高中生物《細(xì)胞的化學(xué)組成》學(xué)案5 中圖版必修1

1、細(xì)胞的化學(xué)組成一. 學(xué)習(xí)內(nèi)容：細(xì)胞的化學(xué)組成 二. 學(xué)習(xí)內(nèi)容：本節(jié)內(nèi)容包括組成細(xì)胞的原子和分子、細(xì)胞中的無(wú)機(jī)化合物兩個(gè)部分。了解細(xì)胞化學(xué)組成中無(wú)機(jī)化合物種類、結(jié)構(gòu)及其在生命活動(dòng)中的作用 三. 學(xué)習(xí)目標(biāo)：舉例說(shuō)出組成細(xì)胞的原子和分子舉例說(shuō)出細(xì)胞中無(wú)機(jī)化合物的功能 四. 學(xué)習(xí)重點(diǎn)：構(gòu)成細(xì)胞的原子、分子，以及無(wú)機(jī)化合物與生命的關(guān)系。共價(jià)鍵、離子鍵在形成化合物過(guò)程中的作用。 五. 學(xué)習(xí)難點(diǎn)：原子是怎樣相互作用的 六. 學(xué)習(xí)過(guò)程：生物體內(nèi)的化學(xué)元素基本相似，細(xì)胞中基本的生物化學(xué)反應(yīng)高度一致1. 組成細(xì)胞的原子和分子地球上天然存在的元素有90多種，各種元素

2、在地殼中所占的比例各不相同；生活在地球上的生物，組成它們的物質(zhì)都來(lái)自這些元素；在組成生物體的元素中，碳、氫、氧、氮、磷、鈣等元素的質(zhì)量占全部元素的98%。不同種類生物體內(nèi)所含的元素種類基本相同，但是每種元素的含量卻有多有少現(xiàn)在還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)生物體內(nèi)的任何一種元素是無(wú)機(jī)自然界中所不存在的。一項(xiàng)“硒與克山病發(fā)病相關(guān)性”研究的記錄組別年度觀察人數(shù)發(fā)病人數(shù)實(shí)驗(yàn)組（補(bǔ)硒）1974451010197567677對(duì)照組（不補(bǔ)硒）19743 985541975544552（1）原子：原子是物質(zhì)的基本單元，由位于原子中心的原子核和核外電子構(gòu)成，原子核由中子和質(zhì)子構(gòu)成，每一種元素的原子核中都帶有固定數(shù)量的質(zhì)子。碳原子

3、結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)在一個(gè)正常的原子中，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)與核外電子數(shù)相等，因此，整體上看原子是呈電中性的。價(jià)電子：原子最外層能參加構(gòu)成化學(xué)鍵的電子被稱為價(jià)電子。原子的化學(xué)性質(zhì)主要是由原子的價(jià)電子和原子半徑?jīng)Q定的。原子半徑大，獲得電子的能力相對(duì)較弱，氧化性也比較弱。原子間的相互作用化學(xué)鍵一個(gè)原子將價(jià)電子給予另一個(gè)原子，二者之間靠正負(fù)離子之間的靜電作用而形成的化學(xué)鍵叫做離子鍵。例：NaClNaCl 原子之間通過(guò)共用電子對(duì)形成的相互作用叫做共價(jià)鍵。例：H2、O2、N2。（2）分子：分子是保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的一種微粒，除稀有氣體等以單個(gè)原子狀態(tài)存在以外，分子一般由兩個(gè)或兩個(gè)以上的原子構(gòu)成?；瘜W(xué)式：化合物的化學(xué)組成通常以

4、化學(xué)式表示。如水的化學(xué)式是H2O，表示每個(gè)水分子由兩個(gè)氫原子和一個(gè)氧原子構(gòu)成。  氫鍵：當(dāng)氫原子與氧原子或氮原子以共價(jià)鍵結(jié)合時(shí)，氫原子呈部分正電性，而與其相結(jié)合的氧原子等則呈部分負(fù)電性，這種氫原子還可以與其他帶有部分負(fù)電性的氧原子或氮原子通過(guò)彼此間的相互吸引而形成氫鍵。氫鍵屬于一種弱鍵，在決定生物大分子的三維結(jié)構(gòu)上起著重要作用。2. 細(xì)胞中的無(wú)機(jī)化合物    （1）水    特性水分子具有極性，分子間能形成氫鍵，使水體表面的張力增強(qiáng)，一些動(dòng)物能依靠水體的表面張力在水面上運(yùn)動(dòng)水分子的極性使幾乎所有的帶有電荷或具有極性基團(tuán)的分子

