细胞中的元素和无机化合物高一上学期生物苏教版（2019）必修1

第一节细胞中的元素和无机化合物细胞的分子组成章一第情境引入情境引入1869年,俄国科学家门捷列夫(D.Mleev,1834-1907)首创了化学元素周期表,将当已知的63种元素(element)依据相对原子质量大小,按照一定的顺序在表中排列。这张化学元素周期表揭示了物质世界的秘密。以后,新元素不断被发现,化学元素周期表里的元素也越来越丰富,这对化学和生物学的研究和发展都发挥了巨大的促进作用。那么,地球上的这些元素与我们的日常生活有什么关系?人体细胞里含有哪些元素呢?积极思维

1.现已证明,地球上自然存在的元素有90多种。生活在地球上的各种生物,无论其结构简单还是复杂,组成物质无一例外地都来自这些元素。2.科学家测定了组成人体细胞的元素,其中一些元素的平均含量见表1-1-1。人体细胞里含有哪些元素呢?事实：积极思维此外,铁(Fe)、硒(Se)等其他元素在人体细胞内的含量都很少,大约总计为0.5%。积极思维

1.列举根据上述事实和已有经验,我们能列举人体细胞中的元素(如0、C、H、N、CaP、S)可能参与了细胞中哪些物质的组成吗?

2.推测在人体内含量很少的元素除Fe、Se外,还可能有哪些元素?能说出Fe和Se与人体健康的关系吗?

3.归纳各种生物的组成元素都源于地球上自然存在的元素,其原因是什么?思考：大量元素：C

H

O

N

P

S

KCa

MgNaCl微量元素：FeMnBZnMoCuCoSe最基本元素基本元素主要元素铁

猛

碰

新

木

桶

姑息C是构成生物大分子的基本骨架一、构成细胞的元素铁锰硼锌钼铜钴硒问题：微量元素是不是可有可无？讲授新课组别观察人数发病人数发病率（%。）实验组（补硒）88373110.12对照组（不补硒）545502374.34表1-1-21976~1983年期间一项“硒的缺少与克山病发生相关性”研究的数据（1）这是个

实验，此实验中变量是

。（2）此实验结论是

，从实验中可看出缺乏硒可能导致疾病。对照体内硒的含量克山病与缺硒有明显关系讲授新课

克山病（Keshandisease）是一种以心肌细胞变性、坏死为主要病理特征的地方病，亦称地方性心肌病（endemiccardiomyopathy）。

1935年在我国黑龙江省克山县山区发现大批急性病例，主要表现为心脏扩大、心力衰竭、心律失常，因病因未明，故称为“克山病”。

现已证明克山病是一种与环境低硒(Se)关系密切的地方性心肌疾病。克山病讲授新课地方性甲状腺肿大（大脖子病）体现了元素对生物体的重要意义讲授新课类别化合物相对质量分数%无机化合物有机化合物水无机盐85.0~90.01.0~1.5蛋白质脂质糖类和核酸7.0~10.01.0~2.01.0~1.51.活细胞中含量最多的化合物是______。2.活细胞中含量最多的有机化合物是________。3.占干重比例最大的是：________。水蛋白质二、水和无机盐是细胞中的无机化合物蛋白质讲授新课问题：细胞中的水流水白雪蒸气（液态）（气态）（固态）自然界中的水以三种形式存在。那么，在细胞内水是以何种形式存在呢？讲授新课水的分子式为什么是H₂O？HHO....共价键讲授新课水是生命之源。在活细胞中,水是含量最多的物质,约占细胞重量的2/3。水分子由两个氢原子和一个氧原子以共价键(由实线表示)结合组成。在化学上,这种作用力被称为氢键(图1-1-1)。氢键(由虚线表示)也可以使水分子与其他含有电负性原子(如氮原子)的分子结合。讲授新课讲授新课

