2.1 细胞中的元素和无机化合物（教学案）

2-1 细胞中的元素和无机化合物（教学案）
【教学目标】
1.简述组成细胞的主要元素，说出构成细胞的基本元素是碳。
2.尝试检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质，探讨细胞中主要化合物的种类。
3.通过学习体会，分析综合等过程，认同生命的物质性。
【重难点】
1.学习重点是组成细胞的主要元素和化合物和检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。
2.学习难点是构成细胞的基本元素是碳和检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。
3.学习重点是水和无机盐在细胞中的作用。
1、学海导航：
知识点 观察与思考 归纳与结论
问题探讨 据课本P16问题探讨图回答下列问题： ⑴地壳中和细胞中含量最多的元素是什么？是否一致？ ⑵各种元素在地壳中和细胞中的含量是否相同？种类是否相同？这说明了什么 ⑴地壳中和细胞中元素的______相同，这说明了生物界和非生物界具有______性。 ⑵各种元素的______不同，说明了生物界和非生物界具有_____性。
组成细胞的元素 阅读课本P16，回答下列问题： ①大量元素：_________________ _________________ 微量元素：_________________ 主要元素：_________________ 基本元素：_______ 最基本元素：_______ 据图2-1和2-2回答： 组成人体的细胞干重中含量最多的元素是____,鲜重中含量最多的元素是_____。 注： ⑴大量元素强调“量”的多。 ⑵微量元素强调“少”而“必需”，即作用大。 由附表1可以看出： ⑴同种元素在不同的生物体细胞中含量______。 ⑵同种生物的细胞中的各种元素含量______。
组成细胞的化合物 1、组成细胞的各种元素大多以____________的形式存在。 2、实验：检测生物组织中的糖类、脂质和蛋白质 （1）还原性糖用________检测，在________后，产生__________现象； （2）脂肪用________检测，产生__________现象； （3）淀粉遇_______变蓝； （4）蛋白质用________检测，产生__________现象； 3、应用该实验原理可以做什么鉴定工作？举例说明。 1、 ______ 无机化合物 ______ ______ ______ 有机化合物 ______ ______ 2、在这些化合物中,湿重中含量最多的是_______;干重中含量最多的是_______;细胞中含量最多的有机化合物是________。 3、如：用鉴定_________的原理，鉴定动物的血浆中是否含有葡萄糖，鉴定糖尿病患者的尿液中是否含有葡萄糖。 用鉴定__________的原理，鉴定某种酶、某种激素的化学本质是否是蛋白质；肾病患者的尿液中是否含有蛋白质等。
附表1：
元素 O C H N K Ca P S
人体细胞 44.43 43.5 6.24 1.46 0.92 0.23 0.20 0.17
玉米细胞 14.62 55.99 7.46 9.33 1.09 4.67 3.11 0.78
2、例题精析：
〖例1〗下列有关组成生物体细胞的化学元素的叙述，错误的是（ ）
A．在不同生物体细胞内，组成它们的化学元素种类大体相同
B．在所有生物体细胞中，各种元素含量相同
C．组成生物体细胞的化学元素，在无机自然界都能找到
D．组成生物体细胞的最基本元素是碳
解析：生物体总是不断地和外界环境进行着物质交换，有选择地从无机自然界获取各种物质来组成自身，不管相同生物还是不同生物，组成它们细胞的化学元素种类大体是相同的，但是组成它们的各种元素的含量是不同的，由此才可分为大量元素和微量元素。所有组成生物体的元素在无机自然界都能找到，没有细胞所特有的元素。
答案：B
〖例2〗将小麦种子分别置于20℃和30℃培养箱中培养4天，依次取等量的萌发种子分别制成提取液Ⅰ和提取液Ⅱ。取3支试管甲、乙、丙，分别加入等量的淀粉液，然后按下图加入等量的提取液和蒸馏水，45℃水浴保温5分钟，立即在3支试管中加入等量斐林试剂并煮沸2分钟，摇匀观察试管中的颜色。结果是（ ）
A．甲呈蓝色，乙呈砖红色，丙呈无色B．甲呈无色，乙呈砖红色，丙呈蓝色
C．甲、乙皆呈蓝色，丙呈砖红色D．甲呈浅砖红色，乙呈砖红色，丙呈蓝色
解析：20℃和30℃培养条件下相比较，30℃时产生的淀粉酶量较多，相同条件下淀粉酶催化淀粉水解成麦芽糖的速率更快，相同条件下产生的麦芽糖更多。麦芽糖属于还原性糖，与斐林试剂反应生成砖红色沉淀，麦芽糖越多显色越明显。斐林试剂本身为蓝色。
答案：D
3、学海导航：
知识点 观察与思考 归纳与结论
无机物的种类 细胞中的无机物主要包括_______和_______。
水的含量 水母的含水量达97% 鱼类：80～85% 哺乳动物：65% 幼儿身体的含水量远远高于成年人身体的含水量； 植物的幼嫩部分比老熟部分含水量更多。 水在细胞的各种化学成分中含量__________。 生物体的含水量随着________的不同有所差别； 生物体在不同的___________，含水量也不同。
水的存在形式 心脏的含水量为79%，血液的含水量为83%，二者含水量相近，为什么形态结构差异很大？ 水在细胞中以_________和_________两种形式存在。 ____________________________________叫做结合水，大约占细胞内全部水分的______； __________________________________叫做自由水。
