1、第第2 2章章 组成细胞的分子组成细胞的分子本章总览本章总览第1节 细胞中的元素和化合物第2节 生命活动的主要承担者蛋白质第4节 细胞中的糖类和脂质第5节 细胞中的无机物组成细胞的分子第3节 遗传信息的携带者核酸 第第1 1节节 细胞中的元素和化合物细胞中的元素和化合物本节目标：本节目标：1、说出组成细胞的主要大量元素、微量元素。说出组成细胞的主要大量元素、微量元素。2、说出组成细胞的有机物、无机物。说出组成细胞的有机物、无机物。3、掌握糖类、脂肪和蛋白质的检测方法。掌握糖类、脂肪和蛋白质的检测方法。制作制作:赣县区第三中学赣县区第三中学 成德旺成德旺广告一：补铁、补血，效果好！朴血口服液！广
2、告一：补铁、补血，效果好！朴血口服液！广告二：健康的体魄，来源于广告二：健康的体魄，来源于“碘碘碘碘”滴滴滴滴广告三：万丈高楼平地起，层层都是广告三：万丈高楼平地起，层层都是“钙钙”起来起来广告四：聪明伶俐，坚持补锌；有锌万事成；广告四：聪明伶俐，坚持补锌；有锌万事成；用心的妈妈会用用心的妈妈会用“锌锌”。上面的广告中提到了哪些化学元素上面的广告中提到了哪些化学元素？能否用学过的生物学知识来解释这些？能否用学过的生物学知识来解释这些广告中包含的科学道理？广告中包含的科学道理？一、生物界与非生物界的关系一、生物界与非生物界的关系组成地壳和组成组成地壳和组成细胞的部分元素细胞的部分元素含量含量()
3、表表元元素素地壳地壳细胞细胞O 48.6065.0Si 26.30极少极少C0.08718.0N0.033.0H0.7610.01.1.组成生物体的所有元素中，有组成生物体的所有元素中，有没有哪一些元素是生物体所特有没有哪一些元素是生物体所特有的？的？说一说：说一说：没有没有。这说明什么？这说明什么？2.2.生物体中的元素含量和无机环生物体中的元素含量和无机环境中的含量有区别吗？境中的含量有区别吗？有，相差很大。有，相差很大。这又说明什么？这又说明什么？生物界和非生物界具有差异性。生物界和非生物界具有差异性。（元素含量不同）（元素含量不同）生物界和非生物界具有统一性。生物界和非生物界具有统一性
4、。（元素种类基本相同）（元素种类基本相同）例例1 1、科学家在研究、科学家在研究生物体的化学成分生物体的化学成分时时,发现组成生物体的元素在非生物界发现组成生物体的元素在非生物界也存在也存在,这一事实主要说明（这一事实主要说明（）A.生物界和非生物界没有区别生物界和非生物界没有区别 B.生物界和非生物界具有统一性生物界和非生物界具有统一性 C.生物来源于非生物生物来源于非生物 D.生物界和非生生物界和非生物界具有差异性物界具有差异性一、生物界与非生物界的关系：一、生物界与非生物界的关系：统一性：组成细胞的化学元素在无机统一性：组成细胞的化学元素在无机 环境中都能找到。环境中都能找到。差异性：细
5、胞与无机环境中的各种化差异性：细胞与无机环境中的各种化 学元素的相对含量差别很大。学元素的相对含量差别很大。归纳总结归纳总结 试解释为什么组成细胞的元素会与组试解释为什么组成细胞的元素会与组成地壳的元素具有这样的统一性和差异成地壳的元素具有这样的统一性和差异性性 生物体的化学物质是从自然界中吸收生物体的化学物质是从自然界中吸收而来，所以组成生物体的化学元素在无而来，所以组成生物体的化学元素在无机自然界中都能找到。另外，细胞有选机自然界中都能找到。另外，细胞有选择的从无机环境中获得物质来组成自身择的从无机环境中获得物质来组成自身不是无选择的吸收，而是根据自己的需不是无选择的吸收，而是根据自己的需
6、要吸收的，所以含量不同。要吸收的，所以含量不同。思考思考1、组成所有生物体的化学元素组成所有生物体的化学元素种类种类是否相同是否相同?2、在不同的生物体内，各种化学元素的在不同的生物体内，各种化学元素的含量含量是否相同是否相同?玉米和人体的化学元素组成玉米和人体的化学元素组成（占细胞干重的质量分数（占细胞干重的质量分数%）元素元素玉米玉米人人O44.4314.62C43.7555.99H6.247.46N1.469.33K0.921.09Ca0.234.67P0.203.11Mg0.180.16S0.170.78 组成生物体的化学组成生物体的化学元素在种类上元素在种类上 ；但含量在不同生物之间
