資源簡介

2021-2022高中生物必修一學案
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第一章：細胞的分子組成
第一節　水和無機鹽是構成細胞的重要無機物
課標內容要求
核心素養對接
1．說出細胞主要由C、H、O、N、P、S等元素構成。2．指出水賦予了細胞的許多特性，在生命中具有重要作用。3．舉例說出無機鹽在細胞內含量雖少，但與生命活動密切相關。
1.解釋生命是物質的，組成生物體的各種化合物是由化學元素構成的。(生命觀念)2．分析水的含量、特性與其功能的相關性。(生命觀念、科學思維)3．解釋無機鹽在細胞和生物體中的重要作用。(生命觀念、科學思維、科學探究)
1·生命是物質的，組成生物體的各種化合物是由化學元素構成的。
·組成細胞的分子，既包含簡單的無機物，也包含復雜的有機物。
2·無機物通常指不含碳元素的化合物，細胞內的無機物主要是水和無機鹽。
一、細胞主要由C、H、O、N、P和S等元素組成
1．組成細胞的化學元素，在地球的無機環境中都能找到，沒有一種化學元素是細胞所特有的。
2．構成細胞的主要元素，主要包括C、H、O、N、P和S等，其中C、H、O、N四種元素在人體中所占比重在96%以上。有些元素在人體中的含量很低，稱為微量元素。微量元素含量雖少，但它們對維持細胞正常的結構和生命活動均起著重要作用。
3．組成人體的主要元素
(1)大量元素(在人體中所占比重大于或等于0.1%)：O、C、H、N、Ca、P、K、S、Na、Cl、_Mg。
(2)微量元素(在人體中所占比重小于0.1%)：Fe、Zn、Cu、I、Mn、B、Cr、_Mo、Co、Se、F。
二、水為生命活動提供了條件
1．水在細胞中的含量與意義
(1)含量：細胞的含水量一般為60%～90%。
(2)意義：水是生物體的重要組成成分。可以說，一切生命活動都離不開水，沒有水就沒有生命。
2．水的特性與功能
(1)水的特性：具有極性和氫鍵的形成使得水分子有許多不尋常的特性。
(2)水的功能
①水是極性分子，使水作為良好的溶劑能幫助溶解和運輸營養物質及代謝產物。
②水分子之間的氫鍵使得水具有調節溫度的作用。
③水還是細胞中某些代謝的反應物和產物。
④水在動、植物的分布、繁殖、生長發育以及動物體色、動物行為等方面有著深遠的影響。
三、無機鹽與細胞生活密切相關
1．無機鹽的含量與存在形式
無機鹽在生物體內含量不高，約占1%～1.5%，多數以離子形式存在。
2．無機鹽的作用
(1)對維持生物體的生命活動有著重要的作用。
(2)無機鹽對維持血漿的正常濃度、酸堿平衡，以及神經、肌肉的興奮性等都是非常重要的。
(3)無機鹽是細胞的重要組成成分之一，如骨細胞的重要成分是磷酸鈣。
(4)無機鹽還是某些復雜化合物的重要組成成分，如Mg2＋是葉綠素的必需成分，Fe2＋是血紅蛋白的必需成分。
　組成細胞的化學元素
1．組成細胞的元素
2．從元素看生物界與非生物界的統一性和差異性
合作探究：下表中所列為玉米植株和人體內含量較多的化學元素的種類，以及各種元素占細胞干重的質量分數，請據表回答下列問題：
元素
O
C
H
N
K
Ca
P
Mg
S
人
14.62
55.99
7.46
9.33
1.09
4.67
3.11
0.16
0.78
玉米
44.43
43.57
6.24
1.46
0.92
0.23
0.20
0.18
0.17
(1)組成人體和玉米的基本元素有哪些？
提示：C、H、O、N。
(2)人體內的微量元素有哪些？
提示：Fe、Zn、Cu、I、Mn、B、Cr、
Mo、Co、Se、F。
(3)玉米植株和人體內的元素，如果追根求源來源于哪里？說明了什么問題？
提示：追根求源來源于無機環境；說明了生物界起源于非生物界。
(4)通過比較玉米植株和人體內元素種類與含量可以說明什么問題？
提示：玉米植株和人體從元素種類上看具有統一性，從元素含量上看具有差異性。
　水為生命活動提供了條件
1．水分子極性和氫鍵的形成
