【高中生物】细胞中的元素和化合物、无机物课件 2023-2024学年高中生物人教版必修1

2.1细胞中的元素和化合物

2.2细胞中的无机物第二章组成细胞的分子学习目标：说明生物与非生物的统一性和差异性表现和原因背诵大量元素和微量元素比较组成细胞的化合物含量多少，说明合理膳食原因知道水和无机盐的存在形式，举例说明水和无机盐的功能有没有一种元素是细胞特有的？细胞和地壳的各元素含量是否相同？怎么解释？元素地壳细胞O48.6065.0Si✱26.30极少C0.08718.0N0.033.0H0.7610.0✱硅在某些植物细胞中含量较多，如硅藻、禾本科植物元素种类：组成细胞的化学元素在自然界都找得到元素含量：差别较大统一性差异性问题探讨原因：细胞根据生命活动需要，从无机环境中选择性吸收物质思考•讨论1.比较组成玉米细胞和人体细胞中的元素种类和含量，你能得出哪些结论？2.在玉米细胞和人体细胞中含量较多的四种元素一样吗？怎样解释这种现象？3.细胞中有些元素含量很少，是否意味着它们不重要？一、组成细胞的元素C、H、O、N、P、S、K、Ca、MgFe、Mn、B、Zn、Mo、Cu【谐音巧记】：铁猛碰新木桶微量元素缺乏与疾病的相关性缺Fe：人体患贫血；果树患黄叶病人幼年患呆小症；成年患甲状腺肿大（大脖子病）缺I：缺B：华而不实（只开花不结果）缺Zn：影响人体生长发育、大脑发育和性成熟缺Si：患克山病（原发性心脏病）

微量元素含量虽少，但仍有不可替代的重要作用1、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，其中花卉根细胞吸收最少的离子是（）离子K＋Na＋Mg2＋Ca2＋Zn2＋培养液浓度(mmol/L)110.251210.251√C、H、O、N(S、Fe等)C、H、O、N、PC、H、O(N、P)一般是C、H、O最多的化合物最多的有机化合物二、组成细胞的化合物脱水细胞中，最多的化合物？思考：为什么要平衡膳食？不同食物中营养物质的种类和含量有很大差别不同食物的合理搭配才能满足机体的营养需要

