细胞中的元素和无机化合物及糖类脂肪蛋白质的鉴定

细胞中的元素和无机化合物及糖类脂肪蛋白质的鉴定基础知识一、组成细胞的元素：1、最基本元素：C2、基本元素：C、H、O、N3、主要元素：C、H、O、N、P、S4、大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg （含量占生物体总重量万分之一以上的元素）5、微量元素：Fe、Mn、Zn、B、Cu、Mo （含量占生物体总重量万分之一以下的元素）6、鲜重最多的元素：O 鲜重排序：O>C>H>N；7、干重最多的元素：C 干重排序：C>O>N>H）二、生物界和非生物界具有统一性和差异性1、统一性：组成细胞的化学元素在自然界的无机环境中都能找到,没有一种元素是生命特有的。

2、差异性：各种元素在细胞中和无机环境中的含量却有区别。

1）、生物体含量最多的4种元素：O、C、N、H、2）、无机环境最多的4种元素：O、Si、Al、Fe3、感悟拓展：1）、生物体的元素是生物根据自身生命活动的需要，有选择地从无机环境中吸收的，这体现了生物生物界与非生物界的统一性。

2）、不同生物体内所含的化学元素的种类基本相同，但在不同生物体内同种元素的含量差别较大；同一生物体内的不同元素的含量也不相同，这是细胞统一性和差异性的表现。

三、组成细胞和生物体的化合物：水：85%～90%无机物化合物无机盐：1%～1.5%糖类：脂类：1%～2% 1%～1.5%蛋白质：7%～10%核酸：一般情况下活细胞内含量最多的化合物是水，含量最多的有机化合物是蛋白质。

1、水：占细胞总重量的60%-90%，是活细胞中含量是最多的物质。

生物体内含水超过50%，是各种化合物中含量最多的；不同生物，体内含水量不同；同一生物，不同器官含水量不同。

概念；在细胞内与其它物质结合的水结合水：含量；4.5%功能；是细胞结构的重要组成成分概念；在细胞内以游离的形式存在，可以自由流动。

自由水：含量：95.5%（幼嫩植物、代谢旺盛细胞含量高）功能；①是细胞内的良好溶剂②是细胞内各种化学反应的媒介③参与细胞内的许多生物化学反应有机化合物④运输营养和代谢废物⑤调节体温——水的比热大⑥维持细胞的形态，保证代谢的正常进行二者在一定的条件下可以相互转化，温度、代谢强度等（1）自由水结合水①在代谢旺盛的细胞中，自由水的含量一般较多；②在环境条件恶劣（如低温、干旱、盐渍）时，结合水的含量增多，使植物的抗逆性增强。

③转化形式：温度升高或代谢加强自由水结合水温度降低或代谢减弱（2）应用：①种子的贮存：晒干种子是为了减少自由水含量，降低种子的代谢，延长种子寿命。

②低温环境下减少花卉浇水，可以提高花卉对低温的抗性。

2、无机盐：1）含量；占鲜重的1--1.5%2）存在形式：概念；与其它元素结合（少数）①化合态；功能；是细胞和生物体的重要组成成分如：Mg2+是构成叶绿素的成分、Fe2+是构成血红蛋白的成分、I-是构成甲状腺激素的成分、Ca2+是骨骼的主要成分、PO43-是ATP、磷脂和核酸的成分。

概念；以游离的形式存在（多数）功能；维持细胞和生物体的生命活动如：哺乳动物血液中Ca2+浓度过低会出现肌肉抽搐、②游离态；过高会出现肌肉乏力现象。

维持细胞的酸碱平衡如：H2PO4- HCO3-调节细胞的渗透压如：K+维持细胞内液的渗透压，Na+维持细胞外液的渗透压。

注：渗透压是指指溶液中溶质微粒对水的吸引力，单位体积中溶质微粒的数目越多，渗透压越大。

3）多种元素缺乏与疾病的相关性：①缺铁：人体患贫血、果树患黄叶病②缺钙：成人患骨质疏松症、血液缺钙会出现抽搐现象，血钙过高时会患肌无力。

③缺碘：幼年会患呆小症、成年会患甲状腺肿大（大脖子病）④缺硼：植物“花而不实”（只开花不结果），B促进花粉的萌发和花粉管的伸长。

⑤缺锌：影响人体生长发育、大脑发育、性成熟等⑥缺硅：使人患克山病（一种原发性心脏病）⑦缺镁：影响叶绿素的合成、叶片变黄，影响光合作用的进行。

⑧缺钾：影响植物体糖类（淀粉）的合成、运输、和储存，动物维持动物细胞内渗透压。

4）日常生活中的常见现象的处理：①患急性肠炎的病人脱水时：要补充输入葡萄糖盐水；②高温作业大量出汗的工人：要多喝淡盐水。

四、探究生物组织中主要化合物的存在检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的实验1、实验目的：1）尝试用化学试剂检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质，阐明实验原理—颜色反应，识记和区分用于可溶性还原糖、脂肪、蛋白质鉴定的试剂及产生的特定颜色。

