高中生物第二章细胞的化学组成细胞中的元素和无机化合物学案新人教必修

高一生物苏教版必修1课时作业2.1 细胞中的元素和无机化合物

第一节细胞中的元素和无机化合物

目标导航 1.结合材料P8～9，举例说出组成细胞的元素。2.结合教材P9～10，举例说出细胞中无机化合物的功能、存在形式和作用。

一、组成细胞的元素(阅读P8～9)

1.元素的种类

(1)按与生命的关系，可以分为必需元素和非必需元素。缺乏必需元素可能导致疾病。

(2)按含量的多少，必需元素分为大量元素和微量元素。其中大量元素有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等，微量元素有Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。微量元素虽含量少，作用却很大。

2.不同种类生物体内所含的元素种类基本相同，但是每种元素的含量却有多有少。

3.一些山区居民患有克山病，该病与缺硒有明显关系。

二、细胞中的无机化合物(阅读P9～10)

1.细胞中的化合物

(1)种类

①无机化合物：水和无机盐。

②有机化合物：糖类、脂质、蛋白质和核酸。

(2)含量

①含量最多的化合物是水。

②含量仅次于水的化合物是蛋白质。

③有机化合物中含量最多的是蛋白质。

2.细胞中的水

在活细胞中，含量最多的物质是水，一切细胞都是生活在水环境中的。

(1)结合水：其与细胞内的其他物质相结合，是组成细胞结构的重要成分。其在休眠的种子、越冬的植物、生活在干旱和盐渍条件下的植物的细胞中含量较多，使得它们抵抗不良环境的能力增强。

(2)自由水

①自由水可以自由流动，是细胞内的良好溶剂。

②自由水可作为细胞中几乎所有的生物化学反应的介质，有的直接还作为反应物参与生物化学反应。

③生物体内的各种物质只有溶解在水中，才能运送到各个细胞并被其吸收和利用，自由水还能将细胞代谢废物排出体外。

3.细胞中的无机盐

无机盐在细胞中常以离子形式存在，虽然含量比较少，但在生物体的生命活动中却不可缺少。生物体内的无机盐过多或过少，均会影响其生命活动，例如血液中的钙离子缺少时，会发生肌肉抽搐现象，而血钙过高时又会出现肌肉乏力现象。

一、组成细胞和生物体的元素

1.组成细胞和生物体的元素

(1)种类

细胞中最常见的化学元素有20多种。

元素项目大量元素微量元素

含量较多(高于万分之一) 很少(低于万分之一)

种类C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等

(2)各种元素的归属范围

(3)特点：组成生物体的化学元素种类大体相同；在不同的生物体内，各种化学元素的含量相差很大。

(4)作用：无论是大量元素还是微量元素都是生物体必需的，对维持生物体生命活动有重要作用。

2.生物界与非生物界的统一性和差异性

1.组成细胞的化学元素均可从无机自然界中找到吗？生物体有无特殊的元素？

答案组成细胞的化学元素均可从无机自然界中找到，没有一种是生物体所特有的。

2.你能从生物与无机自然界所组成元素的异同关系中得出什么结论？

答案生物界与无机自然界既具有统一性，又具有本质上的不同。

3.微量元素含量很少，是不是说作用不重要，可有可无？请进行解释。

答案不是。微量元素和大量元素均是生物必需的元素，微量元素含量虽然很少，但是对生物体一样具有重要的作用，不可缺少。

4.是不是生物体内含有的元素不是大量元素就是微量元素？为什么？

答案不是。无论是大量元素还是微量元素，都是生物体必需的元素，对于维持生物体的生命活动起着非常重要的作用。如果不是生物体必需的元素，不管含量高低，都不是大量元素或者微量元素。

1.人体内微量元素的含量甚微，但是对人体的健康却起着重要作用。下列各组元素全部是微量元素的是( )

A.Na、K、O、S

B.B、Mo、Fe、Cu

C.N、H、O、P、C

D.Fe、Ca、Cu、C

问题导析(1)大量元素：C、H、O、N、P、S、Ca、Mg、K等。

(2)微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu等。

答案 B

一题多变

土壤缺硼(B)时，植物会表现出一定的病症，在有该病症的植株叶面上喷施很少量的一定浓度的含硼溶液后，该病症消失，这说明硼是植物体的________(大量/微量)元素。

答案微量

二、细胞中的无机化合物

1.细胞中水的存在形式及其生理作用

2.自由水和结合水的相对含量与生物体的结构和功能关系

(1)自由水和结合水是可以相互转化的。自由水的相对含量越高，细胞代谢越旺盛，如种子萌发时，先要吸足水分，以增加自由水的含量，才能进行旺盛的生命活动。

(2)结合水的相对含量越高，细胞的抗旱、抗寒能力越强，如冬季植物吸水减少，细胞中结合水相对含量升高，使植物抗寒性增强。再如生活在干旱环境中的植物，结合水相对含量高，降低了蒸腾作用(蒸腾作用散失的是自由水)。

(3)细胞中两种形式水的相对含量不同，会影响组织、器官的形态特点，如心肌和血液中水的含量相当，但心肌中结合水含量相对较高，血液中自由水含量相对较高。

3.细胞中的无机盐

含量

较少

存在形式主要以离子形式存在，如Na＋、K＋、Ca2＋、Cl－、HCO－3；少数以化合态存在，如I －构成甲状腺激素等

生理作用合成有机物的原料，如Mg2＋是叶绿素的必需成分、P是合成核苷酸的原料

②合成某些具有特殊生理功能的物质的原料，如Fe2＋是血红蛋白的重要成分

③维持细胞的酸碱平衡，如红细胞中的K2HPO4/KH2PO4、HCO－3/H2CO3

1.与枝叶繁茂的夏季相比，冬季的北方落叶树结合水与自由水的比值上升了还是下降了？这有何意义？

答案冬季的落叶树的结合水与自由水的比值有所上升，可降低代谢，增强抗逆性，对于树木抵御严寒有重要意义。

2.无机盐缺乏会引起相应的疾病，所以我们要大量补充多种无机盐，对吗？

答案不对。无机盐摄入过量同样会引起多种疾病。如摄入钙过量会引起胆结石、动脉粥样硬化；氟过量会使牙齿出现斑点。

3.以下事实分别说明无机盐有什么生理功能？

(1)有植物合成蛋白质需要含氮的无机盐；组成细胞膜、核酸和ATP需要含氮和磷的无机盐；碳酸钙是动物和人体的骨骼、牙齿中的重要成分等。

(2)有些无机盐离子是酶、激素或维生素的重要组成成分。

(3)人体血液中HPO2－4/H2PO－4和H2CO3/HCO－3等组成的重要酸碱缓冲体系调节并维持生物体的酸碱平衡。

答案(1)有些无机盐是细胞和生物体内有机物的重要组成部分。

(2)许多种无机盐离子是合成某些具有特殊生理功能的物质的原料。

(3)维持生物体内的酸碱平衡。

4.为什么人体缺铁会导致贫血？为什么植物缺镁会影响光合作用？

答案铁是血红蛋白的重要组分。镁是叶绿素的重要组分。

2.卷柏有“九死还魂草”之称，它在干枯后，若得到充足的水仍能成活，其原因是( )

A.失去的水为自由水