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雕刻的石像无论多么栩栩如生，人们也不会认为它是生物。生物体是由细胞构成的，石头当然不是。细胞和石头都是由分子组成的，为什么细胞能表现出生命的特征呢 是因为细胞内有什么非物质的“活力”因素吗 是细胞里含有特殊的“生命元素”吗 是组成细胞的分子有什么特殊之处吗 研究组成细胞的分子，实际上就是在探寻生命的物质基础，帮助我们建立科学的生命观。
苏 教 版 | 选 择 性 必 修 1
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
1.理解细胞主要由C、H、O、N、P等元素构成。
2.阐述水在细胞中的存在形式和重要作用。
3.阐述无机盐在细胞中的存在形式和主要作用。
葱郁的树、飞翔的鸟和人在细胞的分子组成上一样吗？组成这些分子的元素一样吗？
思考
02
工作完成情况
48.60%
26.30%
0.087%
0.03%
0.76%
65.0%
极少
18.0%
3.0%
10.0%
O
Si
C
N
H
地壳
细胞
生物界和非生物界组成元素种类基本相同，具有统一性。
思考1：组成生物体的所有元素中，有没有哪一些元素是生物体所特有的？这说明什么？
一、构成细胞的元素
资料1：
02
工作完成情况
48.60%
26.30%
0.087%
0.03%
0.76%
65.0%
极少
18.0%
3.0%
10.0%
O
Si
C
N
H
地壳
细胞
生物界和非生物界组成元素含量差别大，具有差异性。
思考2：生物体中的元素含量和无机环境中的含量有区别吗这又说明了什么？
思考3：人体细胞里含有哪些元素呢
积极思维
人体细胞里含有哪些元素呢
以下是人体细胞的一些元素及其平均含量（占细胞鲜重的百分比）。此外，铁(Fe)、硒(Se)等其他元素在人体细胞内的含量都很少,大约总计为0.5%。你能从中得出什么结论？
元素 氧（O） 碳 （C） 氢（H） 氮（N） 钙（Ca） 磷（P） 硫（S） 钾（K） 镁（Mg）
平均含量 65 18 10 3 1.5 1.4 0.3 0.2 0.1
结论： 。
人体细胞中各种元素的含量各不相同
组成人体细胞的主要元素
（占细胞干重的百分比）
O>C>H>N
C>O>N>H
组成人体细胞的主要元素
（占细胞鲜重的百分比）
知识补充
2.根据
含量
C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg、Na、Cl等
大量元素:
微量元素：
1.组成细胞的化学元素，常见的有 多种。
最基本元素
基本元素
Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu、Co、 Se等
铁 锰 硼 锌 钼 铜 钴 硒
20
想一想：
含量较多的元素是不是比含量较少的元素在生命活动中发挥更重要的作用呢？
一、构成细胞的元素
组别 观察人数 发病人数 发病率（ %。）
实验组（补硒） 88373 11 0.12
对照组（不补硒） 54550 237 4.34
表1-1-2 1976~1983年期间一项“硒的缺少与克山病发生相关性”研究的数据
（1）这是个 实验，此实验中变量是 。
（2）此实验结论是 ，从实验中可看出缺乏硒可能导致疾病。
对照
体内硒的含量
克山病与缺硒有明显关系
不管是大量元素还是微量元素，都是生物体不可缺少的必需元素，微量元素在生物体中含量很少，但其作用是其他元素不可替代的。
资料2：
1.下列有关组成细胞的化学元素的叙述，正确的是( 　　)
A.人体细胞干重中含量最多的元素是N
B.人体活细胞内含量最多的元素是O
C.Mg、Zn、Ca等大量元素是生物体必不可少的
D.微量元素对生物体来说可有可无
B
思考：组成细胞的各种元素大多以什么形式存在呢？
类别 化合物 相对质量分数%
无机化合物
有机化合物
水
无机盐
85.0 ~90.0
1.0~1.5
蛋白质
脂质
糖类和核酸
7.0~10.0
1.0~2.0
1.0~1.5
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
问题：
组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在。
资料3：下表是某种植物细胞中的主要化合物及其相对质量分数，请据表完成相应问题：
（一）细胞中的水
1.含量
水母97%
藻类90%
鱼类80—85%
蛙78%
高等植物60~80%
哺乳动物65%
（1）不同生物含水量不同，水生>两栖类>陆生。
资料4：以下是不同种生物体内的含水量，据此你能得出什么结论？
二、水和无机盐是细胞中的无机化合物
同一生物体在不同的生长发育阶段的含水量是否相同？
生物不同阶段的含水量 生物 人体幼儿时期 人体成年时期 人体老年时期
水含量% 77 52-65 51
同一生物体不同的组织器官，含水量是否相同？
牙齿 骨骼 骨骼肌 心脏 血液
10% 22% 76% 79% 83%
