組成細(xì)胞中的元素及其無機(jī)化合物教案7頁

1、細(xì)胞中的元素和化合物 細(xì)胞中的無機(jī)物考綱要求1.水和無機(jī)鹽的作用()。2.檢測(cè)生物組織中的還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)。基礎(chǔ)知識(shí)：一、組成細(xì)胞的元素及化合物1最基本元素：C。2主要元素：C、H、O、N、P、S。3大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。4微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。5細(xì)胞鮮重含量最多的元素是O。6細(xì)胞干重含量最多的元素是C。7組成細(xì)胞的化合物：組成細(xì)胞的化合物分為無機(jī)化合物和有機(jī)化合物，前者中H2O的含量最多，后者中蛋白質(zhì)含量最多。特點(diǎn)提醒大量元素和微量元素的劃分依據(jù)是含量。記憶微量元素可利用口訣：鐵猛碰新木桶(Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu)。(諧音記

2、憶法)想一想為什么組成細(xì)胞的元素在無機(jī)自然界都能找到？而含量又大不相同？答案組成細(xì)胞的元素最終是生物體有選擇地從無機(jī)環(huán)境中吸收的。二、檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)鑒定物質(zhì)鑒定試劑顏色變化還原糖斐林試劑磚紅色沉淀淀粉碘液藍(lán)色脂肪蘇丹染液(或蘇丹染液)橘黃色(或紅色)蛋白質(zhì)雙縮脲試劑紫色你知道嗎斐林試劑和雙縮脲試劑都包含NaOH溶液和CuSO4溶液兩種試劑，使用時(shí)有什么不同？答案斐林試劑使用時(shí)是甲液和乙液等量混合均勻后注入，斐林試劑現(xiàn)配現(xiàn)用，水浴加熱2分鐘；雙縮脲試劑使用時(shí)是先加入A液1 mL，再加B液4滴。三、細(xì)胞中的無機(jī)物1細(xì)胞中的水(1)存在形式：自由水和結(jié)合水。(2)含量變化：生物體

3、的含水量與生物種類和生物的生長(zhǎng)發(fā)育期有關(guān)。(3)功能結(jié)合水：是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分。(4)自由水與結(jié)合水的聯(lián)系自由水結(jié)合水你查了嗎心肌呈固態(tài)是因?yàn)榻Y(jié)合水含量高，血液呈液態(tài)是因?yàn)樽杂伤扛?，?duì)嗎？為什么？答案不對(duì)。原因是二者自由水與結(jié)合水的比例不同。2細(xì)胞中的無機(jī)鹽(1)存在形式：細(xì)胞中大多數(shù)無機(jī)鹽以離子的形式存在。(2)功能：維持細(xì)胞和生物體的正常的生命活動(dòng)，如哺乳動(dòng)物的血液中若鈣離子含量太低，會(huì)出現(xiàn)抽搐等癥狀。它是細(xì)胞的重要組成成分。課堂活動(dòng)：探究點(diǎn)一組成細(xì)胞的元素和化合物化合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%水占8590無機(jī)鹽占11.5蛋白質(zhì)占710脂質(zhì)占12糖類和核酸占11.5丙(1)比較甲、乙兩圖，組

4、成細(xì)胞的元素中含量最多的四種元素是C、H、O、N，C元素在乙圖(甲圖，乙圖)中的含量表明它是構(gòu)成細(xì)胞的最基本的元素。(2)比較甲圖、丙表，回答氧元素占細(xì)胞鮮重百分比最大的原因？答案水在細(xì)胞中質(zhì)量分?jǐn)?shù)最多，達(dá)85%90%，而水的化學(xué)元素組成是氫、氧兩種元素，其質(zhì)量比為216，所以氧元素占細(xì)胞鮮重百分比最大。(3)生物界和非生物界在化學(xué)元素上既有統(tǒng)一性，又有差異性的原因是什么？答案統(tǒng)一性的原因：生物體內(nèi)的化學(xué)元素均來自自然界。差異性的原因：生物體總是有選擇地從自然界獲得所需元素。思維拓展1組成生物體的化學(xué)元素在不同的生物體內(nèi)種類大體相同；不同的生物體內(nèi)各種化學(xué)元素的含量一般相差很大。2元素分類是根

