1.2.1 细胞中的元素和化合物

一、组成细胞的元素

1、元素的统一性和差异性

• 统一性：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（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）。
• 差异性：因细胞中各种元素的相对含量与无机自然界的大不相同。

2、元素的分类

• 大量元素：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。
• 微量元素：细胞中常见的化学元素中，含量较少的有Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。简记为：新铁臂阿童木猛。
• 基本元素：细胞中常见的化学元素中，含量很高的有C、H、O、N。
• 尝试构建下列元素的包含关系图：自然界中的元素、组成细胞的元素、大量元素、微量元素、基本元素。（略）

二、组成细胞的化合物

1、种类

• 无机化合物：水、无机盐。
• 有机化合物：蛋白质、核酸、糖类、脂质等。

2、含量

• 细胞内含量最多的（无机）化合物是：水。
• 细胞内含量最多的有机化合物是：蛋白质。
• 细胞内干重（细胞除去水后的重量）含量最多的化合物是：蛋白质。
• 课本P17图2-1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，如很多植物细胞糖类含量较多，是由于细胞壁的存在。

3、实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质

• (1)检测生物组织中的还原糖

• 实验原理：

  • 斐林试剂是含有Cu²⁺的碱性溶液，能够将还原糖（含有-CHO，即醛基）氧化，并生成砖红色沉淀（Cu₂O，氧化亚铜）。
  • 斐林试剂本质为新配制的Cu(OH)₂，它不稳定，不能久置，需要等量混合、现配现用。反应需要加热。
  • 还原糖鉴定过程中的颜色变化：蓝色→砖红色。

• 操作步骤：

  • 向试管中加入待测组织样液2mL。
  • 注入斐林试1mL剂，摇匀。
  • 50~65℃水浴加热2min，观察试管中颜色变化。
  • 加热时最好采用水浴加热，因为使用酒精灯直接加热温度较高，会使砖红色的Cu₂O转变为黑色的CuO，影响实验现象的观察。

• (2)检测生物组织中的蛋白质。

• 实验原理：

  • 双缩脲试剂（碱性条件下Cu²⁺）能够蛋白质形成紫色的络合物。
  • 双缩脲试剂原本是鉴定双缩脲(NH₂-CO-NH-CO-NH₂)这种物质的。
  • 含有两个及以上肽键的化合物都可以和双缩脲试剂形成紫色络合物。

• 操作步骤：

  • 向试管中加入待测组织样液2mL。
  • 注入双缩脲试剂A（NaOH溶液）1mL，摇匀。
  • 注入双缩脲试剂B（CuSO₄溶液）3~4滴，摇匀。
  • 观察试管中颜色变化。

• (3)双缩脲试剂与斐林试剂的比较（略）

• (4)检测生物组织中的脂肪

• 实验原理：

  • 苏丹染料是能对脂溶性物质染色的染料。如苏丹Ⅲ可将脂肪染成橘黄色。

• 操作步骤：

  • 制备花生子叶切片。
  • 苏丹Ⅲ染色→吸去染液，50%酒精洗去浮色→吸去酒精，加一滴清水制成临时装片。
  • 显微镜观察油滴染色情况。