内容正文:
第一节
细胞中的元素和无机化合物
细胞的分子组成
章
一
第
情境引入
情境引入
1869年,俄国科学家门捷列夫(D.M leev,1834-1907)首创了化学元素周期表,将当已知的63种元素(element)依据相对原子质量大小,按照一定的顺序在表中排列。这张化学元素周期表揭示了物质世界的秘密。以后,新元素不断被发现,化学元素周期表里的元素也越来越丰富,这对化学和生物学的研究和发展都发挥了巨大的促进作用。那么,地球上的这些元素与我们的日常生活有什么关系?人体细胞里含有哪些元素呢?
积极思维
1.现已证明,地球上自然存在的元素有90多种。生活在地球上的各种生物,无论其结构简单还是复杂,组成物质无一例外地都来自这些元素。
2.科学家测定了组成人体细胞的元素,其中一些元素的平均含量见表1-1-1。
人体细胞里含有哪些元素呢?
事实:
积极思维
此外,铁(Fe)、硒(Se)等其他元素在人体细胞内的含量都很少,大约总计为0.5%。
积极思维
1.列举 根据上述事实和已有经验,我们能列举人体细胞中的元素(如0、C、H、N、Ca P、S)可能参与了细胞中哪些物质的组成吗?
2.推测 在人体内含量很少的元素除Fe、Se外,还可能有哪些元素?能说出Fe和Se与人体健康的关系吗?
3.归纳 各种生物的组成元素都源于地球上自然存在的元素,其原因是什么?
思考:
大量元素:C H O N P S K Ca Mg Na Cl
微量元素:Fe Mn B Zn Mo Cu Co Se
最基本元素
基本元素
主要元素
铁 猛 碰 新 木 桶 姑 息
C是构成生物大分子的基本骨架
一、构成细胞的元素
铁 锰 硼 锌 钼 铜 钴 硒
问题:微量元素是不是可有可无?
讲授新课
组别 观察人数 发病人数 发病率( %。)
实验组(补硒) 88373 11 0.12
对照组(不补硒) 54550 237 4.34
表1-1-2 1976~1983年期间一项“硒的缺少与克山病发生相关性”研究的数据
(1)这是个 实验,此实验中变量是 。
(2)此实验结论是 ,从实验中可看出缺乏硒可能导致疾病。
对照
体内硒的含量
克山病与缺硒有明显关系
讲授新课
克山病(Keshan disease)是一种以心肌细胞变性、坏死为主要病理特征的地方病,亦称地方性心肌病(endemic cardiomyopathy)。
1935年在我国黑龙江省克山县山区发现大批急性病例,主要表现为心脏扩大、心力衰竭、心律失常,因病因未明,故称为“克山病”。
现已证明克山病是一种与环境低硒(Se)关系密切的地方性心肌疾病。
克山病
讲授新课
地方性甲状腺肿大(大脖子病)
体现了元素对生物体的重要意义
讲授新课
类别 化合物 相对质量分数%
无机化合物
有机化合物
水
无机盐
85.0 ~90.0
1.0~1.5
蛋白质
脂质
糖类和核酸
7.0~10.0
1.0~2.0
1.0~1.5
1.活细胞中含量最多的化合物是______。
2.活细胞中含量最多的有机化合物是________。
3.占干重比例最大的是: ________。
水
蛋白质
二、水和无机盐是细胞中的无机化合物
蛋白质
讲授新课
问题:
细胞中的水
流水
白雪
蒸气
(液态)
(气态)
(固态)
自然界中的水以三种形式存在。那么,在细胞内水是以何种形式存在呢?
讲授新课
水的分子式为什么是H₂O?
H
H
O
.
.
.
.
共价键
讲授新课
水是生命之源。在活细胞中,水是含量最多的物质,约占细胞重量的2/3。水分子由两个氢原子和一个氧原子以共价键(由实线表示)结合组成。
在化学上,这种作用力被称为氢键(图1-1- 1)。氢键(由虚线表示)也可以使水分子与其他含有电负性原子(如氮原子)的分子结合。
讲授新课
讲授新课
氢键虽然是水分子间的较弱的吸引力,却使水分子具有许多特殊的理化性质。例如,水分子的空间结构与电荷的不对称分布,使得水分子具有极性,这让几乎所有带电荷的或具有极性基团的分子都能溶解在水中;同时,氢键使水分子间的作用力大大增强,水的熔点和沸点也因此而增高。
活细胞中最多(85%~90%)
(一)水
1.含量:
2.存在形式:
自由水:
结合水:
在细胞内,可以自由流动的水
与其他物质相结合的水,不能自由流动
①鲜种子