5、據(jù)生物體內(nèi)的含量，而不是生理作用，微量元素雖含量少，但其生理作用卻不可替代，如Zn是DNA聚合酶和RNA聚合酶的輔助因子，缺Zn將導(dǎo)致DNA復(fù)制和RNA合成不能正常進(jìn)行。探究示例1 (2010鎮(zhèn)江質(zhì)檢)有關(guān)生物體細(xì)胞組成元素的敘述，錯(cuò)誤的是()A在不同生物的體細(xì)胞內(nèi)，組成它們的化學(xué)元素種類大體相同B組成細(xì)胞的最基本元素是CC在同一生物的不同體細(xì)胞內(nèi)，各種化學(xué)元素的含量相同D組成生物體細(xì)胞的化學(xué)元素，在無機(jī)自然界中都能找到思路導(dǎo)引從元素的組成角度考慮，生物界與非生物界在元素種類上具有統(tǒng)一性，構(gòu)成生物體的化學(xué)元素在無機(jī)自然界都能找到，沒有一種是生物界所特有的。答案C解析從元素組成的角度考慮，組成不

6、同生物的元素種類大體相同，但每種元素的含量不同。歸納總結(jié)組成細(xì)胞的化學(xué)元素的統(tǒng)一性與差異性(1)生物界與非生物界及不同生物之間在元素種類上具有統(tǒng)一性，而在元素含量上具有差異性。(2)生物體的元素是生物根據(jù)自身生命活動(dòng)的需要，有選擇地從無機(jī)環(huán)境中吸收的，這體現(xiàn)了生物界與非生物界的統(tǒng)一性。(3)生物直接或間接獲得無機(jī)環(huán)境中元素的方式不同。探究點(diǎn)二細(xì)胞中的無機(jī)物在農(nóng)村秋季糧食收獲之后，農(nóng)民要將糧食曬干后進(jìn)行儲(chǔ)存，這樣能保存較長(zhǎng)時(shí)間。如果將曬干后的糧食放入試管中進(jìn)行加熱，會(huì)發(fā)現(xiàn)試管壁上有水珠出現(xiàn)。如果糧食再進(jìn)行焚燒，則只會(huì)留下少量呈灰白色的灰分。請(qǐng)據(jù)此思考以下幾個(gè)問題：1糧食曬干過程中，喪失的化合物是

7、什么？在細(xì)胞中是以什么形式存在的？答案喪失的化合物是水分，在細(xì)胞中是以自由水形式存在的。2曬干后的糧食在試管中加熱，試管壁上出現(xiàn)的水珠在細(xì)胞中以什么形式存在？此時(shí)的種子還能萌發(fā)嗎？答案試管壁上出現(xiàn)的水珠在細(xì)胞中是以結(jié)合水形式存在的。結(jié)合水喪失，細(xì)胞結(jié)構(gòu)被破壞，種子死亡，不能再萌發(fā)。3糧食焚燒后留下的少量灰分是什么？答案少量灰分是礦質(zhì)元素。歸納總結(jié)1細(xì)胞中的無機(jī)物水(1)水的含量、分類及生理作用含量概念生理作用結(jié)合水4.5%與其它物質(zhì)結(jié)合在一起細(xì)胞組成成分自由水95.5%能夠自由流動(dòng)、以游離狀態(tài)存在良好溶劑；運(yùn)輸作用；反應(yīng)場(chǎng)所、原料(2)不同生物含水量特點(diǎn)是細(xì)胞和生物體中含量最多的物質(zhì)(如精瘦肉

8、中的水，沙漠植物中的水)。含水量：水生陸生、幼年成年老年、代謝旺盛代謝緩慢、幼嫩細(xì)胞衰老細(xì)胞。2生物體中的無機(jī)物無機(jī)鹽(1)無機(jī)鹽的含量及存在形式含量：很少，約占細(xì)胞鮮重的1%1.5%。存在形式：大多數(shù)無機(jī)鹽以離子的形式存在于細(xì)胞中，少數(shù)以化合物的形式存在于細(xì)胞中。(2)無機(jī)鹽的生理作用有些無機(jī)鹽是細(xì)胞內(nèi)某些復(fù)雜的化合物的重要組成成分。有許多種無機(jī)鹽的離子對(duì)于維持生物體的生命活動(dòng)有重要作用。生物體內(nèi)的無機(jī)鹽離子，必須保持一定的比例，這對(duì)維持細(xì)胞內(nèi)的滲透壓和酸堿平衡非常重要，這是生物進(jìn)行正常生命活動(dòng)的必要條件。思維拓展1自由水含量與代謝強(qiáng)度的關(guān)系(1)生物體代謝越旺盛，其體內(nèi)自由水相對(duì)比例越高。

