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1、第一节细胞中的元素和无机化合物学习目标1.说出组成细胞的元素。2.简述细胞中无机化合物的功能、存在形式和作用。(重点) |预知概念|一、组成细胞的元素 1.大量元素C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。2.微量元素Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。3.基本元素C、H、O、N。4.最基本元素C。二、生物界与非生物界的统一性和差异性1.从元素的种类分析，生物界与非生物界具有统一性。2.从元素的含量分析，生物界与非生物界具有差异性。三、细胞中的无机化合物1.无机化合物水和无机盐，在活细胞中含量最多的是水。2.水(1)作用：对于维持细胞的形态、保证代谢的正常进行具有重要作用。(2)存在形式：水在
2、细胞中以自由水和结合水两种形式存在。3.无机盐(1)存在形式：无机盐在细胞中常以离子形式存在。(2)含量：较少，约占细胞总质量的1.0%1.5%。4.含量异常引发的病症 (1)缺少Ca2时，哺乳动物会出现肌肉抽搐现象，番茄果实会出现脐腐现象。(2)Ca2过多时，哺乳动物会出现肌肉乏力现象等。(3)缺少K时，番茄植株的老叶尖端和边缘会失绿，直至干枯坏死。|过程评价|(1)生物界和非生物界在元素组成的种类和含量上都相同。()(2)Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等是组成细胞的微量元素。()(3)某些无机盐是细胞内一些有机物的组成成分，如Fe2参与血红蛋白的构成，Mg2参与叶绿素的形成。
3、()(4)自由水和结合水的比值与新陈代谢强度、生物的抗逆性有关。 ()(5)沙漠中的仙人掌含水量较少，水不是其体内含量最多的化合物。 ()(6)无机盐在细胞内含量很少，主要以离子形式存在。()答案(1) (2) (3)(4)(5)(6) |联想质疑|幼儿生长发育过程中易缺微量元素。微量元素在生物体内含量少，但生理作用并不小。人体在运动过程中会丧失部分水分和无机盐。钙是组成骨骼的主要元素，能维持细胞和生物体的正常生命活动。找窍门巧记无机盐功能的“一一二”科学探究1组成细胞的元素下表为一种无土栽培营养液的主要配方，据表回答下列有关问题。成分Ca(NO3)2MgSO4KH2PO4KHCO3Fe(NO
4、3)3H2O含量(g)1.00.250.250.120.0051 000(1)表中属于大量元素的是_，属于微量元素的是_，除此外，微量元素还包括_等。(2)上述元素中，_是最基本元素，_是基本元素，_是主要元素。(3)上述元素在非生物界中都能找到，其原因是生物界和非生物界在_上具有统一性。提示：(1)C、H、O、N、P、S、K、Ca、MgFeMn、Zn、Cu、B、Mo(2)CC、H、O、NC、H、O、N、P、S(3)元素种类【探究应用】一种植物和一种哺乳动物体内细胞的某些化学元素含量(占细胞干重的质量分数：%)如下表，下列有关叙述中不正确的是()元素CHONPCaS植物43.576.2444.
