高中生物苏教版必修一（2023）1.1 细胞中的元素和无机化合物课件(共31张PPT)

第第页高中生物苏教版必修一（2023）1.1细胞中的元素和无机化合物课件(共31张PPT)(共31张PPT)

第一章第1节

细胞中的元素和无机化合物

清代诗人龚自珍的一句诗：“落红不是无情物，化作春泥更护花。”表达出诗人虽仕途不畅但仍不忘报国的伟大情怀。那从生物学的角度来看，这句诗折射出什么自然现象呢？

花朵落下后变成泥土的一部分，泥土中的养分供养着植物继续成长。这反映出植物从自然界中获取自己所需的物质。

问题探讨

那生物界与非生物界的元素组成有什么关系呢？

1.与无机环境相比，组成细胞的所有元素中，有没有哪一种元素是细胞所特有的？说明什么？

元素地壳细胞

O48.6065.0

Si26.30极少*

C0.08718.0

N0.033.0

H0.7610.0

现象1：组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到，没有一种化学元素为细胞所特有。

说明：生物界与非生物界具有统一性。

（元素种类不同）

组成地壳和组成细胞的部分元素含量（%）表

一、构成细胞的元素

思考

元素地壳细胞

O48.6065.0

Si26.30极少*

C0.08718.0

N0.033.0

H0.7610.0

组成地壳和组成细胞的部分元素含量（%）表

*Si在某些植物细胞中含量较多，如硅藻、禾本科植物

一、构成细胞的元素

现象2：细胞中各种元素的含量与无机自然界有很大不同。

说明：生物界与非生物界具有差异性。

（元素含量不同）

思考

2.细胞中的元素含量和无机环境中的元素含量相同吗？说明什么？

玉米细胞和人体细胞的部分元素

及含量（干重，质量分数）

1.组成玉米和人体的化学元素在种类上基本相同但含量存在较大差异，这分别体现了元素的什么特性？

统一性/差异性。

C、H、O、N。

不同。

一、构成细胞的元素

3.组成玉米细胞的各元素含量相同吗？组成人体细胞的各元素含量相同吗？

2.在玉米细胞和人体细胞中含量较多的四种元素一样吗？

在玉米细胞和人体细胞中含量最多的四种元素分别是什么？怎样解释这种现象？

在玉米细胞和人体细胞中含量较多的四种元素是一样的，都是C、H、O、N，这是因为玉米和人都是生物，组成它们的主要成分都是水、糖类、脂类和蛋白质等物质，这些物质含有C、H、O，蛋白质中还含有大量的N元素。

