第1.5节细胞中的元素和化合物

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1、第第1 1、5 5节节 细胞中的元素和化合物（无机物）细胞中的元素和化合物（无机物）组成地壳和组成细胞的组成地壳和组成细胞的部分元素含量部分元素含量( () )表表元元素素地壳地壳细胞细胞O48.6065.0Si26.30极少极少C0.08718.0N0.033.0H0.7610.01.组成生物体的所有元素中，有没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的？哪一些元素是生物体所特有的？ 没有。没有。这说明什么？这说明什么？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。2.生物体中的元素含量和无机环境中生物体中的元素含量和无机环境中的含量有区别吗？的含量有区别吗？ 有，

2、相差很大。有，相差很大。这又说明什么？这又说明什么？生物界和非生物界还具有差异性。生物界和非生物界还具有差异性。统一性统一性差异性差异性体体现现原原因因1.生物界和非生物界都是由生物界和非生物界都是由化学元素组成的。化学元素组成的。2.组成细胞的化学元素在无组成细胞的化学元素在无机自然界都能找到，没有一机自然界都能找到，没有一种元素是细胞所特有。种元素是细胞所特有。组成生物体的化学元素，组成生物体的化学元素，在生物体内和无机自然界在生物体内和无机自然界中含量相差很大。中含量相差很大。1.生命起源于非生物界。生命起源于非生物界。2.组成生物体的化学元素组成生物体的化学元素是从无机自然界中获取的。

3、是从无机自然界中获取的。生物体生物体有选择有选择地从无机自地从无机自然界获取组成自身的物质。然界获取组成自身的物质。即：元素种类相同即：元素种类相同即：元素的含量不同即：元素的含量不同干鲜细胞对比图干鲜细胞对比图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（占细胞干干重的百分比）重的百分比）在人体细胞中，鲜重时含量最多的元素是在人体细胞中，鲜重时含量最多的元素是 ；o o在人体细胞中，干重时含量最多的元素是在人体细胞中，干重时含量最多的元素是 ；C C 这些元素在不同生物体的含量这些元素在不同生物体的含量会怎样呢会怎样呢? ?玉米和人体细胞部分元素含量的比较玉米和人体细胞部分元素含量的

4、比较 玉米玉米 人人氧氧 44.43 14.62碳碳 43.57 55.99氮氮 1.46 9.33氢氢 6.24 7.46钾钾 0.92 1.09钙钙 0.24 4.67磷磷 0.20 3.11硫硫 0.17 0.78氯氯 0.14 0.47镁镁 0.18 0.16铁铁 0.08 0.012 硅硅 1.17 0.005锌锌 - 0.01组成生物体的化学元素在种类组成生物体的化学元素在种类上基本相同上基本相同,但在不同生物之但在不同生物之间存在着差异间存在着差异.组成玉米和人体的含量较多的元素是：组成玉米和人体的含量较多的元素是：不同生物体的组成元素种类不同生物体的组成元素种类不同生物体内，各

5、种化学元素的含量不同生物体内，各种化学元素的含量这说明了这说明了-C C、H H、O O、N N大体相同大体相同相差很大相差很大组成生物体的化学元素常见的有组成生物体的化学元素常见的有20多种，各种元多种，各种元素的归属范围归纳如下：素的归属范围归纳如下： 几十年前几十年前,新西兰有一个牧场的大片牧新西兰有一个牧场的大片牧草长势很弱草长势很弱,有的甚至发黄枯萎有的甚至发黄枯萎,即使使用了即使使用了大量的大量的N,P,K肥也无济于事肥也无济于事,后来后来,人们偶然人们偶然发现牧场内的一小片牧草长得十分茂盛发现牧场内的一小片牧草长得十分茂盛,原原来来,这一片这一片”绿洲绿洲”的附近有一座钼矿的附近

6、有一座钼矿,矿工矿工每天上下班总是抄近路走每天上下班总是抄近路走,他们的鞋子个踩他们的鞋子个踩过的地方过的地方,牧草绿油油的牧草绿油油的,经过科学家的化验经过科学家的化验和分析和分析,一公顷牧草只需一公顷牧草只需150克钼就足够了克钼就足够了.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是生物体不可缺少的必需元素必需元素; ;在生物体中含量很少在生物体中含量很少, ,但其作但其作用是其它元素不可替代的用是其它元素不可替代的. .组成细胞的各种元素又是组成细胞的各种元素又是以什么形式存在的呢以什么形式存在的呢? ?化合物化合