9、如種子萌發(fā)時(shí)，先要吸收大量的水分，以增加自由水的含量，并加快代謝速度。(2)結(jié)合水不參與代謝作用，但結(jié)合水的相對(duì)含量與植物的抗寒性有關(guān)。如冬季，植物吸水減少時(shí)，細(xì)胞內(nèi)結(jié)合水相對(duì)含量升高，由于結(jié)合水不易結(jié)冰和蒸騰，從而使植被抗寒性加強(qiáng)。(3)水對(duì)于生物體非常重要，常被譽(yù)為“生命之源”，其主要原因是：生物體所有的生命活動(dòng)都離不開水；地球上的所有生命都是從水中起源的。2自由水、結(jié)合水相互轉(zhuǎn)化在活細(xì)胞內(nèi)，在生命活動(dòng)不受限制的溫度變化范圍內(nèi)：自由水結(jié)合水一般情況下，溫度略升高，自由水含量將升高，反之則自由水含量降低。相同條件下，自由水含量高的細(xì)胞，代謝旺盛。結(jié)合水含量高的細(xì)胞代謝較弱。探究示例2 小明同

10、學(xué)的不良反應(yīng)引起了父母的擔(dān)憂：感冒頻繁，口腔潰瘍反復(fù)發(fā)作，傷口不易愈合，食欲不振，免疫力低下。比起同齡兒童，他的身體偏矮，偏瘦。去醫(yī)院后，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)小明血清中鋅的含量過低。對(duì)上述材料的解釋，不正確的是()A鋅是人體必需的化學(xué)元素B鋅在人體的生長(zhǎng)發(fā)育過程中的作用不容替代C鋅是人體必需的微量元素D鋅的作用極大，只要有鋅，人就能正常生長(zhǎng)思路導(dǎo)引解答此題要從以下幾個(gè)方面入手：不良反應(yīng)是缺鋅引起的。鋅是微量元素。微量元素在生物體內(nèi)的作用。答案D解析本題先給出一個(gè)情景，最終點(diǎn)明是因?yàn)槿变\造成的，從教材中我們知道Zn是微量元素，含量少但不能缺少，答案D中說法太絕對(duì)、武斷，因?yàn)樯矬w包含很多的元素，并且功能各

11、不相同。拓展提升設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證Mg是小麥幼苗生長(zhǎng)發(fā)育的必需元素的實(shí)驗(yàn)思路實(shí)驗(yàn)組：缺Mg的“全素培養(yǎng)液”培養(yǎng)小麥幼苗若干，出現(xiàn)缺綠癥狀后補(bǔ)充適量的Mg元素，癥狀消失。對(duì)照組：等量的全素培養(yǎng)液，培養(yǎng)發(fā)育狀況相同且等量的小麥幼苗。其中實(shí)驗(yàn)組又形成自身前后對(duì)照。變式訓(xùn)練2 緩步動(dòng)物具有隱生現(xiàn)象：當(dāng)環(huán)境干燥時(shí)，緩步動(dòng)物的身體失水而萎縮，腿也縮回而處于一種隱生狀態(tài)，這時(shí)它的代謝率幾乎降到零，甚至在純酒精、液氦(273)中也能隱生。當(dāng)環(huán)境變得有利于其生存時(shí)，它可以在幾小時(shí)內(nèi)吸水，使身體膨脹而復(fù)蘇。說明了()A自由水參與生命活動(dòng) B結(jié)合水參與生命結(jié)構(gòu)C從基因水平說明生物具有多樣性 D水對(duì)生命活動(dòng)的重要性答案D解

12、析結(jié)合水和自由水對(duì)生命結(jié)構(gòu)和活動(dòng)都非常重要，且可以相互轉(zhuǎn)化。生物具有多樣性是從個(gè)體水平來講的。實(shí)驗(yàn)探究檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)1還原糖的鑒定1 脂肪的鑒定 3蛋白質(zhì)的鑒定思維拓展斐林試劑與雙縮脲試劑的比較分析比較項(xiàng)目斐林試劑雙縮脲試劑不同點(diǎn)使用方法甲液和乙液混合均勻后方可使用，且現(xiàn)配現(xiàn)用使用時(shí)先加A液再加B液呈色反應(yīng)條件需水浴加熱不需加熱即可反應(yīng)反應(yīng)原理還原糖中的醛基被Cu(OH)2氧化，Cu(OH)2被還原為Cu2O具有兩個(gè)以上肽鍵的化合物在堿性條件下與Cu2反應(yīng)生成絡(luò)合物顏色磚紅色紫色濃度乙液CuSO4濃度為0.05 g/mLB液CuSO4濃度為0.01 g/mL相同點(diǎn)都含有Na

