浙科版必修1第一章第一節(jié)水和無(wú)機(jī)鹽是構(gòu)成細(xì)胞的重要無(wú)機(jī)物學(xué)案

第一章細(xì)胞的分子組成第一節(jié)水和無(wú)機(jī)鹽是構(gòu)成細(xì)胞的重要無(wú)機(jī)物1.簡(jiǎn)述構(gòu)成生物體的主要元素與微量元素,并比較構(gòu)成生物體的元素與自然界的元素差異。2.說(shuō)出水在生物體內(nèi)的存在形式,并舉例說(shuō)明水在生命活動(dòng)中的重要作用。3.舉例說(shuō)出無(wú)機(jī)鹽在生命活動(dòng)中的重要作用。1.采用歸類(lèi)法分析比較主要元素與微量元素。2.歸納、概括水和無(wú)機(jī)鹽在生命活動(dòng)中的作用,并對(duì)兩者的含量、存在形式等進(jìn)行比較。一、細(xì)胞主要由C、H、O、N、P和S等元素組成1.構(gòu)成細(xì)胞的元素主要包括C、H、O、N、P和S等,其中C、H、O、N四種元素在人體中所占比重在96%以上。2.微量元素是在人體中含量很低,但對(duì)維持細(xì)胞正常的結(jié)構(gòu)和生命活動(dòng)起著重要作用的元素。組成人體的化學(xué)元素在元素周期表上都有,它普遍存在于非生物界,生物界沒(méi)有特殊的“生命元素”,這個(gè)事實(shí)說(shuō)明什么?提示:說(shuō)明生物界與非生物界具有統(tǒng)一性。二、水為生命活動(dòng)提供了條件1.水的含量細(xì)胞的含水量一般為60%～90%,水是生物體內(nèi)含量最多的化合物。2.水的特性(1)水分子中由于正負(fù)電荷的吸引,水分子之間會(huì)形成氫鍵。(2)一個(gè)水分子可以通過(guò)氫鍵與另外4個(gè)水分子相連,這是水分子的締合。3.水的功能(1)水作為良好的溶劑,能幫助溶解和運(yùn)輸營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及代謝產(chǎn)物。(2)水分子之間的氫鍵使得水具有調(diào)節(jié)溫度的作用。(3)水還是細(xì)胞中某些代謝的反應(yīng)物和產(chǎn)物。(4)水在動(dòng)、植物的分布、繁殖、生長(zhǎng)發(fā)育以及動(dòng)物體色、動(dòng)物行為等方面有著深遠(yuǎn)的影響。玉米種子入庫(kù)前必須干燥處理,降低種子中的含水量,試分析其中的生物學(xué)原理。提示:含水量低能降低種子的代謝,減少有機(jī)物消耗;同時(shí)能防止種子發(fā)霉。三、無(wú)機(jī)鹽與細(xì)胞生活密切相關(guān)1.無(wú)機(jī)鹽的存在形式和含量(1)含量:在生物體內(nèi)含量不高,約占1%～1.5%。(2)存在形式:多數(shù)以離子形式存在。2.生理功能(1)對(duì)維持生物體的生命活動(dòng)有著重要的作用:維持血漿的正常濃度、酸堿平衡以及神經(jīng)、肌肉的興奮性等,如哺乳動(dòng)物血液中的Ca2+含量過(guò)低,則會(huì)發(fā)生抽搐。(2)是細(xì)胞的重要組成成分之一:如磷酸鈣是骨細(xì)胞的重要成分。(3)是某些復(fù)雜化合物的重要組成成分:如Mg2+是葉綠素的必需成分、Fe2+是血紅蛋白的必需成分。做口腔上皮細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)時(shí),必須將口腔上皮細(xì)胞置于載玻片上的0.9%NaCl液滴中,這是為什么?提示:0.9%NaCl溶液與細(xì)胞內(nèi)液是等滲溶液,從而維持細(xì)胞正常的形態(tài)。[自主學(xué)習(xí)檢測(cè)]——教材基礎(chǔ)熟記于心1.人體細(xì)胞內(nèi)含量最多的元素是C。