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2019-2020年高中生物《細(xì)胞中的原子和分子》教案11 蘇教版必修1 細(xì)胞的化學(xué)組成 一、 教材章節(jié)說 1、 教材地位 本章內(nèi)容與“ 細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能”、“ 光合作用和細(xì)胞呼吸”、“ 細(xì)胞增殖、分化、衰老和凋亡”等后續(xù)章節(jié)有密切關(guān)系。通過本章的學(xué)習(xí)，不僅可以獲得關(guān)于組成細(xì)胞的原子、分子以及原子如何形成分子的知識(shí)，了解細(xì)胞化學(xué)組成中無機(jī)分子和生物大分子的種類、結(jié)構(gòu)和功能，同時(shí)也能使思維、探究、實(shí)驗(yàn)及搜集資料等方面的能力得到一定程度的訓(xùn)練。所有這些都為后續(xù)章節(jié)的學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 2、教材結(jié)構(gòu) 本章共分兩節(jié)。第一節(jié)重點(diǎn)講述了組成細(xì)胞的原子、分子以及無機(jī)分子與生命的關(guān)系，共價(jià)鍵、離子鍵和氫鍵在形成分子的過程中的作用。第二節(jié)重點(diǎn)講述了生物大分子基本骨架的構(gòu)成和糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子的種類、結(jié)構(gòu)及其在生命活動(dòng)中的功能。 二、重點(diǎn)難點(diǎn)導(dǎo)引 重點(diǎn)提示 1、 構(gòu)成細(xì)胞的原子、分子，無機(jī)分子與生命的關(guān)系。 2、 糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸等有機(jī)分子的組成和功能。 3、 糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)的鑒定。 難點(diǎn)提示 1、 原子是怎樣形成分子的。 2、生物大分子的基本骨架。 3、糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸等有機(jī)分子的組成和功能. 第一節(jié) 細(xì)胞中的原子和分子 感悟課標(biāo)新理念 1課程學(xué)習(xí)目標(biāo) ［ 課標(biāo)要求］ 1、 舉例說出構(gòu)成細(xì)胞的原子和分子。 2 、舉例說出細(xì)胞中無機(jī)分子的功能。 ［ 重點(diǎn)難點(diǎn)］ 學(xué)習(xí)重點(diǎn) （1）組成細(xì)胞的原子和分子。 （2）原子是怎樣形成分子的。 （3）細(xì)胞中無機(jī)分子的存在形式和功能。 學(xué)習(xí)難點(diǎn) （1）原子是怎樣形成分子的。 （2）水的存在形式和功能。 教材脈絡(luò)梳理 組成細(xì)胞的元素 必需元素：C、H、O、N、P、Ca等，這些元素占98% 元素功能：如缺硒會(huì)患克山病 組成細(xì)胞的原子和分子：原子 分子 原子形成分子的化學(xué)鍵：離子鍵、共價(jià)鍵等 細(xì)胞中的無機(jī)化合物：水：存在形式： 自由水、結(jié)合水 生理功能 無機(jī)鹽：存在形式 學(xué)習(xí)背景探索 看見了原子和分子 科學(xué)家們用構(gòu)造十分精密靈巧的掃描隧道顯微鏡和原子力顯微鏡已經(jīng)為我們揭示 了石墨和砷化鎵（ 一種半導(dǎo)體材料）固體表面原子排列情況的真面目，也“ 看見”了脫氧 核糖核酸（DNA）中互相盤旋的雙螺旋結(jié)構(gòu)，原子和分子已成為可以直接“ 觀察”的實(shí)在。 自從19世紀(jì)初英國化學(xué)家道爾頓從定比定律和倍比定律中“ 悟出”原子論以來，化 學(xué)家們就在這個(gè)基礎(chǔ)上構(gòu)筑著化學(xué)學(xué)科，后來為大家所熟悉的化學(xué)式、反應(yīng)方程式和許 許多多的規(guī)律無不以此為基礎(chǔ)?；瘜W(xué)家常常自豪地說：“ 化學(xué)是一門在原子、分子水平上 研究物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、變化規(guī)律和應(yīng)用的科學(xué)?！钡钦嬲?看見”原子和分子卻是 20世 紀(jì) 80 年代后期的事，距離道爾頓提出原子論的時(shí)間差不多有兩個(gè)世紀(jì)。于是現(xiàn)在的人 們可以自豪地說：“ 我們終于看見了原子和分子1” ———根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)資料整理 研習(xí)教材重難點(diǎn) 研習(xí)點(diǎn)1 組成細(xì)胞的原子和分子 【 溫故?