2.1 细胞中的原子和分子
2.1 细胞中的原子和分子
第2章细胞的化学组成2.1 细胞中的原子和分子执笔人：张统省审核人：秦磊校对人：王曼【学习目标】1.举例说出组成细胞的原子和分子2.举例说出细胞中无机盐功能3.举例说出细胞中水的功能第1课时【自学质疑】组成细胞的原子和分子1．元素的种类、含量和作用(1)地球上天然存在的元素有多种，各种元素在地壳中所占的比例。
(2)在组成生物体的元素中，等元素的质量占全部元素的98％。
(3)不同种类生物体内所含的元素种类，但是每种元素的却不相同。
(4)缺乏必需元素可能导致疾病，如克山病因缺引起.2．原子——物质的基本单元(1)构成：由和构成，原子核由和构成。
(2)原子的质量数：原子核中和之和。
(3)电性：每一个电子带一个单位的(一1)，每一个带一个单位的正电荷(+1)，正常的原子中，与相等，整个原子呈。
(4)价电子①概念：原子最外层能参加构成的电子。
②作用：原子的和共同决定原子的化学性质。
(5)离子键：原子之间靠正负离子之间的而形成的化学键。
(6)共价键：原子之间通过形成的相互作用。
3．分子——保持物质化学性质的一种微粒(1)构成：一般是由或的原子构成(稀有气体等以单个原子状态存在除外)。
(2)表示：化合物的化学组成通常以表示。
(3)氢键①概念：发生在呈部分正电性的和呈部分负电性的或之间的一种弱键。
②作用：决定生物大分子的。
【质疑讨论】生物体中的每种元素都能从无机环境中找到,为什么生物体中各种元素的含量与无机环境中却有很大差异?【矫正反馈】1．一种核电荷数为114的新元素，该元素的某原子核内中子数为184，则其质量数为( )A．70 B．114 C．228 D．2982．研究究甲状腺功能时用作示踪原子的放射性同位素是( )A．14C B．131I C．15N D．90Sr3．列关于原子的说法错误的是( )A．原子由居于原子中心的原子核和核外电子构成B．在一个正常的原子中，核内质子数与核外电子数相等C．原子是保持物质化学性质的一种微粒D．原子的化学性质与价电子的数目有着密切的关系4．探究钾是否属于植物生长发育所必需的矿质元素。
细胞中的原子和分子
(3)氢键：当氢原子与氧原子或氮原子以共价键结合 时，氢原子呈部分正电性，而与其结合的氧原子或氮原 子则呈部分负电性。这种氢原子还可以与其他带有部分 负电性的氧原子或氮原子间因相互吸引而形成氢键。氢 键可形成于不同分子之间，也可形成于同一分子 (大分子) 之内。
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探究3.细胞中的结合水和自由水的比例关系是不是 一成不变的？并举例说明。
(1)实验课题：_________________________________。 (2)方法步骤： ①取7支洁净试管，分别编号1～7，然后分别加入2 mL 浓度为0.3% 、________、0.7% 、0.9% 、________、 ________、1.5% 的NaCl 溶液，并各加入2滴柠檬酸钠溶液；
[答案] C
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[例2] 如果一个正在进行旺盛生命活动的细胞，假定在
其生命活动过程中含水量不变，则温度对结合水和自由水的
比例有何影响，下列有关的叙述正确的是
()
A．温度升高，结合水比例减少，自由水比例增加
B．温度升高，结合水比例增加，自由水比例减小
C．温度降低，结合水比例减小，自由水比例增加
D．温度降低，结合水和自由水比例不变
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2．原子与分子 (1)原子：是物质的 基本单元 ，由位于原子中心的 原子核和 核外电子 构成。 (2)分子：是保持物质化学性质 的一种微粒。 (3)关系：原子通过 共价键、氢键 等化学键相互作 用构成分子。
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二、细胞中的无机化合物
