组成生物体的化学元素教案

组成生物体的化学元素教案

【教学目的】

1．组成生物体的化学元素主要有20多种，包括大量元素和微量元素。

2．组成生物体的主要化学元素的重要作用。

3．生物界与非生物界的统一性和差异性。

【教学重点】

组成生物体的化学元素的种类（大量元素及微量元素）和重要作用。

【教学难点】

生物界与非生物界的统一性和差异性。

【教学用具】

玉米和人体的主要化学元素的种类和含量对比表图片。

【教学方法】

教师讲述与学生讨论相结合的方式。

【教学安排】

10分钟

【教学过程】

引言

在绪论的学习中我们已经知道了生物体有6个基本特征。首先我们一起来回忆一下这六个特征？分别是共同的物质基础、细胞、新陈代谢、生长、繁殖和遗传、应激性。对于地球上已知的大约800多万种生物来说，无论它们个体的大小、形态、结构和生理功能如何，它们的生命活动都有共同的物质基础。而这些物质主要是指组成生物体的化学元素和化合物。这一节课我们来了解组成生物体的化学元素。

一、组成生物体的化学元素

组成生物体的化学元素种类有许多，它们

的含量也各不相同，下面我们以玉米和人体为

例（如左图），来说明组成生物体的化学元素

的种类和含量。

思考题：组成玉米和人体的各种化学元素在含量有

什么共同点和不同点？

共同点：在这些元素中，C、O、H、N 这4种元素的含量最多。

不同点：（1）组成生物体的化学元素虽然大体相同，但是，在不同的生物体内，各种化学元素的含量相差很大。例如：元素O在玉米体内占44.43 %，而在人体内只占14.62 %；元素N在玉米体内占6.24 %，而在人体内只占9.33 %。

（2）在同种生物体内，各种化学元素的含最相差也很大。例如：人体内，C占55.99%，而S只占0.78%，Zn更少，只占0.01%。

图中所列的化学元素并不是组成生物体的所有化学元素，在生物体的细胞内至少可以找到62种元素，其中常见的约有29种，其中重要的有24种。所以，一般情况下可以说组成生物体的化学元素主要有20多种。从图中我们可以知道，组成玉米和人体的基本元素是C。C、H、O、N、P、S这6种元素是组成原生质的主要元素，大约共占原生质总量的97%。

由于不同生物的元素种类大体相同，常见的有20多种，而不同生物的同种元素的含量不同，同种生物不同元素含量不同。因此，根据组成生物体的化学元素在生物体内的含量，我们将这些主要的生物元素分为两大类：

1.大量元素：指含量占生物体总量万分之一以上的元素。例如C、H、O，N、P、S、K、Ca、

Mg等。其中，C、0、N、H是组成生物体的基本元素。

2.微量元素：通常是指生物进行生命活动所必需，但需要量却很少的一些元素。例如Fe、

Mn、Zn、Cu、B、Mo等。

强调：微量元素在生物体内的含量很少，却是维持正常生命活动不可缺少的。

例如：微量元素B（硼）能够促进花粉的萌发和花粉管的伸长，当柱头和花柱中积累了大量B时，有利于受精作用的顺利进行。在缺少B时，花药和花系萎缩，花粉发育不良，也就是我们常说的“花而不实”。

二、组成生物体的化学元素的重要作用

主要有两方面的重要作用：

一是化学元素进一步组成多种多样的化合物，是生物体生命活动的物质基础。

如蛋白质、核酸、糖类、脂肪等生命活动的基本物质。例如具有生物催化作用的酶蛋白，具有免疫作用的抗体蛋白，就是由C、H、O、N等元素组成的。所有的生物的遗传物质--核酸就是由C、H、O、N、P等元素组成的。

二是能够影响生物体的生命活动。

举例：Mg：叶绿素的组成元素，植物缺镁，患“黄叶病”。

B：促进花粉的萌发和花粉管的伸长，缺少B时，“花而不实”。

Fｅ：血红蛋白的组成元素，缺Fe患“缺铁性贫血”。

Ｉ：甲状腺素的组成元素，当缺乏时会造成甲状腺合成减少，引起甲状腺肿胀，俗称“大脖子病”。

Zn：与多种酶、核酸、蛋白质的合成有关，能促进人体的生长，当幼儿时期缺少Zn 元素时，将会影响该小孩的长高。

那么是不是补的越多越好呢？当然是否定的。

伯特兰德（G.Bertrand）定律指出生物缺少某种必需的元素时就不能生存，适量时正常生长，过量时有毒。

例如：钙是人体含量占第五位的元素，构成骨骼和牙齿，维持神经和肌肉的活动，促进体内酶的活动等。

钙缺乏：长期缺乏钙和维生素D可导致儿童生长发育迟缓、骨软化及骨骼变形，严重者可导致佝偻病，中年人尤其是孕妇易患骨质软化症，老年人尤其是绝经后的女性易患骨质疏松症。钙缺乏者牙齿质量不高，易患龋齿。

钙过多：血清钙含量过高，则可抑制神经、肌肉的兴奋性--肌无力。

清华女生铊中毒案件：

铊是一种稀有金属元素，银白色，质软，高毒类，燃烧时能发出十分美丽的绿色光焰。

铊和铊的氧化物都有毒，能使人的中枢神经系统、肠胃系统及肾脏等部位发生病变。

人如果饮用了被铊污染的水或吸入了含铊化合物的粉尘，就会引起铊中毒。

急性铊中毒患者，有恶心、呕吐、腹绞痛，甚至昏迷、抽搐、休克等症状。

慢性铊中毒患者，初期为全身无力、食欲减退、头晕、头痛、失眠，随后便出现手指震颤、视力减退、脱发等症状。

关于组成生物体的化学元素的作用，他们只有在生活的机体中，进一步组成多种多样的化合物，才能体现出来。也就是说，化合物是生物体生命活动的物质基础。

三、生物界与非生物界的关系

在之前的学习中我们从生物的主要特征了解了生物与非生物之间的区别，那么现在我们来从元素水平上认识生物与非生物之间的区别和联系？

提问：1.请比较组成生物体的化学元素与无机自然界化学元素的种类，你会发现什么现象?这种现象说明了什么？你能解释这种现象吗？

组成生物体的化学元素，在无机自然界都可以找到，没有一种化学元素是生物界所特有的。这个事实说明，生物界和非生物界具有统一性。产生这种现象的原因是生命本来是从无机自然界产生的，当然组成生命的物质来自于无机自然界，两者是统一的。

2.既然生物界与非生物界具有统一性，那么组成生物体的化学元素在生物体内和在无机自然界中的含量是否相同呢？这个事实又说明什么呢？请阅读教材P11有关内容回答。

组成生物体的化学元素，在生物体内和在无机自然界的含量不仅不同，而且相差很大。例如C、H、N这3种化学元素在组成人体的化学成分中，质量分数共占73%左右，而这3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，生物界和非生物界还具有差异性。