2018-细胞中的元素和无机化合物
第2讲 细胞中的元素和化合物、细胞中的无机物
基本骨架
(2)生物界和非生物界在元素种类和含量上的关系
种类 含量
统一 差异
为什么说碳是最基本元素？
1.碳在细胞干重中占55.99% 2.构成生物大分子的单体都 是以碳链为基本骨架 3.脂质等其它有机化合物也是以碳链为骨架
∴碳是生命的核心元素,没有碳就没有生命.
1.2、细胞中的化合物
水 无机盐
干重
有机ห้องสมุดไป่ตู้合物
组成元素
甲
C、H、O
乙
C、H、O,很多种类还含有N和P
丙
C、H、O、N,很多种类还含有S
丁
C、H、O、N、P
[解析] 甲表示糖类,基因是有遗传效应的DNA片段,脱氧核糖是DNA的组成成
分之一;乙表示脂质,细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层,肺炎双球菌具有细胞
膜;丙表示蛋白质,叶绿体膜的主要成分就是蛋白质和磷脂;丁表示核酸,DNA
2.下列有关组成细胞的元素的说法,正确的是( ) A.组成生物体的大量元素中,C是最基本的元素,在细胞鲜重中含量也是最多的 B.微量元素在生物体内含量很少,但必不可少,如叶绿素的合成离不开Mg C.生物体内携带氨基酸进入核糖体的有机物一定不含S D.P是磷脂、蛋白质、ATP和核糖等多种化合物的组成元素
用35S标记追踪蛋白质去向)。 (6) Fe :血红蛋白的组成成分(缺Fe2+时,贫血,无氧呼吸加剧,可引发乳酸积累,导致酸中
2018版高中生物必修一课件：2-1 细胞中的元素和无机化
问题探究
1.自由水和结合水对生物体都具有重要的作用，请分析：
(1)刚刚收获的鲜种子一般要放在阳光下暴晒，种子变干，重量减轻，鲜种
子失去的主要是哪种形式的水？种子还有活性吗？ 答案 失去的主要是自由水；种子仍保留活性。 (2)将干种子放在试管中，用酒精灯加热，试管壁上有水珠产生，这种情况
下，干种子失去的主要是哪种形式的水？种子还有活性吗？
二、细胞中的无机化合物
基础梳理
1.细胞中的化合物 (1)种类 ①无机化合物：水和 无机盐 。 ②有机化合物： 糖类 、脂质、 蛋白质 和核酸。 (2)含量 ①含量最多的化合物是 水 。 ②含量仅次于水的化合物是 蛋白质 。 ③有机化合物中含量最多的是 蛋白质 。
2.细胞中水的存在形式及其生理作用
3.生物会因环境中缺乏某种元素而产生该元素的 缺乏症 。例如，我国一 些山区的居民患有克山病，该病与缺 硒 有明显关系。
问题探究
几十年前，新西兰有一个牧场的大片牧草长势很弱，有的甚至发黄枯
萎，即使使用了大量的N、P、K肥也无济于事，后来，人们偶然发现 牧场内的一小片牧草长得十分茂盛，原来，这一片“绿洲”的附近有 一座钼矿，矿工每天上下班总是抄近路走，他们的鞋子踩过的地方， 牧草绿油油的，经过科学家的化验和分析，一公顷牧草只需150克钼
良好溶剂
结构 ห้องสมุดไป่ตู้种代谢作用
细胞
3.细胞中的无机盐 含量 较少 存在 主要以 离子 形式存在，如Na＋、K＋、Ca2＋、Cl－、HCO－ 3 ；少数以 形式 化合态存在，如I－构成甲状腺激素等
合成有机化合物的原料 ，如Mg2＋是叶绿素的必需成分、P是合成
生理 作用 核苷酸的原料 合成某些 具有特殊生理功能 的物质的原料，如Fe2＋是 血红蛋白的重 要成分 维持细胞的酸碱平衡，如红细胞中的K2HPO4/KH2PO4、HCO － 3 /H2CO3
细胞中的元素和化合物
细胞中的元素和化合物细胞是生物体的基本单位，其结构和功能复杂且独特。
细胞中的元素和化合物是构成生命的基础，下面将对其进行详细的探讨。
一、元素细胞中的元素种类繁多，其中一些是大量存在的，如氧、碳、氢、氮、钙、磷等，而另一些则是痕量存在的，如铁、铜、锌、硒等。
这些元素在细胞中发挥着重要的生物学功能。
