第二章 組成細胞的分子 第一節 細胞中的元素和化合物

1.組成細胞的元素

（1）根據元素的含量劃分為大量元素和微量元素

a.大量元素的含量佔生物體總量的萬分之一以上的元素。C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。

b.歸屬範圍：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

⑤ 微量元素 Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo

c.細胞無論是乾重還是鮮重，組成元素中C、H、O、N元素含量最多。

d.人體細胞乾重的元素相對含量：C>O>N>H>Ca>P>S

人體細胞鮮重的元素相對含量：O>C>H>N>P>S

人類細胞

（2）生物界和非生物界的統一性和差異性

① 統一性：a.生物界與非生物界都是由化學元素組成的。

b.組成細胞的化學元素在無機自然界中都能找到，沒有一種化學元素為細胞所有特有。

② 差異性：a.組成生物體的化學元素，在生物體內和無極自然界含量相差很大。

2.組成細胞的化合物

組成細胞的化合物

（1）細胞化合物含量的變化

a.細胞鮮重：① 含量最多的化合物是水。② 含量最多的有機物是蛋白質。

b.細胞乾重：①含量最多的化合物是蛋白質。② 含量最多的元素是C.

3.實驗：檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質

（1）還原糖的鑑定

麥芽糖

a.實驗原理：裴林試劑+還原糖（水浴加熱50~65攝氏度）→磚紅色沉澱

b.實驗材料：理想材料還原糖（葡萄糖、果糖、麥芽糖、乳糖等）

c.實驗步驟：① 取材（還原糖含量較高、白色或近於白色的植物組織）

② 製備組織樣液：（加石英砂，加5ml水，研磨、過濾）

③ 顯色反應：（組織樣液2ml+剛配置的裴林試劑1ml 呈淺藍色）

50~65℃水浴加熱2min

④ 現象： 變成磚紅色。

⑤ 結論：組織樣液中有可溶性還原糖。

注意：不能選用甘蔗、甜菜，所含蔗糖不屬於還原糖；馬鈴薯塊莖含澱粉較多，不能作為材料。西瓜、血液、綠色葉片本身顏色會對實驗造成幹擾，不適宜做材料。

（2）澱粉的鑑定

澱粉

a.實驗原理：澱粉+碘→藍色

b.實驗材料：馬鈴薯勻漿 組織樣液

c.實驗步驟：① 取材（馬鈴薯勻漿）

② 製備組織樣液：（組織樣液2ml+碘液2滴）

③ 顯色反應：（搖勻後顯藍色）

④ 現象： 呈藍色。

⑤ 結論：馬鈴薯勻漿含有澱粉。

（3）脂肪的鑑定

豬肉脂肪

a.實驗原理：脂肪+蘇丹Ⅲ染液（鏡檢）→橘黃色

脂肪+蘇丹Ⅳ染液（鏡檢）→紅色

b.實驗材料：浸泡3~4h的花生種子切片（新鮮種子無需浸泡）

c.實驗步驟：① 取材（還原糖含量較高、白色或近於白色的植物組織）

② 製片：a.選最薄的切片，用毛筆蘸取放在載玻片中央

b.在薄片上滴2~3滴蘇丹Ⅲ染液，染色3min

c.去浮色（體積分數為50%的酒精溶液）製成臨時裝片

③ 觀察：在低倍鏡下尋找已著色的圓形小顆粒，然後用高倍鏡觀察。

④ 現象： 變成磚紅色。

⑤ 結論：花生種子中含有脂肪。

（4）蛋白質的鑑定

含有蛋白質的食物

a.實驗原理：蛋白質（肽鍵）+雙縮脲試劑→紫色

b.實驗材料：大豆組織研磨液組織樣液 雙縮脲試劑A液1ml 雙縮脲試劑B液4滴

c.實驗步驟：① 取材（大豆組織研磨液組織樣液）

② 顯色反應：a.加入組織樣液2ml和雙縮脲試劑A液1ml

再加入雙縮脲試劑B液4滴搖勻。

④ 現象： 液體呈紫色。

⑤ 結論：大豆組織樣液中含有蛋白質。

例題：1、組成生物體的各種化學元素中，最基本的元素、細胞鮮重中含量最多的元素、佔細胞乾重最多的元素依次是（　　）

A. C、H、O B. C、O、C C. C、O、N D. C、O、O

【答案】B

【解析】解：（1）在生物體內，碳鏈構成了生物大分子的基本骨架，因此C是最基本的化學元素； （2）在生物體內，佔細胞鮮重最多的元素是O． （3）在生物體內，佔細胞乾重最多的元素是C． 故選：B。 組成生物體的化學元素根據其含量不同分為大量元素和微量元素兩大類，其中大量元素是指含量佔生物總重量萬分之一以上的元素，包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg．C、H、O、N為基本元素，C為最基本元素，O是活細胞中含量最多的元素。據此答題。 本題知識點簡單，考查組成細胞的元素，要求考生識記組成細胞的元素的種類、含量和作用，明確C是最基本的元素，O是生物體含量最多的元素，再選出正確的答案即可。

