第一五节细胞中的元素和化合物

第一节 细胞中的元素和化合物第二章构成细胞的分子第五节细胞中的无机物广而告之：（电视广告）广告一：补铁、补血，效果好！补血口服液！广告二：健康的体魄，来源于“碘碘”滴滴。广告三：万丈高楼平地起，层层都是“钙”起来。广告四：聪颖伶俐，坚持补锌；有锌万事成；

用心的妈妈会用“锌”。上面的广告中提到了哪些化学元素？能否用

学过的生物学知识来解释这些广告中包含的科学道理？元素缺少与疾病的有关性：缺Fe：人体患贫血；果树患黄叶病缺Ca：成年人缺钙患骨质疏松症；人血液中缺钙会出现抽搐现象缺I：人幼年患呆小症；成年患甲状腺肿大（大脖子病）缺B：华而不实（只开花不成果）缺Zn：影响人体生长发育、大脑发育和性成熟缺Si：患克山病（原发性心脏病）缺Mg：影响植物叶绿素的合成，影响光合作用

的进行问题探讨：比较构成地壳和构成细胞的部分元素的含量元素地壳细胞O48.6065.0Si26．30极少C0．08718．0N0．033．0H0．7610．0?1.构成生物体的全部元素中，有无哪某些元素是生物体所特有的？没有。这阐明什么？生物界和非生物界含有统一性。2.生物体中的元素含量和无机环境中的含量有区别吗？有，相差很大。这又阐明什么？生物界和非生物界还含有差别性。构成人体细胞的重要元素（占细胞鲜重的比例）构成人体细胞的重要元素

（占细胞干重的比例）比较人体细胞在干重和鲜重状况下的元素含量55.99%14.629.337.464.670.783.11在细胞中，干重时含量最多的元素是

；鲜重时含量最多的元素是

。细胞的最基本元素是CoC大量元素：指含量占生物体总重量万分之一以上的元素。有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。微量元素：指生物生活所必需的。但是需要量却极少的某些元素。如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。一、细胞中元素根据含量分为:他请杨丹留人盖美家铁猛碰新木桶最基本元素：四大元素：重要元素：CCHON

CHONPS(约占原生质总量的97%)C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。大量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。微量元素：１.生活在沙漠中的仙人掌和生活在海洋中的鲨鱼，构成它们的化学元素种类___Ａ.完全相似Ｂ.完全不同Ｃ.大致相似Ｄ.无法拟定２.地球上的生命是在下列哪种元素的基础上建立的（）Ａ.氧元素Ｂ.碳元素Ｃ.氢元素Ｄ.氮元素3.下列属于微量元素的是（）Ａ.Ｃ、Ｈ、Ｎ、Ｐ、ＭnＢ.Ｃl、Ｆe、Ｓ、Ｎ、ＭgＣ.Ｂ、Ｃu、Ｚn、Ｍn、MoＤ.Ｎ、Ｐ、Ｋ、Ｃu、Ｆe、Ｉ4.在植物体内，最基本的元素和含量最多的元素分别是（）C、OB.O、HC.C、HD.H、O构成细胞的化合物水无机盐无机化合物有机化合物蛋白质脂质糖类核酸（85%~90%）最多（7%~10%）最多水蛋白质含量最多的有机物是:含量最多的化合物是:二、构成细胞的化合物1、生活在缺水的沙漠环境中的仙人掌细胞中，含量最多的化合物是（）A、蛋白质B、脂肪C、糖类D、水D第5节细胞中的无机物本节聚焦:1.水在细胞中以什么形式存在？2.水在细胞中的作用是什么?3.大多数无机盐在细胞中以什么形式存在？4.为什么细胞中的无机盐含量极少，作用却很重要？运动员饮料中的化学成分成分质量浓度/g.l-1蔗糖30其他糖类10柠檬酸10柠檬香精0.8氯化钠1.0氯化钾0.1磷酸二氢钠0.1磷酸二氢钾0.1碳酸氢钠0.1问题探讨讨论:1．计算每升饮料中水占多少。水在细胞中起什么作用？2．表中哪些成分属于无机盐？为什么要在运动员饮料中添加无机盐？无机盐在细胞的生活中起什么作用？一.细胞中的水：水母：

水母的含水量特别高，可达97%。3.人体中几种不同器官或组织中水的含量组织器官牙齿骨骼骨骼肌心肌血液所占比例%10227679831.细胞中各种化合物所占比例化合物水无机盐蛋白质脂质糖类核酸所占比例%85-901-1.57-101-21-1.52.几种不同生物体水的含量生物水母鱼类蛙哺乳动物藻类高等植物水含量%9780-8578659060-80细胞中含量最多的化合物是水不同生物的含水量不同同种生物，在不同的组织、器官中的含水量不同分析讨论一细胞、生物体内水的含量比较，阐明了什么？同种生物，不同的生长发育时期含水量不同幼儿和成人体内的含水量4.组织器官形态含水量%骨骼坚硬的固态22骨骼肌坚韧的固态76心脏坚韧的固态79血液液态83自由水：填充在有机固体颗粒之间的水分，可流动、易蒸发。水存在的形式结合水：吸附和结合在有机固体物质上的水，形成水胶体。不蒸发、一般失去流动性和溶解性。水在细胞中的存在方式：（1）结合水——与细胞内其它物质结合（4.5%）重要功效:作为细胞的构造成分结合水自由水（2）自由水——以游离的形式存在；