1.大量元素：细胞中含量最多的元素是氧，其次是碳、氢和氮。
这些元素构成了细胞的大部分有机化合物。
氧主要存在于蛋白质、脂质和核酸中，碳是构成生物大分子的主要元素，如蛋白质、核酸和脂质，而氢和氮则参与了这些分子的构建。
2.痕量元素：铁、铜、锌、硒等是细胞中痕量存在的元素，但它们在生物体内发挥着至关重要的作用。
例如，铁是血红蛋白和肌红蛋白的重要组成部分，铜是铜蓝蛋白和许多酶的活性中心，锌是许多酶的辅助因子，而硒则是谷胱甘肽过氧化物酶的活性中心。
二、化合物细胞中的化合物主要由水、有机化合物和无机化合物组成。
这些化合物在细胞的生命活动中起着关键作用。
1.水：水是细胞中含量最高的化合物，约占细胞总重量的70%以上。
水在细胞内以游离态和结合态存在，主要参与细胞内的反应、物质运输、能量传递等过程，并维持细胞的正常形态和内部环境。
2.有机化合物：细胞中的有机化合物主要包括蛋白质、核酸、脂质和糖类等。
蛋白质是细胞中最重要的有机化合物之一，它们是生命的基石，参与了细胞的各个方面，包括结构支撑、催化反应、信号传递、免疫防御等。
蛋白质是由氨基酸组成的，具有特定的氨基酸序列和三维结构。
核酸是细胞中携带遗传信息的物质，包括DNA和RNA两种。
DNA是细胞的遗传信息库，存储了生物体的遗传信息，而RNA则参与了DNA的转录和翻译过程，将遗传信息转化为蛋白质。
脂质是细胞膜和某些细胞器的组成部分，包括脂肪、磷脂和固醇等。
它们在细胞识别、信号传递和物质运输等方面也起着重要作用。
糖类是细胞的能量来源之一，同时也在细胞识别、免疫应答等方面发挥重要作用。
2018生物必修1课件：2.1 细胞中的元素和化合物
解析 双缩脲试剂、碘液、斐林试剂分别用于检测蛋白质、淀 粉和还原糖。根据实验结果可知：甲溶液中含有蛋白质，不含 淀粉，A项错误； 乙溶液中含有淀粉，不含还原糖，B项错误； 混合溶液遇碘呈蓝色，说明混合溶液中含有淀粉，C项错误； 甲、乙混合后淀粉含量减少并产生了还原糖，说明甲溶液中的 淀粉酶将淀粉部分水解产生了还原糖，D项正确。 答案 D
(1)由表1可以看出 ①组成生物体内的任何一种元素都可以在 无机自然界 找 到，说明生物界和非生物界具有统一 性。 ②同一种元素在人体细胞中的含量与地壳中的含量 不同 ， 这体现了生物界和非生物界的 差异 性。
(2)由表2可得出结论 ①不同生物体内所含元素种类 基本相同 ；不同生物体内每种化 学元素的含量 不同 。
4.不同生物材料中富含有机物的成分不同，请把下面的 生物材料进行分类：富含糖类 ①③⑥⑨ ；富含脂肪⑤⑦； 富含蛋白质 ②④⑧ 。 ①玉米种子 ②牛奶 ③甘蔗的茎 ④鸡蛋 ⑤花生种子 ⑥甜菜的根 ⑦蓖麻种子 ⑧大豆种子 ⑨苹果
归纳提炼
活学活用
2.判断下列叙述的正误。 (1)生活在沙漠中的仙人掌细胞中，各种化合物占细胞鲜重的含 量由多到少的排列顺序是蛋白质、糖类、脂质、水( × ) 解析 无论是生活在沙漠中，还是在海洋中，所有活细胞中含 量最多的化合物都是水。蛋白质是细胞内含量最多的有机化合 物，或者说是细胞干重中含量最多的化合物，再次是脂质，糖 类和核酸所占比例更小。
三 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
不同生物组织中化合物的种类和数量有一定的差别，我们可以利用 某些特殊的显色反应进行检测，请结合教材P18～19实验进行分析。 1.实验原理 (1)还原糖(葡萄糖、麦芽糖、果糖等)＋ 斐林 试剂 ―沸―水―浴→ 砖红 色 沉淀。 (2)脂肪＋ 苏丹Ⅲ(Ⅳ) 染液→ 橘黄(红) 色。 (3)蛋白质＋双缩脲 试剂→ 紫 色。 (4)淀粉＋ 碘液 → 蓝 色。
高中生物教案《细胞中的元素与无机化合物》
《细胞中的元素与无机化合物》高中生物教案一、教学目标1.知识目标：o理解细胞是由多种元素和化合物组成的。
