高中生物分子和離子選學(xué)無機(jī)物

關(guān)于高中生物分子和離子選學(xué)無機(jī)物第1、2節(jié)分子和離子(選學(xué))無機(jī)物第2頁,共47頁，2024年2月25日，星期天第3頁,共47頁，2024年2月25日，星期天第4頁,共47頁，2024年2月25日，星期天組成細(xì)胞的元素

結(jié)構(gòu)

功能

物質(zhì)

元素

O

第5頁,共47頁，2024年2月25日，星期天[思維激活1]

通過觀察教科書上“表1－1組成人體的主要元素”，我們可以得出哪些結(jié)論？提示

(1)組成人體的化學(xué)元素在無機(jī)自然界都可以找到，事實上其他生物體的情況也是這樣的。沒有一種化學(xué)元素是生物界所特有的，這說明了生命的物質(zhì)性，也說明了生物界與非生物界是統(tǒng)一的。(2)組成人體的化學(xué)元素在人體內(nèi)和無機(jī)自然界中的含量差異很大，說明了生物界與非生物界除了統(tǒng)一性以外，還有差異性。(3)組成人體的各種化學(xué)元素在人體中的含量是不同的。其中O、C、H、N的含量比較多。第6頁,共47頁，2024年2月25日，星期天3．同位素示蹤同位素是指____不同而_________相同的原子。放射性同位素能發(fā)生衰變而產(chǎn)生放射性，易于檢測，如利用14C標(biāo)記的二氧化碳(14CO2)來追蹤光合作用時碳元素在植物體內(nèi)的運行和變化，這種研究技術(shù)就叫做____________，其中14C又叫_________?？捎糜谥委熂谞钕倌[大的是碘的放射性同位素?；瘜W(xué)性質(zhì)同位素示蹤示蹤原子質(zhì)量第7頁,共47頁，2024年2月25日，星期天1．細(xì)胞中的元素種類和含量分析(1)大量元素與微量元素在構(gòu)成生物體必需的20多種元素中，有些在生物體內(nèi)的含量較多，有些含量較少，根據(jù)它們在生物體內(nèi)含量的不同，可分成大量元素和微量元素兩大類。①大量元素含量占生物體總重量萬分之一以上的元素，叫做大量元素，包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。第8頁,共47頁，2024年2月25日，星期天名師點晴(1)在人體內(nèi)：氧(65.0%)＋碳＋氫＝93%；(2)氮、鈣、磷含量也較多，占5.8%。(3)在細(xì)胞鮮重中，含量最多的元素是氧元素。在細(xì)胞干重中，含量最多的元素是碳元素。②微量元素含量比較少，但又是生命活動所必需的元素，叫做微量元素，如Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo等。Fe的含量比一般微量元素多一些，比大量元素又少一些，因此又叫半微量元素。微量元素在生物體內(nèi)含量雖然很少，但它們對維持生物體正常生命活動是不可缺少的。第9頁,共47頁，2024年2月25日，星期天名師點晴(1)大量元素和微量元素都是生命活動所必需的，不同生物體內(nèi)的元素種類大體相同，但各種元素的含量相差很大。(2)組成生物體的元素(可用下圖來記憶)：第10頁,共47頁，2024年2月25日，星期天【鞏固1】

下列有關(guān)組成生物體的化學(xué)元素的論述中，正確的是(

)。A．組成生物體的各種化學(xué)元素的含量與其在地殼中的含量相同B．動物和植物體內(nèi)所含化學(xué)元素的種類差異很大C．組成生物體的化學(xué)元素在無機(jī)自然界中都可以找到D．不同生物體各種化學(xué)元素的含量基本相似第11頁,共47頁，2024年2月25日，星期天解析逐項分析如下：選項內(nèi)容指向·聯(lián)系分析A從化學(xué)元素的含量來看，生物界與非生物界之間具有差異性，生物體內(nèi)各種化學(xué)元素的含量與非生物界的有很大差異B不同生物體中所含化學(xué)元素的種類大體相同，具有統(tǒng)一性C生物界與非生物界具有統(tǒng)一性，組成生物體的化學(xué)元素在無機(jī)自然界中都可以找到D不同生物體所含元素的種類具有統(tǒng)一性，組成生物體的化學(xué)元素的含量相差較大，具有差異性答案C第12頁,共47頁，2024年2月25日，星期天1．細(xì)胞中的物質(zhì)細(xì)胞中的物質(zhì)可分為兩大類：

