第2章构成生命的元素水和无机盐.ppt

第1节 生命的物质基础,广而告之：（电视广告）,广告一：补铁、补血，效果好！朴血口服液！,广告二：健康的体魄，来源于“碘碘”滴滴,广告三：万丈高楼平地起，层层都是“钙”起来的,广告四：聪明伶俐，坚持补锌；有锌万事成； 用心的妈妈会用“锌”。,上面的广告中提到了哪些化学元素？能否用学过的生物学知识来解释这些广告中包含的科学道理？,元素缺乏症： （1）人类 缺钙：佝偻病（儿童） 骨质疏松症（老人） 缺碘：呆小症（儿童） 大脖子病甲状腺增生（成年人） 缺铁：缺铁性贫血,佝偻病,大脖子病（缺碘）,呆小症,碘盐太多 生活紧张,甲亢或甲状腺肿大,（2）植物 缺铁：黄叶病（嫩叶） 缺硼：花而不实（花丝和花药萎缩，花粉发育不良）,桃的黄叶病,化学元素对生物体到底有什么作用？构成生命的元素又有哪些呢？,问题,一 化学元素对生命活动的重要性,生物体内化学元素的主要功能：,1、构成细胞：形成多种多样的化合物，如核酸、蛋白质、脂质、糖类等。 这些化合物是生命活动的物质基础。,核酸：遗传信息的携带者,蛋白质：生命活动的主要承担者,脂质：主要的储能物质,糖类：主要的能源物质,2、调节生物体的生命活动： （1）与蛋白质结合的元素：如铁是血红蛋白的重要元素。 （2）以离子形式调节生物体生命活动的元素。 Cl-：使唾液淀粉酶的活力大大增加； Ca2+:对神经末梢的激活是必不可少的。,一 化学元素对生命活动的重要性,二、组成生命的化学元素,化学元素对生物体正常的生命活动有着非常重要的作用。那么，哪些化学元素是构成生物体所必需的呢？,数据分析,下面是玉米和人体细胞的元素组成，分析表中的数据，并思考下列问题：,1、构成人体和玉米的基本元素有哪几种？,2、最基本的元素是什么？,3、构成人体和玉米的各种元素含量是否相同？,最基本的元素：C,基本元素：C、H、O、N,主要元素：C、H、O、N、P、S（约占细胞质量的97%）,组成生物体的化学元素种类虽然大体相同，但不同的生物体内，各种化学元素的含量相差很大。,大量元素：C、H、0、N、P、S、K、Ca、Mg等。,组成生物体常见的化学元素有20多种。,1、大量元素（含量在万分之一以上的化学元素）,2、微量元素（含量较少）,微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo、Cl Ni I等。,Fe的含量比一般的微量元素要多，所以又被称为半微量元素。,微量元素在生物体内的含量虽然少，却是维持正常生命活动不可缺少的。,元素缺乏与疾病的相关性：,缺Fe：,人体患贫血；果树患黄叶病,缺Ca：,成年人缺钙患骨质疏松症；人血液中缺钙会出现抽搐现象,缺I：,人幼年患呆小症；成年患甲状腺肿大（大脖子病）,缺B：,华而不实（只开花不结果）,缺Zn：,影响人体生长发育、大脑发育和性成熟,缺Si：,患克山病（原发性心脏病）,缺Mg：,影响植物叶绿素的合成，影响光合作用的进行,思考？,有些元素在生物体内的含量非常少，甚至不容易被测出，这是否说明这些元素对生物的意义不大，有没有它都不会影响生物的生活？,三、生物界和非生物界的统一性和差异性,1、统一性：组成生物体的化学元素，在无机自然界都可以找得到，没有一种化学元素是生物界所特有的。,地壳和细胞中部分元素含量表,地壳和细胞中部分元素含量表,1、某些海洋动物所富集的矾和碘是周围海水的1000倍；,2、某些海藻中碘的含量是海水中的200万倍；,3、某些海藻对铀的富集竟具有了开发的价值。,2、差异性：组成生物体的化学元素，在生物体内和在无机自然界的含量相差很大。,统一性是从组成生物界和非生物界的化学元素的种类来说的。 差异性是从组成生物界和非生物界的化学元素的含量来说的。,练习：,组成生物体的化学元素对生物体有非常重要的作用，其重要作用表现在哪些方面？请举例说明。,C,H,O,N,P,S,K,Ca,Mg, Fe,Mn,B,Zn,Mo,Cu,细胞中元素根据含量分为:,最基本元素,微量元素,大量元素,含量最多,一、填空 1组成人体的元素中，占细胞鲜重百分比最多的元素是_；占细胞干重百分比最多的元素是_。 _是构成细胞的最基本元素。 2大量元素有_，微量元素有_。 微量元素是否可以忽略不计？,O,C,C,二、选择题 1、科学家在研究生物体的化学成分时,发现组成生物体的元素在非生物界也存在,这一事实主要说明: （ ） A 生物界和非生物界没有区别 B 生物界和非生物界具有统一性 C 生物来源于非生物 D 生物界和非生物界具有差异性 2、生活在缺水的沙漠环境中的仙人掌细胞中，含量最多的化合物是（ ） A、蛋白质 B、脂肪 C、糖类 D、水,B,D,3.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 （ ） A、差异很大 B、有些差异 C大体相同 D没有一定标准 4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（ ） AFe、Mn、Zn、Mg BZn、Cu、Mn、Ca CZn、Cu、B、Mn DMg、Mn、Cu、Mo 5.