阐明生命现象的规律， 必须建立在阐明生物大分子结构基础上。 第二章　组成细胞的分子 第1节 细胞中的元素和化合物

缺锌困惑： 现在生活水平不低，孩子吃得好、穿得好，怎么会缺锌呢？为什么北方人长的比较高？为什么不宜多吃菠菜？ 锌对人生理影响机理： 缺锌困惑： 　　现在生活水平不低，孩子吃得好、穿得好，怎么会缺锌呢？为什么北方人长的比较高？为什么不宜多吃菠菜？ 锌对人生理影响机理： 　　锌是人体内200多种酶和蛋白质的重要组成成分，是重要生命大分子的活性结构成分，广泛参与了生命活动的各个方面。含锌的酶和蛋白质有DNA聚合酶、RNA聚合酶、消化酶、味觉蛋白等。缺锌是引起儿童骨骼生长缓慢、骨钙化不良、食欲低下、消化功能降低和整体发育迟缓的重要原因。 　　米、面中存在一种叫做植酸的物质，它能够与锌元素结合，形成化合物，使得人体无法正常吸收；人的高矮受遗传控制，但受环境的影响，如果以发酵面食为主食，植酸就会减少；菠菜中草酸也会影响锌的吸收。 锌是人体细胞必需元素。 结　论

阅 读 理 解 【元素】是对具有相同核电荷数的一类原子的总称。 【单质】是由相同元素原子组成的物质。

三、组成细胞的元素 1、种类：不同生物的元素种类大体相同，常见的有20多种。 阅 读 理 解 1、种类：不同生物的元素种类大体相同，常见的有20多种。 2、含量：不同生物的同种元素的含量不同，同种生物不同元素含量不同。 大量元素： 含量占生物体总重量万分之一 以上的元素。 大量元素 主要元素 基本元素 最基本元素 木桶碰新铁门 微量元素： 指生物生活所必需的。但是需要量却很少的一些元素。 Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo

三、组成细胞的元素 构成生命元素条件： 1.化合物多样性:某一元素的化合物有着巨大的种类数目是该元素能形成生命的大前提。 思 考 讨 论 构成生命元素条件： 　　1.化合物多样性:某一元素的化合物有着巨大的种类数目是该元素能形成生命的大前提。 　　2.化合物相对的稳定性:如果某种元素形成的生命高分子骨架容易断裂、变化无疑是无法有生命形成，生物无时无刻的进行新陈代谢，过于稳定的元素骨架又使得生命物质的更换十分困难，生命也不能够存在。 　　基于以上两点，在地球上形成生命，C是最适合的，因此生命选择了碳。 【构成生命元素条件】 并非任一种元素都有以创造走向生命，因此通过上述事实，与现实在生命形态的特点，我们认为一种元素必需具有以下性质： 1.多样性 生命绝对不是可以用某种元素的一种或几种简单化合物拼凑而成，根据生物学的定义：能够进行新陈代谢是称某物为生物的必要条件，而新陈代谢无疑是一个极为复杂的多重化学过程，作为其中的核心元素其化学形态决不会只有几千、几万种，我们通过碳的例子也不难看出，对于某种可能架构生命骨架的元素而言，该元素形成的化合物都并非是能够构成生命的物质。 事实上往往只有其构成的所有化合物中极少的一部分才是构成生命的物质，而现今科学发现而言，再简单的生物体其体内不同位置，不同功能，不同性质的元素也不是一句数以万计就能概括的。 因此某一元素的化合物有着巨大的种类数目是该元素能形成生命的大前提。 2.相对的稳定性 如果某种元素形成的生命骨架容易断裂、变化无疑是无法有生命形成的。正如前面所述的生命的诞生、发展必须经过积累、反应、组合等过程，无论哪一个过程都不是一朝一夕，而是十分漫长的。若生成的化合物不能稳定的存在，其形成的生命想必也不能够稳定的存在。同样的，生物无时无刻的进行新陈代谢，过于稳定的元素骨架又使得生命物质的更换十分困难，生命也不能够存在。 【碳的多样性】 在现今发现的所有化合物中碳的化合物占到了总数的 95%左右，举一个简单的例子：10 个碳的烷烃有 75个构造异构体，15个碳就有 4347 个，当碳链原子数增加到 20时，构造异构体数目竟高达 366319 个，这还只是就烷烃的构造异构体而言。对于构成生命的重要物质蛋白质而言，其碳原子数将会远大于 20 个，并且还加有-NH2、-OH、-COOH、-S-S-等不 7同的基团，C 的杂化方式也不像烷烃只有 sp3 ，更多了 sp 与 sp2 ，再加上构象，旋光性等因 素，其异构体的数目将会是一个天文数字。足以说明碳的多样性。 【碳的相对稳定性】 C—C 键的键能是 350KJ/mol，C=C 键是 620KJ/mol，C≡C 键是 820KJ/mol，相对于其它诸多元素的单键键能数据，C—C 键的键能是算比较大的，从而证明了 C-C键是稳定的。同时，C-N 键键能只有 276 KJ/mol。C-P、C-S 键键能在 250KJ/mol 左右，它们很容易通过反应进行变化，从而变为新的碳化合物，C不会因为过于稳定而使得新陈代谢不能进行。 可见，在地球的环境下，C 是适合做生命的骨架的。