o掌握细胞中主要元素和化合物的种类及其功能。
o了解元素与化合物在细胞生命活动中的作用。
2.能力目标：o培养学生的观察、分析和归纳能力，通过实验和资料分析理解元素与化合物的关系。
o提高学生的实验操作技能，学会使用实验器材进行简单的元素与化合物检测。
3.情感目标：o激发学生对细胞化学组成的好奇心和探究欲望。
o培养学生的科学探究精神和团队合作意识。
二、教学重难点1.重点：o细胞中主要元素和化合物的种类及其功能。
o元素与化合物在细胞生命活动中的作用。
2.难点：o元素与化合物之间的关系及其在细胞中的复杂作用。
三、教学准备1.教学材料：o细胞元素与化合物相关的书籍、资料。
o实验器材：显微镜、试管、滴管、试剂（如水、无机盐溶液、有机溶剂等）。
2.教学设备：o投影仪、电脑等多媒体教学设备。
四、教学过程1.导入新课：o通过展示细胞的结构图片，引导学生思考细胞是由什么组成的。
o提问学生是否知道细胞中含有哪些元素和化合物，引出本节课的主题。
2.知识讲解：o介绍细胞中的元素种类，重点讲解主要元素（如碳、氢、氧、氮、磷、硫等）的作用。
o讲解细胞中无机化合物的种类及其功能，如水和无机盐。
o介绍细胞中有机化合物的种类及其功能，如蛋白质、核酸、脂质和多糖等。
3.实验操作：o演示简单的实验，如使用试剂检测细胞中的无机盐或有机化合物。
o学生分组进行实验，观察并记录实验结果。
o教师巡回指导，解答学生在实验过程中遇到的问题。
4.讨论交流：o让学生分享实验结果和观察到的现象。
o讨论元素与化合物在细胞生命活动中的作用，以及它们之间的关系。
5.总结提升：o总结细胞中主要元素和化合物的种类及其功能。
o强调元素与化合物在细胞生命活动中的重要性。
o引导学生思考如何通过研究细胞的化学组成来深入了解细胞的生命活动。
五、作业布置1.完成相关练习题，巩固对细胞中元素与化合物知识的理解。
细胞中元素与无机化合物
细胞中元素与无机化合物细胞是生物体的基本单位，是由各种元素和化合物所构成的。
细胞中的元素和无机化合物具有重要的生理和生化功能，对细胞的生命活动和机制起着关键性的作用。
细胞中存在的主要元素包括碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、磷（P）和硫（S），这些元素构成了细胞有机化合物的基本组成部分。
碳、氢和氧是生物体最主要的元素，占细胞总质量的97%，并形成了大量的有机化合物，如蛋白质、脂质、核酸和多糖等。
氮元素存在于蛋白质和核酸中，是构成生命体的重要组成部分。
磷元素存在于核酸和脂质中，并且以磷酸酯形式参与能量传递和信息传递的过程。
硫元素在蛋白质的构成中有重要作用，并参与形成二硫键的形成。
除了以上主要元素外，细胞中还存在着一些微量元素，如钙（Ca）、钾（K）、钠（Na）、镁（Mg）和铁（Fe）等。
这些微量元素在细胞中起着多种重要的作用。
钙元素在细胞信号传递中起着重要的作用，调节肌肉收缩和神经传导等细胞过程。
钾、钠和镁元素参与细胞的离子平衡和细胞膜的稳定性。
铁元素参与呼吸过程中的氧运输和电子传递。
除了元素外，细胞中还存在着大量的无机化合物。
最重要的无机化合物是水（H2O）。
水在细胞中起着溶剂的作用，参与细胞内物质的运输和代谢，维持细胞内稳定的渗透浓度。
此外，水还参与到细胞的化学反应中，如水解反应和脱水反应等。
此外，水还参与到细胞酶催化反应和蛋白质的折叠和稳定中。
另外，细胞中存在着一些重要的无机离子和化合物，如氢离子（H+）和氢氧根离子（OH-）、硫酸根离子（SO42-）、磷酸根离子（PO43-）等。
这些离子和化合物在细胞内起着各种重要的生理功能。
氢离子参与细胞内pH调节和酸碱平衡的维持。
硫酸根离子和磷酸根离子以磷酸酯的形式存在于细胞内，参与能量转移和储存。
