高中生物《細胞的化學(xué)組成》學(xué)案5 中圖版必修1

1、細胞的化學(xué)組成一. 學(xué)習(xí)內(nèi)容：細胞的化學(xué)組成 二. 學(xué)習(xí)內(nèi)容：本節(jié)內(nèi)容包括組成細胞的原子和分子、細胞中的無機化合物兩個部分。了解細胞化學(xué)組成中無機化合物種類、結(jié)構(gòu)及其在生命活動中的作用 三. 學(xué)習(xí)目標(biāo)：舉例說出組成細胞的原子和分子舉例說出細胞中無機化合物的功能 四. 學(xué)習(xí)重點：構(gòu)成細胞的原子、分子，以及無機化合物與生命的關(guān)系。共價鍵、離子鍵在形成化合物過程中的作用。 五. 學(xué)習(xí)難點：原子是怎樣相互作用的 六. 學(xué)習(xí)過程：生物體內(nèi)的化學(xué)元素基本相似，細胞中基本的生物化學(xué)反應(yīng)高度一致1. 組成細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)在還沒有發(fā)現(xiàn)生物體內(nèi)的任何一種元素是無機自然界中所不存在的。一項“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)實驗組（補硒）1974451010197567677對照組（不補硒）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。價電子：原子最外層能參加構(gòu)成化學(xué)鍵的電子被稱為價電子。原子的化學(xué)性質(zhì)主要是由原子的價電子和原子半徑?jīng)Q定的。原子半徑大，獲得電子的能力相對較弱，氧化性也比較弱。原子間的相互作用化學(xué)鍵一個原子將價電子給予另一個原子，二者之間靠正負離子之間的靜電作用而形成的化學(xué)鍵叫做離子鍵。例：NaClNaCl 原子之間通過共用電子對形成的相互作用叫做共價鍵。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原子狀態(tài)存在以外，分子一般由兩個或兩個以上的原子構(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，表示每個水分子由兩個氫原子和一個氧原子構(gòu)成。  氫鍵：當(dāng)氫原子與氧原子或氮原子以共價鍵結(jié)合時，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電性，這種氫原子還可以與其他帶有部分負電性的氧原子或氮原子通過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. 細胞中的無機化合物    （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，一些動物能依靠水體的表面張力在水面上運動水分子的極性使幾乎所有的帶有電荷或具有極性基團的分子

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：許多細胞生命活動需要的離子、分子都溶解其中；生物化學(xué)反應(yīng)介質(zhì)、反應(yīng)物：細胞中幾乎所有的生物化學(xué)反應(yīng)都是以水為介質(zhì)進行的或水直接作為反應(yīng)物參與的； 物質(zhì)運輸：各種物質(zhì)只有溶解在水中，才能被細胞吸收并運輸；而細胞的代謝廢物排出體外也要借助于水。 參與代謝作用：自由水參與細胞中各種代謝作用，如光合作用、細胞呼吸等。 增強植物的抗逆性：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)合水的含量相對增多，使植物的抗逆性增強，以適應(yīng)不

6、良的環(huán)境條件。（2）無機鹽：細胞中的無機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：很多無機鹽與蛋白質(zhì)等物質(zhì)結(jié)合成復(fù)雜的化合物，參與細胞的各種生命活動 維持細胞的酸堿平衡,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無機鹽在生命活動中不可缺少 植物：碳、氫、氧、氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫、硼、錳、鋅、鉬、銅、鐵和氯等 植物缺乏（或過剩）某一必需的營養(yǎng)元素時，不能正常生長，并在外形上明顯地出現(xiàn)生長異常 人體缺無機鹽、微量元素出現(xiàn)缺乏癥微量元素在機體中的作用缺乏癥來源銅（Cu）用于產(chǎn)生血紅蛋白和皮膚的黑色素貧血肝、肉、貝類動物、蘑菇、大豆、豌豆、整粒谷物氟（F）用于強壯牙和骨骼蛀牙（齲齒）魚、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、貝類動物、加碘食鹽錳（Mn）協(xié)助許多酶的作用發(fā)育不良蔬菜水果、堅果、谷物硒（Se）抗氧化作用（防止氧化作用對細胞和組織的損

