1.1 细胞中的元素和化合物.docxVIP

第一章细胞的分子组成

第一节细胞中的元素和无机化合物

一、组成细胞的化学元素

1.统一性：成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到，没有一种化学元素为细胞所特有，这说明了生物界与无机自然界具有统一性。

差异性：细胞与无机自然界相比，各种元素的相对含量又大不相同，这说明了生物界与无机自然界具有差异性。

2.按照含量划分：

大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。

微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B等（注意：无论是大量元素还是微量元素，都是生物体必需的元素，如缺硒导致患克山病。）

按照作用划分：

主要元素：C、H、O、N、P、S

基本元素）是C、O、H、N，

基本元素是C。

占比：

鲜重含量：OCHN；干重含量：CONH

3.存在形式：组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在，如核酸、蛋白质等。

细胞中含量最高的化合物是水，它同时也是含量最高的无机物。

含量最高的有机物是蛋白质。

二、细胞中的无机化合物：包括水和无机盐

（一）水：

1.含量：占细胞总重量的60%~90%，是活细胞中含量最多的物质。

2.存在形式：自由水和结合水

自由水：细胞中绝大部分的水以游离形式存在，可以自由流动，叫做自由水。

结合水：与细胞内其他物质相结合的水。

3.功能

自由水的功能：

（1）细胞内的良好溶剂；

（2）参与细胞内的许多生化反应（作为媒介或原料）；

（3）运送营养物质和代谢废物；

（4）为细胞生活提供液体环境；

结合水的功能：是细胞结构的重要组成成分。

4.结合水和自由水的关系

（1）自由水和结合水在一定程度内可发生相互转化。

（2）二者比值与抗逆性，代谢的关系：

在代谢旺盛的细胞中，自由水的含量一般较多；

在环境条件恶劣（如低温、干旱、盐渍）时，结合水的含量增多，植物的抗逆性增强。

（3）应用：

①种子的贮存：晒干种子是为了减少自由水含量，降低种子的代谢，延长种子寿命。

②低温环境下减少花卉浇水，可以提高花卉对低温的抗性。

无机盐：

1.存在形式：主要以离子形式存在。

2.含量：占细胞鲜重1%~1.5%。

3.功能：

（1）是合成某些重要化合物的原料。

如：Mg2+是合成叶绿素的原料、PO43-是合成ATP、磷脂和核苷酸的原料、Fe2+是合成血红蛋白的原料、I-是合成甲状腺激素的原料。

（2）维持细胞和生物体的生命活动。

如：哺乳动物血液中Ca2+浓度过低会出现肌肉抽搐、过高会出现肌肉乏力现象等；缺少Ca2+时，番茄果实顶端呈现暗绿色或灰白色；缺少K2+时，番茄植株的老叶尖端和边缘会失去绿色直至干枯坏死。

（3）维持细胞的酸碱平衡，调节渗透压，维持细胞的形态和功能。

①某些重要化合物的组成部分，如Mg是构成叶绿素的元素，Fe是构成血红素的元素。

②对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用，如血钙偏低时哺乳动物会抽搐。

③维持生物体夜酸碱平衡。（缓冲对(如NaHCO3/H2CO3)可维持细胞所处液体环境pH的平衡）

④维持细胞的渗透压，即水盐平衡。（医用生理盐水是质量分数为0.9%的氯化钠溶液）