和

，無機(jī)物通常指不含碳元素的化合物，也包括

、

、

等簡單的含碳化合物。2．水的含量(1)細(xì)胞內(nèi)無機(jī)化合物含量最多的是水，生物體中水的含量一般為

，特殊情況下可能超過

，如

的含水量就達(dá)

。細(xì)胞中的水

無機(jī)物有機(jī)物一氧化碳二氧化碳碳酸鹽60%～90%90%水母97%第13頁,共47頁，2024年2月25日，星期天(2)生物種類不同，含水量不同，人體中不同器官或組織中水的含量不同。3．水的特性(1)因為水是

，所以凡是有

的分子或離子都易溶于

中，故水是多種物質(zhì)的溶劑。(2)作為溶劑的水，存在于植物的

、人和動物的

和細(xì)胞內(nèi)的液體中，當(dāng)然，水也就成了生物體內(nèi)

的主要介質(zhì)，也是生物體內(nèi)物質(zhì)轉(zhuǎn)運的唯一載體。極性分子極性水汁液體液物質(zhì)運輸?shù)?4頁,共47頁，2024年2月25日，星期天(3)水分子之間靠

連接，氫鍵的斷開和形成與耗熱和放熱有關(guān)，使得水具有

的作用，對于維持生物體溫度的穩(wěn)定起很大作用?？梢哉f，沒有水就沒有生命?？傊徽J(rèn)為是

。氫鍵緩和溫度變化生命的搖籃第15頁,共47頁，2024年2月25日，星期天[思維激活2]

醫(yī)生建議“感冒”患者，多喝白開水，你能說出其中主要利用了水的什么功能嗎？提示

水是人體中最主要的養(yǎng)分，它可以調(diào)節(jié)體溫，同時一些物質(zhì)可溶解其中，以沖淡毒素。第16頁,共47頁，2024年2月25日，星期天2．水分子的結(jié)構(gòu)、含量及功能分析(1)水分子的結(jié)構(gòu)水分子是由一個氧原子和兩個氫原子通過共用電子對構(gòu)成的。氧的原子核中含8個質(zhì)子，正電荷較多，吸引共用電子對的能力較強(qiáng)，于是略帶負(fù)電；氫原子核中只有一個質(zhì)子，正電荷較少，吸引共用電子對的能力較弱，所以氫略帶正電。這樣，水便成了極性分子，如圖。第17頁,共47頁，2024年2月25日，星期天(2)水在生命活動中的作用①水是良好的溶劑。②水是生物體內(nèi)物質(zhì)運輸?shù)闹饕橘|(zhì)。營養(yǎng)成分中的糖類、氨基酸、維生素等多溶解在水中，無機(jī)鹽也以離子的形式溶解在水中，以水溶液的形式運輸。③水分子以氫鍵的形式形成水分子團(tuán)，使水的比熱容大，因此水具有調(diào)節(jié)溫度的作用。名師提醒小分子合成大分子時，產(chǎn)生水和消耗ATP；大分子水解成小分子時，消耗水而不產(chǎn)生ATP；若是氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生ATP，有時產(chǎn)生水。第18頁,共47頁，2024年2月25日，星期天【鞏固2】

生物體中水的含量一般為60%～90%，下列選項中有關(guān)水的說法正確的是(

)。A．任何細(xì)胞中水都是含量最多的B．水在生物體內(nèi)僅起物質(zhì)運輸?shù)淖饔肅．沒有水，人體內(nèi)許多生化反應(yīng)根本不會發(fā)生D．人體中的細(xì)胞全部浸潤在水溶液中解析一般來說，在鮮重條件下水是細(xì)胞中含量最多的化合物。水在生物體內(nèi)可以作為物質(zhì)運輸?shù)闹饕橘|(zhì)；水是良好的溶劑，也是代謝反應(yīng)的介質(zhì)。多細(xì)胞生物體的絕大多數(shù)細(xì)胞浸潤在以水為基礎(chǔ)的液體環(huán)境中。答案