（2）同一生物体在不同的生长阶段含水量不同，幼儿>成年；幼嫩部分>成熟部分。
（3）同一生物体不同的组织器官，含水量不同，代谢旺盛的组织或器官中含水量较多。
资料5：
2.水在细胞中的存在形式和作用
①水分子由两个氢原子和一个氧原子以_________(由实线表示)结合组成。
②在相邻水分子之间存在相互联结的作用力，即_____。
③水分子的空间结构与电荷的______ 分布，使得水分子具有______，这让几乎所有__________或_____________的分子都能溶解在水中。
④氢键使水分子间的作用力大大增强，水的______和______ 也因此而增高。
共价键
氢键
不对称
极性
带电荷的
具有极性基团
熔点
沸点
(1) 水的分子结构与理化特性
(2)水的存在形式和功能
形式 定义 含量 功能
自由水 细胞中呈游 离状态，可以 自由流动的水
结合水 与细胞内的其他物质相结合的水
95%以上
约4.5%
1.是细胞内良好的溶剂
2.参与细胞内的生物化学反应
3.为细胞提供液体环境
4.运送营养物质和代谢废物
细胞结构的重要组成部分
细胞内自由水和结合水是否可以相互转化呢？
(3)细胞内自由水和结合水的含量关联
结合水
代谢活动旺盛
代谢活动下降
自由水
自由水的比例高——代谢活跃
结合水的比例高——代谢下降，动植物抗旱、抗寒、抗热性能提高，
以适应不良条件
（冬眠、晒干、温度降低）
（发芽、温度升高）
(4)水在生产实际中的应用
生活中的现象 对此现象的解释
种子在储存时需将种子晒干 减少自由水含量，降低种子的代谢，
延长种子寿命
干种子用水浸泡后仍能萌发 失去自由水的种子仍保持其生理活性
低温环境下减少花卉浇水 提高花卉对低温的抗性
鲜种子放在阳光下暴晒，重量减轻 自由水散失，代谢减弱
干种子放在试管中，用酒精灯加热，试管壁上有水珠 种子晒干后，仍含有结合水，用酒精灯加热会失去结合水
炒熟的种子浸泡后不萌发 失去结合水的细胞失去其生理活性
当你将动物的皮毛、小麦种子和植物秸秆等点燃烧尽, 最终都会得到一些灰白色的灰烬 , 这些灰烬是什么呢
无机盐
（二）细胞中的无机盐
1.含量：
极少，仅占1％左右
2.形式：
细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。
阳离子：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+等。
阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。
动物骨骼中的CaCO3，以化合物的形式存在。
3.功 能
在正常情况下，人体内的无机盐浓度为0.9%。
为患者输入0.9%的NaCl溶液而不是清水或浓盐水？
资料6
9%
0.09%
皱缩
膨胀
(1)无机盐功能： 。
维持细胞的渗透压平衡
资料7
(2)无机盐功能： 。
进行激烈运动时，会感到腰酸、膝盖酸等。这是因为运动时产生了乳酸，但体液的pH没有因此而降低，还是维持在7.35~7.45之间，为什么呢？
乳酸＋NaHCO3=乳酸钠＋H2CO3
CO2＋H2O
缓冲对：H2CO3\ NaHCO3
维持生物体液的酸碱平衡
资料8
(3)无机盐功能： 。
一种叶绿素分子
（局部）
血红素分子
（局部）
（1）缺铁会导致贫血。为什么？
（2）植物缺镁会影响光合作用，为什么？
镁是叶绿素的重要组分。
铁是血红蛋白的重要组分。
参与物质组成
资料9
(4)无机盐功能： 。
哺乳动物血液中Ca2+的含量过低，会出现抽搐等症状； Ca2+的含量过多：会出现肌肉乏力。
Na+含量少：神经肌肉细胞兴奋性降低，肌肉酸痛无力。
以上例子又说明什么？
维持细胞正常的代谢活动
小结
作用 举例
维持细胞的________和生物体液的__________ 细胞中的磷酸氢二钾、____________等参与维持生物体液的酸碱平衡
参与__________，维持细胞正常的代谢活动 合成血红蛋白需要____，合成甲状腺激素需要____，合成叶绿素需要____
渗透压
酸碱平衡
磷酸氢二钾
物质组成
铁
碘
镁
④ 缺硼（B）：
⑤ 缺锌（Zn）：
黄叶病
花而不实
小叶病
4.农作物在无机盐缺乏或过剩时会出现明显症状。
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）：
精准农业能根据农田的______________和作物的______________，
实施____________的精准施肥，高效地利用各类农业资源。
土壤元素状况
元素缺乏状况
定位、定量
2.下列关于生物体内水和无机盐的叙述，正确的是(　　 )
A.干种子内结合水的相对含量较低，不能进行旺盛的生命活动
B.与水生植物相比，旱生植物具有较强的抗旱能力，其原因之一
是旱生植物体内结合水的相对含量较高
C.镁是构成叶绿素的重要成分，缺镁会造成叶片发黄
D.人体缺铁会导致贫血和细胞供氧不足
A

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