2.1 细胞中的元素和化合物

第2章组成生物的分子
第1节细胞中的元素和化合物
一、生物界与非生物界具有统一性和差异性
统一性：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界特有的。

差异性：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。

二、组成细胞的元素
1.生物体最基本的元素：C
2.基本元素：C，H，O，N
3.按含量是否超过万分之一，分为大量元素和微量元素。

大量元素主要是指：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等
微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等,缺乏必需元素可能导致疾病。

4.占细胞鲜重比例最大的化学元素：O；占细胞干重比例最大的化学元素：C。

在组成细胞的元素中，占鲜重百分比前四位的依次是O>C>H>N；占干重百分比前四位的依次是C>O>N>H。

5.P是组成ATP和核酸的的成分，S是蛋白质的组成成分，Ca是动物牙齿和骨骼的成分，血液缺Ca会抽搐，K有利于有机物在植物体内运输和抗倒伏作用，Mg是植物叶绿素的成分，B促进花粉的萌发和花粉管的深长，Fe是血红蛋白的主要成分。

【拓展】
矿质元素：除C、H、O外，由植物根系从土壤中吸收的元素。

植物生长需要量最大的三种矿质元素是N、P、K。

三、构成细胞的化合物（组成细胞的化合物可分为有机化合物和无机化合物）
1.元素与化合物的含量排序
（1）鲜重含量最多的化合物：水
（2）鲜重含量最多的有机物：蛋白质
（3）占细胞干重最多的化合物：蛋白质
（4）在组成细胞的化合物中，占鲜重百分比
前四位：水>蛋白质>脂质>糖类。

【易错提醒】
误以为生物体内大量元素重要，微量元素不重要。

大量元素、微量元素是根据元素的含量划
分的。

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都起着非常重要的作用。

【归纳】各种常见化合物的组成元素化合物
糖类
脂质
蛋白质
核酸
ATP
叶绿素
类胡萝卜素脂肪、固醇
磷脂
胡萝卜素
叶黄素
组成元素
C 、H 、O C 、H 、
O
C 、H 、O 、N 、P
C 、H 、O 、N （P 、S 等）
C 、H 、O 、N 、P C 、
H 、O 、N 、P
C 、H 、O 、N 、Mg
C 、H
C 、H 、
O
【实验】检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1.实验原理
【注意】正确配制和使用斐林试剂与双缩脲试剂：比较项目
斐林试剂
双缩脲试剂
成分
甲液
乙液A 液B 液0.1g/mL NaOH 溶液
0.05g/mL CuSO 4溶液
0.1g/mL NaOH 溶液
0.01g/mL CuSO 4溶液
反应原理含醛基的可溶性还原糖将Cu(OH)2还
原为Cu 2O 沉淀具有两个或两个以上肽键的化合物在碱性条件下与Cu 2＋反应生成紫色络合物添加顺序甲液、乙液等量混匀后立即使用
先加入1mL A 液摇匀，再加入4滴B
液摇匀
反应条件50～65℃水浴加热
不需加热
反应现象
样液浅蓝色→棕色→砖红色样液变成紫色
2.实验步骤
（1）还原糖的检测（还原糖包括单糖中的六碳糖（葡萄糖、果糖、半乳糖）、二糖中的麦芽糖和乳糖。

）
（2）脂肪的检测
方法一：花生种子匀浆+3滴苏丹Ⅲ/IV染液→橘黄色/红色
方法二：
（3）蛋白质的检测
【注意事项】
（1）还原性糖植物组织取材条件？
答：①还原糖含量高，颜色为白色或近于白色，不能用绿色叶片、西瓜、血液等材料，防止颜色的干扰。

不能用马铃薯（含淀粉）、甘蔗、甜菜（含蔗糖）。

淀粉和蔗糖不是还原性糖。

（2）花生种子切片为何要薄？
答：只有很薄的切片，才能透光，而用于显微镜的观察。

（3）唯一需要加热：还原糖鉴定，且必需水浴加热，不能用酒精灯直接加热。

若不加热则无砖红色沉淀出现。

唯一需要显微镜：脂肪鉴定。

（4）脂肪鉴定的过程中滴加1～2滴体积分数为50%的酒精的目的是洗去浮色，原因是苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液易溶于酒精。

（5）若用大豆做材料，必须提前浸泡；若用蛋清作材料，必须稀释，防止其粘在试管壁上不易涮洗；且该实验应预留部分组织样液做对比。

【易错提醒】
（1）易忽略斐林试剂本身的颜色。

非还原糖（如蔗糖）＋斐林试剂水浴加热后的现象不是无色而是浅蓝色[Cu（OH）2的颜色]。

（2）易混淆双缩脲试剂和斐林试剂的使用。

混合后加入——斐林试剂，且现配现用；分别加入——双缩脲试剂（先加A液，后加B液，且B液不能过量）。

（3）易写错“斐”和“脲字”。

“斐林试剂”中的“斐”不可错写成“非”，双缩脲试剂中“脲”不可错写成“尿”。

（4）误认为脂肪的鉴定必须使用显微镜。

若要观察被染色的脂肪颗粒，则使用显微镜，但若要通过溶液颜色变化，则不必使用显微镜。