管中出现 _沉淀 花生种子 切片 _ 加_，显微镜观察，子叶内物质被染成 _ 鸡蛋清 稀释液 _ 向试管内注入_试剂 A 液 1mL，摇 匀；再注入_试剂 B 液 4 滴，摇匀。试 管中溶液变成_ 答案 还原性糖 班氏试剂 砖红色 脂肪 苏丹染液 橘黄色 蛋白质 双缩脲 双缩脲 紫色