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第一章 细胞的分子组成
第一节 细胞中的元素和无机化合物
目 录
一、元素
（一）元素的种类
（二）元素的特性
二、细胞中的无机化合物
（一）细胞中的水
（二）无机盐
组成细胞的元素有哪些？有什么特性呢？
元素
化合物
细胞
无机化合物
有机化合物
大量元素：Ｃ Ｈ Ｏ Ｎ Ｐ Ｓ Ｋ Ｃａ Ｍｇ Na Cl
一、构成细胞的元素
（一）种类：常见的有20多种
这些大量元素中，哪些是基本元素，哪个是最基本元素呢 ？
最主要的四种元素__________，干重时含量最高的元素_______，最基本元素是__________。
C H O N
C
C
组成人体细胞的主要元素
（占细胞鲜重的百分比）
组成人体细胞的主要元素
（占细胞干重的百分比）
鲜重时：O > C > H > N
干重时：C > O > N > H
请同学们对鲜重、干重情况下细胞中的元素含量进行排序
大量元素：Ｃ Ｈ Ｏ Ｎ Ｐ Ｓ Ｋ Ｃａ Ｍｇ Na Cl
微量元素：B Zn Cu Fe Mn Se Co Mo
一、构成细胞的元素
（一）种类：常见的有20多种
硼 锌 铜 铁 锰 硒 钴 钼
问题：微量元素含量少是不是可有可无？
组别 年度 观察人数 发病人数
实验组（补硒） 1974 4510 10
1975 6767 7
对照组（不补硒） 1974 3985 54
1975 5445 52
资料3：一项“硒与克山病发病相关性”研究的记录
（1）这是个 实验，此实验中变量是 。
（2）此实验结论是_____________________________
对照
体内硒的含量
缺硒与克山病存在明显相关性
课本p2
元素 生物细胞中% 地壳里%
O 65 48.60
C 18 0.087
H 10 0.76
N 3 0.03
Ca 1.55 3.45
P 1.0 0.75
K 0.35 2.47
S 0.25 0.53
…. … …
1.从元素的种类分析，生物界与非生物界具有 。
2.从元素的含量分析，生物界与非生物界具有 。
统一性
差异性
资料1：生物与非生物中的元素对比
（二）元素的特性
元素种类 玉米% 人%
氧 44.43 14.62
碳 43.57 55.99
氢 6.24 7.64
氮 1.46 9.33
钾 0.92 1.09
钙 0.23 4.67
磷 0.20 3.11
… … …
（1）___________________________
__________；
（2）____________________________
___________。
同种元素在不同生物体内含量
相差很大
不同生物体内所含元素种类
基本相同
资料2：生物体之间的元素对比
（二）元素的特性
元素的统一性和多样性
（1）元素种类具有统一性
（生物与非生物、不同生物之间）
（2）元素含量具有多样性（差异性）
（生物与非生物、不同生物之间）
（二）元素的特性
无机化合物
有机化合物
水(85.0 ~90.0)
无机盐(1.0~1.5)
蛋白质(7.0~10.0)
脂质(1.0~2.0)
糖类和核酸(1.0~1.5)
二、细胞中的无机化合物
问题：
1.活细胞中含量最多的化合物是______。
2.活细胞中含量最多的有机化合物是________。
3.占干重比例最大的是： ________。
水
蛋白质
蛋白质
自然界中的水以三种形式存在。
（液态）
（气态）
（固态）
水为什么会有三种存在形式呢？
水分子的空间结构与电荷的不对称分布，使得水分子具有极性，这让几乎所有带电荷的或具有极性基团的分子都能溶解在水中；同时，氢键使水分子 间的作用力大大增强，水的熔点和沸点也因此而增高。
活细胞中最多，约占重量的2/3（85%~90%）
（一）水
1.含量：
同种生物，不同的生长发育时期含水量不同
