第二章第一节细胞中的原子和分子精选文档.ppt

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1、第二章第一节细胞中的原子和分子本讲稿第一页，共五十五页本讲稿第二页，共五十五页本讲稿第三页，共五十五页1在在组组成生物体的元素中成生物体的元素中C、H、O、N、P、Ca等元素的等元素的质质量占量占全部元素的全部元素的98%。2不同种不同种类类生物体内所含的元素种生物体内所含的元素种类类基本相同，但元素的含量却有基本相同，但元素的含量却有多有少。多有少。3在活在活细细胞中，水是含量最多的物胞中，水是含量最多的物质质，一般，一般约约占占细细胞胞总质总质量的量的60%90%。本讲稿第四页，共五十五页4水分子以自由水和水分子以自由水和结结合水两种形式存合水两种形式存在于在于细细胞中。胞中。5细细胞中的

2、无机胞中的无机盐盐常以离子形式存在，常以离子形式存在，虽虽然含量比然含量比较较少，但在生物体的生命少，但在生物体的生命活活动动中却是不可缺少的。中却是不可缺少的。6无机无机盐盐的作用包括的作用包括维维持持细细胞的酸碱平胞的酸碱平衡、合成有机物的原料、合成某些特衡、合成有机物的原料、合成某些特殊生理功能物殊生理功能物质质的原料等。的原料等。本讲稿第五页，共五十五页本讲稿第六页，共五十五页本讲稿第七页，共五十五页 自读教材自读教材夯基础夯基础 1细细胞中的化学元素胞中的化学元素 填空填空(1)在在组组成生物体的元素中，成生物体的元素中，质质量可占全部元素量可占全部元素98%的是的是等。等。(2)不

3、同生物体所含元素的不同生物体所含元素的基本相同，但基本相同，但差异差异较较大。大。(3)一些山区居民患有克山病与缺一些山区居民患有克山病与缺有明有明显显关系。关系。C、H、O、N、P、Ca种类种类含量含量硒硒本讲稿第八页，共五十五页2原子和分子原子和分子 判断正误判断正误(1)物物质质的基本的基本单单元是分子。元是分子。()(2)整体上看原子是呈整体上看原子是呈电电中性的。中性的。()(3)原子的化学性原子的化学性质质取决于原子的价取决于原子的价电电子，与原子半径无关。子，与原子半径无关。()(4)分子都是由两个或两个以上的原子分子都是由两个或两个以上的原子组组成的。成的。()(5)氢键氢键在

4、决定生物大分子的三在决定生物大分子的三维结维结构上起着重要作用。构上起着重要作用。()本讲稿第九页，共五十五页1组组成成细细胞的化学元素均可从无机自然界中找到胞的化学元素均可从无机自然界中找到吗吗？生物？生物体有无特殊的元素？体有无特殊的元素？提示：提示：组组成成细细胞的化学元素均可从无机自然界中找到，胞的化学元素均可从无机自然界中找到，没有一种是生物体所特有的。没有一种是生物体所特有的。2你能从生物与无机自然界所你能从生物与无机自然界所组组成元素的异同关系中得出什么成元素的异同关系中得出什么结论结论？提示：生物界与无机自然界既具有提示：生物界与无机自然界既具有统统一性，又具有本一性，又具有本

5、质质的不同。的不同。本讲稿第十页，共五十五页 跟随名师跟随名师解疑难解疑难 1组组成成细细胞和生物体的化学元素胞和生物体的化学元素(1)种种类类：组组成成细细胞和生物体的元素有胞和生物体的元素有90多种，其中多种，其中20多种是生物体所必需多种是生物体所必需的。的。本讲稿第十一页，共五十五页2生物界与非生物界的生物界与非生物界的统统一性和差异性一性和差异性本讲稿第十二页，共五十五页3细细胞中的原子和分子胞中的原子和分子(1)原子是化学原子是化学变变化中的最小粒子，是物化中的最小粒子，是物质质的基本的基本单单元。在元。在一个正常的原子中，核内一个正常的原子中，核内质质子数与核外子数与核外电电子数

6、相等，因此，整子数相等，因此，整体上看原子是呈体上看原子是呈电电中性的。中性的。(2)原子通原子通过过化学化学键键形成分子，化学形成分子，化学键键可包括离子可包括离子键键、共价、共价键键及及氢键氢键，氢键氢键在决定大分子的三在决定大分子的三维结维结构构(如如DNA双螺旋双螺旋结结构构)上起上起重要作用，是生命系重要作用，是生命系统统中十分重要的中十分重要的键键。本讲稿第十三页，共五十五页本讲稿第十四页，共五十五页 自读教材自读教材夯基础夯基础 1水水 填空填空(1)含量：最多，含量：最多，约约占占细细胞胞鲜鲜重的重的。(2)存在形式：存在形式：结结合水：在合水：在细细胞中通胞中通过过等与等与、

