第一章- 第一节 细胞中的元素和无机化合物（课件PPT）

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第一节细胞中的元素和无机化合物高中生物 必修1第一章 农作物需要施氮、磷、钾肥；人体需要补锌、铁、钙等。以获取相应的元素用于细胞的生命活动，那么组成细胞的元素有哪些？这些元素是细胞特有的吗？1.说出细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成，它们以碳链为骨架形成复杂的生物大分子2.指出水大约占细胞重量的2/3，以自由水和结合水的形式存在，赋予了细胞许多特性，在生命活动中具有重要作用。3.举例说出无机盐在细胞内含量虽少，但与生命活动密切相关。1.阐明生物体是由元素和化合物组成的，初步形成生命的物质观，为辩证唯物主义世界观的形成奠定基础。（生命观念）2.通过实例分析、归纳水和无机盐的功能。（科学思维）3.按照科学探究的要求，提出验证或探究植物必需的无机盐的方案（科学探究）课标要求学习目标组成地壳和组成细胞的部分元素含量（% ）表比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量，你能提出什么问题？就自己提出的问题与其他同学交流。Si在某些植物细胞中含量较多，如硅藻、禾本科植物。针对生物学现象进行观察、提出问题，体现了科学探究的核心素养。思考：1.地壳(包括大气)中含量最多的元素是 ，其次是____、Al、Fe。2.生物细胞中含量最多的元素是 ，然后依次是 、 、N。O Si O C H 一、构成细胞的元素1.组成细胞的化学元素，常见的有20多种。 2.根据含量大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg、Na、Cl（含量较多，占生物体总重量万分之一以上的元素）微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo、Co、Se等 （含量很少，但生物体生命活动所必需的一些元素）注意：大量元素和微量元素都是生物体生命活动所必需的元素。C、H、O、N、P、S等元素构成了细胞结构和功能所需的基本物质 。3．特点(1)组成生物体的任何一种元素都可以在__________中找到。(2)不同生物体内所含的元素种类________，但每种元素的____存在一定的差异。4．生物体会因环境中缺乏某种元素而发生该元素的缺乏症。如一些山区居民患有克山病，该病与缺__有明显关系。无机自然界 基本相同 含量 硒 不管是大量元素还是微量元素，都是生物体不可缺少的必需元素;微量元素在生物体中含量很少,但其作用是其他元素不可替代的。缺Fe会使人患贫血等症状；缺Zn使人发育受影响，性器官的发育不良等；缺N会使植物叶子发黄；缺B会导致“花而不实”,结实率低等。基于生物学事实和证据运用归纳与概括，体现了科学思维的核心素养。【总结提升】1．组成细胞的元素的种类和含量2.大量元素和微量元素的划分依据是元素在细胞中含量的多少，而不是生理作用的大小。3.无论干重还是鲜重，细胞中C、H、O和N这四种元素含量最多。【拓展延伸】元素与化合物的关系组成细胞的各种元素在生物体中大多以化合物的形式存在，如镁形成叶绿素、铁形成血红蛋白等。但有少数元素是以单质形式存在的，如硫磺细菌中的S是以硫磺颗粒的形式存在的。另外少数元素以离子的形式存在，如K以K＋的形式存在于细胞内液中。对组成细胞的元素和化合物之间的关系进行拓展延伸，体现了科学思维的核心素养。例1 某同学在配制培养植物的培养基时使用了NH4NO3、KNO3、CaCl2·2H2O、MgSO4·7H2O、螯合铁溶液、微量元素溶液，但缺少了一种必需的大量元素，为补充这种元素，应添加的化合物是(　　)A．Ca(NO3)2 B．KClC．KH2PO4 D．K2SO4该同学在配制培养植物的培养基时使用了NH4NO3、KNO3、CaCl2·2H2O、MgSO4·7H2O、螯合铁溶液、微量元素溶液，但缺少了一种必需的大量元素，从提供的物质看缺少P元素，为补充这种元素，应添加的化合物是KH2PO4，C正确。C二、水和无机盐是细胞中的无机化合物1．组成细胞的化合物(1)组成细胞的各种元素大多以______的形式存在。化合物分为____化合物和____化合物。化合物 无机 有机 (2)科学家测得某种植物细胞中的主要化合物及其质量分数。无机 水 1.0～1.5 有机 蛋白质 糖类 核酸 2．水赋予细胞许多特性(1)水在细胞中的含量在活细胞中，水是含量____的物质，约占细胞重量的____。(2)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。最多 2/3 共价键 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。氢键 不对称 极性 带电荷的 具有极性基团 熔点 沸点 (3)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 (4)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 3．细胞中的无机盐与生命活动关系密切(1)含量：约占细胞重量的____。(2)存在形式：常以____形式存在。