例題：2、下列關於「檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質」實驗操作步驟的敘述中，正確的是（ ）

A. 用於鑑定還原糖的斐林試劑甲液和乙液，可直接用於蛋白質的鑑定

B. 若要鑑定花生種子細胞中是否含有脂肪，一定需要用顯微鏡觀察

C. 鑑定可溶性還原糖時，要加入斐林試劑（甲液和乙液等量混合均勻再加入）

D. 用雙縮脲試劑鑑定蛋白質時，需水浴加熱2 min才能看到紫色

【答案】C

【解析】生物組織中化合物的鑑定：（1）斐林試劑可用於鑑定還原糖，在水浴加熱的條件下，溶液的顏色變化為磚紅色（沉澱）．斐林試劑只能檢驗生物組織中還原糖（如葡萄糖、麥芽糖、果糖）存在與否，而不能鑑定非還原性糖（如澱粉）。（2）蛋白質可與雙縮脲試劑產生紫色反應。（3）脂肪可用蘇丹Ⅲ染液（或蘇丹Ⅳ染液）鑑定，呈橘黃色（或紅色）。【解答】A.鑑定蛋白質的雙縮脲試劑物質的量濃度和使用方法與斐林試劑不同，A錯誤；B.鑑定花生種子細胞中是否含有脂肪，一般需要用顯微鏡觀察，但也可用組織樣液直接加入試劑進行鑑定，不需要用顯微鏡觀察，B錯誤；C.鑑定可溶性還原糖時，要加入斐林試劑（甲液和乙液等量混合均勻再加入），並在進行水浴加熱，C正確；D.用雙縮脲試劑鑑定蛋白質時，不需要水浴加熱，D錯誤。故選C。

例題：3、根據所給材料回答下列有關實驗問題：

（1）在檢測還原性糖的實驗中，所用的試劑是______________，該試劑與細胞內還原性糖發生作用，形成______色沉澱。實驗過程_________（需要、不需要）加熱。

（2）在鑑定花生子葉細胞中脂肪的實驗中，能將脂肪染成橘黃色的染液是_______，染色後還要用50%的_________（生理鹽水、酒精）洗去浮色。

（3）鑑定黃豆組織中存在蛋白質時，向豆漿中先後加入_____試劑A液1mL和B液4滴，搖勻，試管中出現____色反應。

（4）用顯微鏡觀察線粒體時，需要進行以下操作：

第一步製作口腔上皮細胞臨時裝片，用_____將線粒體染成藍綠色後才能觀察。

（A．碘液 B．甲基綠染液 C．健那綠染液 D．雙縮脲試劑）

第二步低倍鏡觀察，如果低倍顯微鏡下看到一個細胞位於視野的左上方，應將臨時裝片向_____推動，細胞才會移到視野中央。

（A．左上方 B．左下方 C．右上方 D．右下方）

第三步高倍鏡觀察，操作步驟包括 ①轉動轉換器把低倍物鏡移走，換上高倍物鏡 ②在低倍鏡下找到目標 ③將目標移到視野中央 ④調節細準焦螺旋，找到清晰物像。正確操作步驟是____

（A．①②③④ B．④①②③ C．②③①④ D．②①④③）

【答案】

（1）斐林試劑 磚紅色 需要

（2）蘇丹Ⅲ 酒精

（3）雙縮脲 紫色

（4）C A C

【分析】

本題考查細胞內還原糖、脂肪和蛋白質的鑑定實驗及用高倍鏡觀察細胞內的線粒體的實驗，要求學生熟記各種試劑的使用方法及反應顏色，並且能正確使用顯微鏡進行操作，屬於基礎知識的考查，難度一般。

【解答】

（1）細胞內的還原糖遇到斐林試劑，需要水浴加熱50-65℃，會出現磚紅色沉澱，原因是形成了氧化亞銅。

（2）脂肪用蘇丹Ⅲ 或蘇丹Ⅳ染色，脂肪顆粒會被染成橘黃色或紅色，實驗過程中用體積分數50%的酒精洗去浮色，便於觀察。

（3）蛋白質的鑑定中用雙縮脲試劑，使用時先加入雙縮脲試劑A液11mL，即NaOH溶液，形成鹼性環境，再加入雙縮脲試劑B液，即Cu(OH)2

溶液，在鹼性條件下，CU+與肽鍵發生反應，形成紫色的絡合物。

（4）用顯微鏡觀察線粒體時，可以選擇人的口腔上皮細胞製作臨時裝片，用活體染色劑健那綠進行染色，線粒體被染成藍綠色，便於觀察；在該實驗中使用顯微鏡進行觀察時，先用低倍鏡找到觀察的目標，如果目標位於視野的左上方，根據顯微鏡的成像特點，目標應實際存在與右下方，所以向左上方推動裝片，目標即可移至視野的中央；然後轉動轉換器換上高倍鏡，如果物象不清晰，調節細準焦螺旋，使物象清晰。