C第19頁,共47頁，2024年2月25日，星期天1．無機(jī)鹽在生物體內(nèi)含量

，約占

，多數(shù)以

的形式存在，但對于維持

有重要作用。2．血漿中含有多種無機(jī)鹽離子，對于維持血漿的正常

、

平衡和神經(jīng)肌肉的

等都是非常重要的。例如，哺乳動物的血液中

含量過低，則會發(fā)生抽搐。3．無機(jī)鹽還是

的重要組成成分，如

是葉綠素的必需成分，

是血紅蛋白的必要成分。無機(jī)鹽類

不高1%～1.5%離子濃度酸堿興奮性Mg2＋Fe2＋Ca2＋

生物體的生命活動某些復(fù)雜化合物第20頁,共47頁，2024年2月25日，星期天[思維激活3]

醫(yī)生在給病人輸液時，常用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%的NaCl溶液配制藥物，而不是直接用蒸餾水，這利用了無機(jī)鹽的什么功能？提示

維持血漿的正常濃度，避免血漿滲透壓發(fā)生改變。第21頁,共47頁，2024年2月25日，星期天細(xì)胞中的無機(jī)鹽及其功能的實驗設(shè)計(1)無機(jī)鹽的存在形式存在形式舉例多數(shù)以離子形式存在含量較多的陽離子有Na＋、K＋、Ca2＋、Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋等，陰離子有Cl－、、、等少數(shù)與其他化合物結(jié)合Ca2＋是動物骨骼和牙齒的成分，F(xiàn)e2＋、Fe3＋是血紅蛋白、細(xì)胞色素的成分，Mg2＋是葉綠素的成分等第22頁,共47頁，2024年2月25日，星期天(2)無機(jī)鹽的生理功能①有些無機(jī)鹽是細(xì)胞和生物體內(nèi)某些復(fù)雜化合物的重要組成部分。植物合成蛋白質(zhì)需要含氮的無機(jī)鹽；組成細(xì)胞膜、核酸和ATP需要含氮和磷的無機(jī)鹽；碳酸鈣是動物和人體的骨骼、牙齒中的重要成分等。②許多種無機(jī)鹽離子對于維持生物體正常的生命活動有重要作用。有些無機(jī)鹽離子是酶、激素或維生素的重要組成成分。③維持生物體內(nèi)的酸堿平衡和滲透壓。人體血液中HPO42-/H2PO4-和H2CO3/HCO3-等組成的重要酸堿緩沖體系調(diào)節(jié)并維持生物體的酸堿平衡。細(xì)胞內(nèi)外的無機(jī)鹽含量是維持生物體正常滲透壓的重要因素。第23頁,共47頁，2024年2月25日，星期天(3)證明某種無機(jī)鹽是植物生活所必需的無機(jī)鹽實驗設(shè)計①確定自變量：營養(yǎng)液中某鹽的有無。②其它變量適宜且相同：如溫度、營養(yǎng)液的量等。③溶液培養(yǎng)法可以用來判定某鹽是否為必需無機(jī)鹽。運用對照原則，將植物隨機(jī)均為兩組，一組添加該鹽、另一組不添加該鹽。第24頁,共47頁，2024年2月25日，星期天名師提醒(1)溶液培養(yǎng)法又稱水培法，就是在人工配制的營養(yǎng)液中加入或減少某種無機(jī)鹽，通過觀察植物的生長情況，從而判斷該無機(jī)鹽是否為植物生長所必需的無機(jī)鹽的一種方法。(2)溶液培養(yǎng)法可以用來判定某元素是否是植物生活所必需的元素，也可以應(yīng)用于無土栽培。(3)要驗證某種鹽是否為植物生活所必需的無機(jī)鹽，必須理解“必需”的概念。植物缺少該無機(jī)鹽表現(xiàn)異常，但添加后又能恢復(fù)正常才能說明該無機(jī)鹽是植物所必需的無機(jī)鹽。第25頁,共47頁，2024年2月25日，星期天【鞏固3】

