广西专版2023_2024学年新教材高中生物第1章细胞的分子组成第1节水和无机盐是构成细胞的重要无机物课件浙科版必修1

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第一节　水和无机盐是构成细胞的重要无机物课前·基础认知课堂·重难突破素养·目标定位随 堂 训 练素养·目标定位课前·基础认知自主预习一、细胞的元素组成1.细胞与无机环境在元素种类上的统一性:组成细胞的化学元素,在地球的　无机环境　中都能找到,没有一种化学元素是细胞所特有的。 2.种类:构成人体(或细胞)的主要元素有C、H、O、N、P和S　等,其中　C、H、O、N　四种元素在人体中所占比重在96%以上。有些元素在人体中的含量很低,称为　微量元素　,它们对维持细胞正常的结构和生命活动均起着重要作用。 构成不同生物细胞的元素种类和含量都相同吗?提示:构成不同生物细胞的元素种类大体相同,但是各种元素的含量差别很大。二、水为生命活动提供了条件1.水的含量、特性(1)含量:细胞的含水量一般为　60%~90%　,水是生物体内含量最多的化合物。 (2)特性:　具有极性　和　氢键的形成　使得水分子有许多不寻常的特性。 2.水的作用(1)水是 极性 分子,可作为良好的溶剂,能帮助溶解和运输 营养物质 及 代谢产物 。(2)水分子之间的 氢键 使得水具有调节 温度 的作用。(3)水还是细胞中某些代谢的　反应物　和　产物　。 (4)水在动、植物的分布、繁殖、生长发育以及动物体色、动物行为等方面有着深远的影响。在探索外星球是否存在生命的过程中,科学家始终把寻找水作为最关键的环节。想一想这是为什么?提示:一切生命活动都离不开水,没有水就没有生命。三、无机盐与细胞生活密切相关1.含量及存在形式:无机盐在生物体内含量不高,约占　1%~1.5%　,多数以　离子　形式存在。 2.无机盐的作用:无机盐对维持生物体的　生命活动　有着重要的作用。 (1)无机盐对维持血浆的正常浓度、　酸碱　平衡,以及神经、肌肉的　兴奋性　等都是非常重要的。 (2)无机盐是　细胞　的重要组成成分之一。 (3)无机盐还是某些　复杂化合物　的重要组成成分。 预习检测1.判断题。(1)在人体活细胞中碳元素含量最多。(　　)(2)细胞中的微量元素因含量极少而不如含量多的元素重要。(　　)(3)细胞中的无机盐大多数以化合物的形式存在。(　　)(4)Fe、Mn、Cu、Zn、I是组成细胞的微量元素。(　　)×××√2.下列关于组成生物体的化学元素的叙述,正确的是(　　)A.组成生物体的化学元素,含量越多,作用越重要B.动物和植物所含的化学元素的种类差异很大C.无机环境中的元素都可以参与组成生物体D.微量元素是维持细胞正常生命活动不可缺少的答案:D解析:组成生物体的化学元素,无论含量多少,对维持细胞正常的结构和生命活动均起着重要作用,A项错误,D项正确。动物和植物所含的化学元素的种类大体相同,B项错误。生物有选择地从无机环境中吸收元素,C项错误。3.生活在沙漠中的仙人掌体内,含量最多的化合物是(　　)A.水　　　　　 B.糖类C.蛋白质 D.脂肪 答案:A4.生物体中水的含量一般为60%~90%。下列有关水的说法,错误的是(　　)A.任何细胞中水都是含量最多的化合物B.水在生物体内的流动可以运输物质C.水可参与细胞内的一些生化反应D.生物体内的生化反应也需在水中进行答案:A解析:活细胞中,含量最多的化合物是水,而在干重情况下,含量最多的化合物是蛋白质,A项错误。水作为良好的溶剂,能帮助溶解和运输营养物质及代谢产物,B项正确。水是许多化学反应的介质,还是细胞中某些代谢的反应物和产物,没有水,人体内许多生化反应根本不能发生,C、D两项正确。5.血红蛋白和叶绿素所特有的无机盐离子分别是(　　)A.Ca2+和Mg2+ B.Fe2+和Mg2+C.Fe3+和Na+ D.Ca2+和Na+答案:B解析:Fe2+是血红蛋白的必需成分,Mg2+是叶绿素的必需成分。6.有些孕妇在夜间会发生小腿肌肉抽搐,这很可能是因为血液中缺少(　　)A.水 B.Na+ C.Ca2+ D.