7、糖、糖类类和核酸等物和核酸等物质质相相结结合的水。合的水。自由水：以自由水：以形式存在，可以自由流形式存在，可以自由流动动的水。的水。60%90%氢键氢键蛋白质蛋白质游离游离本讲稿第十五页，共五十五页(3)功能：功能：结结合水是合水是组组成成的重要成分。的重要成分。自由水是自由水是细细胞内的胞内的；参与；参与细细胞内的胞内的许许多多；为细为细胞提供胞提供环环境；运送境；运送和和；维维持持细细胞的正常形胞的正常形态态。细胞结构细胞结构良好溶剂良好溶剂生物化学反应生物化学反应液体液体营养物质营养物质代谢废物代谢废物本讲稿第十六页，共五十五页2无机无机盐盐 判断正误判断正误(1)细细胞中的无机胞中的

8、无机盐盐都以离子形式存在。都以离子形式存在。()(2)无机无机盐盐含量含量较较少，作用相少，作用相对较对较小。小。()(3)很多无机很多无机盐盐可与蛋白可与蛋白质质等物等物质结质结合成复合成复杂杂的化合物，参与的化合物，参与细细胞的各种生命活胞的各种生命活动动。()(4)Fe2是合成血是合成血红红蛋白必需的无机蛋白必需的无机盐盐。()(5)无机无机盐盐的的浓浓度度对维对维持持细细胞的正常形胞的正常形态态和功能有重要作用。和功能有重要作用。()本讲稿第十七页，共五十五页1与枝叶繁茂的夏季相比，冬季的北方落叶与枝叶繁茂的夏季相比，冬季的北方落叶树结树结合水与合水与自由水的比自由水的比值值上升了上升

9、了还还是下降了？是下降了？这这有何意有何意义义？提示：冬季的落叶提示：冬季的落叶树树其其结结合水与自由水的比合水与自由水的比值值有所上升，如此可有所上升，如此可降低代降低代谢谢，增，增强强抗逆性，抗逆性，对对于于树树木抵御木抵御严严寒有重要意寒有重要意义义。本讲稿第十八页，共五十五页2无机无机盐盐缺乏会引起相缺乏会引起相应应的疾病，所以我的疾病，所以我们们要大量要大量补补充多种无机充多种无机盐盐，对吗对吗？提示：不提示：不对对。无机。无机盐摄盐摄入入过过量同量同样样会引起多种疾病。如会引起多种疾病。如摄摄入入钙过钙过量会引起胆量会引起胆结结石、石、动动脉粥脉粥样样硬化；氟硬化；氟过过量会使牙量

10、会使牙齿齿出出现现斑点。斑点。本讲稿第十九页，共五十五页3医医护护人人员给员给病人病人输输液液时时，所用生理，所用生理盐盐水的水的浓浓度是多少？度是多少？浓浓度度过过大或大或过过小有何后果？小有何后果？这说这说明无机明无机盐盐具有哪方面的功能？具有哪方面的功能？提示：生理提示：生理盐盐水的水的浓浓度度为为0.9%的的NaCl溶液，溶液，浓浓度度过过大可大可导导致致机体机体细细胞失水胞失水皱缩皱缩，浓浓度度过过小小则则会会导导致致细细胞吸水胞吸水涨涨破，破，这这充分表明无充分表明无机机盐盐离子具有离子具有“维维持持细细胞正常形胞正常形态态”的功能。的功能。本讲稿第二十页，共五十五页 跟随名师跟随

11、名师解疑难解疑难 1细细胞内水的存在形式和功能胞内水的存在形式和功能形式形式自由水自由水结结合水合水特点特点细细胞中胞中绝绝大部分的水以大部分的水以游离的形式存在，可以游离的形式存在，可以自由流自由流动动，易蒸，易蒸发发与与细细胞内的其他物胞内的其他物质质相相结结合的水，不易蒸合的水，不易蒸发发含量含量约约占占细细胞内全部水分的胞内全部水分的95.5%约约占占细细胞内全部水分胞内全部水分的的4.5%本讲稿第二十一页，共五十五页形式形式自由水自由水结结合水合水功能功能细细胞内良好的溶胞内良好的溶剂剂参与生参与生化反化反应应为细为细胞提供液体胞提供液体环环境境运送运送营营养物养物质质和代和代谢废谢