5、，都能溶解在水中。水還具有較大的比熱和汽化熱，使水成為生物體的溫度調(diào)節(jié)劑。植物的蒸騰作用、動(dòng)物的排汗等能使生物體維持適當(dāng)?shù)臏囟?，避免被高溫傷害。功能?良好溶劑：許多細(xì)胞生命活動(dòng)需要的離子、分子都溶解其中；生物化學(xué)反應(yīng)介質(zhì)、反應(yīng)物：細(xì)胞中幾乎所有的生物化學(xué)反應(yīng)都是以水為介質(zhì)進(jìn)行的或水直接作為反應(yīng)物參與的； 物質(zhì)運(yùn)輸：各種物質(zhì)只有溶解在水中，才能被細(xì)胞吸收并運(yùn)輸；而細(xì)胞的代謝廢物排出體外也要借助于水。 參與代謝作用：自由水參與細(xì)胞中各種代謝作用，如光合作用、細(xì)胞呼吸等。 增強(qiáng)植物的抗逆性：休眠的種子、越冬的植物、生活在干旱和鹽漬條件下的植物，體內(nèi)結(jié)合水的含量相對(duì)增多，使植物的抗逆性增強(qiáng)，以適應(yīng)不

6、良的環(huán)境條件。（2）無(wú)機(jī)鹽：細(xì)胞中的無(wú)機(jī)鹽常以離子形式存在，雖然含量比較少，但在生物體的生命活動(dòng)中不可缺少。例如在人體中：Ca的含量約占體重的1.5%P的含量約占體重的1.0%S的含量約占體重的0.3%，存在形式：大多以離子狀態(tài)存在。如Ca2、Mg2、Na、K、PO43、C1、Fe2、Cu2、I、Co2等生理功能：很多無(wú)機(jī)鹽與蛋白質(zhì)等物質(zhì)結(jié)合成復(fù)雜的化合物，參與細(xì)胞的各種生命活動(dòng) 維持細(xì)胞的酸堿平衡,如酸性（HC03、PO43等）、堿性（Ca2、Mg2等）離子的適當(dāng)配合等具有緩沖作用 合成有機(jī)物的原料,如PO43是合成核苷酸的原料，Mg2是合成葉綠素的原料 合成某些特殊生理功能物質(zhì)的原料 如血

7、紅蛋白中的Fe2，甲狀腺激素中的I無(wú)機(jī)鹽在生命活動(dòng)中不可缺少 植物：碳、氫、氧、氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫、硼、錳、鋅、鉬、銅、鐵和氯等 植物缺乏（或過(guò)剩）某一必需的營(yíng)養(yǎng)元素時(shí)，不能正常生長(zhǎng)，并在外形上明顯地出現(xiàn)生長(zhǎng)異常 人體缺無(wú)機(jī)鹽、微量元素出現(xiàn)缺乏癥微量元素在機(jī)體中的作用缺乏癥來(lái)源銅（Cu）用于產(chǎn)生血紅蛋白和皮膚的黑色素貧血肝、肉、貝類動(dòng)物、蘑菇、大豆、豌豆、整粒谷物氟（F）用于強(qiáng)壯牙和骨骼蛀牙（齲齒）魚(yú)、貝類、含少量氟的水碘（I）為合成甲狀腺激素甲狀腺腫大，代謝率降低魚(yú)、貝類動(dòng)物、加碘食鹽錳（Mn）協(xié)助許多酶的作用發(fā)育不良蔬菜水果、堅(jiān)果、谷物硒（Se）抗氧化作用（防止氧化作用對(duì)細(xì)胞和組織的損