7、但含量在不同生物之间 。同一生物体内不同同一生物体内不同化学元素的含量不同，化学元素的含量不同，其中其中 4 4种元素所占比例较大。种元素所占比例较大。基本相同基本相同存在差异存在差异C、H、O、N例例2 2、生活在沙漠中的仙人掌和、生活在沙漠中的仙人掌和生活在珊瑚礁中美丽的珊瑚鱼，生活在珊瑚礁中美丽的珊瑚鱼，组成它们的化学元素种类组成它们的化学元素种类 （）A A、差异很大、差异很大 B B、有些差异、有些差异 C C大体相同大体相同 D D没有一定标准没有一定标准二、组成细胞的元素二、组成细胞的元素 地球上天然存在的元素有地球上天然存在的元素有90多种，多种，细胞中常见的有细胞中常见的有2
8、0多种多种。大量元素大量元素：微量元素微量元素：指指含量含量较多的元素（占生物体较多的元素（占生物体总重量总重量万分之一以上万分之一以上的元素）。的元素）。C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。等。指指含量很少含量很少但生物体生活所但生物体生活所必需必需的一些的一些元素。元素。Zn、Mo、Cu、B、Fe、Mn（新木桶碰铁门）（新木桶碰铁门）人体细胞鲜重、干重元素组成对比图人体细胞鲜重、干重元素组成对比图 组成人体细胞的主要组成人体细胞的主要元素（占细胞元素（占细胞干重干重的百的百分比）分比）由上图可知，无论是鲜重还是干重，由上图可知，无论是鲜重还是干重，组成细胞的元素中组成细胞的元素中C、
9、H、O、N这四种这四种元素的含量都最多，因此说它们是组成元素的含量都最多，因此说它们是组成细胞的基本元素。细胞的基本元素。鲜重：鲜重：O C H N 干重：干重：C O N H 在人体细胞中，鲜重时含量最多的在人体细胞中，鲜重时含量最多的元素是元素是 ，干重时含量最多的元素是干重时含量最多的元素是 。OC最基本最基本元素元素基本元素基本元素 主要元素主要元素 H O N P S K Ca Mg等大量元素大量元素Fe Mn B Zn Mo CuFe Mn B Zn Mo Cu等等微量元素微量元素组成细胞的元素组成细胞的元素思考讨论：思考讨论：碳为什么是构成细胞的最基本元素？碳为什么是构成细胞的最
10、基本元素？在元素周期表中，碳位于第在元素周期表中，碳位于第1414族，原子序数为族，原子序数为6 6，说明一个碳原子核中含有说明一个碳原子核中含有6 6个质子，核外有个质子，核外有6 6个电子，个电子，在最外层有在最外层有4 4个电子。因此，碳原子具有了个电子。因此，碳原子具有了4 4个能成键个能成键的价电子，能使碳原子之间、碳原子与其他元素之间的价电子，能使碳原子之间、碳原子与其他元素之间结合形成更多的化学键。由于每个碳原子可以形成结合形成更多的化学键。由于每个碳原子可以形成4 4个化学键，所以就有可能形成含有成千上万个甚至更个化学键，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。多
11、个碳原子的物质。SiSi元素虽然最外层也是四个电子，元素虽然最外层也是四个电子，但但SiSi的原子量比的原子量比C C大，如果合成相同分子量的物质，大，如果合成相同分子量的物质，C C比比SiSi要更加高效。要更加高效。而氟，氯，氧，硫，氮等原子形成而氟，氯，氧，硫，氮等原子形成的共价键少，难以形成复杂，稳定的大分子。的共价键少，难以形成复杂，稳定的大分子。几十年前，新西兰有一个牧场的大片牧几十年前，新西兰有一个牧场的大片牧草长势很弱，有的甚至发黄枯萎，即使使用草长势很弱，有的甚至发黄枯萎，即使使用了大量的了大量的N、P、K肥也无济于事。后来，人肥也无济于事。后来，人们偶然发现牧场内的一小片牧
