高中生物必修1第二章 第一节 细胞中的元素和无机化合物教学案.doc

天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ 第一节细胞中的元素和无机化合物 ‎　　　　　　　　　　　　　 1.大量元素、微量元素都是生物必需的元素。‎ ‎2．占细胞鲜重含量最多的元素是氧，占细胞干重 含量最多的元素是碳。‎ ‎3．不同生物体内所含元素种类基本相同，但每种 元素的含量却不同。‎ ‎4．占细胞鲜重最多的化合物是水，占细胞干重最 多的化合物是蛋白质。‎ ‎5．水分为自由水和结合水两种。自由水参与细胞中 各种代谢作用，结合水是组成细胞结构的重要成分。‎ ‎6．代谢旺盛的细胞中，自由水的含量一般较多。‎ ‎7．休眠的种子、越冬植物的细胞内结合水的含量 较多，增强了抵抗不良环境的能力。‎ ‎8．无机盐主要以离子的形式存在。具有维持细胞的 酸碱平衡和合成复杂化合物的功能。‎ ‎ ‎ 一、组成细胞的元素 ‎1．分类 ‎(1)大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。‎ ‎(2)微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。‎ ‎2．特点 ‎(1)组成生物体的任何一种元素在无机自然界都能找到。‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ ‎(2)不同生物体内所含元素种类基本相同，但每种元素的含量却有多有少。‎ 二、细胞中的无机化合物 ‎1．细胞中的水 ‎(1)自由水的功能：参与细胞各种代谢作用。‎ ‎①是良好的溶剂。‎ ‎②作为生物化学反应的介质。‎ ‎③作为反应物参与生物化学反应。‎ ‎④运送营养物质，排出代谢废物。‎ ‎(2)结合水的功能：是组成细胞结构的重要成分。‎ ‎2．细胞中的无机盐 ‎(1)存在形式：常以离子形式存在。‎ ‎(2)作用：维持细胞的酸碱平衡；合成有机物以及某些具有特殊生理功能物质的原料。‎ ‎(3)含量异常症举例：‎ ‎①哺乳动物：缺少Ca2＋时，会出现肌肉抽搐现象；Ca2＋过多时，会出现肌肉乏力现象。‎ ‎②番茄：缺少Ca2＋时，果实会出现脐腐现象；缺少K＋时，老叶尖端和边缘会失绿。‎ ‎1．判断下列说法的正误 ‎(1)微量元素不是生物生长所必需的(×)‎ ‎(2)蛋白质是细胞内含量最多的化合物(×)‎ ‎(3)结合水参与细胞各种代谢作用(×)‎ ‎(4)细胞中的无机盐一般以离子形式存在(√)‎ ‎(5)无机盐含量较少，作用相对较小(×)‎ ‎(6)很多无机盐可与蛋白质等物质结合成复杂的化合物，参与细胞的各种生命活动(√)‎ ‎(7)无机盐能够维持细胞的正常形态和功能(√)‎ ‎2．在生物体内含量很少，但对维持生物体正常生命活动必不可少的元素有(　　)‎ A．Fe、Mn、Zn、Mg B．Zn、Cu、Mn、Ca C．Zn、Cu、B、Mn 解析：选C　生物体内含量极少，但对维持生物体正常生命活动必不可少的元素为微量元素。‎ ‎3．“黄金搭档”维生素片中含Ca、Fe、Zn等元素，其中属于组成生物体大量元素的是(　　)‎ A．Ca　　　　　B．Fe　　　　　C．Zn ‎ 解析：选A　组成生物体的大量元素有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg，微量元素有Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo。‎ ‎4．生活在沙漠中的仙人掌与生活在海洋中的鲨鱼，组成它们体内的化学元素种类(　　)‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ A．大体相同 B．区别较大 C．