知新】 在初中已經(jīng)學(xué)過，自然界的物質(zhì)種類繁多，性質(zhì)各異。不同物質(zhì)在性質(zhì)上的差異是 由于物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同而引起的。在化學(xué)反應(yīng)中，原子核不變，起變化的只是核外電子。 要了解物質(zhì)的性質(zhì)及其變化規(guī)律，有必要先了解原子結(jié)構(gòu)和由原子構(gòu)成的分子的結(jié)構(gòu)。 1生物體內(nèi)的元素 （1）在組成生物體的元素中，沒有一種元素是生物所獨(dú)有的，說明生物界與非生物界 在元素組成上具有統(tǒng)一性。 （2）組成生物體的元素：C、H、O、N、P、Ca, 等元素占全部元素的98%。缺乏必需元素，可能導(dǎo)致生物體患病，如缺乏Se會(huì)患克山病。 【 發(fā)散?探討】 （1）生物界與非生物界的統(tǒng)一性 組成生物體的化學(xué)元素在無機(jī)自然界中都可以找到，沒有一種元素是生物界所特有 的；生命起源于無機(jī)界；組成生物體的基本元素可以在生物界與非生物界之間反復(fù)循環(huán) 流動(dòng)；生物界和非生物界都遵守能量守恒與轉(zhuǎn)化定律。 （2）生物界與非生物界的差異性 組成生物體的化學(xué)元素，在生物體和自然界中的含量相差很大；無機(jī)自然界中的各 種化學(xué)元素不能表現(xiàn)出生命現(xiàn)象，只有在生物體中，有機(jī)地結(jié)合在一起，才能表現(xiàn)出生命 現(xiàn)象。 （3）元素的作用 按各種化學(xué)元素在生物體的功能分：1、結(jié)構(gòu)元素：構(gòu)成細(xì)胞內(nèi)生命物質(zhì)的元素。如 C、H、O、N、P、S、是構(gòu)成細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成部分。2、結(jié)合元素：與蛋白質(zhì)結(jié)合的元素。如 Fe 形成血紅蛋白、細(xì)胞色素等，Mo 形成固氮酶等。3、調(diào)節(jié)元素：調(diào)節(jié)機(jī)體生命活動(dòng)的元素。如鈉鉀鈣鎂等以離子形式參與調(diào)節(jié)生命活動(dòng)。 2原子和分子 （1）原子 1、原子由原子核和核外電子構(gòu)成，原子核又由中子和質(zhì)子構(gòu)成，原子核中的質(zhì)子數(shù) 和中子數(shù)稱為原子的質(zhì)量數(shù)。 2、在一個(gè)正常的原子中，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)與核外電子數(shù)相等，因此整體上看原子是呈電 中性的。 3、一般來說，原子最外層能參加構(gòu)成化學(xué)鍵的電子被稱為價(jià)電子。 （2）分子 1、分子一般是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的原子構(gòu)成，化合物的化學(xué)組成通常以分子式表示。 2、原子之間通過化學(xué)鍵形成分子，化學(xué)鍵分離子鍵、共價(jià)鍵、金屬鍵等。 【 領(lǐng)悟?整合】 原子與分子的區(qū)別與聯(lián)系 原子 分子 相同點(diǎn)：質(zhì)量、體積都非常小，彼此間有間隔，總是在不停地運(yùn)動(dòng)，同種分子（ 或 原子）性質(zhì)相同，不同種分子（ 或原子）性質(zhì)不相同。都具有種類和數(shù)量的含義。 不同點(diǎn)：分子是保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的一種微粒。在化學(xué)反應(yīng)中，分子可以分解為原 子，原子又可以重新組合成新物質(zhì)的分子。原子是化學(xué)變化中的最小微粒。在化學(xué)反應(yīng)中，不可再分，不能變成其他原子。 相互關(guān)系 分子是由原子構(gòu)成的，分子可以分解為構(gòu)成它的原子。 【 發(fā)散?探討】 1、分子形成 能量最小原理：一個(gè)系統(tǒng)總是要調(diào)整自己，使系統(tǒng)的總能量達(dá)到最低，使自己處于穩(wěn) 定的平衡狀態(tài)（ 宏觀世界與微觀世界都適用）。兩個(gè)或幾個(gè)原子相遇時(shí)，要進(jìn)行調(diào)整，使能量盡可能降低，如果可以達(dá)到比原來遠(yuǎn)離時(shí)的能量（ 稱此時(shí)能量為零）要低，就能構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的分子；如果調(diào)整后的最低能量仍大于零，則原子就要互相遠(yuǎn)離以減少能量，無法構(gòu)成分子。兩個(gè)或多個(gè)原子結(jié)合成分子，是因?yàn)樗鼈兘咏鼤r(shí)，即外層電子云重疊時(shí)的 能量比遠(yuǎn)離時(shí)能量要小，它們之間產(chǎn)生了引力。