必修一21组成细胞的化学元素和无机物课件

1、必修一21组成细胞的化学元素和无机物项目项目内容内容要要求求考点考点1.细胞中的元素和化合物细胞中的元素和化合物2.水和无机盐的作用水和无机盐的作用重难重难点点1.组成细胞的主要元素和化合组成细胞的主要元素和化合物物2.水和无机盐的作用水和无机盐的作用必修一21组成细胞的化学元素和无机物题型题型年份及考卷年份及考卷考点考点选择选择题题2008、2009年天年天津、津、江苏、广东、重江苏、广东、重庆卷庆卷水和无机盐水和无机盐在细胞中在细胞中的作用的作用必修一21组成细胞的化学元素和无机物l自主梳理自主梳理l一、组成细胞的元素一、组成细胞的元素l细胞中常见的化学元素有细胞中常见的化学元素有 种种,

2、是生物是生物体有体有 从无机自然界中获取的。从无机自然界中获取的。20多多选择地选择地必修一21组成细胞的化学元素和无机物l1元素的分类元素的分类l(1)按元素在生物体内的含量可分为按元素在生物体内的含量可分为l ，如，如C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。等。l ，如，如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。等。l(2)按元素在生物体内的作用可分为按元素在生物体内的作用可分为l最基本的元素：最基本的元素： 。l主要元素：如主要元素：如 。大量元素大量元素微量元素微量元素CC、H、O、N、P、S必修一21组成细胞的化学元素和无机物l2元素的含量特点元素的含量特点l(1)占细胞鲜重最多的元素

3、是占细胞鲜重最多的元素是 。l(2)占细胞干重最多的元素是占细胞干重最多的元素是 。l(3)细胞中含量最多的四种元素细胞中含量最多的四种元素是是 。l3元素的存在形式元素的存在形式l大多以大多以 的形式存在。的形式存在。OCC、H、O、N化合物化合物必修一21组成细胞的化学元素和无机物l互动探究互动探究为什么碳是最基本的元素？为什么碳是最基本的元素？l提示提示碳原子本身的化学性质使它能够通碳原子本身的化学性质使它能够通过化学键连接成链或环，从而形成各种生物过化学键连接成链或环，从而形成各种生物大分子，使地球上的生命建立在碳元素的基大分子，使地球上的生命建立在碳元素的基础上。础上。必修一21组成

4、细胞的化学元素和无机物l二、组成细胞的化合物二、组成细胞的化合物l组成细胞的化合物分为组成细胞的化合物分为 化合物和化合物和 化合物，前者中化合物，前者中水水的含量是最多的，后者中的含量是最多的，后者中含量最多的是含量最多的是 。l互动探究互动探究组成细胞的化学元素的存在形组成细胞的化学元素的存在形式有哪些？有机物与无机物在元素组成上有式有哪些？有机物与无机物在元素组成上有什么区别？什么区别？l提示提示组成细胞的化学元素，绝大多数构组成细胞的化学元素，绝大多数构成细胞的两种化合物，少数以离子的形式存成细胞的两种化合物，少数以离子的形式存在，如细胞中的在，如细胞中的K、H2PO、HCO等。组成等

5、。组成有机物的分子中都有碳元素，如糖类、脂质有机物的分子中都有碳元素，如糖类、脂质和蛋白质等都含有和蛋白质等都含有C、H、O等元素；无机等元素；无机物如水只有物如水只有H和和O两种元素构成。两种元素构成。无机无机有机有机蛋白质蛋白质必修一21组成细胞的化学元素和无机物l要点归纳要点归纳l1组成生物体的化学元素种类与含量组成生物体的化学元素种类与含量l组成生物体的化学元素常见的主要有组成生物体的化学元素常见的主要有20多多种，其组成、分类及含量如图所示：种，其组成、分类及含量如图所示：必修一21组成细胞的化学元素和无机物l其中主要元素：指含量占原生质总量其中主要元素：指含量占原生质总量97%以上

6、的元素。以上的元素。l大量元素：指含量占生物体总重量的万分大量元素：指含量占生物体总重量的万分之一以上的元素。之一以上的元素。l微量元素：指生物体生活所必需的，含量微量元素：指生物体生活所必需的，含量虽少但作用非常重要的元素。虽少但作用非常重要的元素。必修一21组成细胞的化学元素和无机物l2矿质元素：指除了矿质元素：指除了C、H、O以外，主以外，主要由根系从土壤中吸收的元素。要由根系从土壤中吸收的元素。l化学元素的存在形式和功能化学元素的存在形式和功能l(1)化学元素的存在形式化学元素的存在形式l化学元素在生物体内的存在形式：组成生化学元素在生物体内的存在形式：组成生物体的各种化学元素，在生物