很难确定 解析：选A　组成生物体中的元素种类大体相同，含量不同。‎ ‎5．一种在干木材中生活的虫，其体内细胞中的水的存在形式是(　　)‎ A．结合水 B．自由水 C．结合水和自由水 解析：选C　在细胞内水分都有自由水和结合水两种形式。‎ ‎6．水对细胞的活动有重要作用，细胞内的水可分为自由水和结合水，其中结合水的作用是(　　)‎ A．细胞内的良好溶剂 ‎ B．作为细胞结构的组成成分 C．参与细胞内许多生物化学反应 解析：选B　结合水是细胞结构的重要组成成分；A、C都是自由水的作用。‎ ‎7．下列关于无机盐的叙述，正确的是(　　)‎ A．细胞中的无机盐大多数以化合物的形式存在 B．Fe是血红蛋白的成分之一，缺Fe影响O2运输 C．K是叶绿素的成分之一，缺K影响光合作用进行 解析：选B　细胞中的无机盐大多数以离子的形式存在；血红蛋白具有运输O2的功能，Fe是血红蛋白的成分之一，所以缺Fe将影响O2运输；Mg是叶绿素的成分之一，缺Mg影响光合作用进行。‎ ‎ 核心要点(一)组成细胞的元素 ‎1．大量元素与微量元素的划分 超过万分之一的是大量元素，低于万分之一的是微量元素。‎ ‎2．大量元素的分类 ‎(1)C为最基本元素。‎ ‎(2)C、H、O、N为基本元素。‎ ‎(3)C、H、O、N、P、S这六种元素的含量占到了原生质总量的97%，称为主要元素。‎ ‎3．生物界与非生物界的统一性和差异性 ‎ ‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ ‎ ‎ ‎[名师点拨]　谐音快速记忆大量和微量元素 大量元素 微量元素 ‎[思考探究]‎ ‎(1)占细胞鲜重和干重最多的元素分别是什么元素？‎ 提示：占鲜重最多的元素是O元素，占干重最多的元素是C元素。‎ ‎(2)如何确定一种元素是生物体的必需元素？‎ 提示：缺乏了就会出现相应的症状，补充后相应症状消失。‎ ‎[题组冲关]‎ ‎1．下列哪一实例能说明微量元素是生命活动所必需的(　　)‎ A．Mg是叶绿素不可缺少组成成分 ‎ B．油菜缺少硼时只开花不结果 ‎ C．哺乳动物血液中Ca2＋含量太低会抽搐 ‎ D．人体内氧元素含量很高 解析：选B　Mg、Ca、O元素等都是大量元素，硼属于微量元素。‎ ‎2．科学家在研究生物体的化学成分时，发现组成生物体的元素在非生物界中也都存在，这一事实主要说明(　　)‎ A．生物与非生物没有区别 B．生物界与非生物界具有统一性 ‎ C．生物与非生物的化学组成完全一样 ‎ D．生物界与非生物界具有差异性 ‎ 解析：选B　组成生物体的元素在非生物界都有，说明生物界起源于非生物界，生物界与非生物界具有统一性。‎ 核心要点(二)对自由水和结合水的理解 ‎1．自由水可以自由流动，结合水因与蛋白质等物质相结合而不能自由流动。‎ ‎2．自由水与结合水可以相互转化，如：自由水结合水。‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ ‎3．自由水/结合水的比值大，细胞新陈代谢旺盛；比值小代谢缓慢，但抗逆性增强。‎ ‎[名师点拨]　水的特性 ‎(1)水分子具有极性，相邻水分子之间是通过氢键连接，因而水具有较强的内聚力和表面张力。‎ ‎(2)水具有较大的比热和汽化热，因而是生物的最好温度调节剂。‎ ‎[题组冲关]‎ ‎3．收获的水稻等谷类经日光曝晒后，可保存较长时间，其主要原理是(　　)‎ A．自由水减少，代谢水平下降 ‎ B．结合水减少，代谢水平下降 ‎ C．结合水增多，代谢水平升高 D．自由水增多，代谢水平升高 ‎ 解析：选A　水稻等谷类经日光曝晒，丢失的是自由水，自由水减少，新陈代谢水平下降，有利于种子的保存。‎ ‎4．当细胞的新陈代谢由微弱到旺盛时，自由水/结合水的值一般会(　　)‎ A．升高　　　　　　　　 B．降低 C．无变化 D．