18-19第2章第1節(jié)細(xì)胞中的元素和無(wú)機(jī)化合物

1、第一節(jié)細(xì)胞中的元素和無(wú)機(jī)化合物學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)概覽(教師用書(shū)獨(dú)具)1.舉例說(shuō)出組成細(xì)胞的兀素。(重點(diǎn))|劃肥中的廠|組成生物體的元素12.舉例說(shuō)出細(xì)胞中元素和無(wú)一.一.的水和無(wú)機(jī)鹽的功k幾化合物.J細(xì)胞中的無(wú)機(jī)化合物一|能、存在形式和作無(wú)機(jī)鹽用。(重、難點(diǎn))自主預(yù)習(xí)探新知一、組成細(xì)胞的元素1. 元素的種類(1) 按與生命的關(guān)系，可以分為必需元素和非必需元素。缺乏必需元素可能導(dǎo)致疾病。(2) 種類：細(xì)胞中常見(jiàn)的化學(xué)元素有20多種。(3) 含量 占細(xì)胞鮮重最多的元素是0。 占細(xì)胞干重最多的元素是c。(4) 按含量的多少，必需元素分為大量元素和微量元素。 大量元素有：C、H、O、N、P、S、K、Ca、M

2、g等； 微量元素有：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。2. 不同種類生物體內(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。3. 生物會(huì)因缺乏某些元素而產(chǎn)生該元素的缺乏癥。如一些山區(qū)居民患有克山病，該病與缺硒有明顯關(guān)系。二、細(xì)胞中的無(wú)機(jī)化合物組成細(xì)胞的化合物九機(jī)化合物水利無(wú)機(jī)鹽糖類、脂質(zhì)、蛋左質(zhì)、檢靈(2)含量 鮮重條件下，含量最多的化合物是水。 鮮重條件下，含量最多的有機(jī)化合物是蛋白質(zhì) 干重條件下，含量最多的化合物是蛋白質(zhì)。細(xì)胞中水的存在形式及其生理作用3.細(xì)胞中的無(wú)機(jī)鹽含量較少存在形式主要以離子形式存在，女口Na+>K十、Ca"、Cl、HCO3；少數(shù)以化合態(tài)存在，如

3、1構(gòu)成甲狀腺激素等生理作用合成有機(jī)化合物的原料，如Mg2十是葉綠素的必需成分、P是合成核苷酸的原料合成某些具有特殊生理功能的物質(zhì)的原料，如Fe2+是血紅蛋白的重要成分維持細(xì)胞的酸堿平衡，如紅細(xì)胞中的K2HPO4/KH2PO4、HCO3/H2CO3基礎(chǔ)自測(cè)1. 判斷正誤(1) 生物界和非生物界在元素組成的種類和含量上都相同。()(2) Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等是組成細(xì)胞的微量元素。某些無(wú)機(jī)鹽是細(xì)胞內(nèi)一些大分子物質(zhì)的組成成分，如Fe2+參與血紅蛋白的構(gòu)成，Mg2+參與葉綠素的形成。()不同細(xì)胞內(nèi)自由水與結(jié)合水的比例相差不大。()(5)無(wú)機(jī)鹽在細(xì)胞內(nèi)含量很少，主要以離子形式存在

4、。()答案(1)X提示：生物界和非生物界在元素組成的種類相同，但含量相差很大。(2) x提示：Ca、Mg是組成細(xì)胞的大量元素。(3) Vx提示：不同細(xì)胞內(nèi)自由水和結(jié)合水的比例相差很大。(5)V2. 下列關(guān)于組成細(xì)胞的微量元素的說(shuō)法中，不正確的是（）A.通常指生物體生命活動(dòng)所必需的，但需要量卻很少的一些元素B.生物體中可以有，也可以沒(méi)有的一些元素C.微量元素是細(xì)胞維持正常生命活動(dòng)不可缺少的元素D.Cu、Zn、Mo等元素是細(xì)胞內(nèi)的微量元素B微量元素是指細(xì)胞內(nèi)含量在萬(wàn)分之一以下的元素，含量雖少，但在生命活動(dòng)中是不可缺少的，主要包括Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等?！包S金搭檔”含多種維生素及鈣、鐵、