13、OH、CuSO4兩種成分，且所用NaOH濃度都是0.1 g/mL探究示例3下列關(guān)于“檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)”實(shí)驗(yàn)操作步驟的敘述中，正確的是()A用于鑒定還原糖的斐林試劑甲液和乙液，可直接用于蛋白質(zhì)的鑒定B若要鑒定花生種子細(xì)胞中是否含有脂肪，一定需要用顯微鏡觀察C鑒定可溶性還原糖時(shí)，要加入斐林試劑(甲液和乙液等量混合均勻再加入)D用雙縮脲試劑鑒定蛋白質(zhì)時(shí)，需水浴加熱2 min才能看到紫色思路導(dǎo)引正確解答該題應(yīng)從以下幾點(diǎn)入手：(1)明確斐林試劑和雙縮脲試劑濃度及使用方法上的差異。(2)明確檢測(cè)三類有機(jī)物在操作步驟上的差異。答案C解析C對(duì)，A錯(cuò)，用于鑒定還原糖的斐林試劑甲液和乙液，必須混

14、合均勻后再使用。B錯(cuò)，鑒定花生種子是否含脂肪，可先將種子烘烤，再在白紙上擠壓，看是否出現(xiàn)油跡判斷。D錯(cuò)，用雙縮脲試劑鑒定蛋白質(zhì)時(shí)，不需加熱。技法總結(jié)三類有機(jī)物檢測(cè)在操作步驟上的差異(1)唯一需要加熱還原糖鑒定，且必須水浴加熱，不能用酒精燈直接加熱。若不加熱，則無磚紅色沉淀出現(xiàn)。(2)唯一需要顯微鏡脂肪鑒定。(3)混合后加入斐林試劑；分別加入雙縮脲試劑(先加A液，后加B液，且B液不能過量)。兩者成分相同，但CuSO4的濃度不同，所以不能混用。知識(shí)延伸 細(xì)胞中的各種元素和化合物構(gòu)成生命系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)(1)元素基礎(chǔ)：C、H、O、N等化學(xué)元素是構(gòu)成細(xì)胞中主要化合物的基礎(chǔ)。(2)化合物基礎(chǔ)：以碳鏈為骨架

15、的糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸等有機(jī)化合物，構(gòu)成細(xì)胞生命大廈的基本框架。(3)能源基礎(chǔ)：糖類和脂肪是生命活動(dòng)的重要能源。(4)構(gòu)建調(diào)節(jié)基礎(chǔ)：水和無機(jī)鹽與其他物質(zhì)共同構(gòu)建細(xì)胞并參與細(xì)胞生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)。知識(shí)鏈接常見無機(jī)鹽在細(xì)胞中的作用N：是構(gòu)成蛋白質(zhì)、核酸等物質(zhì)的主要元素，能促進(jìn)植物的細(xì)胞分裂。植物缺氮時(shí)葉片發(fā)黃。P：是構(gòu)成核酸、磷脂、ATP、NADP或NADPH等物質(zhì)的重要元素。缺磷時(shí)葉片暗綠，并出現(xiàn)紫色。K：提高神經(jīng)系統(tǒng)興奮性，維持細(xì)胞內(nèi)液滲透壓。人體缺鉀，反應(yīng)遲鈍，心律失常。Ca：是牙齒、骨骼的組成元素。人體缺鈣，兒童患佝僂病，成年人患骨質(zhì)疏松癥。S：構(gòu)成甲硫氨酸和半胱氨酸等含硫蛋白質(zhì)的重要元素。Mg：是葉綠素的主要成分。缺鎂，植物的葉片發(fā)黃。Fe：是血紅蛋白的主要成分。人體缺鐵會(huì)患缺鐵性貧血癥。B：促進(jìn)花粉的萌發(fā)和花粉管的伸長(zhǎng)，有利于受精作用順利進(jìn)行。缺硼