老师
各位同学大家好,我是来自北京市第五十七中学的老师刘静。今天我们一起学习高一生物学第二章组成细胞的分子第一节,细胞中的元素和化合物。海里世界五彩斑斓的珊瑚是由一代的珊瑚虫分泌的石灰质堆积而成。珊瑚虫和珊瑚生命与非生命,那么生命的本质是什么呢?在第一章走进细胞学习了细胞是基本的生命系统后,就得走近细胞,阐明生命现象的规律必须建立在阐明生物大分子结构的基础上。地球诞生之初是没有生命的,但随着时间的推移和环境的演化,逐渐形成了生命。那么生命和他所处的非生命环境之间有什么联系和差异?同学们,我们来看一组数据,组成地壳和组成细胞的部分元素及其含量,地壳代表的是非生命系统,细胞则是最基本的生命系统。那么我们分析这组数据可以得到什么信息?针对这组数据,我们可以从两个角度入手分析。
老师
第一,两个系统组成元素的种类。表中所列的约占细胞 96% 的元素在地壳中都存在,其余 4% 的元素也都能够在无机自然界中找到,没有一种元素是生命系统所特有的。这一事实主要说明生命和非生命在元素组成上具有统一性。细胞是一个开放的系统,总是和外界环境进行着物质交换,组成生命的所有元素都是自然界中的元素,因此细胞是物质的。
老师
那么第二个入手的角度就是同种元素在两个系统中的含量,以碳为例,在细胞中的含量远高于在地壳中的含量,这是由碳元素本身的化学性质来决定的。一方面,它容易和氧、氮、氢等元素结合,另一方面,依靠其稳定的共加键可以形成很长的碳链,进而形成生物大分子。所以碳被称之为是生命的核心元素。与此对比的是,地壳中含量很高的硅在细胞中极少。这是由于硅的共价键不如碳稳定,无法形成很长的链,也就无法形成生物大分子。
老师
可见,生命系统和非生命系统的差异性体现在元素的含量上。是生命系统从非生命系统当中选择了一些元素来构建生命体,也就是说,生命和非生命存在着质上的统一,差异仅仅体现在量上。此外,在生命系统的内部,不同元素的含量也是有差别的,同一元素在不同生物体当中的含量也不一样。
老师
刚才我们已经注意到了,硅在细胞中的含量极少,但是在硅藻等某些植物当中含量还是很高的,这又是为什么呢?这与生物体所生活的环境有关系,和自然选择下来的元素种类有关系。那么作为生物的两大类,动物和植物之所以能够表现出不同的生命活动,是不是也与它的元素差异有关?下面我们以玉米细胞和人体细胞为例来展开分析,请同学们按下暂查看隐藏内容