水和无机盐是构成细胞的重要无机物-高一上学期生物浙科版必修1

第一节

第一章

细胞的分子组成浙科版高中生物必修1水和无机盐是构成细胞的重要无机物

学习目标1.说出组成细胞的主要元素。2.阐述水在细胞中的作用。3.举例说出细胞内无机盐的存在形式和生理作用。《中国居民膳食指南科学研究报告(2021)》中指出：受社会经济发展水平不平衡、人口老龄化和不健康饮食生活方式等因素的影响，我国仍存在一些亟待解决的营养健康问题。

膳食不平衡的问题突出，成为慢性病发生的主要危险因素。高油高盐摄入在我国仍普遍存在，青少年含糖饮料消费逐年上升，全谷物、深色蔬菜、水果、奶类、鱼虾类和大豆类摄入普遍不足。居民生活方式明显改变，身体活动总量下降，能量摄入和消耗控制失衡，超重肥胖成为重要公共卫生问题，膳食相关慢性病问题日趋严重。城乡发展不平衡，农村食物结构有待改善。农村居民奶类、水果、水产品等食物的摄入量仍明显低于城市居民，油盐摄入、食物多样化等营养科普教育急需下沉基层。婴幼儿、孕妇、老年人等重点人群的营养问题应得到特殊的关注。食物浪费问题严重，居民营养素养有待提高。合理膳食是指一日三餐所提供的营养必须满足人体的生长、发育和各种生理、体力活动的需要。合理饮食可以达到显著减肥的目的。3.你能否结合自身情况及所处环境，为自己制作

一个合理的“周进食计划”并认真执行？1.什么是合理膳食？食物多样，谷类为主。吃动平衡，健康体重。多吃蔬果、奶类、大豆。适量吃鱼、禽、蛋、瘦肉。少盐少油，控糖限酒。杜绝浪费，兴新食尚。我们的食物主要来自植物，植物中的元素主要来自环境，植物中的元素与环境中的元素有哪些异同？2.合理膳食与细胞内的分子组成有什么联系？细胞内的分子来源于食物中的营养物质。

体内细胞主要由C、H、O、N、P和S等元素组成一

水为生命活动提供了条件二

无机盐与细胞生活密切相关三目录地壳元素细胞OSiCNH48.6026.300.0870.030.7665.0极少18.03.010.0(1)组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能找到，说明了什么？请比较地壳和细胞的部分元素组成并回答下列问题(单位为%)：生物界和非生物界具有统一性。注：Si在某些植物细胞中含量较多，如硅藻、禾本科植物。分析组成细胞的化学元素任务一(2)细胞中的各种元素的相对含量与无机自然界的大不相同，这说明了什么？生物界和非生物界还具有差异性。地壳元素细胞OSiCNH48.6026.300.0870.030.7665.0极少18.03.010.0请比较地壳和细胞的部分元素组成并回答下列问题(单位为%)：注：Si在某些植物细胞中含量较多，如硅藻、禾本科植物。分析组成细胞的化学元素任务一(3)组成细胞的元素追根溯源来自无机自然界，为什么细胞内各种元素的比例与无机自然界的大不相同？生物体是按照自身生命活动的需要，有选择地从无机自然界获取元素地壳元素细胞OSiCNH48.6026.300.0870.030.7665.0极少18.03.010.0请比较地壳和细胞的部分元素组成并回答下列问题(单位为%)：注：Si在某些植物细胞中含量较多，如硅藻、禾本科植物。分析组成细胞的化学元素任务一(4)微量元素在细胞中的含量非常少，是否就不重要？为什么？不是；微量元素在生物体中虽然含量很少，但非常重要。例如，缺“B”(硼)会造成“花而不实”。地壳元素细胞OSiCNH48.6026.300.0870.030.7665.0极少18.03.010.0请比较地壳和细胞的部分元素组成并回答下列问题(单位为%)：注：Si在某些植物细胞中含量较多，如硅藻、禾本科植物。_______是生物体结构和功能的基本单位。细胞是由物质组成的，物质是由元素构成的。组成细胞的化学元素，在地球的_____________中都能找到，没有一种化学元素是细胞所特有的。生物界和非生物界的统一性1细胞无机环境构成细胞的主要元素2(如：人体)(1)大量元素在人体中的含量较高，如O、C、H、N、Ca、P、K、S、Na、Cl、Mg等，其中__________________四种元素在人体中所占比重在96%以上。(2)微量元素在人体中的含量很低，如________________、I、Mn、B、Cr、Mo、Co、Se、F等。C、H、O、NFe、Zn、Cu构成细胞的主要元素2(如：人体)C

