資源簡介

第一章 細(xì)胞的分子組成
第一節(jié) 細(xì)胞中的元素和無機(jī)化合物
一、 教學(xué)目標(biāo)
1 ．舉例說出組成細(xì)胞的元素
2 ．舉例說出細(xì)胞中的無機(jī)化合物的功能
3.說出水在細(xì)胞中的存在形式和作用。
4.說出無機(jī)鹽在細(xì)胞中的存在形式和主要作用。
二、教學(xué)重點(diǎn)
水和無機(jī)鹽在細(xì)胞中的作用。
三、教學(xué)難點(diǎn)
1.結(jié)合水的概念。
2.無機(jī)鹽的作用。
四、課時(shí)安排
1
五、教學(xué)過程
【問題引入】以“問題探討”引入，讓學(xué)生以初中的知識來思考，回答。
【問題】以“本節(jié)聚焦”再次引起學(xué)生的注意和思考。
一、組成細(xì)胞的元素
大量元素：C、H、O、N、P、S、K、、Mg 等
微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo 等
基本元素：C、H、O、N、S（Ca）P、
主要元素：C
二、組成細(xì)胞的無機(jī)化合物
【思考討論】生思考師提示。
1.提示：有機(jī)化合物和無機(jī)化合物的區(qū)別主要看它們的分子組成中是否有碳元素，如糖 類是有機(jī)化合物，由碳、氫、氧三種元素組成；水是無機(jī)化合物，由氫、氧兩種元素組成。
當(dāng)然這不是嚴(yán)格意義上的區(qū)別。對這兩類化合物的嚴(yán)格區(qū)分，請參照化學(xué)教科書。
2.提示：細(xì)胞中最多的有機(jī)化合物是蛋白質(zhì)，無機(jī)化合物是水。蛋白質(zhì)是組成生物體的
重要物質(zhì)，在生命活動中起重要作用；水是生命之源，離開水，生命活動就無法進(jìn)行。
3.提示：植物的葉肉細(xì)胞、果實(shí)細(xì)胞和種子的細(xì)胞中通常含有較多的糖類、脂質(zhì)和蛋白 質(zhì)。如禾谷類的果實(shí)、種子中含淀粉（多糖）較多；甘蔗的莖和甜菜的根含蔗糖多；花生、 芝麻種子中含脂質(zhì)多；大豆種子中含蛋白質(zhì)多， 等等。要想從植物的果實(shí)、種子中獲得糖類、
脂質(zhì)和蛋白質(zhì)，就要設(shè)法使細(xì)胞破碎，再將這些物質(zhì)提取出來。
三、實(shí)驗(yàn)
【實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)】
3.生物材料中有機(jī)化合物的種類、含量不同。因此， 我們應(yīng)選擇多種多樣的食物， 保證
獲得全面的營養(yǎng)。
【問題引入】以“問題探討”引入，生思考回答師提示。
1.提示：水在細(xì)胞中的重要作用：水是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分，是細(xì)胞內(nèi)的良好溶劑， 許多種物質(zhì)溶解在水中， 細(xì)胞內(nèi)的許多化學(xué)反應(yīng)也都需要有水的參與， 多細(xì)胞生物體的絕大 多數(shù)細(xì)胞必須浸潤在以水為基礎(chǔ)的液體環(huán)境中。水在生物體內(nèi)的流動， 可以把營養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)送 到各個細(xì)胞， 同時(shí)，也把各個細(xì)胞在代謝中產(chǎn)生的廢物， 運(yùn)送到排泄器官或者直接排出體外。
總之，各種生物體的一切生命活動，都離不開水。
2.提示：無機(jī)鹽在細(xì)胞中的重要作用：細(xì)胞中許多有機(jī)物的重要組成成分，調(diào)節(jié)細(xì)胞的
生命活動等。