7、物-水：水：85%-90%无机盐：无机盐：1%-1.5%无机化合物无机化合物有机化合物有机化合物糖类：糖类： C、H、O脂类脂类: C、H、O（N、P） 1%-1.5%蛋白质蛋白质: C、H、O、N（S、P、Fe） 7%-10%核酸：核酸： C、H、O、N、P1%-1.5%细胞中各种化合物占细胞鲜重的含量细胞中各种化合物占细胞鲜重的含量化合物化合物质量分数（质量分数（%）水水85-90无机盐无机盐1-1.5蛋白质蛋白质7-10脂类脂类1-2糖类和核酸糖类和核酸1-1.5细胞中最多的化合物是细胞中最多的化合物是 ；最多的有机化合物是；最多的有机化合物是 。水水蛋白质蛋白质思考与讨论思考与讨论1.

8、 区别主要看它们的分子组成中是否有碳元素。如糖区别主要看它们的分子组成中是否有碳元素。如糖 类是有机物，由碳、氢、氧三种元素组成；水是无机物，由氢、类是有机物，由碳、氢、氧三种元素组成；水是无机物，由氢、氧二种元素组成。氧二种元素组成。2.细胞中最多的有机化合物是蛋白质，无机化合物是水。细胞中最多的有机化合物是蛋白质，无机化合物是水。蛋白质是组成生物体的重要物质，在生命中起重要作用；蛋白质是组成生物体的重要物质，在生命中起重要作用；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。3.植物的叶肉细胞、果实细胞和种子细胞中通常含有较多的糖植物的叶肉细胞、果实细胞

9、和种子细胞中通常含有较多的糖类、脂质、蛋白质。如：禾谷类的果实、种子中含淀粉较多；类、脂质、蛋白质。如：禾谷类的果实、种子中含淀粉较多；甘蔗的茎和甜菜的根含蔗糖较多；花生、芝麻的种子中含脂质甘蔗的茎和甜菜的根含蔗糖较多；花生、芝麻的种子中含脂质较多；大豆种子中含蛋白质较多。较多；大豆种子中含蛋白质较多。提取方法：设法将细胞破碎，再将这些物质提取出来。提取方法：设法将细胞破碎，再将这些物质提取出来。水母水母97%藻类藻类90%鱼类鱼类8085%蛙蛙78%高等植物高等植物6080%哺乳动物哺乳动物65%各种生物体含水量：各种生物体含水量：生物种类不同含水量不同但含水量都较高生物种类不同含水量不同但

10、含水量都较高水水生生生生物物大大于于陆陆生生生生物物 人体各组织器官的含水量比较人体各组织器官的含水量比较牙齿牙齿10%骨骼骨骼22%骨骼肌骨骼肌76%心脏心脏79%血液血液83%心脏和血液的含水量很接近心脏和血液的含水量很接近为何心脏呈坚韧的形态而血液却为何心脏呈坚韧的形态而血液却呈流动的液态？呈流动的液态？细胞内的水以什么形式存在？细胞内的水以什么形式存在？l 自由水（自由水（约占约占95.5%）l 结合水（约占结合水（约占4.5%）游离态，可以自由流动游离态，可以自由流动与细胞内其他物质相结合与细胞内其他物质相结合物质的亲水能力大小的比较：物质的亲水能力大小的比较：蛋白质（大豆）淀粉（小

11、麦、玉米、大米）蛋白质（大豆）淀粉（小麦、玉米、大米）脂肪（花生）脂肪（花生）（其他物质如蛋白质，淀粉等）（其他物质如蛋白质，淀粉等）生物体内水的功能生物体内水的功能l结合水结合水细胞结构的重要组成成分细胞结构的重要组成成分细胞内的良好溶剂细胞内的良好溶剂作为反应介质。作为反应介质。参加许多生物化学反应（代谢）。参加许多生物化学反应（代谢）。参与为体内细胞构成以水为基础的液体环参与为体内细胞构成以水为基础的液体环境境运输营养和废物运输营养和废物l自由水自由水细胞内自由水含量越高，代谢越旺盛细胞内自由水含量越高，代谢越旺盛种子库存为什么要晒干？种子库存为什么要晒干？晒干时散失的主要是什么晒干时散

