高一生物（必修 1） 第二章 细胞的化学组成 撰稿人 任洪安 方慧 周雪冰 胡振伟10第二章第二章 细胞的化学组成细胞的化学组成第第 1 1 节节 细胞中的原子和分子细胞中的原子和分子教学目标教学目标1.组成细胞的原子和分子。 2.水和无机盐的存在形式及生理功能教学重点教学重点1.组成细胞的原子和分子。 2.水和无机盐的存在形式及生理功能。教学难点教学难点水和无机盐的存在形式及生理功能。高考热点高考热点 水和无机盐的存在形式及生理功能。 自学导引自学导引 1、组成生物体的化学元素:大量元素(占生物体总重量万分之一以上)例如 等微量元素(生物生活所必需，但需要量很少) 等 组成化合物进而构成细胞，如 等 (1)化学元素参与构成一些重要化合物： N P Mg Fe I (2)维持生物体正常生命活动 P K Ca Zn 2、生物界与非生物界的关系，组成生物体的化学元素在无机自然界都能找到说明： 组成生物体的化学元素和无机自然界中的含量相差很大说明 3、组成生物体的化合物包括无机化合物和有机化合物：水的含量 ，约占细 胞鲜重的 6095 结合水的功能 ，自由水的功能： ， 4、无机盐含量：很少，占细胞鲜重的 115，存在形式： ； 功能（举例说明）： 5.组成生物体的化学元素的重要作用： 这些化学元素，还将进一步组成多种多样的化合物，这些化合物是生物体生命活动的 基础 。 微量元素 B 能够促进花粉的萌发和花粉管的伸长，当柱头和花柱中积累了大量 B 时，有 利于受精作用的顺利进行。在缺少 B 时， 萎缩， 发育不良。 疑难解析疑难解析 1生物体内的元素 (1)组成生物体的元素与组成地壳的元素既有相似性又有差异性(见下表)。组成地壳与组成细胞的部分元素含量 (质量分数)(2)不同生物体内所含的元素种类基本相同，但每种元素 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。 辨辨析析比比较较 1. 生物界与非生物界的统一性：组成生物体的化学元素在无机自然界都可阻找到，没 有一种元素是生物界所特有的；生命起源于无机自然界；组成生物体的基本元素可以 在 生 物 界 与 非 生 物 界 之 间 反 复 循 环 流 动 。 2. 生物界与非生物界的差异性：组成生物体的化学元素，在生物体和无机自然界中的 含量相差很大；无机自然界中的各种化学元素不能表现出生命现象，只有在生物体中 有 机 地 结 合 在 一 起 ， 才 能 表 现 出 生 命 现 象 。 (3)元素的种类(依据在生物体内的含量分类)种类概念举例功能大量元素含量占生物体总挝的 万分之+眦上C、H、O、N、P、 S、K、Ca、等组成多种多样的化合物微量元素含量占生物体总量的 万分之一以下，其含量 虽少，却是生物体维持 生活所必需的Fe、Mn、B、Zn、Cu 、 M0 等影响生物体的生命活动提示：不管是大量元素还是微量元素，都是生物体生存所必需的，缺乏必需元素，可能导 致生物体患病，如缺乏Se可能会得克山病。 2.2. 原子和分子原子和分子 (1)原子原子是物质的基本单元，由原子核和核外电子构成，原 子核又由中子和质子构成。原子核中质子数和中子数之和称为原子的质量数。即 原子的质量数=质子数+中子数。每一个电子带有一个单位的负电荷，而每一个质子带 有一个单位的正电荷；在一 个正常的原子中，核内质子数与核 外电子数相等，因此，从整体上看原子呈电中性。 元素 含量O S1 C NH 地壳48. 60 26 .300. 087 0. 03 0. 76细胞 65. 0 极少 l 8. 0 3 .010. 0高一生物（必修 1） 第二章 细胞的化学组成 撰稿人 任洪安 方慧 周雪冰 胡振伟11价电子的概念：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 性质主要取决于价电子的数目和 原子半径。(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， 分子一般是由两个或两个以上的 原子构成。化合物的化学组成通常以化学式表示。(3)原子之间主要通过化学键形成分子，化学键分离子键、共价键、金属键等。离子键：阴、阳离子间通过静电作用所形成的化学键叫 做离子键。 共价键：原子间通过共用电子对所形成的化学键叫共价键。 氢键：当氧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。这种氢 原子往往与其他带有部分负电性 的氧原子或氮原子间相互吸引而形成氢键。3细胞中的水细胞中的水(1)水在细胞中的含量水是活细胞中含量最多的物质，约占细胞总质量的6090。 (2)水在细胞中的存在形式存在形式概念比例举例结合水在细胞内通过氢键与蛋 白质、糖类和核酸等物质 结合在一起的水约占 4 5晒干的种子加热时试 管壁上出现的水珠主 要是结合水(种子不再 萌发)自由水以游离形式存在，可以在细胞中自由流动的水95以上刚收获的种子在晒干 的过程中散失的主要 是自由水(种子仍有生 命力)3)水在细胞中的生理作用 结合水：是组成细胞结构的重要成分 自由水： 细胞内的良好溶剂 反应介质或作为反应物运输营养物质和代谢废物生物体的温度调节剂细胞生活的液体环境 辨析比较辨析比较自由水和结合水自由水和结合水在细胞内是可以相互转换的，两者的相互转换取决于水分子的自 由能和大分子物质对水分子的束缚力。当水分子的自由能大于束缚力时，水以自由水 形式存在，反之，当水分子的自由能小于大分子的束缚力时水分子便以结合水形式存 在。升高温度可以使更多结合水变成自由水。细胞内自由水和结合水的数量与生物的代谢和抗逆性有关。一般情况下，自由水比 例大，细胞代谢旺盛，但抗逆性差；反之，结合水的比例大，代谢缓慢，但抗逆性往往较强。 4 4. . 细细胞胞中中的的无无机机盐盐(1)无机盐在细胞中的存在形式和含量存在形式：细胞中的无机盐大多以离子形式存在。如以阳离子存在的有： Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+等，以阴离子存在 的有：Cl-、S042-、PO43- HC03-等。含量：无机盐的含量较少，约占细胞总质量的1.5。(2)无机盐在细胞中的生理作用细胞内复杂化台物的重要组成成分。a. Fe2+是合成血红蛋白的原料。b. Mg2+是合成叶绿素的原料。c. PO43-。卜是合成磷脂、核苷酸的原料。维持细胞和生物体的生命活动。 a. 维持细胞的正常功能 血液中钙离子过少，肌肉抽 搐；过多，肌肉乏力。b. 维持细胞的形态和功能 红细胞在质量浓度为 9的 NaCl溶液中会失水 皱缩，失去运输氧的功能。c. 维持细胞的渗透压平衡 大量出汗排出过多的无机 盐导致水盐平衡失调。d. 维持细胞的酸碱平衡 血浆中的 HCO3-含量减少时， 会形成酸中毒。 警警示示：细胞内无机盐的含量虽然比较少，但在生物体的生命活动中却不可缺少。典型例题：典型例题： 【例例 1】1】：合成核苷酸和三磷酸腺苷分子所必需的无机盐是（ ） A.铁盐B.磷酸盐 C.钙盐D.硫酸盐 解析：两者均含有磷酸盐。 答案：B 【例例 2】2】：下列属于结合水的是（ ） A.血液中的水 B.细胞液中的水 C.干细胞种子中的水 D.蒸腾作用散失的水 解析：只有 C 中的水不具有流动性，其余 3 个均具有流动性特点。 答案：C 【例例 3】3】：抽搐是由于肌肉收缩造成的，与这一现象有关的无机盐是（ ） A.钙盐B.铁盐 C.锌盐D.铜盐 解析：肌肉抽搐是由于缺钙引起的神经肌肉的兴奋性过高，从而引起抽搐。 答案：A 高考回顾高考回顾（2004.江苏）下列有关组成生物体化学元素的论述，正确的是( )高一生物（必修 1） 第二章 细胞的化学组成 撰稿人 任洪安 方慧 周雪冰 胡振伟12A 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 B 人、动物与植物所含的化学元素的种类差异很大 C 组成生物体的化学元素在无机自然界中都可以找到 D 不同生物体内各种化学元素的含量比例基本相似 解析 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；人、动物与植物所 含的化学元素的种类差异不大，含量相差很大，但组成生物体的化学元素在无机自然界 都 可 以 找 到 ， 没 有 一 种 是 生 物 所 特 有 的 。 答案 C 课堂练习课堂练习 1组成生物体内最基本的元素是 ( )AC BH CO DN 2在生物体内含量占 98左右的元素是 ( )AC、H、O、N、Ca、P BN、P、K、C、H、OC. N、C、P、O、S、H DH、O、Mg、S、P、C 3下列水的哪种特性有利于生物体内的化学反应 （ ） A 水的流动性大 B 水分子极性强 C 水分子比热大 D 水有润滑作用 4人类的克山病可能与缺少下列哪元素有关 （ ） AFe B. Ca C. Zn D. Se 5下列有关组成生物体化学元素的论述，正确的是 （ ）A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B人、动物与植物所含的化学元素的种类差异很大C组成生物体的化学元素在无机自然界都可以找到 D不同生物体内各种化学元素的含量比例基本相似 6生物界和非生物界具有统一性，主要是因为 （ ） A生物与非生物都是由物质构成的 B构成细胞的核酸和蛋白质都来无机自然界 C构成生物体的每一种化学元素都可在无机自然界中找到 D生物和非生物并没有本质区别 7某小儿患佝偻病，发烧时就会出现抽搐现象,医生建议他平时要适量补充 ( ) A.新鲜水果和蔬菜 B.钙片和维生素 D C.谷物和胡萝卜 D.蛋白质营养液 8江苏地区小麦种子的含水量约为 14%，此时活细胞内水分 （ ） A全部为自由水 B全部为结合水 C主要为自由水 D主要为结合水 9玉米与人体相比，人体内钙的含量较高，其主