第02讲 细胞中的元素和化合物-【暑假自学课】2022年新高一生物暑假精品课（人教版2019必修1）

第2讲 细胞中的元素和化合物 【学习目标】 1.说出组成细胞的元素来自自然界，但各种元素相对含量与无机环境不同。 2.说出组成细胞的大量元素和微量元素，说出组成细胞的化合物的主要种类。 3.进行生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的检测，理解实验原理，得出实验结论。 【基础知识】 一、组成细胞的元素 1.细胞中元素的分类 细胞中常见的化学元素有20多种，大多以化合物形式存在。根据元素在细胞中的含量划分为大量元素和微量元素。大量元素包括C、H、0、N、 P、S、K、Ca、Mg等，微量元素有Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等，含量很高的四种元素是C、H、0、N。 【特别提醒】 ①组成细胞的化学元素不论含量多少，必需元素在生物体内都有不可替代的作用，没有这些元素生物体就不能表现出相应的生命活动。 ②大量元素和微量元素划分的依据是含量的多少，而不是其对生理作用的重要性，大量元素和微量元素都是生命活动的必需元素。 ③微量元素虽然在细胞中的含量少，但是对于维持细胞的生命活动是必不可少的。微量元素含量虽少，但其生理作用不可替代，大量元素和微量元素都是必需元素。 ④构成细胞的最基本元素是C。 2.组成生物体的元素在无机自然界都能够找到 ①组成细胞的元素在自然界都能找到，没有一种是生物界特有的。这说明生物界和无机界具有统一性。 ②细胞与非生物相比，各种元素的相对含量又大不相同。这说明生物界和无机界具有一定的差异性。 ③细胞中元素种类在自然界都能找到而含量又与非生物大不相同的原因，是细胞有选择地从无机环境获取元素。 ④组成生物体的化学元素在无机环境中都可以找到，没有一种是生物体所特有的，说明了生物界和非生物界具有统一性的一面。生物体起源于非生物环境。 ⑤组成生物体的化学元素与自然界中的相应元素的含量有一定的差异性。地壳中含量较多的四种元素是O、Si、Al、Fe；而细胞中含量较多的是0、C、H、N。含量之所以有差异，原因是生物体有选择地从环境中吸收生命活动所需要的元素。 3.组成人体细胞和植物细胞的主要元素 ①组成人体和植物细胞的主要的元素占细胞鲜重的百分比：O>C>H>N ②组成人体细胞的主要元素占细胞干重的百分比：C>O>N>H 【视野拓展】化学元素在生物体内的重要作用 元素 功能 元素 功能 C、H、O 构成生命有机体的基本元素。 I 是合成甲状腺激素的必需元素。 P P是构成磷脂、核酸和ATP的必需元素。植物体内缺P，会影响到DNA的复制和RNA的转录，从而影响到植物的生长发育。P还参与植物光合作用和呼吸作用中的能量传递过程，因为ATP和ADP中都含有磷酸基。P也是容易造成水域生态系统富营养化的一种元素。植物缺P时老叶易出现茎叶暗绿或呈紫红色，生育期延迟。 Ca Ca是构成人体骨骼和牙齿的主要成分，人体缺之会患骨软化病。血液中的Ca2+含量低会引起抽搐，过高则会引起肌无力。血液中游离的Ca2+具有促进血液凝固的作用，如果用柠檬酸钠或草酸钠除掉血液中游离的Ca2+，血液就不会发生凝固。 S  蛋白质一般都含有S（甲硫氨酸含S），而核酸一般都不含S；所有核酸都含P，而蛋白质一般不含有P。所以，分子遗传学实验时常用S的放射性同位素标记蛋白质，常用P的放射性同位素标记核酸。 Fe 是细胞色素、血红蛋白和许多含铁酶类的组成成分，缺乏会患缺铁性贫血。与氧的运输和许多物质的代谢有关，是某些酶的活化中心。血红蛋白中的Fe是二价铁，三价铁是不能利用的。 N N是构成叶绿素、ATP、蛋白质和核酸等最重要生命物质的必需元素。N在植物体内形成的化合物都是不稳定的或易溶于水的，故N在植物体内可以自由移动，缺N时，幼叶可向老叶吸收N而导致老叶先黄。 Zn 是某些酶的组成成分，也是酶的活化中心。Zn2+有助于人体细胞的分裂，促进大脑发育和性成熟。 K 促进植物生长，对神经兴奋的传导和肌肉的收缩有重要作用。维持离子浓度平衡，调节体液渗透压，在植物中以离子形态存在，与光合作用中糖类的运输有关。 B 促进花粉的萌发和花粉管的伸长，缺乏植物会出现“花而不实”。 Mg 叶绿素的组成元素。也是很多酶的激活剂。植物缺镁时老叶易出现叶脉失绿。 Mo 固氮酶等所必需的元素。 二、组成细胞的化合物 类别 化合物 质量分数/% 元素组成 无机化合物 水 85～95 H、O 无机盐 1～1.5 多种元素 有机化合物 蛋白质 7～10 主要由C、H、O、N四种元素组成，很多蛋白质还含有S元素 核酸 1～1.5 C、H、O、N、P 糖类 C、H、O 脂质 1～2 C、H、O等 【易错提醒】 ①细胞鲜重中，含量最多的化合物是水，含量最多的有机化合物是蛋