第1讲细胞中的水和无机盐

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,1,讲 细胞中的水和无机盐,20,多,无机自然界,C,、,H,、,O,、,N,、,P,、,S,、,K,、,Ca,、,Mg,Fe,、,Mn,、,Cu,、,Zn,、,B,、,Mo,一、组成细胞的元素：,细胞中常见的化学元素有,种，是生物体从,中获取的。,1,元素的分类：,（,1,）按元素在生物体内的含量可分为：,大量元素，如：,等。,微量元素，如,等。,（,2,）按元素在生物体内的作用可分为：,最基本的元素是,。,主要元素，如,。,C,C,、,H,、,O,、,N,、,P,、,S,（,1,）占细胞鲜重最多的元素是,。,（,2,）占细胞干重最多的元素是,。,（,3,）细胞中含量最多的四种元素是,。,2,元素的含量特点：,O,C,C,、,H,、,O,、,N,3,元素的存在形式：大多以,的形式存在。,化合物,组成细胞的化合物分为无机化合物和,，前者中,的含量是最多的，后者中含量最多的是,。,有机化合物,水,蛋白质,二、组成细胞的化合物：,主要元素：指含量占原生质总量,97%,以上,的元素。,【,知识拓展,】,1,组成生物体的化学元素的种类及含量：,组成生物体的化学元素常见的主要有,20,多种。其组成、分类及含量如下图所示：,大量元素：指含量占生物体总重量的,万分之一以上,的元素。,微量元素：指生物体生活所必需的，含量虽少但作用非常重要的元素。,（,1,）组成生物体的化学元素在不同的生物体内种类大体相同（,统一性,）；但不同的生物体内各种化学元素的含量一般相差很大（,差异性,）。,（,2,）元素分类是根据其在生物体内的含量，而不是其生理作用。,因此对于细胞内的各种元素，不能以其含量的多少来衡量其重要或不重要。,微量元素虽含量少，但其生理作用却不可替代，如,Zn,是,DNA,聚合酶和,RNA,聚合酶的辅助因子，缺,Zn,将导致,DNA,复制和,RNA,合成不能正常进行；,Zn,还有助于人体细胞的分裂，促使生长发育（如大脑发育和性成熟等）。,（,3,）碳原子本身的化学性质，使它能够通过化学键连接成链或环，从而形成各种生物大分子，正是由于碳原子在组成生物大分子中的重要作用，科学家才说“碳是生命的,核心元素,”，“没有碳，就没有生命”。,（,4,）生物体鲜重中含量最多的元素为,O,，干重最多的元素为,C,。植物因糖类较多，蛋白质相对较少，故干重中,O,元素较多，而动物相反，干重中,N,比例较高，且,Ca,、,P,等元素因骨骼、牙齿中大量积累而含量较多。,（,5,）糖类、脂肪和蛋白质的组成元素都有,C,、,H,、,O,，可推知其代谢产物中都有,CO,2,和,H,2,O,，蛋白质中还含有,N,，故其代谢产物中还含有尿素。,（,6,）脂肪分子中氧的含量远少于糖类，而碳和氢的含量则比糖类多，因此等质量的脂肪彻底氧化时所消耗的氧气比糖类多，释放的能量也多于糖类，约为糖类或蛋白质的二倍。,（,7,）由于蛋白质中通常含有,S,，而,DNA,中含,P,，因此在实验方法上可分别用放射性同位素,35,S,和,32,P,示踪以证明,DNA,是遗传物质。,组成生物体的各种化学元素，在生物体内主要以无机盐离子或化合态形式存在。,2,化学元素的存在形式及功能：,（,1,）化学元素的存在形式,（,2,）生物体内化学元素的功能,组成多种多样的化合物，这些化合物和化学元素是生物体生命活动的物质基础。,化学元素能够影响生物体的生命活动。,S,是甲硫氨酸、半胱氨酸等含硫氨基酸的组成成分，因此也是蛋白质的,特征,元素。,Ca,在原生质中一般以磷酸盐和碳酸盐的形式存在，对保持原生质胶体的稳定性和调节膜的通透性是不可缺少的。动物血液和组织液中的钙离子，对血液的凝固和肌肉的收缩有调节作用。