尿素答案:C课堂·重难突破一 细胞的元素组成重难归纳细胞中元素的种类(1)层次关系图示(2)细胞与无机环境在元素上的统一性和差异性①组成细胞的化学元素,在地球的无机环境中都能找到,没有一种化学元素是细胞所特有的,这说明了细胞与无机环境在元素种类上的统一性,也说明了生命的物质性。②从元素含量上看,组成生物体的化学元素在生物体内和无机环境中含量差异很大。说明细胞与无机环境在元素含量上具有差异性。C、H、N三种化学元素在人体细胞中所占比重大约为31.3%,而这三种元素在组成岩石圈的化学成分中,质量分数还不到1%,这个事实说明了什么?提示:组成生物体的化学元素在无机环境中都能找到,体现了生物界与非生物界的统一性,但生物界与非生物界各种元素的含量差异很大,体现了两者的差异性。典例剖析下列有关生物体内化学元素的叙述,正确的是(　　)A.人体活细胞中含量最多的元素是HB.组成人体的主要元素为C、H、O、N四种C.构成人体血红蛋白的Fe属于微量元素　D.生物体内的化学元素不一定能在无机环境中找到答案:C解析:人体活细胞中O的含量最多,占65.0%,A项错误。组成人体的主要元素有C、H、O、N、P、S等,B项错误。构成血红蛋白的Fe属于微量元素,C项正确。生物界与非生物界具有统一性,生物体内的化学元素均能在无机环境中找到,D项错误。技巧点拨1.找准关键字:“含量最多”“不一定”。2.扫清障碍:在正常人体细胞中,元素含量为O>C>H>N。学以致用组成生物体的元素追根溯源来自无机环境,下列有关说法正确的是(　　)A.生物体内的元素比例与无机环境中相同B.生物界和非生物界具有统一性C.生物界中含量最多的三种元素是O、C、H,因此非生物界中含量最多的三种元素也是O、C、HD.生物体内的元素种类与无机环境中相同答案:B解析:生物体内的化学元素来自无机环境,但生物体内的元素种类和比例与无机环境不同。生物体内含量最多的三种元素是O、C、H,不能由此得出“非生物界中含量最多的三种元素也是O、C、H”的结论。二 水为生命活动提供了条件重难归纳1.水的含量及分布规律(1)含量:在构成细胞的各种化合物中,水的含量最多,一般为60%~90%,特殊情况下可超过90%。(2)分布规律①代谢旺盛的细胞或组织>代谢缓慢的细胞或组织。②幼嫩部位的细胞>衰老部位的细胞。③幼年个体>成年个体>老年个体。④水生生物>陆生生物。2.水的作用(1)水作为良好的溶剂,能帮助溶解和运输营养物质及代谢产物。水是极性分子,凡是有极性的分子或离子都易溶于水中。(2)水具有调节温度的作用。水分子间氢键的断裂伴随着吸热,水分子间氢键的形成伴随着放热,因此,水可通过氢键的断裂和形成来缓和温度变化。(3)水还是细胞中某些代谢的反应物和产物。例如细胞呼吸过程中,水既是反应物,又是产物。(4)水在动、植物的分布、繁殖、生长发育以及动物体色、动物行为等方面有着深远的影响。请结合下面两个表格分析回答下列问题。表一　不同生物体中水的含量表二　人体中几种不同组织或器官中水的含量 (1)结合表一分析,不同生物的含水量是否相同?有什么规律?提示:否。一般水生生物体内的含水量比陆生生物的多。(2)结合表二分析,同一生物体内,不同组织或器官的含水量是否相同?有什么规律?提示:否。一般代谢旺盛的组织或器官的含水量较高。(3)医生建议感冒患者多喝白开水,你能说出其主要利用了水的什么功能吗?提示:水是细胞内良好的溶剂,能帮助溶解和运输代谢产物,多喝白开水有助于代谢废物的排出。典例剖析下列关于水的叙述,错误的是(　　)A.水是极性分子,水分子间可以形成氢键B.人在剧烈运动时大量出汗仅是为了缓和体温的变化C.水具有调节温度的作用D.同种植物萌发种子的含水量与休眠种子的含水量不同答案:B解析:水是极性分子,水分子间可以形成氢键,A项正确。人在剧烈运动时大量出汗不仅可以缓和体温的变化,还能排出体内的一些代谢产物,B项错误。水具有调节温度的作用,C项正确。代谢旺盛的细胞的含水量较高,因此同种植物萌发种子的含水量与休眠种子的含水量不同,D项正确。规律总结水与代谢的关系(1)细胞内水的含量增加,新陈代谢加快;反之,新陈代谢减弱。(2)休眠种子的含水量少,代谢缓慢。