12、失的主要是什么水？干种子能萌发吗？水？干种子能萌发吗？若要萌发需如何处理？若要萌发需如何处理？晒干的稻谷还有生命吗？晒干的稻谷还有生命吗？炒干的瓜子还有生命吗？炒干的瓜子还有生命吗？这说明了什么？这说明了什么？结合水是细胞结构的组成成分结合水是细胞结构的组成成分根据水的存在形式和生理功能思考根据水的存在形式和生理功能思考：落叶植物体内自由水落叶植物体内自由水/结合水的比值结合水的比值，冬季与夏季相比冬季与夏季相比有何不同？有何不同？夏季大夏季大自由水自由水/结合水结合水比值高比值高代谢旺盛，但抗逆性差代谢旺盛，但抗逆性差比值低比值低代谢强度降低，但抗寒、抗旱、代谢强度降低，但抗寒、抗旱、 抗热

13、等抗逆性增强抗热等抗逆性增强资料：资料：“水中毒水中毒”l高温的日子里，医院里常常会出现假中暑高温的日子里，医院里常常会出现假中暑现象的病人，他们头痛、呕吐。罪魁祸首现象的病人，他们头痛、呕吐。罪魁祸首竟然是水。不少人喝了大量的水后突然感竟然是水。不少人喝了大量的水后突然感觉头晕眼花，提不起精神，很有可能是喝觉头晕眼花，提不起精神，很有可能是喝水不当引发的水不当引发的“中毒中毒”症状。症状。l你知道他们喝水可能哪里不当吗？你知道他们喝水可能哪里不当吗？成分成分质量浓度质量浓度/g.L-1蔗糖蔗糖30其他糖类其他糖类10柠檬酸柠檬酸10柠檬香精柠檬香精0.8NaCl1.0KCl0.1NaH2PO

14、40.1KH2PO40.1NaHCO30.1运动员饮料中的化学成分运动员饮料中的化学成分1.表中哪些成分属于表中哪些成分属于无机盐？占多少无机盐？占多少?它它们以什么形式存在？们以什么形式存在？2.2.为什么要在运动为什么要在运动员的饮料中添加无员的饮料中添加无机盐？各种无机盐机盐？各种无机盐有什么作用？有什么作用？想一想：想一想：运动员饮料中加入的运动员饮料中加入的NaHCO3有何作用呢？有何作用呢？在正常人的血浆中， NaHCO3含量约为含量约为H2CO3含量的含量的20倍，倍，当血浆中的当血浆中的NaHCO3含含量减少时，会形成酸量减少时，会形成酸中毒；当血浆中中毒；当血浆中H2CO3含

15、量减少时，含量减少时，则形成了碱中毒。则形成了碱中毒。l 哺乳动物的血液中必须含有一定量的钙离子，如哺乳动物的血液中必须含有一定量的钙离子，如果钙离子的含量太低，会出现果钙离子的含量太低，会出现抽搐抽搐等症状。另外，等症状。另外，动物骨骼和牙齿的主要成分是动物骨骼和牙齿的主要成分是CaCO3维持细胞和生物体正常的生命活动维持细胞和生物体正常的生命活动当一回医生当一回医生l 若你是医生，给呕吐或若你是医生，给呕吐或腹泻的病人注射什么？腹泻的病人注射什么？l 为什么？为什么？l 生理盐水生理盐水l 补充丢失的水和无机盐补充丢失的水和无机盐生理盐水的生理盐水的 含义是什么？含义是什么？1 1、有一种

16、贫血、有一种贫血症叫缺铁性贫血症叫缺铁性贫血症，为什么缺铁症，为什么缺铁会导致贫血？会导致贫血？2 2、植物体缺乏、植物体缺乏镁会影响光合作镁会影响光合作用，为什么？用，为什么？Mg2+和 Fe2+为什么要在食为什么要在食盐中加碘？盐中加碘？细胞中无机盐的含量化合物水无机盐 蛋白质脂质糖类核酸所占比例%85-901-1.57-101-21-1.51、存在形式存在形式主要以主要以离子离子状态存在状态存在少数以少数以化合物化合物形式存在形式存在细胞内无机盐的功能 维持细胞的酸碱平衡维持细胞的酸碱平衡 维持细胞和生物体正常的生命活动维持细胞和生物体正常的生命活动 细胞内某些复杂化合物的重要组成成分细

17、胞内某些复杂化合物的重要组成成分化化合合物物 原生质细胞 生物体细胞是生物体结构和功能的基本单位细胞由生命物质构成原生质分化为细胞膜、细胞质、细胞核等化学元素化学元素无机化合物无机化合物有机化合物有机化合物水无机盐糖类：脂质：蛋白质：核酸：一、填空一、填空1组成人体的元素中，占细胞鲜重百分比最多组成人体的元素中，占细胞鲜重百分比最多的元素是的元素是_；占细胞干重百分比最多的；占细胞干重百分比最多的元素是元素是_。 _是构成细胞是构成细胞的最基本元素。的最基本元素。2一般情况下活细胞内含量最多的化合物是一般情况下活细胞内含量最多的化合物是_，含量最多的有机化合物，含量最多的有机化合物_。OCC水

