21《細(xì)胞中的原子和分子》

第1節(jié)細(xì)胞中的原子和分子學(xué)習(xí)目標(biāo)舉例說出組成細(xì)胞的原子和分子。舉例說出細(xì)胞中無(wú)機(jī)分子的功能。學(xué)習(xí)提示組成細(xì)胞的原子和分子是本章理解性內(nèi)容，細(xì)胞中無(wú)機(jī)分子的功能是本節(jié)重點(diǎn)。閱讀分一微量元素與人體健康人體內(nèi)含量甚微，低于體重0.01%的那些元素，稱為微量元素。人體內(nèi)的微量元素雖然含量很少，但對(duì)人體健康卻起著重要的作用。它們作為酶、激素、維生素、核酸的成分，參與生命的代謝過程。從某種意義上說，微量元素比維生素對(duì)機(jī)體更需要。目前已發(fā)現(xiàn)的微量元素有20余種，已知鐵、碘、銅、錳、鋅、鉆、鉻、硒、鋁、氟、硅、錫、釩等微量元素與機(jī)體的生命活動(dòng)關(guān)系密切。在酶系統(tǒng)中起特異的活化中心作用。微量元素使酶蛋白的亞單位保持在一起，或把酶作用的化學(xué)物質(zhì)結(jié)合于酶的活性中心。鐵、銅、鋅、鉆、錳、鋁等，能和巰基、膠基、異毗唑基、氨基、羥基等配位基或分子基因相絡(luò)合，形成絡(luò)合物，存在于蛋白質(zhì)的側(cè)鏈上。在激素和維生素中起特異的生理作用某些微量元素是激素或維生素的成分和重要的活性部分，如缺少這些微量元素，就不能合成相應(yīng)的激素或維生素，機(jī)體的生理功能就必然會(huì)受到影響。如甲狀腺激素中的碘和維生素b12中的鉆都是這類微量元素。輸送元素的作用某些微量元素在體內(nèi)有輸送普通元素的作用。如鐵是血紅蛋白中氧的攜帶者，沒有鐵就不能合成血紅蛋白，氧就無(wú)法輸送，組織細(xì)胞就不能進(jìn)行新陳代謝，機(jī)體就不能生存。調(diào)節(jié)體液滲透壓和酸堿平衡微量元素在體液內(nèi)，與鉀、鈉、鈣、鎂等離子協(xié)同，可起調(diào)節(jié)滲透壓和體液酸堿度的作用，保持人體的生理功能正常進(jìn)行。影響核酸代謝核酸是遺傳信息的攜帶者，核酸中含有相當(dāng)多的鉻、鐵、鋅、錳、銅、鎳等微量元素，這些微量元素，可以影響核酸的代謝。因此，微量元素在遺傳中起著重要的作用。防癌、抗癌作用有些微量元素，有一定的防癌、抗癌作用。如鐵、硒等對(duì)胃腸道癌有拮抗作用；鎂對(duì)惡性淋巴病和慢性白血病有拮抗作用；鋅對(duì)食管癌、肺癌有拮抗作用；碘對(duì)甲狀腺癌和乳腺癌有拮抗作用。

教材分析生活在地球上的生物，無(wú)論其結(jié)構(gòu)是簡(jiǎn)單還是復(fù)雜，它們的物質(zhì)組成來(lái)自天然存在的元素?？茖W(xué)家們通過對(duì)生物體細(xì)胞化學(xué)組成的研究，查明了生物體化學(xué)元素的種類、數(shù)量和作用。原子是物質(zhì)的基本單元，兩個(gè)或兩個(gè)以上的原子構(gòu)成分子，許多分子以一定方式聚集在一起，形成化合物（惰性氣體除外，它以單分子形成）。本教材介紹了組成生物體的化學(xué)元素，組成生物體的化學(xué)元素的種類、數(shù)量、作用；組成細(xì)胞的原子和分子，細(xì)胞中的無(wú)機(jī)分子方面的內(nèi)容。一、組成細(xì)胞的原子和分子地球上天然存在的元素有90多種，在細(xì)胞中可找到至少62種元素，其中重要的有24種，常見的有29種。在生物體的元素構(gòu)成中，C、H、0、N、P、Ca等6種占全部元素的98%，屬大量元素。其次，還有一些含量較少的元素，雖然含量少，如果一旦缺失，會(huì)對(duì)生物體造成各種各樣的傷害。