组成细胞的化学元素:
(1)元素种类:
大量元素:C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等
微量元素:Zn、Mo、Cu、B、Fe、Mn
(2)分类依据:大量元素
按照含量占生物总质量万分之一
微量元素
生物界与非生物界的关系:
组成生物体的元素在非生物界都能找到,但是含量相差很大,体现了生物界与非生物界的差异性。
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统一性 |
差异性 |
体现 |
①生物界与非生物界都是由化学元素组成的 ②组成细胞的化学元素在无机自然界中都能找到,没有一种元素为细胞所特有 |
组成生物体的化学元素,在生物体内和无机自然界中含量相差很大 |
原因 |
①生命起源于非生物界 ②组成生物体的化学元素是从无机自然界中获取的 |
生物体有选择性地从无机自然界获取组成自身的物质 |
元素的特性:
微量元素在生物体内的含量虽然很少,但对生物体的生命活动却起着重要作用;
(1)锌和铁是微量元素,可以从食物中获得,如果刻意去补,可能会对身体有害。硼能影响花粉的萌发和花粉管的伸长,缺硼将产生“花而不实”的现象。
(2)植物缺乏锌元素,会影响生长素(IAA)的生成;生长素缺乏时会影响农作物的生长发育;锌为微量元素。
(3)镁元素是构成植物叶绿素的主要元素。
(4)铁是构成动物血红蛋白的主要元素,缺铁会贫血。
(5)碘元素是甲状腺激素的主要元素,成人缺碘会地方性甲状腺肿(大脖子病),小孩缺碘会患呆小症。
知识点拨:
1、细胞无论是干重还是鲜重,组成元素中C、H、O、N这四种元素的含量最多。
2、人体细胞鲜重的元素相对含量:O>C>H>N>P>S;人体细胞干重的元素相对含量:C>O>N>H>Ca>P>S。
3、大量元素和微量元素都是生物体生命活动所必需的,它们是根据含量区分的,不是从功能上划分的。
4、不同的生物,组成它们的化学元素种类大体相同,但各种元素的含量相差很大。
5、鲜重是指生物体(或细胞)在自然生活状态下测得的重量;干重是指生物体(或细胞)除去水以后测得的重量。占人体鲜重最多的元素是O,占人体干重最多的元素是C。
细胞中的元素分类:
C(干重下含量最高)O(鲜重下含量最高)
组成人体细胞的主要元素导图:
细胞中脂质的种类和功能:
1.化学特点
(1)元素组成:主要是C、H、O,有些脂质还含有P和N。
(2)化学性质:脂质的分子结构差异很大,通常不溶于水,而溶于脂溶性有机溶剂。
2.种类和功能
种类 |
功能 |
脂肪 |
(l)细胞内良好昀储能物质 (2)是一种很好的绝热体,皮下的脂肪层起到保温作用 (3)分布在内脏周围的脂肪具有缓冲和减压作用,保护内脏器官 |
磷脂 |
构成细胞膜及多种细胞器膜的重要成分 |
固醇 |
胆固醇 |
构成动物细胞膜的重要成分,在人体内参与血液中脂质的运输 |
性激素 |
促进人和动物生殖器官的发育及生殖细胞的形成 |
维生素D |
促进人和动物肠道对钙和磷的吸收 |
例 下列有关脂质的描述不正确的是( )
A.胆固醇是构成生物膜的重要成分,同时还能够参与血液中脂质的运输
B.脂肪是细胞内良好的储能物质
C.维生素D能够促进人体对钙和磷的吸收,所以在补钙的时候需要补充一定量的维生素D
D.性激素是一种蛋白质类激素,它可以促进生物体生殖器官的发育以及生殖细胞的产生
答案D
知识点拨: 1、能源物质的主要功能不一定是供能,如蛋白质的主要功能是参与构成细胞的结构和调节代谢。
2、含有大量能量的物质并不一定是生命活动主要的供能物质,如脂肪、糖原都有很高能量,但只有在葡萄糖供能不足时,才为生命活动供能。
3、水解产物与氧化分解产物(代谢终产物)
物质 |
初步水解(消化) |
彻底水解产物 |
氧化分解产物 |
淀粉 |
葡萄糖 |
葡萄糖 |
C02+H20 |
脂肪 |
甘油+脂肪酸 |
甘油+脂肪酸 |
C02+H20 |
蛋白质 |
氨基酸 |
氨基酸 |
C02+H20+尿素 |
核酸 |
核苷酸 |
磷酸+五碳糖+碱基 |
C02+H20+尿酸等 |
例 糖原经过酶的催化作用,最终氧化分解成( )
A.麦芽糖 B.蔗糖 C.葡萄糖 D.CO2和H20
答案D
