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1、2.1 2.1 细胞中的元素和化合物细胞中的元素和化合物2.2 2.2 细胞中的无机物细胞中的无机物第二章第二章第二章第二章 组成细胞的分子组成细胞的分子组成细胞的分子组成细胞的分子学习目标：学习目标：说明生物与非生物的统一性和差异性表现和原因说明生物与非生物的统一性和差异性表现和原因背诵大量元素和微量元素背诵大量元素和微量元素比较组成比较组成细胞细胞的化合物含量多少，说明合理膳食原因的化合物含量多少，说明合理膳食原因知道水和无机盐的存在形式，举例说明水和无机盐的功能知道水和无机盐的存在形式，举例说明水和无机盐的功能l有没有一种元素是细胞特有的？有没有一种元素是细胞特有的？l细胞和地壳的各元素
2、含量是否相同？细胞和地壳的各元素含量是否相同？l怎么解释？怎么解释？元素元素地壳地壳细胞细胞O O48.6048.6065.065.0SiSi26.3026.30极少极少C C0.0870.08718.018.0N N0.030.033.03.0H H0.760.7610.010.0硅硅在在某某些些植植物物细细胞胞中中含含量量较较多多，如如硅硅藻藻、禾禾本科植物本科植物元元素素种种类类：组组成成细细胞胞的的化化学学元素在自然界都找得到元素在自然界都找得到元素含量元素含量：差别较大：差别较大统一性统一性差异性差异性问题探讨原因：原因：细胞根据生命活动需要，从无机细胞根据生命活动需要，从无机环境中
3、环境中选择性吸收选择性吸收物质物质思考思考讨论讨论1.1.比较组成玉米细胞和人体细胞中的元比较组成玉米细胞和人体细胞中的元素种类和含量，你能得出哪些结论？素种类和含量，你能得出哪些结论？2.2.在玉米细胞和人体细胞中含量较多的在玉米细胞和人体细胞中含量较多的四种元素一样吗？怎样解释这种现象？四种元素一样吗？怎样解释这种现象？3.3.细胞中有些元素含量很少，是否意味细胞中有些元素含量很少，是否意味着它们不重要？着它们不重要？一、组成细胞的元素一、组成细胞的元素C C、H H、O O、N N、P P、S S、K K、CaCa、MgMgFeFe、MnMn、B B、ZnZn、MoMo、CuCu【谐音巧
4、记】：铁猛碰新木桶微量元素缺乏与疾病的相关性微量元素缺乏与疾病的相关性缺缺缺缺FeFeFeFe：人体人体患贫血患贫血患贫血患贫血；果树患黄叶病；果树患黄叶病人幼年患呆小症；成年患甲状腺肿大（大脖子病）人幼年患呆小症；成年患甲状腺肿大（大脖子病）缺缺I I：缺缺B B：华而不实（只开花不结果）华而不实（只开花不结果）缺缺ZnZn：影响人体生长发育、大脑发育和性成熟影响人体生长发育、大脑发育和性成熟缺缺SiSi：患克山病（原发性心脏病）患克山病（原发性心脏病）微量元素含量虽少，但仍有不可替代的重要作用微量元素含量虽少，但仍有不可替代的重要作用1 1、科科学学家家在在利利用用无无土土栽栽培培法法培培
5、养养一一些些名名贵贵花花卉卉时时，培培养养液液中中添添加加了了多多种种必必需需化化学学元元素素。其其配配方方如如下下，其其中中花花卉卉根根细细胞胞吸收最少的离子吸收最少的离子是（是（）离子离子KNaMg2Ca2Zn2培养液浓度培养液浓度(mmol/L)110.251210.251C C、H H、O O、N(SN(S、FeFe等等)C、H、O、N、PC、H、O(N、P)一般是一般是C C、H H、O O最多的化合物最多的化合物最多的有机化合物最多的有机化合物二、组成细胞的化合物二、组成细胞的化合物脱水细胞中，最脱水细胞中，最多的化合物？多的化合物？思考：为什么要平衡膳食？不同食物中营养物质的种不