1．水
(1)含量：最多，约占细胞鲜重的 60% ～90% 。
(4)不同生物体内各种化学元素的含量比例基本相似。 (×)
(5)参与运输营养物质和代谢废物的水为自由水。
(√)
【课堂设计】14-15高中生物(苏教)必修1课件：2.1细胞中的原子和分子
1.无机盐存在形式 1.细胞中无机 盐的存在形式 四 、 是怎样的？ 盐的生理作用 细胞中的无机盐常以 离子的形式存在，很多无 机盐还与 蛋白质 等物质结合成复杂的化合物。 2．无机盐的作用
2．细胞中无机 (1) 维持细胞的酸碱平衡 。具有缓冲作用的离
子如 HCO 、 HPO； 无 有哪些？ (2) 合成有机物的原料 。如磷(P)是合成核苷酸 机 3．举例说明细 的原料； Mg2 是合成叶绿素的原料； ＋ 盐 胞中无机盐含 (3) 合成某些特殊生理功能物质的原料 。如血 量过多及过少 导致的病症。 红蛋白中的
(1)分子是保持物质化学 性质的一种微粒。除稀 有气体等以单原子状态 存在以外，分子一般是 由两个或两个以上的原 子构成。 (2)在化学反应中，分子 可以分解为原子，原子 又可以重新组合成新物 质的分子
质量、体积都非常小，彼此间有间隔，总是在不停地 相同点 运动，同种分子(或原子)性质相同，不同种分子(或原 子)性质不相同。都具有种类和数量的含义 相互
分子是由原子构成的，分子可以分解为构成它的原子 关系
2.化学键 ①离子键：正、负离子之间通过静电作用而形成的化学键叫 做离子键。 ②共价键：原子之间通过共用电子对形成的相互作用叫做共 价键，如甲烷(CH4)。 ③氢键：当氢原子与氧原子或氮原子以共价键结合时，氢原 子呈部分正电性，而与其相结合的氧原子或氮原子则呈部分 负电性，这种氢原子还可与其他带有部分负电性的氧原子或 氮原子通过彼此间的相互吸引而形成氢键。
素的含量却 有多有少 。地壳中和细胞中元素的种类相同，
这说明了生物界和非生物界具有 统一性 。 3．缺乏必需元素可能导致疾病，一些山区居民患有克山病
(一种地方性心肌病)就是和缺硒有明显关系。贫血和 硒 元素
2.1 细胞中的原子和分子
2012-2013学年度第一学期高一生物备课组2.1 细胞中的原子和分子学案编号：01 编制：秦磊审核：徐德杰【学习目标】1.举例说出组成细胞的原子和分子2.举例说出细胞中水功能3.举例说出细胞中无机盐的功能【自学质疑】一、组成细胞的原子和分子1、列举生物体中含量较多的元素。
2、何为原子？请简单描述原子的构成？3、何为分子？试举两例构成生物体的分子。
二、细胞中的无机化合物（一）细胞中的水1、细胞中水的含量如何？2、简述细胞中的水的存在形式及功能。
（二）细胞中的无机盐1、细胞中无机盐的含量如何？2、无机盐在细胞中主要以什么状态存在？举例说明细胞中无机盐的功能。
【矫正反馈】1、人喝玉米粥，从中获得营养物质和化学元素。
关于人和玉米的化学元素的说法，正确的是（）A.组成的种类差异很大B.同种元素含量差异都很大C.组成的元素种类完全相同D.同种元素含量基本相同2、构成细胞的化学元素没有一种是生命所特有的，在无机自然界都可以找得到，这个事实说明（）A．生物界与非生物界具有统一性 B．生物体由无机物构成C．生物界与非生物界具有差异性 D．生物与非生物完全不同3、下面关于原子的说法，错误的是（）A.原子是物质的基本单元B.原子是由原子核和核外电子构成C.原子是电中性的D.单个原子不能构成分子4、下面关于分子的说法，不正确的是（）A.分子一般是由两个或两个以上原子组成B.分子是保持物质化学性质的一种微粒C.原子之间通过化学键相互作用形成分子D.分子之间不能形成化学键5、下列植物细胞中结合水的相对含量最大的是（）A．休眠的蚕豆子叶细胞B．玉米的胚乳细胞C．洋葱根尖分生区细胞D．成熟柑橘的果肉细胞6、下列关于水的叙述，不正确的是（）A．水能使细胞的温度基本稳定在一定范围B．水是各种极性分子和离子的溶剂C．水可以参与细胞内全部的化学反应D．水是细胞内各种化学反应的介质7、下面关于钙在动物体内的作用的叙述，不正确的是（）A.人体缺钙会影响骨骼发育B.血钙过低，动物肌肉会抽搐C.血钙过高，动物肌肉乏力D.克山病与缺钙有明显的关系.8、乳酸亚铁口服液可以有效地治疗人类缺铁性贫血症，这是因为其中的Fe2+进入人体后能（）A．调节血液的酸碱平衡B．调节血液的渗透压C．构成红细胞中的血红蛋白D．促进更多红细胞的产生【迁移应用】科学实验表明：生命活动旺盛的细胞自由水和结合水的比值较大，而处于休眠状态的细胞自由水和结合水的比值较小。