重要功效:是细胞内良好的溶剂；参加细胞内的许多生化反映；细胞生活的基本环境；运输作用等。自由水与结合水的比值能反映出代谢活动的强弱.代谢活跃时，含水量高（70%以上）；自由水比例增加时，生长快速。自由水与结合水可互相转换。自由水/结合水的比值越高，新陈代新越旺盛，生长发育越快速，抗旱、抗寒、抗热性能相对较弱；反之，自由水/结合水的比值越低，新陈代新越缓慢，生长发育越缓慢，抗旱、抗寒、抗热性能相对提高。练习：刚收获的玉米种子在阳光下晒干，重量减轻，这个过程损失的重要是，这样的种子在条件适宜时，仍能萌发成幼苗。把晒干的种子放在一干净的试管中加热，试管壁上有水珠出现，这些水重要是，这样的种子将不能萌发。代谢旺盛的细胞内的含量相对高些。种子为什么要在晒干后才储存起来?从细胞内自由水含量高，细胞代谢强的角度考虑：1、含水量高的种子容易发芽。2、种子含水量高，呼吸代谢强，呼吸作用会使种子内储藏的糖类分解，质量下降；还会产生水（即出汗现象）和大量的热量，使种子容易发霉变质。想一想：细胞中的无机盐大多数以离子状态存在、含量少（1%~1.5%）。重要功效:1．是某些化合物、细胞构造的构成成分;2．参加生命活动的调节，维持生物体的生命活动;3．维持细胞内的平衡：渗入压平衡、酸碱平衡、离子平衡。(二)、无机盐电子显微镜扫描处在不同盐度对红血细胞的影响红血细胞膨胀将要爆裂红血细胞收缩红血细胞表面上保持不变实例2：哺乳动物血液中必须含有一定量的Ca2+，如果某个动物血液中钙盐的含量过低就会出现抽搐。Ca2+对于血液的凝固也是非常重要的，没有Ca2+，血液就不能凝固。生物体内的无机盐离子必须保持一定的比例，这对维持细胞的渗入压和酸碱平衡是非常重要的，是生物体进行正常生命活动的必要条件。如HCO3－对于维持血液正常，pH值含有重要的作用。含Zn的酶最多，有七十多个酶的活性与Zn有关。Co是维生素B12的必要成分，参加核酸的合成过程。讨论一：P351.为什么缺铁会造成贫血？2.植物缺镁会影响光合作用，为什么？血红素1、血液中的Ca2+含量太低时，神经肌肉的兴奋性升高而出现抽搐，这一事实阐明Ca2+的生理功效之一是()A构成细胞构造的构成成分B维持细胞的正常形态C维持细胞的正常生理功效D调节渗入压和酸碱平衡【解析】神经肌肉的应激性，需要体液中多个无机盐离子维持一定的比例。当Na+、K+浓度增高时，神经肌肉的应激性增高，而当Ca2+、Mg+、H+浓度增高时，应激性减少。当血液中的Ca2+过低时，应激性增高，手足抽搐，这一事实阐明Ca2+对于维持细胞的正常生理功效有重要作用。C知识网络(基本概念):细胞中的元素和化合物元素化合物大量元素(CHONPSKCaMg)微量元素:(FeMnZnCuBMo)含量最多元素:(CHON)(基本元素）最基本元素:(C)无机化合物有机化合物水无机盐存在形式:()()功效:存在形式:（）功效:（）（）（）（）实验:检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质实验原理：某些化学试剂能够使生物组织中的有关有机化合物产生特定的颜色反映。如：还原糖+斐林试剂→砖红色沉淀脂肪+苏丹Ⅲ→橘黄色蛋白质+双缩脲→紫色淀粉+碘→蓝色目的规定：尝试用化学试剂检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质。材料用品：1.实验材料：苹果汁、花生种子、花生汁、马铃薯片、豆浆、鲜肝液2.仪器：3.试剂：斐林试剂、苏丹Ⅲ、碘液、双缩脲办法环节：1．实验材料、仪器和试剂的选择2．设计统计表格，统计预测成果3．检测的办法环节(1)还原糖的检测和观察;(2)脂肪的检测和观察;(3)蛋白质的检测和观察;技能训练——设计实验科学地设计实验方案应注意：1.实验方案要完整：实验题目——假设——预期——实验——观察和收集数据——分析——推论——交流2.实验设计的原则：科学性原则、可行性原则、简便性原则、可重复性原则3.变量的控制：遵照单一变量原则。即一种实验变量对应观察一种反映变量。