【板書】 一、細(xì)胞中的水
存在 形式 含量 功能
結(jié)合 水 約 4.5﹪ 構(gòu)成多種化合物
自由 水 約 95.5 1. 良好溶劑 2. 參與多種化學(xué)反應(yīng) 3.運(yùn)送養(yǎng)料和代謝廢物
自由水與 代謝旺盛 代謝緩慢 結(jié)合水的關(guān)系：
二、細(xì)胞中的無機(jī)鹽
存在 形式 含量 種 類 功能
無 機(jī)鹽 多離 子 少化 合物 1﹪~ 1.5﹪ 陽 離子 陰 離子 1. 構(gòu)成某些化合物 2. 維持生命活動 3.調(diào)節(jié)內(nèi)外的滲透壓和酸堿 平衡
【思考與討論】生思考回答師提示。
1.提示：人類貧血癥中有缺少紅細(xì)胞和缺少血紅蛋白兩種類型，它們都可導(dǎo)致貧血。而 血紅蛋白的分子結(jié)構(gòu)不能缺少的一種元素就是鐵， 所以缺鐵會導(dǎo)致血紅蛋白的合成障礙， 引 起貧血。缺鐵性貧血是一種常見的貧血癥。正常人體內(nèi)含鐵量約為 3～5g，它是制造血紅蛋
白的主要原料之一。當(dāng)鐵缺乏時(shí)，血紅蛋白就不能合成，從而發(fā)生缺鐵性貧血。
2.提示：光合作用不能缺少葉綠素， 而葉綠素的分子結(jié)構(gòu)中不能缺少的元素之一就是鎂。 鎂是葉綠素的組成元素之一，因此， 鎂對于光合作用有重要意義。缺鎂時(shí)葉綠素的形成受到 阻礙，從而影響光合作用。此外，鎂還是許多酶的活化劑，鎂還能促進(jìn)脂肪的合成。因此，
鎂是重要的生命元素。
【課堂小結(jié)】本節(jié)課主要是了解組成生物體的元素和無機(jī)化合物， 水是生命活動必不可
少的成分，含量最高。無機(jī)鹽是構(gòu)成化合物的成分，或者參與生命活動的調(diào)節(jié)過程。
【作業(yè)布置】生思考回答師提示。第一章 細(xì)胞的分子組成
第一節(jié) 細(xì)胞中的元素和無機(jī)化合物
學(xué)習(xí)目標(biāo)
（1）舉例說出細(xì)胞的元素組成。
（2）理解必需元素含義。
（3）認(rèn)識細(xì)胞中的主要化合物及其相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
（4）舉例說出水在細(xì)胞中的存在形式和作用。
（5）說出無機(jī)鹽在細(xì)胞中的存在形式和主要作用。
[重難點(diǎn)擊]
（6）生物體的元素組成。
（7）自由水、結(jié)合水。
（8）無機(jī)鹽的作用。
前課梳理
1 ．活細(xì)胞中含量最多的化合物和含量最多的有機(jī)物分別是什么？
答案 由上圖可知，活細(xì)胞中含量最多的化合物是水，含量最多的有機(jī)化合物是蛋白質(zhì)。 2 ．如果是在干重條件下呢？
答案 含量最多的化合物是蛋白質(zhì)，含量最多的有機(jī)化合物是蛋白質(zhì)。
3 ．細(xì)胞中的無機(jī)鹽是以什么形式存在的？
答案 細(xì)胞中的無機(jī)鹽常以離子的形式存在，少數(shù)以化合物的形式存在，如構(gòu)成骨骼的 CaCO3。
學(xué)習(xí)探究
探究點(diǎn)一 組成細(xì)胞的元素
1 ．組成細(xì)胞的元素種類及含量
生物種類繁多、數(shù)量巨大， 具有廣泛的多樣性， 但組成生物體的化學(xué)元素卻基本相似， 閱讀 教材內(nèi)容，結(jié)合下面材料思考：
表 1 地殼和人體中含量較多的元素比較表
地殼 人體
元素 含量(ppm) 元素 含量(ppm)
O Si Al Fe Ca Na K Mg H 4.66×105 2 ．77×105 8 ．13×104 5 ．00×104 3 ．63×104 2 ．83×104 2 ．59×104 2 ．09×104 1 ．40×103 O C H N Ca S P Na K 6.28×105 1 ．94×105 9 ．3×104 5 ．1×104 1 ．4×104 6 ．4×103 6 ．3×103 2 ．6×103 2 ．2×103