18、水蛋白质蛋白质二、选择题二、选择题1 1、科学家在研究生物体的化学成分时、科学家在研究生物体的化学成分时, ,发现组成生物体发现组成生物体的元素在非生物界也存在的元素在非生物界也存在, ,这一事实主要说明这一事实主要说明: : （ ） A 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 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 C 生物来源于非生物生物来源于非生物 D D 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2 2、生活在缺水的沙漠环境中的仙人掌细胞中，含量最、生活在缺水的沙漠环境中的仙人掌细胞中，含量最多的化合物是（多的化合物是（ ）A A、蛋白

19、质、蛋白质 B B、脂肪、脂肪 C C、糖类、糖类 D D、水、水B BD D. .生活在沙漠中的仙人掌和生活在珊瑚礁中美丽的珊瑚鱼，生活在沙漠中的仙人掌和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4 4在生物体内含量较少，但对维持生物体正常生命活动在生物体内含量较少，但对维持生物体正常生命活动 必不可少的元素是必不可少的元素是（ ） A AFeFe、MnMn、ZnZn、Mg BMg BZnZn、CuCu、MnMn、CaCa C CZnZn、Cu

20、Cu、B B、MnMn D DMgMg、MnMn、CuCu、MoMo5.5.在组成生物体的化学元素中，最基本的元素是在组成生物体的化学元素中，最基本的元素是（ ） A AC BC BH CH CO DO DN NC CC CA A6下列各项中，不属于对细胞内自由水的描述下列各项中，不属于对细胞内自由水的描述的是（）。的是（）。A吸附或结合在蛋白质等物质上吸附或结合在蛋白质等物质上B能够流动，可以运输营养物质和废物能够流动，可以运输营养物质和废物C是生物体代谢活动的介质是生物体代谢活动的介质D是良好的溶剂是良好的溶剂8.现有含水量现有含水量10% 12% 14% 16%的小麦的小麦分别储存于条件

21、相同的四个粮仓中，在储存过程分别储存于条件相同的四个粮仓中，在储存过程中，有机物损耗最少的是（中，有机物损耗最少的是（ ）。）。 A B C Dl小麦萌发时，细胞内自由水和结合水的比小麦萌发时，细胞内自由水和结合水的比例（例（ ）。）。A、升高、升高 B、降低、降低C、不变、不变 D、无法判断、无法判断9. 酷暑季节，室外作业的工人应多喝（酷暑季节，室外作业的工人应多喝（ ）。）。A盐汽水盐汽水 B碳酸型饮料碳酸型饮料 C蛋白型饮料蛋白型饮料 D纯净水纯净水10甲状腺激素、血红蛋白和叶绿素中含有甲状腺激素、血红蛋白和叶绿素中含有的重要元素依次是（的重要元素依次是（ ）。）。AI、Fe、Mg B

22、 Cu、Mg、I CI、Mg、Fe DFe、Mg、I11. 合成核苷酸和三磷酸腺苷分子所必需的无合成核苷酸和三磷酸腺苷分子所必需的无机盐是（机盐是（ ）。）。A铁盐铁盐 B磷酸盐磷酸盐 C钙盐钙盐 D硫酸盐硫酸盐13. 人在患急性肠胃炎时，要及时注射生理盐人在患急性肠胃炎时，要及时注射生理盐水；不慎受外伤后，要用生理盐水清洗伤水；不慎受外伤后，要用生理盐水清洗伤口。这样做的主要目的依次为（口。这样做的主要目的依次为（ ）。）。 降温降温 维持体内水和无机盐的平衡维持体内水和无机盐的平衡 消毒消毒 是细胞的等渗溶液并有清洁是细胞的等渗溶液并有清洁作用作用 A B C D 本节实验本节实验检测生物

23、组织中的糖类、脂肪和蛋白质检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质实验原理实验原理 生物组织中某些有机化合物能与某些化学试剂产生生物组织中某些有机化合物能与某些化学试剂产生特定的颜色反应。特定的颜色反应。(1)糖类糖类淀粉淀粉+碘碘蓝色蓝色还原糖还原糖+斐林试剂斐林试剂5065水浴加热水浴加热约约2 min砖红色沉淀砖红色沉淀(2)脂肪苏丹脂肪苏丹染液染液橘黄色橘黄色 脂肪苏丹脂肪苏丹染液染液红色红色(3)蛋白质双缩脲试剂蛋白质双缩脲试剂紫色紫色实验流程实验流程(1)还原糖的检测和观察还原糖的检测和观察 选材：含糖量较高、白色或近于白色的植物组织选材：含糖量较高、白色或近于白色的植物组织结论：组织样