6、同食物中营养物质的种类和含量有很大差别类和含量有很大差别不同食物的合理搭配不同食物的合理搭配才能才能满足机体的营养需要满足机体的营养需要三、细胞中的无机物三、细胞中的无机物1 1、水的存在形式及作用水的存在形式及作用形式形式自由水自由水结合水结合水概念概念细胞中绝大部分的细胞中绝大部分的水以水以_的的形形式存在，可以自由流动式存在，可以自由流动与细胞内其他与细胞内其他物质物质_的的水水功能功能细胞内细胞内的的_；参与参与_；为细胞提供为细胞提供_；运送运送_和和_是细胞结构是细胞结构的的_游离游离相结合相结合良好溶剂良好溶剂生物化学反应生物化学反应营养物质营养物质代谢废物代谢废物重要重要组成组
7、成部分部分液体环境液体环境失去流动性、溶解性失去流动性、溶解性1.1.刚刚收收获获的的小小麦麦种种子子，需需要要晒晒干干后后再再储储存存，在在这这个个过过程程中中，种子丢失的主要是哪种形式的水？种子还有活性吗种子丢失的主要是哪种形式的水？种子还有活性吗？提示提示丢失的主要是自由水，种子仍保留活性丢失的主要是自由水，种子仍保留活性。2.2.将将晒晒干干的的种种子子放放在在试试管管中中加加热热，会会发发现现试试管管壁壁上上有有水水珠珠出出现现，该该过过程程中中种种子子丢丢失失的的主主要要是是哪哪种种形形式式的的水水？种种子子还还有有活活性吗性吗？提示提示丢失的主要是结合水，种子失去活性丢失的主要是
8、结合水，种子失去活性。思考思考讨论讨论3.3.晒晒干干的的种种子子能能够够长长久久保保存存，浸浸泡泡吸吸水水后后能能够够萌萌发发，据据此此推推断断自由水和结合水的比值与细胞的代谢强度之间有什么关系自由水和结合水的比值与细胞的代谢强度之间有什么关系？在一定范围内，自由水和结合水的比值越大，细胞代谢越旺盛在一定范围内，自由水和结合水的比值越大，细胞代谢越旺盛。4.4.越越冬冬的的植植物物、干干旱旱地地区区植植物物的的细细胞胞中中，结结合合水水含含量量升升高高，这这表明自由水和结合水的含量与生物的抗逆性有什么关系？表明自由水和结合水的含量与生物的抗逆性有什么关系？在一般情况下，结合水和自由水的比值越
9、大，细胞抗逆性越强。在一般情况下，结合水和自由水的比值越大，细胞抗逆性越强。思考思考讨论讨论（1 1）自由水）自由水/结合水比值越大，结合水比值越大，_，抵抗抵抗_等不良环境的能力就等不良环境的能力就_。（2 2）自由水自由水/结合水结合水比值越小，比值越小，_，抵抗不良环境的能力就抵抗不良环境的能力就_。细胞的代谢就越旺盛干旱、寒冷越弱细胞的代谢就越弱越强小结水水分分子子中中H H、O O原原子子的的结结合合方方式式和和带带电电情情况况如如何何？为为什什么说水是一种良好的溶剂？么说水是一种良好的溶剂？为什么在常温下水是液体状态，具有流动性？为什么在常温下水是液体状态，具有流动性？为什么说水对
10、维持生命系统的稳定性十分重要？为什么说水对维持生命系统的稳定性十分重要？阅读教材P20-P21的内容，思考下列问题三、细胞中的无机物三、细胞中的无机物2 2、无机盐的存在形式及作用无机盐的存在形式及作用离子很少小组讨论：植物体缺Mg会影响光合作用，为什么？有一种贫血症叫缺铁性贫血症，为什么缺Fe会导致贫血？从这两个实例，尝试概括无机盐有怎样的生理功能？组成细胞结构和重要化合物小组讨论：人体内缺Na+会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最终引发肌肉酸痛、无力等。哺乳动物的血液中Ca2+含量过低，会出现抽搐等症状。Ca2+含量过高，会肌无力。从上述实例，尝试概括无机盐还有怎样的生理功能？维持细胞和生
11、物体的正常生命活动 小组讨论医用生理盐水是质量分数为0.9%的氯化钠溶液。生理盐水的含义是什么？为什么是质量分数为0.9%的氯化钠溶液？这个实例，又能说明无机盐有怎样的生理功能？维持细胞渗透压(细胞形态)等渗溶液：等渗溶液：0.9%0.9%的的Nacl(Nacl(生理盐水生理盐水)5%5%的葡萄糖溶液的葡萄糖溶液小组讨论正常人血浆pH应稳定在7.357.40间，否则出现酸碱中毒剧烈运动后会产生乳酸或摄入较多碱性食物后并不会出现酸碱中毒尝试说明为什么不会出现酸碱中毒？由此可以看出无机盐有什么功能？维持细胞的酸碱平衡血浆中存在化学物质H2CO3和NaHCO3细胞中的无机物水无机盐结合水自由水细胞的
