第一節(jié)細(xì)胞中的原子和分子

組成細(xì)胞的元素

構(gòu)成生物體各種化合物的含量

細(xì)胞中的無機(jī)化合物思考請列舉一些組成生物體的化學(xué)元素，并能嘗試說出其存在物質(zhì)。試分別從量和作用的角度對組成元素的分類人體中化學(xué)元素的含量大量元素氧碳?xì)涞}磷鉀硫鈉氯鎂質(zhì)量分?jǐn)?shù)／%65181032.01.00.350.250.150.150.05微量元素銅、鋅、硒、鉬、氟、碘、鈷、錳、鐵等質(zhì)量分?jǐn)?shù)／%微

量人體中化學(xué)元素的含量必需元素——硒閱讀課本，尋找硒的作用，構(gòu)建必需元素的概念某些必需要元素的作用積極思維組成生物體的元素在不同生物體內(nèi)量和種類關(guān)系是什么？積極思維

思考元素在生物界與非生物界之間的關(guān)系組成生物體的元素，在無機(jī)自然界都可以找到，沒有一種化學(xué)元素是生物界所特有的。這個(gè)事實(shí)說明了_______________組成生物體的化學(xué)元素，在生物體內(nèi)和在無機(jī)自然界中的含量相差很大。如CHN在人體內(nèi)占73%，而在巖石圈內(nèi)不到1%。這個(gè)事實(shí)說明了______________________生物界與非生物界具有統(tǒng)一性生物界與非生物界具有差異性原子原子是物質(zhì)的基本單元原子

質(zhì)子數(shù)＋中子數(shù)＝原子的質(zhì)量數(shù)原子示意圖原子核中子質(zhì)子電子碳原子結(jié)構(gòu)圖

一般來說，原子最外層能參加構(gòu)成化學(xué)鍵的電子被稱為價(jià)電子。電子質(zhì)子中子原子之間是通過化學(xué)鍵相互作用的。

一個(gè)原子將電子給予另一個(gè)原子，二者之間靠正負(fù)離子之間的靜電作用而形成的化學(xué)鍵叫離子鍵。鈉離子氯原子氯化鈉課本P13“積極思維”

——原子之間是怎樣相互作用的？原子之間是通過化學(xué)鍵相互作用的

原子之間通過共用電子對形成的相互作用叫做共價(jià)鍵。氧原子氫原子氫原子水分子分子

分子是保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的一種微粒，除稀有氣體等以單原子狀態(tài)存在以外，分子一般是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的原子構(gòu)成。化合物的化學(xué)組成通常以化學(xué)式表示。水的化學(xué)式是H2O，表示每個(gè)水分子由兩個(gè)氫原子核一個(gè)氧原子構(gòu)成。水分子氫鍵氫原子呈部分正電性氧原子呈部分負(fù)電性

帶有部分正電性的氫原子與帶有部分負(fù)電性的氧原子或氮原子通過彼此間的相互吸引而形成氫鍵。氫鍵屬于一種弱鍵，在決定生物大分子的三維結(jié)構(gòu)上起著重要作用。+-構(gòu)成生物體各種化合物的含量

在活細(xì)胞中，水是含量最多的化合物，約占細(xì)胞總質(zhì)量的60％～90％，無機(jī)鹽約占細(xì)胞總量的1.5％。

水是含量最多的化合物，蛋白質(zhì)是含量最多的有機(jī)物；在細(xì)胞干重中，蛋白質(zhì)是含量最多的化合物。細(xì)胞中的無機(jī)化合物

細(xì)胞中的無機(jī)化合物水無機(jī)鹽自由水結(jié)合水水的特性

水是極性分子，水分子中所形成的氫鍵就成了有極性的共價(jià)鍵。水的這一特性使水有較強(qiáng)的內(nèi)聚力和表面張力。

水還具有比較大的比熱和汽化熱等特性，使得水成為生物體的溫度調(diào)節(jié)劑。

水的特性

由于內(nèi)聚力，水可以在根、莖、葉的導(dǎo)管中形成連續(xù)的水柱，從而可從根部一直上升到參天大樹的樹梢。由于較高的表面能力，所以水蠅等昆蟲能在水面上行走。由于水分子的極性，它可以和多種極性分子和極性表面結(jié)合，這就是水的附著力。在活細(xì)胞中，水可以附著在纖維素、淀粉和蛋白質(zhì)等多種分子上，這對于正常的代謝活動具有重要意義。水對于生物體的意義

一切細(xì)胞都是生活在水環(huán)境中的。細(xì)胞中大量的水分，對于維持細(xì)胞形態(tài)、保證代謝的正常進(jìn)行具有重要的作用。自由水

概念：是指以游離的方式存在的，可以自由流動的水。

功能：細(xì)胞內(nèi)的良好溶劑；細(xì)胞生活的液體環(huán)境；細(xì)胞內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)，直接參與細(xì)胞內(nèi)的各種化學(xué)反應(yīng)；自由水的自由流動也能促進(jìn)細(xì)胞物質(zhì)的運(yùn)輸和代謝廢物的排出。

在代謝旺盛的細(xì)胞中，自由水的含量一般較多。結(jié)合水

定義：在細(xì)胞中通過氫鍵等與蛋白質(zhì)、糖類和核酸等物質(zhì)結(jié)合在一起。不能自由流動，大約占細(xì)胞內(nèi)全部水分的4.5%。