,缺钙，老年人患,骨质疏松症,，成年人患,骨质软化病,，儿童患,佝偻病,；血钙含量低，易导致肌肉,抽搐,；血钙高导致,肌无力,。,Mg,是叶绿素的组成成分，是一切绿色植物光合作用不可缺少的。,Fe,是细胞色素（线粒体内一种与有氧呼吸有关的蛋白质）、血红蛋白和许多含铁酶类的成分，与氧气的运输以及许多物质代谢有关。植物缺铁，叶绿素形成受阻，易产生黄化苗。,微量元素,B,（硼）能促进花粉的萌发和花粉管的伸长；,I,是合成甲状腺激素的成分。,C,【,典例精析,】,【,例,1】,下列有关组成生物体化学元素的论述，正确的是（）,A,组成生物体和组成无机自然界的化学元素中，碳元素的含量最高,B,人、动物与植物所含的化学元素种类差异很大,C,组成生物体的化学元素在无机自然界中都可以找到,D,不同生物体内各种化学元素的含量比例基本相似,（,1,）水的含量：,考点一组成生物体的无机物,水和无机盐,【,基础知识整合,】,1,细胞中的水：,在构成细胞的各种化合物中，水的含量,最多,，一般为,80%,90%,。,不同的生物体内水的含量差别很大。,同一生物体不同的生长发育阶段水的含量不同。,幼儿时期成年时期；幼嫩部分老熟部分。,同一生物不同器官水的含量也不同，如心肌含水,79%,，血液含水,82%,。,结合水,自由水,（,2,）存在形式：,和,。,一般情况下，代谢活跃时，生物体含水量在,70%,以上。含水量降低，生命活动不活跃或进入休眠。,水的含量与代谢的关系：,当自由水比例增加时，生物体代谢活跃，生长迅速，如干种子内所含的主要是结合水，干种子只有吸足水分,获得大量自由水，才能进行旺盛的生命活动。,当自由水向结合水转化较多时，代谢强度就会下降，抗寒、抗热、抗旱的性能提高。旱生植物比水生植物具有较强抗旱能力，其生理原因之一就是结合水含量较高。,（,3,）功能：,是,细胞结构,的重要组成成分；,是细胞内的,良好溶剂,，运送,营养,和,废物,；,参与许多,生物化学反应,；,为细胞提供,液体,环境。,（,1,）存在形式：,2,细胞中的无机盐：,绝大多数以,离子,形式存在，少部分是细胞内,复杂化合物,的组成成分。,是细胞的结构成分，有些无机盐是细胞内某些复杂的化合物的重要组成部分，,如,Mg,2,是叶绿素分子必需的成分；,Fe,2,是血红蛋白的主要成分；,PO,4,3,是生物膜的主要成分磷脂的组成成分，也是,ATP,、,NADPH,的主要组成成分。,（,2,）生理功能：,参与并维持生物体的代谢活动,，如哺乳动物血液中必须含有一定量的,Ca,2,，如果血液中钙盐的含量过低就会出现肌肉抽搐。,维持生物体内的平衡,：体内平衡使细胞能有稳定的结构和功能，是生物能维持正常的代谢和生理活动的必要条件。,a,渗透压的平衡：,Na,、,Cl,对细胞外液渗透压调节起重要作用，,K,则对细胞内液渗透压平衡起决定作用。,b,酸碱平衡（即,pH,平衡）：,pH,调节着细胞的一切生命活动，它的改变影响细胞内发生的一切反应，其平衡的维持就依赖于某些无机盐离子的调节，如人血浆中,HCO,3,、,HPO,4,2,等的调节。,【,典例精析,】,【,例,2】,下面关于生物体内水、自由水、结合水的联系以及与生物新陈代谢、抗性的关系，有关叙述正确的是（）,A,细胞中自由水只存在于细胞液中，相对含量越大，生物新陈代谢越旺盛,B,自由水和结合水在不同时期作用相同,C,种子贮存前，晒干是为了减少自由水含量，降低种子的代谢速 率，以延长寿命,D,越冬作物减少灌溉，便于结合水与细胞中某些物质结合在一起存在,C,【,例,3】,英国人塞达尼,任格在进行离体蛙心实验中发现，用不含钙和钾的生理盐水灌注蛙心，其收缩不能维持；用含有少量钙和钾的生理盐水灌注时，蛙心可持续跳动数小时。该实验说明钙盐和钾盐（）,A,是细胞中某些复杂化合物的组成成分,B,对维持细胞的生命活动有重要作用,C,对维持细胞的正常形态有重要作用,D,能够为蛙心的持续跳动提供部分能量,B,