2.1细胞中的元素和化合物PPT.ppt

第第2 2章章 组成细胞的分子组成细胞的分子第第1 1节节 细胞中的元素和化合物细胞中的元素和化合物学习目标学习目标1.1.简述组成细胞的主要元素。说出构成简述组成细胞的主要元素。说出构成细胞的基本元素是碳。细胞的基本元素是碳。2.2.认同生命的物质性。认同生命的物质性。3.3.认同生物界在物质组成上的统一性。认同生物界在物质组成上的统一性。4.4.说出水在细胞中的存在形式和作用说出水在细胞中的存在形式和作用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()表表元素元素地壳地壳细胞细胞O48.6065.0Si26.30极少极少C0.08718.0N0.033.0H0.7610.0问题探讨问题探讨1、组成生物体的所有元素中，有没有哪、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？一些元素是生物体所特有的？没有。没有。这说明什么？这说明什么？生物界和非生物界具有统一性。生物界和非生物界具有统一性。2、生物体中的元素含量和无机环境中的、生物体中的元素含量和无机环境中的含量有区别吗？含量有区别吗？有，相差很大。有，相差很大。这又说明什么？这又说明什么？生物界和非生物界还具有差异性。生物界和非生物界还具有差异性。生物体按照生命活动需要从外生物体按照生命活动需要从外界界有选择有选择地吸收元素，故元素含地吸收元素，故元素含量与无机环境元素含量相差较大。量与无机环境元素含量相差较大。3.生物所含元素都来自无机环境，为什么生物所含元素都来自无机环境，为什么二者元素含量却大不相同？二者元素含量却大不相同？统一性：统一性：组成细胞的化学元素在自然界的组成细胞的化学元素在自然界的无机环境中都能找到无机环境中都能找到,没有一种元素是生命没有一种元素是生命特有的；特有的；差异性：差异性：但元素在细胞中和无机环境中的但元素在细胞中和无机环境中的含量含量却有区别却有区别.说明说明生命和非生命的无机环境既有统一生命和非生命的无机环境既有统一性又有差异性性又有差异性,生命起源于非生命物质生命起源于非生命物质.一、生物界与非生物界的统一性和一、生物界与非生物界的统一性和差异性差异性玉米和人体的化学元素组成（质量分数玉米和人体的化学元素组成（质量分数%）元素玉米人O44.4314.62C43.7555.99H6.247.46N1.469.33K0.921.09Ca0.234.67P0.203.11Mg0.180.16S0.170.781.不同生物体内化学元素的种类：不同生物体内化学元素的种类：2.2.不同生物体内同种化学元素的含量：不同生物体内同种化学元素的含量：3.3.同一生物体内不同化学元素的含量同一生物体内不同化学元素的含量不同，其中哪不同，其中哪4 4种元素所占比例最大？种元素所占比例最大？C、H、O、N大体相同相差很大从上表中可得出：从上表中可得出：组成人体细胞的主要的元素占细胞组成人体细胞的主要的元素占细胞 鲜重和干重鲜重和干重的的%组成人体细胞的主要元组成人体细胞的主要元素（占细胞素（占细胞鲜鲜重的百分重的百分比）比）组成人体细胞的主要元组成人体细胞的主要元素（占细胞素（占细胞干干重的百分重的百分比）比）问题：1.在人体细胞中，干重时含量最多的元素是 ；最多的四种元素按多到少排列是 。2.鲜重时含量最多的元素是 ；最多的四种元素按多到少排列是 。3.组成生物体的化学元素的种类和含量一样吗？