12、废物物是是细细胞胞结结构的重要构的重要组组成成分成成分本讲稿第二十二页，共五十五页(2)生理功能：生理功能：功能功能举举例例细细胞内某些复胞内某些复杂杂的化合物的的化合物的重要重要组组成部分成部分如如Mg2是叶是叶绿绿素分子必需的成分，素分子必需的成分，Fe2是血是血红红蛋白的主要成分蛋白的主要成分本讲稿第二十三页，共五十五页本讲稿第二十四页，共五十五页本讲稿第二十五页，共五十五页本讲稿第二十六页，共五十五页元素元素CHONPCaS植物植物43.576.2444.431.460.200.230.17动动物物55.997.4614.629.333.114.670.78本讲稿第二十七页，共五十五页

13、A碳元素的含量碳元素的含量说说明有机物是干物明有机物是干物质质的主要成分的主要成分B这这两种生物体内所含化学元素的含量差异很大但种两种生物体内所含化学元素的含量差异很大但种类类基本相同基本相同C若若该动该动物血物血钙钙高高则则会会发发生肌肉抽搐生肌肉抽搐D表中所列元素均可在无机自然界中找到，没有一种是两表中所列元素均可在无机自然界中找到，没有一种是两类类生生物所特有的物所特有的本讲稿第二十八页，共五十五页思路点思路点拨拨本讲稿第二十九页，共五十五页精精讲讲精析精析由由题题中中图图表信息可知，两种生物表信息可知，两种生物细细胞内都含有胞内都含有较较多的碳元素，碳是有机物的主要成分。两种生物体内所

14、含化学元素多的碳元素，碳是有机物的主要成分。两种生物体内所含化学元素的种的种类类大体相同，含量差异很大。大体相同，含量差异很大。动动物血物血钙过钙过高会引起肌无力，血高会引起肌无力，血钙过钙过低低则则会会发发生肌肉抽搐；生物生肌肉抽搐；生物细细胞中的元素均可在无机自然界中胞中的元素均可在无机自然界中找到，没有一种是生物特有的。找到，没有一种是生物特有的。答案答案C本讲稿第三十页，共五十五页(1)C是生物体的最基本元素，是占是生物体的最基本元素，是占细细胞干重胞干重质质量百分比最量百分比最多的元素。地球上的生命就是在多的元素。地球上的生命就是在C元素的基元素的基础础上建立起来的。上建立起来的。(

15、2)O是占是占细细胞胞鲜鲜重重质质量百分比最多的元素。其他元素依次是量百分比最多的元素。其他元素依次是C、H、N、P、S、Ca等。等。本讲稿第三十一页，共五十五页本讲稿第三十二页，共五十五页例例2(2012(2012淮安统考淮安统考)一个正在一个正在进进行旺盛生命活行旺盛生命活动动的的细细胞，假定胞，假定在其生命活在其生命活动过动过程中含水量不程中含水量不变变，下列有关温度，下列有关温度对结对结合水和自由水的比合水和自由水的比例的影响，叙述正确的是例的影响，叙述正确的是()A温度升高，温度升高，结结合水比例减少，自由水比例增加合水比例减少，自由水比例增加B温度升高，温度升高，结结合水比例增加，

16、自由水比例减小合水比例增加，自由水比例减小C温度降低，温度降低，结结合水比例减小，自由水比例增加合水比例减小，自由水比例增加D温度降低，温度降低，结结合水和自由水比例不合水和自由水比例不变变本讲稿第三十三页，共五十五页思路点思路点拨拨精精讲讲精析精析温度升高、温度升高、细细胞代胞代谢谢加加强强，自由水含量上升，自由水含量上升，结结合水比例下降；同理，温度降低合水比例下降；同理，温度降低时时，自由水比例降低，自由水比例降低，结结合水比例合水比例增高。增高。答案答案A本讲稿第三十四页，共五十五页(1)结结合水与自由水的相互合水与自由水的相互转变转变：自由水自由水结结合水合水(2)水分含量与新水分含

17、量与新陈陈代代谢谢、生物抗性的关系：、生物抗性的关系：细细胞中自由水胞中自由水/结结合水的比合水的比值值越大，生物新越大，生物新陈陈代代谢谢越旺盛，越旺盛，其抗性越小；若其抗性越小；若该该比比值值越小，生物新越小，生物新陈陈代代谢谢越越缓缓慢，其抗性越大。慢，其抗性越大。本讲稿第三十五页，共五十五页本讲稿第三十六页，共五十五页例例3已知已知Mn是是许许多多酶酶的活化的活化剂剂，例如其能激活硝酸，例如其能激活硝酸还还原原酶酶。缺。缺Mn的植物就无法利用硝酸的植物就无法利用硝酸盐盐，这说这说明无机明无机盐盐离子离子()A对维对维持持细细胞的形胞的形态态和功能有重要作用和功能有重要作用B对维对维持生

