1、第1节 细胞中的元素和化合物 第5节 水和无机盐 第2章 组成细胞的分子 元素元素 地壳地壳 细胞细胞 O O 48.648.6 65.065.0 SiSi 26.326.3 极少极少 C C 0.0870.087 18.018.0 N N 0.030.03 3.03.0 H H 0.760.76 10.010.0 组成地壳和组成细胞的组成地壳和组成细胞的 部分元素含量部分元素含量( () )表表 【问题探讨】【问题探讨】 其其统一性统一性是指组成细胞的化学元素，在无机自是指组成细胞的化学元素，在无机自 然界中都能找到，没有一种化学元素为细胞所特有；然界中都能找到，没有一种化学元素为细胞所特有
2、； 差异性差异性是指细胞与非生物相比，各种元素的相对含是指细胞与非生物相比，各种元素的相对含 量又大不相同。量又大不相同。 生物界和非生物界既有生物界和非生物界既有统一性统一性又有又有差异性差异性： 一、组成细胞的元素一、组成细胞的元素 1.1.生物界与非生物界的统一性和差异性：生物界与非生物界的统一性和差异性： (1)(1) (2)(2)原因：组成细胞的元素是生物体有选择地从原因：组成细胞的元素是生物体有选择地从 _ _ 获取的。获取的。 元素种类元素种类 元素含量元素含量 无机自然界 2.2.组成细胞的元素的种类和含量：组成细胞的元素的种类和含量： (1)(1) (2)(2)含量。含量。
3、占人体细胞鲜重最多的元素是占人体细胞鲜重最多的元素是_。 占人体细胞干重最多的元素是占人体细胞干重最多的元素是_。 C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo O C 【学与用】【学与用】谐音法记忆细胞中的元素谐音法记忆细胞中的元素 (1)(1)大量元素：“他请杨丹刘林盖美家”大量元素：“他请杨丹刘林盖美家”(C(C、H H、O O、 N N、S S、P P、CaCa、MgMg、K)K)。 (2)(2)微量元素：“铁锰碰新木桶”微量元素：“铁锰碰新木桶”(Fe(Fe、MnMn、B B、ZnZn、 MoMo、Cu)Cu)。 组成人体细胞的主要元素组成人体细胞的主要元
4、素 （占细胞鲜重的百分比）（占细胞鲜重的百分比） (1)(1)大量元素和微量元素划分的依据是含量的多少且生物体必需大量元素和微量元素划分的依据是含量的多少且生物体必需 (2)(2)生物体内含有的元素不一定是生物体所必需的元素，如生物体内含有的元素不一定是生物体所必需的元素，如PbPb。 (3)(3)主要元素占人体细胞鲜重比例是主要元素占人体细胞鲜重比例是OCHNOCHN，而占人体细胞干重比，而占人体细胞干重比 例是例是CONHCONH。 【微思考】 (1)组成生物体的元素追根溯源来自无机环境， 为什么细胞内各种元素的比例与无机环境大不相 同？ 提示：生物体是按照生命活动的需要，有选择地 从无机
5、自然界中获取元素的。 (2)为什么占人体细胞鲜重最多的元素是O，而占 干重最多的是C？ 提示：在鲜重情况下，组成细胞最多的化合物是 H2O，而干重情况下所含的成分主要是有机物。 特别特别 提醒提醒 大量元素和微量元素都是必大量元素和微量元素都是必 需元素，是组成生物体的元素需元素，是组成生物体的元素 ，但，但生物体内所含有的元素不生物体内所含有的元素不 一定都是必需元素。一定都是必需元素。微量元微量元 素在生物体内含量少，但生理素在生物体内含量少，但生理 作用并不小。作用并不小。 【拓展深化】九种元素在细胞中的作用 元素元素 名称名称 作作 用用 缺乏症状缺乏症状 N N 构成蛋白质、核酸等物
6、质的构成蛋白质、核酸等物质的 重要元素，能促进植物细胞重要元素，能促进植物细胞 的分裂的分裂 叶片发黄叶片发黄 P P 构成核酸、磷脂、构成核酸、磷脂、ATPATP、 NADPNADP+ +或或NADPHNADPH等物质的重要等物质的重要 元素元素 叶片暗绿并出现紫色叶片暗绿并出现紫色 K K 提高神经系统的兴奋性，维提高神经系统的兴奋性，维 持细胞内液渗透压持细胞内液渗透压 人体缺钾，反应迟钝，人体缺钾，反应迟钝， 心律失常心律失常 元素元素 名称名称 作作 用用 缺乏症状缺乏症状 CaCa 牙齿、骨骼的组成元素牙齿、骨骼的组成元素 人体缺钙，人体缺钙，儿童儿童患患佝偻佝偻 病病，成人成人患