8、傷）克山病魚(yú)、貝類動(dòng)物、肉、整粒谷物、奶制品【典型例題】1. 請(qǐng)把下列無(wú)機(jī)鹽離子和它們相應(yīng)的生理功能連接起來(lái)。    Ca2（鈣離子）              血紅蛋白分子的重要成分    Mg2（鎂離子）             甲狀腺激素的重要成分   

9、 Fe2（亞鐵離子）            維持細(xì)胞內(nèi)液的滲透壓    PO43（磷酸根離子）        人體骨骼和牙齒的主要成分    K（鉀離子）               生物體內(nèi)磷脂、核苷酸和ATP的重要成

10、分    I（碘離子）                葉綠素分子的重要成分2. 水是生命之源，也是細(xì)胞內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)，在細(xì)胞中有兩種存在形式，即自由水和結(jié)合水。在植物細(xì)胞中自由水和結(jié)合水的相對(duì)比的變化，是與生命活動(dòng)相適應(yīng)的。請(qǐng)完成下列有關(guān)問(wèn)題：    （1）農(nóng)民將新收獲的種子放在場(chǎng)院曬，是為了除去部分       ，然后再

11、將其儲(chǔ)存。這樣做有兩個(gè)目的，一是防止水分過(guò)多而霉變；二是可降低種子的      作用，從而減少有機(jī)物的消耗。這說(shuō)明      水多代謝旺盛。    （2）如果將曬過(guò)的種子再用火烘烤，失去的是         水。    （3）血液凝固時(shí)      水轉(zhuǎn)變成    

12、60; 水，說(shuō)明自由水和結(jié)合水可以相互轉(zhuǎn)化。3. 請(qǐng)根據(jù)下表完成問(wèn)題：（表）：生物體的含水量（）生物體水母魚(yú)類蛙哺乳動(dòng)物藻類高等植物含水量9780857865906080（表） 人體組織器官的含水量（）組織器官牙質(zhì)骨骼骨骼肌心臟血液腦含水量102276798384（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以得出的結(jié)論有哪些?（至少說(shuō)明兩點(diǎn)）                （2）分析表中的數(shù)據(jù)可以得出的結(jié)論有哪些?（至少說(shuō)明兩點(diǎn)）   &#

13、160;          4. 組成生物體的常見(jiàn)元素主要有20多種。下表表示玉米植株和成人體內(nèi)含量較多的化學(xué)元素占細(xì)胞干重的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（）。試分析完成下列問(wèn)題：元素OCHNKCaPMgS玉米44.4343.576.241.460.920.230.200.180.17人14.6255.997.469.331.094.673.110.160.78（1）由表中數(shù)據(jù)可得出什么結(jié)論?（2）玉米含氧量大大多于人體含氧量，為什么?（3）構(gòu)成生物體的元素在自然界中均可找到。這一事實(shí)說(shuō)明什么?5. 分析下列事實(shí)，回答有關(guān)問(wèn)

14、題。事實(shí)一：在正常人的血漿中，NaHCO3的含量約為H2CO3含量的20倍。當(dāng)血漿中的NaHCO3含量減少時(shí)，會(huì)形成酸中毒；當(dāng)血漿中H2CO3含量減少時(shí)，則形成堿中毒。事實(shí)二：在初生蝌蚪或幼小植物體內(nèi)，當(dāng)自由水的比例減小時(shí)，機(jī)體代謝強(qiáng)度降低，當(dāng)自由水的比例增大時(shí)，機(jī)體代謝強(qiáng)度升高。事實(shí)三：Mg是葉綠素分子必需的成分,Fe2是血紅蛋白的主要成分.碳酸鈣是動(dòng)物和人體的骨骼和牙齒中的重要成分。（1）事實(shí)一表明                &

15、#160;        。 （2）你對(duì)事實(shí)二中現(xiàn)象的全面解釋是                  。（3）事實(shí)三表明                 ?！灸M試題】1、研究甲狀腺功能時(shí)應(yīng)用的放射性同