18、物体的生命活持生物体的生命活动动有重要作用有重要作用C对维对维持持细细胞的酸碱平衡有重要作用胞的酸碱平衡有重要作用D对对于于调节细调节细胞内的渗透胞内的渗透压压有重要作用有重要作用本讲稿第三十七页，共五十五页思路点思路点拨拨本讲稿第三十八页，共五十五页精精讲讲精析精析Mn能能够够激活硝酸激活硝酸还还原原酶酶，使硝酸，使硝酸发发生化学生化学变变化后，才能被植物体利用，化后，才能被植物体利用，这说这说明明Mn对对于于维维持生物体的生命活持生物体的生命活动动有重要作用，而不能有重要作用，而不能说说明无机明无机盐盐的其他三的其他三项项生理作用。生理作用。答案答案B本讲稿第三十九页，共五十五页本讲稿第四

19、十页，共五十五页(3)在在实验组实验组中中还还可可设设置二次置二次对对照，即在出照，即在出现现病症后，再加入含病症后，再加入含X的培养液，植物恢复正常生的培养液，植物恢复正常生长长，以形成前后，以形成前后对对照。照。本讲稿第四十一页，共五十五页1探究某种元素是否探究某种元素是否为为植物生植物生长发长发育的育的必需元素。必需元素。2探究探究Mg2与叶与叶绿绿素合成的关系。素合成的关系。3探究探究结结合水、自由水与种子活性的关系。合水、自由水与种子活性的关系。本讲稿第四十二页，共五十五页典例剖析典例剖析由于无土栽培作物易于管理，由于无土栽培作物易于管理，优质优质高高产产，因此，因此该项该项技技术术

20、广广泛泛应应用于用于现现代代农业农业，同，同时时无土栽培也是确定一种元素是否是植无土栽培也是确定一种元素是否是植物所必需的元素的最常用的方法。物所必需的元素的最常用的方法。(1)无土栽培所用无土栽培所用营营养液中的无机养液中的无机盐盐在植物体内的作用是在植物体内的作用是_和和_。植物因种。植物因种类类和生和生长发长发育育阶阶段不同段不同对对无机无机盐盐的需求也不同，所以的需求也不同，所以应视应视具体情况具体情况调调整整_，供作物供作物选择选择性吸收无机性吸收无机盐盐离子。离子。本讲稿第四十三页，共五十五页(2)为为了了验证镍为验证镍为植物生活所必需的元素，植物生活所必需的元素，请请完成下列完成

21、下列问题问题。材料用具：完全材料用具：完全营营养液甲、缺养液甲、缺镍镍的的营营养液乙养液乙(其他元素均具其他元素均具备备)、适当的容器和固定材料、适当的容器和固定材料、长势长势相似的玉米幼苗、相似的玉米幼苗、含含镍镍的的无机无机盐盐等。等。方法步方法步骤骤(完善表格完善表格)：本讲稿第四十四页，共五十五页项项目目A组组(20株株长势长势相相似的玉米幼苗似的玉米幼苗)B组组(a._)处处理理放入缺放入缺镍镍的的营营养液乙中培养养液乙中培养b._培养培养相同且适宜的条件下培养数天相同且适宜的条件下培养数天观观察察c._预预期期结结果果d._e._本讲稿第四十五页，共五十五页从科学研究的从科学研究的

22、严谨严谨角度出角度出发发，为进为进一步一步证实证实A、B两两组组玉米生玉米生长长状况的差异是由于状况的差异是由于镍镍元素供元素供应应不同引起的，不同引起的，还应还应增加增加的的实验实验步步骤骤及及结结果是：果是：_。本讲稿第四十六页，共五十五页解析解析(1)解答本解答本题题需要考需要考虑虑清楚清楚组组成成细细胞的化合物中无胞的化合物中无机机盐盐的作用以及的作用以及细细胞胞对对无机无机盐盐的吸收具有的吸收具有选择选择性。性。题题中无土栽中无土栽培所用培所用营营养液中无机养液中无机盐盐的作用是构成的作用是构成细细胞的胞的组组成成分和成成分和调节调节植植物的生命活物的生命活动动。从。从题题中中给给出