氢键虽然是水分子间的较弱的吸引力,却使水分子具有许多特殊的理化性质。例如,水分子的空间结构与电荷的不对称分布,使得水分子具有极性,这让几乎所有带电荷的或具有极性基团的分子都能溶解在水中;同时,氢键使水分子间的作用力大大增强,水的熔点和沸点也因此而增高。活细胞中最多（85%~90%）（一）水1.含量：2.存在形式：自由水：结合水：在细胞内，可以自由流动的水与其他物质相结合的水，不能自由流动①鲜种子放在阳光下暴晒，重量减轻②干种子放在试管中，酒精灯加热，试管壁上有水珠自由水散失失去结合水讲授新课自由水、结合水示意图氢键自由水可以自由流动，易蒸发散失；结合水失去流动性，不易蒸发散失。生物大分子讲授新课99[资料]一些动物体的含水量（%）786583不同生物的含水量不同从水生到陆生递减从低等到高等递减讲授新课同种生物，不同的生长发育时期含水量不同幼儿和成人体内的含水量讲授新课3.作用（1）自由水（2）结合水：是细胞结构的重要成分。①是细胞内的良好溶剂②运送营养物质和代谢废物③作为细胞中生物化学反应的介质④参与细胞内的生物化学反应讲授新课（2）条件恶劣（低温、干旱、盐渍）时细胞中结合水的含量相对增多。（1）代谢旺盛的细胞中自由水含量一般较多。结合水→自由水自由水→结合水4.自由水与结合水的相互转化自由水的含量越高，细胞的代谢越旺盛。结合水的含量越高，细胞的抗逆性（抵御不良环境）越强。讲授新课结合水可以向自由水转化讲授新课1.植物进入冬季后自由水和结合水的含量分别怎样变化？进入冬季:自由水含量降低，结合水含量升高。2.植物进入干旱季节后的自由水和结合水的含量分别发生怎样的变化？进入旱季:自由水含量降低，结合水含量升高。3.细胞内的自由水∕结合水的值与细胞的新陈代谢的旺盛程度有何关系、与植物的抗旱性和抗寒性等抗性的强弱有何关系？自由水/结合水比值越大，代谢旺盛程度越大，植物抗逆性越弱比值越小，代谢旺盛程度越小，植物抗逆性越强思考讨论：联系生产与生活讲授新课1.存在形式：①大部分以离子形式存在，少量的与其他化合物结合②植物燃烧后的灰烬（草木灰）含有大量的无机盐阳离子：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等。阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。2.含量：很少，仅占1％（二）无机盐讲授新课3.功能①维持细胞渗透压和酸碱平衡，如磷酸氢二钾和磷酸二氢钾②参与物质组成，维持细胞正常的代谢活动，合成血红蛋白需要Fe2+，合成甲状腺激素需要I-，合成叶绿素需要Mg2+区别于光合色素讲授新课铁是血红蛋白的重要组分镁是叶绿素的重要组分讲授新课结合生活常识，当元素含量异常时，生物体会出现哪些症状？人体：①血钙（Ca）过低：②血钙（Ca）过高：③缺硒（Se）：④缺铁（Fe）：⑤缺碘（I）：肌肉抽搐肌肉乏力克山病缺铁性贫血地方性甲状腺肿大讲授新课结合生活常识，当元素含量异常时，生物体会出现哪些症状？④缺硼（B）：⑤缺锌（Zn）：黄叶病花而不实（落花落果）小叶病绿色植物：①缺钙（Ca）：脐腐（番茄）②缺钾（K）：老叶尖端和边缘失绿直至干枯坏死（番茄）③缺镁（Mg）：讲授新课1.有人分别取免和牛的一小块组织,并测定了两种组织细胞的元素组成,发现兔和牛组织细胞的化学元素组成很相似,其中含量最多的四种元素应该是()A.C、H、O、NB.C、O、P、SC.C、H

、P、KD.C、O、P、Na本节练习一、思辨题2.水的功能与水的存在形式有关。下列与自由水或结合水的功能描述不匹配的是()A.自由水参与细胞代谢B.自由水运输养料和代谢废物C.结合水是细胞的结构成分D.结合水是多种离子良好的溶剂本节练习一、思辨题3.如果一个人经常发生肌肉抽搐(俗称抽筋),那么,其体内可能缺乏的物质是什么?这种物质过多时,人体又会出现怎样的症状?本节练习一、思辨题1.无机化合物如水和无机盐是生物细胞中的重要组成物质,虽然它们的含量各有差异,但细胞和生物体的生命活动却离不开它们。有人总结了植物体所处的土壤环境和大气环境中的元素组成情况,并绘制了下图。本节练习二、应用题(1)写出土壤中几种微量元素的名称,并填写在图中的空白圆圈内。本节练习二、应用题(2)联系化学课程中所学的知识,说出图中各种元素参与组成哪些无机化合物。列举Nat、Kt、FeMg在植物生命活动中的作用。本节练习二、应用题2.当科技人员将紫花首猎、玉米、豌豆和大豆等农作物的种子播种到某高原的土壤里时只有紫花首猎和大豆能度过严冬而存活下来。尝试分析其原因。如果有困难,可以通过