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第2章 组成细胞的分子
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第2章 组成细胞的分子
第1节 细胞中的元素和化合物
[ 学习目标 ]
1.说出组成细胞的元素种类与含量,认同生命的物质性。
2.通过检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质,认同细胞由多种化合物组成。
[ 本节概况 ]
一、组成细胞的元素和化合物
二、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
一、组成细胞的元素和化合物
1.组成细胞的元素
(1)生物界和非生物界的统一性和差异性
①统一性:从化学元素的种类分析,组成细胞的化学元素,在无机自然界中都能够找到。
②差异性:从各种元素的相对含量分析,细胞与无机自然界大不相同。
(2)种类:组成细胞的化学元素,常见的有20多种。
(3)分类
①大量元素(含量较多):C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。
②微量元素(含量很少):Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。
[ 教材梳理 ]
一、组成细胞的元素和化合物
2.组成细胞的化合物
(1)元素存在形式:大多以化合物的形式存在。
(2)种类及相对含量:水(70%~90%)、蛋白质(7%~10%)、糖类和核酸(1%~1.5%)、脂质(1%~2%)、无机盐(1%~1.5%)。
组成细胞的元素和化合物
1.比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量(%),回答问题:
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
(1)组成细胞的化学元素,在无机自然界中都能找到,说明了什么?
提示 生物界和非生物界具有统一性。
[ 核心探讨 ]
组成细胞的元素和化合物
1.比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量(%),回答问题:
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
(2)细胞中的各元素含量和无机自然界中的含量大不相同,这说明了什么?
提示 生物界和非生物界还具有差异性。
[ 核心探讨 ]
组成细胞的元素和化合物
1.比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量(%),回答问题:
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
(3)组成细胞的元素追根溯源来自无机自然界,为什么细胞内各种元素的比例与无机自然界的大不相同?
提示 生物体是按照生命活动的需要,有选择地从无机自然界中获取元素。
[ 核心探讨 ]
2.比较玉米细胞与人体细胞的部分元素及含量(干重,质量分数),回答下列问题:
注:其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3%。
(1)玉米细胞与人体细胞含量最多的元素种类是否相同,怎样解释这种现象?
提示 在玉米细胞和人体细胞中含量最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、脂质和蛋白质等物质,这些物质都含有C、H、O,蛋白质中还含有大量的N元素。
元素 玉米细胞 人体细胞
O 44.43 14.62
C 43.57 55.99
H 6.24 7.46
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
(2)细胞中有些元素含量很少,如在玉米细胞中,S只有0.17%、Mg只有0.18%,是否意味着这些元素并不重要?
提示 细胞中有些元素含量虽然很少,但是却有重要作用,如很多蛋白质都含有S,叶绿体中的叶绿素分子含有Mg,如果缺少S或Mg,细胞就不能合成这些蛋白质或叶绿素。
(3)比较玉米与人体细胞元素种类与含量还可以得出哪些结论?
提示 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;钙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。
3.请尝试构建下列元素的包含关系图
自然界中的元素、组成细胞的元素、大量元素、微量元素、基本元素。
提示
4.根据教材P17图2-1填空。
(1)细胞内含量最多的无机化合物是水。细胞内含量最多的化合物是水。占细胞鲜重最多的化合物是水。占细胞鲜重50%以上的化合物是水。沙漠植物细胞中含量最多的化合物是水。
图2.1 组成细胞的主要化合物及相对含量
水
(70%~90%)
蛋白质
(7%~10%)
糖类和核酸
(1%~1.5%)
脂质
(1%~1.2%)
无机盐
(1%~1.5%)
0.85 0.1 0.015 0.02 0.015
4.根据教材P17图2-1填空。
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