細胞中的元素和化合物 第一節 1 問題探討 比較組成地殼和組成細胞的部分元素的含量 你能看出什么問題 組成地殼和組成細胞的部分元素含量 表 2 1 組成生物體的所有元素中 有沒有哪一些元素是生物體所特有的 沒有 這說明什么 生物界和非生物界具有統一性 2 生物體中的元素含量和無機環境中的含量有區別嗎 有 相差很大 這又說明什么 生物界和非生物界還具有差異性 3 一 生物界與非生物界的關系 統一性 差異性 組成細胞的化學元素在無機環境中都能找到 細胞與無機環境中的各種化學元素的相對含量差別很大 4 玉米與人體內的化學元素組成 1 不同生物體內化學元素的種類 2 不同生物體內同種化學元素的含量 3 同一生物體內不同化學元素的含量不同 其中4種元素 所占比例最大 C H O N 大體相同 相差很大 5 二 組成細胞的元素 大量元素 微量元素 基本元素 四大元素 主要元素 大量元素 含量占生物體總重量萬分之一以上的元素 微量元素 含量占生物體總重量萬分之一以下的元素 CHONPSKCaMg FeMnBZnCuMo C CHON CHONPS 約占原生質總量的97 6 元素缺乏與疾病的相關性 缺Fe 人體患貧血 果樹患黃葉病 缺B 華而不實 只開花不結果 缺Se 患克山病 原發性心臟病 缺Zn 影響人體生長發育 大腦發育和性成熟 缺I 人幼年患呆小癥 成年患甲狀腺腫大 缺Mg 影響植物葉綠素的合成 影響光合作用的進行 缺Ca 成年人缺鈣患骨質疏松癥 人血液中缺鈣會出現抽搐現象 7 思考 為什么說C是夠成細胞的基本元素 答 因為1 C在細胞中的含量比較高 占細胞干重的48 4 2 C鏈構成生物大分子的基本骨架 而C可以形成4個化學鍵 因此可以形成成千上萬個C原子的物質 什么是細胞的濕重 什么是細胞的干重 濕重含量最多的元素是什么 干重含量最多的元素是什么 8 干 鮮細胞對比圖 組成人體細胞的主要元素 占細胞鮮重的百分比 組成人體細胞的主要元素 占細胞干重的百分比 9 組成細胞的化合物 無機化合物 有機化合物 水 糖類 脂質 蛋白質 核酸 無機鹽 三 組成細胞的化合物 10 答案 區別主要看它們的分子組成中是否有碳元素 如 糖類是有機物 由C H O三種元素組成 水是無機物 由H O二種元素組成 這不是嚴格意義上的區別 嚴格區分參照化學教科書 有機化合物和無機化合物有什么區別 11 2 一般情況下活細胞內含量最多的化合物是 含量最多的有機化合物 水 蛋白質 12 1 不同種類的生物體中 水的含量不同 在細胞中含量最多 一 水 生物體在不同的生長發育期含水量也不同 3 不同組織器官中水的含量不同 13 水在細胞中的存在方式 1 結合水 與細胞內其他物質結合 4 5 主要功能 作為細胞的結構成分 結合水自由水 2 自由水 以游離的形式存在 主要功能 是細胞內良好的溶劑 參與細胞內的許多生化反應 細胞生活的基本環境 運輸作用等 14 自由水與結合水的比值能反映出代謝活動的強弱 代謝活躍時 含水量高 70 以上 自由水比例增加時 生長迅速 自由水與結合水可相互轉換 自由水 結合水的比值越高 新陳代新越旺盛 生長發育越迅速 抗旱 抗寒 抗熱性能相對較弱 反之 自由水 結合水的比值越低 新陳代新越緩慢 生長發育越遲緩 抗旱 抗寒 抗熱性能相對提高 15 細胞中的無機鹽大多數以離子狀態存在 含量少 1 1 5 主要功能 1 是某些化合物 細胞結構的組成成分 2 參與生命活動的調節 維持生物體的生命活動 3 維持細胞內的平衡 滲透壓平衡 酸堿平衡 離子平衡 二 無機鹽 16 1 血液中的Ca2 含量太低時 神經肌肉的興奮性升高而出現抽搐 這一事實說明Ca2 的生理功能之一是 A 構成細胞結構的組成成分B 維持細胞的正常形態C 維持細胞的正常生理功能D 調節滲透壓和酸堿平衡 解析 神經肌肉的應激性 需要體液中各種無機鹽離子維持一定的比例 當Na K 濃度增高時 神經肌肉的應激性增高 而當Ca2 Mg H 濃度增高時 應激性降低 當血液中的Ca2 過低時 應激性增高 手足抽搐 這一事實說明Ca2 對于維持細胞的正常生理功能有重要作用 C 17 填空1 組成人體的元素中 占細胞鮮重百分比最多的元素是 占細胞干重百分比最多的元素是 是構成細胞的最基本元素 2 一般情況下活細胞內含量最多的化合物是 含量最多的有機化合物 O C C 水 蛋白質 18 3 科學家在研究生物體的化學成分時 發現組成生物體的元素在非生物界也存在 這一事實主要說明 A生物界和非生物界沒有區別B生物界和非生物界具有統一性C生物來源于非生物D生物界和非生物界具有差異性4 生活在缺水的沙漠環境中的仙人掌細胞中 含量最多的化合物是 A 蛋白質B 脂肪C 糖類D 水 B D 19 5 生活在沙漠中的仙人掌和生活在珊瑚礁中美麗的珊瑚魚 組成它們的化學元素種類 A 差異很大B 有些差異C 大體相同D 沒有一定標準6 在生物體內含量較少 但對維持生物體正常生命活動必不可少的元素是 A Fe Mn Zn MgB Zn Cu Mn CaC Zn Cu B MnD Mg Mn Cu Mo7 在組成生物體的化學元素中 最基本的元素是 A CB HC OD N C C A 20 8 細胞內質量分數最大的元素是 A 氧B 碳C 氫D 氮 解析 此題僅從化學角度考慮 由細胞聯想到有機物 就會錯選B 如果從生物學角度分析 生物體質量的70 是水 這樣 僅氧元素就占細胞的 70 16 18 62 A 21 下表表示人體和玉米細胞中部分含量較多的元素的含量 占細胞干重的質量分數 請回答下面的問題 1 分析玉米和人體細胞中的元素構成的相同點是 不同點是 2 清潔空氣中N2占78 地殼中含量最多的是O 而細胞干重含量最多的是C 但構成生物體的元素在自然界都能找到 這一事實說明 從碳原子的化學性質看 由于 可以說地球上的生命是在碳元素的基礎上建立起來的 組成細胞的元素種類基本相同 組成細胞的同種元素含量不同 生物界與非生物界的統一性和差異性 它能通過化學鍵連結成鏈或環 從而形成生物大分子 22 實驗 檢測生物組織中的糖類 脂肪和蛋白質實驗原理 某些化學試劑能夠使生物組織中的有關有機化合物產生特定的顏色反應 如 還原糖 斐林試劑 磚紅色沉淀脂肪 蘇丹 橘黃色蛋白質 雙縮脲 紫色淀粉 碘 藍色 23 目的要求 嘗試用化學試劑檢測生物組織中糖類 脂肪和蛋白質 材料