(共34张PPT)
第二章
细胞由多种多样的分子组成
第一节
细胞由多种元素和化合物组成
沪科版
高中生物
学习目标
能阐述细胞是由多种元素和化合物组成。
1.文化基础：说出构成细胞的化学元素及化合物的合成方式。
2.自主发展：认同生命的物质性，形成生物界在物质组成上的统一性的物质观。
3.社会参与：探究元素和化合物对动植物生命活动的影响
《己亥杂诗》
浩荡离愁白日斜，
吟鞭东指即天涯。
落红不是无情物，
化作春泥更护花。
生物的遗体和残落物被分解后"归还"给__________________，而分解产物又被生物有选择地从_________________中"回收"利用，如此循环往复，生生不息。
无机环境
无机环境
细胞是生命活动的____________________，但细胞是由没有生命特性的____________________组成的。
一、细胞含有多种化学元素
基本结构单位
化学元素
细胞内各种复杂的生命活动，都是以一定的___________________为基础，__________________在细胞内的相互作用和运行方式，均遵循化学的基本__________________。
细胞与非生命物体最关键的区别是细胞能利用____________________构建自身的结构并维持代谢活动。
各种化学元素
化学元素
化学元素
原理和规律
1.地球上的化学元素都是细胞的组成成分吗?
提示：不是。目前已知地球上天然存在的化学元素有
90
多种，而在生物体内常见的化学元素只有20多种。
探索生物体中的化学元素
阅读资料P18—20，回答相关问题
2.生物体内究竟有没有在无机环境中找不到的特殊"生命元素"?
提示：没有。这说明了生物界和非生物界具有统一性。
元素
地壳
细胞
O
48.60
65.0
Si
26.30
极少
C
0.087
18.0
N
0.03
3.0
H
0.76
10.0
3.生物体中的元素含量和无机环境中的含量有区别吗？
提示：有，相差很大。生物界和非生物界还具有差异性。
4.海水、地壳、南瓜和人体细胞的元素种类和含量有何不同?
提示：比较海水、地壳、南瓜和人体细胞中不同元素的质量分数，氧等元素含量都比较高；海水含氯元素较高，人体和南瓜较少。
5.比较玉米和人体细胞（干重）中的几种主要元素含量的差异，尝试解释其原因。
提示：说明不同生物种类之间元素含量相差很大。体现了生物界与非生物界的差异性。
6.原子序数是指元素在周期表中的序号，在数值上等于原子核的核电荷数（即质子数）或中性原子的核外电子数。和人体一样，其他生物体中含量超过体重万分之一的元素，其原子序数均在20以内，这对构建生命物质有何意义?
提示：说明不同生物种类之间元素含量相差很大。体现了生物界与非生物界的差异性。
组成细胞的元素
总结归纳
2.分类：
２０多种
1.种类：
根据含量分为:
大量元素：
指含量较多的元素（占生物体总重量万分之一以上的元素）。如C、H、O、N、S
、Ｐ、Ｃa、Ｍg、Ｋ等。
微量元素：
指含量很少但生物体生活所必需的一些元素。如Fe、Mn、Ｂ、Zn、Ｍo、Cu等。（新铁B阿童木猛）
几十年前,新西兰有一个牧场的大片牧草长势很弱,有的甚至发黄枯萎,即使使用了大量的N,P,K肥也无济于事,后来,人们偶然发现牧场内的一小片牧草长得十分茂盛,原来,这一片”绿洲”的附近有一座钼矿,矿工每天上下班总是抄近路走,他们的鞋子个踩过的地方,牧草绿油油的,经过科学家的化验和分析,一公顷牧草只需150克钼就足够了.
通过分析,你能得出什么结论呢?