总结起来，细胞中的元素和无机化合物是维持细胞正常生命活动的基础。
这些元素和化合物参与了细胞内各种生化反应、物质转运和能量转化过程。
细胞中的元素和无机化合物的平衡和调控对于维持细胞的正常功能和生命活动至关重要，也为生物体的正常发育和生长提供了基础。
高考生物专题课件2：细胞中的元素和无机化合物
深化突破
2.自由水和结合水的存在及其功能的验证 (1)鲜种子放在阳光下曝晒,质量减轻→自由水散失,代谢减弱。 (2)干种子用水浸泡后仍能萌发→失去大部分自由水的种子仍保持其生 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→失去大部分结 合水。种子浸泡后不萌发→失去大部分结合水的细胞丧失生理活性。
2.如图甲是细胞中3种化合物含量的扇形图,图乙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 ( )
A.若图甲表示正常细胞,则A、B化合物共有的元素中含量最多的是a B.若图甲表示细胞完全脱水后化合物含量的扇形图,则A化合物中含量 最多的元素为图乙中的b
深化突破
C.图乙的正常细胞中数量最多的元素是c,这与细胞中含量最多的有机 物有关 D.若图甲表示正常细胞,则B化合物具有多样性,其必含的元素 为C、H、O、N
深化突破
考向1 以基础判断的形式,考查元素和化合物的种类、含量 1.下列有关细胞中的元素的叙述,正确的是 ( C ) A.细胞中常见的化学元素有20多种,根据作用大小分为大量元素和微量 元素 B.组成各种化合物中的化学元素都有C,故C是构成细胞的最基本元素 C.不同细胞中的化学元素种类大体是相同的,但含量存在一定的差异 D.占人体细胞干重和鲜重最多的化学元素都是O
2.细胞中的无机盐
深化突破
深化突破
归纳提升 (1)无机盐离子中Na+、Cl-对维持血浆渗透压至关重要,人 体血浆渗透压90%以上来源于Na+和Cl-。 (2)Na+、K+对细胞内外渗透压大小所起的作用不同。Na+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。
深化突破
1.判断三种条件下细胞内水分变化规律 (1)环境恶化——自由水↓,结合水↑。 (2)细胞衰老——自由水↓,结合水↑。 (3)生命活动增强——自由水↑,结合水↓。
细胞中的元素和化合物、无机物
6、下列有关水的叙述中，错误的是 （ ） ①参与运输营养物质和代谢废物的水为自由水 ②生物体内的化学反应离不开水 ③水是细胞结构的组成成分之一 ④人体细胞内水的存在形式为结合水和自由水 ⑤自由水与结合水的比例与新陈代谢的强弱关 系不大 ⑥不同细胞内自由水与结合水的比例相差不大 A.①④⑤ B.①④⑤⑥ C.⑤⑥ D.②③④⑤⑥
细胞中的元素和化合物 细胞中的无机物
一、组成细胞的化学元素
1、种类 2、分类 3、含量 4、存在形式 5、作用 6、统一性 差异性
要点探
判断元素和化合物时需要明确4点
究 (1)判断元素的含量时，要明确是鲜重还是干重。
如判断细胞中含量最多的元素时，要明确鲜重时氧元素
最多、干重时碳元素最多。
(2)判断元素的差异时，要明确是种类还是含量。 因为组成不同细胞的化学元素，在种类上差别不大，但 在含量上相差很大。
分别是（ ） A.斐林试剂、苏丹III、碘液、双缩脲试剂
D
B.苏丹III、斐林试剂、双缩脲试剂、碘液
C.双缩脲试剂、斐林试剂、碘液、苏丹III
D.斐林试剂、双缩脲试剂、苏丹III、碘液
3.下列关于实验操作步骤的叙述中，正确的是 A.用于鉴定还原糖的斐林试剂甲液和乙液，
可直接用于蛋白质的鉴定 B.脂肪的鉴定实验中需要用显微镜才能看到
3．苹果含有元素Zn，Zn是形成与记忆力息息 相关的蛋白质不可缺少的元素，儿童缺Zn，就 会导致大脑发育不完善。因此，苹果又被称为