8、傷）克山病魚、貝類動物、肉、整粒谷物、奶制品【典型例題】1. 請把下列無機鹽離子和它們相應(yīng)的生理功能連接起來。    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，也是細胞內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)，在細胞中有兩種存在形式，即自由水和結(jié)合水。在植物細胞中自由水和結(jié)合水的相對比的變化，是與生命活動相適應(yīng)的。請完成下列有關(guān)問題：    （1）農(nóng)民將新收獲的種子放在場院曬，是為了除去部分       ，然后再

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

12、60; 水，說明自由水和結(jié)合水可以相互轉(zhuǎn)化。3. 請根據(jù)下表完成問題：（表）：生物體的含水量（）生物體水母魚類蛙哺乳動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?（至少說明兩點）                （2）分析表中的數(shù)據(jù)可以得出的結(jié)論有哪些?（至少說明兩點）   &#

13、160;          4. 組成生物體的常見元素主要有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)元素占細胞干重的質(zhì)量分數(shù)（）。試分析完成下列問題：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。這一事實說明什么?5. 分析下列事實，回答有關(guān)問

14、題。事實一：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，會形成酸中毒；當(dāng)血漿中H2CO3含量減少時，則形成堿中毒。事實二：在初生蝌蚪或幼小植物體內(nèi)，當(dāng)自由水的比例減小時，機體代謝強度降低，當(dāng)自由水的比例增大時，機體代謝強度升高。事實三：Mg是葉綠素分子必需的成分,Fe2是血紅蛋白的主要成分.碳酸鈣是動物和人體的骨骼和牙齒中的重要成分。（1）事實一表明                &

15、#160;        。 （2）你對事實二中現(xiàn)象的全面解釋是                  。（3）事實三表明                 ?！灸M試題】1、研究甲狀腺功能時應(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，血紅蛋白是紅細胞的主要成分。當(dāng)人或哺乳動物體內(nèi)含鐵量減少時，紅細胞運輸氧的功能減弱，含鐵量過低時，人和動物則表現(xiàn)為貧血，同時會出現(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。這一事實說明鐵的作用為（    ）A. 細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C. 維持細胞的正常生理活動 D. 以上三項都是3、土壤中缺硼時，植物會

18、出現(xiàn)“花而不實”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)家在利用無土栽培法培養(yǎng)一些名貴花卉時，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)量分數(shù)共占74%左右，而這三種元素在巖石圈中，其質(zhì)量分數(shù)還不到1%。這個事實說明 （    ）    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. 過度肥胖者的脂肪組織中，占細胞質(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，錯誤的是（    ）    A.

24、良好的溶劑，許多細胞生命活動需要的離子、分子都溶解其中     B. 參與細胞結(jié)構(gòu)的組成    C. 促進細胞中物質(zhì)的運輸     D. 參與細胞中光合作用、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、長迅速時，生物體內(nèi)（    ）    A. 結(jié)合水自由水的比值會降低     B. 結(jié)合水自由水的比值會升高    C. 結(jié)合水自由水的比值與此無關(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，新西蘭有個牧場的大片牧草長勢很弱，有的甚至發(fā)黃枯萎，致使施用了大量氮、磷、鉀肥也無濟于事，后來人們偶然發(fā)現(xiàn)牧場內(nèi)一小片牧草長得茂盛，原來，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，正是礦工鞋子踩過的地方牧草才長得綠油油的，經(jīng)過科學(xué)家的化驗和分析，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     D. 鉬在植物生長發(fā)育過程中的作用是可以替代的14. 當(dāng)某些無機鹽含量過多或過少時，生物體會出現(xiàn)相應(yīng)的病癥。當(dāng)人體出現(xiàn)肌肉乏力現(xiàn)象時，原因是（&

28、#160;   ）    A. 鈉鹽過高          B. 鈣鹽過高        C. 鈉鹽過低           D. 鈣鹽過低15. 北京地區(qū)的小麥種子的含水量均為14%，此時活細胞內(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)合水的含量相對較少，植物的抗逆性較差的是（    ）    A. 休眠的種子     B. 長日照植物     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程，則連接鈉原子和氯原子的化學(xué)鍵屬于（    ）A.

30、共價鍵              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，請分析后完

31、成問題：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，說明了                 。（2）但原生質(zhì)中元素的含量有的遠高于地殼中的含量，有的遠低于地殼中的含量，說明了           &#

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氣（78%），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不可逾越的界限，因為          ，因此我們可以說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