5、鋅、硒等礦物質(zhì)，因具有能改善人體代謝和免疫功能、保障青少年體格和智力正常發(fā)育等保健功能而受到廣大消費(fèi)者的青睞。下列敘述錯(cuò)誤的是（）A.人體對(duì)鈣、鐵、鋅、硒等無(wú)機(jī)鹽的吸收與水關(guān)系不大B.補(bǔ)鐵將有助于對(duì)缺鐵性貧血癥的治療C.血鈣過(guò)低的成年人會(huì)患骨質(zhì)疏松癥、肌肉抽搐等疾病D.維生素不是能源物質(zhì)，但對(duì)生物體的新陳代謝起調(diào)節(jié)作用A鈣、鐵、鋅、硒等大多數(shù)無(wú)機(jī)鹽必須溶解在水中，以離子的形式被吸收。合作探究攻重難1揮丸點(diǎn)1|組成細(xì)胞的元素背景材料幾十年前，新西蘭有一個(gè)牧場(chǎng)的大片牧草長(zhǎng)勢(shì)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(wú)濟(jì)于事，后來(lái)，人們偶然發(fā)現(xiàn)牧場(chǎng)內(nèi)的一小片牧草長(zhǎng)得十分茂盛，原來(lái)，這一片

6、“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(guò)的地方，牧草綠油油的，經(jīng)過(guò)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。思考交流1. 生物體中常見(jiàn)的元素有多少種？這些元素是生物體特有的嗎？提示：約有20多種。不是，在無(wú)機(jī)自然界中都可以找到。2. 微量元素含量很少，是不是說(shuō)作用不重要，可有可無(wú)？請(qǐng)進(jìn)行解釋。提示：不是。微量元素和大量元素均是生物必需的元素，微量元素含量雖然很少，但是對(duì)生物體一樣具有重要的作用，不可缺少。3. 是不是生物體內(nèi)含有的兀素不是大量兀素就是微量兀素？為什么？提示：不是。無(wú)論是大量元素還是微量元素，都是生物體必需的元素，對(duì)于維持生物體的生命活動(dòng)起

7、著非常重要的作用。如果不是生物體必需的元素，不管含量高低，都不是大量元素或者微量元素。歸納總結(jié)（1）元素的分類 大量元素和微量元素都是生物體生命活動(dòng)所必需的。 鮮重狀態(tài)下，4種基本元素的含量是0>C>H>N;干重狀態(tài)下，4種基本元素的含量是C>0>N>H。（2）元素的統(tǒng)一性和差異性巧學(xué)好記：諧音巧記組成細(xì)胞的大量元素和微量元素1大量元素C、H、0、N、SP、Ca、Mg、K，可利用諧音“她請(qǐng)楊丹留人蓋美家”來(lái)記憶。2微量元素Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu,可利用諧音“鐵猛碰新木桶”來(lái)記憶。枚I下表所列為玉米植株和人體內(nèi)含量較多的元素的種類以及各類元素的含量（

8、占細(xì)胞干重的質(zhì)量分?jǐn)?shù)%），據(jù)此表可以得出的正確結(jié)論是（）元糸OCHNKCaPMgS玉米44.4343.756.241.460.920.230.200.180.17人14.6255.997.469.331.094.673.110.160.78組成不同生物體的化學(xué)元素的種類基本相同B. 同種元素在不同生物體內(nèi)含量基本相同C.組成不同生物體的化學(xué)元素的種類差異較大D.C是細(xì)胞中含量最多的元素，它是構(gòu)成細(xì)胞的基本元素【技巧點(diǎn)撥】解答本題需要明確：（1）理解生物界和非生物界的統(tǒng)一性和差異性；（2）了解細(xì)胞的組成元素的含量。A組成不同生物體的化學(xué)元素的種類基本相同，A正確、C錯(cuò)誤；由表中數(shù)據(jù)可知，同種元素

9、在不同生物體內(nèi)含量相差較大，B錯(cuò)誤；0是細(xì)胞鮮重中含量最多的元素，C是細(xì)胞干重中含量最多的元素，D錯(cuò)誤。一灤優(yōu)採(cǎi)究,(1)占細(xì)胞鮮重含量最多的元素是什么？占細(xì)胞干重含量最多的元素又是什么？提示：占細(xì)胞鮮重含量最多的元素是0,占細(xì)胞干重含量最多的元素是C。(2)由題干表格分析可得出的結(jié)論是什么？提示：不同生物體的組成元素的種類基本相同，但含量相差很大。活學(xué)活用1下列有關(guān)組成生物體化學(xué)元素的論述，正確的是()A組成生物體和組成無(wú)機(jī)自然界的化學(xué)元素中，碳元素的含量最多B.動(dòng)物和植物所含的化學(xué)元素的種類差異很大C.組成生物體的化學(xué)元素在無(wú)機(jī)自然界都可以找到D.不同生物體內(nèi)各種化學(xué)元素的含量基本相似C生

