1、一、组成细胞的元素和化合物一、组成细胞的元素和化合物 1.组成细胞的元素分类组成细胞的元素分类 大量元素：大量元素：微量元素：微量元素：(1)按含量分按含量分 组成人体细胞的主要元素：组成人体细胞的主要元素：（按占细胞鲜重的百分比）（按占细胞鲜重的百分比）(2)按作用分按作用分 C、H、O、N、P、S Fe、Mn、Zn、Cu、B、MO C O、C、H、N、P、S 2.组成细胞的化合物组成细胞的化合物(1)种类种类 有机化合物：有机化合物：、脂质、蛋白质、脂质、蛋白质、(2)含量含量 占细胞鲜重最多的化合物是占细胞鲜重最多的化合物是 。占细胞鲜重最多的有机化合物是占细胞鲜重最多的有机化合物是 。
2、占细胞干重最多的化合物是占细胞干重最多的化合物是 。水、无机盐水、无机盐 糖类糖类 核酸核酸 水水 蛋白质蛋白质 蛋白质蛋白质 二、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质二、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 鉴定物质鉴定物质 鉴定试剂鉴定试剂 颜色变化颜色变化 还原糖还原糖 淀粉淀粉 碘液碘液 蓝色蓝色 脂肪脂肪 苏丹苏丹染染液液(或苏丹或苏丹染液染液)(或红色或红色)蛋白质蛋白质 斐林试剂斐林试剂 砖红色沉淀砖红色沉淀 橘黄色橘黄色 双缩脲试剂双缩脲试剂 紫色紫色 三、细胞中的无机物三、细胞中的无机物 1.细胞中的水细胞中的水(1)存在形式：存在形式：和和 。(2)含量变化：生物体的含水量与含
3、量变化：生物体的含水量与 和生物的和生物的 有关。有关。自由水自由水 结合水结合水 生物种类生物种类 生长发育期生长发育期(3)功能功能 自由水自由水 a.b.c.运送运送 和和 d.为细胞生存提供为细胞生存提供 结合水：是结合水：是 的重要组成成分。的重要组成成分。良好溶剂良好溶剂 化学反应化学反应 营养物质营养物质 液体环境液体环境 代谢废物代谢废物 细胞结构细胞结构(4)自由水与结合水的联系自由水与结合水的联系 自由水自由水 结合水结合水 2.细胞中的无机盐细胞中的无机盐(1)含量：很少，占细胞鲜重的含量：很少，占细胞鲜重的1%1.5%。(2)存在形式：绝大多数以存在形式：绝大多数以 的
4、形式存在，少部分是细的形式存在，少部分是细胞内胞内 的组成成分。的组成成分。(3)功能：维持细胞和生物体的功能：维持细胞和生物体的 ，维持细胞的，维持细胞的 平衡等。平衡等。离子离子 复杂化合物复杂化合物 生命活动生命活动 酸碱酸碱 1.种类与含量种类与含量 大量元素和微量元素都是组成生物体的必需元素。大量元素和微量元素都是组成生物体的必需元素。生物体内所含有的元素却不一定都是必需元素。生物体内所含有的元素却不一定都是必需元素。微量元素虽然含量少，但同样不可缺少，很多疾病都与微微量元素虽然含量少，但同样不可缺少，很多疾病都与微 量元素缺乏有关，如缺量元素缺乏有关，如缺Fe会导致贫血，缺会导致贫
5、血，缺Zn影响智力发育。影响智力发育。如何判定某元素是否必需元素如何判定某元素是否必需元素?(2)占人体细胞干重最多的元素是占人体细胞干重最多的元素是C，占人体细胞鲜，占人体细胞鲜重最多的元素是氧，无论鲜重还是干重，重最多的元素是氧，无论鲜重还是干重，C、H、O、N四种元素的含量最多。四种元素的含量最多。2.元素的统一性和差异性元素的统一性和差异性(1)元素种类上的统一性元素种类上的统一性 生物界与非生物界在元素种类上具有统一性，构成生生物界与非生物界在元素种类上具有统一性，构成生 物体的化学元素在无机自然界都能找到，没有一种是生物体的化学元素在无机自然界都能找到，没有一种是生 物界所特有的。
