細(xì)胞中無機(jī)物第3講一輪復(fù)習(xí)生物界與非生物界的統(tǒng)一性和差異性細(xì)胞生命活動所需的物質(zhì)，歸根結(jié)底是從無機(jī)自然界中獲取的。組成細(xì)胞的化學(xué)元素，在無機(jī)自然界中都能找到，沒有一種化學(xué)元素為細(xì)胞特有。細(xì)胞中各種元素的相對含量與無機(jī)自然界的大不相同?！胤N類上——元素含量上統(tǒng)一性差異性組成細(xì)胞的元素及化合物組成細(xì)胞的元素1.分類大量元素微量元素C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo等元素分類是根據(jù)生物體內(nèi)的含量，而不是生理作用。不要誤認(rèn)為大量元素重要，微量元素不重要，無論大量元素還是微量元素都是必需元素。微量元素雖含量少，但其生理作用卻不可替代。1.分類大量元素微量元素C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo等①C是生命的核心元素生物大分子是以碳鏈為基本骨架的，碳原子在組成生物大分子中具有重要作用。因此，碳是生命的核心元素。②C、H、O、N四種元素在細(xì)胞中含量很高組成細(xì)胞的很多化合物需要由這四種元素構(gòu)成。CHON胡蘿卜素糖類脂肪固醇葉黃素氨基酸氨基酸氨基酸+S+Se蛋白質(zhì)+Mg核苷酸核酸+P葉綠素ATP

NADH

NADPH組成細(xì)胞的很多化合物需要由這四種元素構(gòu)成。磷脂②C、H、O、N四種元素在細(xì)胞中含量很高2.含量①細(xì)胞鮮重中含量最多的元素為：___________②植物細(xì)胞干重中含量最多的元素為：______③動物細(xì)胞干重中含量最多的元素為：______植物細(xì)胞中糖類多，干重中氧元素含量最多細(xì)胞壁氧元素氧元素碳元素動物細(xì)胞中蛋白質(zhì)多，干重中碳元素含量最多組成細(xì)胞的元素組成細(xì)胞的化合物無機(jī)物水70%-90%無機(jī)鹽1%-1.5%有機(jī)物蛋白質(zhì)7%-10%脂質(zhì)1%-2%糖類1%-1.5%核酸水蛋白質(zhì)糖類和核酸脂質(zhì)無機(jī)鹽細(xì)胞內(nèi)含量最多的化合物是水，基于大量不同種類的細(xì)胞統(tǒng)計，含量最多的有機(jī)物化合物是蛋白質(zhì)。知識點4：細(xì)胞中的無機(jī)物細(xì)胞中的水1.水的特性①極性水分子由2個氫原子和1個氧原子構(gòu)成，氫原子以共用電子對與氧原子結(jié)合?！?+氧原子具有比氫原子更強(qiáng)的吸引共用電子的能力氧原子一端稍帶負(fù)電荷氫原子一端稍帶正電荷這種電子分布不均勻的分子叫做極性分子帶正電荷或負(fù)電荷的分子和離子都容易與水結(jié)合水是良好的溶劑OHH②水分子之間形成氫鍵水分子的極性水分子之間發(fā)生靜電吸引作用形成一種弱的引力++—+—+不斷斷裂不斷形成水具有較高比熱容水具有流動性緩沖溫度的變化氫鍵δ-δ+δ-δ-δ+δ-δ+δ+氫鍵每個氫鍵中的氫原子同時屬于2個氧原子每個水分子中的氧原子會形成2個氫鍵一個水分子通過4個氫鍵與另外4個水分子相連緩沖溫度變化升高相同的溫度，水會比其他液體吸收更多的熱量，(斷開氫鍵，吸熱)降低相同的溫度，水會比其他液體釋放更多的熱量。(形成氫鍵，放熱)水對溫度變化起較好的緩沖作用細(xì)胞內(nèi)外都是水溶液環(huán)境，可保持細(xì)胞溫度相對穩(wěn)定。例如：①汗液蒸發(fā)對許多哺乳動物散熱、維持體溫恒定有重要作用；