7、体内主要以无物体的各种化学元素，在生物体内主要以无机盐离子或化合态形式存在，生物体获得各机盐离子或化合态形式存在，生物体获得各种元素的方式主要以主动运输为主。种元素的方式主要以主动运输为主。必修一21组成细胞的化学元素和无机物l(2)生物体内化学元素的功能生物体内化学元素的功能l生物体的化学元素组成多种多样的化合生物体的化学元素组成多种多样的化合物，这些化合物和化学元素是生物体生命活物，这些化合物和化学元素是生物体生命活动的物质基础。动的物质基础。l化学元素能够影响生物体的生命活动。化学元素能够影响生物体的生命活动。必修一21组成细胞的化学元素和无机物l感悟拓展感悟拓展l1组成生物体的化学元素

8、在不同的生物组成生物体的化学元素在不同的生物体内种类大体相同；不同的生物体内各种化体内种类大体相同；不同的生物体内各种化学元素的含量一般相差很大。学元素的含量一般相差很大。l2元素分类是根据生物体内的含量，而元素分类是根据生物体内的含量，而不是生理作用，微量元素虽含量少，但其生不是生理作用，微量元素虽含量少，但其生理作用却不可替代，如理作用却不可替代，如Zn是是DNA聚合酶和聚合酶和RNA聚合酶的输助因子，缺聚合酶的输助因子，缺Zn将导致将导致DNA复制和复制和RNA合成不能正常进行。合成不能正常进行。必修一21组成细胞的化学元素和无机物l3碳原子本身的化学性质，使它能够通碳原子本身的化学性质

9、，使它能够通过化学键连接成链或环，从而形成各种生物过化学键连接成链或环，从而形成各种生物大分子，正是由于碳原子在组成生物大分子大分子，正是由于碳原子在组成生物大分子中的重要作用，科学家才说中的重要作用，科学家才说“碳是生命的核碳是生命的核心元素心元素”，“没有碳，就没有生命没有碳，就没有生命”，与在，与在生物体内的含量无关。生物体内的含量无关。l4生物体内鲜重最多的元素为生物体内鲜重最多的元素为O，干重最，干重最多的为多的为C，植物因糖类多，蛋白质少，故干，植物因糖类多，蛋白质少，故干重中重中O较多，而动物相反，故干重中较多，而动物相反，故干重中C、N比例高，且比例高，且Ca、P等元素因骨骼、

10、牙齿中大等元素因骨骼、牙齿中大量积累而较多。量积累而较多。必修一21组成细胞的化学元素和无机物l5从化合物的元素组成上分析代谢产物从化合物的元素组成上分析代谢产物l糖类、脂质和蛋白质的组成元素中都有糖类、脂质和蛋白质的组成元素中都有C、H、O，可推知其代谢产物中都有，可推知其代谢产物中都有CO2和和H2O；蛋白质中还含；蛋白质中还含N，故其代谢产物中含，故其代谢产物中含有尿素。有尿素。l6从化合物的元素含量上分析其氧化分从化合物的元素含量上分析其氧化分解时释放的能量多少：解时释放的能量多少：l脂肪分子中氧的含量远少于糖类，而碳和脂肪分子中氧的含量远少于糖类，而碳和氢的含量则比糖类多，因此等质量

11、的脂肪彻氢的含量则比糖类多，因此等质量的脂肪彻底氧化分解时所消耗的氧气比糖类多，释放底氧化分解时所消耗的氧气比糖类多，释放的能量也多于糖类。的能量也多于糖类。必修一21组成细胞的化学元素和无机物l7化合物的特殊元素组成在同位素标记化合物的特殊元素组成在同位素标记法中的应用法中的应用l噬菌体的蛋白质中含噬菌体的蛋白质中含S，而，而DNA中含中含P，因此可分别用同位素标记因此可分别用同位素标记S和和P以证明以证明DNA是噬菌体的遗传物质。是噬菌体的遗传物质。l8组成生物体的化学元素的重要作用组成生物体的化学元素的重要作用l(1)组成化合物组成化合物l与光合作用有关的含与光合作用有关的含N化合物：叶