所以，原子的結(jié)合，主要取決于最外層電 子的情況。 2、化學(xué)鍵 （1）離子鍵：陰、陽離子間通過靜電作用、所形成的化學(xué)鍵叫做離子鍵。 形成圖解：圖 說明： 1、成鍵元素：活潑金屬（如： K Na Ca Ba等，主要是 1A和11A族元素）和活潑非金屬（如： F Cl Br O等，主要是 V1族和V11 族元素）相互結(jié)合時(shí)形成離子鍵。 2、成鍵原因：活潑金屬原子容易失去電子而形成陽離子，活潑非金屬原子容易得到電子形成陰離子。當(dāng)活潑金屬遇到活潑非金屬時(shí)，電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，分別形成陽、陰離子，再通過靜電作用形成離子鍵。 3離子鍵構(gòu)成離子化合物。 （!）共價(jià)鍵：原子間通過共用電子對(duì)所形成的化學(xué)鍵叫做共價(jià)鍵。 說明： !成鍵元素：通常為非金屬元素的原子間。 "成鍵原因：同種或不同種元素的 原子之間結(jié)合成分子時(shí)并不發(fā)生電子的完全得失，而是通過共用電子對(duì)而結(jié)合的。 #共 價(jià)鍵可以形成單質(zhì)也可以形成化合物。 （"）氫鍵：當(dāng)氫原子與氧原子或氮原子以共價(jià)鍵結(jié)合時(shí)，氫原子呈部分正電性。這種 氫原子往往與其他帶有部分負(fù)電性的氧原子或氮原子間相互吸引而形成氫鍵。氫鍵可 形成于不同分子之間，也可形成于同一分子（大分子）之內(nèi)。氫鍵易于形成，易于斷裂，在 決定大分子的三維結(jié)構(gòu)上起著重要作用，是生命系統(tǒng)中十分重要的化學(xué)鍵 。 【教考動(dòng)向演練】 1、氫原子和氧原子之間通過共用電子對(duì)所形成的化學(xué)鍵是 A、共價(jià)鍵 B、離子鍵 C、氫鍵 D、金屬鍵 2、生物界在基本組成上的高度一致性表現(xiàn)在 1組成生物體的化學(xué)元素基本一致 2各種生物體的核酸都相同 3組成生物體的大量元素基本相同 5各種生物體的蛋白質(zhì)都相同 6組成生物體的微量元素大體相同 A、1、2、4 B、1、3、5 C、3、4、5 D、1、2、3 研習(xí)點(diǎn) 2細(xì)胞中的無機(jī)化合物 【溫故知新】 在初中已經(jīng)做過“探究種子細(xì)胞中的化學(xué)成分”的實(shí)驗(yàn)，當(dāng)我們親手把種子烘烤后，觀察到試管壁有水珠產(chǎn)生，說明種子中含有水；還觀察到種子燃燒后還有一部分灰燼（無機(jī)鹽），“有收無收在于水，說明種子細(xì)胞中存在有無機(jī)鹽。有經(jīng)驗(yàn)的老農(nóng)會(huì)說：收多收少在于肥（無機(jī)鹽）?！闭f明水和無機(jī)鹽在生物體生長(zhǎng)發(fā)育過程中起到很重要的作用，水和無機(jī)鹽在細(xì)胞中含量有多少？存在形式？具體有什么作用呢？ 1、細(xì)胞中的水 （1）水在細(xì)胞中的含量 水是細(xì)胞中含量最多的物質(zhì)，約占細(xì)胞總質(zhì)量的 60%~90% （2）水的化學(xué)特性 水由一個(gè)氧原子和兩個(gè)氫原子以共價(jià)鍵形成 V結(jié)構(gòu)，具有極性，相鄰的水分子通過氫原子與氧原子之間的吸引力可形成氫鍵。 （3）水在細(xì)胞中的存在形式 水在細(xì)胞中以兩種形式存在：一是在細(xì)胞內(nèi)與蛋白質(zhì)、糖類和核酸等物質(zhì)相結(jié)合，叫做結(jié)合水；絕大部分的水以游離形式存在，可以自由流動(dòng)，叫做自由水。 （4）水在細(xì)胞中的生理作用 水的作用 結(jié)合水：是組成細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要成分 自由水： 是細(xì)胞內(nèi)的良好溶劑和反應(yīng)介質(zhì) 運(yùn)輸營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物 生物體的溫度調(diào)節(jié)劑 是細(xì)胞生活的液體環(huán)境 【領(lǐng)悟整合】 表一：不同生物體內(nèi)含水量不同： 生物 水母魚類蛙哺乳動(dòng)物藻類高等植物 質(zhì)量分?jǐn)?shù)% 97 80~85 78 65 90 60~80 表二：同種生物不同組織器官含水量不同： 組織器官 牙齒骨骼骨骼肌心臟血液 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 10 22 76 79 83 表三：在人的不同發(fā)育期，體內(nèi)含水量不同： 不同發(fā)育期幼兒成年人老年人 質(zhì)量分?jǐn)?shù)： 77 52~65 51 【發(fā)散探討】 （1）水在細(xì)胞中的存在形式：自由水和結(jié)合水，在細(xì)胞內(nèi)是可以相互轉(zhuǎn)換的。