表 2 玉米和人體所含元素與細(xì)胞干重的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)
元素 玉米 人
O 44.43 14.62
C 43.57 55.99
H 6.27 7.46
N 1.46 9.33
K 0.92 1.09
Ca 0.23 4.67
P 0.20 3.11
Mg 0.18 0.16
S 0.17 0.78
(1)由表 1 可以看出：①生物體內(nèi)的任何一種元素都可以在無機(jī) 自然界找到，說明生物界和 非生物界具有統(tǒng)一性。②同一種元素在人體細(xì)胞中的含量和地殼中含量不同(相同、不同)， 這體現(xiàn)了生物界和非生物界的差異性。
(2)由表 2 可得出結(jié)論：①不同生物體內(nèi)所含的元素種類基本相同，但是每種元素的含量卻 有多有少；②同一生物體內(nèi)不同化學(xué)元素的含量不同，其中 C 、H 、O 、N 、P 、S 、K 、Ca 、 Mg 等元素含量較多，稱為大量元素；Fe 、Mn 、Zn 、Cu 、B 、Mo 等元素含量很少，稱為微 量元素。
(3)由教材可得：在鮮重條件下，細(xì)胞中含量最多的元素是 O ，其次是 C 、H 、N。 2 ．生物的元素缺乏癥
生物會因環(huán)境中缺乏某種元素而產(chǎn)生該元素的缺乏癥，根據(jù)下面材料思考：
(1)下表是一項(xiàng)“硒與克山病發(fā)病相關(guān)性”研究的記錄
組 別 年 度 觀察人數(shù)/人 發(fā)病人數(shù)/人
實(shí)驗(yàn)組 (補(bǔ)硒) 1974 4510 10
1975 6767 7
對照組 (不補(bǔ)硒) 1974 3985 54
1975 5445 52
分析上表數(shù)據(jù)， 可得出的結(jié)論是克山病和缺硒有關(guān)，硒是人體的必需元素。進(jìn)一步說明生物 缺乏必需元素可能導(dǎo)致疾病。
(2)幾十年前，新西蘭有一個牧場的大片牧草長勢很弱，有的甚至發(fā)黃枯萎，即使使用了大 量的 N 、P 、K 肥也無濟(jì)于事，后來，人們偶然發(fā)現(xiàn)牧場內(nèi)的一小片牧草長得十分茂盛，原 來，這一片 ”綠洲 ”的附近有一座鉬礦，礦工每天上下班總是抄近路走，他們的鞋子踩過的 地方，牧草綠油油的，經(jīng)過科學(xué)家的化驗(yàn)和分析， 一公頃牧草只需 150 克鉬就足夠了。
上述材料說明：
①鉬屬于微量元素。
②由材料分析，鉬雖然含量少，但是對生物體具有重要的作用，不可缺少。 探究點(diǎn)二 組成細(xì)胞的化合物
組成細(xì)胞的元素多數(shù)以化合物的形式存在， 如圖表示細(xì)胞中主要化合物的含量， 請閱讀 教材內(nèi)容，結(jié)合該圖分析回答下列問題。
有機(jī)化合物和無機(jī)化合物有什么區(qū)別？
答案 有機(jī)化合物和無機(jī)化合物的區(qū)別主要看它們的分子組成中是否有碳元素， 如糖類是有 機(jī)化合物，由碳、氫、氧三種元素組成；水是無機(jī)化合物，由氫、氧兩種元素組成。
探究點(diǎn)三 細(xì)胞中的水
水是生命之源，沒有水就沒有生命，請閱讀教材 P10 內(nèi)容探究水的存在形式和功能。 1 ．水的存在方式
(1)鮮種子曬干過程中失去的是可以自由流動的水，稱為自由水，干種子用水浸泡后仍能萌 發(fā)，說明種子仍保持其生理活性。