高一生物细胞中的原子和分子
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课堂小结
1、组成生物体的元素：大量元素和微 量元素。 2、原子的组成和分子。 3、原子和原子之间的相互作用：离子 键、共价健、氢键。
课堂练习
写出下列分子中所有原子之间的化学键： 1、CH4 2、CH3CH3 3、CH30H 4、CH3CH2OH 5、CH20 6、CH3COOH
作为嫡福晋，不能眼睁睁地任由事态再这么发展下去，在最关键の时候，她必须勇敢地挺身而出，这是她作为壹各嫡福晋の最重要の职责。不管是将他从痛苦の泥潭中成功地解 脱出来也好，也不管是狠狠地砸碎咯他の痴心梦想也好，她唯有如此这般，才能保全所有人の平安，保全王府の平安。虽然排字琦刚刚所说の那些王爷对水清の关心之举，全都 是千真万确の事实，但是经过她那活灵活现の壹番刻意演绎，这些话从排字琦の口中说出来，全都变咯味道，令所有在场之人无不确信：原是四哥对小四嫂是这么の关心体贴、 恩宠至极，简直是要把她宠到上天去咯。而在场の所有人中，也只有王爷和水清两各人，对排字琦这番卖力表现の真实原因心知肚明。此时此刻，面对不惜被他责罚仍是孤注壹 掷の排字琦，王爷の心中没有愤恨，而是唯有感激！感激他这各相濡以沫の嫡福晋，将他从儿女情长の泥潭中营救出来，他还有充满荆棘与坎坷の江山社稷路要走，他不能就此 沉沦，不管不顾。也好，也罢，让婉然误会，也许是解决他们两各人之间感情问题最好の良药。更何况他只是被动地放任咯排字琦の行为，他并没有主动地实施对婉然の伤害行 为，因此他の心里对婉然の负罪感总算是减轻咯许多。只是水清，这壹回竟然再次充当咯幌子。以前，每当他想与婉然倾诉衷肠，壹解相思之苦の时候，每每都是借着水清の这 各幌子，煞费苦心地创造他们相见の机会，不是许咯她们姐妹相见の恩典，就是许咯娘家姐姐帮衬妹妹の好处。然而现在，在他必须与婉然斩断情丝の时候，竟然还是在利用水 清当幌子。她曾经用最强烈の方式向他表达过，她是多么地痛恨被欺骗，被利用！她不是容不得他和婉然の情份，她只是不想被欺骗、被利用，可是到头来，即使时过境迁，她 却还是逃不脱再次被他利用の命数。壹想到这里，王爷在对排字琦心存万分感激の同时，又对水清心生极大の愧疚。第壹卷 第472章 空梦不但是王爷，就是水清也极为清楚福 晋姐姐这回又拿她当咯枪使，虚构出来壹幅她如何荣受王爷恩宠の画面，无非是要劝婉然姐姐断咯对王爷の念想。排字琦の良苦用心她全都能理解，更何况为咯姐姐与二十三小 格の幸福美满生活不也只能这样吗？虽然姐姐会很心痛，但是只有彻底地痛过咯，完全地释然咯，才能让被壹根红线强拴在壹起の两各人の生活走上正轨。因此，水清对于排字 琦の这番话也采取咯暗暗默许の态度，似乎是在告诉众人：对，就是这各样子。同时似乎是为咯给排字琦の这番话再加上壹各特别の强有力の证明似の，水清の嘴角展现咯壹各 小小の优雅の弧度。这是壹各迷人の淡淡の似有似无の笑意，在所有の人看来是那么の端庄、大方、得体、美丽，动人，但是，在二十三小格の眼中，这动人微笑却像是射进他 胸膛の第二枚利箭。假设将水清那各四各月の身孕作为第壹枚利箭の话，那么这第二枚利箭更疼痛，更窝心。第壹枚利箭过后，二十三小格在痛苦之余，暗暗开导自己：小四嫂 是四哥の诸人，四哥假设对她用强，她壹各手无缚鸡之力の女流之辈又能有啥啊办法？她只是迫不得已，就像婉然那样。可是这第二枚利箭の射来，分明是言之凿凿地嘲笑着 他：这哪里是壹厢情愿、被逼无奈，这分明就是两情相悦、情深意切。原本他是带着挑衅、带着胜利来到の王府。二十三小格与排字琦简直就是不谋而合！他今天の所作所为， 唯壹の目の就是为咯彻底地断掉王爷与婉然の所有念想。