(×)提示:人體細(xì)胞內(nèi)含量最多的化合物為水,因此含量最多的元素為O元素。2.氫鍵使水分蒸發(fā)時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量熱量。(×)提示:氫鍵使水分蒸發(fā)時(shí)消耗大量的熱量。3.血漿中的Na+和Cl-對(duì)于維持酸堿平衡具有重要作用。(×)提示:Na+和Cl-為中性離子,故Na+和Cl-的作用不是維持血漿酸堿平衡。4.組成生物體的化學(xué)元素在無(wú)機(jī)自然界都能找到。(√)5.微量元素由于含量極少,因此不是細(xì)胞所必需的元素。(×)提示:微量元素雖然含量低,但是在正常生命活動(dòng)中不可缺少。6.水作為溶劑,各種分子和離子都易溶于其中。(×)提示:水是極性分子,凡是有極性的分子或離子都易溶于水中。任務(wù)一分析細(xì)胞中的元素組成[任務(wù)突破1]1.元素的來(lái)源、分類(lèi)、存在形式2.分析生物界和非生物界在元素種類(lèi)和含量上的關(guān)系[遷移應(yīng)用][典例1-1]如圖為元素在生物體內(nèi)的含量分布情況,下列表述不正確的是(D)A.劃分大量元素和微量元素的標(biāo)準(zhǔn)是元素的含量,兩者之間不可替代B.Ⅱ含量雖少,但對(duì)于生物體正常生命活動(dòng)非常重要C.Ⅱ和Ⅲ均為必需元素,一旦缺乏就可能會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)的病癥產(chǎn)生D.P、S、K、Ca、Fe都屬于人體的大量元素解析:組成生物體的化學(xué)元素根據(jù)其含量不同分為大量元素和微量元素兩大類(lèi),兩者之間不可替代;P、S、K、Ca都屬于大量元素,Fe屬于微量元素。[任務(wù)突破2]探究植物生長(zhǎng)必需的元素(1)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。(2)實(shí)驗(yàn)中的對(duì)照分析。①空白對(duì)照對(duì)照組:植物②自身對(duì)照[遷移應(yīng)用][典例1-2]植物必需元素是大多數(shù)植物正常生長(zhǎng)發(fā)育所必不可少的營(yíng)養(yǎng)元素。為了確定某種元素是否是植物的必需元素,通常采用的方法是(C)A.檢測(cè)正常植株中該元素的平均含量B.將正常植株培養(yǎng)在該元素的溶液中C.對(duì)正常植株先缺素培養(yǎng)后完全培養(yǎng)D.對(duì)正常植株先完全培養(yǎng)后缺素培養(yǎng)解析:確定某種元素是否是植物的必需元素,應(yīng)采用溶液培養(yǎng)法。在人工配制的完全培養(yǎng)液中,除去某種元素,然后觀察植物的生長(zhǎng)發(fā)育情況:如果植物的生長(zhǎng)發(fā)育仍正常,說(shuō)明該元素不是植物所必需的;如果植物的生長(zhǎng)發(fā)育不正常(出現(xiàn)特定的缺乏癥狀),且只有補(bǔ)充了該種元素(其他元素?zé)o效)后,植物的生長(zhǎng)發(fā)育又恢復(fù)正常(癥狀消失),說(shuō)明該元素是必需元素。任務(wù)二水和無(wú)機(jī)鹽的存在形式及功能[任務(wù)突破1]自由水、結(jié)合水及相互關(guān)系細(xì)胞中呈游離狀態(tài)的水稱(chēng)為自由水;與細(xì)胞內(nèi)的其他物質(zhì)相結(jié)合的水,稱(chēng)為結(jié)合水。自由水可以自由流動(dòng),是良好溶劑,自由水與結(jié)合水的比值能夠體現(xiàn)細(xì)胞新陳代謝的強(qiáng)弱。環(huán)境適宜或代謝旺盛的細(xì)胞中,自由水/結(jié)合水的值較高;在不良環(huán)境或衰老的細(xì)胞中,自由水/結(jié)合水的值下降。