一、构成细胞的元素

思考

（1）元素种类具有统一性（生物与非生物、不同生物之间）。

元素的统一性和差异性

一、构成细胞的元素

（2）元素含量具有差异性（生物与非生物、不同生物之间）。

C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg、Na、Cl

最基本元素

基本元素

（占90%）

口诀：铁锰碰新木桶可惜

FeMnBZnMoCuCoSe

主要元素

（占97%）

铁锰硼锌钼铜钴硒

一、构成细胞的元素

元素的分类

大量元素（9种）

微量元素（6种）

微量元素是不是可有可无？

组别年度观察人数发病人数

实验组（补硒）1974451010

197567677

对照组（不补硒）1974398554

1975544552

一项“硒与克山病发病相关性”研究的记录

（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

一、构成细胞的元素

克山病

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。

一、构成细胞的元素

元素缺乏与疾病的相关性

缺Fe：

人体患缺铁性贫血

缺B：

华而不实（只开花不结果）

缺Zn：

食欲减退、免疫力下降、影响生长发育等

缺Mg：

影响植物叶绿素的合成，影响光合作用

缺Ca：

成年人缺钙患骨质疏松症；人血液中缺钙会出现抽搐现象

一、构成细胞的元素

元素氧（O）碳（C）氢（H）氮（N）钙（Ca）磷（P）硫（S）钾（K）镁（Mg）

65181031.51.40.30.20.1

14.6255.997.469.334.673.110.781.090.16

人体细胞的一些元素及其平均含量

鲜重

干重

人体细胞鲜重和干重中，哪种元素的含量最多，哪几种元素含量是较多的？为何有这样的差别？

鲜重含量最多的是O元素，干重含量最多是C元素。

无论干重还是鲜重，细胞中C、H、O和N这四种元素含量较多。

一、构成细胞的元素

类别化合物质量分数/%

无机化合物水85.0-90.0

无机盐1.0-1.5

有机化合物蛋白质7.0-10.0

脂质1.0-2.0

糖类和核酸1.0-1.5

1.组成细胞的化学元素在细胞中的存在形式是什么样的？

2.细胞中的化合物有几类？各有几种？

3.最多的化合物是什么？最多有机化合物是什么？

二、水和无机盐是细胞中的无机化合物

水

无机盐

糖类

蛋白质

脂质

核酸

组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在。

化合物的种类

二、水和无机盐是细胞中的无机化合物

15

糖类

水：占70%~90%

：占1%~2%

核酸

脂质

蛋白质

占1%~1.5%

无机盐：占1%~1.5%

：占7%~10%

细胞内含量最多的化合物是：，

含量最多的有机化合物是：，

在细胞干重中，含量最多的有机物：。

不同生物组织的细胞中各种化合物的差别是有差别的。

水

蛋白质

蛋白质

无机化合物（无机物）

有机化合物（有机物）

二、水和无机盐是细胞中的无机化合物

二、水和无机盐是细胞中的无机化合物

（一）水的含量

1.不同生物体的含水量是否相同？水生和陆生生物相比，哪种生物含水量高？

不同生物含水量不同，水生>两栖类>陆生。

水母97%

藻类90%

鱼类80—85%

蛙78%

高等植物60~80%

哺乳动物65%

二、水和无机盐是细胞中的无机化合物

2.同一生物体在不同的生长发育阶段的含水量是否相同？

生物不同阶段的含水量

生物人体幼儿时期人体成年时期人体老年时期

水含量%7752-6551

同一生物体在不同的生长阶段含水量不同，幼儿>成年；幼嫩部分>成熟部分。

（一）水的含量

牙齿骨骼骨骼肌心脏血液

10%22%76%79%83%

3.同一生物体不同的组织器官，含水量是否相同？

同一生物体不同的组织器官，含水量不同，代谢旺盛的组织或器官中含水量较多。

二、水和无机盐是细胞中的无机化合物

（一）水的含量

二、水和无机盐是细胞中的无机化合物

影响细胞含水量的因素

影

响

因素

生物种类

发育阶段

组织器官种类

水生生物

陆生生物

幼年

成年；

幼嫩部分

成熟部分

血液

骨骼

牙齿

>

>

>

>

>

二、水和无机盐是细胞中的无机化合物

（二）水在细胞中的存在形式和作用

1.水的分子结构与理化特性

①水分子由两个氢原子和一个氧原子以______(由实线表示)结合组成。

②在相邻水分子之间存在相互联结的作用力，即_____。

③水分子的空间结构与电荷的______分布，使得水分子具有______，这让几乎所有________或____________的分子都能溶解在水中。

④氢键使水分子间的作用力大大增强，水的______和______也因此而增高。

共价键

氢键

不对称

极性

带电荷的

具有极性基团

熔点

沸点

2.自由水

①含义：自由水以__________存在，参与细胞中各种代谢活动。

②作用

a.良好的____。

b.细胞中生物化学反应的介质。

c.有些自由水直接作为反应物参与生化反应。

d.运送营养物质和________。

游离的形式

溶剂

代谢废物

二、水和无机盐是细胞中的无机化合物

（二）水在细胞中的存在形式和作用

3.结合水

①含义：被细胞内________(如蛋白质)束缚而不易________的水。

②作用：组成____的重要成分。

其他物质

自由流动

细胞

二、水和无机盐是细胞中的无机化合物

（二）水在细胞中的存在形式和作用

结合水在细胞内与其他物质相结合，含量比较稳定，不易散失，一般吸附在大分子物质上，如淀粉、蛋白质、纤维素分子表面。自由水在细胞中的含量较多，变动幅度也较大，且易流通。通常说除去细胞中的水分主要是指去掉自由水，多采用晒干的方法。若要除去结合水，通常采用烘烤、燃烧的方法。若细胞失去结合水，则构成细胞的化合物及细胞的结构就会被破坏，可能导致细胞或生物体死亡。

二、水和无机盐是细胞中的无机化合物

知识拓展

二、水和无机盐是细胞中的无机化合物

（1）含量：约占细胞重量的____。

（2）存在形式：常以____形式存在。

细胞中的无机盐

1%

离子

细胞中的无机盐与生命活动关系密切。

二、水和无机盐是细胞中的无机化合物

作用举例

维持细胞的________和生物体液的__________。细胞中的__________、磷酸二氢钾等参与维持生物体液的________

参与________，维持细胞正常的___________。合成血红蛋白需要__，合成甲状腺激素需要__，合成叶绿素需要____。

渗透压

酸碱平衡

磷酸氢二钾

酸碱平衡

物质组成

代谢活动

铁

碘

镁

（3）生理功能

细胞中的无机盐

（4）当某些无机盐含量____或____时，生物体可能会出现相应的病症。

二、水和无机盐是细胞中的无机化合物

生物某些无机盐症状

哺乳动物缺少钙________

钙过多________

番茄缺少__果实出现脐腐现象

缺少__老叶尖端和边缘出现失绿甚至干枯坏死的现象

过多

过少

肌肉抽搐

肌肉乏力

钙

钾

细胞中的无机盐

（5）精准农业能根据农田的____________和作物的__________，实施__________的精准施肥，高效地利用各类农业资源，并取得较好的____效益和____效益。精准农业也许会成为未来农业的发展方向。

土壤元素状况

元素缺乏症

定位、定量

经济

环境

二、水和无机盐是细胞中的无机化合物

细胞中的无机盐

1.水与代谢的关系

归纳提升

2.自由水与结合水相互转化的原因

（1）水分子与细胞内的亲水性物质如蛋白质、淀粉、纤维素等以氢键相结合。

（2）温度升高，水分子的动能增加，会逃脱氢键的束缚成为自由水。

自由水与结合水的比值

比值大

比值小

新陈代谢旺盛，但抗逆性较差

新陈代谢缓慢，但抗逆性较强

二、水和无机盐是细胞中的无机化合物

3.水在生产实际中的应用

生活中的现象对此现象的解释

种子在贮存时需将种子晒干减少自由水含量，降低种子的代谢，延长种子寿命

干种子用水浸泡后仍能萌发失去自由水的种子仍保持其生理活性

归纳提升

二、水和无机盐是细胞中的无机化合物

1.下列属于构成细胞的大量元素的一组是（）

A.Ca、C、O、MnB.H、O、K、Mg

C.C、P、N、C