10、物界與非生物界之間存在著統(tǒng)一性和差異性，統(tǒng)一性體現(xiàn)在生物體的化學(xué)元素在非生物界都可以找到，差異性體現(xiàn)在它們所含元素的含量不同。碳元素在生物界中含量較高，而在非生物界中含量很少；動(dòng)植物之間所含元素的種類相差不大，但各種化學(xué)元素的相對(duì)含量比例不同。2. 科學(xué)家在利用無(wú)土栽培法培養(yǎng)一些名貴花卉時(shí)，培養(yǎng)液中添加了多種必需的化學(xué)元素，其配方如表：離子K+NaMg2+Ca2+N03H2PO3so/Zn2+培養(yǎng)液濃度/molL1110.251210.251其中植物根細(xì)胞吸收量最少的離子是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：95252009】A.Ca2+B.S042+C.ZnD.H2PO3CZn為生命活動(dòng)所必需的微量元素。啊餾細(xì)胞

11、中的無(wú)機(jī)物1細(xì)胞中的水背景材料鮮種子放在陽(yáng)光下曝曬，重量減輕；干種子用水浸泡后仍能萌發(fā)，但干種子放在試管中，用酒精燈加熱，試管壁上有水珠，再浸泡后不在萌發(fā)。思考交流11.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？提示：含量最多的化合物是水，有機(jī)物是蛋白質(zhì)。2. 干種子用水浸泡后仍能萌發(fā)，但干種子放在試管中，用酒精燈加熱，試管壁上有水珠，再浸泡后不在萌發(fā)的原因分別是什么？提示：前者是失去自由水的種子仍保持其生理活性，但后者是失去結(jié)合水。3. 與枝葉繁茂的夏季相比，冬季的北方落葉樹(shù)結(jié)合水與自由水的比值上升了還是下降了？這有何意義？提示：冬季的落葉樹(shù)的結(jié)合水與自由水的比值有所上升，可降低

12、代謝，增強(qiáng)抗逆性，對(duì)于樹(shù)木抵御嚴(yán)寒有重要意義。歸納總結(jié)自由水和結(jié)合水自由水和結(jié)合水是可以相互轉(zhuǎn)化的。自由水的相對(duì)含量越高，細(xì)胞代謝越旺盛，如種子萌發(fā)時(shí)，先要吸足水分，以增加自由水的含量，才能進(jìn)行旺盛的生命活動(dòng)。(1) 結(jié)合水的相對(duì)含量越高，細(xì)胞的抗旱、抗寒能力越強(qiáng)，如冬季植物吸水減少，細(xì)胞中結(jié)合水相對(duì)含量升高，使植物抗寒性增強(qiáng)。再如生活在干旱環(huán)境中的植物，結(jié)合水相對(duì)含量高，降低了蒸騰作用(蒸騰作用散失的是自由水)。(2) 細(xì)胞中兩種形式水的相對(duì)含量不同，會(huì)影響組織、器官的形態(tài)特點(diǎn)，如心肌和血液中水的含量相當(dāng)，但心肌中結(jié)合水含量相對(duì)較高，血液中自由水含量相對(duì)較高。2.細(xì)胞中的無(wú)機(jī)鹽背景材料有植物

13、合成蛋白質(zhì)需要含氮的無(wú)機(jī)鹽；組成細(xì)胞膜、核酸和ATP需要含氮和磷的無(wú)機(jī)鹽；碳酸鈣是動(dòng)物和人體的骨骼、牙齒中的重要成分等。思考交流21植物缺Mg葉片會(huì)發(fā)黃，人缺Fe會(huì)患貧血癥，請(qǐng)分析其中的原因，由此說(shuō)明無(wú)機(jī)鹽具有什么生理作用？提示：Fe是合成血紅蛋白的必需元素，缺Fe會(huì)造成血紅蛋白不能合成，導(dǎo)致患貧血癥；Mg是合成葉綠素的必需元素，缺Mg葉綠素不能合成，葉片會(huì)發(fā)黃，由此說(shuō)明某些無(wú)機(jī)鹽是合成有機(jī)物的原料，在生物體的生命活動(dòng)中不可缺少。2. 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？提示：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(duì)