12、草长得十分茂们偶然发现牧场内的一小片牧草长得十分茂盛，原来，这一片盛，原来，这一片“绿洲绿洲”的附近有一座钼的附近有一座钼矿，矿工每天上下班总是抄近路走，他们的矿，矿工每天上下班总是抄近路走，他们的鞋子个踩过的地方，牧草绿油油的，经过科鞋子个踩过的地方，牧草绿油油的，经过科学家的化验和分析，学家的化验和分析，一公顷一公顷牧草牧草只需只需150克克钼钼就足够了。就足够了。通过分析通过分析,你能得出什么结论呢你能得出什么结论呢?微量元素微量元素(钼钼)是生物体不可缺少的必需元是生物体不可缺少的必需元素；在生物体中含量很少素；在生物体中含量很少,但其作用是其它元但其作用是其它元素不可替代的。素不可替
13、代的。缺缺Fe会使人患会使人患贫血贫血等症状；等症状；缺缺I，成年人成年人会导致会导致甲状腺甲状腺肿大症肿大症，儿童儿童会导致会导致呆小症呆小症。元素缺乏与疾病的相关性元素缺乏与疾病的相关性缺缺Fe：人体患贫血；果树患黄叶病：人体患贫血；果树患黄叶病缺缺Ca：成年人缺钙患骨质疏松症；人血液中缺钙会出：成年人缺钙患骨质疏松症；人血液中缺钙会出 现抽搐现象现抽搐现象缺缺I：人幼年患呆小症；成年患甲状腺肿大（大脖子病）：人幼年患呆小症；成年患甲状腺肿大（大脖子病）缺缺B：华而不实（只开花不结果）：华而不实（只开花不结果）缺缺Zn：影响人体生长发育、大脑发育和性成熟：影响人体生长发育、大脑发育和性成熟
14、缺缺Se(硒）：硒）：患克山病（原发性心脏病）患克山病（原发性心脏病）缺缺Mg：影响植物叶绿素的合成，影响光合作用的进行影响植物叶绿素的合成，影响光合作用的进行植物植物缺镁缺镁、缺氮缺氮症状症状植物植物缺钾缺钾、缺硼缺硼症状症状1.细胞内复杂化合物的重要组成成分细胞内复杂化合物的重要组成成分细胞中元素的功能细胞中元素的功能2.维维持细胞和生物体的正常生命活动持细胞和生物体的正常生命活动例例3.在生物体内含量较少，但对维持生物体正常在生物体内含量较少，但对维持生物体正常生命活动必不可少的元素是（生命活动必不可少的元素是（）AFe、Mn、Zn、Mg BZn、Cu、Mn、Ca CZn、Cu、B、Mn
15、 DMg、Mn、Cu、Mo例例4.在组成生物体的化学元素中，最基本的元素在组成生物体的化学元素中，最基本的元素是（是（）AC BH CO DN 组成细胞的各种元素又组成细胞的各种元素又是以什么形式存在的呢是以什么形式存在的呢?化合物化合物无机化合物无机化合物有机化合物有机化合物化合物化合物 水水 无机盐无机盐 糖类糖类 脂质脂质蛋白质蛋白质 核酸核酸化合物化合物质量分数（质量分数（%）水水占占85859090无机盐无机盐占占1 11.51.5蛋白质蛋白质占占7 71010脂类脂类占占1 12 2糖类和核酸糖类和核酸占占1 11.51.51.细胞中，含量最多的化合物是细胞中，含量最多的化合物是
16、，2.细胞中，含量最多的有机化合物是细胞中，含量最多的有机化合物是 ，3.细胞干重中，含量最多的化合物是细胞干重中，含量最多的化合物是 。水水蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质请注意：请注意：蛋白质是组成生物体的重要物质，在生蛋白质是组成生物体的重要物质，在生命中起重要作用；命中起重要作用；水是生命之源，离开水，生命活动就无法进行。水是生命之源，离开水，生命活动就无法进行。细胞内含量最多的化合物细胞内含量最多的化合物水水细胞内含量最多的无机化合物细胞内含量最多的无机化合物占细胞鲜重含量最多的化合物占细胞鲜重含量最多的化合物占细胞鲜重占细胞鲜重50%以上的化合物以上的化合物细胞内含量仅次于水的化合物细胞内