HONPSKCa

Mg等FeMnBZnMoCu等组成细胞的元素自然界中的元素基本元素大量元素微量元素核心归纳鲜重干重鲜重：O>C>H>N干重：C>O>N>H鲜、干重条件下元素的含量：核心归纳元素缺乏与疾病的相关性缺Fe：人体患贫血A缺Ｉ：人幼年患呆小症、成年患甲状腺肿大（大脖子病）C缺B：花而不实（只开花不结果）E缺Zn：影响人体生长发育、大脑发育和性成熟B缺Mg：影响植物叶绿素的合成，影响光合作用的进行F缺Ca：成年人缺钙患骨质疏松症、血钙含量太低会出现抽搐现象，含量过高会导致肌无力D跟踪训练1.无机自然界中最丰富的元素是O、Si、Al、Fe，而生物体的细胞中含量最多的4种元素是C、H、O、N，这说明生物界和非生物界具有A.多样性 B.分割性C.统一性 D.差异性√生物界和非生物界的统一性是从元素的种类上来说的，而差异性是从元素的含量上来说的。非生物界中最丰富的元素是O、Si、Al、Fe，而生物体的细胞中含量最多的4种元素是C、H、O、N，这说明生物界与非生物界在元素含量上差异较大，故说明生物界与非生物界具有差异性，D符合题意。跟踪训练2.下列有关组成生物体元素的叙述，正确的是A.构成生物体的元素没有一种是生命所特有的B.Zn是人体中200多种酶的组成成分，说明Zn不是人体内的微量元素C.组成生物体和组成无机自然界的化学元素中，碳元素的含量最多D.Ca是构成人体细胞的微量元素√Zn是人体内的微量元素，B错误；组成生物体和组成无机自然界的化学元素中，氧元素的含量最多，C错误；Ca是构成人体细胞的大量元素，D错误。口渴了,你喝什么？运动员在运动时怎么补水？

体内细胞主要由C、H、O、N、P和S等元素组成一

水为生命活动提供了条件二

无机盐与细胞生活密切相关三目录（1）探讨不同生物体内的含水量，分析材料得出结论。水在构成生物体的化合物中含量第一；不同种生物含水量不同；水生生物含水量一般比陆生生物高。依据上表中的数据，你能找到什么规律？不同种生物的相对含水量(%)生物水母鱼类蛙哺乳动物藻类高等植物相对含水量97%80%～85%78%65%90%60%～80%水的含量1人体中几种不同器官或组织中水的含量组织器官牙齿

骨骼骨骼肌心肌血液所占比例（%）1022767983思考：心脏和血液的含水量很接近，为何心脏呈坚韧的形态而血液却呈流动的液态？（2）探讨同一生物体不同器官的含水量，分析材料得出结论。依据上表中的数据得出什么结论？同一生物体，不同组织、器官中的含水量不同水的含量1水分子的结构2（1）水分子中H、O原子的结合方式和带电情况：（2）水分子的氢键是怎样形成的：

水分子中氧原子的原子核周围电子较多，使氧略带负电性而氢略带正电性，水成为极性分子，一端略正，一端略负。由于正负电荷的吸引，水分子之间便会形成氢键。

水分子中带有部分正电性的氢原子与带有部分负电性的氧原子通过彼此间的相互吸引而形成的一种特殊的分子间作用力。水分子之间的氢键使得水具有调节温度的作用。1．为什么说水是良好的溶剂？水是极性分子，凡是有极性的分子或离子都易溶于水中。2．细胞内的水温一般能保持相对稳定，试分析原因。水分子之间的氢键使得水具有调节温度的作用。当细胞内热量增多时，水分子间的氢键断裂吸收热量；当细胞内热量较少时，形成较多的氢键，而氢键的形成会释放热量，从而使细胞内的水温保持相对稳定。资料水的存在形式：自由水和结合水；两者可以相互转化。自由水在细胞内、细胞之间、生物体内可以自由流动，是良好的溶剂，可以参与物质代谢，如输送新陈代谢所需营养物质和代谢的废物等；结合水在生物体内或细胞内与蛋白质、多糖等物质相结合，失去流动性，是细胞结构的重要组成成分，不能溶解其他物质，不参与代谢作用。自由水占细胞内全部水的95%以上，结合水约占细胞内全部水的4.5%。自由水比例高，代谢旺盛；结合水比例高，植物抗逆性强。

水在细胞中存在的形式3自由水（占细胞内全部水的95.5%）结合水（占细胞内全部水的4.5%）特点：易蒸发、不受束缚、可流动特点：不易散失、含量较稳定、

失去流动性和溶解性以游离的形式存在，可以自由流动与细胞内其他化合物（蛋白质、多糖等物质）相结合的水(1)农民晒干葵花籽与炒干葵花籽主要失去的是什么形式的水？主要失去的是自由水。(2)比较新鲜种子和干种子的新陈代谢哪个相对旺盛？新鲜种子，因为新鲜种子中自由水含量高。(2)自由水多还是结合水多时生物体的抗逆性(抗旱、抗寒、抗热能力)强？结合水含量相对较多时生物体的抗逆性强。水的功能