12、绿体、化合物：叶绿体、ATP、NADP、酶等。、酶等。必修一21组成细胞的化学元素和无机物l9生物的统一性和差异性生物的统一性和差异性l(1)统一性统一性l从元素角度：组成生物体的各化学元素从元素角度：组成生物体的各化学元素种类大体相同。种类大体相同。l从分子水平：从分子水平：DNA的空间结构和基本单的空间结构和基本单位相同；共用一套遗传密码。位相同；共用一套遗传密码。l从结构角度：除病毒外，生物体都由细从结构角度：除病毒外，生物体都由细胞组成。胞组成。l从能量角度：都以从能量角度：都以ATP为直接能源。为直接能源。必修一21组成细胞的化学元素和无机物l(2)差异性差异性l从元素角度看，组成生

13、物体的各化学元素从元素角度看，组成生物体的各化学元素的含量有很大差异。的含量有很大差异。必修一21组成细胞的化学元素和无机物l1组成甲型组成甲型H1N1病毒、疯牛病病毒和桃病毒、疯牛病病毒和桃树的共有元素是树的共有元素是()lAC、H、O BC、H、O、SlCC、H、O、N DC、H、O、Pl解析解析一般地，所有生物的遗传物质都是一般地，所有生物的遗传物质都是核酸，都有核酸，都有P元素，但疯牛病病原体的成分元素，但疯牛病病原体的成分仅含有蛋白质，因此上述生命并不都含有仅含有蛋白质，因此上述生命并不都含有P元素，但它们都含有蛋白质，所以共有元素元素，但它们都含有蛋白质，所以共有元素为为C、H、O

14、、N。l答案答案C必修一21组成细胞的化学元素和无机物l生物界在基本组成上的高度一致性表现在生物界在基本组成上的高度一致性表现在()l组成生物体的化学元素基本一致组成生物体的化学元素基本一致各各种生物的核酸都相同种生物的核酸都相同构成核酸的碱基都构成核酸的碱基都相同相同各种生物的蛋白质都相同各种生物的蛋白质都相同构成构成蛋白质的氨基酸都相同蛋白质的氨基酸都相同lA BlC Dl答案答案B必修一21组成细胞的化学元素和无机物l解析解析生命起源于无机环境，构成细胞的生命起源于无机环境，构成细胞的几十种元素，没有一种是生命物质所特有的，几十种元素，没有一种是生命物质所特有的，而生物不断地进化和发展，

15、彼此之间都有着而生物不断地进化和发展，彼此之间都有着一定的联系。这种联系从物质组成上，表现一定的联系。这种联系从物质组成上，表现在组成生物体的化学元素基本一致，组成核在组成生物体的化学元素基本一致，组成核酸的碱基是相同的，组成蛋白质的氨基酸都酸的碱基是相同的，组成蛋白质的氨基酸都是是20种左右。不同的生物之所以不同，是由种左右。不同的生物之所以不同，是由组成它们的核酸和蛋白质的差异决定的。组成它们的核酸和蛋白质的差异决定的。必修一21组成细胞的化学元素和无机物l自主梳理自主梳理l1细胞中的水细胞中的水l(1)存在形式：存在形式： 水和水和 水。水。l(2)功能：功能：是是 的重要组成成分，的重

16、要组成成分，是细胞内的是细胞内的 ，运送，运送 和和 ，参与许多参与许多l 反应，反应，为细胞提供为细胞提供 环境。环境。自由自由结合结合细胞结构细胞结构良好溶剂良好溶剂营养物质营养物质代谢废物代谢废物生生物化学物化学液体液体必修一21组成细胞的化学元素和无机物l2细胞中的无机盐细胞中的无机盐l(1)存在形式：绝大多数以存在形式：绝大多数以离子离子的形式存在，的形式存在，少部分是细胞内少部分是细胞内 的组成成分。的组成成分。l(2)功能：维持细胞和生物体的功能：维持细胞和生物体的 ；维持细胞的维持细胞的 等。等。复杂化合物复杂化合物生命活动生命活动酸碱平衡酸碱平衡必修一21组成细胞的化学元素和

17、无机物l要点归纳要点归纳l1细胞中的无机物细胞中的无机物水水l(1)水的含量、分类及生理作用水的含量、分类及生理作用含含量量概念概念生理作用生理作用结合结合水水4.5%与其它物质结合与其它物质结合在一起在一起细胞组成细胞组成成分成分自由自由水水95.5%能够自由流动、能够自由流动、以游离状态存以游离状态存在在良好溶剂良好溶剂运输作用运输作用反应场所反应场所原料原料必修一21组成细胞的化学元素和无机物l(2)不同生物含水量特点不同生物含水量特点l是细胞和生物体中含量最多的物质是细胞和生物体中含量最多的物质(如精如精肉中的水，沙漠植物中的水肉中的水，沙漠植物中的水)。l含水量：水生含水量：水生陆生

