师：同学们，大家好，这节课我们复习必修一第二章第一节细胞中的元素和化合物，主要聚焦三个问题：第一，组成细胞的主要元素有哪些？第二，组成细胞的重要化合物有哪些？第三，如何检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质？
现在这里有一组数据，将细胞和地壳中的部分元素进行了比较，根据这些信息，大家能提出哪些问题？比如细胞中有没有哪些元素是非生物界所没有的？按照物质循环的原理，生物体的元素归根到底是来自于无机环境，所以组成细胞的元素全部都能够从无机环境当中找到。那么在元素的种类方面，生物界和非生物界就具有统一性。
但是生物体从无机环境获得元素是有选择性的。比如植物从土壤当中会获取比较多的氮、磷、钾这些元素，而对有些元素可能会吸收得比较少，甚至不吸收。这就导致了组成细胞的元素和非生物界相比，在含量上具有差异性。
再来看第二组数据，这里将玉米和人体的主要化学元素进行了比较，根据这个表格数据，大家能得出哪些结论呢？
生1：不同生物组成元素种类相似。
生2：每一种元素的含量有差异。
生3：对某一种生物来说，含有的不同化学元素含量有多有少。
师：非常好。那么我们就可以根据元素含量的多少对细胞中的元素进行分类，分为大量元素和微量元素。其中大量元素是指生物体生活所必需、含量在万分之一以上的元素，包括碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、钙、镁。而微量元素是生物体生活所必需、含量在万分之一以下的元素，包括铁、锰、锌、铜、硼、钼等。
这里需要提醒大家，关于微量元素，无论大量元素还是微量元素，都是生物生活所必需的元素，不是说含量少就是微量，含量多就是大量。比如假设我们在人体细胞当中检测到了极少量的铅元素，能说铅元素是微量元素吗？显然不行，它不是我们生活所必需的。
另外，微量元素含量虽然少，但是它的生理作用不可忽略、不可替代。比如如果缺铁，会导致贫血；如果幼儿缺锌，会导致生长发育迟缓。
第三组数据，这里有两个圆饼图，表示了组成人体细胞的主要元素占鲜重的百分比，以及占细胞干重的百分比。请大家完成下面这些填空。人体细胞中鲜重时含量最多的，我们看到应该是氧元素。其中最多的4种元素按照从多到少的顺序排列，应该是氧、碳、氢、氮。干重时含量最多的是碳元素。最多的四种元素按多到少排列是碳、氧、氮、氢。所以无论鲜重还是干重，碳、氢、氧、氮四种元素都是含量最多的，它们是组成细胞的基本元素，其中碳元素是构成细胞最基本的元素。
这里有三个问题：为什么细胞中鲜重时含量最多的元素是氧，干重时含量最多的是碳？为什么碳是构成细胞最基本的元素？要解决这几个问题，我们要到化合物当中寻找答案，因为细胞中的元素大多数以化合物的形式存在。我们把细胞中的化合物分为两大类：无机化合物和有机化合物。其中无机化合物包括水、无机盐，有机化合物包括蛋白质、糖类、脂质和核酸。
我们来看它们的含量关系，细胞当中含量最多的就是水，大约90%左右都是水。而蛋白质是含量最多的有机化合物。
对于细胞鲜重来说，既然细胞当中水是最多的，所以氧元素的含量占比最多。如果是细胞干重，相当于把水去掉了，剩下的除了一点点无机盐，其余都是含碳有机物，所以在细胞干重当中碳元素占比最多。
第三个问题，为什么碳元素是构成细胞的最基本元素呢？我们要到这些有机物的结构当中去寻找答案。大家能认得这些有机物吗？这个是一条肽链，我们看到肽链当中有很多碳原子相连构成了它的骨架。这个实际上是由葡萄糖为基本单位构成的一个多糖分子。在有机化学结构表示方法里，这个六边形上面除了这个氧原子，剩下的这五个角其实都省略了碳原子没写，所以我们看到这里是六碳糖，相当于这个多糖也是由碳原子相连构成的基本骨架。那这是什么呢？我们看到了五碳糖核糖，然后含氮碱基、磷酸，所以这应该是一个RNA单链。仍然五碳糖当中也是有碳原子相连，含氮碱基没有表述出来，还是碳原子相连构成的基本骨架。那么这些有机化合物都是由碳原子构成的碳链作为基本骨架，因此碳元素是构成细胞的最基本元素。