实验目的：探究植物生长发育需要镁材料用品：小麦幼苗、完全培养液、缺镁营养液、200ml广口瓶两只、量筒等。实验原理：镁是合成植物叶绿素的重要成分，植物缺镁叶绿素不能合成，植物叶片失绿变黄。实验环节：1.取两广口瓶，编号甲、乙。2.在甲和乙中分别加入100ml完全营养液和缺镁营养液。3.在甲和乙中分别栽入长势、大小数目相似的小麦幼苗并置于相似的环境条件下培养。4.一段时间后，观察甲、乙中小麦幼苗的叶色变化。实验成果：一段时间后，甲中小麦幼苗的叶色为绿色，乙中小麦幼苗的为黄色。实验结论：植物生长发育需要镁。实例1：镁离子是叶绿素分子必需的成分；叶绿素是绿色植物进行光合作用的色素，它能吸取光能用于光合作用。绝大多数植物叶片的颜色是绿色的，这是叶绿素显现的颜色。没有Mg2＋就不能合成叶绿素，植物的叶片就会发黄，影响到光合作用的正常进行。亚铁离子是血红蛋白的重要成分；血红蛋白是一种红色含铁的蛋白质，是红细胞的重要成分，功效是运输氧气和一部分二氧化碳。血红蛋白中的铁是二价铁离子，对人来说，小肠也只吸取二价铁离子，对三价铁离子是不吸取的。没有Fe2＋就不能合成血红蛋白，人就会患缺铁性贫血。1.有机化合物和无机化合物有什么区别?能举例阐明吗?？思考与讨论:区别重要看它们的分子构成中与否有碳元素。如：糖类是有机物，由C、H、O三种元素构成；水是无机物，由H、O二种元素构成。这不是严格意义上的区别，严格分辨参考化学教科书2.细胞内最多的有机化合物和无机化合物分别是哪一种什么?你能推测它们对生命的意义吗?细胞内最多的有机化合物是蛋白质，蛋白质是生命活动的体现者，也就是说一切生命活动都有蛋白质来承当。细胞内最多的无机化合物是水，水对生命的意义有：（1）细胞核生物体的构成成分（2）良好的溶剂，利于体内化学反映的进行（3）利于细胞内物质运输。你能举例说出哪些植物器官的细胞中富含糖类,脂质和蛋白质吗?如何从这些植物器官中提取呢?思维拓展:植物的叶肉细胞、果实细胞和种子的细胞中普通含有较多的糖类、脂质和蛋白质。普通水果的果实部分都富含糖类;花生,板栗,核桃这类食品的可食部分脂肪的含量很高;豆科植物的蛋白质很丰富.要想从植物的果实、种子中获得糖类、脂质和蛋白质，就要设法使细胞破碎，再将这些物质提取出来。一、填空1．构成人体的元素中，占细胞鲜重比例最多的元素是________；占细胞干重比例最多的元素是__________。_________是构成细胞的最基本元素。2．普通状况下活细胞内含量最多的化合物是_______，含量最多的有机化合物________。练一练:OCC水蛋白质二、选择题1、科学家在硕士物体的化学成分时,发现构成生物体的元素在非生物界也存在,这一事实重要阐明:（）A生物界和非生物界没有区别B生物界和非生物界含有统一性C生物来源于非生物D生物界和非生物界含有差别性2、生活在缺水的沙漠环境中的仙人掌细胞中，含量最多的化合物是（）A、蛋白质B、脂肪C、糖类D、水BD实验原理：化学试剂+有机化合物→特定的颜色还原糖+斐林试剂砖红色沉淀蛋白质+双缩脲试剂→紫色

脂肪+苏丹Ⅲ（或苏丹Ⅳ）→橘黄色（红色）淀粉+碘→蓝色水浴加热还原糖：葡萄糖、果糖、麦芽糖三、实验检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质还原糖+斐林试剂→砖红色沉淀加热先混合再加入糖中（NaOH+CuSO4）蛋白质+双缩脲试剂→紫色先加NaOH液于样液中，再加CuSO4液于样液中电子显微镜扫描处在不同盐度对红血细胞的影响红血细胞膨胀将要爆裂红血细胞收缩红血细胞表面上保持不变实例2：哺乳动物血液中必须含有一定量的Ca2+，如果某个动物血液中钙盐的含量过低就会出现抽搐。Ca2+对于血液的凝固也是非常重要的，没有Ca2+，血液就不能凝固。生物体内的无机盐离子必须保持一定的比例，这对维持细胞的渗入压和酸碱平衡是非常重要的，是生物体进行正常生命活动的必要条件。如HCO3－对于维持血液正常，pH值含有重要的作用。含Zn的酶最多，有七十多个酶的活性与Zn有关