学以致用下列关于生物体内水的叙述,错误的是(　　)A.水是良好的溶剂　B.水分子之间氢键的形成能为细胞生命活动提供能量C.水能影响动物的体色和行为D.水是生物体内物质运输的主要介质答案:B解析:水是极性分子,是良好的溶剂,是生物体内物质运输的主要介质,A、D两项正确。水不能为细胞生命活动提供能量,B项错误。水在动物体色、动物行为等方面有着深远的影响,C项正确。三 无机盐与细胞生活密切相关(2)无机盐是细胞的重要组成成分之一,如骨细胞的重要成分是磷酸钙。(3)无机盐是某些复杂化合物的重要组成成分。①Mg2+是叶绿素的必需成分。②Fe2+是血红蛋白的必需成分。运动员参加集训时,长时间运动会大量出汗,此时他们不仅需要补充水分,还需补充一定量的无机盐。请说出补充无机盐的理由。提示:运动员大量出汗时,机体失水的同时也会丢失较多的无机盐,而无机盐对于维持生物体的生命活动起着重要的作用,例如对维持血浆的正常浓度、酸碱平衡,以及神经、肌肉的兴奋性等都是非常重要的。典例剖析下列关于细胞中无机盐的叙述,正确的是(　　)A.细胞中的无机盐大多数以化合物的形式存在,如磷酸钙构成骨骼、牙齿B.缺铁性贫血是因为体内缺乏Fe2+,血红蛋白不能合成C.血液中Ca2+含量太低,会出现抽搐等症状,说明无机盐对于维持细胞酸碱平衡很重要D.无机盐在细胞中含量很少,所含元素都属于微量元素答案:B解析:细胞中的无机盐大多数以离子形式存在,A项错误。Fe2+参与血红蛋白的合成,故体内缺乏Fe2+时会导致缺铁性贫血,B项正确。血液中Ca2+含量太低,会出现抽搐等症状,说明无机盐对于维持神经、肌肉的兴奋性非常重要,C项错误。无机盐中所含元素不都是微量元素,如Ca2+、Mg2+等无机盐中含有大量元素,D项错误。技巧点拨1.找准关键字:“大多数”“都”。2.扫清障碍:血液中Ca2+含量太低,会导致神经、肌肉的兴奋性升高,肌肉不断收缩,进而造成抽搐。学以致用下列关于无机盐在细胞中重要作用的说法,错误的是(　　)A.维持细胞的酸碱平衡　B.是细胞的重要组成成分C.是细胞的能源物质D.维持细胞的正常生命活动答案:C解析:无机盐不是细胞的能源物质,C项错误。随 堂 训 练1.人体中水的含量约占65%,下列能正确说明水对人体重要性的是(　　)①水能为人体提供能量　②没有水,人体内的大部分化学反应就不会发生　③水分子之间的共价键有利于维持体温　④体内营养物质的运输离不开水A.①② B.②③ C.②④　　 D.③④答案:C解析:一切生命活动都离不开水。水在生物体内的主要作用:细胞内的良好溶剂,溶解和运输营养物质和代谢产物,调节温度,是细胞中某些代谢的反应物和产物。水不能为人体提供能量,①错误;水分子之间的氢键有利于维持体温,氢键不是共价键,③错误。2.下列关于水的叙述,错误的是(　　)A.生物种类不同,体内的含水量不同B.农作物生长时,土壤中的水分越多越好C.生化反应须在水中进行,一切生命活动都离不开水D.同一个体在不同的生长发育期,体内含水量不同答案:B解析:土壤水分过多会造成水涝,植物根部会因缺氧而腐烂。3.苹果含有微量元素Zn,而Zn与核酸、蛋白质的合成及细胞的生长有密切关系,儿童缺Zn会导致大脑发育不良。因此,苹果又被称为记忆之果。这说明无机盐离子(　　)A.对维持酸碱平衡起重要作用B.对维持细胞形态起重要作用C.对维持血浆的正常浓度起重要作用D.对维持生物体的生命活动起重要作用答案:D解析:由题意可知,缺Zn导致大脑发育不良,影响正常生命活动,故Zn对维持生物体的生命活动起重要作用。4.医生给病人输液时,常把药剂溶解于生理盐水(质量分数为0.9%的NaCl溶液)中,而不是溶解于蒸馏水中。这是因为(　　)A.蒸馏水不含营养物质B.无机盐在生物体的生命活动中是不可缺少的C.NaCl溶液可为病人提供能量D.生理盐水能维持人体血浆浓度的稳定,使细胞保持正常的形态答案:D解析:无机盐对维持血浆的正常浓度、维持细胞正常形态与功能具有重要作用。医生给病人输液时,常将药剂溶解于生理盐水中而不是溶于蒸馏水中,就是由于生理盐水浓度与人体血浆浓度相当,防止细胞因过度吸水而涨破。