4、不同物质的元素组成与单体
种类 |
元素组成 |
构成单体 |
多糖 |
C、H、O |
葡萄糖 |
脂质 |
脂肪:C、H、O 固醇:C、H、O 磷脂:C、H、0、N、P |
甘油、脂肪酸 |
蛋白质 |
C、H、O、N |
氨基酸 |
核酸 |
C、H、O、N、P |
RNA:核糖核苷酸 DNA:脱氧核苷酸 |
例 糖类不含有,脂质不一定有,蛋白质也不一定有,而核酸一定有的元素是( )
A.N B.S C.P D.Fe
正确答案为C
知识拓展:
1.细胞中的能源物质
(1)能源物质:细胞中,糖类、脂肪、蛋白质都是有机化合物,其中贮存有大量化学能。当其被氧化分解时,这些化学能就释放出来,供生命活动利用。因此,它们都是能源物质。
(2)主要能源物质:在正常情况下,糖类分解供能约占总能量的70%以上,因此糖类是生命活动的主要能源物质。
(3)储能物质:脂肪分子中储存着大量能量,是细胞中的主要储能物质,动物细胞的糖原和植物细胞中的淀粉也是重要的储能物质。
(4)直接能源物质:ATP。生命活动所需能量由ATP水解提供,贮能物质所含能量只有转移到ATP中才能用于各项生命活动。
(5)三大能源物质的供能顺序是:先是糖类氧化供能,当糖类供能不足时,依次由脂肪、蛋白质供能;蛋白质除在正常代谢中提供部分能量外,一般不供能。当需要由蛋白质大量供能时,说明生物体已病重或生命接近终结.
2.饮食中应注意的问题
(1)胆固醇:限制高胆固醇食物的过量摄入一防止胆固醇沉积堵塞血管。
(2)脂肪:适量食用脂肪类食物一防止肥胖,减轻肝脏负担。
(3)糖类:糖尿病病人应严格控制甜味食品,米饭馒头应定量摄取。
(4)蛋白质:经常食用奶制品、肉类、蛋类、大豆制品——保证必需氨基酸的供应——促使各种蛋白质的合成。
例 细胞中各种化合物都有其特殊的功能,在动物体内作为储能物质的主要是( )
A.乳糖和蔗糖 B.蛋白质和核酸 C.葡萄糖和ATP D.脂肪和糖原
答案D
ATP的分子结构与功能:
1.ATP的结构简式:A—P~P~P
(1)A表示腺苷,T表示3个,P表示磷酸基团,~ 表示高能磷酸键,ATP分子中大量的能量就储存在高能磷酸键中。
(2)一个ATP分子中含有一个腺苷、3个磷酸基团、2个高能磷酸键。
(3)ATP的一个高能磷酸键水解,形成ADP(二磷酸腺苷),两个高能磷酸键水解,形成AMP(一磷酸腺苷)。
2.ATP的生理功能:
细胞的代谢所需的能量是由细胞内的ATP直接提供的,ATP是新陈代谢所需能量的直接来源。
易错点拨:
ATP中去掉2个磷酸基团即是构成 RNA的基本单位之一—腺嘌呤核糖核苷酸。
无氧呼吸:
1.概念:无氧呼吸是指生物在无氧条件下,把有机物分解成不彻底的氧化产物,同时释放出少量能量的过程。
2.场所:细胞质基质。
3.过程
(1)第一阶段:C
6H
12O
6丙酮酸+[H]。
(2)第二阶段:
①生成酒精:对于高等植物和酵母菌等生物,进行无氧呼吸一般产生酒精。
丙酮酸+[H]
2C
2H
5OH(酒精)+2CO
2+少量能量
②生成乳酸:对于高等动物、高等植物的某些器官(马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等)细胞、乳酸菌进行无氧呼吸一般产生乳酸。
丙酮酸+[H]
2C
3H
6O
3(乳酸)+少量能量
③总反应式:
C
6H
12O
62C
3H
6O
3(乳酸)+少量能量;
C
6H
12O
62C
2H
5OH(酒精)+2CO
2+少量能量。
4.能量的产生:每摩尔葡萄糖生成酒精释放的能量为225.94kJ,生成乳酸释放的能量为196.65kJ,其中都有61.08kJ的能量转移到ATP中(生成2mol ATP),其余部分以热能的形式散失。 5.发酵:对于微生物(如酵母菌、乳酸菌)的无氧呼吸,习惯上称为发酵。
易错点拨:
1、无氧呼吸的第一阶段与有氧呼吸的第一阶段完全相同。
2、无氧呼吸只在第一阶段释放出少量的能量,生成少量ATP。
3、由于酶的不同决定了丙酮酸被还原的产物也不同:大多数植物、酵母菌、水果果实进行无氧呼吸的产物为酒精和CO2;有些高等植物的某些器官在进行无氧呼吸时产生乳酸,如玉米胚、马铃薯块茎、甜菜块根等;而高等动物、人及乳酸菌的无氧呼吸只产生乳酸。