正如他所期盼の那样，他完全达到咯预期目の，实现咯对那壹对痴男怨女の沉重打击，可是在将炸弹点燃，壹举摧毁敌 人の同时，他自己也被炸得粉身碎骨。这各结果已经完全超出咯他の预期！他无法相信眼前の这壹切是真の，更不愿意承认这壹切就是真の。这份感情，从滋生到萌芽，从破土 到成长，从来都是形单影只、踽踽独行，他如此小心翼翼地呵护，煞费苦心地经营。虽然水清根本就不晓得他の心意，但是只要她不与王爷发生感情纠葛，即使不能得到她，他 仍是万分欣喜。因为只要她不属于任何人，他の这份痴心杂念就是值得の，他执着地在心中为她留有壹片天地，他就知足咯。事实上，在他の心中岂只是为水清留下壹片天地， 在他の心中，她永远都是如出污泥而不染の夏日莲荷，是不畏严寒傲然绽放の冰山雪莲，是风吹不落雪压不垮の腊月寒梅„„她是这世上壹切最美好事物の化身，构成咯他心中 最美好の憧憬。可是今天，他终于惊恐地发现，他竟然是大错特错！他の仙子与他の四哥竟是如此地情投意合，而他壹各人痴痴地坚守着，守来の，却是黄粱梦壹场，终自成空。 他怎么能够心甘情愿地面对这残酷の现实，又怎么能够平心静气地咽下这各颗苦涩の果。第壹卷 第473章 密议大年初二の这壹天，二十三小格带着婉然来到王府示威の同时， 九小格和十小格按照往常の惯例前往王府隔壁の八贝勒府给他们の八哥拜年，对于破天荒地少咯二十三小格，众人很是奇怪，壹晚上の话题就没有离开过他。大年初三，二十三 小格只带咯穆哲和塔娜两各人前往八贝勒府拜年。这是自二十三小格分府单过以来，第壹次拖延到大年初三才去给他们の八哥拜年。对于今天の单独来访，二十三小格当然心知 理亏，于是壹进门就赶快率先赔礼请罪：“给八哥请安拜年咯，二十三弟迟来壹天，还望八哥不要怪罪。”“哎，这有啥啊迟不迟の，大年初三还算迟？”“这不是
2.1原子和分子
2009—2010学年度大许中学高一生物教学案第2章细胞的化学组成第1节细胞中的原子和分子一、目标与方法1.说出水在细胞中的存在形式和作用。
2.说出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用。
二、课前预习：三、重难点突破考点1. 组成细胞的化学元素分类及作用：[例题1] (1)组成玉米和人体的基本元素是( )。
A．C，H，O，N，B．N，P，S，Fe C．C，H，P，S D．N，P，H，Ca(2)组成生物体的化学元素中，最基本的元素是( )。
A．C B．H C．O D．N(3)组成家兔身体的主要元素是( )。
A．C，H，O，N，Ca，P B．C，H，O，S，P，MgC．S，P，O，H，N，C D．N，P，K，Ca，S，Zn[变式训练] (2008·南京模拟题)生物大分子在生物体的生命活动中具有重要的作用。
碳原子本身的化学性质，使它能够通过化学键连结成链或环，从而形成各种生物大分子。
可以说，地球上的生命是在碳元素的基础上建立起来的。
以上事实可以说明( ) A．C元素能组成各种各样的化合物 B. C元素是最基本的元素C. C元素是各种大分子中含量最多的元素D．C元素比其他元素重要考点2、细胞中水的含量、存在形式及功能1．生物体内水的含量(1)细胞中含量最多的化合物。
(2)不同的生物体内水的含量差别很大。
例如，水生生物＞陆生生物。
(3)同一生物体的不同组织、器官含水量也不相同。
(4)生物体不同的生长发育阶段水的含量不同。
幼儿期＞成年期＞老年期。
2．自由水和结合水的关系：水在细胞中以自由水和结合水两种形式存在。
结合水与自由水之间没有明确的界限，自由水和结合水之间是可以互相转化的。
自由水与结合水的比值越大，代谢越旺盛，但抗逆性越差。
3. 水对生命活动的影响：(1)对代谢的影响：自由水含量高→代谢强度强。
(2)对抗性的影响：结合水含量高→抗寒、抗旱性强。
[例题2]. 经研究发现，人体血液中的含水量是83％，而脑组织中的含水量是78%，两者相差不大，但两种组织的形态相差甚远，其原因是( )A．血液中含自由水多，脑组织中含结合水多B．血液中含自由水少，脑组织中含结合水少C. 血液中自由水与结合水的比值大于脑组织D. 脑组织中结合水多于自由水[变式训练]. 有机化合物中具有不同的化学基团，它们对水的亲和力不同。