右侧是某种运动员饮料的化学成分表。请回忆初中所学知识，结合此表讨论以下问题。

l.喝饮料主要是给身体补充水。水在细胞中起什么作用？2．表中哪些成分属于无机盐？为什么要在运动员喝的饮料中添加无机盐？无机盐在细胞的生活中起什么作用？三、细胞中的无机物1、水的存在形式及作用形式自由水结合水概念细胞中绝大部分的水以_____的形式存在，可以自由流动与细胞内其他物质_______的水功能①细胞内的_________；②参与_____________；③为细胞提供____________；④运送_________和_________是细胞结构的________________游离相结合良好溶剂生物化学反应营养物质代谢废物重要组成部分液体环境失去流动性、溶解性1.刚收获的小麦种子，需要晒干后再储存，在这个过程中，种子丢失的主要是哪种形式的水？种子还有活性吗？提示丢失的主要是自由水，种子仍保留活性。2.将晒干的种子放在试管中加热，会发现试管壁上有水珠出现，该过程中种子丢失的主要是哪种形式的水？种子还有活性吗？提示丢失的主要是结合水，种子失去活性。思考•讨论3.晒干的种子能够长久保存，浸泡吸水后能够萌发，据此推断自由水和结合水的比值与细胞的代谢强度之间有什么关系？在一定范围内，自由水和结合水的比值越大，细胞代谢越旺盛。4.越冬的植物、干旱地区植物的细胞中，结合水含量升高，这表明自由水和结合水的含量与生物的抗逆性有什么关系？在一般情况下，结合水和自由水的比值越大，细胞抗逆性越强。思考•讨论（1）自由水/结合水比值越大，___________________，抵抗____________等不良环境的能力就_________。（2）自由水/结合水比值越小，___________________，抵抗不良环境的能力就_______。细胞的代谢就越旺盛干旱、寒冷越弱细胞的代谢就越弱越强小结水分子中H、O原子的结合方式和带电情况如何？为什么说水是一种良好的溶剂？为什么在常温下水是液体状态，具有流动性？为什么说水对维持生命系统的稳定性十分重要？阅读教材P20-P21的内容，思考下列问题①水是极性分子，易与带正电荷或负电荷的分子(或离子)结合，是良好的溶剂;糖分子②水分子间的氢键使水具有较高比热容，可作为热的缓冲剂。③水分子间氢键不稳定，使水能在常温下保持液态;从而具有流动性。三、细胞中的无机物2、无机盐的存在形式及作用离子很少小组讨论：植物体缺Mg会影响光合作用，为什么？有一种贫血症叫缺铁性贫血症，为什么缺Fe会导致贫血？从这两个实例，尝试概括无机盐有怎样的生理功能？组成细胞结构和重要化合物小组讨论：人体内缺Na+会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最终引发肌肉酸痛、无力等。哺乳动物的血液中Ca2+含量过低，会出现抽搐等症状。Ca2+含量过高，会肌无力。从上述实例，尝试概括无机盐还有怎样的生理功能？维持细胞和生物体的正常生命活动小组讨论医用生理盐水是质量分数为0.9%的氯化钠溶液。生理盐水的含义是什么？为什么是质量分数为0.9%的氯化钠溶液？这个实例，又能说明无机盐有怎样的生理功能？维持细胞渗透压(细胞形态)等渗溶液：0.9%的Nacl(生理盐水)5%的葡萄糖溶液小组讨论正常人血浆pH应稳定在7.35~7.40间，否则出现酸碱中毒剧烈运动后会产生乳酸或摄入较多碱性食物后并不会出现酸碱中毒尝试说明为什么不会出现酸碱中毒？由此可以看出无机盐有什么功能？维持细胞的酸碱平衡血浆中存在化学物质H2CO3和NaHCO3细胞中的无机物水无机盐结合水自由水细胞的重要组成成分细胞内的良好溶剂参加生物化学反应（代谢）提供细胞生活的液体环境运输营养和废物存在形式作用组成细胞和重要化合物维持细胞和生物体的生命活动大多数是离子课堂小结代谢增强抗性增强维持细胞正常形态维持酸碱平衡植物几种常见的元素缺乏症设计实验验证镍为植物生活所必需的元素拓展【典例1】下列有关图示的分析，错误的是()A.如果该图表示的是组成活细胞的化合物，则a中含有的元素为H、OB.如果该图表示的是组成活细胞的化合物，则a是蛋白质C.如果该图表示的是人体细胞干重中的部分元素，则a、b、c、d可能依次是C、O、N、HD.如果该图表示的是玉米细胞干重中的部分元素，则a、b、c、d可能依次是O、C、H、N【典例1】如图所示为对刚收获的种子进行的一系列处理，据图分析下列有关叙述正确的是()A.①和②均有生命活力，但是含水量不同B.①→②的过程中没有发生水存在形式之间的转化C.③和④是同一种物质，但是在细胞中的存在形式不同D.②可作为播种用的种子【典例2】英国医生塞达尼·任格在对离体蛙心进行的实验中发现，用不含钙和钾的生理盐水灌注蛙心，其收缩不能维持；用含有少量钙和钾的生理盐水灌注蛙心时，蛙心可持续跳动数小时。该实验说明钙盐和钾盐()A.对维持细胞的形态有着重要作用B.是细胞中某些复杂化合物的重要组成部分C.为蛙心的持续跳动提供能量D.对维持生物体的生命活动有重要作用7.磁共振成像技术(MRI)可应用于临床疾病诊断，人体MRI的主要对象实际上是水分子，因为许多疾病会导致组织和器官内水分存在形式发生转化，磁共振对组织中水的变化非常敏感。下列叙述错误的是()A.水是活细胞中含量最多的化合物，不同组织和器官水的含量不一样B.水在细胞中的存在形式发生转化与细胞的代谢强度无关C.组织发生病变，新陈代谢速率往往会发生改变D.脑水肿磁共振图像可以反映脑组织中自由水和结合水的变化情况10．如图是小麦种子成熟过程中干物质和水分的变化，据图分析下列叙述不正确的是()A．随着种子的成熟，种子的生命活动由代谢活跃状态转入休眠状态B．种子的鲜重不一定随着种子的成熟而逐渐减少C．种子中水分减少的主要原因是植物吸收的水分减少D．种子成熟期间这两种物质的变化与种子萌发时相反11.冬季来临过程中，随着气温的逐渐降低，植物体内会发生一系列适应低温的变化，以使其抗寒能力逐渐增强。如图为冬小麦细胞不同时期含水量变化曲线图。请回答下列问题：(1)水在细胞中以自由水和结合水两种形式存在，其中自由水是细胞内良好的________，结合水是细胞________的重要组成部分。(2)据图可知，从9月到12月，冬小麦细胞内的含水量总体呈现____趋势，自由水和结合水的变化分别是_________________________________________。发生这些变化可以避免寒冷时________过多容易结冰对冬小麦造成伤害。溶剂

结构下降

自由水相对含量下降，结合水相对含量上升自由水12．Mg是合成叶绿素的原料之一，是植物生长所必需的。如果缺少Mg，植物的叶绿素无法合成，叶片会发黄甚至死亡。某同学想用无土栽培的方法，设计一个实验来验证含Mg的无机盐对植物幼苗生长的影响，请你帮他把实验设计填写完整。实验材料：生长状况相近的健壮小麦幼苗若干，完全营养液，缺Mg的完全营养液。实验过程：(1)将小麦幼苗平均分成甲、乙两组，测量并记录两组幼苗的初始生长状况(叶色、高度、根系生长状况等)。(2)将甲组幼苗的根系浸泡在___________中培养，将乙组幼苗的根系浸泡在____________________________中培养。完全营养液等量的缺Mg的完全营养液(3)将两组小麦幼苗放置到相同且适宜的环境中培养，观察叶片颜色变化和植物的生长情况。(4)请你写出符合科学道理的实验现象及初步得出的结论。现象：________________________________________________。结论：____________________