7、患骨质疏松症骨质疏松症 MgMg 叶绿素的组成成分叶绿素的组成成分 叶片发黄叶片发黄 FeFe 血红蛋白的组成成分血红蛋白的组成成分 缺铁性贫血缺铁性贫血 B B 促进花粉的萌发和花粉管促进花粉的萌发和花粉管 的伸长，有利于受精作用的伸长，有利于受精作用 的顺利进行的顺利进行 花药和花丝萎缩，花粉花药和花丝萎缩，花粉 发育不良发育不良 I I 合成合成甲状腺激素甲状腺激素的原料的原料 地方性甲状腺肿地方性甲状腺肿 NaNa 维持细胞外液渗透压维持细胞外液渗透压 细胞外液渗透压下降，细胞外液渗透压下降， 心跳加快，严重时昏迷心跳加快，严重时昏迷 【例例1 1】下列关于构成细胞的化学元素下列关于构
8、成细胞的化学元素、大量元素和大量元素和 微量元素的叙述中微量元素的叙述中，不正确的是不正确的是( ( ) ) A A. .无机界的元素在生物界都能够找到无机界的元素在生物界都能够找到，这说明生物界这说明生物界 和非生物界具有统一性的一面和非生物界具有统一性的一面 B B. .C C、H H、O O、N N、P P、S S、K K、CaCa、MgMg都是大量元素都是大量元素，C C在在 各种有机物中都存在各种有机物中都存在 C C. .划分大量元素和微量元素的标准是元素的含量划分大量元素和微量元素的标准是元素的含量，两两 者之间不存在交集者之间不存在交集 D D. .微量元素虽然含量少微量元素虽
9、然含量少，但它们既参与细胞结构组成但它们既参与细胞结构组成 也参与细胞的代谢调节也参与细胞的代谢调节 C C 化合物化合物 质量分数（质量分数（% %） 水水 占占85859090 无机盐无机盐 占占1 11.51.5 蛋白质蛋白质 占占7 71010 都含都含 有有C C、 H H、O O 脂质脂质 占占1 12 2 糖类糖类 和核酸和核酸 占占1 11.51.5 二、组成细胞的化合物二、组成细胞的化合物 思考并讨论以下问题思考并讨论以下问题 1.1.有机化合物和无机化合物有机化合物和无机化合物 有什么区别？请举例说明。有什么区别？请举例说明。 2.2.细胞内含量最多的化合物细胞内含量最多的
10、化合物 和有机化合物分别是什么？和有机化合物分别是什么？ 说说哪些生物组织中含糖类、说说哪些生物组织中含糖类、 脂质和蛋白质比较多？脂质和蛋白质比较多？ 结论：结论：占细胞鲜重最多的化合物是水；占细胞鲜重最多的化合物是水； 占细胞干重最多的化合物是蛋白质。占细胞干重最多的化合物是蛋白质。 无机化合物无机化合物 有机化合物有机化合物 水水: 85%: 85%90%90% 无机盐无机盐: 1%: 1%1.5%1.5% 糖类：糖类： 脂质：脂质：1%1%2%2% 蛋白质：蛋白质：7%7%10%10% 核酸：核酸： C C、H H、O O C C、H H、O O、N N、P P C C、H H、O O
11、、N N、 P P、S S C C、H H、O O、N N、P P 1 11.51.5 组 成 细 胞 的 化 合 物 组 成 细 胞 的 化 合 物 水水 1 1元素组成元素组成 2 2 含量含量 ： 生物体鲜重第一位生物体鲜重第一位 含水量会含水量会 因哪些因因哪些因 素改变？素改变？ 随生物种类不同有所差别，一般为随生物种类不同有所差别，一般为60%60%- -95% 95% 水生生物陆生生物水生生物陆生生物 不同生长发育时期，含水量不同不同生长发育时期，含水量不同 幼儿远高于成年人幼儿远高于成年人 第第5 5节水和无机盐节水和无机盐 形式形式 自由水自由水 结合水结合水 定义定义 细胞
12、中绝大部分的水以游离的形式细胞中绝大部分的水以游离的形式 存在，可以自由流动存在，可以自由流动 与细胞内的其他物与细胞内的其他物 质相结合的水质相结合的水 含量含量 约占细胞内全部水分的约占细胞内全部水分的95.5%95.5% 约占细胞内全部水约占细胞内全部水 分的分的4.5%4.5% 特点特点 流动性强、易蒸发，可参与物质代流动性强、易蒸发，可参与物质代 谢谢 不流动、不蒸发，不流动、不蒸发， 与其他物质结合与其他物质结合 存在形式存在形式 功功 能能 细胞内良好的溶剂细胞内良好的溶剂 参与生化反应参与生化反应 为细胞提供液体环境为细胞提供液体环境 运送营养物质和代谢废物运送营养物质和代谢废