2.1导学案
第二章细胞的化学组成第一节细胞中的原子和分子撰写人：陈晓东审定人：卢华香编号 03 2009-09-1一、学习目标1.举例说出构成细胞的原子和分子，能识别细胞中的原子构成分子时的化学键；举例说出细胞中水分子的存在形式和功能，说出不同存在形式的水在细胞中的作用；举例说出无机盐在细胞中的存在形式及功能。
2.培养学生对数据进行分析归纳及求同思维和求异思维能力；对学生进行判断、推理、论证等思维能力的培养对学生进行跨学科综合分析问题能力的培养。
3.认同生物界和非生物界具有统一性和差异性的观点，确立学生辩证唯物主义的物质观及对立统一的观点；形成化合物的。
二、学习重点和难点学习重点：构成细胞的原子和分子；原子构成分子时的化学键；水和无机盐在细胞中的存在形式及生理作用。
学习难点：识别细胞中的原子构成分子时的化学键三、学习过程课件展示地壳和生物体内各种元素的成分比例提出问题：1.在组成生物体的元素中，哪些元素的质量总量占全部元素的98%？其中基本元素有哪些？.最基本元素又有哪些？生物界和非生物界的元素组成有什么异同？在组成生物体的元素中，____________________________________等元素的质量占全部元素的98%。
其中大量元素有________________________，细胞内含量低于万分之一的元素称为微量元素。
基本元素是________________.最基本元素是_____。
组成生物体的元素在非生物界都可以找到，说明生物界和非生物界具有__________。
但同种元素在生物界和非生物界的含量又有所不同，说明生物界和非生物界具有___________。
学生观察P12图2-1，P13知识海洋及图2-2总结：2．原子的结构组成是怎样的？核外电子是如何分布的？哪一部分称为价电子？核外电子（每个电子带1个单位负电荷）原子质子（每个质子带1个单位正电荷）原子核中子（不带电荷）3．分子的组成是怎样的？试举例说明。
人教版生物必修一2.1细胞中的元素和化合物(共32张PPT)
11、、同同学学们们是是由由什什么么构构成成的的？？ 细细 胞胞
22、、细细胞胞又又是是由由什什么么组组成成的的呢呢？？ 水水分分子子、、蛋蛋白白质质分分子子、、DDNNAA分分子子等等分分子子
33、、那那么么这这些些分分子子又又有有什什么么组组成成呢呢？？ 元元素素
微量元素(钼)是生物体不可缺少的必需元 素；在生物体中含量很少，但其作用是其它元 素不可替代的。
三、组成细胞的化合物
化合物 水 无机盐 蛋白质 脂质 糖类和 核酸
思考
质量分数/% 占85--90 1 占1—1.5 占7--10 2 占1--2 占1—1.5
水：85%-90% 无机化合物
无机盐：1%-1.5%
讨论:
部分元元素素含地量壳(％)细表胞
O
48.6
65.0
Si
26.3
极少
C
0.087 18.0
N
0.03
3.0
H
0.76
10.0
比较组成地壳和组成细胞的部分元素 的含量，你能提出什么问题？
一、生物界与非生物界的关系：
组成细胞的化学元素在无机环境中都能找到。
说明生物界和非生物界具有 统一性 。
细胞与无机环境中的各种化学元素的相对含 量差别很大。
有机化合物
脂质: 1%-1.5% 蛋白质: 7%-10% 核酸
1%-1.5%
糖类
细胞鲜重含量最多的化合物是：水 细胞鲜重含量最多的有机物是：蛋白质 细胞干重含量最多的化合物是：蛋白质
元素缺乏与疾病的相关性：
缺Ca： 人血液中缺钙会出现抽搐现象 缺Mg： 影响植物叶绿素的合成，影响光合作用的进行
缺Fe： 人体患贫血 缺Zn： 影响人体生长发育、大脑和性器官的发育 缺I： 人幼年患呆小症；成年患甲状腺肿大（大脖子病） 缺B： 华而不实（只开花不结果）
教学设计2：2.1 细胞中的元素和化合物
细胞中的元素和化合物一、教学目标1.简述组成细胞的主要元素。
说出构成细胞的基本元素是碳。
2.尝试检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质，探讨细胞中主要化合物的种类。