18、、幼年陆生、幼年成年成年老年、老年、代谢旺盛代谢旺盛代谢缓慢、幼嫩细胞代谢缓慢、幼嫩细胞衰老细胞。衰老细胞。必修一21组成细胞的化学元素和无机物l2生物体中的无机物生物体中的无机物无机盐无机盐l(1)无机盐的含量及存在形式无机盐的含量及存在形式l含量：很少，约占细胞鲜重的含量：很少，约占细胞鲜重的1%1.5%。l存在形式：大多数无机盐以离子的形式存存在形式：大多数无机盐以离子的形式存在于细胞中，少数以化合物的形式存在于细在于细胞中，少数以化合物的形式存在于细胞中。胞中。必修一21组成细胞的化学元素和无机物l(2)无机盐的生理作用无机盐的生理作用l有些无机盐是细胞内某些复杂的化合物有些无机盐是细

19、胞内某些复杂的化合物的重要组成部分。的重要组成部分。l有许多种无机盐的离子对于维持生物体有许多种无机盐的离子对于维持生物体的生命活动有重要作用。的生命活动有重要作用。l生物体内的无机盐离子，必须保持一定生物体内的无机盐离子，必须保持一定的比例，这对维持细胞内的渗透压和酸碱平的比例，这对维持细胞内的渗透压和酸碱平衡非常重要，这是生物进行正常生命活动的衡非常重要，这是生物进行正常生命活动的必要条件。必要条件。必修一21组成细胞的化学元素和无机物l感悟拓展感悟拓展l1水的存在形式与器官形态的关系水的存在形式与器官形态的关系l心肌和血液总的含水量差不多，但心肌呈心肌和血液总的含水量差不多，但心肌呈固态

20、，血液呈液态，原因是二者自由水和结固态，血液呈液态，原因是二者自由水和结合水的比例不同。合水的比例不同。l2水的存在形式与代谢的关系水的存在形式与代谢的关系l若细胞内自由水比例升高，则代谢旺盛，若细胞内自由水比例升高，则代谢旺盛，反之代谢缓慢。反之代谢缓慢。l3水的存在形式与抗寒性的关系水的存在形式与抗寒性的关系l秋冬季节，蒸腾作用减弱，吸水减少，结秋冬季节，蒸腾作用减弱，吸水减少，结合水相对含量升高，因结合水不易结冰和蒸合水相对含量升高，因结合水不易结冰和蒸腾，从而使植物抗寒性加强。腾，从而使植物抗寒性加强。必修一21组成细胞的化学元素和无机物l4水的存在形式与温度的关系水的存在形式与温度的

21、关系l在活细胞内，受温度的影响，自由水和结在活细胞内，受温度的影响，自由水和结合水可相互转化，具体转化如下：合水可相互转化，具体转化如下：l即升高温度时，自由水增多，反之，结合即升高温度时，自由水增多，反之，结合水增多。水增多。必修一21组成细胞的化学元素和无机物l5种子与水的关系种子与水的关系l(1)种子晒干时减少的为自由水，但仍能保种子晒干时减少的为自由水，但仍能保持生命活性，仍能萌发；试管加热或炒熟则持生命活性，仍能萌发；试管加热或炒熟则丧失结合水，种子死亡不萌发；种子萌发吸丧失结合水，种子死亡不萌发；种子萌发吸水主要是增多自由水，代谢加强，呼吸作用水主要是增多自由水，代谢加强，呼吸作用

22、加快。加快。l(2)不同种子亲水能力不同，大豆不同种子亲水能力不同，大豆(主要含主要含蛋白质蛋白质)小麦、玉米、大米小麦、玉米、大米(主要含淀粉主要含淀粉)花生花生(主要含脂肪主要含脂肪)。必修一21组成细胞的化学元素和无机物l6无机盐的生理应用无机盐的生理应用l碳酸钙是骨骼的主要成分；碳酸钙是骨骼的主要成分；Mg2是叶绿是叶绿素的组成成分，是素的组成成分，是ATP酶的激活剂；酶的激活剂；Fe2是是血红蛋白的组成成分；血红蛋白的组成成分；Cl是唾液淀粉酶的是唾液淀粉酶的激活剂；激活剂；HCl可以激活胃蛋白酶原；血细胞可以激活胃蛋白酶原；血细胞只有在只有在0.9%的生理盐水中才能维持正常形的生理