(2)干種子烘烤過程中所失去的水是結(jié)合水，不萌發(fā)，說明種子已經(jīng) 死亡，由此可見細(xì)胞中 一部分水是組成細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要成分，稱為結(jié)合水。
2 ． 自由水的功能
(1)許多細(xì)胞生命活動需要的離子、分子都溶解在自由水中，說明自由水是細(xì)胞內(nèi)良好的溶 劑。
(2)細(xì)胞中幾乎所有的化學(xué)反應(yīng)都是以自由水為介質(zhì)進(jìn)行的，水是光合作用的原料說明有些 自由水可直接作為反應(yīng)物參與生物化學(xué)反應(yīng)。
(3)水在生物體內(nèi)的流動(如血液)，可以把其中溶解的營養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)礁鱾€細(xì)胞， 同時(shí)又把細(xì) 胞代謝產(chǎn)生的廢物運(yùn)送到排泄器官或者直接運(yùn)輸?shù)襟w外， 這說明自由水具有運(yùn)輸營養(yǎng)物質(zhì)和 代謝廢物的功能。
總之，自由水參與細(xì)胞中各種代謝作用，在代謝旺盛的細(xì)胞中，自由水的含量一般較多。 3 ．結(jié)合水的功能又是怎樣的呢？
結(jié)合水是組成細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要成分。如休眠的種子、越冬的植物、生活在干旱和鹽漬條件下 的植物，它們的細(xì)胞內(nèi)結(jié)合水的含量相對增多，使得它們抵抗不良環(huán)境的能力 增強(qiáng)。
4 ．根據(jù)上述的分析，說說二者之間的關(guān)系是怎樣的？
答案 (1)自由水/結(jié)合水與代謝、抗逆性的關(guān)系
自由水/結(jié)合水Error!
(2)自由水/結(jié)合水與溫度的關(guān)系：溫度升高時(shí)，自由水增多，反之結(jié)合水增多。
探究點(diǎn)四 細(xì)胞中的無機(jī)鹽
1 ．結(jié)合材料，分析無機(jī)鹽的功能：
(1)材料 1：人體代謝過程中產(chǎn)生的一些代謝物質(zhì)會改變體液的酸堿度，人體血液中存在 H2CO3/NaHCO3 和 NaH2PO4/Na2HPO4 等酸堿緩沖物質(zhì)，可以中和這些變化。
該材料說明無機(jī)鹽對于維持細(xì)胞的酸堿平衡具有重要作用。
(2)材料 2：下圖為三種有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)圖
由上述結(jié)構(gòu)圖可以看出無機(jī)鹽是合成有機(jī)物的原料。
(3)材料 3：合成血紅蛋白需要鐵(Fe2＋)，合成甲狀腺激素需要碘，說明無機(jī)鹽是合成某些具 有特殊生理功能的物質(zhì)的原料。
2 ．當(dāng)某些無機(jī)鹽含量過多或過少時(shí)，生物體可能會出現(xiàn)相應(yīng)的病癥。
(1)當(dāng)缺少 Ca2＋時(shí)， 哺乳動物會出現(xiàn)肌肉抽搐現(xiàn)象， 而 Ca2＋過多時(shí)， 又會出現(xiàn)肌肉乏力現(xiàn)象 等。
(2)缺少 Ca2＋時(shí)，番茄果實(shí)會出現(xiàn)臍腐現(xiàn)象。
(3)缺少 K＋時(shí)，番茄植株的老葉尖端和邊緣會失綠，直至干枯壞死。
3 ．給病人輸液時(shí)，要用 0.9%的生理鹽水，而不能用蒸餾水或濃鹽水，這是為什么？
答案 輸液用的生理鹽水溶液和血漿滲透壓相等， 醫(yī)學(xué)上稱為等滲溶液。正常人血漿滲透壓 是相對穩(wěn)定的，相當(dāng)于 0.9%NaCl 溶液或 0.5%的葡萄糖溶液。0.9%的生理鹽水和人的體液 為等滲溶液，紅細(xì)胞等血細(xì)胞只有在等滲溶液中才能維持它的固有形態(tài)和功能。