2）初步掌握鉴定上述化合物的基本方法，学会描述实验现象，掌握NaOH溶液和CuSO4溶液的使用方法。

2、实验原理、方法、步骤和现象：知识点可溶性还原糖脂肪蛋白质实验原理与斐林试剂反应生成砖红色沉淀被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色（或被苏丹Ⅳ染成红色）与双缩脲试剂反应产生紫色物质实验步骤样液制备选材含糖较高、颜色为白色或近于白色的植物组织，苹果、梨最好富含脂肪的种子，以花生最好浸泡1～2 d的黄豆种子（或用豆浆）或用鸡蛋蛋白方法苹果切块→研磨→过滤→滤液制作花生种子的切片黄豆浸泡切片→研磨→过滤→滤液鉴定步骤样液→加斐林试剂→振荡→水浴加热煮沸切片→染色→漂洗→镜检组织样液→加双缩脲试剂A→再加双缩脲试剂B→观察颜色变化实验现象蓝色→棕色→砖红色沉淀脂肪被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色（或被苏丹Ⅳ染成红色）加双缩脲试剂A无明显变化，加双缩脲试剂B后溶液变成紫色注意事项1.选材要用含糖较高、颜色为白色或近于白色的植物组织2.斐林试剂不稳定，一般配成甲液（NaOH：0.1 g/mL）乙液（CuSO4：0.05 g /mL）来保存，用时必须将甲、乙两液混合均匀后使用，切勿分别加入组织样液中进行检测1.切片要尽可能的薄2.染色后一定要用50%的酒精溶液洗去浮色3.观察时找最薄处，最好只有1～2层细胞1.用鸡蛋蛋白时，一定要加以稀释，如果稀释不够，与双缩脲试剂发生反应后会粘固在试管内壁上，使反应不彻底，且试管不易洗干净2.双缩脲使用时，应先加A造成碱环境，再加B内容解析：一、组成细胞的元素的理解1、据统计，在生物体的细胞内至少可以找到62种元素，其中常见的约有29种，重要的有24种。

所以，一般情况下可以说组成生物体的化学元素主要有20多种。

2、Fe的含量比其他元素都多，被称为半微量元素。

3、无论是大量元素还是微量元素，都是生物体必需的元素，对于维持生物体的生命活动起着非常重要的作用。

二、生物界和非生物界具有统一性和差异性的理解（1）统一性：1、组成生物体的化学元素，在无机自然界都可以找到，没有一种元素是生物体特有的。

2、生命起源于非生物界；3、生物界和非生物界都是由化学元素组成的；4、组成生物体的化学元素是从无机自然界中获取的；5、组成生物体的基本元素可以在生物界和非生物界之间反复出现，循环流动；6、生物界和非生物界都遵循能量守恒和转化定律。

（2）差异性：1、组成生物体的化学元素在生物体和自然界中含量相差很大；元素地壳细胞O 48.60 65.0Si 26.30 极少C 0.087 18.0N 0.03 3.0H 0.76 10.02、生物体有选择地从无机自然界中获取组成自身的物质；元素玉米人O 44.43 14.62C 43.57 55.99H 6.24 7.46N 1.46 9.33Si 1.17 0.005K 0.92 1.09Ca 0.23 4.67P 0.20 3.11Mg 0.18 0.16S 0.17 0.78Cl 0.14 0.47Zn —0.01Fe 0.08 0.0123、无机自然界中的各种化学元素不能表现出生命现象，只有在活的有机体中，各种化学元素有机地结合在一起，才能表现出生命现象。

