细胞中元素和化合物7

上节课我们学习了构成生物体结构和功能的基本单位是细胞，也知道了在显微镜操作下可以观察到细胞的结构，可以分为细胞膜、细胞质还有细胞核，另外我们也知道如何去区分真核细胞与原核细胞，对于真核细胞与原核细胞的关键区分点在与是否有成形的核膜作为界限的细胞核，那么作为细胞它是组成生物体结构和功能单位，那构成生物体的基本的物质基础又是什么呢，这节课我们来学习第二章组成细胞的分子。我们知道作为地球上形形色色的生物，无论他们的大小，结构，还有生理功能有什么样的区别，但是他们都有共同的物质基础，而这些物质基础主要只的是构成物质的化学元素还有化合物，那构成生物体的化学元素，也就是组成细胞的化学元素有哪些呢，作为构成生物体的基本的物质基础是组成生物体的元素和化合物，今天我们就来学习第一节细胞的化学元素和化合物。大家先看书上教材表格，表格展示的是组成地壳好组成细胞的不同元素的含量表，我们来看一下，表格中数据，来寻找一下他们之间的共同点和异同点，我们来思考这样几个问题。1、生物和非生物在元素的组成和含量上有何特点。2、从元素组成可以看到生物与非生物是怎样的关系。组成生物与非生物他们的元素有什么样的差异，可以得出生物与非生物之间的关系。3、生物和非生物所含元素都来自无机环境，比例却大不相同，说明了什么？我们首先来看，组成生物体的元素和组成地壳的元素他们的成分基本上是相同的，那就说明了生物界与非生物界的统一性，那是不是说元素相同它的含量都一样呢，不一样的，那有说明了生物界与非生物界具有差异性。另外从这里面的元素进行比较，我们可以看出生物它所需要的原料是来自于非生物界的，他们之间既有统一性，又有差异性，那通过这个表格我们在来看，在细胞里面每种元素的含量是不一样的。我们来看下一个图片，这里面展示的是组成人的细胞主要元素占细胞鲜重和干重的百分比？从图中可以看出，构成细胞的元素中含量最多的元素是C、HON、在细胞里面不管是鲜重还是干重它的含量都是最多的，那说明了什么问题，作为C、H、O、N是构成生物体的基本元素，其中C元素的含量较多，而且是构成生物体的最基本的元素。除了这些之外，我们在看一下，这里面所展示的元素都是细胞里面含量比较多的，我们把含量比较多得元素叫做大量元素，所有我们看构成生物体的元素之间包含有大量元素，作为大量元素包含有碳氢氧氮磷硫钾钙镁，那还有一些元素含量相对来讲比较少，但是又是生命体所必须得元素，我们管它叫做微量元素，Fe叫半微量元素，新铁臂阿童木，作为C元素是最基本的元素，它是组成有机物的基本，那么是不是微量元素的作用就不是很大的，不是的，它都是各自的功能，比如说植物缺氮的话它的叶子发黄，缺钾的时候叶子也发黄，缺磷元素的话呢，叶片发黄，说明这些元素也很重要，缺硼的时候叶凹凸不平，新叶发育不足，由此可见，构成生物体的元素都有它相应的功能，那么在这里面它到底有什么样的功能，我们后面来学习。还有一个教材没有的，叫做矿质元素，就是除了CHO之外，其他的元素都属于矿质元素，也就是说作为CHO这三种元素植物可以从土壤里以水的形式吸收，或者是从空气里面以二氧化碳的形式吸收，除了这三种元素之外，其他的元素是根系从土壤里面以离子的形式吸收进来的，我们把它叫做矿质元素，好，在这里面，我们总结出来构成细胞的元素，大量元素，微量元素，矿质元素，我们要特别的注意组成生物体最基本的元素是C元素。那这些元素怎么样构成生物体，是不是这些元素单一的就可以完成生命活动呢，肯定不可以的，而构成生物体除了元素之外还有化合物，下面我们来看组成细胞的化合物，在这里面构成生物体的化合物可分为两个大得方面，无机化合物，翻开教材17页的表，展示的是构成细胞的主要化合物和它相对的含量，大家可以看到无机化合物里面包含水还有无机盐。