功能：是組成細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要成分。

生物體內(nèi)結(jié)合水的含量增多可以使植物的抗逆性增強(qiáng)，以適應(yīng)不良的環(huán)境條件。討論討論種子為什么在曬干后才能長期貯存？

對一個(gè)活的細(xì)胞而言，自由水含量的多少對于細(xì)胞的生命活動有著重要的影響。一般情況下，細(xì)胞的生命活動隨自由水含量的下降而降低。植物一些胚性細(xì)胞，如種子，在曬干后，在自由水幾乎盡失的情況下，種子的生命活動基本停止，但胚性細(xì)胞的原生質(zhì)結(jié)構(gòu)不會被破壞，細(xì)胞還未失去活性，當(dāng)種子吸水后就能很快恢復(fù)生命活動。如果種子沒有曬干，種子就會進(jìn)行呼吸作用，消耗種子中貯存的有機(jī)物，從而縮短種子的貯存壽命。因?yàn)榉N子的呼吸作用強(qiáng)度在一定范圍內(nèi)與種子內(nèi)的含水量成正比。如果通過一定的手段（如烘烤）將干種子中的結(jié)合水也趕走，胚性細(xì)胞的原生質(zhì)結(jié)構(gòu)就會被破壞，種子也就死亡。人體對部分無機(jī)鹽的需求表

無機(jī)鹽功

能每日需要量缺乏引起的疾病過量引起的疾病Fe

是血紅蛋白、細(xì)胞色素及含鐵酶類的成分。10～20mg缺鐵性貧血

色素性肝變硬；鐵質(zhì)沉著病Ca促進(jìn)牙齒和骨骼生長，凝血作用，調(diào)節(jié)神經(jīng)肌肉的敏感性等。0.4～1.5g骨骼畸形；痙攣

白內(nèi)障；膽結(jié)石；粥樣硬化

P構(gòu)成骨骼、牙齒、肌肉及血液的重要元素，促進(jìn)酶的活動，形成ATP。1.2～2.7g

──

Na

體液的主要組成成分，調(diào)節(jié)體液滲透壓。1.6～5gAddison病等—

細(xì)胞中部分無機(jī)鹽的生理功能無機(jī)鹽的功能1．是細(xì)胞的結(jié)構(gòu)成分

有些無機(jī)鹽是細(xì)胞內(nèi)某些復(fù)雜化合物的重要組成部分

碳酸鈣是動物和人體的骨骼、牙齒中的重要成分實(shí)例：鎂離子是葉綠素分子必需的成分；葉綠素是綠色植物進(jìn)行光合作用的色素，它能吸收光能用于光合作用。絕大多數(shù)植物葉片的顏色是綠色的，這是葉綠素顯現(xiàn)的顏色。沒有Mg2＋就不能合成葉綠素，植物的葉片就會發(fā)黃，影響到光合作用的正常進(jìn)行。亞鐵離子是血紅蛋白的主要成分；血紅蛋白是一種紅色含鐵的蛋白質(zhì)，是紅細(xì)胞的主要成分，功能是運(yùn)輸氧氣和一部分二氧化碳。血紅蛋白中的鐵是二價(jià)鐵離子，對人來說，小腸也只吸收二價(jià)鐵離子，對三價(jià)鐵離子是不吸收的。沒有Fe2＋就不能合成血紅蛋白，人就會患缺鐵性貧血。無機(jī)鹽的功能1.是細(xì)胞的結(jié)構(gòu)成分2.參與并維持生物體的代謝活動

3.維持生物體內(nèi)的平衡

①滲透壓的平衡②酸度平衡③離子平衡實(shí)例：哺乳動物血液中必須含有一定量的Ca2+，如果某個(gè)動物血液中鈣鹽的含量過低就會出現(xiàn)抽搐。Ca2+對于血液的凝固也是非常重要的，沒有Ca2+

，血液就不能凝固。生物體內(nèi)的無機(jī)鹽離子必須保持一定的比例，這對維持細(xì)胞的滲透壓和酸堿平衡是非常重要的，是生物體進(jìn)行正常生命活動的必要條件。如HCO3－對于維持血液正常，pH值具有重要的作用。含Zn的酶最多，有七十多種酶的活性與Zn有關(guān)。Co是維生素B12的必要成分，參與核酸的合成過程。討論討論

老年人容易發(fā)生骨折，這是因?yàn)楣琴|(zhì)發(fā)生了什么變化？這主要是由于缺少哪種無機(jī)鹽引起的？

骨中的成分主要分為有機(jī)物和無機(jī)物兩大類，有機(jī)物主要是蛋白質(zhì)，無機(jī)物主要鈣鹽。在成年人骨中的兩大組成成分的比例大致是：有機(jī)物占1/3，無機(jī)物占2/3，有機(jī)物有韌性，無機(jī)物有硬度，兩者有機(jī)地結(jié)合起來，使成年人的骨既有強(qiáng)度，又有彈性，這樣的骨硬度大，支持能力強(qiáng)又不易發(fā)生骨折。幼年的骨中，有機(jī)物大于1/3，相對較多，無機(jī)物小于2/3，相對較少，這樣