13、物 是细胞结构的重要是细胞结构的重要 组成成分组成成分 联联 系系 自由水和结合水能够随新陈代谢的进行而相互转化自由水和结合水能够随新陈代谢的进行而相互转化 含水量不变时，含水量不变时， 降低温度降低温度 自由水自由水 结合水结合水 升高温度升高温度 2.2.水的含量与代谢的关系水的含量与代谢的关系 (1)(1)含水量与代谢强度、生物抗逆性的关系含水量与代谢强度、生物抗逆性的关系 自由水与结合水比值自由水与结合水比值 越大表明细胞越大表明细胞( (或生物或生物 体体) )中自由水含量越多，代谢越强，抗逆性越中自由水含量越多，代谢越强，抗逆性越 弱。弱。 即即自由水与结合水比值与代谢成自由水与结
14、合水比值与代谢成正正相关，与抗逆性相关，与抗逆性 成成负负相关。相关。 (2)细胞中产生水的结构与代谢过程细胞中产生水的结构与代谢过程 结构结构 代谢过程代谢过程 叶绿体基质叶绿体基质 光合作用暗反应阶段光合作用暗反应阶段 线粒体线粒体 有氧呼吸第三阶段有氧呼吸第三阶段 核糖体核糖体 缩合反应生成多肽缩合反应生成多肽 高尔基体高尔基体 植物细胞纤维素（多糖）的合成植物细胞纤维素（多糖）的合成 细胞核细胞核 DNADNA复制、转录复制、转录 耗水的代谢有耗水的代谢有 哪些？哪些？ 4 功能功能 1 灰分元素灰分元素 2 存在形式存在形式 细胞中绝大多数无机盐以离子形式存细胞中绝大多数无机盐以离子
15、形式存 在，少数以复杂化合物形式存在，例在，少数以复杂化合物形式存在，例 如如 碳酸钙碳酸钙 3 含量含量 含量很少，仅占细胞鲜重的含量很少，仅占细胞鲜重的1%-1.5% 无机盐无机盐 a 是细胞内复杂化合物的重要组成成分是细胞内复杂化合物的重要组成成分 b 许多无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动有许多无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动有 重要作用重要作用 c 维持细胞的酸碱平衡维持细胞的酸碱平衡 d 维持细胞的渗透压维持细胞的渗透压 1.1.组成细胞的元素组成细胞的元素 大量元素：大量元素：C C、H H、O O、N N、P P、 S S、 K K、CaCa、MgMg等。等。 微量元素：
16、微量元素：FeFe、MnMn、ZnZn、CuCu、B B、 MoMo等。等。 2.2.组成细胞的化合物组成细胞的化合物 无机化合物无机化合物 有机化合物有机化合物 水水 无机盐无机盐 糖类糖类 脂质脂质 蛋白质蛋白质 核酸核酸 1.C1.C、H H、O O三种元素在人体内质量分数约为三种元素在人体内质量分数约为73%73%左左 右，而在组成岩石圈的化学成分中还不到右，而在组成岩石圈的化学成分中还不到1%1%，这一，这一 事实说明了（事实说明了（ ） A.A.生物界与非生物界具有相似性生物界与非生物界具有相似性 B.B.生物界与非生物界的元素组成是不同的生物界与非生物界的元素组成是不同的 C.C
17、.生物界与非生物界具有统一性生物界与非生物界具有统一性 D.D.生物界与非生物界存在差异性生物界与非生物界存在差异性 D D 2.C2.C是组成细胞的最基本元素，最可能的原因是是组成细胞的最基本元素，最可能的原因是 （ ） A.A.含量最高含量最高 B.B.含量最稳定含量最稳定 C.C.分布最广泛分布最广泛 D.D.构成有机物的基本骨架构成有机物的基本骨架 D D 3 3在生物体内含量极少，但对维持生物体正常生在生物体内含量极少，但对维持生物体正常生 命活动必不可少的一组元素是（命活动必不可少的一组元素是（ ） A AC C、MnMn、ZnZn、Mg BMg BZnZn、CuCu、MnMn、O O C CZnZn、CuCu、B B、Mn DMn DMgMg、MnMn、CuCu、H H 【解析】【解析】在生物体内含量极少，但对维持生物体正在生物体内含量极少，但对维持生物体正 常生命活动必不可少的元素是微量元素，选项中的常生命活动必不可少的元素是微量元素，选项中的 C C、O O、MgMg、H H 属于大量元素。属于大量元素。 C C