這種轉(zhuǎn)換取決于水分子的自由能和大分子物質(zhì)對(duì)水分子的束縛力，當(dāng)水分子的自由能大于束縛力時(shí)，水以自由水形式存在；反之，當(dāng)水分子的自由能小于大分子的束縛力時(shí)，水分子便以結(jié)合水形式存在。 （2）細(xì)胞內(nèi)自由水和結(jié)合水的數(shù)量與生物的代謝和抗逆性有關(guān)。一般情況下，自由水比例越大，細(xì)胞代謝越旺盛，但抗逆性差些；反之，結(jié)合水的比例大，代謝緩慢些，但抗逆性往往強(qiáng)些。 2、細(xì)胞中的無機(jī)鹽 （1）無機(jī)鹽的存在形式及含量 細(xì)胞中的無機(jī)鹽大多以離子形式存在。如以陽離子形式存在的有： 鉀離子 鈣離子 鎂離子 鐵離子等，以陰離子形式存在的有： 氯離子 硫酸根離子 磷酸根離子 碳酸氫根離子等。和其他形式成分相比，無機(jī)鹽的含量最少，約占細(xì)胞總質(zhì)量的 1.5% （2）無機(jī)鹽的生理作用 1構(gòu)成細(xì)胞內(nèi)重要化合物的成分：如 鐵離子是合成血紅蛋白的原料， 鎂離子是合成葉綠素的原料， 磷酸根離子是合成磷脂、核苷酸、 ATP的原料等。 2維持細(xì)胞和生物體的正常生命活動(dòng)：動(dòng)物血液中必須含有一定量的鈣離子，如果含量太低，則動(dòng)物會(huì)出現(xiàn)抽搐現(xiàn)象，如果太高，則會(huì)出現(xiàn)肌無力等。 【領(lǐng)悟整合】 細(xì)胞內(nèi)無機(jī)鹽的含量在組成細(xì)胞中的化合物中是最少的，但卻是細(xì)胞正常生命活動(dòng)所必需的。 【教考動(dòng)向演練】 3、 社會(huì)學(xué)家預(yù)測(cè)：水是引發(fā)未來戰(zhàn)爭(zhēng)的重要原因之一。這是因?yàn)樗畬?duì)生物的生存具有重要意義，下列有關(guān)水的敘述中，錯(cuò)誤的是 A、水是生物細(xì)胞的重要組成部分B、細(xì)胞內(nèi)的結(jié)合水是生化反應(yīng)的重要介質(zhì) C、水是影響生物生存和分布的重要非生物因素D、水是一種重要的自然資源 4、下列不屬于生物體內(nèi)自由水的功能的是 A 參與蛋白質(zhì)的分解b 運(yùn)送營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和廢物 C、 與細(xì)胞內(nèi)的其他物質(zhì)相結(jié)合d 構(gòu)成細(xì)胞所生活的液體環(huán)境 5、 人體的牙齒和骨骼中含有鈣離子和磷酸根離子，說明無機(jī)鹽所具有的生理功能之一是 A、 細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成部分 B、調(diào)節(jié)滲透壓 C、 調(diào)節(jié)細(xì)胞的酸堿平衡 D、 調(diào)節(jié)細(xì)胞中離子平衡 【教材問題】答案研習(xí) ［積極思維］ 在形成氯化鈉 的過程中，鈉失去一個(gè)電子 氯,得到一個(gè)電子鈉離子與氯離子之間由于正、負(fù)電荷的吸引而形成離子鍵。 氧原子具有 6個(gè)價(jià)電子，通過共用電子對(duì)與 2個(gè)氫原子結(jié)合，形成一分子水，所以水是由一個(gè)氧原子和兩個(gè)氫原子以共價(jià)鍵的形式形成的。 ［評(píng)價(jià)指南］ 1、a 在組成生物體的元素中， C H O N P Ca等元素占全部元素的 98%左右。 2、c 3、b一般情況下植物體由于環(huán)境溫度升高，氣孔開放，通過氣孔失去的水是自由水。 4、c參照教材第 14頁表。 5、abcd 7（1）原子之間通過共用電子對(duì)形成的相互作用 一個(gè)原子將電子給予另一個(gè)原子，二者之間靠正負(fù)離子之間的靜電作用而形成的化學(xué)鍵 （2） 氧氣 甲烷 水 （3）氯化鈉 探究解題新思路 基礎(chǔ)拓展型 題型 1細(xì)胞中的元素 例 1幾十年前，新西蘭有一個(gè)牧場(chǎng)的大片牧草長(zhǎng)勢(shì)很弱，有的甚至發(fā)黃枯萎，即使施用了大量氮、磷、鉀肥也無濟(jì)于事。后來人們偶然發(fā)現(xiàn)牧場(chǎng)內(nèi)的一小片牧草長(zhǎng)得十分茂盛。原來，這一小片“綠洲”的附近有一座鉬礦，礦工上下班總是抄近路走，他們的鞋子上粘有鉬礦粉，正是礦工鞋子踩過的地方牧草長(zhǎng)得綠油油的。經(jīng)過科學(xué)家的化驗(yàn)和分析，一公頃牧草只需 150克鉬就足夠了。下列關(guān)于這一現(xiàn)象的解釋，不正確的是 A、鉬是植物必需的元素 B、鉬是植物必需的微量元素 C、鉬在植物生長(zhǎng)發(fā)育過程中的作用不可代替 D、鉬是一種高效肥料，只要有了鉬，植物就能正常生長(zhǎng) ［研析］ 原來長(zhǎng)勢(shì)不良的牧草，礦工踩過以后，“牧草長(zhǎng)得十分茂盛”，一方面說明礦工踩過后，留下了鉬礦粉，另一方面說明鉬礦粉對(duì)牧草的生長(zhǎng)發(fā)育起著十分重要的作用。