23、的信息出的信息“植物因种植物因种类类和生和生长发长发育育阶阶段不段不同同对对无机无机盐盐的需求也不同的需求也不同”，可以看出植物，可以看出植物对对不同无机不同无机盐盐的吸收根据的吸收根据需要具有需要具有选择选择性，所以性，所以应应根据不同作物、不同生根据不同作物、不同生长发长发育育时时期期对对无机无机盐盐离子不同需求的具体情况，在配制离子不同需求的具体情况，在配制营营养液养液时时随随时调时调整无机整无机盐盐的的组组成和比例，以便供作物成和比例，以便供作物选择选择性地吸收无机性地吸收无机盐盐离子。离子。本讲稿第四十七页，共五十五页(2)实验设计实验设计要遵循要遵循对对照原照原则则和和单单一一变变

24、量原量原则则。A组组玉米幼苗玉米幼苗放在缺放在缺镍镍的的营营养液乙中培养，养液乙中培养，则则B组组幼苗幼苗应应放在等量的完全放在等量的完全营营养液养液甲中培养。本甲中培养。本题题要确定不能生要确定不能生长长的一的一组组确确实实是因缺是因缺镍导镍导致的，故要致的，故要进进行二次行二次实验实验，应应在缺在缺镍镍的的营营养液乙中加入一定量的含养液乙中加入一定量的含镍镍的无机的无机盐盐，一段一段时间时间后看玉米幼苗能否恢复正常生后看玉米幼苗能否恢复正常生长长。本讲稿第四十八页，共五十五页答案答案(1)细细胞的胞的组组成成分成成分调节调节植物的生命活植物的生命活动动营营养液中无养液中无机机盐盐的的组组成

25、和比例成和比例(营营养液的配方养液的配方)(2)a.20株同株同A组长势组长势相似的玉米幼苗相似的玉米幼苗b放入等量的完全放入等量的完全营营养液甲中培养养液甲中培养c玉米幼苗的生玉米幼苗的生长长状况状况d玉米幼苗生玉米幼苗生长长不正常不正常e玉米幼苗生玉米幼苗生长长正常正常在缺在缺镍镍的的营营养液乙中加入一定量的养液乙中加入一定量的镍镍元素元素(或含或含镍镍的无的无机机盐盐)，一段，一段时间时间后玉米幼苗恢复正常生后玉米幼苗恢复正常生长长(或症状消失或症状消失)，则镍则镍是必需元素是必需元素本讲稿第四十九页，共五十五页归纳拓展归纳拓展验证验证性性实验实验答答题题策略策略1验证验证性性实验实验的

26、概念及特点的概念及特点(1)概念：指概念：指实验实验者者针对针对已知的生物学事已知的生物学事实实而而进进行的以行的以验证验证生物生物学事学事实实、巩固和加、巩固和加强强有关知有关知识识、培养、培养实验实验操作技能操作技能为为目的的印目的的印证证性性和体和体验验性性实验实验。(2)特点：特点：验证验证研究研究对对象的已知属性、特征及与其他因素的关系。象的已知属性、特征及与其他因素的关系。本讲稿第五十页，共五十五页由于由于实验实验原理、原理、结论结论是已知的，因此不存在是已知的，因此不存在实验实验假假设设。实验实验目的、目的、结结果、果、结论结论三者是一致的、三者是一致的、统统一的。一的。实验实验

27、的操作步的操作步骤骤可以是曾可以是曾经经做做过过的，也可以是未曾做的，也可以是未曾做过过的。的。2解解题题思路思路(1)根据根据验证验证的目的，运用所学的知的目的，运用所学的知识识或或题题目所提供的信息目所提供的信息找出完成找出完成实验实验的依据，即的依据，即实验实验原理。原理。(2)从从题题目所目所给给的的实验实验材料、用具、材料、用具、药药品中品中寻寻找找实验实验的的设计设计思思路，明确具体的路，明确具体的设计设计方案。方案。本讲稿第五十一页，共五十五页(3)依据依据实验实验目的、目的、实验实验原理确定原理确定实验变实验变量，弄清自量，弄清自变变量量如何操作，因如何操作，因变变量如何量如何检测检测，无关，无关变变量如何控制。量如何控制。(4)依据依据对变对变量的分析，合理量的分析，合理设设置置对对照，以照，以实现对单实现对单一一变变量的量的控制，排除无关控制，排除无关变变量的干量的干扰扰，增，增强强实验结实验结果的可信度和果的可信度和说说服力。服力。本讲稿第五十二页，共五十五页本讲稿第五十三页，共五十五页本讲稿第五十四页，共五十五页本讲稿第五十五页，共五十五页