1% 离子 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)生理功能过多 过少 肌肉抽搐 肌肉乏力 钙 钾 (4)当某些无机盐含量____或____时，生物体可能会出现相应的病症。(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 1．水与代谢的关系【总结提升】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3．水在生产实际中的应用在冬季来临时，随着气温的逐渐降低，植物体内发生了一系列适应低温的变化，如可溶性糖含量增加、细胞代谢减弱等。研究表明，细胞内溶液浓度升高，冰点降低。 (1)结合所学知识及上述信息，解释“霜打的茄子——蔫儿了”。(2)有些蔬菜富含淀粉，但“霜打”后的蔬菜格外“甜”。请结合所学知识解释其原因。【思考探究】提示：(1)当外界温度降低时，茄子中的自由水含量减少，导致表皮皱缩。(2)温度降低，蔬菜中的淀粉分解为可溶性糖，增大了细胞液浓度，降低了细胞液的冰点，使细胞不容易冻坏，可溶性糖主要是葡萄糖，因此蔬菜变甜了。【总结提升】某些无机盐含量异常及其症状表现【总结提升】某些元素过剩或缺乏时黄瓜叶片的症状 例2 如图为对刚收获的种子所做的一系列处理，据图分析有关说法正确的是(　　)A．④和⑤是同一种物质，但是在细胞中存在的形式不同B．①和②均能萌发形成幼苗C．③在生物体内主要以化合物的形式存在D．点燃后产生的CO2中的C只来自种子中的糖类据图分析，种子晒干使自由水散失，故④应为自由水，烘干使结合水散失，故⑤应为结合水，A正确；晒干后的种子可再萌发，但烘干的种子已经死亡，不能萌发，B错误；种子点燃后，糖类和其他有机物形成二氧化碳和水等散失，留下的物质为无机盐，无机盐在生物体内大多数以离子形式存在，C、D错误。A细胞中的元素和无机化合物元素无机化合物大量元素：C、H、O、N、P、S、 K、Ca、Mg、Na、Cl等 微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、 Mo、Co、Se等水无机盐自由水结合水离子化合物1．关于细胞中无机盐的相关叙述正确的是(　　)A．无机盐都是以离子形式存在于细胞中的B．人大量出汗会排出过多的无机盐，导致体内的水盐平衡和酸碱平衡失调，这时应多喝淡盐水C．哺乳动物血液中钙离子含量太低，会出现抽搐等症状，说明无机盐对于维持细胞酸碱平衡非常重要D．无机盐在细胞中含量很少，所含元素都属于微量元素细胞中的无机盐绝大多数以离子形式存在，A错误；哺乳动物血液中钙离子含量太低，会出现抽搐等症状，说明无机盐对于维持细胞和生物体的正常生命活动有重要作用，C错误；无机盐所含的元素也有大量元素，D错误。　 B　课堂达标2．(多选)水在生物体及细胞内的生命活动中具有非常重要的生理功能，下列叙述不正确的是(　　)A．自由水和结合水是不可以转化的B．不同种生物细胞的自由水和结合水的比值相同，则它们的代谢强度也相同C．水分过多与水分过少对生物新陈代谢的影响相同D．细胞中的许多生化反应需要水的参与　自由水与结合水在一定的条件下可以相互转化，A错误；不同生物细胞内水的含量可能不同，即使不同种生物细胞内的自由水和结合水的比值相同，它们的代谢强度也不一定相同，B错误；水分过多或过少对生物新陈代谢活动的影响不同，C错误；细胞中的许多生化反应需要水的参与，D正确。ABC3．无机盐对于维持生物体的生命活动具有重要作用。下列相关叙述错误的是(　　)A．蔬菜中的草酸不利于机体对食物中钙的吸收B．缺铁会导致哺乳动物血液运输O2的能力下降C．KH2PO4也能为生物体提供能量D．植物秸秆燃烧产生的灰烬中含有丰富的无机盐草酸是生物体的一种代谢产物，广泛分布于植物、动物和真菌中，草酸容易与钙离子结合形成草酸钙，不利于机体对食物中钙的吸收，A项正确；哺乳动物缺铁，会影响血红蛋白的合成，导致血液运输O2的能力下降，B项正确；无机物不能为生物体提供能量，C项错误；植物秸秆燃烧产生的灰烬中含有丰富的无机盐，D项正确。C4.试回答下列问题：(1)种子在入仓之前需晾晒，所去除的水分主要是细胞中的________水。(2)将干种子用水浸泡后种子能萌发，但干种子不经水浸泡不能萌发，这说明____________________________________________________。(3)新鲜的鸡蛋清呈液态胶状，而臭鸡蛋清则是相对更“稀”的液体，呈水状，这是因为在新鲜的鸡蛋清中的水与蛋白质结合在一起，形成液态胶体，这时的水为_ _____，而臭鸡蛋中的蛋白质被微生物分解成小分子物质，使这部分水释放出来，转变为________。自由自由水与细胞代谢强度有关，自由水多，代谢旺盛　结合水自由水(4)贫血症患者血液运输_____的能力低。一般的贫血症患者除要补充铁以外，还应多吃一些含________丰富的食物。(5)人体中含钙最多的是____。A．肌肉 B．骨组织C．上皮组织 D．神经组织(6)人在长跑后，因流汗过多常出现抽搐现象，这时应及时补充含____的食物。O2　蛋白质B钙(1)自由水是自由流动的水，通过晾晒能蒸发出去。(2)干种子用水浸泡后，会大量吸水，这些水能参与细胞内的许多化学反应，促进种子萌发。(3)蛋白质是亲水性物质，与水结合后形成液态胶体。蛋白质被微生物分解成小分子物质后，结合水会转变为自由水。(4)贫血症患者血红蛋白含量降低，运输O2的能力降低。补充蛋白质丰富的食物，可为人体提供氨基酸，用于合成血红蛋白。(5)在人体的骨骼和牙齿中的钙含量高。(6)血液中钙离子含量过低会引起抽搐。谢 谢！