细胞中的元素和无机化合物及糖类脂肪蛋白质的鉴定
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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:C
2、基本元素:C、H、O、N
3、主要元素:C、H、O、N、P、S
4、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、Fe
3、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