2.1 细胞中的元素和化合物课件 -2023-2024学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

雕刻的石像无论多么栩栩如生，我们也不会认为它是生物 既然所有生命和非生命的物质都由元素构成，那两者的区别到底是什么？为什么雕刻的石像无论多么栩栩如生，我们也不会认为它是生物。而即便是世间最简单的生物，我们也可以一眼辨认出它与石头的差别。生物表现出生命的特征，是因为细胞内有什么 “生命元素”吗？组成细胞的分子有什么特殊之处吗？研究组成细胞的元素与分子，实际上就是在探寻生命的物质基础，可以从根本上帮助我们理解生命的结构与功能。 1 授课教师：喻秀晶 细胞中的元素和化合物 2 本节目标 组成细胞的元素 组成细胞的化合物 化学元素周期表 组成生命与非 生命物质的元素 这是一张化学元素周期表，同学们一定很熟悉，在初中化学的课堂上，我们知道自然界的一切物质均由原子组成。细胞的结构与功能虽然非常复杂，但细胞乃至生命与其他所有物质一样，也是由原子组成的。例如，我们追踪分析一个植物细胞的不同组分和不同成分，最终结果显示，在生命活动和生物化学反应中保持不变的最基本物质还是一些不同的原子。元素是具有相同核电荷数的同一类原子的总称（如果你不学化学，在这里也可以简单地认为元素就是原子）。 4 元素 地壳 细胞 O 48.60 65.0 Si 26.30 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 问题探讨 如图是组成地壳和组成细胞的部分元素含量(％)表，比较两者的数据，思考下列问题： 讨论 生物细胞中有没有特有的元素的？这可能说明什么？ 1. 2. 生物细胞中的元素含量和无机环境中的含量有区别吗？这又说明什么？ 一. 生物界与非生物界的统一性与差异性 1. 统一性： 组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能找到，没有一种化学元素为细胞所特有。 ☆ 细胞生命活动所需要的物质，归 根到底是从无机自然界中获取的。 2. 差异性： 细胞中各种元素的相对含量与无机自然界的大不相同。 （元素种类） （元素含量） 6 组成生物体细胞的元素在种类上与非生物界存在统一性，含量上却大不相同。那生物与生物之间是否也如此？ 比较组成玉米细胞和人体细胞的元素及含量 元素 玉米细胞 人体细胞 O 44.43 14.62 C 43.75 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 玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量（干重，质量分数） 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。 比较组成玉米细胞和人体细胞的元素及含量 元素 玉米细胞 人体细胞 O 44.43 14.62 C 43.75 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 玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量（干重，质量分数） 2. 细胞中有些元素含量较少，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。 比较组成玉米细胞和人体细胞的元素及含量 元素 玉米细胞 人体细胞 O 44.43 14.62 C 43.75 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 玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量（干重，质量分数） 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。 二. 组成细胞的元素 1. 种类： 2. 分类： 细胞中常见的化学元素有20多种。 大量元素： C、H 、O 、N 、P 、S 、K 、Ca 、Mg 微量元素： Fe