水的含量大概是85%，而作为无机盐的含量相对比较少，%1-1.5%，那么水和无机盐共同构成了组成细胞的无机化合物，除了无机化合物之外，我们看一下表格，它的有机化合物包含有脂质，大概是1%—1.5%，组成脂质的化学元素有CHO，还有蛋白质，含量在7%—10%，它是细胞里面干重最多的化合物，由CHON，有些蛋白质里面还有会P元素和S元素，尤其大家要注意S元素，既然蛋白质里面包含有S元素的话，我们要想标记蛋白质，我们可以用S元素同位素标记。下一个糖类，组成糖类的化学元素有CHO，还有一个化合物就是核酸，它的含量并不多，它的组成元素有CHONP，在核酸里面它的P元素非常稳定，所以我们要标记核酸时，通常标记它的P元素，刚才我们说了，标记蛋白质的时候标记S元素，这里面标记核酸我们要标记P元素。用不同的同位素标记能够区分开蛋白质还有核酸，好，现在我们知道构成细胞的化合物分为无机化合物和有机化合物，无机化合物包括水合无机盐，有机化合物包括脂质、蛋白质、糖类、核酸等等，那么构成细胞这些化合物我们怎么去鉴别它呢，下面我们来看一下今天的第三个问题，如何鉴别脂质、蛋白质、糖类。一、鉴定可还原糖实验原理：可溶性还原糖（麦果葡），与菲林试剂发生作用，可以生成红色沉淀。操作过程：1、将苹果洗净、去皮、切成小块。2、去5g放入研钵中，加少许石英砂研磨，再加5L水，继续研磨。3、将玻璃漏斗插入试管中，在漏斗上垫一层纱布，将苹果研磨液进行过滤。鉴定可还原糖：1、取一支试管，向试管中注入2ml苹果组织样液。2、向试管内注入2ml刚配置的菲林试剂（现配现用）。3、将这支试管放入盛有开水的大烧杯中，用酒精灯加热煮沸2min左右。试管内颜色的变化由蓝色变成了砖红色。二、鉴定蛋白质实验原理：使用双缩尿试剂，蛋白质和双缩尿试剂形成紫色的络合物。双缩尿试剂：0.1g/mL氢氧化钠溶液双缩尿试剂A0.01g/mL硫酸铜溶液双缩尿试剂B做这个实验之前我们先提取植物组织蛋白，怎么进行提取的呢，主要是黄豆进行研磨之后获取豆浆。1、取几粒浸泡过的黄豆，去皮切成片2、将黄豆薄片放进研钵中，加入少许石英砂和5mL水，充分研碎。3、将玻璃漏斗插入试管中，在漏斗上垫上一层纱布，过滤黄豆组织研磨液。4、事先需要留一些黄豆组织样液以便用来与化学试剂发生反应后的颜色做对比。另外我们也可以用动物的蛋白液，动物蛋白液通常用的材料是鸡蛋清，大家看，取鸡蛋的鸡蛋清，把鸡蛋清进行稀释之后，先往试管里加入2ml的动物蛋白液，或者是植物蛋白液，然后加入双缩尿实际A，（就是NAOH），在2加入双缩尿试剂B，（实际上就是硫酸铜），这个时候硫酸铜加的量并不多，试管里面没有明显的变化，但是如果我们加进去之后进行充分震荡观察发现，颜色变成了紫色，检验蛋白质用得试剂的名称是双缩尿试剂。我们需要注意的是，尽管我们在检测还原糖和蛋白质过程中都用到了氢氧化钠和硫酸铜，但是他们的本质是不一样的，作为菲林试剂它是用得氢氧化钠和硫酸铜新混合在加入还原糖里面去，也就是说它的本质使用的是新制的氢氧化铜，而作为双缩尿试剂大家要注意，我们是先加入的氢氧化钠在加入硫酸铜，为什么要这样做呢，它是铜离子在碱性环境中与蛋白质形成紫色络合物来鉴定蛋白质，特别强调铜离子在碱性环境中，那既然这样我们应该先加氢氧化纳制造碱性的环境，在把硫酸铜加进去，加进去它的现象应该是紫色。三、鉴定脂肪实验第一步制备生物组织实验材料：取花生的种子，里面含有大量脂肪。滴2-3滴苏丹三染色2-3分钟，用吸水纸将多余的苏丹三给吸走，另外呢拿酒精洗去浮色，同样这个时候要拿吸水纸洗去多余的酒精，在往薄片上滴1-2滴蒸馏水，盖上盖玻片，制成装片，放在显微镜底下观察，我们可以看到花生子叶的细胞里面有一些染成橘黄色的脂肪的颗粒，也就是说用苏丹三可以将脂肪染成橘黄色的颗粒。除了苏丹三可以进行染色之外，也可以用苏丹四，实验现象颜色是红色。好，我们了解了构成生物体的元素和化合物，这些元素到底起到什么样的作用，在生命活动之间具体起到什么样的作用，我们下节课学习。