（1）幼儿和成人体内的含水量
99
78
65
不同生物的含水量不同
从水生到陆生递减，从低等到高等递减
（2）不同生物体内的含水量
2.存在形式：
自由水：
结合水：
在细胞内，可以自由流动的水
与其他物质相结合的水，不能自由流动
①鲜种子放在阳光下暴晒，重量减轻
②干种子放在试管中，酒精灯加热，
试管壁上有水珠
自由水散失
失去结合水
自由水可以自由流动，易蒸发散失；
结合水失去流动性，不易蒸发散失。
3.作用
（2）结合水：
是细胞结构的重要成分。
①是细胞内的良好溶剂
②运送营养物质和代谢废物
③作为细胞中生物化学反应的介质
④参与细胞内的生物化学反应
（1）自由水
（2）条件恶劣（低温、干旱、盐渍）时细胞中
结合水的含量相对增多。
（1）代谢旺盛的细胞中自由水含量一般较多。
结合水→自由水
自由水→结合水
4 .自由水与结合水的相互转化
细胞内的自由水∕结合水的值与细胞的新陈代谢的旺盛程度有何关系、与植物的抗旱性和抗寒性等抗性的强弱有何关系？
自由水/结合水
比值越大，代谢旺盛程度越大，植物抗逆性越弱
比值越小，代谢旺盛程度越小，植物抗逆性越强
思考讨论：
自由水的含量越高，细胞的代谢越旺盛。
结合水的含量越高，细胞的抗逆性（抵御不良环境）越强。
1.存在形式：
大部分以离子形式存在，少量的与其他化合物结合
阳离子：Na+、K+、 Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等。
阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。
2.含量：
（二）无机盐
很少，仅占1％－1.5％
3.功能
①维持细胞渗透压和酸碱平衡，如磷酸氢二钾和磷酸二氢钾
②参与物质组成，维持细胞正常的代谢活动，
合成血红蛋白需要Fe2+，合成甲状腺激素需要I-，合成叶绿素需要Mg2+
结合生活常识，当无机盐含量异常时，生物体会出现哪些症状？
人体： ①血钙（Ca）过低：
②血钙（Ca）过高：
③缺硒（Se）：
④缺铁（Fe）：
⑤缺碘（I）：
肌肉抽搐
肌肉乏力
克山病
缺铁性贫血
地方性甲状腺肿大
④缺硼（B）：
⑤缺锌（Zn）：
黄叶病
花而不实（落花落果）
小叶病
绿色植物：
①缺钙（Ca）：
脐腐（番茄）
②缺钾（K）：
老叶尖端和边缘失绿直至干枯坏死（番茄）
③缺镁（Mg）：
1.小麦萌发时，细胞内自由水和结合水的比例（ ）
A、升高 B、降低 C、不变 D、无法判断
A
2.人体某些组织的含水量近似，但形态却不同，例如：心肌含水约79%而成坚韧的形态，血液含水约82%，呈川流不息的液态，对这种差异的解释是（ ）
A.心肌内多是结合水 B.血液中全是结合水
C.心肌内多是自由水 D.血液中全是自由水
A
练一练
3.下列有关水的叙述中，错误的是（ ）
①参与运输营养物质和代谢废物的水为自由水
②生物体内的化学反应离不开水
③水是细胞结构的组成成分之一
④人体细胞内水的存在形式为结合水和自由水
⑤自由水与结合水的比例与新陈代谢的强弱关系不大
⑥不同细胞内自由水与结合水的比例相差不大
A.①④⑤ B.①④⑤⑥ C.⑤⑥ D.②③④⑤⑥
C
4.下列关于无机盐的叙述，错误的是( )
A.缺铁性贫血是因为体内缺乏铁，血红蛋白不能合成
B.Mg2+是叶绿素的成分之一，缺Mg2+影响光合作用
C.细胞中的无机盐大多数以化合物形式存在，如CaCO3构成骨骼、牙齿
D.碘是合成甲状腺激素的原料，所以常在食盐中加碘
C
5.医生常常给病人输液，其实输的是生理盐水(0.9%的氯化钠溶液)。为什么不输蒸馏水或浓盐水，下面说法正确的是( )
A.蒸馏水不含营养 B.无机盐离子容易进入细胞
C.血液中的红细胞的特性决定的
D.生理盐水对维持细胞的形态和功能有重要作用
D

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