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组成细胞的化学元素和无机化合物

撰稿教师：李文强责编：陈莉

章节概述

本节介绍了组成细胞的化学元素和化合物的种类、含量及其生理功能，以此说明生命的

物质性，展示了各种物质之间的相互关系，如大量元素与微量元素、生物界与非生物界、自

由水和结合水等等。高考对本节的考查方式有选择题和简答题两种形式，主要以选择题的形

式考查水和无机盐的基础知识，有时也会渗透到实验题中去，以加强对实验技能的考查。近

年来注重理论联系实际，比如元素和动植物生命活动的关系、细胞中自由水和结合水的比例

与种子的贮存、植物的抗性生理、无机盐离子与动物生命活动的调节等等，考查相关知识的

理解与运用，提高应用相关知识分析和解决问题的能力。

教学目标

1.简述组成细胞的主要元素。说出构成细胞的基本元素是碳。

2.认同生命的物质性。

重点：

组成细胞的主要元素和化合物。

难点：

构成细胞的基本元素是碳。

重点知识讲解

组成生物体的化学元素的种类及生理作用

生物界与非生物界的统一性和差异性

组成生物体的元素种类与含量

组成生物体的化学元素常见的主要有20多种。其组成、分类及含量如下所示：

最基本元素：C

基本元素：CHON

主要元素：CHONSP

大量元素：CHONSPKCaMg

微量元素：FeMnCuMoZnB

其关系如下图表示：

主要元素：指含量占生物体总量97％以上的元素。

大量元素：含量占生物体总重量万分之一以上的元素．C、H、O、N、S、P、Ca、Mg、

K，可用如下方法记忆：C、H、O(CO和HO)；N、P、K三种肥料；Mg、Ca、S可用一句

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话：美好的东西应该留住。

微量元素：含量比较少，但又是生物体生命活动所必需的元素．Fe、Mn、Zn、Mo、

Cu，可以利用谐音“铁猛碰新木桶”来记忆。

重要性：无论是大量元素还是微量元素，都是生物体必需的元素，对于维持生物体的生

命活动起着非常重要的作用。如P是组成ATP,膜结构等的重要成分；Ca,P是组成骨骼、牙

齿的成分；Mg是叶绿素的成分；Fe是血红蛋白的成分。组成人体细胞占鲜重最多的元素是

氧，组成人体细胞占干重最多的元素是C。

不同生物体内所含的化学元素的种类基本相同，但在不同生物体内同种元素的含量差别

较大；同一生物体内的不同元素的含量也不相同。大量元素和微量元素的划分是依据生物界

中生物的整体情况，具体到某一种生物可能有差别。如Cl在植物体内是微量元素，但在人

体内却是大量元素。组成生物体的化学元素中，常见20种是指必需元素，生物体内可能含

一些非必需元素，如人体可能含Na。

化学元素的生理功能（举例）：

N是各种酶、叶绿素,ATP和NADP+的组成元素，可促进细胞分裂和生长，使叶面积增

大，从而增大光合作用面积，能延长叶片寿命，可延长光合作用时间。人体获取氮素主要以

氨基酸形式摄取，蛋白质在人体内不能储存，必须每天摄取一定量蛋白质

P是叶绿体双层膜和基粒的组成元素，是ATP、叶绿体、DNA的组成元素，在光合作

用的物质转化中起重要作用。Ca、P都是牙齿、骨骼的重要成分。

K可使植物抗倒伏，保持挺拔状态，接受充足光照，促进光合作用中糖类的合成、运输，

可维持细胞内液的渗透压，维持心肌舒张，保持心肌正常兴奋性

S是甲硫氨酸、半胱氨酸等含硫氨基酸的组成成分，因此也是蛋白质的组成成分。

Ca在细胞原生质中一般以磷酸盐和碳酸盐的形式存在，对保持原生质胶体的稳定性和

调节膜的通透性是不可缺少的。动物血液和组织液中的钙离子，对血的凝固和肌肉的收缩有

调节作用。

Mg是叶绿素的组成成分，是一切绿色植物光合作用不可缺少的。

Fe是细胞色素（线粒体内一种与有氧呼吸有关的蛋白质）；血红蛋白和许多含铁酶类的

成分，与氧气的运输以及许多物质代谢有关。植物缺铁，叶绿素形成受阻，会引起黄化病。

对于各种元素，不能用含量的多少来衡量其重要或不重要，微量元素B(硼）能促进花

粉的萌发和花粉管的伸长。Fe2+是血红蛋白的成分。Zn2+有助于人体细胞的分裂，促进生长

发育、大脑发育和性成熟。I