提示：各种元素在生物体内的含量不同，但对细胞的代谢和生物体的生命活动都起到了特定的不可替代的作用。
部分微量元素的缺乏症：
缺Fe会使人患贫血等症状；
缺Zn使人发育受影响，性器官的发育不良等;
缺Ｉ会导致甲状腺肿等。
生物体和地壳、海洋、大气等非生命的无机环境相比，各种元素的相对________________却又差异很大，这说明了生命物质的________________。
组成细胞的化学元素都能在______________________中找到，没有一种元素是_____________________的，这说明生物界和非生物界的物质组成具有____________________。
无机自然界
生物体特有
统一性
含量
特殊性
二、细胞是由各种化合物组成
1.组成细胞的化学元素大多以__________________的形式存在
化合物
2.类别
(2)含碳和氢的化合物大都是有机化合物（不包括碳的氧化物、碳的硫化物、碳酸、碳酸盐、氰化物等），简称有机物。细胞中的有机物主要包括_____________、脂质、__________________与核酸等。
(1)无机化合物简称无机物，通常是指不含碳的化合物。细胞中的无机物主要是_________和各种________________。
水
无机盐
糖类
蛋白质
化合物
质量分数%
水
85-90
无机盐
1-1.5
蛋白质
7-10
脂质
1-2
糖类和核酸
1-1.5
(1)占鲜重含量最多的无机化合物是________
(2)细胞内含量最多的有机化合物是________
细胞中含量最多的无机化合物是________
组成细胞的化合物
①无机化合物
②有机化合物
一定含有C
一般不含C，
但CO、CO2等除外
水
蛋白质
水
拓展
②碳原子最外层有______个电子，既不易___________，也不易_________________。因此，碳原子通常会和其他原子通过共用电子对形成
________个共价键，既可以形成_____________，也可以形成___________________。自然界中最简单的有机物是_____________。
①有机物种类繁多，这是由_______________的结构决定的
碳原子
4
失电子
得电子
4
单键
双键或三键
甲烷
③在细胞中，碳原子与碳原子之间通过高度稳定的_______________相互连接，构成了各种复杂有机物的________________即___________（
carbon
chain）。
共价键
共价键
碳链
④这些碳链长短各异，有线状、分支状、环状等多种形状，碳链上的碳原子还可以与
H、O、N、P、S等原子或原子团通过_____________相结合，进而组成____________________千差万别的有机物。碳链的结构、___________以及与碳链相连接的_________________，决定了有机物的__________________。
共价键
结构和功能
长度
原子团
基本性质
指有机物中化学性质比较___________、容易发生________________的原子或原子团。如：
⑤官能团:
活泼
化学反应
例如:
醇的官能团是_____________（—OH），氨基酸的官能团是_____________（—COOH）和________________（—NH，）等。
羟基
羧基
氨基
⑥有机小分子:
相对分子质量___________，结构____________，例如葡萄糖、氨基酸、核苷酸等生物体中的有机物。
较小
简单
⑦生物大分子
由众多结构相同或相似的__________________（单体），通过
________________所生成的结构_______________、相对分子质量非常大的_________________（多聚体）。例如：
有机小分子
缩合反应
复杂
有机物
例如：蛋白质、核酸、淀粉、糖原、纤维素等。这些生物大分子都可以通过_____________________再分解成许多有机小分子。
水解反应
缩合反应
水解反应
细胞主要由C、H、O、N、P、S
等元素组成，这些元素组成了种类繁多的化合物，其中以______________为骨架形成了复杂的生物大分子，承担了细胞的大部分___________________，所以C是组成细胞的____________________。
总结归纳
碳链
生命活动
最基本元素
细胞中的__________和____________是细胞生命活动的物质基础。
元素
化合物
1.元素是由具有共同特点的原子组成的。不同的原子又通过各种形式的大小小的分子。组成细胞的元素和各种化合物是细胞生命活动的物质基础。下胞中主要元素或化合物所占细胞质量的比例关系。
(1)若该图表示活细胞中各种化学元素的含量，则Ａ应
该为__________元素；若该图表示细胞的各化学元素占
细胞干重的质量百分数，则为____________元素。
(2)若该图为活细胞中化合物组成情况，则Ａ中所含有的化合物元素为____________；若该图表示已经完全脱水后细胞中各种化合物组成情况，则Ａ是________________。
三、学业检测与巩固练习
O
C
水
蛋白质
（3）活细胞中含量最多的元素不是碳元素，为什么碳却是构成细胞的最基本元素?
提示：组成细胞主要由C、H、O、N、P、S
等元素组成，这些元素组成了种类繁多的化合物，其中以碳链为骨架形成了复杂的生物大分子，承担了细胞的大部分生命活动。所以碳是构成细胞的最基本元素。
（4）细胞是构筑生命大厦的基石。作为一个复杂的生命系统，细胞需要不断地与外界环境发生物质、能量和信息上的交流。组成细胞的化学元素和化合物是否都能够在无机环境中找到?这说明了什么?