6、物界所特有的。生物界元素都是从无机环境中获取的，如下图：生物界元素都是从无机环境中获取的，如下图：组成生物体的化学元素在生物界与非生物界之间反复出组成生物体的化学元素在生物界与非生物界之间反复出现、循环流动。现、循环流动。(2)元素含量上的差异性元素含量上的差异性 组成生物体的化学元素在生物体内和自然界中的含组成生物体的化学元素在生物体内和自然界中的含量量差异差异很大。很大。生物体从自然界获取组成自身的元素是生物体从自然界获取组成自身的元素是有选择有选择的。的。各种化学元素在生命体系中不是简单的堆积、组合，各种化学元素在生命体系中不是简单的堆积、组合，而是以特殊的而是以特殊的有序的方式结合有序
7、的方式结合在一起才出现生命现象，在一起才出现生命现象，这也是生物界和非生物界的根本区别。这也是生物界和非生物界的根本区别。3.元素的主要生理作用元素的主要生理作用 (1)维持机体正常的生命活动。维持机体正常的生命活动。如钾可保持心肌正常的兴奋性；如钾可保持心肌正常的兴奋性；硼可促进花粉的萌发和花粉管的伸长。硼可促进花粉的萌发和花粉管的伸长。(2)组成化合物，如下表：组成化合物，如下表：化合物化合物 元素组成元素组成 糖类和脂肪糖类和脂肪 C、H、O 核酸、核酸、ATP C、H、O、N、P 蛋白质蛋白质 C、H、O、N等等(有的含有的含S、Fe等元素等元素)例例1 如图如图1是细胞中化合物含量的
8、扇形图，图是细胞中化合物含量的扇形图，图2是有活性的细胞是有活性的细胞中元素含量的柱形图，下列说法不正确的是中元素含量的柱形图，下列说法不正确的是 ()A.若图若图1表示细胞鲜重，则表示细胞鲜重，则A、B化合物依次是化合物依次是H2O、蛋白质、蛋白质 B.若图若图2表示组成人体细胞的元素含量，则表示组成人体细胞的元素含量，则a、b、c依次是依次是O、C、H C.地壳与活细胞中含量最多的元素都是地壳与活细胞中含量最多的元素都是a，因此说明生物界与非生物界具有统一性，因此说明生物界与非生物界具有统一性 D.若图若图1表示细胞完全脱水后化合物含量，则表示细胞完全脱水后化合物含量，则A化合物具有多样性
9、，其必含的元素化合物具有多样性，其必含的元素为为C、H、O、N 1.自由水与结合水的区别和联系自由水与结合水的区别和联系 自由水自由水 结合水结合水 概念概念 以游离的形式存在，以游离的形式存在，不与其他物质结合不与其他物质结合的水的水 与细胞内亲水性物质如蛋白与细胞内亲水性物质如蛋白质、淀粉等结合的水质、淀粉等结合的水 特点特点 流动性强，易蒸发，流动性强，易蒸发，可以参与物质代谢可以参与物质代谢过程过程 不流动，不蒸发，无溶解性不流动，不蒸发，无溶解性 不参与物质代谢过程不参与物质代谢过程 自由水自由水 结合水结合水 作用作用 良好溶剂良好溶剂 各种生化反应的介质各种生化反应的介质 生化反
10、应生化反应(如光合作如光合作用、呼吸作用用、呼吸作用)的原料的原料 物质运输物质运输 细胞结构的重要组成细胞结构的重要组成成分成分 赋予各种组织、器官赋予各种组织、器官一定形状、硬度和弹性一定形状、硬度和弹性 自由水自由水 结合水结合水 含量含量 多，约占细胞内全部水的多，约占细胞内全部水的95%少，约占细胞内少，约占细胞内全部水的全部水的5%联系联系 自由水与结合水在一定条件下可相互转化：自由水与结合水在一定条件下可相互转化：自由水自由水 结合水结合水 2.自由水自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系结合水与代谢、抗逆性的关系 自由水自由水/结合水结合水 抗热等抗逆性增强抗热等抗逆性增强 3.影
11、响细胞含水量的因素影响细胞含水量的因素(1)生活环境：水生生物含水量陆生生物。生活环境：水生生物含水量陆生生物。(2)生长发育阶段：幼儿成年；植物幼嫩部分植物老熟生长发育阶段：幼儿成年；植物幼嫩部分植物老熟 部分。部分。(3)组织、器官种类与代谢强度：如牙齿含水量为组织、器官种类与代谢强度：如牙齿含水量为10%，骨，骨 骼含水量为骼含水量为22%，血液含水量为，血液含水量为83%。4.自由水和结合水的存在及其功能的验证自由水和结合水的存在及其功能的验证(1)鲜种子放在阳光下暴晒，重量减轻鲜种子放在阳光下暴晒，重量减轻自由水散失，代自由水散失，代谢减弱。谢减弱。(2)干种子用水浸泡后仍能萌发干种
