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1、细胞的化学组成一. 学习内容：细胞的化学组成二. 学习内容：本节内容包括组成细胞的原子和分子、细胞中的无机化合物两个部分。了解细胞化学组成中无机化合物种类、结构及其在生命活动中的作用三. 学习目标：举例说出组成细胞的原子和分子举例说出细胞中无机化合物的功能四. 学习重点：构成细胞的原子、分子，以及无机化合物与生命的关系。共价键、离子键在形成化合物过程中的作用。五. 学习难点：原子是怎样相互作用的六. 学习过程：生物体内的化学元素基本相似，细胞中基本的生物化学反应高度一致1. 组成细胞的原子和分子地球上天然存在的元素有90多种，各种元素在地壳中所占的比例各不相同；生活在地球上的生物，组成它们的物
2、质都来自这些元素；在组成生物体的元素中，碳、氢、氧、氮、磷、钙等元素的质量占全部元素的98%。不同种类生物体内所含的元素种类基本相同，但是每种元素的含量却有多有少现在还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。一项“硒与克山病发病相关性”研究的记录组别年度观察人数发病人数实验组（补硒）1974451010197567677对照组（不补硒）19743 985541975544552（1）原子：原子是物质的基本单元，由位于原子中心的原子核和核外电子构成，原子核由中子和质子构成，每一种元素的原子核中都带有固定数量的质子。碳原子结构图结构在一个正常的原子中，核内质子数与核外电子数相等，因
3、此，整体上看原子是呈电中性的。价电子：原子最外层能参加构成化学键的电子被称为价电子。原子的化学性质主要是由原子的价电子和原子半径决定的。原子半径大，获得电子的能力相对较弱，氧化性也比较弱。原子间的相互作用化学键一个原子将价电子给予另一个原子，二者之间靠正负离子之间的静电作用而形成的化学键叫做离子键。例：NaClNaCl 原子之间通过共用电子对形成的相互作用叫做共价键。例：H2、O2、N2。（2）分子：分子是保持物质化学性质的一种微粒，除稀有气体等以单个原子状态存在以外，分子一般由两个或两个以上的原子构成。化学式：化合物的化学组成通常以化学式表示。如水的化学式是H2O，表示每个水分子由两个氢原子
4、和一个氧原子构成。 氢键：当氢原子与氧原子或氮原子以共价键结合时，氢原子呈部分正电性，而与其相结合的氧原子等则呈部分负电性，这种氢原子还可以与其他带有部分负电性的氧原子或氮原子通过彼此间的相互吸引而形成氢键。氢键属于一种弱键，在决定生物大分子的三维结构上起着重要作用。2. 细胞中的无机化合物 （1）水 特性水分子具有极性，分子间能形成氢键，使水体表面的张力增强，一些动物能依靠水体的表面张力在水面上运动水分子的极性使几乎所有的带有电荷或具有极性基团的分子，都能溶解在水中。水还具有较大的比热和汽化热，使水成为生物体的温度调节剂。植物的蒸腾作用、动物的排汗等能使生物体维持适当的温度，避免被高温伤害。
5、功能： 良好溶剂：许多细胞生命活动需要的离子、分子都溶解其中；生物化学反应介质、反应物：细胞中几乎所有的生物化学反应都是以水为介质进行的或水直接作为反应物参与的； 物质运输：各种物质只有溶解在水中，才能被细胞吸收并运输；而细胞的代谢废物排出体外也要借助于水。 参与代谢作用：自由水参与细胞中各种代谢作用，如光合作用、细胞呼吸等。 增强植物的抗逆性：休眠的种子、越冬的植物、生活在干旱和盐渍条件下的植物，体内结合水的含量相对增多，使植物的抗逆性增强，以适应不良的环境条件。（2）无机盐：细胞中的无机盐常以离子形式存在，虽然含量比较少，但在生物体的生命活动中不可缺少。例如在人体中：Ca的含量约占体重的1
6、.5%P的含量约占体重的1.0%S的含量约占体重的0.3%，存在形式：大多以离子状态存在。如Ca2、Mg2、Na、K、PO43、C1、Fe2、Cu2、I、Co2等生理功能：很多无机盐与蛋白质等物质结合成复杂的化合物，参与细胞的各种生命活动 维持细胞的酸碱平衡,如酸性（HC03、PO43等）、碱性（Ca2、Mg2等）离子的适当配合等具有缓冲作用 合成有机物的原料,如PO43是合成核苷酸的原料，Mg2是合成叶绿素的原料 合成某些特殊生理功能物质的原料 如血红蛋白中的Fe2，甲状腺激素中的I无机盐在生命活动中不可缺少 植物：碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫、硼、锰、锌、钼、铜、铁和氯等 植物缺乏（