12、重要组成成分细胞内的良好溶剂参加生物化学反应（代谢）提供细胞生活的液体环境运输营养和废物存在形式作 用组成细胞和重要化合物维持细胞和生物体的生命活动大多数是离子课堂小结代谢增强抗性增强维持细胞正常形态维持细胞正常形态维持酸碱平衡维持酸碱平衡植物几种常见的元素缺乏症植物几种常见的元素缺乏症设计实验验证镍为植物生活所必需的元素设计实验验证镍为植物生活所必需的元素拓展【典例【典例1 1】下列有关图示的分析，错误的是】下列有关图示的分析，错误的是()A.A.如果该图表示的是组成活细胞的化合物，则如果该图表示的是组成活细胞的化合物，则a a中中含有的元素为含有的元素为H H、O OB.B.如果该图表示的
13、是组成活细胞的化合物，则如果该图表示的是组成活细胞的化合物，则a a是是蛋白质蛋白质C.C.如果该图表示的是人体细胞干重中的部分元素，如果该图表示的是人体细胞干重中的部分元素，则则a a、b b、c c、d d可能依次是可能依次是C C、O O、N N、H HD.D.如果该图表示的是玉米细胞干重中的部分元素，如果该图表示的是玉米细胞干重中的部分元素，则则a a、b b、c c、d d可能依次是可能依次是O O、C C、H H、N N【典例【典例1 1】如图所示为对刚收获的种子进行的一系列处理，】如图所示为对刚收获的种子进行的一系列处理，据图分析下列有关叙述正确的是据图分析下列有关叙述正确的是(
14、)A.A.和和均有生命活力，但是含水量不同均有生命活力，但是含水量不同B.B.的过程中没有发生水存在形式之间的转化的过程中没有发生水存在形式之间的转化C.C.和和是同一种物质，但是在细胞中的存在形式不同是同一种物质，但是在细胞中的存在形式不同D.D.可作为播种用的种子可作为播种用的种子【典例【典例2 2】英国医生塞达尼英国医生塞达尼任格在对离体蛙心进行的任格在对离体蛙心进行的实验中发现，用不含钙和钾的生理盐水灌注蛙心，其收实验中发现，用不含钙和钾的生理盐水灌注蛙心，其收缩不能维持；用含有少量钙和钾的生理盐水灌注蛙心时，缩不能维持；用含有少量钙和钾的生理盐水灌注蛙心时，蛙心可持续跳动数小时。该实
15、验说明钙盐和钾盐蛙心可持续跳动数小时。该实验说明钙盐和钾盐()A.A.对维持细胞的形态有着重要作用对维持细胞的形态有着重要作用 B.B.是细胞中某些复杂化合物的重要组成部分是细胞中某些复杂化合物的重要组成部分C.C.为蛙心的持续跳动提供能量为蛙心的持续跳动提供能量 D.D.对维持生物体的生命活动有重要作用对维持生物体的生命活动有重要作用7.7.磁磁共共振振成成像像技技术术(MRI)(MRI)可可应应用用于于临临床床疾疾病病诊诊断断，人人体体MRIMRI的的主主要要对对象象实实际际上上是是水水分分子子，因因为为许许多多疾疾病病会会导导致致组组织织和和器器官官内内水水分分存存在在形形式式发发生生转
16、转化化，磁磁共共振振对对组组织织中中水水的的变变化化非常敏感。下列叙述错误的是非常敏感。下列叙述错误的是()A.A.水水是是活活细细胞胞中中含含量量最最多多的的化化合合物物，不不同同组组织织和和器器官官水水的的含量不一样含量不一样B.B.水在细胞中的存在形式发生转化与细胞的代谢强度无关水在细胞中的存在形式发生转化与细胞的代谢强度无关C.C.组织发生病变，新陈代谢速率往往会发生改变组织发生病变，新陈代谢速率往往会发生改变D.D.脑脑水水肿肿磁磁共共振振图图像像可可以以反反映映脑脑组组织织中中自自由由水水和和结结合合水水的的变化情况变化情况1010如图是小麦种子成熟过程中干物如图是小麦种子成熟过程