C CO O 种类大体相同，含量差异很大种类大体相同，含量差异很大CONHOCHN二、组成生物体的化学元素二、组成生物体的化学元素按按含含量量分分类类大量元素大量元素：含量占生物体总重量万：含量占生物体总重量万分之一以上的元素。分之一以上的元素。主要有：主要有：C、H、0、N、P、S、K、Ca、Mg等。等。微量元素微量元素：生物体内含量很少的一些元素。生物体内含量很少的一些元素。主要有：主要有：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。等。（铁猛碰新木桶）（铁猛碰新木桶）C、H、O、N、P、S、K、Ca、MgFe、Mn、B、Zn、Mo、Cu基本元素基本元素主要元素主要元素大量元素大量元素微量元素微量元素最基本最基本元素元素组成人体的组成人体的最基本元素最基本元素：组成人体的组成人体的基本元素基本元素：组成人体的组成人体的主要元素主要元素：按按作作用用分分CCHONCHONPS（C是构成生物大是构成生物大分子的基本骨架）分子的基本骨架）一些化学元素的作用一些化学元素的作用n nN N N N：组成蛋白质、核酸、叶绿素、组成蛋白质、核酸、叶绿素、组成蛋白质、核酸、叶绿素、组成蛋白质、核酸、叶绿素、ATPATP、NADPHNADPH等物质的组成成分等物质的组成成分等物质的组成成分等物质的组成成分nP：组成：组成ATP、生物膜结构的成分、生物膜结构的成分nK：感到肢体麻木：感到肢体麻木nCa：骨骼、牙齿的组成成分，成年人缺：骨骼、牙齿的组成成分，成年人缺Ca易患骨易患骨质疏松，人血液中缺钙容易患质疏松，人血液中缺钙容易患抽搐症抽搐症nMg：叶绿素的重要组分：叶绿素的重要组分nFe：血红蛋白、多种酶的重要组成成分，血红蛋白、多种酶的重要组成成分，血红蛋白、多种酶的重要组成成分，血红蛋白、多种酶的重要组成成分，缺缺Fe会会使人患贫血；使人患贫血；nZn：缺使人发育受影响，导致发育不良：缺使人发育受影响，导致发育不良;nB：“花而不实花而不实”，缺导致开花而不结果实。，缺导致开花而不结果实。例题：例题：1、组成玉米和人体的最基本元素（、组成玉米和人体的最基本元素（）A、HB、OC、ND、C2.下列组成下列组成活细胞活细胞的基本元素中，含量的基本元素中，含量由多到少由多到少的正确顺序是（的正确顺序是（）A、CHONB、COHNC、OCNHD、OCHNDD3.比较小麦和家兔体内的各种化学比较小麦和家兔体内的各种化学元素（元素（）A、种类和含量都相差很大、种类和含量都相差很大B、种类相差很大，其中相同元素的含、种类相差很大，其中相同元素的含量都大体相同量都大体相同C、种类和含量都相差不大、种类和含量都相差不大D、种类大体相同，其中相同元素的含、种类大体相同，其中相同元素的含量大都相差很大量大都相差很大D组成细胞的各种元素主组成细胞的各种元素主要又是以什么形式存在要又是以什么形式存在的呢的呢?以以化合物化合物的形式存在的形式存在无机无机化合物化合物水：水：8590%无机盐：无机盐：11.5%有机有机化合物化合物糖类糖类脂质：脂质：12%核酸核酸蛋白质：蛋白质：78%构成细胞构成细胞的化合物的化合物三、组成细胞的化合物三、组成细胞的化合物11.5%化合物占细胞鲜重的含量：化合物化合物质量分数质量分数（%）水水85-90无机盐无机盐1-1.5蛋白质蛋白质7-10脂类脂类1-2糖类和核酸糖类和核酸1-1.5 1.一般情况下活细一般情况下活细胞内含量最多的胞内含量最多的化合物是化合物是_；2.