组成细胞的分子
研究组成细胞的分子，实际上就是在探寻生命的物质基础。
第一节 细胞中的元素和化合物
问题探讨 为什么组成地壳和细胞的各种元素的相对含量差异很大？
生物体总是和外界环境进行着物质交换,细胞生命活动所需要的物质,归根结底是从无机自然界中获取的。因此,组成细胞的化学元素,在无机自然界中都能够找到,没有一种化学元素为细胞所特有。但是,细胞中各种元素的相对含量与无机自然界的大不相同。
一、组成细胞的元素
(二)思考・讨论
1.在玉米细胞和人体细胞中含量较多的四种元素是一样的,都是C.H,O.N。这是因为玉米和人都是生物,组成它们的主要成分都是水、糖类、脂类和蛋白质等物质,这些物质含有C、H、O,蛋白质中还含有大量的N元素。
2.提示:细胞中有些元素含量很少,但是却有重要作用,如在玉米细胞中,S只有0.17%，Mg只有0.18%,但很多蛋白质都含有S,叶绿体中的叶绿素分子就含有Mg,如果缺少S或Mg，细胞就不能合成这些蛋白质或叶绿素。
3.提示:组成玉米细胞中氧元素的含量明显要高于人体细胞,而氯元素的含量明显又低于人体细胞,这说明玉米细胞和人体细胞中的不同有机物的含量有差別,如玉米细胞中的糖类要多一些,而人体细胞中的蛋白质的含量要多一些;Ca元素的含量也有区别,这与玉米和人体的物质和结构组成有关。
总结：大量元素包括C、H、O、N、P、S、K、Ga、Mg；微量元素包括Fe、Mn、Zn、Gu、B、Mo。含量高的四种元素：C、H、O、N，这与细胞中的化合物有关。
二、组成细胞的化合物
细胞中含量最多的化合物是水，含量最多的有机化合物是蛋白质。此外还有糖类和核酸、脂质等。
探究实践：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
原理：某些化学试剂能够使生物组织中的相关化合物产生特定的颜色反应。糖类中的还原糖,如葡萄糖,与斐林试剂发生作用,生成砖红色沉淀。脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。蛋白质与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应。因此,可以根据有机物与某些化学试剂所产生的颜色反应,检测生物组织
中糖类、脂肪或蛋白质的存在。
目的要求
尝试用化学试剂检测生物组织中的糖类、脂肪或蛋白质。
材料用具
1.实验材料:梨匀浆,葡萄匀浆,白卜匀浆,花生种子,豆浆,鲜肝提取液，鸡蛋清稀释液
2.仪器:刀片,试管(最好是刻度试管),试管架,试管夹,大、小烧杯,小量筒,滴管,酒精灯,三脚架,石棉网,火柴，载玻片,盖玻片,毛笔,吸水纸,显微镜等。
3.试剂:斐林试剂(甲液:质量浓度为0.1gmL的NaOH溶液,乙液:质量浓度为0.05g/mL的CuSO4溶液),质量浓度为0.01gmL苏丹III染液,双缩脲试剂(A液
质量浓度为0.1gmL的NaOH溶液,B液质量浓度为0.01g/mL的CuSO4溶液),体积分数为50%的酒精溶液,蒸馏水。
方法步骤
1.实验材料、仪器和试剂的选择
每小组从教师提供的实验材料中选择两种,预测其中含有哪些有机化合物,再先择所需要的仪器和试剂。
2.设计记录表格,记录预测结果,然后按照实验步骤进行检测,用“ ”或“-”记录实测结果。
3.检测的方法步骤
(1)还原糖的检测和观察
①向试管内注入2mL待测组织样液
②向试管内注入1mL斐林试剂(甲液和乙液等量混合均匀后再注入)。
③将试管放入盛有50-65℃温水的大烧杯中加热约2min。
④观察试管中出现的颜色变化。
(2)脂眆的检测和观察
制作花生子叶临时切片,用显微镜观察子叶细胞的着色情况。
取材:取一粒浸泡过的花生种子,去掉种皮。
切片:用刀片在花生子叶的横断面上平行切下若干薄片,放入盛有清水的培养皿中待用。
制片:从培养皿中选取最薄的切片,用毛笔取放在载玻片中央;在花生子叶薄片上滴2~3滴苏丹Ⅷ染液,染色3min;用吸水纸吸去染液,再滴加1-2滴体积分数为50%的酒精溶液,洗去浮色;用吸水纸吸去花生子叶周围的酒精,滴一滴蒸馏水,盖上盖玻片,制成临时装片。
观察:在低倍镜下找到花生子叶的最薄处,移到视野中央,将物像调节清晰;换高倍镜观察,视野中被染成橘黄色的脂肪颗粒清晰可见。
(3)蛋白质的检测和观察
①向试管内注入待测组织样液2mL
②向试管内注入双缩尿试剂A液1mL,摇匀。
③向试管内注入双缩脲试剂B液4滴,摇匀。
④观察组织样液颜色的变化。
知识点：
1.还原糖与斐林试剂呈砖红色沉淀
蛋白质与双缩脲试剂呈紫色
脂肪与苏丹III染液呈橘黄色
2.斐林试剂与双缩脲试剂的关系
组成相似，但浓度不同：
用法不同：斐林试剂先混合，再用，需要水浴加热；双缩脲试剂先加A液，再加B液，不需要加热。
3.脂肪检测时50%的酒精溶液的作用是洗去浮色。
4.高倍显微镜的使用
拓展应用
1. 细胞是生命活动的基本单位，虽然组成细胞的元素来自无机环境，但是构成细胞的主要元素C、H、O、N含量与无机环境差异很大，这与细胞内的有机化合物如糖类、脂质、蛋白质和核酸有关。
2. 不能。因为生命系统内部是一个严谨有序的结构，不是由物质随意堆砌而成的。