波动无规律 ‎ 解析：选A　自由水与细胞代谢密切相关，细胞代谢越旺盛，自由水就越多，自由水/结合水的比值越高。‎ 核心要点(三)无机盐的功能与实例 功能 举例 维持细胞的酸碱平衡 K2HPO4/KH2PO4‎ 维持细胞正常的形态和功能 生理盐水 维持细胞正常功能 血钙过低→肌肉抽搐 血钙过高→肌无力 组成复杂的化合物 Mg2＋→叶绿素 Fe2＋→血红蛋白 I→甲状腺激素 ‎[名师点拨]　某种无机盐在植物体内生理功能的验证 ‎(1)实验组：正常植物＋缺X培养液表现出症状症状消失。‎ ‎(2)对照组：正常植物＋完全培养液→正常生长。‎ ‎[题组冲关]‎ ‎5．下列关于无机盐的叙述，正确的是(　　)‎ A．缺铁性贫血是因为体内缺少Fe3＋，血红蛋白不能合成 ‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ B．Mg2＋是叶绿素的成分之一，缺Mg2＋影响光合作用 C．球场上运动员下肢肌肉发生抽搐而倒地是随着汗液丢失了过多的钠盐所致 ‎ D．缺少K＋对番茄植株无影响 解析：选B　缺铁性贫血是因为体内缺少Fe2＋；Mg2＋是叶绿素的成分之一，缺Mg2＋影响光合作用；运动员下肢肌肉发生抽搐是血钙过低所致；番茄缺少K＋，叶片会失绿。‎ ‎6．英国医生塞达尼在对离体蛙心进行实验时发现，用不含钙和钾的生理盐水灌注蛙心，收缩不能维持。用含少量钙和钾的钠盐溶液灌注时，蛙心可持续跳动数小时。实验说明钙盐和钾盐(　　)‎ A．是细胞中某些复杂化合物的重要组成部分 B．对维持细胞的形态有重要作用 C．对维持细胞的生命活动有重要作用 D．对维持细胞的酸碱平衡有重要作用 解析：选C　用含有少量钙和钾的钠盐溶液灌注时，蛙心可持续跳动数小时，说明无机盐能维持生物体的生命活动。‎ ‎ ‎ 一、选择题 ‎1．生活在沙漠中的柽柳，其细胞中主要的化学元素是(　　)‎ A. C、H、O、N、Fe、P　　　 B. H、O、K、S、P、Mg C. C、H、O、N、P、S D. N、P、K、Ca、Mg、Fe 解析：选C　Fe属于微量元素，K、Mg属于大量元素，C、H、O、N、P、S是细胞中的主要元素。‎ ‎2．右图是由四个圆所构成的元素概念的关系图，其中④为最大圆，③、②、①依次减小。试判断符合这种关系的是(　　)‎ A．①大量元素、②主要元素、③基本元素、④最基本元素 ‎ B．①基本元素、②最基本元素、③大量元素、④主要元素 ‎ C．①最基本元素、②基本元素、③主要元素、④大量元素 ‎ D．①主要元素、②大量元素、③最基本元素、④基本元素 ‎ 解析：选C　图中大小圆为从属关系。组成生物体的大量元素是指含量占生物总重量万分之一以上的元素，包括C、H、O、N、P、S、K、Mg、Ca；其中C、H、O、N、P、S为主要元素，C、H、O、N为基本元素，C为最基本元素。‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ ‎3．微量元素在生物体内含量虽然很少，却是维持正常生命活动不可缺少的。下面的几个实例中能证实这一说法的是(　　)‎ A．人的血液中Fe含量太低会患贫血症 B．油菜缺N时会影响蛋白质合成 C．人的血液中Ca含量太低会导致肌肉抽搐 D．油菜缺Mg时会影响叶绿素合成 解析：选A　Fe属于微量元素，人的血液中Fe含量太低会贫血，能证实“微量元素在生物体内含量虽然很少，却是维持正常生命活动不可缺少的”这一说法；N、Ca、Mg元素都属于大量元素。‎ ‎4．牛通过吃草从草中获得元素和化合物，牛和草体内的各种化学元素(　　)‎ A．种类差别很大，含量大体相同 B．种类大体相同，含量差异很大 C．种类和含量都大体相同 ‎ D．种类和含量差异都很大 ‎ 解析：选B　不同生物体内的元素种类大体相同，这是生物体之间的统一性；但在每种元素的含量上差异很大，这是生物体之间的差异性。