24、液中有可溶性还原糖结论：组织样液中有可溶性还原糖(2)脂肪的检测和观察脂肪的检测和观察方法一：花生种子匀浆方法一：花生种子匀浆3滴苏丹滴苏丹染液染液橘黄色橘黄色方法二：方法二：取材：花生种子取材：花生种子(浸泡浸泡)，将子叶削成薄片，将子叶削成薄片结论：花生种子中有脂肪存在结论：花生种子中有脂肪存在(3)蛋白质的检测和观察蛋白质的检测和观察选材与制备：鲜肝提取液或黄豆浆滤液选材与制备：鲜肝提取液或黄豆浆滤液 结论：组织样液中存在蛋白质结论：组织样液中存在蛋白质基本技术要求基本技术要求(1)在鉴定可溶性还原糖的实验中，加热试管中的溶液时，在鉴定可溶性还原糖的实验中，加热试管中的溶液时， 应该用试

25、管夹夹住试管上部，放入盛应该用试管夹夹住试管上部，放入盛5065温水温水 的大烧杯中加热。注意试管底部不要接触烧杯底部；斐的大烧杯中加热。注意试管底部不要接触烧杯底部；斐 林试剂不稳定，应林试剂不稳定，应现用现配现用现配。(2)还原糖、蛋白质的鉴定实验中，在加相应试剂鉴定之还原糖、蛋白质的鉴定实验中，在加相应试剂鉴定之 前，要留出一部分组织样液，以便与鉴定后的样液颜色前，要留出一部分组织样液，以便与鉴定后的样液颜色 作对比，增强实验的说服力。作对比，增强实验的说服力。(3)在蛋白质的鉴定实验中，如果用蛋清稀释液作为实验在蛋白质的鉴定实验中，如果用蛋清稀释液作为实验 材料，一定要稀释到一定程度，

26、否则，与双缩脲试剂材料，一定要稀释到一定程度，否则，与双缩脲试剂 发生反应后会粘在试管的内壁上，使反应不彻底，试发生反应后会粘在试管的内壁上，使反应不彻底，试 管也不易洗刷干净。管也不易洗刷干净。(1)实验材料的选择实验材料的选择 由于本实验是利用颜色反应鉴定不同的物质，因此在由于本实验是利用颜色反应鉴定不同的物质，因此在实验的选材上应注意以下两点：实验的选材上应注意以下两点： 材料本身应无色，以免对结果产生干扰；材料本身应无色，以免对结果产生干扰； 材料应富含相关物质，使现象更显著。材料应富含相关物质，使现象更显著。(2)斐林试剂与双缩脲试剂的比较斐林试剂与双缩脲试剂的比较斐林试剂斐林试剂双

27、缩脲试剂双缩脲试剂鉴定鉴定成分成分还原糖还原糖蛋白质蛋白质鉴定鉴定原理原理还原糖中的醛基还原糖中的醛基(CHO)在加热条件下在加热条件下能将能将Cu(OH)2中的中的Cu2还原成还原成Cu，从，从而生成砖红色的而生成砖红色的Cu2O沉淀沉淀双缩脲双缩脲(H2NOCNHCONH2)在碱性溶液中能与在碱性溶液中能与Cu2结合生成紫色络合物，结合生成紫色络合物，蛋白质分子中含有与双缩蛋白质分子中含有与双缩脲结构相似的肽键脲结构相似的肽键斐林试剂斐林试剂双缩脲试剂双缩脲试剂试试剂剂浓浓度度甲液：质量浓度为甲液：质量浓度为0.1g/mL的的NaOH溶液；溶液；乙液：质量浓度为乙液：质量浓度为0.05g/mL的的CuSO4溶液溶液A液：质量浓度为液：质量浓度为0.1g/mL的的NaOH溶液；溶液；B液：质量浓度为液：质量浓度为0.01g/mL的的CuSO4溶液溶液斐林试剂斐林试剂双缩脲试剂双缩脲试剂使用方法使用方法甲液、乙液混合均匀后，甲液、乙液混合均匀后，再加入样液再加入样液先加先加A液造成碱性环液造成碱性环境，再加境，再加B液液使用条件使用条件 加热加热(水浴水浴5065)不加热，摇匀即可不加热，摇匀即可实验现象实验现象 浅蓝色浅蓝色棕色棕色砖红色砖红色紫色紫色