1、第二章第二章 細胞的化學組細胞的化學組成成第一節第一節 細胞中的原子和分子細胞中的原子和分子一、組成細胞的原子和分子一、組成細胞的原子和分子組成生物體的主要元素：組成生物體的主要元素：C、H、O、N、P、Ca占全部元素的占全部元素的98%98%巖石圈巖石圈的成分的成分/%氧氧硅硅鋁鋁鐵鐵鈣鈣鈉鈉鉀鉀鎂鎂鈦鈦氫氫碳碳所有其所有其他成分他成分0.147287.94.53.5252.52.20.460.220.19人體的人體的成分成分/%氫氫氧氧碳碳氮氮鈣鈣磷磷氯氯鋅鋅硫硫鈉鈉鎂鎂所有其所有其他成分他成分0.16325.59.51.40.310.220.300.060.050.030.01巖石圈和人

2、體內元素的種類和含量巖石圈和人體內元素的種類和含量 不同生物體內所含的元素種類基本不同生物體內所含的元素種類基本相同，但是每種元素的含量卻有多有少。相同，但是每種元素的含量卻有多有少。 生物體內的任何一種元素都能在無生物體內的任何一種元素都能在無機自然界中找到機自然界中找到物質組成的物質組成的統一性統一性。 但每種元素在生物體內和無機自然但每種元素在生物體內和無機自然界中的含量不同界中的含量不同物質組成的物質組成的差異性差異性。從以上表格得出結論：從以上表格得出結論：組別組別年度年度觀察人數觀察人數發病人數發病人數實驗組（補硒）實驗組（補硒）1974451010197567677對照組（不補硒

3、）對照組（不補硒）19743985541975544552一項一項“硒與克山病發病相關性硒與克山病發病相關性”的研究記的研究記錄錄原子是物質的基本單元原子是物質的基本單元原子原子 質子數中子數原子的質量數質子數中子數原子的質量數原子示意圖原子示意圖原子核原子核中子中子質子（質子（+）電子（電子（-）（電中性電中性）碳原子結構圖碳原子結構圖電子電子質子質子中子中子一般來說，原子最外層能參加構成化學鍵的電子被稱一般來說，原子最外層能參加構成化學鍵的電子被稱為為價電子價電子。原子的化學性質與價電子的數目有著密切的關系。原子的化學性質與價電子的數目有著密切的關系。原子之間是通過化學鍵相互作用的原子之間

4、是通過化學鍵相互作用的 一個原子將電子給予另一個原子，二者之間靠一個原子將電子給予另一個原子，二者之間靠正負離子之間的靜電作用而形成的化學鍵叫離正負離子之間的靜電作用而形成的化學鍵叫離子鍵。子鍵。鈉離子鈉離子氯原子氯原子氯化鈉氯化鈉原子之間是通過化學鍵相互作用的原子之間是通過化學鍵相互作用的 原子之間通過共用電子對形成的相原子之間通過共用電子對形成的相互作用叫做互作用叫做共價鍵共價鍵。氧原子氧原子氫原子氫原子氫原子氫原子水分子水分子有得到電子的傾向，有得到電子的傾向，呈部分負電性。呈部分負電性。有失去電子的傾向，有失去電子的傾向，呈部分正電性。呈部分正電性。 分子是保持物質化學性質的一種微粒，

5、除稀分子是保持物質化學性質的一種微粒，除稀有氣體等以單原子狀態存在以外，分子一般是有氣體等以單原子狀態存在以外，分子一般是由兩個或兩個以上的原子構成。由兩個或兩個以上的原子構成。 化合物的化學組成通常以化學式表示。化合物的化學組成通常以化學式表示。分子分子水的化學式是水的化學式是H2O，表示每，表示每個水分子由兩個氫原子核一個水分子由兩個氫原子核一個氧原子構成。個氧原子構成。氫鍵氫鍵氫原子呈部分正電性氫原子呈部分正電性氧原子呈部分負電性氧原子呈部分負電性 帶有部分正電性的氫原子與帶有部分負電性的氧原子或氮帶有部分正電性的氫原子與帶有部分負電性的氧原子或氮原子通過彼此間的相互吸引而形成氫鍵。原子

6、通過彼此間的相互吸引而形成氫鍵。氫鍵屬于一種弱鍵，在決定生物大分子的三維結構上起著重要作用。氫鍵屬于一種弱鍵，在決定生物大分子的三維結構上起著重要作用。二、細胞中的無機物二、細胞中的無機物細胞中的化合物細胞中的化合物有機化合物有機化合物無機化合物無機化合物水水無機鹽無機鹽 在活細胞中，在活細胞中，水水是是含量最多含量最多的物質，的物質，約占細胞總質量的約占細胞總質量的60609090，無機，無機鹽約占細胞總量的鹽約占細胞總量的1.51.5。 水是水是極性分子極性分子，水分子中所形成的氫鍵就，水分子中所形成的氫鍵就成了有極性的共價鍵。水的這一特性使水有較成了有極性的共價鍵。水的這一特性使水有較強

7、的內聚力和表面能力。強的內聚力和表面能力。 水還具有水還具有比較大的比熱和汽化熱比較大的比熱和汽化熱等特性，使等特性，使得水成為生物體的溫度調節劑。得水成為生物體的溫度調節劑。 一切細胞都是生活在水環境中的。細胞一切細胞都是生活在水環境中的。細胞中大量的水分，對于維持細胞的形態、保中大量的水分，對于維持細胞的形態、保證代謝的正常進行具有重要的作用證代謝的正常進行具有重要的作用 水在細胞中以兩種形式存在：水在細胞中以兩種形式存在：一是在細胞內與蛋白質、糖類和核酸等物一是在細胞內與蛋白質、糖類和核酸等物質相結合，叫質相結合，叫結合水結合水。二是絕大部分的水以游歷形式存在，可以二是絕大部分的水以游歷

