资源简介

2021-2022高中生物必修一学案
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第一章：细胞的分子组成
第一节　水和无机盐是构成细胞的重要无机物
课标内容要求
核心素养对接
1．说出细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成。2．指出水赋予了细胞的许多特性，在生命中具有重要作用。3．举例说出无机盐在细胞内含量虽少，但与生命活动密切相关。
1.解释生命是物质的，组成生物体的各种化合物是由化学元素构成的。(生命观念)2．分析水的含量、特性与其功能的相关性。(生命观念、科学思维)3．解释无机盐在细胞和生物体中的重要作用。(生命观念、科学思维、科学探究)
1·生命是物质的，组成生物体的各种化合物是由化学元素构成的。
·组成细胞的分子，既包含简单的无机物，也包含复杂的有机物。
2·无机物通常指不含碳元素的化合物，细胞内的无机物主要是水和无机盐。
一、细胞主要由C、H、O、N、P和S等元素组成
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。
2．构成细胞的主要元素，主要包括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。微量元素含量虽少，但它们对维持细胞正常的结构和生命活动均起着重要作用。
3．组成人体的主要元素
(1)大量元素(在人体中所占比重大于或等于0.1%)：O、C、H、N、Ca、P、K、S、Na、Cl、_Mg。
(2)微量元素(在人体中所占比重小于0.1%)：Fe、Zn、Cu、I、Mn、B、Cr、_Mo、Co、Se、F。
二、水为生命活动提供了条件
1．水在细胞中的含量与意义
(1)含量：细胞的含水量一般为60%～90%。
(2)意义：水是生物体的重要组成成分。可以说，一切生命活动都离不开水，没有水就没有生命。
2．水的特性与功能
(1)水的特性：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)水的功能
①水是极性分子，使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。
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。
三、无机盐与细胞生活密切相关
1．无机盐的含量与存在形式
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
(1)对维持生物体的生命活动有着重要的作用。
(2)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。
(3)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。
(4)无机盐还是某些复杂化合物的重要组成成分，如Mg2＋是叶绿素的必需成分，Fe2＋是血红蛋白的必需成分。
　组成细胞的化学元素
1．组成细胞的元素
2．从元素看生物界与非生物界的统一性和差异性
合作探究：下表中所列为玉米植株和人体内含量较多的化学元素的种类，以及各种元素占细胞干重的质量分数，请据表回答下列问题：
元素
O
C
H
N
K
Ca
P
Mg
S
人
14.62
55.99
7.46
9.33
1.09
4.67
3.11
0.16
0.78
玉米
44.43
43.57
6.24
1.46
0.92
0.23
0.20
0.18
0.17
(1)组成人体和玉米的基本元素有哪些？
提示：C、H、O、N。
(2)人体内的微量元素有哪些？
提示：Fe、Zn、Cu、I、Mn、B、Cr、
Mo、Co、Se、F。
(3)玉米植株和人体内的元素，如果追根求源来源于哪里？说明了什么问题？
提示：追根求源来源于无机环境；说明了生物界起源于非生物界。
(4)通过比较玉米植株和人体内元素种类与含量可以说明什么问题？
提示：玉米植株和人体从元素种类上看具有统一性，从元素含量上看具有差异性。
　水为生命活动提供了条件
1．水分子极性和氢键的形成
水分子中氧原子的原子核周围电子较多，使氧略带负电性而氢略带正电性，水成为极性分子，一端略正，一端略负。由于正负电荷的吸引，水分子之间便会形成氢键。每个氢键中的氢原子同时属于两个氧原子，而每个水分子中的氧原子可以形成两个氢键，所以一个水分子可以通过氢键与另外4个水分子相连。这就是水分子的缔合。
2．水分子的极性与其溶解、运输功能相适应
水是极性分子，凡是有极性的分子或离子都易溶于水中。例如，氯化钠的Na＋和Cl－就会分别与水分子的略带负电荷的氧的一端和略带正电荷的氢的一端相互吸引，在这两种离子的周围形成一层水膜，把Na＋和Cl－分开，使得氯化钠晶体易溶于水中。在人和动物的体液、植物的汁液中，均含有大量的水，且都溶有多种多样生物体所必需的溶质。
3．水分子之间的氢键与其调节温度相适应
水分子间大量的氢键使水蒸发时要消耗大量的热，如出汗能有效地降低体温。水温的增高需要较多的热，因为先要破坏氢键才能促进分子的运动；反之，水温的降低就会形成较多的氢键，而氢键的形成会释放热量，这就使得细胞内水的温度变化不那么剧烈。
合作探究：水在植物的生命活动中具有重要作用。风干种子只有吸收足够的水才能进行旺盛的代谢活动，使胚生长。小麦种子萌发过程中吸水量随时间变化的趋势如图所示。回答下列问题：
(1)据图推测小麦种子萌发过程中吸水量与呼吸速率有怎样的相关性？为什么？
提示：据图示可知，在阶段Ⅱ，种子含水量没有多大变化，故种子吸水速率小于阶段Ⅰ；而随吸水量的增加，代谢强度大大增加，故呼吸速率大于阶段Ⅰ。
(2)说出水在小麦种子萌发过程中的作用。
提示：①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是细胞中某些代谢的反应物和产物；③是植物生长发育的必要条件。
　无机盐与细胞生活密切相关
1．存在形式：多数以离子形式存在。
2．无机盐的作用：
(1)无机盐是细胞的重要组成成分之一(2)无机盐还是某些复杂化合物的重要组成成分。(3)对维持生物体的生命活动有着重要的作用。(4)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。
注意：（1）为什么缺铁会导致贫血？答:铁是血红蛋白的重要组成部分
（2）为什么缺镁会影响光合作用？答：镁是叶绿素的重要组成部分
碘离子是甲状腺激素的必须成分
钙离子是牙齿和骨骼的必须成分
合作探究：资料1　下图是一种叶绿素分子和血红素分子局部结构简图。
资料2　植物在缺乏N、P、K等营养物质时会出现各种症状，因此生产过程中常要给植物施肥。玉米在生长过程中缺乏P，植株就会特别矮小，根系发育差，叶片小且呈暗绿偏紫色。
(1)为什么人体缺Fe会患贫血症？为什么植物缺Mg叶片会发黄？
提示：缺Fe无法合成血红蛋白；缺Mg无法合成叶绿素。
(2)由此说明无机盐具有什么生理作用？
提示：无机盐是某些复杂化合物的重要组成成分。
(3)植物体缺P常表现为生长发育不正常，这说明什么？分析为什么植物体缺P会影响其生长发育。
提示：P是植物体生长发育所必需的元素。P是组成细胞膜、细胞核的重要成分，也是细胞必不可少的许多化合物的成分。
[课堂小结]
知识网络构建
核心语句背诵
1.组成人体的大量元素是O、C、H、N、Ca、P、
K、S、Na、Cl、
Mg；微量元素是Fe、Zn、Cu、I、Mn、B、Cr、
Mo、Co、Se、F。2.水的特性与功能(1)水的特性是具有极性和氢键的形成。(2)水的功能：作为良好的溶剂，能帮助溶解和运输营养物质及代谢产物；具有调节温度的作用；是细胞中某些代谢的反应物和产物；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。3.无机盐与细胞生活密切相关(1)多数以离子形式存在。(2)无机盐的功能：是细胞的重要组成成分之一；是某些复杂化合物的重要组成成分；对维持生物体的生命活动有着重要的作用；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。
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