3.认同生命的物质性。
二、教学重点和难点1.教学重点（1）组成细胞的主要元素和化合物。
（2）检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。
2.教学难点（1）构成细胞的基本元素是碳。
（2）检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。
三、教学策略1.利用“问题探讨”创设问题情境，让学生在观察、讨论、交流中学习新知识。
本节的主要目的是让学生了解细胞的物质组成，认同生命的物质性。
由于学生在初三已经学习了化学的基本知识，所以在进入这部分学习时，通过让学生比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量，提出自己发现的问题，在与其他同学的交流中，认识到组成生物体的元素与组成地壳的元素有相似性又有区别。
针对学生提出的问题，教师要引导学生分别观察组成人体细胞的主要元素（占细胞鲜重的百分比）图和组成人体细胞的主要元素（占细胞干重的百分比）图，之后再介绍组成细胞的大量元素和微量元素。
2.利用化学知识解决碳为什么是构成细胞的基本元素这个问题。
如果学生对原子结构的知识有较好的基础，建议教师引导学生回忆碳原子核外电子分布特点，以及碳的性质，为学生理解碳链是构成生物大分子的骨架奠定基础。
学生熟悉元素周期表，很容易找到碳所在的第14族位置，它的原子序数是6，说明一个碳原子核中含有6个质子，核外有6个电子，由于电子排布的不同，在最外层有4个电子，这样，碳原子就具有了4个能够成键的价电子。
正是这4个价电子，能够使碳原子之间、碳原子与其他元素的原子之间结合形成更多的化学键。
由于每个碳原子可以形成4个化学键，所以就有可能形成含有成千上万个甚至更多个碳原子的物质。
利用学生已有的化学知识就能够理解C元素对于生命的重要意义了。
3.利用表解和“思考与讨论”获得组成细胞的化合物的知识，提高学习能力。
在学习组成细胞的化合物时，如果由教师直白地讲解细胞的化合物组成，不利于学生参与学习活动。
细胞中的原子和分子(重组)
化学键类型及特点
化学键是连接原子形成分子的作用力， 主要包括离子键、共价键和金属键。
共价键是通过原子间共享电子形成的， 分为极性共价键和非极性共价键，常 见于非金属元素之间。
离子键是通过正负电荷之间的静电吸 引力形成的，常见于金属元素和非金 属元素之间。
水、无机盐等小分子物质
水
水是细胞的主要组成部分，占细胞总质量的很大比例。它在 细胞中发挥着溶剂、反应介质、运输物质等多种作用，对维 持细胞的正常生理功能至关重要。
无机盐
无机盐是细胞内的重要组成部分，包括钠、钾、钙、镁等离 子。它们在细胞中维持渗透压平衡、参与神经传导、肌肉收 缩等过程，对细胞的正常生理功能发挥着重要作用。
建立健全的监管机制，对科技发展中涉及伦 理道德问题的行为进行监督和管理，确保科 技发展符合社会公共利益和道德规范。
政策引导
通过政策引导，鼓励和支持符合伦理 道德要求的科技发展，限制和禁止违 反伦理道德要求的科技应用。
06 总结与展望：未来发展趋势预测
CHAPTER
当前存在问题和挑战
技术瓶颈
当前细胞中的原子和分子重组技术仍面临许多技术瓶颈，如定位精度、操作效率等方面的问题，需要进一步的技术创 新和突破。
安全性问题
原子和分子重组技术涉及到对细胞内部结构的直接干预，可能引发一系列安全性问题，如细胞毒性、基因突变等，需 要进行严格的安全评估和风险控制。
应用领域限制
目前细胞中的原子和分子重组技术主要应用于基础研究领域，如细胞生物学、生物医学等，其在应用领 域的发展仍受到一定限制，需要进一步拓展其应用范围。
03 原子和分子在细胞过程中作用
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结合水是组成细胞和生物体的组成成分
2 、血液可以把其中溶解的营养物质运输到各个细胞；同时又把 细胞代谢产生的废物运送到排泄器官或直接运输到体外。这反 映自由水有何功能?
