第一节细胞中原子和分子

自由水
概念：是指以游离的方式存在的，可以 自由流动的水。
功能：
细胞内的良好溶剂；
细胞生活的液体环境；
细胞内各种化学反应的介质，直接参与 细胞内的各种化学反应；
自由水的自由流动也能促进细胞物质的 运输和代谢废物的排出。
在代谢旺盛的细胞中，自由水的含量一 般较多。
结合水
定义：在细胞中通过氢键等与蛋白质、 糖类和核酸等物质结合在一起。不能自由 流动，大约占细胞内全部水分的4.5%。
第一节 细胞中的原子和分子
组成细胞的元素 原子 分子 构成生物体各种化合物的含量 细胞中的无机化合物
人体中化学元素的含量
常量元素 氧 碳 氢 氮 钙 磷 钾 硫 钠 氯 镁
质量分数／%
61 58
1 0
3
2.0 1.0 0.35
0.25
Fra Baidu bibliotek0.15
0.15
0.05
微量元素
铜、锌、硒、钼、氟、碘、钴、锰、铁等
质量分数／%
微量
人体中化学元素的含量
• 在组成生物体的元素中，碳、氢、氧、 氮、磷、钙占98％
• 不同生物体内所含的元素种类基本相 同，但每种元素的含量却不同
• 没有发现生物体内的任何一种元素是 无机自然界中所不存在的
• 缺乏必需元素可能导致疾病（克山病 缺硒）
玉米植株与成人体内部分元素含量（％）表
例题:
生物新陈代谢旺盛、生长迅速时,生物体
内的结合水与自由水的比值将会（ B ）
A.升高 B.下降 C.不变 D.变化与此无关
解析：生物新陈代谢旺盛、生长迅速的生物体 内的结合水基本不变，自由水含量增多，所以 结合水与自由水的比值下降
例题精选
如图曲线能正确 反映大豆种子萌 发至幼苗过程中 细胞中自由水与 结合水比值(纵 坐标)变化的是
互动和探究
(1)在大豆种子成熟过程中，自由水与结 合水的比值变化用A、B、C、D四条曲
线的哪条表示较为恰当? D
(2)把题干中的“自由水与结合水的比值” 改为“有机物总量”时，应选择哪条
曲线? C
人体对部分无机盐的需求表
无
功能
每日需要 缺乏引起的 过量引起的疾
机
量
疾病
病
盐
Fe 是血红蛋白、细胞色素及 10～20 mg 缺铁性贫血 色素性肝变硬；
( B)
【点拨】
此题考查两种形式水的比值与代谢关系原理 的应用。种子在萌发之前，处于休眠状态， 代谢很弱，细胞中的水主要以结合水形式存 在，自由水与结合水的比值较小；种子在萌 发之后，自由水逐渐增多，代谢旺盛，至发 育成幼苗，自由水含量趋于稳定，所以自由 水与结合水的比值不断增大，最终达到一个 正常稳定的水平。
就不能合成血红蛋白，人就会患缺铁性贫血。
无机盐的功能 1.是细胞的结构成分
2.参与并维持生物体的代谢活动 3.维持生物体内的平衡
①渗透压的平衡 ②酸度平衡 ③离子平衡
讨论
• 实例：
功能：是组成细胞结构的重要成分。 生物体内结合水的含量增多可以使植物 的抗逆性增强，以适应不良的环境条件。
讨论
水的对于生物体的意义
一切细胞都是生活在水环境 中的。细胞中大量的水分，对于 维持细胞形态、保证代谢的正常 进行具有重要的作用。
讨论
种子为什么在晒干后才能长期贮存 ？
对一个活的细胞而言，自由水含量的多少对于 细胞的生命活动有着重要的影响。一般情况下， 细胞的生命活动随自由水含量的下降而降低。植 物一些胚性细胞，如种子，在晒干后，在自由水 几乎尽失的情况下，种子的生命活动基本停止， 但胚性细胞的原生质结构不会被破坏，细胞还未 失去活性，当种子吸水后就能很快恢复生命活动。 如果种子没有晒干，种子就会进行呼吸作用，消 耗种子中贮存的有机物，从而缩短种子的贮存寿 命。因为种子的呼吸作用强度在一定范围内与种 子内的含水量成正比。如果通过一定的手段（如 烘烤）将干种子中的结合水也赶走，胚性细胞的 原生质结构就会被破坏，种子也就死亡。
含铁酶类的成分。
铁质沉着病
Ca 促进牙齿和骨骼生长，凝 0.4～1.5 骨骼畸形； 白内障；胆结
血作用，调节神经肌肉的
g
痉挛
石；粥样硬化
敏感性等。
P 构成骨骼、牙齿、肌肉及 1.2～2.7
─
─
血液的重要元素，促进酶
g
的活动，形成ATP。
Na 体液的主要组成成分，调 1.6～5 g Addison病
—
这是叶绿素显现的颜色。没有Mg2＋就不能合成叶
绿素，植物的叶片就会发黄，影响到光合作用的
正常进行。
•
亚铁离子是血红蛋白的主要成分；血红蛋白
是一种红色含铁的蛋白质，是红细胞的主要成分，
功能是运输氧气和一部分二氧化碳。血红蛋白中
的铁是二价铁离子，对人来说，小肠也只吸收二
价铁离子，对三价铁离子是不吸收的。没有Fe2＋
节体液渗透压。
等
细胞中部分无机盐的生理功能
无机盐的功能 1.是细胞的结构成分
有些无机盐是细胞内某些复杂化合 物的重要组成部分
碳酸钙是动物和人体的骨骼、牙齿 中的重要成分
• 实例：
•
镁离子是叶绿素分子必需的成分；叶绿素是
绿色植物进行光合作用的色素，它能吸收光能用
于光合作用。绝大多数植物叶片的颜色是绿色的，
在活细胞中，水是含量最多的物质， 约占细胞总质量的60％～90％，无机盐 约占细胞总量的1.5％。
例题:(1998年上海）
过度肥胖者的脂肪组织中，占细胞重量
50%以上的物质是 （ D ）
A.蛋白质
B.脂肪
C.糖类
D.水
水的特性
水是极性分子，水分子中所形成 的氢键就成了有极性的共价键。水的 这一特性使水有较强的内聚力和表面 张力。
水还具有比较大的比热和汽化热 等特性，使得水成为生物体的温度调 节剂。
水的特性
由于内聚力，水可以在根、茎、叶的 导管中形成连续的水柱，从而可从根部一 直上升到参天大树的树梢。
由于较高的表面张力，所以水蝇等昆 虫能在水面上行走。
由于水分子的极性，它可以和多种极 性分子和极性表面结合，这就是水的附着 力。在活细胞中，水可以附着在纤维素、 淀粉和蛋白质等多种分子上，这对于正常 的代谢活动具有重要意义。
元素 Ｃ Ｈ Ｏ Ｎ Ｐ Ｃa Ｋ Ｍg Ｓ
玉米 43.57 6.24 44.43 1.46 0.20 0.23 0.92 0.18 0.17
人 55.99 7.46 14.62 9.33 3.11 4.67 1.09 0.16 0.78
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
构成生物体各种化合物的含量