记忆之果，这说明无机盐离子 ( D )
A．对维持酸碱平衡有重要作用 B．对维持细胞形态有重要作用 C．对调节细胞渗透压有重要作用 D．对维持生物体的生命活动有重要作用
4、下列选项中，含有相同元素的一组化合物 是( C )
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（2）结合水： 组成细胞结构的重要成分
生物体的一切生命活动都离不开水。
将骨和小麦的种子烧尽 , 最终都会得到 一些灰白色的灰烬 , 请问这些灰烬是什 么呢 ?
无机盐
无机盐
血红蛋白分子结构图（部分） 叶绿素分子结构图（部分） 1、有一种贫血症叫缺铁性贫血症，为什么缺铁会导致贫血？ 2、植物体缺乏镁会影响光合作用，为什么？ 3、为何在食盐中加碘？
新陈代谢旺盛
抗逆性强
水
2.水的作用
（1）良好的 溶剂 ； （2）参与细胞内的许多生化反应； （3） 运输 营养物质与代谢废物； （4）细胞生活提供液体环境
（四）水的生理功能
（1）自由水
（1）良好的 溶剂 ； （2）参与细胞内的许多生化反应； （3） 运输 营养物质与代谢废物； （4）细胞生活提供液体环境
无机盐
1.无机盐的存在形式
大多数以离子的形式存在 阳离子：Na＋、K＋、Mg2+、Fe2+、Fe3+， 阴离子： Cl－、SO42-、PO43-、HCO3－
少数以化合物的形式存在
碳酸钙是骨骼牙齿 的重要组成成分
碘离子是甲状腺的重要组成成分
无机盐
2.无机盐的功能
a. 合成有机物的原料
Mg2+是叶绿素的组成成分，缺镁会导
0.47
思考 不同生物细胞中化学元素含量相 同吗？
➢ 不同生物体内所含的元 素种类基本相同，但是 每种元素的含量却有多 有少
一.组成细胞的元素
1.元素种类（按照含量） 大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等 微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo 等
一.组成细胞的元素
占细胞鲜重最多的四种元素： O C H N 占细胞干重最多的四种元素： C O N H
50-55%
水在自然界中的存在形式：
水在细胞中的存在形式：
自由水：以 由游 流离 动的 （形95式.5%存）在，，能可自以由自
流动，容易散失。
结合水：与 水细 （胞4.5内%其）他，物不质容相易结流合动的，
不容易蒸发。
自由水
游离、自由流动
结合水
与其他物质相结合
讨论：
心脏和血液的含水量很
接近为何心脏呈坚韧的形态 而血液却呈流动的液态？
学习方法
• 对教材要非常熟悉
全看———大小、图文 细看———找重点，做标记 形成知识网络——每个月做 背———概念、原理、结论性语句
高质量地做题 •
——能力是练出来的不是看出来的
多做——见多识广，多做一点就会有感觉 有效——做过的题一定要弄得明明白白 总结——做题中学习新知识 重看——重要的题型考前再看看
致叶绿素形成阻碍，从而影响光合作用。
P要O43+是细胞膜的主
Fe2+是血红蛋白的组成元素，缺铁会
导致血红蛋白合成障碍
组成成分
无机盐
2.无机盐的功能
b.维持细胞和生物体正常的生命活动 实例1:食盐中为何加碘
缺碘，不能合 成甲状腺激素
实例2:哺乳动物钙离子太低，会出现抽搐症状 c.维持细胞的酸碱平衡 d.调节渗透压，维持细胞的形态和机能
水
有机化 合物
无机盐
糖类 脂质 蛋白质 核酸
质量分 化合物 数%
水 占85~90
无机盐 占1~1.5 蛋白质 占7~10
脂质 占1~2 糖类和
核酸 占1~1.5
水
细胞中含量最多的化合物
1.在生物体的不同生长发育时期，含水量有何特点？ 2.男人体内的含水量与女人体内含水量大小关系是?