②植物體通過葉片蒸騰作用能降低葉片溫度。2.水對生物體的作用水是細(xì)胞內(nèi)良好的溶劑，許多物質(zhì)能夠在水中溶解。細(xì)胞內(nèi)許多生化反應(yīng)都需要水的參與。如:光反應(yīng)、有氧呼吸第二階段及水解反應(yīng)等。多細(xì)胞生物體的絕大多數(shù)細(xì)胞必須浸潤在以水為基礎(chǔ)的液體環(huán)境中。水在生物體內(nèi)的流動，運輸營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物。水具有較高的比熱容，水的溫度相對不容易發(fā)生變化。液體環(huán)境作為溶劑參與代謝運輸作用緩沖溫度3.水在細(xì)胞中的存在形式自由水結(jié)合水結(jié)合水含義細(xì)胞中絕大部分的水呈游離狀態(tài)可以自由流動。細(xì)胞中一部分水與細(xì)胞內(nèi)其他物質(zhì)(蛋白質(zhì)、多糖)相結(jié)合，失去流動性和溶解性。作用作為細(xì)胞內(nèi)良好的溶劑，運輸物質(zhì)及參與代謝等，增強(qiáng)細(xì)胞代謝。作為生物體的結(jié)構(gòu)成分，增強(qiáng)植物細(xì)胞抗逆性。①將種子曬干，減少了其中的自由水的量而使代謝水平降低，便于儲藏。②北方冬小麥在冬天來臨前，自由水的比例會逐漸降低，而結(jié)合水的比例會逐漸上升，以避免氣溫下降時自由水過多導(dǎo)致結(jié)冰而損害自身。相互轉(zhuǎn)化結(jié)合水自由水作為溶劑參與代謝運輸物質(zhì)緩沖溫度變化構(gòu)成生物體結(jié)構(gòu)成分增強(qiáng)細(xì)胞代謝增強(qiáng)植物的抗逆性升溫降溫細(xì)胞中的水NHO=C結(jié)合水是形成和維持生物大分子三維空間結(jié)構(gòu)的必要因素。4.水的跨膜運輸方式自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散生物膜水通道水分子水分子通過半透膜的擴(kuò)散稱為滲透水分子通過生物膜的滲透有自由擴(kuò)散也有協(xié)助擴(kuò)散被動運輸抗利尿激素通過調(diào)節(jié)腎小管上皮細(xì)胞膜上的水通道蛋白的多少來實現(xiàn)重吸收水的多少。細(xì)胞中的無機(jī)鹽小麥種子、動物骨頭、植物的綠葉燃燒后都會化為灰燼，灰燼中的主要包括鐵、鎂、鈣等無機(jī)鹽。生物組織H2O有機(jī)物無機(jī)鹽燃燒燃燒燃燒水蒸氣CO2、水蒸氣、氮氧化物等空氣灰燼1.存在形式無機(jī)鹽在細(xì)胞中主要以離子形式存在離子化合物陽離子Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等陰離子Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等很多無機(jī)鹽的在細(xì)胞中有離子和化合物兩種形式，二者相互轉(zhuǎn)化，但是仍以離子形式為主。如：紅細(xì)胞中，F(xiàn)e2+比血紅蛋白中的Fe要多。2.含量所有細(xì)胞中都含有無機(jī)鹽，含量很少，僅占細(xì)胞鮮重1%~1.5%,但是具有非常重要的作用。3.作用作用1：參與形成細(xì)胞中某些有機(jī)化合物Mg2+構(gòu)成葉綠素Fe2+構(gòu)成血紅蛋白I-構(gòu)成甲狀腺激素PO42-構(gòu)成ATP、核酸、磷脂等3.作用作用2：參與細(xì)胞中某些生命活動①Na+、K+參與神經(jīng)和肌肉細(xì)胞興奮的產(chǎn)生以及神經(jīng)沖動的傳導(dǎo)等Na+缺乏會引起神經(jīng)、肌肉細(xì)胞興奮性降低，引起肌肉酸痛、無力等。②Ca2+參與肌肉收縮、血液凝固等血液中Ca2+含量太低，會出現(xiàn)抽搐，Ca2+含量太高，會引起肌無力作用3：維持滲透平衡和酸堿平衡①Na+、Cl-主要維持細(xì)胞外液滲透壓(0.9%NaCl)，K+主要維持細(xì)胞內(nèi)液滲透壓②HCO3-、H2PO4-等主要維持血漿的酸堿平衡作用1：參與形成細(xì)胞中某些有機(jī)化合物作用2：參與細(xì)胞中某些生命活動作用3：維持滲透平衡和酸堿平衡3.作用大量出汗和嚴(yán)重腹瀉時應(yīng)多喝淡鹽水由于腸胃炎而發(fā)生嚴(yán)重腹瀉時應(yīng)注射生理鹽水離子形式參與代謝化合物形式參與代謝4.無機(jī)鹽的跨膜運輸①無機(jī)鹽不能通過自由擴(kuò)散運輸，需要膜上的轉(zhuǎn)運蛋白參與運輸③植物根細(xì)胞從土壤中以主動運輸(逆濃度運輸)的方式吸收無機(jī)鹽④動物細(xì)胞膜上以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上存在Ca2+泵，通過主動運輸(逆濃度運輸)分別將Ca2+運出細(xì)胞外和將Ca2+運入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中，以保證細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中處于低Ca2+環(huán)境。⑤動物細(xì)胞膜上以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上存在Ca2+通道，通過協(xié)助擴(kuò)散(順濃運輸)將Ca2+運入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，從而引起細(xì)胞相應(yīng)的生理反應(yīng)。②無機(jī)鹽運輸時，需要溶解在水中，因此，細(xì)胞吸收或排出無機(jī)鹽的同時也吸收或排出相應(yīng)的水分。4.無機(jī)鹽的跨膜運輸⑥動物細(xì)胞膜上的N