4(1)水是极性分子，凡是有极性的分子或离子都易溶于水中。水作为良好的溶剂，能帮助溶解和运输营养物质及代谢产物。(2)水分子之间还会形成氢键，水分子之间的氢键使得水具有调节温度的作用。(3)水还是细胞中某些代谢的反应物和产物。(4)水在动、植物的分布、繁殖、生长发育以及动物体色、动物行为等方面有着深远的影响。核心归纳1.自由水与结合水的相互转化①烘干种子时，部分结合水转化为自由水散失掉。②水果放入冰箱冷藏时，部分自由水转化为结合水。温度降低结合水自由水温度升高（1）条件（2）实例核心归纳2.自由水与结合水相对含量与细胞代谢的关系(1)图示(2)曲线跟踪训练3.下列关于水在生物体内的主要作用的叙述，错误的是A.水是细胞内化学反应的介质B.水是非极性分子，可作为良好的溶剂C.水使细胞内温度的变化比较缓和D.水是生物体内物质运输的主要介质√水是极性分子，B错误。跟踪训练4.下列关于水的叙述，错误的是A.凡是有极性的分子或离子都易溶于水中B.水是生物体内物质运输的唯一介质C.水温的降低会形成较多的氢键，而氢键的形成又会释放热量D.氢键使水分蒸发时需要消耗大量的热，因为水分蒸发时要破坏氢键√水是生物体内物质运输的主要介质，但不是唯一介质，B错误。

体内细胞主要由C、H、O、N、P和S等元素组成一

水为生命活动提供了条件二

无机盐与细胞生活密切相关三目录多数以离子形式存在K+、Na+、Mg2+、

Ca2+等正离子Cl-、H2PO4-、HCO3-等负离子很少，仅占1％－1.5％存在形式1含量2请根据材料分析无机盐的作用。材料1

足球运动员在激烈比赛中有时会出现肌肉抽搐的现象，这是由随着汗液丢失了大量钙离子引起的。材料说明无机盐能维持_______________。肌肉的兴奋性具有重要作用血浆的正常浓度材料说明无机盐对维持_________________________。材料2

生理盐水是指与哺乳动物血液和淋巴等渗的无机盐溶液，常用的是质量分数为0.9%的氯化钠溶液。人体的红细胞在生理盐水中会保持原有的形态，如果放到清水里，会吸水涨破。分析无机盐的作用任务四请根据材料分析无机盐的作用。材料3

人体代谢过程中产生的一些代谢物质会改变体液的酸碱度，人体血液中存在H2CO3/NaHCO3和NaH2PO4/Na2HPO4等物质，可以中和这些变化。血浆的酸碱平衡具有重要作用材料说明无机盐对维持_____________________________。无机盐的作用3(1)对维持_________________有着重要的作用。(2)无机盐对维持血浆的__________________，以及神经、肌肉的_______等都是非常重要的。(3)无机盐是细胞的重要组成成分之一，如骨细胞的重要成分是_______。(4)无机盐还是________________的重要组成成分，如Mg2＋是叶绿素的必需成分，Fe2＋是血红蛋白的必需成分。生物体的生命活动正常浓度、酸碱平衡兴奋性磷酸钙某些复杂化合物方法技巧植物必需无机盐的验证(1)对照组：植物＋完全培养液→正常生长。(2)实验组方法技巧植物必需无机盐的验证跟踪训练5.下列关于无机盐的叙述，正确的是A.

可参与维持血浆的酸碱平衡B.Mg2＋是所有光合色素的必需成分C.无机盐在生物体内多数以复杂化合物的形式存在D.Ca2＋与肌肉的兴奋性无关√Mg2＋是叶绿素的必需成分；在生物体内无机盐多数以离子形式存在；血液中Ca2＋浓度过高时会发生肌无力，浓度过低时会发生抽搐。跟踪训练6.“焦边”是由缺钾引起的植物叶片边缘出现枯黄色的现象。请完善实验步骤探究小麦“焦边”是由缺钾导致的。准备以下材料用具：若干株长势基本相同的小麦幼苗、浓度相同的完全培养液、缺钾培养液等。(1)实验步骤：①取两只广口瓶，分别编号为甲、乙。在甲瓶加入100mL的完全培养液，向乙瓶中加入____________________；②将_________________________________________，分别栽种在甲、乙瓶中；③在相同且适宜的条件下培养一段时间，观察________________________________。100mL缺钾培养液长势基本相同的小麦幼苗随机均分为两组小麦叶片是否出现“焦边”现象跟踪训练(2)实验结果与结论：①若甲瓶的小麦幼苗正常生长，______________________________，则说明小麦叶片“焦边”是由缺钾引起的；②若______________________________________，则说明小麦叶片“焦边”不是由缺钾引起的。(3)通过实验证实“焦边”是由缺钾导致的，为增强实验的说服力，在上述实验的基础上应如何改进？___________________________________________________________________。乙瓶的小麦叶片出现“焦边”现象甲、乙瓶中的小麦均未出现“焦边”现象可以在缺钾培养液中加入钾，培养一段时间后观察植物叶片生长是否恢复正常夯基础查落实1.组成细胞的元素大多以化合物的形式存在。2.大量元素在人体中的含量较高，如O、C、H、N、Ca、P、K、S、Na、Cl、Mg等。3.微量元素在人体中的含量很低，如Fe、Zn、Cu、I、Mn、B、Cr、Mo、Co、Se、F等。4.生物与非生物在化学元素上的关系：在化学元素的种类上存在统一性(组成生物体的元素都来自无机环