1.1 细胞中的元素和无机化合物-2021-2022学年新教材高中生物必修1分子与细胞【名师导航】同步Word教参(苏教版)

第一节　细胞中的元素和无机化合物 课标内容要求 核心素养对接 1．简述细胞主要由C、H、O、N、P等元素构成。 2．简述水在细胞中的存在形式和重要作用。 3．简述无机盐在细胞中的存在形式和主要作用。 1．生命观念——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。 2．科学思维——归纳概括水和无机盐在细胞中的作用。 3．科学探究——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。 一、构成细胞的元素 1．元素的含量 (1)地壳(包括大气)中含量最多的元素是O，其次是Si、Al、Fe。 (2)生物细胞中含量最多的元素是O，然后依次是C、H、N。 2．元素的种类 (2)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无机自然界中找到。 (2)不同生物体内所含的元素种类基本相同，但每种元素的含量存在一定的差异。 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，该病与缺硒有明显关系。 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化合物(compound)的形式存在。化合物分为无机化合物和有机化合物。 (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。 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 2．水赋予细胞许多特性 (1)水在细胞中的含量 在活细胞中，水是含量最多的物质，约占细胞重量的2/3。 (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共价键(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，即氢键。 ③水分子的空间结构与电荷的不对称分布，使得水分子具有极性，这让几乎所有带电荷的或具有极性基团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，水的熔点和沸点也因此而增高。 (3)自由水 ①含义：自由水以游离的形式存在，参与细胞中各种代谢活动。 ②作用 a．良好的溶剂。 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．运送营养物质和代谢废物。 (4)结合水 ①含义：被细胞内其他物质(如蛋白质)束缚而不易自由流动的水。 ②作用：组成细胞的重要成分。 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1%。 (2)存在形式：常以离子形式存在。 (3)生理功能 作用 举例 维持细胞的渗透压和生物体液的酸碱平衡 细胞中的磷酸氢二钾、磷酸二氢钾等参与维持生物体液的酸碱平衡 参与物质组成，维持细胞正常的代谢活动 合成血红蛋白需要铁，合成甲状腺激素需要碘，合成叶绿素需要镁 (4)当某些无机盐含量过多或过少时，生物体可能会出现相应的病症。 生物 某些无机盐 症状 哺乳动物 缺少钙 肌肉抽搐 钙过多 肌肉乏力 番茄 缺少钙 果实出现脐腐现象 缺少钾 老叶尖端和边缘出现失绿甚至干枯坏死的现象 (5)精准农业能根据农田的土壤元素状况和作物的元素缺乏症，实施定位、定量的精准施肥，高效地利用各类农业资源，并取得较好的经济效益和环境效益。精准农业也许会成为未来农业的发展方向。 判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”) 1．生物界和非生物界在元素组成的种类和含量上都相同。 (　　) 2．Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等是组成细胞的微量元素。 (　　) 3．某些无机盐是细胞内一些大分子物质的组成成分，如Fe2＋参与血红蛋白的构成，Mg2＋参与叶绿素的形成。 (　　) 4．自由水的作用比结合水的作用大。 (　　) 5．不同细胞内自由水与结合水的比例基本相同。 (　　) 提示：1.×　生物界和非生物界的元素组成的种类相同，但含量相差很大。 2．×　Ca、Mg是组成细胞的大量元素。 3．√ 4．×　自由水、结合水的作用都非常大。 5．×　不同生活环境、生活状态下的细胞中，自由水与结合水的比例是不同的。细胞内自由水与结合水的比例越大，其新陈代谢越旺盛；反之，越弱。 　构成细胞的元素 1．组成细胞的元素的种类和含量 (1)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。 (2)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。 2．元素的统一性和差异性 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