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细胞中的元素和化合物及特别活动:细胞中有机物的检测

内娱全明星综艺体——男生女生请就位(生物季)

何炅电视机前的观众朋友们大家好!

撒贝宁欢迎收看:男生女生请就位!

何炅今天这期节目,我们将和嘉宾们一起探索细胞中的元素和化合物的奥秘,还将开展特别活动:细胞中有机物的检测。让嘉宾与观众朋友们通过实验操作感受生物的魅力。

所有嘉宾好耶!

观众们啊啊啊啊啊啊啊!

撒贝宁我们都知道,细胞是最基本的生命系统。下面请嘉宾们思考:细胞与细胞生存的环境,也就是生物界和非生物界之间,存在什么联系呢?

贺峻霖我觉得,细胞需要跟生活环境进行物质交换。

宋雨琦没错,细胞生活所需的物质,归根结底要从无机自然界中获取。

何炅两位嘉宾说得很好,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。这体现了生物界与非生物界的统一性和差异性。下面请看这张图片:

何炅

王源细胞中碳元素的相对含量远远多余地壳,但硅元素的含量却远远小于地壳。

撒贝宁这是因为碳元素能够和氢,氧元素结合形成生命体必须的各种有机物,其相对稳定的共价键还能够帮助多个碳原子形成成长长的碳链,从而形成生物大分子。而硅元素就没有这么稳定的共价键了,无法形成长链,也就不能形成生物大分子。

虞书欣但是表格下面的一句话提到,硅元素在硅藻,禾本科植物细胞中的含量较高。说明不同细胞中的元素含量也有差异。

何炅没错,这是因为每个细胞的生活环境和行使的功能不一样,下面请看这张图片:

何炅

肖战我发现,玉米细胞和人体细胞中的许多元素种类是相同的,含量最高的元素也都是碳,氢,氧,氮。但是各种元素的相对含量有差异,人体细胞中的硫元素,钙元素,碳元素和氮元素更多,而玉米细胞中的氧元素更多。

撒贝宁这是因为人体细胞中的蛋白质含量更高。硫元素,氮元素都参与构成蛋白质,蛋白质中的碳含量也更高。而玉米细胞中的糖含量更高,糖类中的氧元素含量更高。并且人类具有富含钙的骨骼,玉米不具有骨骼。

何炅刚才肖战同学提到,两种细胞中含量最高的元素都是碳,氢,氧,氮。因为这四种元素是构成有机物的基本元素。其实,细胞中磷,硫,钾,钙,镁等元素的含量也比较高。我们把这些含量较高的元素称为大量元素, 它们在生物体中的含量占生物体重量的万分之一以上。

撒贝宁而有些元素在生物体中的含量很少,如铁,锰,锌,铜,硼,钼等。我们把这些含量较低的元素称为微量元素,它们在生物体中的含量占生物体重量的万分之一以下。我们可以用口诀来记忆它们:新木桶碰铁门(锌钼铜硼铁锰)。

撒贝宁

王俊凯我发现,大量元素均为元素周期表的前二十种元素。

何炅没错,因为这前二十号元素的化学性质相对稳定,有利于形成复杂的生命体。

所有嘉宾太强了!

观众们酷!

鞠婧祎微量元素的含量虽然很少,却对我们的身体很重要。我记得,铜元素与人体的造血功能息息相关。缺乏铜元素,会导致人体造血功能异常,使免疫系统功能受损。

赵露思我记得,铁元素影响血红蛋白的形成,缺乏铁元素,会导致缺铁性贫血。

迪丽热巴我记得,锌元素是组成大脑海马体的重要元素,缺乏锌元素会影响大脑,人体发育和性成熟。锌元素还能维持我们的食欲。

丁程鑫但是,微量元素并不是越多越好,如果身体中的铜元素过量,就会出现铜中毒,唾液和粪便会变成蓝绿色,行动也会出现障碍。

所有嘉宾蓝绿色粪便,好恶心。

观众们就是就是!

撒贝宁嘉宾们总结得很到位!

何炅这些组成细胞的元素,大多以化合物的形式存在,如水,无机盐,蛋白质,核酸,糖类,脂质等。组成这些化合物的元素种类和含量也有差异。

何炅

何炅

撒贝宁在细胞中,含量最高的物质是水,含量第二高的物质是蛋白质。同时,蛋白质也是细胞干重含量最高的物质。

撒贝宁

何炅其实,这些数据是基于大量不同种类细胞的统计结果,实际上,不同生物组织中的细胞中各种化合物的含量是有差异的,有的还相差悬殊呢!

王一博比如说同一株梨树上,果实中的糖含量会更多,而叶片中的镁含量会更多。

撒贝宁是啊。我们平时吃的食物也是如此。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,满足机体的营养需要。所以大家不应该为了节食减肥,只吃单一的食物啊!