5、431.460.200.230.17动物55.997.4614.629.333.114.670.78A.碳元素的含量说明有机物是干物质的主要成分B.这两种生物体内所含化学元素的含量差异很大但种类基本相同 C.若该动物血钙高则会发生肌肉抽搐 D.表中所列元素均可在无机自然界中找到，没有一种是两类生物所特有的 解析由题中图表信息可知，两种生物细胞内都含有较多的碳元素，碳是有机物的主要成分。两种生物体内所含化学元素的种类大体相同，含量差异很大。动物血钙过高会引起肌无力，血钙过低则会发生肌肉抽搐；生物细胞中的元素均可在无机自然界中找到，没有一种是生物特有的。答案C 【一题多变】(1)如果将表中数值改为
6、占细胞鲜重的质量分数，含量最多的化学元素是哪种？与干重不同的原因是什么？提示：氧元素；与干重不同的原因是细胞鲜重中水分含量多。(2)表中所列元素均可在无机自然界中找到，没有一种是两类生物所特有的，这体现了生物界与非生物界之间的统一性还是差异性？提示：统一性。(3)如果植物缺少N元素，将出现什么症状？提示：植物缺氮时，植株生长矮小、瘦弱，叶片淡绿；花少，果实少而小，提早成熟。1.元素的分类(1)大量元素和微量元素划分的依据是含量，而不是生理作用。(2)微量元素只是在细胞中含量较少，但仍是生命活动不可缺少的。(3)无论是大量元素还是微量元素都是生物体必需的，对维持生物体生命活动有重要作用。2.谐音
7、巧记组成细胞的大量元素和微量元素(1)大量元素(C、H、O、N、S、P、Ca、Mg、K)，可利用谐音“她请杨丹留人盖美家”来记忆。(2)微量元素(Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu)，可利用谐音“铁猛碰新木桶”来记忆。科学探究2细胞中的无机化合物一、生物体内的水分下图表示水的存在形式及生理作用，据图回答有关回答。(1)写出A、B、C、D所反映的以上两种水的功能：A.组成_。B.提供细胞生活的_环境。C.作为_，参与反应。D.有利于_。(2)判断在不同情况下细胞含水量的高低(填“”或“”)：生物种类：水生生物含水量_陆生生物含水量。生长发育阶段：幼儿_成年；幼嫩部分_成熟部分。组织器官种类与代谢程
8、度：牙齿_骨骼_血液。答案(1)细胞结构液体反应物物质运输(2)【探究应用】水是生命的源泉，人体中水的含量约占65%。下列有关水的叙述，错误的是()A.参与运输营养物质和代谢废物的水为自由水 B.结合水是构成细胞结构的组成成分之一C.水和糖类、脂肪、蛋白质一样，为人体提供能量 D.自由水与结合水的比例影响新陈代谢的强弱解析细胞内的水分子以自由水和结合水两种形式存在。自由水能够自由流动，是良好的溶剂，可以运输营养物质和代谢废物，结合水是细胞结构的重要组成成分；细胞内自由水与结合水的相对含量既能影响到细胞的形态，又能影响到新陈代谢的强弱；水在人体内不能提供能量。答案C【一题多变】(1)自由水与结合
9、水的含量高低，哪一个与细胞代谢密切相关？失去哪一种水会导致细胞死亡？提示：自由水；结合水(2)同一植物的不同器官中自由水的含量相同吗？同一植物同一器官的不同时期呢？提示：不同；不同。1.自由水、结合水以及与代谢的关系(1)结合水与自由水的相互转变：自由水结合水(2)水分含量与新陈代谢、生物抗逆性的关系：自由水/结合水2.水在生产实践中的应用(1)种子储存前，晒干是为了减少自由水含量，降低种子的代谢速率，以延长储存时间。(2)越冬作物减少灌溉，使自由水相对含量变小，可提高作物对低温的抗性。二、细胞中的无机盐1.无机盐缺乏会引起相应的疾病，所以我们要大量补充多种无机盐，对吗？ 提示：不对。无机盐摄