14、穩(wěn)定的，相當(dāng)于0.9%NaCI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。激烈的足球比賽場(chǎng)上，運(yùn)動(dòng)員有時(shí)會(huì)出現(xiàn)下肢肌肉抽搐的現(xiàn)象，這是什么原因？提示：劇烈運(yùn)動(dòng)使運(yùn)動(dòng)員大量出汗，隨汗液丟失大量的鈣鹽，致使血液中鈣離子含量太低而發(fā)生抽搐。歸納總結(jié)無(wú)機(jī)鹽的生理功能(1) 細(xì)胞內(nèi)某些化合物的重要組成部分，如：無(wú)機(jī)鹽生理功能2+Mg葉綠素必需的原料Fe2+血紅蛋白的主要成分PO/合成核苷酸的原料Zn2+人體內(nèi)100多種酶的重要組成成分CaCO3動(dòng)物和人體骨骼、牙齒中的重要成分維持生物體的生命活動(dòng)，如:無(wú)機(jī)鹽生理功能K十維持

15、細(xì)胞內(nèi)液的滲透壓Na+維持細(xì)胞外液的滲透壓Ca2+哺乳動(dòng)物血液中鈣鹽含量太低，會(huì)出現(xiàn)抽搐Mn2+某些酶的活化因子各種離子維持細(xì)胞和生物體內(nèi)的酸堿平衡（3）維持生物體內(nèi)的平衡 滲透壓的平衡。酸堿平衡（即pH平衡）。pH調(diào)節(jié)著細(xì)胞的一切生命活動(dòng)，它的改變影響著原生質(zhì)體組成物的所有特性以及在細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的一切反應(yīng)。巧學(xué)好記：巧記無(wú)機(jī)鹽功能的“三個(gè)一”一組成一調(diào)節(jié)一維持組成化合物調(diào)節(jié)酸堿度和滲透壓維持生命活動(dòng)2運(yùn)動(dòng)型飲料可為人體提供水和無(wú)機(jī)鹽。F列有關(guān)生物體內(nèi)水和無(wú)機(jī)鹽的敘述中，錯(cuò)誤的是（）A.生物體內(nèi)的生化反應(yīng)必須在水中進(jìn)行B.自由水參與體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物的運(yùn)輸C.某些無(wú)機(jī)鹽是組成磷脂、RNA和纖

16、維素的必需成分D.無(wú)機(jī)鹽在細(xì)胞內(nèi)的含量很少，主要以離子形式存在，具有維持機(jī)體的滲透壓、酸堿平衡和正常生命活動(dòng)的功能【技巧點(diǎn)撥】解答本題需要掌握：水的種類和功能；（2）無(wú)機(jī)鹽的存在形式和功能C生物體的生命活動(dòng)離不開(kāi)水，生化反應(yīng)必須在水中進(jìn)行；參與體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物運(yùn)輸?shù)氖亲杂伤粯?gòu)成纖維素的元素是C、H、0,不含無(wú)機(jī)鹽;無(wú)機(jī)鹽在生物體內(nèi)的含量雖少，但對(duì)維持機(jī)體的滲透壓、酸堿平衡和正常生命活動(dòng)有重要作用?；顚W(xué)活用1下列關(guān)于生物體內(nèi)水的敘述，不正確的是()A結(jié)合水是細(xì)胞的重要組成成分B血細(xì)胞中的水大部分是自由水C細(xì)胞內(nèi)結(jié)合水與自由水的比值與代謝強(qiáng)度無(wú)關(guān)D自由水可參與細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的運(yùn)輸與化學(xué)反應(yīng)C細(xì)