‎ ‎5．对于生物体内自由水的叙述，错误的是(　　)‎ A．是生物体代谢旺盛时含量最丰富的物质 ‎ B．不参与化学反应 C．是生物体各种反应的介质 D．植物越冬时，自由水含量下降 ‎ 解析：选B　细胞内的水分有自由水与结合水两种，自由水是细胞内良好的溶剂，反应介质，并参与一些化学反应，运输营养物质和代谢产物，自由水含量高代谢旺盛。‎ ‎6．以下有关水的叙述，正确的是(　　)‎ A．活细胞中自由水占总水量比例很低，可用来组成细胞结构 B．植物在冬季来临之前，自由水/结合水比值会升高 C．心脏与血液含水量大致相同而状态却差异很大的原因主要是自由水与结合水所占比例不同 ‎ D．新鲜的谷物在晾晒过程中失去的主要是结合水 ‎ 解析：选C　结合水可用来组成细胞结构；植物在冬季来临之前，自由水/结合水比值会降低，提高植物体抗寒性；心脏与血液含水量大致相同而状态却差异很大的原因，主要是心脏中水主要以结合水存在，而血液中水大部分以自由水形式存在；新鲜的谷物在晾晒过程中失去的主要是自由水。‎ ‎7．克山病是由于饮食中缺乏下列哪种元素引起的(　　)‎ A．硼 B．锌 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ C．硒 D．碘 ‎ 解析：选C　缺硼会引起植物结实率降低；缺锌会引起发育不良；缺硒会引起克山病；缺碘会引起地方性甲状腺肿。‎ ‎8．下列哪项不是水和无机盐的功能(　　)‎ A．细胞的组成成分 B．维持生物体的生命活动 ‎ C．为生命活动供能 D．维持细胞的形态和功能 ‎ 解析：选C　水和无机盐都不能为生命活动供能。‎ 二、非选择题 ‎9．水是生命之源，也是细胞内各种化学反应的介质，在细胞中有两种存在形式，即自由水和结合水。在植物细胞中自由水和结合水的比值的变化，是与生命活动相适应的。‎ ‎(1)农民将新收获的种子放在场院晒，是为了除去部分__________，然后再将其储存这样做有两个目的，一是防止水分过多而霉变；二是抑制种子的__________作用，从而减少有机物的消耗，说明__________水多代谢旺盛。‎ ‎(2)如果将晒过的种子再用火烤，失去的主要是______水。‎ ‎(3)血液凝固时，__________水变成__________水，说明 ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：自由水多，种子代谢旺盛。储存种子，要降低自由水的含量，从而降低种子的呼吸作用。晒干的种子丢失了自由水，代谢降低，再烘干，丢失了结合水，结合水是细胞的结构成分，丢失结合水细胞会死亡。血液中含有较多的自由水，能流动，当自由水变为结合水时，血液不能再流动，发生凝固。 ‎ 答案：(1)自由水　呼吸　自由　(2)结合　(3)自由　结合　自由水和结合水是可以相互转化的 ‎10．设计一个实验证明镍盐为植物生活所必需的无机盐，根据提供的实验材料用品，完成实验步骤，并得出相应结论。‎ ‎(1)材料用品：完全培养液甲，缺镍的完全培养液乙，适当的固定材料，广口瓶若干，长势相似的玉米幼苗。‎ ‎(2)方法步骤：‎ ‎①取两个洁净的广口瓶编号A、B，并向A中加入一定量完全培养液甲，向B中加入________________________________________________________________________。‎ ‎②取________________分为两组，将其中一组放入A瓶中，另一组放入B瓶中。‎ ‎③将两广口瓶置于____________条件下培养一段时间，观察____________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ ‎(3)实验结果及结论：‎ A瓶中____________________________________________________________；‎ B瓶中______________________________________________________________。