設(shè)計一個實驗證明鎳鹽是植物生活所必需的無機(jī)鹽。根據(jù)提供的實驗材料用品，完成實驗步驟，并得出相應(yīng)結(jié)論。(1)材料用品：完全培養(yǎng)液甲，缺鎳的完全培養(yǎng)液乙，適當(dāng)?shù)墓潭ú牧?，廣口瓶若干，長勢相似的玉米幼苗若干，含鎳的無機(jī)鹽。(2)方法步驟：①取兩個潔凈的廣口瓶編號A、B，并向A瓶中加入一定量的完全培養(yǎng)液甲，向B瓶中加入________。②取________分為兩組，將其中一組放入A瓶中，另一組放入B瓶中。第26頁,共47頁，2024年2月25日，星期天③將兩廣口瓶置于____________條件下培養(yǎng)一段時間，觀察____________。(3)實驗結(jié)果及結(jié)論：A瓶中________；B瓶中________。說明________。(4)為進(jìn)一步驗證鎳鹽一定是必需的無機(jī)鹽，還應(yīng)增加的實驗步驟是______________________________。第27頁,共47頁，2024年2月25日，星期天解析(1)根據(jù)實驗?zāi)康?，本實驗的自變量是營養(yǎng)液中鎳的有無，其他條件均應(yīng)相同且適宜。(2)溶液培養(yǎng)法可以用來判定某元素是否是必需元素。運用對照原則，將玉米幼苗隨機(jī)分為兩組，分別放在含鎳和不含鎳的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，觀察實驗結(jié)果。(3)對結(jié)果進(jìn)行分析，得出結(jié)論。第28頁,共47頁，2024年2月25日，星期天答案(2)①等量缺鎳的完全培養(yǎng)液乙②長勢相似的玉米幼苗均③相同且適宜的玉米幼苗的生長狀況(3)玉米幼苗生長正常玉米幼苗生長不正常鎳鹽是植物生活所必需的無機(jī)鹽(4)向B瓶中添加適量含鎳的無機(jī)鹽，觀察玉米幼苗能否恢復(fù)正常生長第29頁,共47頁，2024年2月25日，星期天組成生物體的元素的種類和含量

第30頁,共47頁，2024年2月25日，星期天A．組成二者的主要元素相同B．含量少于3%的元素仍屬于組成細(xì)胞的主要元素C．二者含量最多的元素都是氧，說明二者之間具有統(tǒng)一性D．C、H、O、N四種元素在細(xì)胞中含量較高，而在地殼中的含量都很低思維導(dǎo)圖：第31頁,共47頁，2024年2月25日，星期天深度剖析據(jù)圖分析，組成細(xì)胞和地殼的主要元素種類不同，前者主要是C、H、O、N、P、S等，后者主要是O、Si、Al、Fe等，有些元素含量雖然很低，但卻有重要的功能，仍是組成細(xì)胞和地殼的主要元素。氧元素在細(xì)胞和地殼中的含量均是最高的，但不能說明二者之間具有統(tǒng)一性，二者之間的統(tǒng)一性是根據(jù)元素的種類來界定的，而不是含量。答案

B第32頁,共47頁，2024年2月25日，星期天規(guī)律方法(1)統(tǒng)一性：生物與無機(jī)環(huán)境的統(tǒng)一性表現(xiàn)在組成生物體的化學(xué)元素在無機(jī)自然界中都能找到。(2)差異性：生物與無機(jī)環(huán)境的差異性表現(xiàn)在組成生物體的化學(xué)元素與組成無機(jī)自然界的化學(xué)元素含量相差很大。第33頁,共47頁，2024年2月25日，星期天【例2】

水是生命之源，若沒有水，生命將不復(fù)存在。下列關(guān)于水的組成及性質(zhì)的有關(guān)敘述中，錯誤的是(

)。A．水是組成細(xì)胞的化合物中含量最多的，在細(xì)胞組成成分中最為重要B．一個水分子是由兩個H原子和一個O原子組成的，H、O間形成共價鍵，使水分子成為極性分子C．由于水分子是極性分子，所以可溶性離子化合物在水中以帶電離子的形式存在D．水分子間形成的氫鍵易形成也易斷裂，使水的比熱容大，適于調(diào)節(jié)溫度水分子的性質(zhì)與作用