17、含量仅次于水的化合物蛋白质蛋白质细胞内含量最多的有机化合物细胞内含量最多的有机化合物占细胞干重含量最多的化合物占细胞干重含量最多的化合物占细胞干重占细胞干重50%以上的化合物以上的化合物 判断正误判断正误:精瘦肉细胞、沙漠植物细胞、成熟甜西瓜细胞中，含精瘦肉细胞、沙漠植物细胞、成熟甜西瓜细胞中，含量最多的化合物分别为蛋白质、蛋白质和糖类。量最多的化合物分别为蛋白质、蛋白质和糖类。例例5、填空、填空（1）组成人体的元素中，占细胞鲜重组成人体的元素中，占细胞鲜重百分比最多的元素是百分比最多的元素是_；占细；占细胞干重百分比最多的元素是胞干重百分比最多的元素是_。_是构成细胞的最基本元素。是构成细胞
18、的最基本元素。（2）一般情况下活细胞内含量最多的一般情况下活细胞内含量最多的化合物是化合物是_，含量最多的有机，含量最多的有机化合物化合物_。OCC水水蛋白质蛋白质例例6.生活在缺水的沙漠环境中的生活在缺水的沙漠环境中的仙人掌细胞中，含量最多的化合仙人掌细胞中，含量最多的化合物是（物是（）A、蛋白质、蛋白质 B、脂肪 C、糖类、糖类 D、水、水例例7.下图表示细胞中各种化合物或主要元下图表示细胞中各种化合物或主要元素占细胞鲜重的含量，以下按顺素占细胞鲜重的含量，以下按顺序排列，正确的是（序排列，正确的是（）A水、蛋白质、糖类、脂质；水、蛋白质、糖类、脂质；N、H、O、C B蛋白质、糖类、脂质、
19、水；蛋白质、糖类、脂质、水；O、C、N、H C水、蛋白质、脂质、糖类；水、蛋白质、脂质、糖类；H、O、C、N D蛋白质、水、脂质、糖类；蛋白质、水、脂质、糖类；C、O、H、N 根据你的生活经验，说说哪些植物器根据你的生活经验，说说哪些植物器官的细胞中富含糖类、脂质或蛋白质？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？怎样从植物器官中提取这些化合物？提示：提示：植物的叶肉细胞、果实细胞和种子的细胞植物的叶肉细胞、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；甘蔗的类的果实、种子中含
20、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，就物的果实、种子中获得糖类、脂质和蛋白质，就要设法使要设法使细胞破碎细胞破碎，再将这些物质提取出来。，再将这些物质提取出来。检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质1 1、实验原理：、实验原理：化学试剂化学试剂+有机化合物有机化合物特定的颜色特定的颜色还原糖还原糖 斐林试剂斐林试剂砖红色沉淀砖红色沉淀+脂肪脂肪苏丹苏丹 橘黄色橘黄色+苏丹
21、苏丹IV 红色红色蛋白质蛋白质双缩脲双缩脲紫色紫色+淀粉淀粉碘碘蓝色蓝色+应选择含糖量高，颜色为应选择含糖量高，颜色为白色或近白色白色或近白色的植的植物组织以苹果、梨最好。物组织以苹果、梨最好。（1 1）还原糖的检测和观察）还原糖的检测和观察选材选材制备组织样液制备组织样液制浆制浆 过滤过滤 取液取液用一层用一层纱布纱布显色反显色反应应结论结论 可溶性还原糖与斐林试剂在加热的过程中生可溶性还原糖与斐林试剂在加热的过程中生成成砖红色沉淀砖红色沉淀，说明植物组织样液中含有还原糖。，说明植物组织样液中含有还原糖。2、实验步骤实验步骤1.鉴定可溶性还原糖的实验材料是否可选择鉴定可溶性还原糖的实验材料是
22、否可选择西瓜？西瓜？不行，西瓜本身的颜色对于鉴定时不行，西瓜本身的颜色对于鉴定时的颜色反应起着掩盖作用，导致实验现的颜色反应起着掩盖作用，导致实验现象不明显。象不明显。2.使用斐林试剂时要现配现用，为什么？使用斐林试剂时要现配现用，为什么？时间太长，时间太长，Cu(OH)2悬浊液就沉淀悬浊液就沉淀在试管底部而无法参与反应。在试管底部而无法参与反应。（2 2）脂肪的检测和观察）脂肪的检测和观察方法二：方法二：方法一：方法一：花生种子匀浆花生种子匀浆+3滴苏丹染液 橘黄色橘黄色（3 3）蛋白质的检测和观察）蛋白质的检测和观察选材选材 应选择含蛋白质丰富的应选择含蛋白质丰富的豆浆豆浆或或鸡鸡蛋清蛋清