16、位素是（    ）A. 14C                   B. 15N                  C. 13lI        &#

17、160;            D. 90Sr2、鐵是血紅蛋白的重要組成成分，血紅蛋白是紅細(xì)胞的主要成分。當(dāng)人或哺乳動(dòng)物體內(nèi)含鐵量減少時(shí)，紅細(xì)胞運(yùn)輸氧的功能減弱，含鐵量過(guò)低時(shí)，人和動(dòng)物則表現(xiàn)為貧血，同時(shí)會(huì)出現(xiàn)一系列的癥狀，如貧血的人面色蒼白，容易疲勞，并有心慌氣短、惡心、頭痛、眩暈等癥狀。這一事實(shí)說(shuō)明鐵的作用為（    ）A. 細(xì)胞中某些化合物的重要組成部分 B. 維持生物體的生命活動(dòng)C. 維持細(xì)胞的正常生理活動(dòng) D. 以上三項(xiàng)都是3、土壤中缺硼時(shí)，植物會(huì)

18、出現(xiàn)“花而不實(shí)”的病癥。在有該病的植株葉面噴極低濃度的含硼溶液后，病癥即消失，這說(shuō)明硼是植物體內(nèi)的（    ）    A. 大量元素     B. 大量必需的元素     C. 非必需元素     D. 必需的微量元素4、組成人體細(xì)胞的主要元素是（    ）    A. C、H、O、N、Ca、S        

19、;           B. C、P、O、S、H、N     C. H、O、K、S、P、Mg                   D. N、P、K、Ca、S、Zn5、科學(xué)家在利用無(wú)土栽培法培養(yǎng)一些名貴花卉時(shí)，培養(yǎng)液中添加了多種必需化學(xué)元素，其配方如下：離子K十NaMg2十Ca2十NO3H2

20、P04SO42Zn2十培養(yǎng)液濃度（molL）l10.25l210.251其中植物根細(xì)胞吸收最少的離子是（    ）    A. Ca2                 B. Zn2                C. SO42  

21、              D. H2P046. C、H、N三種化學(xué)元素在組成人體的化學(xué)成分中，質(zhì)量分?jǐn)?shù)共占74%左右，而這三種元素在巖石圈中，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)還不到1%。這個(gè)事實(shí)說(shuō)明 （    ）    A. 生物界與非生物界的統(tǒng)一性   B. 生物界的特殊性    C. 元素在自然界中都可找到     D. 生物界與非生物界的差異性7. 組

22、成生物體的化學(xué)元素的特點(diǎn)是（    ）    A. 種類不同，含量大體相同     B. 種類大體相同，含量不同    C. 種類和含量都相同     D. 種類和含量都不相同  8. 過(guò)度肥胖者的脂肪組織中，占細(xì)胞質(zhì)量50%以上的物質(zhì)是（    ）    A. 脂肪          &

23、#160;    B. 水                   C. 糖類                D. 蛋白質(zhì)9. 下列關(guān)于自由水生理功能的敘述中，錯(cuò)誤的是（    ）    A.

24、良好的溶劑，許多細(xì)胞生命活動(dòng)需要的離子、分子都溶解其中     B. 參與細(xì)胞結(jié)構(gòu)的組成    C. 促進(jìn)細(xì)胞中物質(zhì)的運(yùn)輸     D. 參與細(xì)胞中光合作用、呼吸作用等代謝作用10. 不同原子的化學(xué)性質(zhì)是不同的，決定原子化學(xué)性質(zhì)的是（    ）    A. 價(jià)電子數(shù)    B. 核外電子數(shù)    C. 質(zhì)子數(shù)    D. 質(zhì)量數(shù)11. 生物體新陳代謝旺盛，生

25、長(zhǎng)迅速時(shí)，生物體內(nèi)（    ）    A. 結(jié)合水自由水的比值會(huì)降低     B. 結(jié)合水自由水的比值會(huì)升高    C. 結(jié)合水自由水的比值與此無(wú)關(guān)     D. 結(jié)合水自由水的比值不變12. 組成生物體的化學(xué)元素在自然界中都能找到，但這些化學(xué)元素在生物體內(nèi)表現(xiàn)為生命現(xiàn)象，在自然界中則不能，這說(shuō)明生物界與非生物界具有（    ）    A. 統(tǒng)一性    &