12、子用水浸泡后仍能萌发失去自由水的种子仍保失去自由水的种子仍保持其生理活性。持其生理活性。(3)干种子放在试管中，用酒精灯加热，试管壁上有水珠干种子放在试管中，用酒精灯加热，试管壁上有水珠 失去结合水。种子浸泡后不萌发失去结合水。种子浸泡后不萌发失去结合水的细胞失失去结合水的细胞失去生理活性。去生理活性。5.在生产实际中的应用在生产实际中的应用(1)种子贮藏：晒干种子可减少自由水含量，起到降低代谢种子贮藏：晒干种子可减少自由水含量，起到降低代谢 速率、延长存贮寿命的作用。速率、延长存贮寿命的作用。(2)减少灌溉：低温环境下减少对花卉、作物的灌溉，可在减少灌溉：低温环境下减少对花卉、作物的灌溉，可
13、在 一定程度上提高植物的抗冻能力。一定程度上提高植物的抗冻能力。例例2 2009年年3月月22日是第十七个日是第十七个“世界水日世界水日”，宣传的主，宣传的主题是题是“跨界水跨界水共享的水，共享的机遇共享的水，共享的机遇”。水污染、水资。水污染、水资源短缺导致的水危机日趋严重，研究表明，源短缺导致的水危机日趋严重，研究表明，80%的疾病是由的疾病是由水污染引起的。下列有关人体内水的叙述，错误的是水污染引起的。下列有关人体内水的叙述，错误的是()A.水在病变细胞中以结合水和自由水形式存在水在病变细胞中以结合水和自由水形式存在 B.在胰岛素的合成过程中伴随着水的产生在胰岛素的合成过程中伴随着水的产
14、生 C.人体衰老细胞中自由水含量减少，代谢缓慢人体衰老细胞中自由水含量减少，代谢缓慢 D.冬季，植物体内自由水含量相对增高，以增强植物的抗寒冬季，植物体内自由水含量相对增高，以增强植物的抗寒能力能力 水与代谢、抗逆性和稳态的调节密切相关水与代谢、抗逆性和稳态的调节密切相关 1.存在形式存在形式(1)大多数以离子形式存在。大多数以离子形式存在。(2)少数与其他化合物结合。少数与其他化合物结合。常见无机盐离子的功能常见无机盐离子的功能 I：甲状腺激素的主要成分，缺乏时患地方性甲状腺：甲状腺激素的主要成分，缺乏时患地方性甲状腺肿；肿；Fe：血红蛋白的主要成分，缺乏时患贫血；：血红蛋白的主要成分，缺乏
15、时患贫血；Mg:叶绿素的组成成分；叶绿素的组成成分；2.主要功能主要功能(1)是复杂化合物的组成成分。如是复杂化合物的组成成分。如Fe2是血红蛋白的组成是血红蛋白的组成 成分，成分，Mg2是叶绿素的组成成分。是叶绿素的组成成分。(2)维持正常的生命活动。如维持正常的生命活动。如Ca2能降低神经系统的兴奋性，能降低神经系统的兴奋性，血浆中血浆中Ca2过低，会出现抽搐现象，血浆中过低，会出现抽搐现象，血浆中Ca2过高，则过高，则会导致肌无力。会导致肌无力。(3)维持酸碱平衡和渗透压平衡。维持酸碱平衡和渗透压平衡。如血浆中如血浆中H2CO3/NaHCO3 缓冲物质维持酸碱平衡；缓冲物质维持酸碱平衡；
16、Na主要维持细胞外液的渗透压，主要维持细胞外液的渗透压，K主要维持细胞内液的渗透压。主要维持细胞内液的渗透压。3.植物必需无机盐植物必需无机盐(元素元素)的实验探究的实验探究(1)对照组对照组 植物完全培养液植物完全培养液正常生长正常生长(2)实验组实验组(1)实验中应保证实验材料的统一性，即材料的种类、实验中应保证实验材料的统一性，即材料的种类、生长状况等。生长状况等。(2)实验组加入实验组加入X盐的目的是二次对照，使实验组再前后盐的目的是二次对照，使实验组再前后 对照，以增强说服力。对照，以增强说服力。例例3 华北某地区经常出现苹果小叶病，有人认为是土壤华北某地区经常出现苹果小叶病，有人认为是土壤中缺锌引起的，有人认为是土壤中缺镁引起的。现有如下中缺锌引起的，有人认为是土壤中缺镁引起的。现有如下材料，请你完成下列实验，探究上面的猜测哪个正确。材料，请你完成下列实验，探究上面的猜测哪个正确。材料用具：三株长势相同的苹果幼苗、蒸馏水、含有植物材料用具：三株长势相同的苹果幼苗、蒸馏水、含有植物必需元素的各种化合物。必需元素的各种化合物。实验原理：任何一种必需元素在植物体内都有一定的作用，
