1、第二章细胞的化学组成,第二章细胞的化学组成,第一节细胞中的原子和分子,学习导航1.了解分子、原子的结构以及离子键、共价键和氢键在形成化合物过程中的作用. 2. 水以及无机盐在生物体中的作用. (重点)3. 学会分析自由水和结合水的动态比例和判断元素缺乏症的方法. (重难点),一、组成细胞的原子和分子1. 组成细胞的化学元素(1)不同种类生物体内所含的元素_基本相同, 但每种元素的_却有多有少. (2)生物体缺乏必需的元素可能导致疾病, 如缺_可使人患克山病.,种类,含量,硒,(3)组成生物体的化学元素在无机自然界中都存在, 这体现了无机界与生物界具有_. 2. 组成细胞的原子和分子(1)原子:
2、 _是物质的基本单元, 它由_和核外电子构成, 原子核由_和质子构成, 每一种元素的原子核中都带有固定数量的质子.,统一性,原子,原子核,中子,在一个正常的原子中, _与核外电子数相等, 因此, 整体上看原子是呈电中性的. (2)组成细胞的分子: 分子是保持物质化学性质的一种微粒, 分子一般是由两个或两个以上的_构成的. 化合物的化学组成通常以化学式表示. _在决定生物大分子的三维结构上起着重要作用.,核内质子数,原子,氢键,二、细胞中的水1. 含量在活细胞中, _是含量最多的物质. 约占细胞总质量的60%90%. 2. 存在形式水分子以自由水和_两种形式存在于细胞中.,水,结合水,3. 功能
3、(1)自由水是良好的_; 各种生物化学反应的介质; 可直接参与细胞内的各种代谢, 如光合作用、细胞呼吸等; 运输营养物质和运走代谢废物; 生物体的温度调节剂. (2)结合水是_的重要成分, 与细胞的抗逆性有关.,溶剂,组成细胞结构,判一判(1)参与运输营养物质和代谢废物的水为自由水()(2)生物体内化学反应离不开水()(3)水是细胞结构的组成成分之一()(4)人体细胞内水的存在形式为结合水和自由水(),(5)自由水与结合水的比例与新陈代谢的强弱关系不大()(6)不同细胞内自由水与结合水的比例相差不大(),三、细胞中的无机盐1. 存在形式: 常以_形式存在. 2. 含量: 约占细胞总质量的1.5
4、%. 例如, 人体中Ca的含量约占体重的1.5%.,离子,3. 功能,酸碱平衡,叶绿素,甲状腺激素,4.含量异常时的病症(1)缺少Ca2时, 动物会出现肌肉抽搐现象, 番茄果实顶端呈_. (2)Ca2过多时, 动物会出现肌肉乏力现象等. (3)缺少_时, 番茄植株的老叶尖端和边缘会失绿直至干枯坏死.,暗绿色或灰白色,K,想一想人患急性肠胃炎, 医生用0.9%的生理盐水静脉注射. 为什么不注射蒸馏水? 提示: 注射蒸馏水会使人体细胞过度吸水而涨破, 导致细胞死亡, 影响细胞和人体的生命活动. 生理盐水与人体内细胞所生活的环境中的溶液浓度大致一样, 注射它保证了细胞正常的形态和生命活动.,要点一组
5、成细胞的原子和分子1. 原子物质的基本单元,2. 原子的质量数质子数中子数. 3. 分子的形成: 原子通过一定的化学键结合(1)离子键: 是指阴、阳离子通过静电作用所形成的化学键. 离子键构成离子化合物, 如NaCl. (2)共价键: 是指原子间通过共用电子对所形成的化学键. 共价键可以形成单质也可以形成化合物, 如O2和CO2.,(3)氢键的形成氢原子与电负性很大、半径很小的原子x(F, O, N)以共价键形成Hx分子, 这个氢原子还可以吸引另一个分子上具有弧对电子、电负性大、半径小的原子y, 形成具有xHy形式的物质. 这时氢原子与y原子之间的定向吸引力叫做氢键(Hy表示).,特别提醒 (
