第1节 细胞中的元素和化合物
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。
组成细胞的元素
组成细胞的化学元素，常见的有20多种，其中有些含量多，有些含量很少。
细胞中常见的化学元素中，含量较多的有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等元素，称为大量元素( macro element)；有些元素含量很少，如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等，称为微量元素( microelement)。由上表中的数据可以看出，组成细胞的元素中，C、H、O、N这四种元素的含量很高，其原因与组成细胞的化合物有关。
（gzsw.net补充：组成的细胞中元素在周期表中的位置。）
组成细胞的化合物
组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在，如水、蛋白质、核酸、糖类、脂质，等等。
请参阅下图(图2-1)，了解组成细胞的主要化合物及其相对含量。
通过上图可以看出，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，通过后续章节的学习你能对此作出详细的解释。
上图中的数据是基于大量不同种类细胞的统计结果，实际上，不同生物组织的细胞中各种化合物的含量是有差别的，有的还相差悬殊呢!
我们平常吃的食物也是如此。正因为不同食物中营养物质的种类和含量有很大差别，我们才需要在日常膳食中做到不同食物的合理搭配，以满足机体的营养需要。我们的食物来自各种生物组织。那么，怎样检测不同生物组织中的营养物质呢？通过下面的探究实践，你可以尝试检测不同生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。
| 实验 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 |
| 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，白萝卜匀浆，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0.1g/mL的NaOH溶液，乙液：质量浓度为0.05g/mL的CuSO4溶液)，质量浓度为0.01g/mL苏丹Ⅲ染液，双缩脲试剂(A液质量浓度为0.1g/mL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，再选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)脂肪的检测和观察 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，用毛笔蘸取放在载玻片中央；在花生子叶薄片上滴2~3滴苏丹Ⅲ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向试管内注入双缩脲试剂A液（NaOH）1mL，摇匀。 ③向试管内注入双缩脲试剂B液（CuSO4）4滴，摇匀。 ④观察组织样液颜色的变化。 讨论 1.你的预测与实测结果是否一致？ 2.小组间交流实验结果。你有什么发现？ 3.全班共检测了多少种生物材料？这些生物材料中有机化合物的种类、含量样吗？这对我们选择食物有什么启发？ |