鉬是一種植物必需的微量元素，對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育有著不可替代的作用。植物必需的多種元素對(duì)植物的作用是綜合的，缺一不可。 ［答案］ D 點(diǎn)評(píng) 把相關(guān)知識(shí)放在具體情境中進(jìn)行考查，這是一種典型的材料信息題，是考查理解信息、整合信息、提煉信息的較好的考查形式。解決此類題目關(guān)鍵是要從題目所給信息中提煉得出與課本知識(shí)相關(guān)的結(jié)合點(diǎn)。 題型 2水的存在形式和生理作用 例 2幼小植物體內(nèi)自由水/結(jié)合水比值不斷增大時(shí)，植物體內(nèi)新陳代謝活躍，生長(zhǎng)迅速；自由水/結(jié)合水比值不斷減小時(shí)，植物體內(nèi)的新陳代謝減弱，生長(zhǎng)緩慢。下面解釋正確的是 1結(jié)合水是構(gòu)成植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)的一部分 2結(jié)合水參與某些代謝反應(yīng) 3自由水是各種代謝活動(dòng)的介質(zhì) 4自由水參與某些代謝反應(yīng) A、 1 2 B、 2 3 C、 3 4 D、 1 4 ［研析］ 自由水是良好的溶劑，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物在水中運(yùn)輸，自由水又參與一些代謝過程，因此自由水/結(jié)合水的比值增大時(shí)，代謝加快。 ［答案］ C !!點(diǎn)評(píng) 識(shí)記自由水和結(jié)合水的生理作用是解此類題的關(guān)鍵。結(jié)合水的作用是組成 細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要成分。而自由水的生理功能較多，要識(shí)記清楚。 題型 3無機(jī)鹽的生理作用 例 3在正常人的血漿中， 碳酸氫鈉的含量約為 碳酸含量的 20倍。當(dāng)血漿中的 碳酸氫鈉含量減少時(shí)，會(huì)形成酸中毒；當(dāng)血漿中 碳酸含量減少時(shí)，則會(huì)形成堿中毒。這個(gè)事實(shí)表明，無機(jī)鹽的生理作用是 A、對(duì)維持細(xì)胞形態(tài)和功能有重要作用 B、對(duì)維持生物體內(nèi)的生命活動(dòng)有重要作用 C、對(duì)維持細(xì)胞的酸堿平衡有重要作用 D對(duì)調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的滲透壓有重要作用 ［研析］ 由題意可以看出這是無機(jī)鹽離子調(diào)節(jié)細(xì)胞酸堿平衡的作用。 ［答案］c 點(diǎn)評(píng) 本題是通過無機(jī)鹽與相關(guān)生命活動(dòng)的敘述來考查細(xì)胞中無機(jī)鹽的功能。只有充分弄清題目中所敘述生命的具體形式與無機(jī)鹽功能間的關(guān)系，才是做好此類題的關(guān)鍵 【教考動(dòng)向應(yīng)用】 1、新鮮種子和干種子經(jīng)烘烤，在干試管壁上均可見小水珠，其水分主要分別來自鮮種子和干種子細(xì)胞中的 A、自由水和自由水 B、自由水和結(jié)合水 C、結(jié)合水和自由水 D、結(jié)合水和結(jié)合水 2、某細(xì)胞中的含水量為自由水：結(jié)合水 =96：4，在水分總量不變的情況下，提高溫度，則兩種水分的含量變化是 A、自由水增多、結(jié)合水減少 B、自由水減少、結(jié)合水增多 C、自由水與結(jié)合水均減少 D、自由水和結(jié)合水保持不變 3、醫(yī)生常給脫水病人注射0.9%的生理鹽水。因?yàn)榧t細(xì)胞在蒸餾水中會(huì)因吸水過多而脹破；在濃鹽水中會(huì)因失水過多而皺縮，從而失去輸送氧氣的功能。這說明 A、水分子容易進(jìn)出細(xì)胞 B、無機(jī)鹽離子容易進(jìn)出細(xì)胞 C、是細(xì)胞的特性造成的 D、無機(jī)鹽對(duì)維持細(xì)胞的形態(tài)和功能有重要作用 綜合創(chuàng)新型 題型1 創(chuàng)新應(yīng)用 例 1科學(xué)家利用返回式航天器從某個(gè)小行星上收集回一些物質(zhì)樣本，經(jīng)過儀器分析，這些物質(zhì)中的主要元素組成及含量如下： 元素 C H O N P S Fe Si Al 含量 0.01 0.3 0.9 0.11 0.03 0.6 95.1 1.5 0.5 請(qǐng)根據(jù)上述信息判斷，該物質(zhì)是不是小行星上的生物體的組成物質(zhì)？請(qǐng)說明理由。 ［研析］ 地球生物的生物體內(nèi)所含元素占 98%的是 C H O N P Ca等，而該物質(zhì) 中主要元素的種類和含量與生物體的組成元素差異極大，不可能是生物體的組成物質(zhì)。 ［答案］ 從樣本中可看出，該星球上 C元素含量很少，而 鐵元素含量很多，因此不能組成生物物質(zhì)，該物質(zhì)不是生物體的組成物質(zhì)。 點(diǎn)評(píng) 創(chuàng)設(shè)一些特殊情境，考查對(duì)知識(shí)的應(yīng)用能力。本題關(guān)鍵是要抓住地球與該星球在元素組成上的差異，作為構(gòu)成地球生命物質(zhì)所必需的含量最多的物質(zhì)，該星球含量很低。 題型2開放探究 例2探究鎳為植物生活所必需的元素 材料用具：完全營(yíng)養(yǎng)液甲、缺鎳的營(yíng)養(yǎng)液乙（其他元素均具備）、適當(dāng)?shù)娜萜骱凸潭ú牧?、長(zhǎng)勢(shì)相似的玉米幼苗、含鎳的無機(jī)鹽方法步驟： （1.） （2） （3） 實(shí)驗(yàn)預(yù)期： —————————————————————— 為進(jìn)一步驗(yàn)證鎳元素一定是必需元素，還應(yīng)增加的實(shí)驗(yàn)步驟及其結(jié)果是 ————。 ［研析］ 首先要確定本題是屬于探索性實(shí)驗(yàn)還是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)預(yù)期或結(jié)論與給的實(shí)驗(yàn)?zāi)康幕疽恢拢话阒挥幸环N情況即實(shí)驗(yàn)?zāi)康乃?yàn)證的情況，而探究性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或預(yù)期是不確定的，出現(xiàn)的可能性都要敘述到；二是通過實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，要清晰地確定單一因子變量，這個(gè)單因子變量就是實(shí)驗(yàn)?zāi)康闹兴o的，如該題，鎳是否為必需元素，確定單因子變量是營(yíng)養(yǎng)液中鎳的有無，其他條件都應(yīng)該相同，不僅相同，一般對(duì)該實(shí)驗(yàn)來說都是適宜的。 ［答案］ （1）將長(zhǎng)勢(shì)相似的玉米幼苗分成數(shù)量相同的兩組 （2）將一組玉米幼苗放在缺鎳的營(yíng)養(yǎng)液乙中培養(yǎng)，另一組玉米幼苗放在等量的完全營(yíng)養(yǎng)液甲中培養(yǎng) （3）將兩組玉米幼苗放在相同的適宜環(huán)境中培養(yǎng)數(shù)天，觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果 甲營(yíng)養(yǎng)液中玉米幼苗正常生長(zhǎng)，若乙營(yíng)養(yǎng)液中玉米幼苗也正常生長(zhǎng)，則鎳不是必需元素；若乙營(yíng)養(yǎng)液中玉米幼苗不能正常生長(zhǎng)（或表現(xiàn)出缺素癥），則鎳可能是必需元素 在缺鎳的營(yíng)養(yǎng)液乙中加入一定量的鎳元素（或含鎳的無機(jī)鹽），一段時(shí)間后玉米幼苗恢復(fù)正常生長(zhǎng)（或癥狀消失），則鎳是必需元素 點(diǎn)評(píng) 溶液培養(yǎng)法是確定一種元素是否是植物所必需的元素的最常用的方法。溶液培養(yǎng)法，是指用含有全部或部分礦質(zhì)元素的營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)植物的方法。在人工配制的營(yíng)養(yǎng)液中，除去或加入某一種礦質(zhì)元素，然后通過觀察植物在營(yíng)養(yǎng)液中生長(zhǎng)發(fā)育的狀況，確定該種元素是否必需。 !教材知識(shí)拓展 【教考動(dòng)向應(yīng)用】 4、人體內(nèi)某些組織的含水量近似，但形態(tài)卻不同，例如：心肌含水約 79%&而呈堅(jiān)韌的形態(tài)，血液含水約 82%卻呈川流不息的液態(tài)，對(duì)這種差異的解釋是 A、心肌內(nèi)結(jié)合水相對(duì)較多 B、血液中全是結(jié)合水 C、心肌內(nèi)自由水相對(duì)較多 D、血液中全是自由水 5、有的植物能生存在干旱的地方。下列關(guān)于耐旱植物細(xì)胞的敘述中正確的是 A、細(xì)胞內(nèi)液體濃度高，自由水少，代謝緩慢 B、細(xì)胞內(nèi)液體濃度高，自由水多，代謝旺盛 C、細(xì)胞內(nèi)液體濃度低，自由水少，代謝緩慢 D、細(xì)胞內(nèi)液體濃度低，自由水多，代謝旺盛 6、為確定某礦質(zhì)元素是否為植物生活所必需，用缺少該元素的“完全培養(yǎng)液”進(jìn)行培養(yǎng)，應(yīng)該 A、以土壤為基質(zhì)盆栽，加上述營(yíng)養(yǎng)液 B、大田種植，澆上述營(yíng)養(yǎng)液 C、以沙土為基質(zhì)，加上述營(yíng)養(yǎng)液 D、只用上述營(yíng)養(yǎng)液，不用基質(zhì) 開拓學(xué)習(xí)新視野 教材知識(shí)拓展 ［思想方法］ 學(xué)習(xí)《細(xì)胞中的原子和分子》內(nèi)容要注意以下幾點(diǎn)：一是要掌握基本的對(duì)照實(shí)驗(yàn)思想，在對(duì)照實(shí)驗(yàn)中要嚴(yán)格遵守單一變量原則、等量原則、重復(fù)性原則和科學(xué)性原則等。