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第1节 细胞中的元素和化合物
人教版高中生物学必修
通过探讨对比相关资料，说出组成细胞的元素都来自自然界但元素相对含量又与无机环境不同。
通过归纳总结，说出组成细胞的大量元素、主要微量元素以及化合物的主要种类。
学习目标
元素 地壳 细胞
O 48.60 65.0
Si 26.30 极少*
C 0.087 18.0
N 0.03 3.0
H 0.76 10.0
组成地壳和组成细胞的部分元素含量（%）表
*Si在某些植物细胞中含量较多，如硅藻、禾本科植物
活动一
一、组成细胞的元素
问题探究：
比较组成地壳和组成细胞的部分元素和含量，你能发现二者之间有什么异同？
一、组成细胞的元素
同：组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到。
元素 地壳 细胞
O 48.60 65.0
Si 26.30 极少*
C 0.087 18.0
N 0.03 3.0
H 0.76 10.0
组成地壳和组成细胞的部分元素含量（%）表
*Si在某些植物细胞中含量较多，如硅藻、禾本科植物
活动一
一、组成细胞的元素
问题探究：
比较组成地壳和组成细胞的部分元素和含量，你能发现二者之间有什么异同？
一、组成细胞的元素
同：组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到。
异： 细胞中各种元素的相对含量与无机自然界的大不相同。
生物界与非生物界既具有统一性，又具有差异性。
活动二
问题探究1：
在玉米细胞和人体细胞中含量较多的四种元素是一样的吗？怎么解释这一现象呢？
元素 玉米细胞 人体细胞
C 43.57 55.99
H 6.24 7.46
O 44.43 14.62
N 1.46 9.33
K 0.92 1.09
Ca 0.23 4.67
P 0.20 3.11
Mg 0.18 0.16
S 0.17 0.78
是一样的,都是C、H、O、N。因为玉米和人都是生物,它们的主要成分都是水、糖类、脂类和蛋白质等物质,这些物质含有C、H、O,蛋白质中还有大量的N元素。
注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3%
活动二
问题探究2：
细胞中有些元素很少，是否意味着它们不重要？
元素 玉米细胞 人体细胞
C 43.57 55.99
H 6.24 7.46
O 44.43 14.62
N 1.46 9.33
K 0.92 1.09
Ca 0.23 4.67
P 0.20 3.11
Mg 0.18 0.16
S 0.17 0.78
注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3%
胰岛素（蛋白质的一种）分子结构图
活动二
问题探究2：
细胞中有些元素很少，是否意味着它们不重要？
元素 玉米细胞 人体细胞
C 43.57 55.99
H 6.24 7.46
O 44.43 14.62
N 1.46 9.33
K 0.92 1.09
Ca 0.23 4.67
P 0.20 3.11
Mg 0.18 0.16
S 0.17 0.78
注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3%
血红素
细胞中有些元素含量很少，但起着重要的作用。
一、组成细胞的元素
活动二
问题探究3：
比较组成玉米细胞和人体细胞中的元素种类和含量，你还能得出哪些结论？
元素 玉米细胞 人体细胞
C 43.57 55.99
H 6.24 7.46
O 44.43 14.62
N 1.46 9.33
K 0.92 1.09
Ca 0.23 4.67
P 0.20 3.11
Mg 0.18 0.16
S 0.17 0.78
玉米细胞和人体细胞中的元素含量有所差别，这说明玉米细胞和人体细胞中有机物的含量不同，这与玉米和人体的物质和结构组成有关。
注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3%
细胞中的元素
根据在细胞中的含量
大量元素
微量元素
C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg
Fe、Mn、B、Zn、Mo、 Cu
他(C)请(H)杨(O)丹(N)留(S)人(P)盖(Ca)美(Mg)家(K)
铁(Fe)锰(Mn)碰(B)新(Zn)木(Mo)桶(Cu)
主要元素
最基本元素
必需元素
是指生物生长发育必不可少的元素
常见的有20多种
基本元素
一、组成细胞的元素
大量元素、微量元素都是基于大量不同种类细胞的统计结果所得出，单独分析某一细胞，微量元素的含量不一定比大量元素低。
铅（Pb）、汞（Hg）在细胞中含量也很低，但不属于微量元素，因为它们并不是必需元素。
一、组成细胞的元素
强调：
一、组成细胞的元素
活动三
问题探究：
细胞的大量元素其原子序数均在20以内，这对构建生命物质有何意义？
(1)组成地壳的元素在细胞中都能找到(　　)
(2)细胞中含量很少的元素都是微量元素(　　)
(3)大量元素和微量元素的划分依据是其发挥生理作用的大小(　　)
1.判断正误
×
×
×
概念检测
2.如图为元素在生物体内的含量分布情况，下列表述不正确的是
A.Ⅰ在非生物界中都能找到，体现了
生物界与非生物界的统一性
B.Ⅱ含量虽少，却是生物体正常生命活动不可缺少的
C.Ⅱ和Ⅲ为生物体的必需元素，一旦缺乏就可能会导致相应的病症
D.P、S、K、Ca、Fe属于大量元素
√
概念检测
组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在，如水、糖类、脂质、蛋白质、核酸等等。
糖类和核酸（1%～1.5%）
无机盐（1%～1.5%）
组成细胞的主要化合物及相对含量
种类
无机化合物
有机化合物
水
无机盐
糖类
脂质
蛋白质
核酸
二、组成细胞的化合物
区分：一般有机物是指除了CO2、碳酸盐及碳酸以外的含碳化合物。
脂质（1%～2%）
蛋白质（7%～10%）
水（70%～90%）
化合物 质量分数 % 化学元素
无机物 水 70 ~ 90 H、O
无机盐 1 ~ 1.5 N、P、K、Ca、Mg、Fe、Zn、
Mn、Cu、B、Mo
有机物 蛋白质 7 ~ 10 C、H、O、N
脂质 1 ~ 2 C、H、O（N、P）
糖类和 核酸 1 ~ 1.5 C、H、O
C、H、O、N、P
　　（1）占细胞鲜重最多的化合物是______；
　 （2）占细胞鲜重最多的有机物是__________；
　 （3）占细胞干重最多的化合物是__________。
水
蛋白质
蛋白质
二、组成细胞的化合物
1.生命的物质基础是组成细胞的元素和化合物，如图中序号代表不同的化合物，面积不同代表含量不同，其中Ⅰ和Ⅱ代表两大类化合物。下列叙述正确的是
A.若Ⅴ和Ⅵ分别代表蛋白质和脂质，则Ⅶ代表核酸
B.细胞干重和鲜重中含量最多的分别是Ⅴ和Ⅲ
C.医用的生理盐水和糖溶液中的溶质分别属于Ⅳ和Ⅴ
D.上述物质中氧原子含量最高的化合物是Ⅱ
√
反馈练习
Ⅰ无机化合物 ，Ⅱ有机化合物，Ⅲ水 ，Ⅳ无机盐， Ⅴ蛋白质，Ⅵ、Ⅶ：核酸和糖
思考：梨的果实和叶片的细胞中所含化合物的种类和含量有什么明显的差距？
提示：梨的果实细胞中糖类和水分等物质多，不含叶绿素。
不同生物组织的细胞中各种化合物的含量是有差别的
日常膳食做到不同食物的合理搭配
二、组成细胞的化合物
活动四
课堂小结

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