17、胞中水有兩種存在形式：自由水和結(jié)合水，其中結(jié)合水為結(jié)構(gòu)物質(zhì)，即它是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分，A項(xiàng)正確；細(xì)胞中自由水含量大約占95.5%,B項(xiàng)正確；結(jié)合水與自由水的相對(duì)含量決定細(xì)胞的代謝強(qiáng)度，結(jié)合水與自由水比值越低，則細(xì)胞代謝強(qiáng)度越大，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D為自由水的兩項(xiàng)功能。2下列關(guān)于無(wú)機(jī)鹽的敘述，錯(cuò)誤的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：95252019】A缺鐵性貧血是因?yàn)轶w內(nèi)缺乏鐵，血紅蛋白不能合成B.Mg2+是葉綠素的成分之一，缺Mg2+影響光合作用C.細(xì)胞中的無(wú)機(jī)鹽大多數(shù)以化合物形式存在，如CaC03構(gòu)成骨骼、牙齒D.碘是合成甲狀腺激素的原料，所以常在食鹽中加碘C鐵是血紅蛋白的組成成分，缺鐵則不能合成血紅蛋白；Mg2

18、是葉綠素的組成成分，缺Mg2則不能合成葉綠素，進(jìn)而影響光合作用；細(xì)胞中的無(wú)機(jī)鹽大多數(shù)以離子形式存在；碘是合成甲狀腺激素的原料，在食鹽中加碘是為了補(bǔ)充碘，預(yù)防因食物中缺碘而引起地方性甲狀腺腫。當(dāng)堂達(dá)標(biāo)固雙基1.下列植物細(xì)胞中結(jié)合水的相對(duì)含量最大的是()A.休眠的蠶豆子葉細(xì)胞B.玉米的胚乳細(xì)胞C.洋蔥根尖分生區(qū)的細(xì)胞D.成熟柑橘的果肉細(xì)胞A結(jié)合水與代謝速度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，與抗逆性呈正相關(guān)關(guān)系。休眠的蠶豆子葉細(xì)胞比洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞和成熟柑橘的果肉細(xì)胞、玉米的胚乳細(xì)胞新陳代謝慢，自然結(jié)合水比例就高一些。2生長(zhǎng)在含鹽量高、干旱土壤中的鹽生植物，通過(guò)液泡貯存大量的Na+而促進(jìn)細(xì)胞吸收水分，該現(xiàn)象說(shuō)明液泡內(nèi)

19、Na*參與（）【導(dǎo)學(xué)號(hào)：95252019】A調(diào)節(jié)滲透壓B組成體內(nèi)化合物C維持pHD提供能量A液泡貯存大量的Na+,增大了細(xì)胞液的滲透壓，使吸水能力增強(qiáng)。3參加馬拉松比賽的運(yùn)動(dòng)員在比賽結(jié)束后應(yīng)該飲用（）A.鹽汽水B.牛奶C.純凈水D.果汁A比賽過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員大量出汗，排出大量無(wú)機(jī)鹽，所以應(yīng)飲用補(bǔ)充無(wú)機(jī)鹽的鹽汽水。下圖為幾種生物或生物器官的含水量比較，有關(guān)說(shuō)法不正確的是（）【導(dǎo)學(xué)號(hào)：95252019】A.大麥種子和花生種子含水量低是因?yàn)樗鼈兯H水性物質(zhì)較少B.代謝旺盛的組織、器官含水量較高C.生物的含水量因生物種類的不同而有所差別D.不同生物含水量不同與其生存環(huán)境有關(guān)A大麥種子和花生種子含水量低

20、，是因?yàn)樵诔墒旌土罆襁^(guò)程中部分自由水散失。3. 組成生物體的化學(xué)元素種類很多，在細(xì)胞內(nèi)至少可以找到62種，常見(jiàn)的約有29種，其中重要的有24種，它們?cè)谏矬w內(nèi)擔(dān)負(fù)著多種重要功能。下表是人體內(nèi)部分元素含量表（質(zhì)量分?jǐn)?shù)%），據(jù)表回答有關(guān)問(wèn)題。元糸CHNPOMgKS含量55.997.469.333.1114.620.161.090.78元糸CaFeNaClZnSiRbSe含量4.670.00960.470.470.00930.0050.0050.001從表中數(shù)據(jù)來(lái)看，屬于組成人體的大量元素的是,鈉和氯這兩種元素在人體內(nèi)含量較高，但在植物體內(nèi)含量卻很低，從它們的來(lái)源來(lái)看，人們每天的食物中都含一定量的從功能上看，鈉在人體內(nèi)具有維持勺作用，當(dāng)鈉在人體內(nèi)含量太低時(shí)，人體會(huì)出現(xiàn)血壓下降、心率加快、四肢發(fā)冷等癥狀。人體紅細(xì)胞內(nèi)的一種重要蛋白叫血紅蛋白，它具有的作用；組成它的