含量最多的有机含量最多的有机化合物化合物_；3.占干重最多的化占干重最多的化合物是合物是。水水蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质关于关于水水和和蛋白质蛋白质的几种说法：的几种说法：水水细胞内含量最多的化合物细胞内含量最多的化合物细胞内含量最多的无机化合物细胞内含量最多的无机化合物占细胞鲜重含量最多的化合物占细胞鲜重含量最多的化合物占细胞鲜重占细胞鲜重50以上的化合物以上的化合物 蛋白质蛋白质细胞内仅次于水的化合物细胞内仅次于水的化合物细胞内含量最多的有机化合物细胞内含量最多的有机化合物占细胞干重含量最多的化合物占细胞干重含量最多的化合物占细胞干重占细胞干重50以上的化合物以上的化合物例题：例题：1.生活在缺水的沙漠环境中的仙人掌细胞中，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（含量最多的化合物是（）A、蛋白质、蛋白质B、脂肪、脂肪C、糖类、糖类D、水、水2.细胞干重中含量最多的化合物是（细胞干重中含量最多的化合物是（）A、水、水B、蛋白质、蛋白质C、脂质、脂质D、无机盐、无机盐DB火星湖泊和海洋沉积岩 火星表面水的痕迹l2004年年1月月24日美国日美国“勇气号勇气号”登陆火星表面，寻登陆火星表面，寻找水的踪迹。经过认真分析拍摄的照片，美国宇航局找水的踪迹。经过认真分析拍摄的照片，美国宇航局声称火星上曾被水淹没。声称火星上曾被水淹没。为什么科学家在为寻找火星上是否有水而努力？找为什么科学家在为寻找火星上是否有水而努力？找到水又能说明什么？到水又能说明什么？生命离不开水。四、细胞中的水四、细胞中的水（一）水的含量（一）水的含量化合化合物物水水无机无机盐盐蛋白蛋白质质脂质脂质糖类糖类核酸核酸所占所占比例比例%85-9085-901-1.51-1.5 7-107-101-21-21-1.51-1.5细胞中含量最高的化合物是水。细胞中含量最高的化合物是水。表表1细胞中各种化合物所占比例细胞中各种化合物所占比例资料资料1表表2 2 几种不同生物的含水量几种不同生物的含水量生物生物水母水母鱼类鱼类蛙蛙哺乳动物哺乳动物 藻类藻类高等植物高等植物含水量含水量%979780-8580-8578786565909060-8060-80不同生物含水量不同。不同生物含水量不同。水生陆生水生陆生资料资料2同种生物，不同生长发育时期含水量同种生物，不同生长发育时期含水量不同。不同。幼年成年老年幼年成年老年表表3人在不同生长发育期的含水量人在不同生长发育期的含水量婴儿婴儿幼儿幼儿成人成人老人老人91%72%60%50%资料资料3 表表4 4 人体中几种不同器官或组织中水的含量人体中几种不同器官或组织中水的含量组织组织器官器官牙齿牙齿骨骼骨骼骨骼肌骨骼肌心肌心肌血液血液所占比例所占比例%10102222767679798383同种生物，不同的组织、器官含水量不同种生物，不同的组织、器官含水量不同。同。资料资料4 表表4 4 人体中几种不同器官或组织中水的含量人体中几种不同器官或组织中水的含量组织组织器官器官牙齿牙齿骨骼骨骼骨骼肌骨骼肌心肌心肌血液血液所占比例所占比例%10102222767679798383资料资料4 （二）（二）水水在细胞中的存在形式在细胞中的存在形式 形式形式定义定义含量含量 功能功能自由水自由水结合水结合水细胞中游离细胞中游离态的水，可态的水，可以自由流动以自由流动细胞中与其细胞中与其他化合物结他化合物结合的水合的水95%95%以上以上约约4.5%特点：特点：特点：特点：不受束缚、易蒸发、可自由流动不受束缚、易蒸发、可自由流动受束缚，不易散失、不能自由流动受束缚，不易散失、不能自由流动判断：以下实例中水主要以什么形式存在？