组成地壳和组成细胞的部分元素含量(％) 比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量，你能得出什么结论？ 元素 地壳 细胞 问 题 比 较 组成地壳和组成细胞的部分元素含量(％) 　　比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量，你能得出什么结论？　 元素 地壳 细胞 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 　　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，说明生物界和非生物界又具有差异性。 结　论

四、组成细胞的化合物 问题四：有机化合物和无机化合物有什么区别？ 阅 读 理 解 问题四：有机化合物和无机化合物有什么区别？ 组成 细胞 的化 合物 无机盐：1%-1.5% 无机化合物 水：85%-90% 　　区别主要看它们的分子组成中是否有碳元素。 有机化合物 脂 类：1%-2% 蛋白质：7%-10% 核 酸 糖 类 1%-1.5% 问题五：细胞内最多的有机化合物和无机化合物分别是哪一种，你能推测它们对生命的意义吗？ 【化合物】由不同种元素组成的纯净物。 【有机物】有机物通常指含碳元素的化合物，或碳氢化合物及其衍生物总称为有机物。早先，人们已知的有机物都从动植物等有机体中取得，所以把这类化合物叫做有机物。 　　细胞中最多的有机化合物是蛋白质，无机化合物是水。 　　蛋白质是组成生物体的重要物质，在生命中起重要作用；水是生命之源，离开水，生命活动就无法进行。

四、组成细胞的化合物 问题六：根据你的生活经验，说说哪些植物器官的细胞中富含糖类、脂质或蛋白质？怎样从植物器官中提取这些化合物？ 思 考 讨 论 问题六：根据你的生活经验，说说哪些植物器官的细胞中富含糖类、脂质或蛋白质？怎样从植物器官中提取这些化合物？ 　　植物的叶肉细胞、果实细胞和种子细胞中通常含有较多的糖类、脂质、蛋白质。 　　如：禾谷类的果实、种子中含淀粉较多；甘蔗的茎和甜菜的根含蔗糖较多；花生、芝麻的种子中含脂质较多；大豆种子中含蛋白质较多。 　　提取方法：设法将细胞破碎，再将这些物质提取出来。

五、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 实 验 1、实验原理： 某些化学试剂能够使生物组织中的有关有机化合物产生特定的颜色反应。 实 验 1、实验原理： 　　某些化学试剂能够使生物组织中的有关有机化合物产生特定的颜色反应。 2、目的要求： 　　尝试用化学试剂检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质。 3、材料用具： 　　1.实验材料：苹果匀浆、花生汁、马铃薯片、豆浆、鲜肝提取液 　　2.仪器： 　　3.试剂：斐林试剂、苏丹Ⅲ、碘液、双缩脲 4、实验原理： 　　某些化学试剂能够使生物组织中的有关有机化合物产生特定的颜色反应。如： 　　还原糖 + 斐林试剂→砖红色沉淀 　　脂肪 + 苏丹Ⅲ→橘黄色 　　蛋白质 + 双缩脲→紫色 　　淀粉 + 碘→蓝色 高中阶段学的糖中除蔗糖、多糖（淀粉、糖原）外都是还原糖！ eg:葡萄糖 果糖 半乳糖 乳糖 麦芽糖 等 这是最简单的记法