17、中干物质和水分的变化，据图分析下列叙述质和水分的变化，据图分析下列叙述不正确的是不正确的是()A A随随着着种种子子的的成成熟熟，种种子子的的生生命命活活动动由由代代谢谢活活跃跃状状态态转转入入休休眠眠状状态态B B种子的鲜重不一定随着种子的成熟而逐渐减少种子的鲜重不一定随着种子的成熟而逐渐减少C C种子中水分减少的主要原因是植物吸收的水分减少种子中水分减少的主要原因是植物吸收的水分减少D D种子成熟期间这两种物质的变化与种子萌发时相反种子成熟期间这两种物质的变化与种子萌发时相反11.11.冬冬季季来来临临过过程程中中，随随着着气气温温的的逐逐渐渐降降低低，植植物物体体内内会会发发生生一一系系
18、列列适适应应低低温温的的变变化化，以以使使其其抗抗寒寒能能力力逐逐渐渐增增强强。如如图图为为冬冬小小麦麦细细胞胞不不同同时时期期含含水水量量变变化曲线图。请回答下列问题：化曲线图。请回答下列问题：(1)(1)水水在在细细胞胞中中以以自自由由水水和和结结合合水水两两种种形形式式存存在在，其其中中自自由由水水是是细细胞内良好的胞内良好的_，结合水是细胞，结合水是细胞_的重要组成部分。的重要组成部分。(2)(2)据据图图可可知知，从从9 9月月到到1212月月，冬冬小小麦麦细细胞胞内内的的含含水水量量总总体体呈呈现现_ _趋趋势势，自自由由水水和和结结合合水水的的变变化化分分别别是是_。发发生生这这
19、些些变变化化可可以以避避免免寒寒冷冷时时_过过多多容易结冰对冬小麦造成伤害。容易结冰对冬小麦造成伤害。溶剂溶剂 结构结构 下降下降 自自由由水水相相对对含含量量下下降降，结合水相对含量上升结合水相对含量上升自由水自由水1212MgMg是是合合成成叶叶绿绿素素的的原原料料之之一一，是是植植物物生生长长所所必必需需的的。如如果果缺缺少少MgMg，植植物物的的叶叶绿绿素素无无法法合合成成，叶叶片片会会发发黄黄甚甚至至死死亡亡。某某同同学学想想用用无无土土栽栽培培的的方方法法，设设计计一一个个实实验验来来验验证证含含MgMg的的无无机机盐盐对对植植物物幼幼苗生长的影响，请你帮他把实验设计填写完整。苗生
20、长的影响，请你帮他把实验设计填写完整。实实验验材材料料：生生长长状状况况相相近近的的健健壮壮小小麦麦幼幼苗苗若若干干，完完全全营营养养液液，缺缺MgMg的完全营养液。的完全营养液。实验过程：实验过程：(1)(1)将将小小麦麦幼幼苗苗平平均均分分成成甲甲、乙乙两两组组，测测量量并并记记录录两两组组幼幼苗苗的的初初始始生长状况生长状况(叶色、高度、根系生长状况等叶色、高度、根系生长状况等)。(2)(2)将将甲甲组组幼幼苗苗的的根根系系浸浸泡泡在在_中中培培养养，将将乙乙组组幼幼苗苗的的根系浸泡在根系浸泡在_中培养。中培养。完全营养液完全营养液等量的缺等量的缺 Mg Mg 的完全营养液的完全营养液(
21、3)(3)将将两两组组小小麦麦幼幼苗苗放放置置到到相相同同且且适适宜宜的的环环境境中中培培养养，观观察察叶叶片片颜颜色变化和植物的生长情况。色变化和植物的生长情况。(4)(4)请你写出符合科学道理的实验现象及初步得出的结论。请你写出符合科学道理的实验现象及初步得出的结论。现象：现象：_。结论：结论：_。（5 5）从从科科学学研研究究的的严严谨谨角角度度出出发发，为为进进一一步步证证实实甲甲、乙乙两两组组小小麦麦幼幼苗苗生生长长状状况况的的差差异异是是由由镁镁离离子子的的供供应应不不同同引引起起的的，通通常常还还应应增增加的实验步骤是加的实验步骤是_ 。甲甲组组小小麦麦幼幼苗苗生生长长旺旺盛盛、叶叶片片鲜鲜绿绿；乙乙组组小小麦麦幼幼苗苗矮矮小小瘦弱、叶片发黄瘦弱、叶片发黄植物幼苗生长需要含植物幼苗生长需要含 Mg Mg 的无机盐的无机盐在在缺缺 Mg Mg 的的完完全全营营养养液液中中添添加加一一定定量量的的含含 Mg Mg 的的无无机机盐盐，观察小麦幼苗的叶片颜色和生长状况观察小麦幼苗的叶片颜色和生长状况