感悟拓展：水的含量特点及与代谢程度和抗逆性的关系I、含量特点：i、细胞和生物体中含量最多的物质（如精肉中的水、沙漠植物中的水）。

ii、含水量：水生>陆生、幼年>成年>老年、代谢旺盛>代谢缓慢、幼嫩细胞>衰老细胞。

II、与大小强度的关系i、一般情况下，代谢活跃时，生物体含水量在70%以上。

含水量降低，生命活动不活跃或进入休眠。

ii、当自由水比例增加时，生物体代谢活跃，生长迅速。

如干种子内所含的主要是结合水，干种子只有吸足水分获得大量自由水，才能进行旺盛的生命活动。

iii、与抗逆性的关系当自由水向结合水转化较多时，代谢强度就会下降，抗寒、耐热、抗旱的性能提高，旱生植物比水生植物具有较强抗旱能力，其原因之一就是结合水含量高。

三、还原糖的理解1、生物组织中普遍存在的可溶性糖类较多，有葡萄糖、果糖、麦芽糖和蔗糖。

2、前三种糖的分子内都含有游离的具还原性的半缩醛羟基，因此叫做还原糖；3、蔗糖分子内没有，为非还原糖，还原糖鉴定材料不能选用甘蔗。

四、菲林试剂与双缩脲试剂的区别1、溶液组成相同，溶液浓度略有不同。

2、实验中所用的斐林试剂，只能鉴定生物组织中可溶性还原糖，而不能鉴定可溶性非还原糖。

3、菲林试剂必须现配现用（与双缩脲试剂不同，双缩脲试剂先加A液，再加B液）五、脂质的理解1、脂肪和类脂（磷脂、糖脂、固醇脂等）统称为脂类。

它是构成人体组织的正常成分，不溶于水而易溶于酒精、乙醚、氯仿等脂溶剂中。

2、脂类的主要功能是氧化供能。

3、脂肪主要存积于脂肪组织中，并以油滴状的微粒存在脂肪细胞浆内。

4、常用的染色剂有苏丹Ⅲ，苏丹Ⅳ等。

脂肪被染色，实际上是苏丹染料被脂肪溶解吸附而呈现染料的颜色。

经研究认为组织中脂质在液态或半液态时，对苏丹染料着色效果最好。

5、根据这一原理，适当提高温度（37℃-60℃）对组织切片染色效果是有好处的。

六、蛋白质检验中紫色反应的理解1、蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。

2、蛋白质分子中含有很多肽键，在碱性NaOH溶液中能与双缩脲试剂中的Cu2+作用，产生紫色反应。

3、分子基础1）、双缩脲的形成2）、紫色络合物的形成七、可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定的实验原理、方法、步骤和现象： 知识点 可溶性还原糖 脂 肪 蛋白质实验原理与斐林试剂反应生成砖红色沉淀被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色（或被苏丹Ⅳ染成红色） 与双缩脲试剂反应产生紫色物质 实验 步 骤样液 制备 选材含糖较高、颜色为白色或近于白色的植物组织，苹果、梨最好 富含脂肪的种子，以花生最好浸泡1～2 d 的黄豆种子（或用豆浆）或用鸡蛋蛋白方法 苹果切块→研磨→过滤→滤液 制作花生种子的切片黄豆浸泡切片→研磨→过滤→ 滤液鉴定步骤 样液→加斐林试剂→振荡→水浴加热煮沸切片→染色→漂洗→镜检组织样液→加双缩脲试剂A →再加双缩脲试剂B →观察颜色变化 实验现象 蓝色→棕色→砖红色沉淀脂肪被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色（或被苏丹Ⅳ染成红色）加双缩脲试剂A 无明显变化，加双缩脲试剂B 后溶液变成紫色注意事项1.选材要用含糖较高、颜色为白色或近于白色的植物组织2.斐林试剂不稳定，一般配成甲液（NaOH：0.1 g/mL）乙液（CuSO4：0.05 g /mL）来保存，用时必须将甲、乙两液混合均匀后使用，切勿分别加入组织样液中进行检测1.切片要尽可能的薄2.染色后一定要用50%的酒精溶液洗去浮色3.观察时找最薄处，最好只有1～2层细胞1.用鸡蛋蛋白时，一定要加以稀释，如果稀释不够，与双缩脲试剂发生反应后会粘固在试管内壁上，使反应不彻底，且试管不易洗干净2.双缩脲使用时，应先加A造成碱环境，再加B八、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的实验实验目的：尝试用化学试剂检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质，阐明实验原理—颜色反应，识记和区分用于可溶性还原糖、脂肪、蛋白质鉴定的试剂及产生的特定颜色，初步掌握鉴定上述化合物的基本方法，学会描述实验现象，掌握NaOH溶液和CuSO4溶液的使用方法。