所有嘉宾说得好!!

观众们正解正解!!

何炅既然了解了细胞中存在的物质,我们也要学会对它们进行检测。现在,到我们的特别活动时间了。1,2,3,上道具!

观众们呜呜呜呜呜呜呜!

送上道具后……

撒贝宁我们今天的实验需要用到一下材料:梨匀浆,花生种子,鸡蛋清稀释液,刀片,试管,试管架,试管夹,大小烧杯,小量筒,滴管,酒精灯,三脚架,陶土网,火柴,载玻片,盖玻片,毛笔,吸水纸,显微镜,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的苏丹三染液,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。

何炅我们先做检测还原糖的实验吧。实验步骤如下:1.向试管内注入2ml待测梨匀浆。2.向试管内注入1ml混合好的斐林试剂。3.将试管放入乘有50-65ºC的温水的大烧杯中加热约2min。4.观察试管中出现的颜色变化。

做完实验后……

易烊千玺我发现试管中的溶液由蓝色变为棕色,最后变为砖红色。这是为什么呢?

撒贝宁这是因为还原糖中的醛基将蓝色的Cu(OH)₂还原为砖红色Cu₂O(氧化亚铜)。棕色则是Cu₂O和反应中间产物CuO的混合体。

何炅为了使Cu(OH)₂更充分的与还原糖反应,不能够使用已经形成沉淀的Cu(OH)₂,必须使用还漂浮在水中的Cu(OH)₂。所以,斐林试剂必须现配现用。

赵露思为什么选择梨匀浆来做这个实验呢?

撒贝宁因为梨匀浆颜色浅,不影响实验结果的观察,同时含有丰富的葡萄糖,果糖等还原糖,实验效果显著。做检测实验,就是要使用自身颜色不影响实验结果观察,还富含待测物质的材料,等会的脂肪,蛋白质检测也是同样的道理。

所有嘉宾原来如此。

宋雨琦花生种子和鸡蛋清也是浅色的物质,而且分别富含脂肪和蛋白质。是检测的好材料啊!

何炅接下来我们就做检测脂肪的实验吧。实验步骤如下:1.取一例浸泡过的花生种子,去掉种皮。2.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。3.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滴苏丹三染液,染色3min。4.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,第一滴蒸馏水防止形成气泡,盖上盖玻片,制成临时装片。5.在低倍镜下找到花生种子的最薄处,移到视野中央,将物像调节清晰,换高倍镜观察。

做完实验后……

王一博被苏丹三染液染成橘黄色的脂肪颗粒清晰可见!

撒贝宁但是注意,不要加入过多的苏丹三染液,因为苏丹三染液是由苏丹三固体和酒精制成的。根据相似相溶的原则,酒精会溶解脂肪。

虞书欣怪不得滴酒精洗浮色之后要及时把酒精吸走,原来是怕脂肪溶解呢!

何炅书欣同学举一反三的能力太强了!

所有嘉宾好棒!

观众们呜呜呜呜呜呜呜!

撒贝宁最后我们再做检测蛋白质的实验吧。实验步骤如下:1.向试管内注入待测鸡蛋清2ml。2.向试管内注入双缩脲试剂A液1ml,摇匀。3.向试管内注入双缩脲试剂B液4滴,摇匀。4.观察组织样液颜色的变化。

鞠婧祎我发现,溶液从蓝色变成了紫色。

何炅这是因为蛋白质中的肽键与铜离子生成了紫色络合物。这个化学反应被称为紫色反应。

肖战我发现在这个实验中,需要先加入NaOH溶液,再加入CuSO₄溶液,不像斐林试剂一样要先混合均匀。并且这个实验中CuSO₄溶液的浓度也比斐林试剂低,这是为什么呢?

撒贝宁肖战同学的观察非常敏锐。含两个及以上肽键的化合物,只有在碱性条件下才能与铜离子发生紫色反应。所以我们必须先加碱性的NaOH溶液,降低酸性的CuSO₄溶液的浓度,为化学反应营造碱性环境。这个反应很敏感,适当减小铜离子浓度不影响反应的结果。

迪丽热巴我还注意到,这个实验使用的是稀释的鸡蛋清,这是为什么呢?

何炅热巴同学提出的问题很关键。这是因为鸡蛋清本身很粘稠,容易黏附,导致实验现象不便观察,所以需要将鸡蛋清稀释到合适的浓度,既能让实验顺利进行,又不会影响使实验结果的观察。

所有嘉宾酷!

撒贝宁今天的节目就到此结束了,我们一起了解了构成细胞的元素和化合物,还做实验测定了三种样本的还原糖,脂肪,蛋白质。想要了解更多精彩内容,敬请期待下一期的--男生女生请就位!我们下期再见!

观众们呜呜呜呜呜呜呜!

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