水分子中氧原子的原子核周圍電子較多，使氧略帶負電性而氫略帶正電性，水成為極性分子，一端略正，一端略負。由于正負電荷的吸引，水分子之間便會形成氫鍵。每個氫鍵中的氫原子同時屬于兩個氧原子，而每個水分子中的氧原子可以形成兩個氫鍵，所以一個水分子可以通過氫鍵與另外4個水分子相連。這就是水分子的締合。
2．水分子的極性與其溶解、運輸功能相適應
水是極性分子，凡是有極性的分子或離子都易溶于水中。例如，氯化鈉的Na＋和Cl－就會分別與水分子的略帶負電荷的氧的一端和略帶正電荷的氫的一端相互吸引，在這兩種離子的周圍形成一層水膜，把Na＋和Cl－分開，使得氯化鈉晶體易溶于水中。在人和動物的體液、植物的汁液中，均含有大量的水，且都溶有多種多樣生物體所必需的溶質。
3．水分子之間的氫鍵與其調節溫度相適應
水分子間大量的氫鍵使水蒸發時要消耗大量的熱，如出汗能有效地降低體溫。水溫的增高需要較多的熱，因為先要破壞氫鍵才能促進分子的運動；反之，水溫的降低就會形成較多的氫鍵，而氫鍵的形成會釋放熱量，這就使得細胞內水的溫度變化不那么劇烈。
合作探究：水在植物的生命活動中具有重要作用。風干種子只有吸收足夠的水才能進行旺盛的代謝活動，使胚生長。小麥種子萌發過程中吸水量隨時間變化的趨勢如圖所示。回答下列問題：
(1)據圖推測小麥種子萌發過程中吸水量與呼吸速率有怎樣的相關性？為什么？
提示：據圖示可知，在階段Ⅱ，種子含水量沒有多大變化，故種子吸水速率小于階段Ⅰ；而隨吸水量的增加，代謝強度大大增加，故呼吸速率大于階段Ⅰ。
(2)說出水在小麥種子萌發過程中的作用。
提示：①作為良好的溶劑能幫助溶解和運輸營養物質及代謝產物；②是細胞中某些代謝的反應物和產物；③是植物生長發育的必要條件。
　無機鹽與細胞生活密切相關
1．存在形式：多數以離子形式存在。
2．無機鹽的作用：
(1)無機鹽是細胞的重要組成成分之一(2)無機鹽還是某些復雜化合物的重要組成成分。(3)對維持生物體的生命活動有著重要的作用。(4)無機鹽對維持血漿的正常濃度、酸堿平衡，以及神經、肌肉的興奮性等都是非常重要的。
注意：（1）為什么缺鐵會導致貧血？答:鐵是血紅蛋白的重要組成部分
（2）為什么缺鎂會影響光合作用？答：鎂是葉綠素的重要組成部分
碘離子是甲狀腺激素的必須成分
鈣離子是牙齒和骨骼的必須成分
合作探究：資料1　下圖是一種葉綠素分子和血紅素分子局部結構簡圖。
資料2　植物在缺乏N、P、K等營養物質時會出現各種癥狀，因此生產過程中常要給植物施肥。玉米在生長過程中缺乏P，植株就會特別矮小，根系發育差，葉片小且呈暗綠偏紫色。
(1)為什么人體缺Fe會患貧血癥？為什么植物缺Mg葉片會發黃？
提示：缺Fe無法合成血紅蛋白；缺Mg無法合成葉綠素。
(2)由此說明無機鹽具有什么生理作用？
提示：無機鹽是某些復雜化合物的重要組成成分。
(3)植物體缺P常表現為生長發育不正常，這說明什么？分析為什么植物體缺P會影響其生長發育。
提示：P是植物體生長發育所必需的元素。P是組成細胞膜、細胞核的重要成分，也是細胞必不可少的許多化合物的成分。
[課堂小結]
知識網絡構建
核心語句背誦
1.組成人體的大量元素是O、C、H、N、Ca、P、
K、S、Na、Cl、
Mg；微量元素是Fe、Zn、Cu、I、Mn、B、Cr、
Mo、Co、Se、F。2.水的特性與功能(1)水的特性是具有極性和氫鍵的形成。(2)水的功能：作為良好的溶劑，能幫助溶解和運輸營養物質及代謝產物；具有調節溫度的作用；是細胞中某些代謝的反應物和產物；在動、植物的分布、繁殖、生長發育以及動物體色、動物行為等方面有著深遠的影響。3.無機鹽與細胞生活密切相關(1)多數以離子形式存在。(2)無機鹽的功能：是細胞的重要組成成分之一；是某些復雜化合物的重要組成成分；對維持生物體的生命活動有著重要的作用；對維持血漿的正常濃度、酸堿平衡，以及神經、肌肉的興奮性等都是非常重要的。
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