‎ 说明_______________________________________________________________。‎ 解析：由题意可知，要证明镍是植物必需的无机盐，应分两组，一组有镍，另一组无镍，其他都相同，培养相同时间后，根据植物生长状况进行判断。‎ 答案：(2)①等量的缺镍的完全培养液乙　②长势相似的玉米幼苗　③相同的适宜　玉米幼苗的生长状况　(3)玉米幼苗正常生长　玉米幼苗不能正常生长　镍盐是植物生活所必需的无机盐 一、选择题 ‎1．下面是叶绿素分子(左)和血红蛋白分子(右)的局部结构简图，相关叙述不正确的是(　　)‎ A．Mg和Fe都属于大量元素 B．植物体缺镁会影响光合作用 C．人体缺铁会影响氧气的运输 D．叶绿素含C、H、O、N、Mg元素 解析：选A　Mg属于大量元素，Fe属于微量元素。‎ ‎2．下列关于组成生物体化学元素和化合物的叙述，正确的是(　　)‎ A．组成生物体的化学元素在无机自然界都可以找到 ‎ B．人、硝化细菌和烟草花叶病毒所含有的化学元素的种类差异很大 ‎ C．组成生物体的大量元素中，C是最基本的元素，在细胞中的含量总是最多 ‎ D．肌肉组织中含量最多的是蛋白质 ‎ 解析：选A　组成生物体的化学元素在无机自然界都可以找到；人、硝化细菌和烟草花叶病毒所含有的化学元素的种类相似，但含量各不相同；组成生物体的大量元素中，C是最基本的元素，在细胞干重中含量一般最多；肌肉组织中含量最多的是水。‎ ‎3．当生物体新陈代谢旺盛、生长迅速时，生物体内(　　)‎ A．结合水与自由水的比值与此无关 ‎ B．结合水与自由水的比值会降低 ‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ C．结合水与自由水的比值会升高 D．结合水与自由水的比值不变 ‎ 解析：选B　自由水的功能有：细胞内的良好溶剂，细胞内的化学反应离不开水，运输营养物质和代谢废物；因此代谢旺盛的细胞中，自由水含量高，即自由水/结合水的比值升高。‎ ‎4．科学家在利用无土栽培法培养一些名贵花卉时，培养液中添加了多种必需化学元素。其配方如下表。其中花卉根细胞吸收最少的离子是(　　)‎ 离子 K＋‎ Na＋‎ Mg2＋‎ Ca2＋‎ NO H2PO SO Zn2＋‎ 培养液浓度(mmol/L)‎ ‎1‎ ‎1‎ ‎0.25‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎1‎ ‎0.25‎ ‎1‎ A.Ca2＋　　　　　　　 　B．SO C．Zn2＋ D．H2PO 解析：选C　 Ca、S、P都属于大量元素，根细胞吸收较多；Zn属于微量元素，根细胞吸收较少。‎ ‎5．生长在含盐量高、干旱土壤中的盐生植物，通过在液泡中贮存大量的Na＋而促进细胞吸收水分。有关该现象的叙述不正确的是(　　)‎ A．液泡内Na＋的大量贮存能增大细胞液的浓度 B．液泡内Na＋参与调节渗透压，大量贮存使细胞液渗透压增大 ‎ C．该现象说明，植物通过维持正常pH来保证细胞正常的生理活动 ‎ D．该现象说明，盐生植物的生理功能是与其生存环境相适应的 ‎ 解析：选C　液泡内Na＋的大量贮存能增大细胞液的浓度；促进水分的吸收说明Na＋通过调节细胞液的渗透压，使根细胞液的渗透压大于土壤溶液的；虽然无机盐具有维持pH的功能，但此题信息与此无关；盐生植物能在含盐量高、干旱土壤中正常生长，说明其在结构和生理功能等方面都是与其生存环境相适应的。‎ ‎6．下图1是细胞中化合物含量的扇形图，图2是有活性的细胞中元素含量的柱形图，下列说法不正确的是(　　)‎ A．