二是采取歸納比較的方法來理解離子鍵、共價(jià)鍵、氫鍵的概念及其在原子形成分子過程中的作用。三是重視上網(wǎng)搜索、查找資料的能力，通過本節(jié)的繼續(xù)探究，學(xué)會(huì)搜索、查找資料的能力，通過資料深入理解微量元素和人體健康的關(guān)系。 ［專題放送］ 自由水與結(jié)合水的形成 進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的水，在細(xì)胞中的存在形式有兩種：一是自由水，一是結(jié)合水。結(jié)合水是指與細(xì)胞內(nèi)的一些親水性物質(zhì)（如蛋白質(zhì)、淀粉、纖維素等極性大分子物質(zhì)）相結(jié)合，不能自由流動(dòng)的水。自由水是指在細(xì)胞中能夠自由流動(dòng)的水。結(jié)合水的形成與極性大分子物質(zhì)對(duì)水的束縛力與水分子的自由能有關(guān)。以蛋白質(zhì)為例：蛋白質(zhì)是一種帶有極性的大分子有機(jī)物，水分子是帶有極性的小分子物質(zhì)。蛋白質(zhì)分子對(duì)水分子有很強(qiáng)的親和能力，即束縛力。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)分子對(duì)水分子的束縛力大于或等于水分子的自由能時(shí)，水分子就被束縛在蛋白質(zhì)分子的周圍不能自由流動(dòng)，形成結(jié)合水。蛋白質(zhì)分子對(duì)水分子的束縛力與兩者間的距離成反比例關(guān)系，蛋白質(zhì)對(duì)水分子的束縛力小于水分子的自由能時(shí)，水分子就能自由流動(dòng)成為自由水。一般情況下，在細(xì)胞中以自由水為主，結(jié)合水的含量較少。結(jié)合水在細(xì)胞中的絕對(duì)含量與水分子的自由能有關(guān)，如溫度高，水分子的自由能高，結(jié)合水的含量就會(huì)低一些，反之就會(huì)高一些。 考題在線搜索 考題 1（xx江蘇高考）下列有關(guān)組成生物體化學(xué)元素的論述，正確的是 A、組成生物體和組成無機(jī)自然界的化學(xué)元素中，碳元素的含量最多 B、人、動(dòng)物與植物所含的化學(xué)元素的種類差異很大 C、組成生物體的化學(xué)元素在無機(jī)自然界都可以找到 D、不同生物體內(nèi)各種化學(xué)元素的含量比例基本相似 ［研析］ 自然界中氧元素的含量最多；人、動(dòng)物與植物所含的化學(xué)元素的種類差異不大，含量相差很大，但組成生物體的化學(xué)元素在無機(jī)自然界都可以找到，沒有一種是生物所特有的。 ［答案］ C 點(diǎn)評(píng) 本題考查記憶理解能力，只要掌握生物界與無機(jī)自然界在元素組成上的統(tǒng)一性和差異性，就能回答本題。 考題 2（xx廣東奧賽初賽）關(guān)于生物體中的水，下列敘述不正確的是 A、不同物種，含水量不同 B、同一物種、同一年齡段的不同個(gè)體，含水量大致相同 C、同一個(gè)體的不同器官，含水量不同 D、同一器官的不同組織，含水量一致相同 ［研析］本題考查的是生物體內(nèi)含水量的問題，屬理解水平。對(duì)于生物來說，不同物種，含水量是不同的，如水生生物體內(nèi)的含水量大于陸生生物；但同種生物，相同年齡段的不同個(gè)體，其體內(nèi)含水量是大致相同的，但對(duì)不同年齡段的不同個(gè)體來說，體內(nèi)含水量是不同的，相差較大；同一個(gè)體的不同器官含水量不同；同一器官的不同組織含水量也是不同的。如牙齒這一器官由是骨、神經(jīng)、血管（上皮，肌肉）、血液等組成的，每一器官都是由上皮組織、肌肉組織、結(jié)締組織、神經(jīng)組織組成，其含水量是不同的。 ［答案］ D 點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)生物體內(nèi)含水量多少的考查，屬理解水平。涉及到的內(nèi)容有： （1）不同生物體內(nèi)含水量不同； （2）同一生物不同年齡段體內(nèi)含水量不同； （3）同種生物同一年齡段的不同個(gè)體體內(nèi)含水量基本相同； （4）同種生物同一個(gè)體的不同器官的含水量不同； （5）同種生物同一個(gè)體同一器官的不同組織含水量不同。 考題 3（xx山東奧賽初賽題改編）細(xì)胞內(nèi)的無機(jī)鹽離子（如 等）的主要生理作用不包括 A、細(xì)胞結(jié)構(gòu)物質(zhì)之一 B、維持細(xì)胞形態(tài) C、維持細(xì)胞正常的生理功能 D、維持細(xì)胞的酸堿平衡 ［研析］ 識(shí)記及理解生物體內(nèi)無機(jī)鹽的生理作用，是解答此類題的關(guān)鍵。