23、盐水中才能维持正常形态和生理功能。态和生理功能。必修一21组成细胞的化学元素和无机物l7注意相应生理作用中的代表实例及其注意相应生理作用中的代表实例及其对应关系对应关系l碳酸钙中碳酸钙中Ca、叶绿素中的、叶绿素中的Mg、血红蛋白、血红蛋白中的中的Fe、甲状腺激素中的、甲状腺激素中的I都是生物体组成都是生物体组成的代表实例；血钙含量、的代表实例；血钙含量、Zn2等主要考查等主要考查维持生命活动；维持生命活动；Na、Cl考查维持渗透压；考查维持渗透压；HCO3-、H2PO4-等则考查维持酸碱平衡。等则考查维持酸碱平衡。必修一21组成细胞的化学元素和无机物l2英国医生塞达尼英国医生塞达尼任格在对离体

24、蛙心进任格在对离体蛙心进行的实验中发现，用不含钙的生理盐水灌注行的实验中发现，用不含钙的生理盐水灌注蛙心，收缩不能维持，用含有少量钙和钾的蛙心，收缩不能维持，用含有少量钙和钾的钠盐溶液灌注时，蛙心可持续跳动数小时。钠盐溶液灌注时，蛙心可持续跳动数小时。实验说明钙盐实验说明钙盐()lA对维持细胞的形态有着重要作用对维持细胞的形态有着重要作用lB是细胞中某些复杂化合物的重要组成是细胞中某些复杂化合物的重要组成部分部分lC为蛙心的持续跳动提供能量为蛙心的持续跳动提供能量lD对维持生物体的生命活动有重要作用对维持生物体的生命活动有重要作用必修一21组成细胞的化学元素和无机物l解析解析无机盐的生理功能包

25、括某些化合物无机盐的生理功能包括某些化合物的重要组成成分，维护酸碱平衡及维持生物的重要组成成分，维护酸碱平衡及维持生物体正常生命活动。从题干信息可看出，钙盐体正常生命活动。从题干信息可看出，钙盐对维持生物体的生命活动有重要作用。对维持生物体的生命活动有重要作用。l答案答案D必修一21组成细胞的化学元素和无机物l构成纤维素、构成纤维素、RNA、超氧化物歧化酶、超氧化物歧化酶(SOD)的化学成分中，共有的化学元素是的化学成分中，共有的化学元素是()lAC、H、O lBC、H、O、NlCC、H、O、N、P lDC、H、O、N、P、S必修一21组成细胞的化学元素和无机物l答案答案Al解析解析纤维素属于

26、多糖，只含有纤维素属于多糖，只含有C、H、O；超氧化物歧化酶属于蛋白质，肯定含有超氧化物歧化酶属于蛋白质，肯定含有C、H、O、N；RNA属于核酸，含有属于核酸，含有C、H、O、N、P，所以共有的化学元素是，所以共有的化学元素是C、H、O。必修一21组成细胞的化学元素和无机物l命题热点命题热点1考查大量元素和微量元素的考查大量元素和微量元素的易错点易错点l【例【例1】科学家在利用无土栽培法培养一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：学元素。其配方如下：必修一21组成细胞的化学元素和无机物离子离子培养液浓度培养液

27、浓度/molL1K1Na1Mg20.25Ca21NO3-2H2PO4-10.25Zn21必修一21组成细胞的化学元素和无机物l其中花卉根细胞吸收最少的离子是其中花卉根细胞吸收最少的离子是()lACa2 BlCZn2 DH2PO4-l答案答案C必修一21组成细胞的化学元素和无机物l解析解析根据组成生物体的化学元素在生物体根据组成生物体的化学元素在生物体内的含量不同，分成大量元素和微量元素。内的含量不同，分成大量元素和微量元素。大量元素包括大量元素包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等；微量元素包括等；微量元素包括Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo等。由于植物体内含有大量等。由于植物体内含有大

28、量Ca、S、P等元素，这些元素只能靠根从培养液等元素，这些元素只能靠根从培养液中吸取，而培养液能为花卉提供中吸取，而培养液能为花卉提供Ca、S、P的离子分别是的离子分别是Ca2、 l因此花卉对这些离子的吸收量较大。而因此花卉对这些离子的吸收量较大。而Zn属于微量元素，因此花卉对属于微量元素，因此花卉对Zn2的吸收的吸收量较少。量较少。必修一21组成细胞的化学元素和无机物l命题热点命题热点2水的生理作用水的生理作用l【例【例2】人体中水的含量约占人体中水的含量约占65%，下列选，下列选项中能正确说明水对人体重要性的是项中能正确说明水对人体重要性的是()l水同糖类、脂肪、蛋白质一样为人体提供水同糖类、脂肪、蛋白质一样为人体提供能量能量没有水人体内大部分化学反应就根没有水人体内大部分化学反应就根本不会发生本不会发生水的