提示：组成细胞的化学元素，在无机自然界都能找到，没有一种化学元素为细胞所特有，这说明生物界和非生物界是统一的．糖类，蛋白质，脂肪等有机物在无机环境中是不存在的。中小学教育资源及组卷应用平台
《细胞由多种元素和化合物组成》教学设计
课题
第一节细胞由多种元素和化合物组成
单元
第二章
学科
生物
年级
高一
学习目标与核心素养
能阐述细胞是由多种元素和化合物组成。1.文化基础：说出构成细胞的化学元素及化合物的合成方式。2.自主发展：认同生命的物质性，形成生物界在物质组成上的统一性的物质观。3.社会参与：探究元素和化合物对动植物生命活动的影响
重点
能阐述细胞是由多种元素和化合物组成。
难点
认同生命的物质性，探究元素和化合物对动植物生命活动的影响
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
古诗鉴赏，展示“落花”图片，分析“落花”的寓意和实际的意义。《己亥杂诗》浩荡离愁白日斜，吟鞭东指即天涯。落红不是无情物，化作春泥更护花。
课前查阅资料，欣赏鉴赏《己亥杂诗》，分析植物落花后的去向，概括落花实际意义。
借助古诗鉴赏，联系生活实例，激发学生的学习兴趣。
讲授新课
生物的遗体和残落物被分解后"归还"给无机环境，而分解产物又被生物有选择地从无机环境中"回收"利用，如此循环往复，生生不息。一、细胞含有多种化学元素细胞是生命活动的基本结构单位，但细胞是由没有生命特性的化学元素组成的。细胞与非生命物体最关键的区别是细胞能利用各种化学元素构建自身的结构并维持代谢活动。细胞内各种复杂的生命活动，都是以一定的化学元素为基础，化学元素在细胞内的相互作用和运行方式，均遵循化学的基本原理和规律。探索生物体中的化学元素阅读资料P18—20，回答相关问题1.地球上的化学元素都是细胞的组成成分吗?提示：不是。目前已知地球上天然存在的化学元素有
90
多种，而在生物体内常见的化学元素只有20多种。2.生物体内究竟有没有在无机环境中找不到的特殊"生命元素"?提示：没有。这说明了生物界和非生物界具有统一性。3.生物体中的元素含量和无机环境中的含量有区别吗？提示：有，相差很大。生物界和非生物界还具有差异性。4.海水、地壳、南瓜和人体细胞的元素种类和含量有何不同?提示：比较海水、地壳、南瓜和人体细胞中不同元素的质量分数，氧等元素含量都比较高；海水含氯元素较高，人体和南瓜较少。5.比较玉米和人体细胞（干重）中的几种主要元素含量的差异，尝试解释其原因。提示：说明不同生物种类之间元素含量相差很大。体现了生物界与非生物界的差异性。6.原子序数是指元素在周期表中的序号，在数值上等于原子核的核电荷数（即质子数）或中性原子的核外电子数。和人体一样，其他生物体中含量超过体重万分之一的元素，其原子序数均在20以内，这对构建生命物质有何意义?提示：说明不同生物种类之间元素含量相差很大。体现了生物界与非生物界的差异性。总结归纳组成细胞的元素1.种类：２０多种2.分类：大量元素：指含量较多的元素（占生物体总重量万分之一以上的元素）。如C、H、O、N、S
、Ｐ、Ｃa、Ｍg、Ｋ等。微量元素：指含量很少但生物体生活所必需的一些元素。如Fe、Mn、Ｂ、Zn、Ｍo、Cu等。（新铁B阿童木猛）几十年前,新西兰有一个牧场的大片牧草长势很弱,有的甚至发黄枯萎,即使使用了大量的N,P,K肥也无济于事,后来,人们偶然发现牧场内的一小片牧草长得十分茂盛,原来,这一片”绿洲”的附近有一座钼矿,矿工每天上下班总是抄近路走,他们的鞋子个踩过的地方,牧草绿油油的,经过科学家的化验和分析,一公顷牧草只需150克钼就足够了.通过分析,你能得出什么结论呢?提示：各种元素在生物体内的含量不同，但对细胞的代谢和生物体的生命活动都起到了特定的不可替代的作用。部分微量元素的缺乏症：缺Fe会使人患贫血等症状；缺Zn使人发育受影响，性器官的发育不良等;缺Ｉ会导致甲状腺肿等。