23、溶液。溶液。（避免材料自身的颜色（避免材料自身的颜色对实验变化颜色的掩盖）对实验变化颜色的掩盖）制备组织制备组织样液样液黄豆浆滤液黄豆浆滤液或或蛋清稀释液。蛋清稀释液。显色显色反应反应 使用使用双缩脲试剂双缩脲试剂时时为什么为什么B液液只能只能加加34滴滴而而不能过量不能过量？过量的过量的双缩脲试剂双缩脲试剂B B（CuSO4）会与会与试试剂剂A(A(NaOH)反应反应，使溶液呈，使溶液呈蓝色，而蓝色，而掩掩盖盖生成的生成的紫色紫色。(1)浓度不同。浓度不同。斐林试剂中斐林试剂中CuSO4溶液浓度为溶液浓度为0.05 g/mL，双，双 缩脲缩脲试剂中试剂中CuSO4溶液浓度为溶液浓度为0.01
24、 g/mL。(2)原理不同。原理不同。斐林试剂的实质是新配制的斐林试剂的实质是新配制的Cu(OH)2被还原糖还原被还原糖还原成成Cu2O砖红色沉淀；双缩脲试剂实质是碱性环境中的砖红色沉淀；双缩脲试剂实质是碱性环境中的Cu2与蛋白与蛋白质形成紫色络合物。质形成紫色络合物。(3)使用方法不同。使用方法不同。斐林试剂是先将斐林试剂是先将NaOH溶液与溶液与CuSO4溶液混匀后溶液混匀后再使用；双缩脲试剂是先加入再使用；双缩脲试剂是先加入NaOH溶液，再滴加溶液，再滴加CuSO4溶液。斐溶液。斐林试剂检测还原糖要加热，双缩脲试剂检测蛋白质不用加热。林试剂检测还原糖要加热，双缩脲试剂检测蛋白质不用加热。
25、斐林试剂与双缩脲试剂的不同点斐林试剂与双缩脲试剂的不同点（4 4）淀粉的检测和观察）淀粉的检测和观察选材选材马铃薯匀浆马铃薯匀浆检测检测例例9.将刚刚萌发、带有小芽的大麦充分研磨后，过滤得将刚刚萌发、带有小芽的大麦充分研磨后，过滤得到组织样液。在组织样液中加入下列试剂后震荡均匀，到组织样液。在组织样液中加入下列试剂后震荡均匀，有关实验现象及结论的叙述正确的是有关实验现象及结论的叙述正确的是（）A.加入苏丹加入苏丹染液，溶液呈红色，证明发芽的大麦中含染液，溶液呈红色，证明发芽的大麦中含有脂肪有脂肪 B.加入斐林试剂并水浴加热，溶液呈砖红色，说明发芽加入斐林试剂并水浴加热，溶液呈砖红色，说明发芽的
26、大麦中含有麦芽糖的大麦中含有麦芽糖 C.加入碘液，溶液呈蓝色，说明发芽的大麦中含有淀粉加入碘液，溶液呈蓝色，说明发芽的大麦中含有淀粉 D.加入双缩脲试剂，溶液成蓝色，说明发芽的大麦中含加入双缩脲试剂，溶液成蓝色，说明发芽的大麦中含有蛋白质有蛋白质例例10.下列关于实验操作步骤的叙述中，正确的是（下列关于实验操作步骤的叙述中，正确的是（）A.用于鉴定可溶性还原糖的斐林试剂甲液和乙液，可直用于鉴定可溶性还原糖的斐林试剂甲液和乙液，可直接用于蛋白质的鉴定接用于蛋白质的鉴定 B.脂肪的鉴定需要用显微镜才能看待被染成橘黄色的脂肪的鉴定需要用显微镜才能看待被染成橘黄色的脂肪油滴脂肪油滴 C.鉴定可溶性还原
27、糖时，要加入斐林试剂甲液摇匀后鉴定可溶性还原糖时，要加入斐林试剂甲液摇匀后，再加入乙液，再加入乙液 D.用于鉴定蛋白质的双缩脲试剂用于鉴定蛋白质的双缩脲试剂A液与液与B液要混合均匀液要混合均匀后，再加入含样品的试管中，且必须现配先用后，再加入含样品的试管中，且必须现配先用例例11、(在在“检测生物组织中糖类、脂肪、检测生物组织中糖类、脂肪、蛋白质蛋白质”的实验中，对实验材料的选择叙的实验中，对实验材料的选择叙述中，错误的是（述中，错误的是（）A甘蔗茎、甜菜的块根等都含有较多甘蔗茎、甜菜的块根等都含有较多的糖，且近于白色，因此可以用于进行还的糖，且近于白色，因此可以用于进行还原性糖的鉴定原性糖的鉴定B花生种子含脂肪多，且子叶肥厚，是花生种子含脂肪多，且子叶肥厚，是用于脂肪鉴定的理想材料用于脂肪鉴定的理想材料C大豆种子蛋白质含量高，是进行蛋白大豆种子蛋白质含量高，是进行蛋白质鉴定的理想植物组织材料质鉴定的理想植物组织材料D马铃薯块茎中淀粉含量较高，是进行马铃薯块茎中淀粉含量较高，是进行淀粉鉴定的理想材料淀粉鉴定的理想材料