第34頁,共47頁，2024年2月25日，星期天思維導(dǎo)圖：第35頁,共47頁，2024年2月25日，星期天深度剖析

選項判斷專家分析綜合點評A×水是活細(xì)胞中含量最多的化合物，也是組成生物體的重要化合物之一。除水外，糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸和無機(jī)鹽等也很重要①水的結(jié)構(gòu)特點和理化性是決定水在生物體內(nèi)功能的基礎(chǔ)。②活細(xì)胞中含量最多的化合物是水，含量最多的有機(jī)化合物是蛋白質(zhì)B√水分子中H原子和O原子之間形成共價鍵，H原子帶正電，O原子帶負(fù)電，所以水分子是極性分子C√離子化合物是由帶電離子構(gòu)成的，因此極易溶于有極性的水中，并均勻分散在極性水分子之間D√水分蒸發(fā)時，破壞氫鍵，消耗大量的熱；水溫降低時，形成氫鍵，釋放大量的熱，因此水具有調(diào)節(jié)溫度的作用答案A第36頁,共47頁，2024年2月25日，星期天技法必備從表格中讀取有效信息，運用對比的方法進(jìn)行分析是學(xué)生應(yīng)具備的基本能力。本題是驗證生物界與非生物界在化學(xué)元素的組成和含量上存在統(tǒng)一性和差異性，認(rèn)真分析數(shù)據(jù)，本題比較容易解答?！崛”砀裰械挠行畔ⅰ?7頁,共47頁，2024年2月25日，星期天能力展示為了驗證生物界與非生物界在化學(xué)元素的組成和含量上存在統(tǒng)一性和差異性，某生物興趣小組通過多次實驗獲得下表中的有關(guān)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)代表該元素占原子總數(shù)的百分比，請據(jù)表回答問題。巖石圈的成分/%氧硅鋁鐵鈣鈉鉀鎂鈦氫碳所有其他成分<0.147287.94.53.52.52.52.20.460.220.19人體的成分/%氫氧碳氮鈣磷氯鋅硫鈉鎂所有其他成分<0.16325.59.51.40.310.220.030.060.050.030.01第38頁,共47頁，2024年2月25日，星期天(1)組成人體的化學(xué)元素在元素周期表上都有，它們普遍存在于非生物界，生物體內(nèi)不包含特殊的“生命元素”，這個事實說明____________________________________。(2)生物從非生物環(huán)境中獲得的元素與環(huán)境中的這些元素的比例相差甚遠(yuǎn)。如巖石圈中，氫、碳、氮加在一起占總原子數(shù)不到1%，而在生物體中，占總原子數(shù)的74%左右。這個事實說明______________________________________________。第39頁,共47頁，2024年2月25日，星期天解析該題考查對基礎(chǔ)知識的理解和掌握情況，通過表格數(shù)據(jù)形式，對化學(xué)元素的知識作綜合的考查。生物界與非生物界在元素組成上既有統(tǒng)一性，又有差異性。答案(1)生物界與非生物界具有統(tǒng)一性(2)生物界與非生物界存在著本質(zhì)的區(qū)別，兩者還具有差異性第40頁,共47頁，2024年2月25日，星期天第41頁,共47頁，2024年2月25日，星期天2．下列關(guān)于細(xì)胞中水的含量的敘述中，不正確的是(

)。A．一般地說，水是人體細(xì)胞中含量最多的化合物B．老年人細(xì)胞中含水量比嬰兒的少C．抗旱的植物細(xì)胞內(nèi)自由水含量少D．新陳代謝越旺盛，細(xì)胞中的自由水含量越低解析一般地說，水是細(xì)胞中含量最多的化合物；老年人細(xì)胞中含水量一般比嬰兒的少；抗旱植物細(xì)胞內(nèi)自由水含量少，而結(jié)合水比例上升；新陳代謝旺盛的細(xì)胞中，自由水含量高。答案

D第42頁,共47頁，2024年2月25日，星期天3．恐龍是生活在距今大約2億3500萬年至6500萬年前的、能以后肢支撐身體直立行走的一類動物，控制全球陸地生態(tài)系統(tǒng)超過1億6000萬年之久。請你推測一下，在組成恐龍的各種元素中，含量最多的四種元素是(

)。A．C、O、Ca、K B．C、O、H、NC．O、C、N、P D．C、H、O、P解析盡管我們沒見過恐龍，但其體內(nèi)的組成元素應(yīng)與現(xiàn)存的生物體內(nèi)的組成元素基本相同。在生物體內(nèi)，含量在前四位的元素依次是：O(65%)、C(18%)、H(10%)、N(3%)。答案

B第43頁,共47頁，2024年2月25日，星期天4．德國化學(xué)家Justus