水在细胞中的作用 结合水和自由水在细胞中分别有什么作用？ 结合水的作用： ____________________________________。 自由水的作用： 1、____________________________________。 2、____________________________________。 3、____________________________________。
无机盐的存在形式 大多数无机盐在细胞中 以什么形式存在？ 细胞中大多数无机盐以_________的形式存在，阳离子有_____________________________等； 阴离子有_____________________________等。
无机盐的作用 1、为什么缺铁会导致贫血？ 2、为什么植物体缺镁会影响光合作用？ 3、为什么要在食盐中加碘？ 4、哺乳动物的血液中如果钙离子的含量太低会出现抽搐等症状。 作用一： ____________________________________。 作用二： ____________________________________。
4、例题精析：
〖例1〗人的红细胞必须生活在含有0.9%的氯化钠的溶液中，医生常给脱水病人注射0.9%的生理盐水。因为红细胞在蒸馏水中会因吸水过多而涨破；在浓盐水中会因失水过多而皱缩，因而失去输送氧气的功能。这说明 （ ）
水分子容易进出细胞 B. 无机盐离子容易进出细胞
C. 红细胞的特性造成的 D. 无机盐对维持细胞的形态和生理功能有重要功能
解析：红细胞的生活环境为浓度相当于0.9%的氯化钠的溶液，当外界环境溶液的浓度发生变化时，细胞的形态和功能都将随之发生变化。这说明红细胞的形态和生理功能都与氯化钠有关，即与无机盐有关。
答案：D
〖例2〗表一显示几种不同生物体中水分的含量；表二显示人体中几种不同器官或组织中水分的含量。
生物 水母 鱼类 蛙 哺乳
动物 藻类 高等
植物
含水量 （%） 97 80～85 78 65 90 60～80
组织
器官 牙齿 骨髓 骨骼肌 心脏 血液 脑
含水量 （%） 10 22 76 79 83 84
从表中的数据分析，试判断下列说法的正误：
（1）构成生物体的成分中水的含量最多。 （ ）（2）生物体的含水量与生物的生活环境密切相关。 （ ）
（3）代谢旺盛的组织器官含水量较高。 （ ）（4）组织器官的形态结构差异与水的存在形式无关。（ ）
解析：从表一可知生物体中水的含量最多，生物体的含水量与生活环境密切相关；从表二可知代谢旺盛的组织器官含水量较高，组织器官的形态结构差异与水的存在形式有关。
答案：√ √ √ ×
【自我诊断】
一、基础题
1．有些马拉松运动员在比赛进入最后阶段时，下肢肌肉常发生抽搐，这是因为随着人体大量出汗而向体外排出了过量的：（ ）
A、水　　 B、钠盐　 　 C、钙盐　 　 D、尿素
2．下列与无机盐的功能无关的是：（ ）
A、是某些重要的复杂化合物的组成成分　　 B、维持细胞的形态和功能
C、维持生物体的生命活动　　　　　　　　 D、是细胞中的能源物质之一
3．一个体重为200公斤的十岁男孩，其体内脂肪组织中，占细胞重量50%以上的物质是（ ）
A、蛋白质　　 B、水 C、脂肪　 D、糖类
4．下列植物细胞中结合水的相对含量最大的是（ ）
A、休眠的蚕豆子叶细胞　　 B、玉米的胚乳细胞
C、洋葱根尖分生区的细胞　 D、成熟柑橘的果肉细胞
5．生物新陈代谢旺盛、生长迅速时，生物体内的结合水与自由水的比值（ ）
A、升高　　 B、下降 C、不变　 D、变化与此无关
答案：CDBAB
二拓展题
6.生物大分子在生物体生命活动中具有重要的作用。碳原子本身的化学性质，使它能够通过化学键连接成链状或环状，从而形成生物大分子。以上事实可以说明
①碳元素参与生物体内所有化合物的组成 ②地球上的生命是在碳元素的基础上建立起来的 ③碳元素是各种大分子化合物中含量最多的元素 ④碳元素是组成生物体内有机化合物的最基本元素
A．②③④ B．③④ C．②④ D．①③④
7.关于元素和化合物的叙述中正确的是
A．组成所有蛋白质和核酸的元素都是大量元素 B．不同生物体内元素种类大体相同
C．不同生物中各种化合物含量基本相同 D．不同生物中各种元素含量基本相同
8．在晒干的谷物中，水的含量约为13％～15％，这些水存在的状态主要是（　）
A.自由水 　B.蒸发水 　 C.结合水　 D.结晶水
答案：CBC
9．科学实验表明：生命活动旺盛的细胞，自由水/结合水的比值增大，而处于休眠状态的细胞自由水/结合水的比值减小。请分析回答下列问题：
⑴自由水以___________的形式存在于___________和___________等部位。随着发育期的不同和细胞种类的不同而有很大的差异，自由水占细胞鲜重的绝大部分，是细胞的良好_____________，有利于物质的_____________，有利于_____________的顺利进行，所以生命活动旺盛的细胞自由水的含量就_____________。
⑵干种子内含的主要是____________水，抗旱性强的植物结合水的含量__________，处于休眠状态的细胞，自由水含量______________。
⑶结合水和自由水是可以____________的。
答案：⑴游离 细胞质基质 液泡 溶剂 运输 生物化学反应 高
⑵结合水 高 低 ⑶相互转化