细胞中的原子和分子

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1、细胞中的原子和分子  第1节细胞中的原子和分子  第1节细胞中的原子和分子  第1节细胞中的原子和分子  学习目标  1.举例说出组成细胞的原子和分子。  2.举例说出细胞中无机分子的功能。  学习提示  组成细胞的原子和分子是本章理解性内容,细胞中无机分子的功能是本节重点。  阅读分析——微量元素与人体健康  人体内含量甚微,低于体重0.01%的那些元素,称为微量元素。人体内的微量元素虽然含量很少,但对人体健康却起着重要的作用。它们作为酶、激素、维生素、核酸的成分,参与生命的代谢过程。从某种意义上说,微量元素比维生素对机体更需要。目前已发现的微量元素有20余种,已知铁、碘、铜、锰、锌、钴、铬

2、、硒、铝、氟、硅、锡、钒等微量元素与机体的生命活动关系密切。  (1)在酶系统中起特异的活化中心作用。  微量元素使酶蛋白的亚单位保持在一起,或把酶作用的化学物质结合于酶的活性中心。铁、铜、锌、钴、锰、铝等,能和巯基、胶基、异吡唑基、氨基、羟基等配位基或分子基因相络合,形成络合物,存在于蛋白质的侧链上。  (2)在激素和维生素中起特异的生理作用  某些微量元素是激素或维生素的成分和重要的活性部分,如缺少这些微量元素,就不能合成相应的激素或维生素,机体的生理功能就必然会受到影响。如甲状腺激素中的碘和维生素B12中的钴都是这类微量元素。  (3)输送元素的作用  某些微量元素在体内有输送普通元素的

3、作用。如铁是血红蛋白中氧的携带者,没有铁就不能合成血红蛋白,氧就无法输送,组织细胞就不能进行新陈代谢,机体就不能生存。  (4)调节体液渗透压和酸碱平衡  微量元素在体液内,与钾、钠、钙、镁等离子协同,可起调节渗透压和体液酸碱度的作用,保持人体的生理功能正常进行。  (5)影响核酸代谢  核酸是遗传信息的携带者,核酸中含有相当多的铬、铁、锌、锰、铜、镍等微量元素,这些微量元素,可以影响核酸的代谢。因此,微量元素在遗传中起着重要的作用。  (6)防癌、抗癌作用  有些微量元素,有一定的防癌、抗癌作用。如铁、硒等对胃肠道癌有拮抗作用;镁对恶性淋巴病和慢性白血病有拮抗作用;锌对食管癌、肺癌有拮抗作用

4、;碘对甲状腺癌和乳腺癌有拮抗作用。  教材分析  思维拓展  生活在地球上的生物,无论其结构是简单还是复杂,它们的物质组成来自天然存在的元素。科学家们通过对生物体细胞化学组成的研究,查明了生物体化学元素的种类、数量和作用。  原子是物质的基本单元,两个或两个以上的原子构成分子,许多分子以一定方式聚集在一起,形成化合物(惰性气体除外,它以单分子形成)。  本教材介绍了组成生物体的化学元素,组成生物体的化学元素的种类、数量、作用;组成细胞的原子和分子,细胞中的无机分子方面的内容。  一、组成细胞的原子和分子  地球上天然存在的元素有90多种,在细胞中可找到至少62种元素,其中重要的有24种,常见的

5、有29种。在生物体的元素构成中,C、H、O、N、P、Ca等6种占全部元素的98%,属大量元素。其次,还有一些含量较少的元素,虽然含量少,如果一旦缺失,会对生物体造成各种各样的伤害。例如硒能保护心脏,防止心肌纤维化,改善心房收缩和舒张性能,调整心率。如果缺硒,心肌受损造成心肌增大,急性或慢性心功能不全和各种类型的心率失常,急重症可导致死亡。这就是克山病。  1.原子  原子是物质的基本单元,由原子核和外围电子组成。原子核中质子数和中子数之和可称为原子的质量数。在一个正常的原子里,核内质子数与核外电子数相等。因此,原子一般是呈中性的。  2.分子  分子是保持物质化学性质的一种微粒。除惰性气体外,

6、分子一般是由两个或两个以上的原子构成。化合物的化学组成以分子式表示。  二、细胞中的无机分子  1.水分子:具有极性。相邻的水分子通过H原子与O原子之间的吸引力可形成氢键。氢键使水体表面张力增强,动物可依此在水面上运动。一个水分子和四个水分子之间形成氢键。所以几乎所有带电荷或具有极性基团的分子溶解于水中。  水分子以自由水和结合水两种形式存在于细胞中。  (1)自由水:良好的溶剂。许多细胞生命活动需要的离子、分子都溶解其中;细胞中所有的生物化学反应都是在水中进行的;各种物质只有溶解在水里才能被细胞吸收并运输。  (2)结合水:结合水不参与代谢活动。在细胞中通过氢键与蛋白质、糖类和核酸等物质结合

7、在一起。结合水是组成细胞结构的重要成分。植物种子、植物体生活在不良环境中(如干旱、盐渍、寒冷等),体内结合水含量相对增加,抗逆性强,以适应不良环境条件。  2.无机分子:无机盐常以离子形式存在,很多无机盐还与蛋白质等物质结合成复杂的化合物,参与细胞的各种生命活动。无机盐占细胞质量分数的1%~1.5%,对生物体具有重要的调节作用,过多或过少都会影响机体正常生命活动。机体内所有的元素都存在直接或间接的

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