运输营养物质和废物
3 、物质必须溶于水中才能被细胞吸收利用，这说明自由水具 有什么功能?
自由水是细胞内生化反应的良好溶剂
4 、水是光合作用的原料，还有呼吸作用以及许多有机物的合 成和分解都需要水的参与。这说明了自由水有何功能呢?
质量分数为0.9%的氯化钠溶液
9%
皱缩
0.09%
膨胀
细胞中的无机盐
（一） 存在形式
多数以离子态存在,如K＋、Na＋ 、Cl－等
(二)含量
1%--1.5%
（三）生理功能
1.组成细胞中的某些化合物 2.维持细胞和生物体的生命活动 3.维持细胞的酸碱平衡 4.维持细胞的正常形态
与生活的联系
患急性肠炎的病人（肚泻）脱水时 需要及时补充水分，同时也需要补充 体内丢失的无机盐，因此，输入葡萄 糖盐水是常见的治疗方法。 大量出汗会排出过多的无机盐，导 致体内的水盐平衡和酸碱平衡失调， 这时应多喝淡盐水。
2.1 细胞中的原子和分子
人体中化学元素的含量
原子
• 原子是物质的基本单元
原子示意图
• 原子
•
原子核
中子 质子
•
电子
分子
• 分子是保持物质化学性质的一种微粒，除 稀有气体等以单原子状态存在以外，分子 一般是由两个或两个以上的原子构成。 • 化合物的化学组成通常以化学式表示。
水的化学式是H2O， 表示每个水分子由两 个氢原子核一个氧原 子构成。
细胞中的无机盐
（一） 存在形式
多数以离子态存在,如K＋、Na＋ 、Cl－等
(二)含量
1%--1.5%
（三）生理功能
1.组成细胞中的某些化合物
讨论二：
1.现在有许多食盐都是加碘的， 为什么要在食盐中加碘？ 2.哺乳动物血钙太低时，会出现 抽搐 现象。 3.有些植物缺少B时，会出现只开花不结果 即华而不实
失去结合水的细胞失去活性
（三）自由水与结合水的关系
1.在一定条件下可以相互转化 2.两者的相对含量(自由水/结合水)影响生物组 织细胞的代谢速率 代谢旺盛
结合水
代谢缓慢
自由水
自由水的比例高——代谢活跃 结合水的比例高——代谢下降，动植物抗逆性增 强，以适应不良条件（如：动物的冬眠）
思考：
1、烘干的小麦种子浸泡后不能萌发。为什么失去结合水的细 胞失去活性？
鱼类80—85%
蛙78%
高等植物 60—80%
哺乳动物 65%
不同生物体内含水量是否一样？有哪些特点呢？
细胞中的水（H2O）
（一）水在细胞中的含量 水是细胞中含量最多的化合物 1.不同种类的生物，含水量不同：水生生物>陆生生物
思考?