[遷移應(yīng)用][典例2-1]水是細(xì)胞的重要組成成分,在細(xì)胞中有自由水和結(jié)合水兩種存在形式。如圖為水的存在形式、相互轉(zhuǎn)化及其功能的部分概念圖,據(jù)圖分析錯(cuò)誤的是(B)A.甲表示的是“組成細(xì)胞的結(jié)構(gòu)”,若該部分水失去會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞死亡B.若乙表示“維持生命系統(tǒng)的穩(wěn)定性”,這是水具有較低的比熱容決定的C.干旱時(shí),細(xì)胞內(nèi)自由水與結(jié)合水的比值減小,其抵抗干旱的能力增強(qiáng)D.升溫時(shí),細(xì)胞內(nèi)自由水與結(jié)合水的比值增大,其細(xì)胞代謝水平會(huì)升高解析:甲表示結(jié)合水的功能,結(jié)合水是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分,如果這部分水失去會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞死亡;水由于氫鍵的存在,具有較高的比熱容,這就意味著水的溫度相對(duì)不容易發(fā)生改變,水的這種特性對(duì)于維持生命系統(tǒng)的穩(wěn)定性十分重要;干旱時(shí),細(xì)胞內(nèi)自由水與結(jié)合水的比值減小,細(xì)胞的新陳代謝減弱,其抵抗干旱的能力增強(qiáng);升溫時(shí),細(xì)胞內(nèi)自由水與結(jié)合水的比值增大,其細(xì)胞代謝水平會(huì)升高。[任務(wù)突破2]對(duì)水的功能的認(rèn)知易錯(cuò)(1)水作為無(wú)機(jī)物,不能為生命活動(dòng)提供能量。(2)活細(xì)胞中,含量最多的化合物是水,含量最多的有機(jī)化合物是蛋白質(zhì);細(xì)胞干重中,含量最多的化合物和有機(jī)化合物均為蛋白質(zhì)。(3)生物體內(nèi)物質(zhì)的合成過(guò)程一般是一種脫水縮合過(guò)程(即產(chǎn)生水),物質(zhì)的分解過(guò)程一般是水解過(guò)程(即消耗水)。[遷移應(yīng)用][典例2-2]下列有關(guān)細(xì)胞中水的敘述,錯(cuò)誤的是(C)A.活細(xì)胞通常水含量最高B.水是細(xì)胞中某些代謝反應(yīng)的反應(yīng)物和產(chǎn)物C.水分子可作為細(xì)胞的能源物質(zhì)D.水是細(xì)胞內(nèi)極性分子或離子的良好溶劑解析:水分子屬于無(wú)機(jī)物,不能為細(xì)胞提供能量。[任務(wù)突破3]對(duì)無(wú)機(jī)鹽功能的認(rèn)知易錯(cuò)(1)無(wú)機(jī)鹽不能為細(xì)胞代謝提供能量。(2)Mg2+只參與葉綠素的構(gòu)成,不參與葉黃素、胡蘿卜素等其他光合色素的構(gòu)成。(3)維持血漿pH的無(wú)機(jī)鹽應(yīng)具有酸堿性,如HCO3-、H2PO4-等酸堿性離子,而Na(4)組成生物體的無(wú)機(jī)物也有以化合物形式存在的,如組成骨骼、牙齒的碳酸鹽、磷酸鹽等。[遷移應(yīng)用][典例2-3](2022·寧波期末)無(wú)機(jī)鹽離子對(duì)于維持生命活動(dòng)有重要作用。下列敘述錯(cuò)誤的是(B)A.Na+既可以維持神經(jīng)細(xì)胞的興奮性,同時(shí)也會(huì)維持細(xì)胞的正常形態(tài)B.哺乳動(dòng)物的血液中Ca2+濃度過(guò)高會(huì)引起抽搐C.患急性腸炎的病人脫水時(shí),需要及時(shí)補(bǔ)水分和無(wú)機(jī)鹽