6、1)水分子的形成以及水分子之间的作用力(2)生物上常见的三大元素化学键的形成C原子最外层有四个价电子, 常形成四个共价键.,H原子最外层有一个价电子, 常形成一个共价键. O原子最外层有六个价电子, 常形成两个共价键.,下面有关分子和原子的说法不正确的是()A. 分子是由原子组成的, 是组成细胞的物质单位B. 一个水分子中有一个共价键C. 构成水的氢原子和氧原子通过共用它们的最外层电子而结合在一起,D. 水分子的性质与构成它们的氢、氧原子相应单质的性质完全不同【思路点拨】本题考查的是原子和分子的知识. 解答本题的关键是明确分子的组成和性质.,【解析】分子由原子组成, 分子与组成它的原子相应单质
7、的性质完全不同. 氢与氧原子通过共用最外层电子结合在一起. 一个水分子中含有两个共价键. 【答案】B,【探规寻律】 (1)认为化合物的性质是组成元素性质的叠加. (2)认为化学键是一种具体的物质, 把原子固定在一起. 其实化学键是直接相邻的原子间强烈的相互作用.,变式训练 1. 下列关于原子和分子的说法中, 错误的是()A. 分子是保持物质化学性质的一种微粒B. 原子之间一般通过化学键形成分子C. 分子都是由两个或两个以上的原子构成的D. 原子是物质的基本单元解析: 选C. 分子一般是由两个或两个以上的原子构成的, 但稀有气体和单质金属等以单原子状态存在的分子除外.,要点二生物体内的水分1.
8、细胞内水分的存在形式及功能,【名师点睛】自由水主要影响细胞的新陈代谢, 而结合水会对生物体的生命活动造成严重影响. 如晒干的种子, 失去的是自由水, 但用水浸泡后仍能萌发; 但若将干种子放在试管中加热, 试管壁上出现水珠, 失去的水是结合水, 用水浸泡后种子将不能萌发.,2. 水在细胞中的含量(1)在活细胞中, 水的含量约占细胞总质量的60%90%是各种化学成分中含量最多的. (2)不同种生物, 体内含水量不同. 水生生物体内的含水量比陆生生物多. (3)同一生物, 不同器官含水量不同. 代谢旺盛的器官组织含水量较高.,(4)同一生物不同的生长发育阶段水的含量不同. 幼儿时期成年时期; 幼嫩部
9、分成熟部分. 3. 水在生产实践中的应用(1)种子储存前, 晒干是为了减少自由水含量, 降低种子的代谢速率, 以延长储存时间. (2)越冬作物减少灌溉, 使自由水相对含量变小, 可提高作物对低温的抗性.,特别提醒 水对生命活动的影响(1)对代谢的影响: 自由水含量高代谢强度强. (2)对抗性的影响: 结合水含量高抗寒、抗旱性强.,水是生命的源泉, 人体中水的含量约占65%. 下列有关水的叙述, 错误的是()A. 参与运输营养物质和代谢废物的水为自由水B. 结合水是构成细胞结构的组成成分之一,C. 心肌中含水量约为79%, 具有很强的韧性; 而血液中含水量约为82%, 却是流动状态, 原因是前者
10、只含结合水, 后者只含自由水D. 自由水与结合水的比例影响新陈代谢的强弱【思路点拨】由题干获得的信息是: 人体中含有约65%的水; 本题考查水的存在形式与功能.,【解析】细胞内的水分为自由水和结合水两种形式. 自由水能够自由流动, 是良好的溶剂, 可以运输营养物质和代谢废物. 结合水是细胞结构的重要组成成分. 细胞内自由水与结合水的相对含量既能影响到细胞的形态, 又能影响到新陈代谢的强弱.,心肌和血液中既有自由水又有结合水, 心肌较血液中结合水的相对含量高, 而自由水的相对含量低. 【答案】C,变式训练 2. 人体中水的含量约占60%90%, 下列选项中能正确说明水对人体重要性的是()水和糖类