7、或过剩）某一必需的营养元素时，不能正常生长，并在外形上明显地出现生长异常 人体缺无机盐、微量元素出现缺乏症微量元素在机体中的作用缺乏症来源铜（Cu）用于产生血红蛋白和皮肤的黑色素贫血肝、肉、贝类动物、蘑菇、大豆、豌豆、整粒谷物氟（F）用于强壮牙和骨骼蛀牙（龋齿）鱼、贝类、含少量氟的水碘（I）为合成甲状腺激素甲状腺肿大，代谢率降低鱼、贝类动物、加碘食盐锰（Mn）协助许多酶的作用发育不良蔬菜水果、坚果、谷物硒（Se）抗氧化作用（防止氧化作用对细胞和组织的损伤）克山病鱼、贝类动物、肉、整粒谷物、奶制品【典型例题】1. 请把下列无机盐离子和它们相应的生理功能连接起来。 Ca2（钙离子） 血红蛋白分子的
8、重要成分 Mg2（镁离子） 甲状腺激素的重要成分 Fe2（亚铁离子） 维持细胞内液的渗透压 PO43（磷酸根离子） 人体骨骼和牙齿的主要成分 K（钾离子） 生物体内磷脂、核苷酸和ATP的重要成分 I（碘离子） 叶绿素分子的重要成分2. 水是生命之源，也是细胞内各种化学反应的介质，在细胞中有两种存在形式，即自由水和结合水。在植物细胞中自由水和结合水的相对比的变化，是与生命活动相适应的。请完成下列有关问题： （1）农民将新收获的种子放在场院晒，是为了除去部分 ，然后再将其储存。这样做有两个目的，一是防止水分过多而霉变；二是可降低种子的 作用，从而减少有机物的消耗。这说明 水多代谢旺盛。 （2）如果
9、将晒过的种子再用火烘烤，失去的是 水。 （3）血液凝固时 水转变成 水，说明自由水和结合水可以相互转化。3. 请根据下表完成问题：（表）：生物体的含水量（）生物体水母鱼类蛙哺乳动物藻类高等植物含水量9780857865906080（表） 人体组织器官的含水量（）组织器官牙质骨骼骨骼肌心脏血液脑含水量102276798384（1）根据表中数据可以得出的结论有哪些?（至少说明两点） （2）分析表中的数据可以得出的结论有哪些?（至少说明两点） 4. 组成生物体的常见元素主要有20多种。下表表示玉米植株和成人体内含量较多的化学元素占细胞干重的质量分数（）。试分析完成下列问题：元素OCHNKCaPMgS
10、玉米44.4343.576.241.460.920.230.200.180.17人14.6255.997.469.331.094.673.110.160.78（1）由表中数据可得出什么结论?（2）玉米含氧量大大多于人体含氧量，为什么?（3）构成生物体的元素在自然界中均可找到。这一事实说明什么?5. 分析下列事实，回答有关问题。事实一：在正常人的血浆中，NaHCO3的含量约为H2CO3含量的20倍。当血浆中的NaHCO3含量减少时，会形成酸中毒；当血浆中H2CO3含量减少时，则形成碱中毒。事实二：在初生蝌蚪或幼小植物体内，当自由水的比例减小时，机体代谢强度降低，当自由水的比例增大时，机体代谢强度
11、升高。事实三：Mg是叶绿素分子必需的成分,Fe2是血红蛋白的主要成分.碳酸钙是动物和人体的骨骼和牙齿中的重要成分。（1）事实一表明 。 （2）你对事实二中现象的全面解释是 。（3）事实三表明 。【模拟试题】1、研究甲状腺功能时应用的放射性同位素是（ ）A. 14C B. 15N C. 13lI D. 90Sr2、铁是血红蛋白的重要组成成分，血红蛋白是红细胞的主要成分。当人或哺乳动物体内含铁量减少时，红细胞运输氧的功能减弱，含铁量过低时，人和动物则表现为贫血，同时会出现一系列的症状，如贫血的人面色苍白，容易疲劳，并有心慌气短、恶心、头痛、眩晕等症状。这一事实说明铁的作用为（ ）A. 细胞中某些化
12、合物的重要组成部分 B. 维持生物体的生命活动C. 维持细胞的正常生理活动 D. 以上三项都是3、土壤中缺硼时，植物会出现“花而不实”的病症。在有该病的植株叶面喷极低浓度的含硼溶液后，病症即消失，这说明硼是植物体内的（ ） A. 大量元素 B. 大量必需的元素 C. 非必需元素 D. 必需的微量元素4、组成人体细胞的主要元素是（ ） A. C、H、O、N、Ca、S B. C、P、O、S、H、N C. H、O、K、S、P、Mg D. N、P、K、Ca、S、Zn5、科学家在利用无土栽培法培养一些名贵花卉时，培养液中添加了多种必需化学元素，其配方如下：离子K十NaMg2十Ca2十NO3H2P04SO
13、42Zn2十培养液浓度（molL）l10.25l210.251其中植物根细胞吸收最少的离子是（ ） A. Ca2 B. Zn2 C. SO42 D. H2P046. C、H、N三种化学元素在组成人体的化学成分中，质量分数共占74%左右，而这三种元素在岩石圈中，其质量分数还不到1%。这个事实说明 （ ） A. 生物界与非生物界的统一性 B. 生物界的特殊性 C. 元素在自然界中都可找到 D. 生物界与非生物界的差异性7. 组成生物体的化学元素的特点是（ ） A. 种类不同，含量大体相同 B. 种类大体相同，含量不同 C. 种类和含量都相同 D. 种类和含量都不相同 8. 过度肥胖者的脂肪组织中，占细胞质量50%以上的物质是（ ） A. 脂肪