组成细胞的化学元素都能在无机自然界中找到，没有一种元素是生物体特有的，这说明生物界和非生物界的物质组成具有统一性。生物体和地壳、海洋、大气等非生命的无机环境相比，各种元素的相对含量却又差异很大，这说明了生命物质的特殊性。二、细胞是由各种化合物组成1.组成细胞的化学元素大多以化合物的形式存在2.类别(1)无机化合物简称无机物，通常是指不含碳的化合物。细胞中的无机物主要是水和各种无机盐。(2)含碳和氢的化合物大都是有机化合物（不包括碳的氧化物、碳的硫化物、碳酸、碳酸盐、氰化物等），简称有机物。细胞中的有机物主要包括糖类、脂质、蛋白质与核酸等。拓展：(1)占鲜重含量最多的无机化合物是水(2)细胞内含量最多的有机化合物是蛋白质细胞中含量最多的无机化合物是水。①有机物种类繁多，这是由碳原子的结构决定的②碳原子最外层有4个电子，既不易失去电子，也不易得电子。因此，碳原子通常会和其他原子通过共用电子对形成4个共价键，既可以形成单键，也可以形成双键或三键。自然界中最简单的有机物是甲烷。③在细胞中，碳原子与碳原子之间通过高度稳定的共价键相互连接，构成了各种复杂有机物的共价键即碳链（
carbon
chain）。④这些碳链长短各异，有线状、分支状、环状等多种形状，碳链上的碳原子还可以与
H、O、N、P、S等原子或原子团通过共价键相结合，进而组成结构和功能千差万别的有机物。碳链的结构、长度以及与碳链相连接的原子团，决定了有机物的基本性质。⑤官能团:指有机物中化学性质比较活泼、容易发生化学反应的原子或原子团。如：例如:
醇的官能团是羟基（—OH），氨基酸的官能团是羧基（—COOH）和氨基（—NH，）等。⑥有机小分子:相对分子质量较小，结构简单，例如葡萄糖、氨基酸、核苷酸等生物体中的有机物。⑦生物大分子由众多结构相同或相似的有机小分子（单体），通过缩合反应所生成的结构复杂、相对分子质量非常大的有机物（多聚体）。例如：例如：蛋白质、核酸、淀粉、糖原、纤维素等。这些生物大分子都可以通过水解反应再分解成许多有机小分子。分析：缩合反应和水解反应总结归纳细胞主要由C、H、O、N、P、S
等元素组成，这些元素组成了种类繁多的化合物，其中以碳链为骨架形成了复杂的生物大分子，承担了细胞的大部分生命活动，所以C是组成细胞的最基本元素。细胞中的元素和化合物是细胞生命活动的物质基础。三、学业检测与巩固练习1.元素是由具有共同特点的原子组成的。不同的原子又通过各种形式的大小小的分子。组成细胞的元素和各种化合物是细胞生命活动的物质基础。下胞中主要元素或化合物所占细胞质量的比例关系。(1)若该图表示活细胞中各种化学元素的含量，则Ａ应该为__________元素；若该图表示细胞的各化学元素占细胞干重的质量百分数，则为____________元素。(2)若该图为活细胞中化合物组成情况，则Ａ中所含有的化合物元素为____________；若该图表示已经完全脱水后细胞中各种化合物组成情况，则Ａ是________________。1.元素是由具有共同特点的原子组成的。不同的原子又通过各种形式的大小小的分子。组成细胞的元素和各种化合物是细胞生命活动的物质基础。下胞中主要元素或化合物所占细胞质量的比例关系。(1)若该图表示活细胞中各种化学元素的含量，则Ａ应该为__________元素；若该图表示细胞的各化学元素占细胞干重的质量百分数，则为____________元素。(2)若该图为活细胞中化合物组成情况，则Ａ中所含有的化合物元素为____________；若该图表示已经完全脱水后细胞中各种化合物组成情况，则Ａ是________________。提示：组成细胞主要由C、H、O、N、P、S