真題回眸
例 1．人們經(jīng)常食用的牛、羊、豬等肉類及白菜、土豆等蔬菜， 消化吸收后， 其中的成分大 多被轉(zhuǎn)化為人體自身的一部分，其根本原因是( )
A ．組成生物體細(xì)胞的化學(xué)元素在無機(jī)自然界中都能找到
B ．在不同生物的體細(xì)胞內(nèi)，組成它們的化學(xué)元素的種類大體相同
C ．組成生物體細(xì)胞的基本元素是碳
D ．不同生物的細(xì)胞內(nèi)，組成它們的化學(xué)元素的含量大體相同
例 2 ．醫(yī)生常常給病人輸液，常把藥劑溶解于生理鹽水(0.9%的 NaCl 溶液)中，而不是溶解 于蒸餾水中。這是因?yàn)? )
A ．無機(jī)鹽在生物體的生命活動中是不可缺少的
B ．蒸餾水不含營養(yǎng)物質(zhì)
C ．蒸餾水可增大細(xì)胞中自由水比例，使細(xì)胞代謝加快，加劇病情
D ．生理鹽水能維持人體細(xì)胞生活環(huán)境的穩(wěn)定狀態(tài)，防止細(xì)胞過度吸水或失水
達(dá)標(biāo)訓(xùn)練
1 ．判斷下列關(guān)于人體內(nèi)水和無機(jī)鹽的敘述的正誤。
(1)都可作為細(xì)胞的能源物質(zhì)( )
(2)都能維持細(xì)胞的生命活動( )
(3)細(xì)胞中的無機(jī)鹽均以離子形式存在( )
(4)血鈣過高會引起肌肉抽搐( )
(5)無機(jī)鹽在細(xì)胞內(nèi)含量很少，具有維持細(xì)胞的酸堿平衡等功能( )
(6)大量出汗后應(yīng)多喝淡鹽水( )
(7)某些無機(jī)鹽是細(xì)胞內(nèi)一些大分子物質(zhì)的組成成分，如 Fe 參與血紅蛋白的構(gòu)成，Mg 參與 葉綠素的形成( )
(8)缺少 K＋時(shí)，番茄植株的老葉邊緣會失綠( )
2．卷柏有“九死還魂草 ”之稱， 它在干枯后， 若得到充足的水分仍能成活， 其原因是( )
A ．失去的水為自由水 B ．雖失去結(jié)合水，但體內(nèi)含有特殊的物質(zhì)
C ．此生物有特殊的結(jié)構(gòu) D ．以上敘述都不正確
3 ．落葉的越冬植物體內(nèi)結(jié)合水含量相對增多，這是因?yàn)? )
A ．使植物冬眠，降低新陳代謝的強(qiáng)度 B ．使植物的抗逆性增強(qiáng)，適應(yīng)寒冷環(huán)境
C ．植物根不能從土壤中吸收水了 D ．植物體內(nèi)的水不能流動了
4 ．無機(jī)鹽在生命活動中不可缺少，合成葉綠素和血紅蛋白分子必需的離子分別是( )
A ．Mg2＋、Fe2＋ B ．Ca2＋、Mg2＋ C ．PO34－、K＋ D ．K＋、I-
5 ．在細(xì)胞內(nèi)含量極少，但對維持生命活動是必不可少的元素有( )
A ．Fe 、Mn 、Zn 、Mg B ．Zn 、Cu 、Mg 、Ca
C ．Zn 、Cu 、B 、Mn D ．Mg 、Mn 、Cu 、Mo
沖 A 提升
6 ．下面是用于無土栽培的一種培養(yǎng)液配方，據(jù)表回答問題。
Ca(NO3)2 1.0g KCl 1.2g
MgSO4 0.25g FeCl3 0.005g
KH2PO4 0.25g H2O 1000mL
(1) 該配方 中屬于植物所需 的大量元素是 ，微量元素是
。
____________
(2)該配方中組成細(xì)胞的基本元素是 。用該培養(yǎng)液栽培植物，組成生物體 的最基本元素的來源是 。
(3)如果用該培養(yǎng)液栽培番茄， 該配方中明顯缺乏的微量元素是 。

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