一小部分無機(jī)鹽在細(xì)胞內(nèi)參與構(gòu)成復(fù)雜的化合物，大多數(shù)無機(jī)鹽以離子形式存在，對(duì)維持生物體的生命活動(dòng)有重要作用。 ［答案］ A 點(diǎn)評(píng) 通過歷年與本節(jié)內(nèi)容有關(guān)的生物高考和競(jìng)賽題目可以看出，這部分內(nèi)容多數(shù)屬識(shí)記水平，但也要注意分析具體的題目情境。如本題強(qiáng)調(diào)細(xì)胞內(nèi)的無機(jī)鹽離子，而不是由無機(jī)鹽參與構(gòu)成的化合物 【拓展應(yīng)用】 下表中各元素的數(shù)據(jù)代表該元素原子數(shù)量占原子總量的百分比。請(qǐng)據(jù)表回答問題：# 1" （1）組成人體的化學(xué)元素在元素周期表上都有，它們普遍存在于非生物界，生物體內(nèi)不包含特殊的“生命元素”，這個(gè)事實(shí)說明 --------------------------------- （2）生物從非生物環(huán)境中獲得的那些元素與環(huán)境中的這些元素的比例相差甚遠(yuǎn)。如巖石圈中，氫、碳、加在一起占總原子數(shù)不到 1%而在生物體中占總原子數(shù)的 左右。這個(gè)事實(shí)說明 -_____________ （3）構(gòu)成人體的化學(xué)元素中 H O C 含量最多的原因是 ______。氮含量較多的原因是 ----------------------。 （4）人體中的鈣在骨和牙齒中以 ____________的形式存在，成年人缺少時(shí)會(huì)患 _____________# ［答案與解析研讀］ 【教考動(dòng)向演練】 1 A共用電子對(duì)形成的化學(xué)鍵是共價(jià)鍵，而得失電子會(huì)形成離子鍵。 2 B生物界中各生物的元素組成在種類上是相同的。不同生物體內(nèi)核酸不同，控制合成的蛋白質(zhì)也不同。 3B細(xì)胞內(nèi)的水有自由水和結(jié)合水之分，而自由水才是生化反應(yīng)的重要介質(zhì)。 4C AB和 D都是自由水的功能。與細(xì)胞內(nèi)的其他物質(zhì)相結(jié)合是結(jié)合水的功能。 5 A 通過題意可知：這應(yīng)該是無機(jī)鹽離子是細(xì)胞內(nèi)的重要組成部分的功能。 【教考動(dòng)向應(yīng)用】 1 B新鮮的種子代謝活動(dòng)強(qiáng)，自由水含量多。干種子細(xì)胞代謝活動(dòng)弱，自由水含量少，結(jié)合水較多，通過烘烤，細(xì)胞中水分子獲得能量逸出。逸出的水分，新鮮種子細(xì)胞應(yīng)主要是自由水，干種子細(xì)胞中應(yīng)主要是結(jié)合水。 2A細(xì)胞內(nèi)自由水和結(jié)合水是可以相互轉(zhuǎn)變的：提高溫度能提高水分子的自由能，可使細(xì)胞內(nèi)的結(jié)合水向自由水轉(zhuǎn)變；反之，降低溫度，將減弱水分子的自由能。 3 D紅細(xì)胞只有在 0.9%.的生理鹽水中才能夠具有輸送氧氣的功能，小于或大于這個(gè)濃度，紅細(xì)胞都沒有相應(yīng)的功能。而紅細(xì)胞有正常的功能，必須有正常的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)與功能總是相適應(yīng)的。 4A心肌細(xì)胞相對(duì)于其他細(xì)胞來說結(jié)合水含量較多，結(jié)合水能使組織器官有一定的形狀和硬度。 5A細(xì)胞內(nèi)結(jié)合水含量越低，植物的抗性越低，反之，結(jié)合水含量越高，抗性越強(qiáng)。細(xì)胞內(nèi)自由水含量多，代謝旺盛，反之，自由水含量少，代謝緩慢。 6D土壤、大田、沙土等基質(zhì)中可能含有所要確定的元素。 【拓展應(yīng)用】 1（1）生物界與非生物界具有統(tǒng)一性 （2）生物界與非生物界存在著本質(zhì)的區(qū)別，兩者 具有差異性 （3）1構(gòu)成細(xì)胞的化合物中含量最多的是 水，它占人體體重的 60%以上； 2構(gòu)成細(xì)胞的四大有機(jī)物— ——糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸共有的化學(xué)元素也是 C H O 構(gòu)成人體細(xì)胞的物質(zhì)基礎(chǔ)主要是蛋白質(zhì)和核酸，這兩類化合物中都含氮，有些脂質(zhì)也含氮；特別是蛋白質(zhì)在細(xì)胞干重中含量在 50%.以上，是含量最多的有機(jī)物，故含氮元素較多 （4）碳酸 鈣骨軟化病 （5）人體內(nèi)含鐵，它是構(gòu)成血紅蛋白的成分。表中沒有列出是因?yàn)殍F為微量元素，含量少。