8、形式存在，可以自由流動，叫做自由流動，叫做自由水自由水。水的作用水的作用結合水：是組成細胞結構的重要成分結合水：是組成細胞結構的重要成分自由水自由水是細胞內的良好溶劑和良好介質是細胞內的良好溶劑和良好介質運輸營養物質和代謝廢物運輸營養物質和代謝廢物生物體的溫度調節就劑生物體的溫度調節就劑是細胞生活的液體環境是細胞生活的液體環境討論：討論： 農民將剛收獲的種子放在場院曬，是為了除去部分農民將剛收獲的種子放在場院曬，是為了除去部分（ ），然后再將其儲存。這樣做的目的有兩個：），然后再將其儲存。這樣做的目的有兩個：一是防止水分過多而霉變；二是可降低種子的（一是防止水分過多而霉變；二是可降低種子的（

9、）作用，從而減少有機物的消耗。這說明，（作用，從而減少有機物的消耗。這說明，（ ）水）水多則代謝旺盛。多則代謝旺盛。自由水自由水呼吸呼吸自由自由如果將曬干的種子再用火烤，失去的大多是如果將曬干的種子再用火烤，失去的大多是（ ）水）水結合結合 細胞中的無機鹽大多以離子的形式細胞中的無機鹽大多以離子的形式存在。如以存在。如以陽離子陽離子形式存在的有：形式存在的有：K+、Ca2+、F2+、Mg2+等，以等，以陰離子陰離子形式存形式存在的有：在的有：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。等。和其他形式成分相比，無機鹽的含量最和其他形式成分相比，無機鹽的含量最少，約占細胞總質量的少，約占細胞總質

10、量的1.5%。1.1.是細胞和生物體的結構成分是細胞和生物體的結構成分 有些無機鹽是細胞內某些復雜化有些無機鹽是細胞內某些復雜化合物的重要組成部分合物的重要組成部分 碳酸鈣是動物和人體的骨骼、牙碳酸鈣是動物和人體的骨骼、牙齒中的重要成分齒中的重要成分2.2.參與并維持生物體的代謝活動參與并維持生物體的代謝活動 實例：實例： 哺乳動物血液中必須含有一定量的哺乳動物血液中必須含有一定量的Ca2+如果某如果某個動物血液中鈣鹽的含量過低就會出現抽搐。個動物血液中鈣鹽的含量過低就會出現抽搐。 Ca2+對于血液的凝固也是非常重要的，沒有對于血液的凝固也是非常重要的，沒有Ca2+ ，血液就不能凝固。，血液就

11、不能凝固。實例：實例： 生物體內的無機鹽離子必須保持一定的比例，這生物體內的無機鹽離子必須保持一定的比例，這對維持細胞的滲透壓和酸堿平衡是非常重要的，是生對維持細胞的滲透壓和酸堿平衡是非常重要的，是生物體進行正常生命活動的必要條件。如物體進行正常生命活動的必要條件。如HCO3對于維對于維持血液正常，持血液正常，pH值具有重要的作用。含值具有重要的作用。含Zn的酶最多，的酶最多，有七十多種酶的活性與有七十多種酶的活性與Zn有關。有關。Co是維生素是維生素B12的必的必要成分，參與核酸的合成過程。要成分，參與核酸的合成過程。3.3.維持生物體內的平衡維持生物體內的平衡 滲透壓的平衡滲透壓的平衡 酸

12、度平衡酸度平衡 離子平衡離子平衡 老年人容易發生骨折，這是因為內質發生了什么老年人容易發生骨折，這是因為內質發生了什么變化？這主要是由于缺少哪種無機鹽引起的？變化？這主要是由于缺少哪種無機鹽引起的？ 骨中的成分主要分為有機物和無機物兩大類，有機物主骨中的成分主要分為有機物和無機物兩大類，有機物主要是蛋白質，無機物主要鈣鹽。在成年人骨中的兩大組成成要是蛋白質，無機物主要鈣鹽。在成年人骨中的兩大組成成分的比例大致是：有機物占分的比例大致是：有機物占1/3，無機物占，無機物占2/3，有機物有韌，有機物有韌性，無機物有硬度，兩者有機地結合起來，使成年人的骨既性，無機物有硬度，兩者有機地結合起來，使成年人的骨既有強度，又有彈性，這樣的骨硬度大，支持能力強又不易發有強度，又有彈性，這樣的骨硬度大，支持能力強又不易發生骨折。幼年的骨中，有機物大于生骨折。幼年的骨中，有機物大于1/3，相對較多，無機物小，相對較多，無機物小于于2/3，相對較少，這樣的骨，彈性好，不易發生骨折，但支，相對較少，這樣的骨，彈性好，不易發生骨折，但支持強度差一些，且易變形，所以對青少年來說，養成正確的持強度差一些，且易變形，所以對青少年來說，養成正確的坐、立、行的姿勢是非常重要的，否則會導致骨骼變形。老坐、立、行的姿勢是非常重要的，否則會導致骨骼變形。老年人的骨中有機物少于年人的骨