内容正文:
以及另外的20种元素 S,K,Na,Ca,Mg等…
2000支火柴中的P
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
第1节:细胞中的元素和化合物
第二章 组成细胞的分子
思考:1.比较组成地壳和组成细胞的部分元素和含量,你能发现二者之间有什么异同?
2.组成细胞的元素追根溯源来自无机环境,为什么细胞内各种元素的比例与无机环境的大不相同?(教材P19-拓展1)
同:组成细胞的化学元素,在无机自然界中都能够找到,没有一种化学元素为细胞所特有。
异:细胞中各种元素的相对含量与无机自然界的大不相同。
—生物界与非生物界具有统一性(种类)
—生物界与非生物界具有差异性(含量)
这与细胞内的有机化合物如糖类、脂质、蛋白质和核酸有关
组成地壳和组成细胞的部分元素含量(%)表
*Si在某些植物细胞中含量较多,如硅藻、禾本科植物
问题探讨
元素 玉米细胞 人体细胞
C 43.57 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
思考·讨论
玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量(干重,质量分数)
注:其它元素占细胞干重的质量分数总计小于3%
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?
2.细胞中有些元素含量很少,是否意味着他们不重要?
一样,都为C、H、O、N
玉米和人都是生物,组成它们的主要成分是水、糖类、脂类和蛋白质等物质,这些物质都含有C、H、O,蛋白质还含有大量的N元素。
否,细胞中有些元素含量很少,但是却有着重要作用,如在玉米细胞中,S只有0.17%,Mg只有0.18%,但是很多蛋白质都含有S,叶绿体中叶绿素分子就含有Mg,如果缺少S或Mg,细胞就不能合成这些蛋白质或叶绿素了。
缺Fe:
影响血红蛋白的合成,人体患贫血
缺Zn:
影响人体生长发育,尤其是大脑发育
缺I:
人幼年患呆小症;成年患甲状腺肿大
缺Mg:
影响植物叶绿素的合成,影响光合作用的进行
缺Ca:
成年人缺钙患骨质疏松症;人血液中缺钙会出
现抽搐现象
缺B:
花而不实(只开花不结果)
元素的相关缺乏症
硼:促进花粉萌发、花粉管伸长,影响受精过程 碘:人体必须的微量元素
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元素 玉米细胞 人体细胞
C 43.57 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
玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量
(干重,质量分数)表
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?
玉米细胞中氧元素明显高于人体细胞,而氮元素的含量明显低于人体细胞,这说明玉米细胞和人体细胞中不同有机物的含量有差别,如玉米细胞中的糖类要多些,而人体细胞中蛋白质的含量要多些,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。
思考·讨论
1. 大量元素
含量占生物体总量的万分之一以上的元素;
C
碳
H
氢
O
氧
N
氮
P
磷
S
硫
K
钾
Ca
钙
Mg
镁
等
基本元素
C
碳
P36 C是生命的核心元素(最基本元素);
碳(C)链是构成有机物的基本骨架
一、组成细胞的元素
细胞中常见的化学元素有20多种。
原因:与组成细胞的化合物有关
2. 微量元素
含量占生物体总量的万分之一以下的不可缺少的元素
Fe
铁
Zn
锌
Cu
铜
B
硼
Mo
钼
锰
Mn
铁猛碰新木桶
微量元素也是生物体不可缺少的必需元素;
虽然含量很少,但其作用是其它元素不可替代的。
组成人体细胞的主要元素(占细胞鲜重的百分比)
组成人体细胞的主要元素(占细胞干重的百分比)
鲜重指细胞正常生活状态下所测得的质量,如新鲜菠菜
干重指除去水分后所测得的重量,即烘干保持恒重后测定的重量
O>C
C>O
一、组成细胞的元素
分类 种类 质量分数/%
无机化合物
有机化合物
水
无机盐
70%-90%
1%-1.5%
7%-10%
1%-2%
1%-1.5%
蛋白质
脂质
糖类和核酸
(1)占细胞鲜重最多的化合物是______;
(2)占细胞鲜重最多的有机物是__________;
(3)占细胞干重最多的化合物是__________。
水
蛋白质
蛋白质
想一想:
二、组成细胞的化合物
组成细胞的化合物
1.组成细胞的化合物中,含量最高的是水;细胞干重中,含量最高的是蛋白质;
2.不同生物的细胞,同一个体