11、、脂肪、蛋白质一样, 为人体提供能量没有水, 人体内大部分化学反应根本就不会发生水的比热小, 有利于维持体温,体内营养物质的运输离不开水A. B. C. D. 解析: 选C. 本题考查生物体中水的生理作用, 解答本题时应先明确生物体中自由水和结合水的生理功能, 再逐个对选项进行分析判断. 水在人体内不能 提供能量, 错误;,细胞内的许多化学反应必须有水参加, 没有水, 这些化学反应将不会发生, 正确; 水的比热比较大, 对体温在环境温度变化较大时仍保持相对稳定有重要作用, 错误; 水在生物体内的流动, 可把营养物质运送到各个细胞, 没有水, 营养物质的运输难以完成, 正确.,要点三细胞中的无机
12、盐1. 存在形式,2. 生理作用(1)细胞内复杂化合物的重要组成成分,(2)维持细胞和生物体的生命活动,若人体pH降低0.5个单位, 会立即引发酸中毒 (3)生理盐水同人体体液浓度相同, 所以输入人体内不会影响细胞中水的相对含量, 能保持细胞的正常形态.,铁是血红蛋白的重要组成成分, 血红蛋白是红细胞的主要成分. 当人或哺乳动物体内含铁量减少时, 红细胞运输氧的功能减弱, 且含铁量过低时, 人和动物则表现为贫血, 同时会出现一系列的症状, 如贫血的人面色苍白, 容易疲劳, 并有心慌 气短、 恶心、头痛、眩晕等症状. 这一事实说明铁的作用为(),A. 细胞中某些化合物的重要组成成分B. 维持生物
13、体的生命活动C. 维持细胞的正常生理活动D. 以上三项都是【解析】据题中所提供的信息可知: 铁是血红蛋白的组成成分, 故A项正确; 缺铁会导致贫血及一系列症状出现, 所以铁能维持生物体的生命活动, B项正确;,红细胞中血红蛋白含量过少, 会使红细胞运输氧的功能减弱, 因此铁还能维持细胞的正常生理活动, C项正确. 解题思路最好按照“铁血红蛋白红细胞氧气生理活动”进行. 【答案】D,变式训练 3. (原创)在2011年10月18日至11月2日举行的中国首届绿色运动会上, 有部分运动员因下肢发生抽搐而停止比赛, 这是由于随着大量排汗而向外排出了过量的()A. 水 B. 钙离子C. 钠离子 D. 尿
14、素,解析: 选B. 在运动员排出的汗液中, 含有水、钙离子、钠盐、尿素等成分. 人体的血液中必须含有一定量的钙离子, 如果人体中钙离子的含量太低, 肌肉就会发生抽搐 , 说 明钙离子能影响人体的生命活动.,对细胞中水的含量与代谢的关系辨析不清【例题】植物在冬季来临时, 随着气温的逐渐降低, 体内发生了一系列适应低温的生理变化, 抗寒能力逐渐增强. 如图为冬小麦在不同时期含水量和呼吸速率变化关系图. 请据图推断以下有关说法正确的是(),A. 冬季来临, 自由水明显减少是呼吸速率下降的主要原因B. 结合水与自由水含量的比值, 与植物的抗寒能力呈现明显的负相关C. 随着气温和土壤温度的下降, 根系的吸水量减少, 组织中的含水量上升D. 随温度的缓慢降低, 植物的呼吸作用逐渐减弱, 有利于减少有机物的消耗,【解析】从图中可以看出, 影响呼吸作用的外界因素主要是温度(横坐标的月份隐含的信息), 随着温度降低, 呼吸作用减弱, 有机物消耗减少, 自由水含量减少. 当然结合水与自由水含量的比值也影响呼吸作用,比值升高, 呼吸速率减慢, 消耗的有机物减少, 使细胞内可溶性糖浓度增大, 导致结冰点降低, 抗寒能力增强. 【答案】D,【纠错笔记】(1)水的含量与细胞代谢和抗性的关系:,(2)图示:,