五、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 实 验 5、方法步骤： 1．实验材料、仪器和试剂的选择 2．设计记录表格，记录预测结果 实 验 5、方法步骤： 1．实验材料、仪器和试剂的选择 2．设计记录表格，记录预测结果 3．检测的方法步骤 　　(1)还原糖的检测和观察; 　　(2)脂肪的检测和观察; 　　(3)蛋白质的检测和观察; 1.你的预测与实验结果是否一致 2.小组间交流实验结果。你有什么发现？ 3.全班共检测了多少种生物材料？这些生物材料中有机化合物的种类、含量一样吗？这对我们选择食物有什么启发？ 讨 论

1.组成细胞的主要元素是什么? 2.组成细胞的重要化合物有哪些? 3.怎样检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质?

五、演练·评估 一、填空 1.组成人体的元素中，占细胞鲜重百分比最多的元素是____，占细胞干重百分比最多的元素是____，____是构成细胞的最基本元素。 2.一般情况下活细胞内含量最多的化合物是______，含量最多的有机化合物______。 二、选择题 　　1.生活在缺水的沙漠环境中的仙人掌细胞中，含量最多的化合物是（ ） A、蛋白质 B、脂肪 C、水 D、糖类

五、演练·评估 二、选择题 2.科学家在研究生物体的化学成分时,发现组成生物体的元素在非生物界也存在,这一事实主要说明（ ） 　　2.科学家在研究生物体的化学成分时,发现组成生物体的元素在非生物界也存在,这一事实主要说明（ ） A 生物界和非生物界没有区别 B 生物来源于非生物 C 生物界和非生物界具有统一性 D 生物界和非生物界具有差异性 　　3.生活在沙漠中的仙人掌和生活在珊瑚礁中美丽的珊瑚鱼，组成它们的化学元素种类 （ ） A.差异很大 B.有些差异 C.大体相同 D.没有一定标准

二、选择题 4.在生物体内含量较少，但对维持生物体正常生命活动必不可少的元素是（ ） A.Fe、Mn、Zn、Mg B.Zn、Cu、Mn、Ca C.Zn、Cu、B、Mn D.Mg、Mn、Cu、Mo 5.在组成生物体的化学元素中，最基本的元素是（ ） A.O B.H C.C D.N

１、完成课本后练习Ｐ19 ２、预习Ｐ20－－Ｐ24页 【课本练习参照答案】 基础题 1.B。 2.提示： （1）人体皮肤：本切片图中可见上皮组织的细胞、角质保护层细胞（死亡）和皮下结缔组织中的多种细胞。 迎春叶：表皮细胞（保护）、保卫细胞（控制水分蒸发和气体进出）、叶肉细胞（光合作用）、导管细胞（运输水和无机盐）、筛管细胞（运输有机物），等等。 （2）动植物细胞的共同点为：都有细胞膜、细胞质和细胞核；不同点为：植物细胞有细胞壁、有液泡，植物细胞一般还有叶绿体。 （3）因为它们都是由多种组织构成的，并能行使一定的功能。例如，人体皮肤由上皮组织、肌肉组织、结缔组织和神经组织共同构成，人体皮肤有保护、感受环境刺激等功能；迎春叶由保护组织（表皮）、营养组织、机械组织和输导组织等构成，有进行光合作用、运输营养物质等功能。 3.原核细胞和真核细胞的根本区别是：有无成形的细胞核。即真核细胞有核膜包围的细胞核；原核细胞没有细胞核，只有拟核，拟核的结构比细胞核要简单。 它们的区别里包含着共性：细胞核和拟核的共同点是都有遗传物质DNA，体现了彼此之间在生物进化上的联系。 【自我检测的答案和提示】 一、概念检测 判断题 1.×。 2.×。3.√。 选择题 1.C。2.D。3.B。 画概念图 3个问号分别表示的连接词是：不具有、具有、具有。 二、技能应用 提示：假定人脑每个细胞完全充满水，一个脑细胞的平均大小为1.5×10-15 m3。 如果脑细胞是简单的立方体，那么平均大小的脑细胞每边长度约为1.14×10-5 m。 三、思维拓展 学生可以有不同的回答，略。