判断：以下实例中水主要以什么形式存在？（A A）切西瓜时流出的瓜汁水切西瓜时流出的瓜汁水 （B B）新鲜小麦种子晒干时丢失的水）新鲜小麦种子晒干时丢失的水（C C）小麦烘烤时丢失的水）小麦烘烤时丢失的水（D D）鸡蛋清里的水）鸡蛋清里的水 （E E）臭鸡蛋里的水）臭鸡蛋里的水 自由水自由水结合水结合水自由水自由水自由水自由水结合水结合水1 1、细胞或生物体内绝大多数生物化学反应必需在、细胞或生物体内绝大多数生物化学反应必需在水环境中进行；水环境中进行；2 2、蛋白质、多糖、核酸等水解时，需要水参与；、蛋白质、多糖、核酸等水解时，需要水参与；3 3、光合作用、呼吸作用的反应中都需要水参与；、光合作用、呼吸作用的反应中都需要水参与；4 4、人的胚胎必须浸润在羊水中发育；、人的胚胎必须浸润在羊水中发育；5 5、血液把其中溶解的营养物质运输到各个细胞，、血液把其中溶解的营养物质运输到各个细胞，同时又把细胞代谢产生的废物运送到排泄器官或者同时又把细胞代谢产生的废物运送到排泄器官或者直接运输到体外。直接运输到体外。根据以下事实，说出水在生物体内的作用根据以下事实，说出水在生物体内的作用形式形式定义定义含量含量 功能功能自由水自由水结合水结合水细胞中游离细胞中游离态的水，可态的水，可以自由流动以自由流动细胞中与其细胞中与其他化合物结他化合物结合的水合的水95%95%以上以上约约4.5%1.1.细胞内的良好溶剂，细胞内的良好溶剂，2.2.参与多种生物化学反应参与多种生物化学反应3.3.构成细胞生活的液体环境构成细胞生活的液体环境4.4.运送养料和代谢废物运送养料和代谢废物细胞结构的重要组成细胞结构的重要组成成分成分2 2、水在细胞中的存在形式、水在细胞中的存在形式特点：特点：不易散失、不能自由流动不易散失、不能自由流动特点：特点：易蒸发、可自由流动易蒸发、可自由流动结论：一般而言，代谢越旺盛，自由水一般而言，代谢越旺盛，自由水含量越高。含量越高。哪一个新陈代谢旺盛？哪一个新陈代谢旺盛？哪一个自由水含量更多呢？哪一个自由水含量更多呢？结论：结合水含量越高，抗逆性相对越强。谁的结合水含量更多呢？谁的结合水含量更多呢？谁的抗逆性更强呢谁的抗逆性更强呢?热热带带雨雨林林植植物物沙沙漠漠植植物物冬眠中的北极熊冬眠中的北极熊在种子的萌发与休眠中，结合水和自由在种子的萌发与休眠中，结合水和自由水又是怎么变化的？水又是怎么变化的？种子的萌发与休眠种子的萌发与休眠 （四）自由水和结合（四）自由水和结合水水的关系的关系自由水自由水结合水结合水降温降温升温升温 （四）自由水和结合（四）自由水和结合水水的关系的关系1 1、在一定条件下可以、在一定条件下可以相互转化相互转化。转化实例：转化实例：烘干种子时，部分结合水转化为自由水散烘干种子时，部分结合水转化为自由水散失掉。失掉。水果放入冰箱冷藏时，部分自由水转化为水果放入冰箱冷藏时，部分自由水转化为结合水。结合水。2、自由水与结合水的比例和代谢的关系、自由水与结合水的比例和代谢的关系（1）种子萌发时，需要吸收水分，增加自由水）种子萌发时，需要吸收水分，增加自由水含量。含量。（2）种子贮存前晒干是为了降低自由水含量，）种子贮存前晒干是为了降低自由水含量，降低代谢速率，以延长贮存时间。