26、#160;       B. 多樣性            C. 差異性             D. 變異性13. 幾十年前，新西蘭有個(gè)牧場(chǎng)的大片牧草長(zhǎng)勢(shì)很弱，有的甚至發(fā)黃枯萎，致使施用了大量氮、磷、鉀肥也無(wú)濟(jì)于事，后來(lái)人們偶然發(fā)現(xiàn)牧場(chǎng)內(nèi)一小片牧草長(zhǎng)得茂盛，原來(lái)，這一小片“綠洲”的附近有一座鉬礦，礦工下班總是抄近路走

27、，他們的鞋子上粘有鉬礦粉，正是礦工鞋子踩過(guò)的地方牧草才長(zhǎng)得綠油油的，經(jīng)過(guò)科學(xué)家的化驗(yàn)和分析，一公頃的牧草只需150克鉬就足夠了。下列關(guān)于這一現(xiàn)象的解釋，正確的是（    ）    A. 鉬是植物必需的大量元素     B. 鉬是植物必需的微量元素    C. 鉬是高效肥料，植物有了鉬就能正常生長(zhǎng)     D. 鉬在植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中的作用是可以替代的14. 當(dāng)某些無(wú)機(jī)鹽含量過(guò)多或過(guò)少時(shí)，生物體會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的病癥。當(dāng)人體出現(xiàn)肌肉乏力現(xiàn)象時(shí)，原因是（&

28、#160;   ）    A. 鈉鹽過(guò)高          B. 鈣鹽過(guò)高        C. 鈉鹽過(guò)低           D. 鈣鹽過(guò)低15. 北京地區(qū)的小麥種子的含水量均為14%，此時(shí)活細(xì)胞內(nèi)水分（    ）    A. 全

29、部為結(jié)合水     B. 全部為自由水     C. 主要為自由水     D. 主要為結(jié)合水16. 生物體內(nèi)結(jié)合水的含量相對(duì)較少，植物的抗逆性較差的是（    ）    A. 休眠的種子     B. 長(zhǎng)日照植物     C. 耐旱的植物 D. 越冬的植物17. 下圖表示鈉原子和氯原子形成氯化鈉分子的過(guò)程，則連接鈉原子和氯原子的化學(xué)鍵屬于（    ）A.

30、共價(jià)鍵              B. 離子鍵            C. 氫鍵                  D. 肽鍵18. 下列是幾種元素在地殼中和原生質(zhì)中含量的比較表，請(qǐng)分析后完

31、成問(wèn)題：元素OCFeHN地殼中含量48.6%0.09%4.75%0.76%0.03%原生質(zhì)中含量65%18%0.01%10%3%（1）由上表可以看出，組成原生質(zhì)的元素在地殼中都含有，說(shuō)明了                 。（2）但原生質(zhì)中元素的含量有的遠(yuǎn)高于地殼中的含量，有的遠(yuǎn)低于地殼中的含量，說(shuō)明了           &#

32、160;   。19. 蘭的科學(xué)家育成一種能產(chǎn)鐵蛋白的奶牛，創(chuàng)造了新型奶粉年銷售50億美元的紀(jì)錄，充分體現(xiàn)了生物高科技產(chǎn)業(yè)的威力。    （1）鐵是一種      元素，它是人體       的一種成分，所以對(duì)治療     很有成效。    （2）鐵在人體內(nèi)有，在自然界中也有豐富的鐵，但是含量不同，說(shuō)明了     &#

33、160;       。20. 下圖表示組成玉米及人體的元素及其含量，在空氣中，已知含量最高的是氮?dú)猓?8%），其次是氧氣（21%），再依次為CO2、惰性氣體等。在地殼中，化學(xué)元素列前四位的依次是O（48.60%）、Si（26.30%）、Al（7.73%）、Fe（4.75%）。（1）根據(jù)上面的材料，我們可以推知，生物界與非生物界并無(wú)不可逾越的界限，因?yàn)?#160;         ，因此我們可以說(shuō)生物界與非生物界具有統(tǒng)一性。（2）從上述材料中我們也可得出，生物界與非生物界也具有差異性，其根據(jù)是