等元素组成，这些元素组成了种类繁多的化合物，其中以碳链为骨架形成了复杂的生物大分子，承担了细胞的大部分生命活动。所以碳是构成细胞的最基本元素。（4）细胞是构筑生命大厦的基石。作为一个复杂的生命系统，细胞需要不断地与外界环境发生物质、能量和信息上的交流。组成细胞的化学元素和化合物是否都能够在无机环境中找到?这说明了什么?提示：组成细胞的化学元素，在无机自然界都能找到，没有一种化学元素为细胞所特有，这说明生物界和非生物界是统一的．糖类，蛋白质，脂肪等有机物在无机环境中是不存在的。5.生活在沙漠中的仙人掌和生活在珊瑚礁中美丽的珊瑚鱼，组成它们的化学元素种类
（
C
）
A.差异很大
B.有些差异
C.大体相同
D.没有一定标准6．在生物体内含量较少，但对维持生物体正常生命活动必不可少的元素是（
C
）
A.Fe、Mn、Zn、Mg
B.Zn、Cu、Mn、Ca
C.Zn、Cu、B、Mn
D.Mg、Mn、Cu、Mo课题探究探究化学元素对植物生命活动的影响提出问题某种化学元素的缺失对植物的生命活动有什么影响？2.制定并实施研究计划①怎么配制培养液查阅植物的水培方法以及全素培养液、缺素培养液的配制方法。准备材料器具并配制（或购买）各类培养液。②怎样培养植物◆各实验小组选择缺素种类，确定所培养的植物种类并育苗。◆设置实验组（缺素培养）和对照组（全素培养），分别对幼苗进行缺素和全素培养。◆待缺素培养幼苗出现明显的缺素症状后，将缺素培养液更换为全素培养液，继续培养并观察缺素症状的变化情况。③如何进行观察和记录●设计表格，记录培养过程中叶的数量、根系投影面积、叶色及株高的变化等，在实验结束后分别称量叶与根的鲜重。◆详细记录各组植物的生长状况。重点记录缺素培养的植物缺素症状出现的时间和部位，并拍照存档。3.成果交流①各组以表格、照片或观察日志等方式展示研究结果。②分析缺素培养导致植物产生相应症状的原因。③根据当地作物或公园花卉的生产和土壤情况，向管理者提出合理化的施肥建议。栽前栽后结论完全培养液??缺P??缺K??缺N??缺Mg??缺氮：当植物缺氮时我们就会发现植物生长矮小，分枝很少，叶片小而薄，花果少且容易脱落；枝叶变黄，叶片早衰甚至干枯，产量降低。缺磷：多种代谢过程受到抑制，植株生长缓慢，叶片变小，叶色暗绿或淡绿，缺乏光泽。同时表现出植株矮小，结实不良，延迟成熟。缺钾：一般表现为最初老叶叶尖及叶缘发黄，以后黄化部逐步向内伸展同时叶缘变褐、焦枯、似灼烧，叶片出现褐斑，病变部与正常部界限比较清楚，尤其是供氮丰富时，健康部分绿色深浓，病部赤褐焦枯，反差明显。严重时叶肉坏死、脱落。根系少而短，活力低，早衰。缺镁：最明显的病症是叶片贫绿，其特点是首先从下部叶片开始，往往是叶肉变黄而叶脉仍保持绿色，这是与缺氮病症的主要区别。严重缺镁时可引起叶片的早衰与脱落。
【学习活动一】学生阅读课本P18—19，联系实际，思考以下问题，阐述细胞含有多种化学元素的。通过资料学习及分析，归纳小结组成细胞的元素。【学习活动二】学生阅读课本P20—22，阐述分析化合物的分类及构成方式。根据所学，完成相关练习查阅资料，完成探究实验。
提出问题，引导学生阅读，导入新课。通过阅读，培养学生获取信息的能力，加深学生对概念的认识，激发学生的科学研究的兴趣。指导学生学会通过资料概括知识要点，体现学生为主导，教师引导，提高学生学习的参与性和主动性。通过阅读，培养学生获取信息的能力，加深学生细胞中的化合物的认识。回顾旧知，巩固和应用所学知识。通过探究实验，提高学生动手能力和观察能力，激发学生学习的兴趣。
课堂小结
1.细胞含有多种化学元素生物体常见化学元素20多种，不可替代性，统一性，特殊性。2.细胞由多种化合物构成无机化合物、有机化合物
板书
1.细胞含有多种化学元素①20多种，②不可替代性，③统一性，④特殊性。2.细胞由多种化合物构成①无机化合物②有机化合物
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精品试卷·第
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