我们给大家的这个化合物的数据是一个大致的数据，具体到某一种生物，化合物的含量会跟这个数据有所差别。
现在给大家8种生物材料，在这些生物材料细胞中，大家能找一找富含糖类的是哪些呢？这几个是富含糖类的，但是它们富含的糖类种类不一样。比如说西瓜、梨、苹果，它们富含果糖、葡萄糖，这是还原糖。甘蔗富含蔗糖，这是非还原糖。马铃薯富含淀粉，这是多糖。不过提醒大家，我们这里说比如西瓜富含葡萄糖、果糖，富含糖类，这是跟其他的细胞、其他的生物相比。如果单看西瓜本身的话，它含量最多的仍然是水。剩下的鸡蛋和大豆富含蛋白质，花生种子富含更多的脂肪。注意脂肪这个概念和我们前面说的脂质是什么关系？
生：从属关系，脂质包括了脂肪。
师：对。对于这些生物组织细胞中的化合物，我们有一些方法来进行检测和鉴定。接下来请大家完成这个连线。
（学生完成连线后）
师：下面我们来对照一下。碘液检测淀粉呈现蓝色，马铃薯是富含淀粉的实验材料。检测还原糖使用斐林试剂，加热之后呈现砖红色沉淀。我们这里选择的实验材料是梨和苹果，它们富含果糖、葡萄糖这些还原糖。为什么不选择西瓜呢？西瓜也富含葡萄糖、果糖这些还原糖。要注意，因为我们这里的实验本质上是颜色反应，最后要观察颜色，所以选择的实验材料本身要接近无色或者白色，西瓜颜色不适合作为实验材料。
那为什么不选择甘蔗呢？因为我们这一实验其实是一个鉴定实验，作为鉴定实验来说，甘蔗富含蔗糖，而蔗糖是非还原糖，所以它不是很好的鉴定还原糖实验的实验材料。
检测脂肪，用苏丹3或者苏丹4染液，苏丹3把脂肪染成橘黄色，苏丹4把脂肪染成红色。花生种子富含脂肪。最后检测蛋白质，使用双缩脲试剂呈现紫色反应，这里面的稀蛋清和大豆富含蛋白质，当然也可以使用肝脏研磨液。
下面具体地来看实验方法，首先检测生物组织中的淀粉，这个实验过程很简单。提醒大家注意，因为我们检测的这些化合物位于细胞当中，所以一般都需要先破碎细胞，那么怎么破碎？把生物组织进行研磨和过滤，制备组织样液。
第二，检测生物组织中的还原糖。首先准备好梨匀浆，然后配置斐林试剂。如何配置斐林试剂？将斐林试剂甲液（0.1克每毫升的氢氧化钠溶液）和斐林试剂乙液（0.05克每毫升的硫酸铜溶液）等体积混合之后，这就是我们要用的斐林试剂。要注意一定是现配现用，向2毫升梨匀浆当中加入现配的1毫升斐林试剂，然后置于50 - 65度水浴。
大家想想会看到什么现象？
生：一开始是蓝色，因为这两个反应之后生成氢氧化铜，它是蓝色的。在加热的过程当中，会看到试管当中的颜色逐渐由蓝色最后变成了砖红色沉淀。
师：非常好，这就是实际的实验现象。
下面检测生物组织中的蛋白质，实验材料我们现在选择2毫升稀蛋清，用的试剂是双缩脲试剂。首先向试管当中注入1毫升双缩脲试剂A液。它仍然是0.1克每毫升的氢氧化钠溶液，摇匀之后滴加4滴双缩脲试剂B液。但是它的浓度跟前面斐林试剂不一样了，这是0.01克每毫升的硫酸铜溶液，而且只滴加了4滴。摇匀之后不需要加热，直接观察会看到颜色变为紫色。这是实际的实验现象，注意没有沉淀。
斐林试剂和双缩脲试剂在实际操作当中很容易混淆，所以需要大家通过比较来搞清楚二者的区别。大家可以先自己试着完成这个比较的表格。
（学生完成表格后）
师：斐林试剂和双缩脲试剂检测对象不一样，一个检测还原糖，一个检测蛋白质。成分有一样的有不一样的。其中斐林试剂甲液、双缩脲试剂A液实际上是同一种溶液，0.1克每毫升的氢氧化钠溶液。但是斐林试剂乙液、双缩脲试剂B液，注意，虽然都是硫酸铜，但是它们的浓度不一样，双缩脲试剂B液浓度要更小。