2.1《细胞中的原子和分子》(2)

第1节细胞中的原子和分子

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分子的功能。

学习提示

组成细胞的原子和分子是本章理解性内容，细胞中无机分子的功能是本节重点。

阅读分析——微量元素与人体健康

人体内含量甚微，低于体重0.01％的那些元素，称为微量元素。人体内的微量元素虽然含量很少，但对人体健康却起着重要的作用。它们作为酶、激素、维生素、核酸的成分，参与生命的代谢过程。从某种意义上说，微量元素比维生素对机体更需要。目前已发现的微量元素有20余种，已知铁、碘、铜、锰、锌、钴、铬、硒、铝、氟、硅、锡、钒等微量元素与机体的生命活动关系密切。

（1）在酶系统中起特异的活化中心作用。

微量元素使酶蛋白的亚单位保持在一起，或把酶作用的化学物质结合于酶的活性中心。铁、铜、锌、钴、锰、铝等，能和巯基、胶基、异吡唑基、氨基、羟基等配位基或分子基因相络合，形成络合物，存在于蛋白质的侧链上。

（2）在激素和维生素中起特异的生理作用

某些微量元素是激素或维生素的成分和重要的活性部分，如缺少这些微量元素，就不能合成相应的激素或维生素，机体的生理功能就必然会受到影响。如甲状腺激素中的碘和维生素B

中的钴都是这类微量

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元素。

（3）输送元素的作用

某些微量元素在体内有输送普通元素的作用。如铁是血红蛋白中氧的携带者，没有铁就不能合成血红蛋白，氧就无法输送，组织细胞就不能进行新陈代谢，机体就不能生存。

（4）调节体液渗透压和酸碱平衡

微量元素在体液内，与钾、钠、钙、镁等离子协同，可起调节渗透压和体液酸碱度的作用，保持人体的生理功能正常进行。

（5）影响核酸代谢

核酸是遗传信息的携带者，核酸中含有相当多的铬、铁、锌、锰、铜、镍等微量元素，这些微量元素，可以影响核酸的代谢。因此，微量元素在遗传中起着重要的作用。

（6）防癌、抗癌作用

有些微量元素，有一定的防癌、抗癌作用。如铁、硒等对胃肠道癌有拮抗作用；镁对恶性淋巴病和慢性白血病有拮抗作用；锌对食管癌、肺癌有拮抗作用；碘对甲状腺癌和乳腺癌有拮抗作用。

教材分析

思维拓展

生活在地球上的生物，无论其结构是简单还是复杂，它们的物质组成来自天然存在的元素。科学家们通过对生物体细胞化学组成的研究，查明了生物体化学元素的种类、数量和作用。

原子是物质的基本单元，两个或两个以上的原子构成分子，许多分子以一定方式聚集在一起，形成化合物（惰性气体除外，它以单分子形成）。

本教材介绍了组成生物体的化学元素，组成生物体的化学元素的种类、数量、作用；组成细胞的原子和分子，细胞中的无机分子方面的内容。

一、组成细胞的原子和分子

地球上天然存在的元素有90多种，在细胞中可找到至少62种元素，其中重要的有24种，常见的有29种。在生物体的元素构成中，C、H、O、N、P、Ca等6种占全部元素的98%，属大量元素。其次，还有一些含量较少的元素，虽然含量少，如果一旦缺失，会对生物体造成各种各样的伤害。例如硒能保护心脏，防止心肌纤维化，改善心房收缩和舒张性能，调整心率。如果缺硒，心肌受损造成心肌增大，急性或慢性心功能不全和各种类型的心率失常，急重症可导致死亡。这就是克山病。

1.原子

原子是物质的基本单元，由原子核和外围电子组成。原子核中质子数和中子数之和可称为原子的质量数。在一个正常的原子里，核内质子数与核外电子数相等。因此，原子一般是呈中性的。

2.分子

分子是保持物质化学性质的一种微粒。除惰性

机体内所有的元素都存在直接或间接的联系，彼此相互影响，处于平衡状态。元素间的平衡一旦被破坏，将会影响健康,甚至发生疾病。

常见的元素绝大部分属元素周期表上原子序数较低的。大量元素有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等；微量元素有Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni。

硒是一种微量元素，是人体不能自身合成的元素，心脏对硒十分敏感。

要点提炼

组成生物体的分子进一步形成多种多样的化合物，这些化合物是生物体结构和功能的物质基础。

在生活的细胞中，水是含量最多的物质，占细胞总量的60%～90%。自由水参与各种代谢

气体外，分子一般是由两个或两个以上的原子构成。化合物的化学组成以分子式表示。

二、细胞中的无机分子

1.水分子：具有极性。相邻的水分子通过H原子与O原子之间的吸引力可形成氢键。氢键使水体表面张力增强，动物可依此在水面上运动。一个水分子和四个水分子之间形成氢键。所以几乎所有带电荷或具有极性基团的分子溶解于水中。

水分子以自由水和结合水两种形式存在于细胞中。

（1）自由水：良好的溶剂。许多细胞生命活动需要的离子、分子都溶解其中；细胞中所有的生物化学反应都是在水中进行的；各种物质只有溶解在水里才能被细胞吸收并运输。

（2）结合水：结合水不参与代谢活动。在细胞中通过氢键与蛋白质、糖类和核酸等物质结合在一起。结合水是组成细胞结构的重要成分。植物种子、植物体生活在不良环境中（如干旱、盐渍、寒冷等），体内结合水含量相对增加，抗逆性强，以适应不良环境条件。

2.无机分子：无机盐常以离子形式存在，很多无机盐还与蛋白质等物质结合成复杂的化合物，参与细胞的各种生命活动。无机盐占细胞质量分数的1%～1.5%，对生物体具有重要的调节作用，过多或过少都会影响机体正常生命活动。活动，它的数量制约着代谢强度。

在不同条件下，自由水和结合水的比率是经常变化的。它们的比率往往影响代谢强度。