内容正文:
第二章 组成细胞的分子
第1节
细胞中的元素和化合物
阐明生命现象的规律,必须建立在阐明生物大分子结构的基础上。
—— 中国科学院院士邹承鲁
讨论:比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量,你能提出什么问题或得出什么结论?
元素 地壳 细胞
O 48.6 65.0
Si 26.3 极少
C 0.087 18.0
N 0.03 3.0
H 0.76 10.0
组成地壳和组成细胞的部分元素含量(%)表
示例:为什么组成地壳和细胞的各种元素的相对含量差异很大?
活动一
细胞与无机环境中的各种化学元素的相对含量差别很大。
组成细胞的化学元素在无机环境中都能找到,没有一种化学元素为细胞所特有。
---统一性
2.从元素含量上看:
1.从元素种类上看:
---差异性
生物从无机自然界获取各种物质来组成自身。
有选择地
元素 地壳 细胞
O 48.6 65.0
Si 26.3 极少
C 0.087 18.0
N 0.03 3.0
H 0.76 10.0
4
二、组成细胞的元素
元素 玉米 人
C 43.75 55.99
H 6.24 7.46
O 44.43 14.62
N 1.46 9.33
K 0.92 1.09
Ca 0.23 4.67
P 0.20 3.11
Mg 0.18 0.16
S 0.17 0.78
玉米与人体细胞的部分元素(干重)
比较组成细胞玉米和人体细胞的元素及含量
思考·讨论
1. 在玉米细胞和人体细胞中含量较多的四种元素一样吗?怎样解释这种现象?
玉米细胞和人体细胞中含量较多的四种元素是一样的,都是C、H、O、N。这是因为玉米和人都是生物,组成它们的主要成分都是水、糖类、脂类和蛋白质等物质,这些物质含有C、H、O,蛋白质中还含有大量的N元素。
2. 细胞中有些元素含量很少,是否意味着它们不重要?
细胞中有些元素含量很少,但是却有重要作用,如在玉米细胞中,S只有0.17%,Mg只有0.18%,但很多蛋白质都含有S,叶绿体中的叶绿素分子就含有Mg,如果缺少S或Mg,细胞就不能合成这些蛋白质或叶绿素。
元素 玉米 人
C 43.75 55.99
H 6.24 7.46
O 44.43 14.62
N 1.46 9.33
K 0.92 1.09
Ca 0.23 4.67
P 0.20 3.11
Mg 0.18 0.16
S 0.17 0.78
玉米与人体细胞的部分元素(干重)
元素 玉米 人
C 43.75 55.99
H 6.24 7.46
O 44.43 14.62
N 1.46 9.33
K 0.92 1.09
Ca 0.23 4.67
P 0.20 3.11
Mg 0.18 0.16
S 0.17 0.78
玉米与人体细胞的部分元素(干重)
3. 比较组成玉米细胞和人体细胞中的元素种类和含量,你还能得出哪些结论?
组成玉米细胞中氧元素的含量明显要高于人体细胞,而氮元素的含量明显又低于人体细胞,这说明玉米细胞和人体细胞中的不同有机物的含量有差别,如玉米细胞中的糖类要多一些,而人体细胞中的蛋白质的含量要多一些;Ca元素的含量也有区别,这与玉米和人体的物质和结构组成有关。
统一性:生物和非生物间、生物与生物间元素种类
差异性:生物和非生物间、生物与生物间元素含量
总结
统一性和差异性的原因
统一性:生物都是直接或间接从无机环境中获取元素
差异性:生物获取元素组成自身时具有选择性
统一性和差异性
大量元素:
含量占生物总质量万分之一以上。
微量元素:
含量占生物总质量万分之一以下。
最基本元素
基本元素
主要元素
9 种
6 种
(按含量分)
Zn、Fe、B、Cu、Mo、Mn等
C H O N P S K Ca Mg
二、组成细胞的元素
细胞中常见化学元素有20多种
铁锰硼锌钼铜(铁猛碰新木桶)
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二级
三级
四级
五级
基本元素
元素占人体鲜重百分比
元素占人体干重百分比
鲜重细胞中元素含量由多到少的顺序是 。
干重细胞中元素含量由多到少的顺序是 。
O>C>H>N
C>O>N>H
注
意
鲜重时,含量最多的元素?数量最多的元素?
活细胞中氧的含量最多,但氢原子的数量最多。
C、H、O、N为基本元素
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二级
三级
四级
五级
微量元素
大量元素和微量元素的划分依据不是生理作用大小,而是含量多少,无论多少,它们都是组成生物体的必需元素。
花而不实
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二级
三级
四级
五级
缺Fe:
人体患贫血;果树患黄叶病