例如硒能保護(hù)心臟，防止心肌纖維化，改善心房收縮和舒張性能，調(diào)整心率。如果缺硒，心肌受損造成心肌增大，急性或慢性心功能不全和各種類型的心率失常，急重癥可導(dǎo)致死亡。這就是克山病。原子原子是物質(zhì)的基本單元，由原子核和外圍電子組成。原子核中質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和可稱為原子的質(zhì)量數(shù)。在一個(gè)正常的原子里，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)與核外電子數(shù)相等。因此，原子一般是呈中性的。分子思維拓展機(jī)體內(nèi)所有的元素都存在直接或間接的聯(lián)系，彼此相互影響，處于平衡狀態(tài)。元素間的平衡一旦被破壞，將會(huì)影響健康,甚至發(fā)生疾病。常見的元素絕大部分屬元素周期表上原子序數(shù)較低的。大量元素有C、思維拓展機(jī)體內(nèi)所有的元素都存在直接或間接的聯(lián)系，彼此相互影響，處于平衡狀態(tài)。元素間的平衡一旦被破壞，將會(huì)影響健康,甚至發(fā)生疾病。常見的元素絕大部分屬元素周期表上原子序數(shù)較低的。大量元素有C、H、0、N、P、S、K、Ca、Mg等；微量元素有Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni。硒是一種微量元素，是人體不能自身合成的元素，心臟對(duì)硒十分敏感。要點(diǎn)提煉組成生物體的分子進(jìn)一步形成多種多樣的化合物，這些化合物是生物體結(jié)構(gòu)和功能的物質(zhì)基礎(chǔ)。在生活的細(xì)胞中，水是含量最多的物質(zhì)，占細(xì)胞總量的60%?90%。自由水參與各種代謝氣體外，分子一般是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的原子構(gòu) 活動(dòng)，它的數(shù)量制約著代謝強(qiáng)度。成?；衔锏幕瘜W(xué)組成以分子式表示。在不同條件下，自由水和結(jié)合水的比率是經(jīng)常變化的。它們的比率往往影響代謝強(qiáng)度。二、細(xì)胞中的無(wú)機(jī)分子在不同條件下，自由水和結(jié)合水的比率是經(jīng)常變化的。它們的比率往往影響代謝強(qiáng)度。水分子：具有極性。相鄰的水分子通過H原子與O原子之間的吸引力可形成氫鍵。氫鍵使水體表面張力增強(qiáng)，動(dòng)物可依此在水面上運(yùn)動(dòng)。一個(gè)水分子和四個(gè)水分子之間形成氫鍵。所以幾乎所有帶電荷或具有極性基團(tuán)的分子溶解于水中。水分子以自由水和結(jié)合水兩種形式存在于細(xì)胞中。（1） 自由水：良好的溶劑。許多細(xì)胞生命活動(dòng)需要的離子、分子都溶解其中；細(xì)胞中所有的生物化學(xué)反應(yīng)都是在水中進(jìn)行的；各種物質(zhì)只有溶解在水里才能被細(xì)胞吸收并運(yùn)輸。（2） 結(jié)合水：結(jié)合水不參與代謝活動(dòng)。在細(xì)胞中通過氫鍵與蛋白質(zhì)、糖類和核酸等物質(zhì)結(jié)合在一起。結(jié)合水是組成細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要成分。植物種子、植物體生活在不良環(huán)境中（如干旱、鹽漬、寒冷等），體內(nèi)結(jié)合水含量相對(duì)增加，抗逆性強(qiáng)，以