若图1表示活细胞中化合物含量，则A、B化合物分别是H2O、蛋白质 B．若图2表示组成人体细胞的元素含量，则a、b、c依次代表O、C、H C．地壳与活细胞中含量最多的元素都是a，由此说明生物界与非生物界具有统一性 D．若图1表示细胞完全脱水后的化合物含量，则A化合物是蛋白质 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ 解析：选C　生物界与非生物界具有统一性，是指组成生物体的化学元素在无机自然界中都能找到，没有哪一种元素是生物界所特有的。‎ 二、非选择题 ‎7．下面是用于无土栽培的一种培养液配方，据表回答问题：‎ Ca(NO3)2‎ ‎1.0 g KCl ‎1.2 g MgSO4‎ ‎0.25 g FeCl3‎ ‎0.005 g KH2PO4‎ ‎0.20 g H2O ‎100 mL ‎(1)该配方中属于植物所需的大量元素是__________________，微量元素是__________________；‎ ‎(2)该配方中组成细胞的基本元素是________________，用该培养液栽培植物，组成生物体的最基本元素的来源是__________________。‎ 解析：(1)生物体所需的大量元素是C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等，微量元素是Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。结合表中信息可知，该配方中属于植物所需的大量元素是H、O、N、P、S、K、Ca、Mg，微量元素是Fe、Cl。(2)组成细胞的基本元素有C、H、O、N，再结合表中信息可知，该配方中组成细胞的基本元素是H、O、N，其中最基本的元素是C，来自大气中的CO2。‎ 答案：(1)H、O、N、P、S、K、Ca、Mg 　Fe、Cl ‎(2)H、O、N　大气中的CO2‎ ‎8. [实验探究] 某科研小组以“探究互花米草体内自由水和结合水的比值与海洋潮汐水淹时间的关系”为课题，设计了如下实验：‎ ‎①选取同一海滩的互花米草幼苗分别栽种于多个沙盆中。‎ ‎②将长势相同生长良好的互花米草幼苗平均分成5组，分别在每天进行0 h、3 h、6 h、12 h和24 h的水淹处理。‎ ‎③在处理50 d后，采取整株植株并测定自由水与结合水含量，计算自由水与结合水的比值，实验结果如下表所示：‎ 水淹时间(h/d)‎ ‎0‎ ‎3‎ ‎6‎ ‎12‎ ‎24‎ 自由水/结合水的比值 ‎1.5‎ ‎0.75‎ ‎1.25‎ ‎1.1‎ ‎1.0 ‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ 分析实验过程及实验结果，回答以下问题：‎ ‎(1)在该实验中，______________是自变量，请结合表格数据在坐标图中绘出折线图。‎ ‎(2)为了能最大限度地模拟互花米草生态环境，进行水淹处理时，实验用水应为________水，来源于______________。‎ ‎(3)自由水与结合水的比值和植物的代谢能力及抗逆性有着密切的关系根据实验结果可知，互花米草在水淹时间为________h/d的环境下，抗逆性最强。‎ 解析：实验探究的是互花米草体内自由水与结合水的比值和潮汐水淹时间的关系，自变量是水淹时间，因变量是自由水与结合水的比值。自由水与结合水的比值大，新陈代谢旺盛，抗逆性弱，反之，抗逆性强。为排除无关变量的干扰，为模拟互花米草水淹的生态环境，采用的水样应来源于互花米草生活地的海水。结合表中数据绘制折线时，采用在坐标图中标点连线的方法完成。‎ 答案：(1)水淹时间　如下图 ‎ ‎ ‎(2)海　互花米草采样地点　(3)3‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