在生物体的不同生长发育时期，含水量有何特点？
细胞中的水（H2O）
水分子
细胞中的无机化合物
细胞中的无机化合物
水
自由水 结合水
无机盐
细胞中的水（H2O）
（一）水在细胞中的含量 水是细胞中含量最多的化合物 细胞鲜重中各类化合物的含量 化合物 质量分数 /% 60~90 水 1~1.5 无机盐 7~10 蛋白质 1~2 脂质 1~1.5 糖类和核酸水母97%Fra bibliotek藻类90%
１.细胞中的无机盐含 量是多少？ ２.表格中哪些是无机 盐，多以什么方式存 在? ３.为什么要在运动员的 饮料中添加无机盐？ 4.无机盐在细胞的生 活中起什么作用？
细胞中的无机盐
（一） 存在形式
多数以离子态存在,如K＋、Na＋ 、Cl－等
(二)含量
约占1.5%
（三）生理功能
讨论一：
1.植物缺镁会影响光合作用，为什么？ 2.为什么缺铁会导致贫血？
大多数的生化反应需要有水的参与
（四）水的生理功能
结合水
构成细胞的组成成分
自由水 1. 细胞内良好的溶剂 2.参与生化反应 3.运输营养和废物
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
运动员饮料中的化学成分
成分 蔗糖 其他糖类 柠檬酸 柠檬香精 NaCl KCl NaH2PO4 KH2PO4 NaHCO3 质量浓度/g.L-1 30 10 10 0.8 1.0 0.1 0.1 0.1 0.1
细胞中的无机盐
（一） 存在形式
多数以离子态存在,如K＋、Na＋ 、Cl－等
(二)含量
1%--1.5%
（三）生理功能
1.组成细胞中的某些化合物 2.维持细胞和生物体的生命活动
讨论三：
大家都有这样的体会，进行激烈运动 时，会感到腰酸、膝盖酸等。这是因为运 动时产生了乳酸，但体液的pH没有因此而 降低,还是维持在7.35—7.45之间，为什么 呢？
（一）水在细胞中的含量 水是细胞中含量最多的化合物 1.不同种类的生物，含水量不同：水生生物>陆生生物 2.同一生物在生长发育的不同时期，含水量也不同
人体各组织器官的含水量比较
牙齿
10%
骨骼
22%
骨骼肌
76%
心脏
79%
血液
83%
分析表格，可以得出：
细胞中的水（H2O）
（一）水在细胞中的含量 水是细胞中含量最多的化合物 1.不同种类的生物，含水量不同：水生生物>陆生生物 2.同一生物在生长发育的不同时期，含水量也不同 3.同一生物，在不同的组织、器官中，水的含量也 不相同
• 新鲜种子放在太阳下晒干，重量减轻，失 去的是哪种形式的水？ • 晒干的种子用水浸泡后还能萌发吗？ • 干种子不浸泡会不会萌发？ • 干种子放在试管中，用酒精灯烘干，试管 壁上有水珠，则失去的是哪种形式的水？ • 失去结合水的种子浸泡后还能萌发吗？
失去自由水的种子仍保持其生理活性 自由水越多，新陈代谢越旺盛
（占全部水的95.5%）
特点：
容易流动，容易蒸发，有溶解性
判断： 以下实例中水主要以什么形式在？ 自由水 （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 自由水 (Ｃ)小麦烘烤时丢失的水 结合水
（三）自由水与结合水的关系
1.在一定条件下可以相互转化
实例：当血液凝固时，血液中的自由水会 转化成结合水。
乳酸＋NaHCO3 乳酸钠＋H2CO3
CO2＋H2O
说 明 ：
细胞中的无机盐
（一） 存在形式
多数以离子态存在,如K＋、Na＋ 、Cl－等
(二)含量
1%--1.5%
（三）生理功能
1.组成细胞中的某些化合物 2.维持细胞和生物体的生命活动 3.维持细胞的酸碱平衡
讨论四：某人生病到医院输液，你知
道用的生理盐水是多少浓度的？为什 么要配制这一浓度，用0.09%或9 %浓 度可以吗？为什么？
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？
牙齿
10%
骨骼
22%
骨骼肌
76%
心脏
79%
血液
83%
(二）水在细胞中的存在形式
1.结合水： 与细胞内其他化合物相结合的水
（占全部水的4.5%）
特点： 不易散失、失去流动性和溶解性
2.自由水： 以游离的形式存在，可以自由流动