降低代谢速率，以延长贮存时间。（3）越冬作物减少灌溉，可提高作物对低温的）越冬作物减少灌溉，可提高作物对低温的抗性。抗性。3、在生产中的应用、在生产中的应用1 1幼小植物体内自由水与结合水的比值不断增幼小植物体内自由水与结合水的比值不断增大时，植物体内的新陈代谢活跃，生长迅速；大时，植物体内的新陈代谢活跃，生长迅速；自由水与结合水的比值不断减小时，植物体内自由水与结合水的比值不断减小时，植物体内的新陈代谢减弱，生长缓慢。下面解释正确的的新陈代谢减弱，生长缓慢。下面解释正确的是是()结合水是构成植物细胞结构的一部分结合水是构成植物细胞结构的一部分结合水参与某些代谢反应结合水参与某些代谢反应自由水是各种代谢活动的介质自由水是各种代谢活动的介质自由水参与某些代谢反应自由水参与某些代谢反应 A A B B C C D DC如果将上述小麦种子继续烘干直到燃如果将上述小麦种子继续烘干直到燃烧，最后得到一些灰烬，这些灰烬就烧，最后得到一些灰烬，这些灰烬就是一些是一些_。无机盐无机盐（一）无机盐在细胞中的主要存在形式：（一）无机盐在细胞中的主要存在形式：离子形式离子形式阳离子阳离子：NaNa+、K K+、CaCa2+2+、MgMg2+2+、FeFe2+2+、FeFe3+3+等；等；阴离子阴离子：ClCl-、SOSO4 42-2-、POPO4 43-3-、HCOHCO3 3-等；等；五、细胞中的无机盐五、细胞中的无机盐很少，仅占很少，仅占1 11.51.5化合物（少数）化合物（少数）：CaCOCaCO3 3等。等。（三）功能（三）功能（二）含量：（二）含量：例例1：小兰最近总觉得疲乏困倦、头晕眼花，经检查发现：小兰最近总觉得疲乏困倦、头晕眼花，经检查发现体内血红蛋白含量偏低，确诊为缺铁性贫血。小兰有个疑体内血红蛋白含量偏低，确诊为缺铁性贫血。小兰有个疑惑：为什么缺铁会导致贫血呢？惑：为什么缺铁会导致贫血呢？例例2：某生物兴趣小组做了个无土栽培的实验，结果如图：某生物兴趣小组做了个无土栽培的实验，结果如图示。小组的同学经过进一步的实验研究，发现缺镁的植株示。小组的同学经过进一步的实验研究，发现缺镁的植株光合作用效率降低了，因而他们得出缺镁影响光合作用的光合作用效率降低了，因而他们得出缺镁影响光合作用的结论，但他们也有一个疑问：为什么缺镁会影响光合作用结论，但他们也有一个疑问：为什么缺镁会影响光合作用呢？呢？正常正常缺镁缺镁 思考讨论！思考讨论！（1 1）为什么缺铁会导）为什么缺铁会导致贫血？致贫血？功能功能1：构成细胞某些复杂化合物的重要组分：构成细胞某些复杂化合物的重要组分铁是血红蛋白的重要组分，铁是血红蛋白的重要组分，缺铁会导致血红蛋白合成受缺铁会导致血红蛋白合成受阻。阻。叶绿素是光合色素的一种，镁是叶绿素的重要组分，叶绿素是光合色素的一种，镁是叶绿素的重要组分，缺镁会导致叶绿素合成受阻。缺镁会导致叶绿素合成受阻。（三）无机盐的功能（三）无机盐的功能（2 2）为什么植物缺镁会影响光合作用？）为什么植物缺镁会影响光合作用？资料资料2功能功能2：维持细胞和生物体的生命活动：维持细胞和生物体的生命活动1、哺乳动物的血液中必须含有一定量的哺乳动物的血液中必须含有一定量的CaCa2+2+，如果，如果CaCa2+2+的含量太低，会出现什么症状。的含量太低，会出现什么症状。（三）无机盐的功能（三）无机盐的功能2 2、某些植物缺、某些植物缺B，会出现，会出现“花花”而不而不“实实”。以上事实说明了无机盐在生物体内有什么作用？