77%
60%
新生儿 80% 成年男性 60% 成年女性 50%-55%
牙齿 10%
骨骼 22%
骨骼肌 76%
心脏 79%
血液 83%
说明心脏中主要是结合水， 血液中主要是自由水。
判断：以下实例中水主要以什么形式存在？ （A） 切西瓜时流出的瓜汁水 （B）新鲜小麦种子晒干时丢失的水 （Ｃ）晒干的小麦烘烤时丢失的水
（D）鸡蛋清里的水
以自由水方式存在的有： A B 以结合水方式存在的有： C D
结合水： 组成细胞结构的重要成分
（三）自由水与结合水的关系
1.血液凝固时，血液中的（ 自由水 ）转变成（结合水）。
说明自由水和结合水可以自由转换。
2.萌发的种子与干燥的种子相比，自由水/结合水的比值 （ 萌发的种子 ）高，新陈代谢速率（ 萌发的种子 ）高。
两者的相对含量（自由水/结合水）影响生物组织 细胞的代谢速率。
暂时不理解就记住 多问问题是捷径
学会听课
2、 记笔记要有选择 课堂上写时是无法思考的，不要让过多
笔记影响你，笔记自己懂就可以了 三记三不记：重点、难点、书上
没有的记；次要、易懂、书上有的不记
每一个生物科学问题的答案 都必须在细胞中寻找。
－－美国细胞生物学家威尔逊
第二章 细胞的化学组成
第一节 细胞中的元素和无机化合物
H
0.76 10.0
一.组成细胞的元素
组成玉米与人的部分元素含量（％）
表（细胞干重）
• 玉米
人
• 氧 44.43
14.62
• 碳 43.57
55.99
• 氮 1.46
9.33
• 氢 6.24
7.46
• 钾磷 0.20
3.11
• 硫 0.17
0.78
• 氯 0.14
一.组成细胞的元素
➢生物体内的任何一种元素都能在无机自然界中找 到——物质组成的统一性。
一.组成细胞的元素
组成地壳与组成生物体的部分元素含量（％）表
元素 O Si C N
地壳 48.60 26.30 0.087 0.03
细胞 65.0 极少 18.0 3.0
➢ 每种元素在生 物体内和无机 自然界中的含 量不同——物 质组成的差异 性。
实例：人患急性肠胃炎时，医生用0.9%的生理盐水静脉注射
小结
一.元素的统一性和差异性
生物界与非生物界 不同生物之间 同一生物体内不同细胞之间 1.种类上→统一性 2.含量上→差异性
小结
2.细胞中元素的分类
按照含量万分之一 大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等 微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo 等 大量元素 最基本的元素；C 基本元素：C、H、O、N 主要元素：C、H、O、N、P、S
一.组成细胞的元素
2.元素的作用 构成化合物
（如C、H、O是糖的组成元素）
调节生命活动
（如B促进花粉管的萌发，缺硼“花而不实”）
2020/10/16
思考
1.我们每天摄取大量食物，根据你的生活经验， 说说各种食物中含量较多的化合物有哪些？
二.细胞中的无机化合物
细胞中 化合物
2020/10/16