10、入过量同样会引起多种疾病。如摄入钙过量会引起肌肉乏力；氟过量会使牙齿出现斑点。2.医护人员给病人输液时，所用生理盐水的浓度是多少？浓度过大或过小有何后果？这说明无机盐具有哪方面的功能？ 提示：生理盐水的质量分数为0.9%的NaCl溶液，浓度过大可导致机体细胞失水皱缩，浓度过小则会导致细胞吸水涨破，这充分表明无机盐离子具有“维持细胞正常形态”的功能。【探究应用】已知Mn是许多酶的活化剂，例如其能激活硝酸还原酶。缺Mn的植物就无法利用硝酸盐，这说明无机盐离子()A.对维持细胞的形态和功能有重要作用 B.对维持生物体的生命活动有重要作用 C.对维持细胞的酸碱平衡有重要作用 D.对于调节细胞内的渗透压
11、有重要作用 解析Mn能够激活硝酸还原酶，使植物能在生物化学反应中利用硝酸盐，这说明Mn对于维持生物体的生命活动有重要作用，而不能说明无机盐的其他三项生理作用。答案B【一题多变】(1)维持细胞酸碱平衡的无机盐离子，你知道的有哪些？提示：HPO 、HCO等。(2)无机盐能够组成细胞中复杂的化合物，你能举出哪些离子？提示：Mg2叶绿素，Fe2血红蛋白，I甲状腺激素等。知识链接无机盐功能的实验验证方法(1)对照组：植物完全培养液正常生长(2)实验组：实验组加入X盐的目的是二次对照，使实验组前后对照，以增强说服力。无机盐的生理作用及实例生理作用实例细胞内某些复杂化合物的重要组成成分Mg2是叶绿素分子必需
12、的成分，Fe2是血红蛋白分子必需的成分参与并维持生物体的生命活动哺乳动物血液中必须含有一定量的Ca2，如果血液中Ca2的含量过低就会出现抽搐现象维持生物体内的平衡渗透压的平衡Na、Cl对细胞外液渗透压起重要作用，K则对细胞内液渗透压起重要作用酸碱平衡(即pH平衡)人血浆中的HCO、HPO等对血浆pH的稳定起重要作用1.研究表明缺硒可导致克山病。克山病是一种地方性心肌症，急重症病人可发生猝死。营养学界和流行病学界专家认为，成人每天硒的摄取量约40100 g就可满足人体需要。根据资料，下列解释不正确的是()A.硒是人体必需的化学元素B.硒在人体生长发育过程中的作用不可替代C.硒的作用重大，只要有了
13、硒，人体就能正常生长发育D.硒是人体必需的微量元素解析人体的生长发育需要各种大量元素和微量元素，而不是只要有了硒，人体就能正常生长发育。答案C2.磁共振技术可应用于临床疾病诊断。因为许多疾病会导致组织和器官内的水分发生变化，这种变化恰好能在磁共振图像中反映出来。下列有关叙述错误的是()A.人体不同组织和器官的含水量是不一样的B.水在细胞中的存在形式及功能是不会改变的C.组织发生病变，会影响组织内的化学变化D.发生病变的器官，细胞代谢速率往往会发生改变解析不同组织和器官的含水量不同，水在细胞中的存在形式为自由水和结合水，二者可以发生转化，所以水的功能可以改变。答案B3.生物界与非生物界具有统一性
14、，是因为()A.构成细胞的化合物在非生物界都存在B.构成细胞的无机物在非生物界都存在C.构成细胞的化学元素在非生物界都存在D.生物界与非生物界都具有新陈代谢的功能 解析生物界与非生物界具有统一性，表现在没有发现生物体内的任何一种元素是无机自然界中所不存在的，即构成细胞的化学元素在非生物界都存在。答案C4.医生常给脱水病人注射质量分数为0.9%的生理盐水，因为红细胞在蒸馏水中会因为吸水过多而涨破；在浓盐水中会因失水过多而皱缩，从而失去输送氧气的功能。这说明了()A.水分子容易进出细胞 B.无机盐对维持细胞的酸碱平衡非常重要 C.无机盐离子容易进出细胞 D.无机盐对维持细胞的形态和功能有重要作用解析由题意知，红细胞在质量分数为0.9%的氯化钠溶液中形态不会改变，在蒸馏水中红细胞会因吸水过多而涨破，在浓盐水中红细胞会因为失水而皱缩，这说明一定浓度的无机盐对于维持细胞渗透压保持细胞的形态和功能稳定具有重要作用。答案D5.刚收获