以上事实说明了无机盐在生物体内有什么作用？（三）无机盐的功能（三）无机盐的功能某人生病到医院输液，你知道用的生理盐水是多某人生病到医院输液，你知道用的生理盐水是多少浓度的？为什么要配制这一浓度，用少浓度的？为什么要配制这一浓度，用0.09%或或9%浓度可以吗？为什么？浓度可以吗？为什么？质量分数为质量分数为0.9%的氯化钠溶液的氯化钠溶液9%0.09%皱缩皱缩膨胀膨胀资料资料3 功能功能3：维持细胞水盐平衡：维持细胞水盐平衡 运动员在剧烈运动后，医师建议他运动员在剧烈运动后，医师建议他(她她)吃吃一些苏打饼（含一些苏打饼（含Na2CO3 ）以减少肌肉酸痛，）以减少肌肉酸痛，这是为什么？这是为什么？资料资料4功能功能4：维持细胞和生物体的酸碱平衡：维持细胞和生物体的酸碱平衡 （三）无机盐的功能（三）无机盐的功能（1 1）组成细胞中的组成细胞中的某些复杂某些复杂化合物化合物 （2 2）维持细胞和生物体的生命活动维持细胞和生物体的生命活动 （3 3）维持细胞维持细胞的水盐平衡的水盐平衡 （4 4）维持细胞和生物体的酸碱平衡）维持细胞和生物体的酸碱平衡 （三）无机盐的功能（三）无机盐的功能课堂小结课堂小结一一.细胞中的水细胞中的水1.含量含量2.存在形式存在形式3.功能功能二二.细胞中的无机盐细胞中的无机盐1.存在形式存在形式2.含量含量3.功能功能第五节第五节 细胞中的无机物细胞中的无机物作业作业u 设计实验设计实验：证明某种或某几种无机盐：证明某种或某几种无机盐是这种植物生长发育所必需的。是这种植物生长发育所必需的。课堂检测课堂检测1沙漠中生长的植物，其细胞中含量最多的成分沙漠中生长的植物，其细胞中含量最多的成分是（）。是（）。A蛋白质蛋白质B脂肪脂肪C核酸核酸D水水下列各项中，不属于对细胞内自由水的描述的下列各项中，不属于对细胞内自由水的描述的是（）。是（）。A吸附或结合在蛋白质等物质上吸附或结合在蛋白质等物质上B能够流动，可以运输营养物质和废物能够流动，可以运输营养物质和废物C是生物体代谢活动的介质是生物体代谢活动的介质D是良好的溶剂是良好的溶剂3.现有含水量现有含水量10%12%14%16%的小麦的小麦分别储存于条件相同的四个粮仓中，在储存过程分别储存于条件相同的四个粮仓中，在储存过程中，有机物损耗最少的是（中，有机物损耗最少的是（）。）。ABCD4.小麦萌发时，细胞内自由水和结合水的比小麦萌发时，细胞内自由水和结合水的比例（例（）。）。A、升高、升高B、降低、降低C、不变、不变D、无法判断、无法判断5.5.血液中的血液中的CaCa2+2+含量太低时，神经肌肉的兴含量太低时，神经肌肉的兴奋性升高而出现抽搐，这一事实说明奋性升高而出现抽搐，这一事实说明CaCa2+2+的的生理功能之一是生理功能之一是()()A.A.构成细胞结构的组成成分构成细胞结构的组成成分B.B.维持细胞的正常形态维持细胞的正常形态C.C.维持细胞的正常生命活动维持细胞的正常生命活动D.D.调节渗透压和酸碱平衡调节渗透压和酸碱平衡 6甲状腺激素、血红蛋白和叶绿素中含有的甲状腺激素、血红蛋白和叶绿素中含有的重要元素依次是（重要元素依次是（）。）。AI、Fe、MgBCu、Mg、ICI、Mg、FeDFe、Mg、In7.一头牛耕地时突然发生抽搐，兽医除必须一头牛耕地时突然发生抽搐，兽医除必须对症下药外，还需注射一定量的对症下药外，还需注射一定量的（）A、生理盐水、生理盐水B、葡萄糖液、葡萄糖液C、葡萄糖酸钙、葡萄糖酸钙D、淀粉和蔗糖、淀粉和蔗糖