在组成生物体的化学元素中，最基本的元素是（ ） AC BH CO DN,C,C,A,谢谢,愿大家平安健康,第2节,水和无机盐,火星湖泊和海洋沉积岩,火星表面可以清晰看到水的迹痕,“人可十日不食，不可一日无水” 正常情况下，一个人一天需要2千克水。当人体失去6%的水分时，就会出现口渴、尿少和发烧等症状；当人体失水10%20%时，就会出现幻觉，甚至死亡。 水是生命的源泉，任何生物体都离不开水。,一 水是生命活动的第一要素,（一）水是生物体的主要成分,数据分析,分析下列三组数据，你能得出什么结论？你对水的重要性是否有了更深刻的认识？,水是细胞中含量最多的化合物。,不同生物的含水量差别较大,水母的含水量高达97%,幼儿和成人体内的含水量,同种生物，不同的生长发育时期含水量不同,同一生物不同生长发育期水的含量也不同,同种生物，在不同的组织、器官中的含水量不同,心脏和血液的存在状态不同，但两者的含水量仅相差4%，这是为什么呢？,思考,提示：心脏中含有的是结合水，而血液中含有的是自由水。,自由水？结合水？,2 水在细胞中的存在形式,流水,白雪,蒸气,（液态）,（气态）,（固态）,水在细胞中的存在形式,1.结合水：,2.自由水：,与细胞内其他化合物相结合的水,（占全部水的4.5%）,以游离的形式存在，可以自由流动,（占全部水的95.5%）,水的存在形式,约95.5,约4.5,细胞中绝大部分的水以游离的形式存在，可以流动,与细胞内其他物质（蛋白质、淀粉、纤维素等）结合的水,细胞结构的重要组分,能随新陈代谢的进行而相互转化,易蒸发、不受束缚、可流动,不易散失、含量较稳定、失去流动性和溶解性,判断：以下实例中水主要以什么形式存在？ （A）切西瓜时流出的汁水 （B）新鲜小麦种子晒干时丢失的水 （C）小麦烘烤时丢失的水 （D）鸡蛋清里的水 （E）浆糊中的水, D E,以自由水方式存在的有： 以结合水方式存在的有：,自由水与结合水的关系,当血液凝固时，血液中的自由水会转化成结合水。,1、在一定条件下可以相互转化。,结合水,自由水,升高温度,降低温度,自由水/结合水比值增大，细胞的新陈代谢旺盛；自由水/结合水比值减小，细胞的新陈代谢缓慢。,新鲜种子和干种子谁的新陈代谢相对旺盛？ 新鲜种子和干种子的水分别主要以什么形式存在？ 比较以上两个问题判断自由水多还是结合水多新陈代谢旺盛？,实例二,结论：自由水的比例高新陈代谢旺盛, 刚收获的小麦种子经晒干后，质量会减轻，在这一过程中主要减少的是什么物质？是什么形式？,如果将已经晒干的小麦种子加热是否会有水产生？是什么形式？,这一过程中主要减少的是水，是自由水形式,将已经晒干的小麦种子加热有水产生,是结合水,1.小麦萌发时，细胞内自由水和结合水的比值（ ） A、升高 B、降低 C、不变 D、无法判断,2.大豆种子在晒干的过程中和干种子在炒制可食 用的“脆皮豆”的过程中失去的水分别是（ ）,A、结合水和自由水 B、自由水和结合水 C、都是自由水 D、都是结合水,A,B,（二）水的生理作用,3、组成细胞的成分。（结合水）,1、细胞内生化反应的良好溶剂。,2、运输营养和废物。,水是极性分子，根据相似相溶原理，极性分子都易溶于水。,许多物质溶于水中，因此便于运输。,水可以和纤维素、淀粉、蛋白质等结合。,5、作为反应物参与细胞内一些反应。,生物体的一切生命活动都离不开水,6 、水使植物细胞保持充盈状态，有利于各种生理活动的顺利进行。,4、使细胞的温度保持相对稳定。,水的比热比较大，因此水吸收或散失一定热量时，温度变化相对较小。,水是光合作用的原料，所有的水解反应都需要水。,水是生命的第一要素,无机盐,氯化钠晶体,溶液中的离子,二 无机盐对生命活动的重要性,1、无机盐在细胞中的存在形式：,2、含量：很少，仅占11.5,离子形式 阳离子：Na+、K+、 Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等。 阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、 HCO3-等,3、作用：非常大,无机盐的功能,（1）维持细胞正常的渗透压，使细胞保持一定的形态。,渗透压：水从低浓度溶液穿过半透膜进入高浓度溶液时产生的压力 。,皱缩,膨胀,（2）维持细胞和生物体的酸碱平衡(使机体的PH保持稳定）。,缓冲对的作用，可以在一定程度上使细胞内的pH保持稳定，这对于维持细胞正常的生理活动是非常必要的。,缓冲对：H2CO3 NaHCO3 NaH2PO4Na2HPO4,（3）一些无机盐是细胞内某些复杂化合物的重要组成成分。,Fe是血红蛋白的主要成分,Mg是叶绿素分子必需的成分,PO43-是合成磷脂、核苷酸的原料,（4）有些无机盐离子是酶的活化因子和调节因子，可以参与生物体的代谢活动 如Mg2+、Ca2+、Zn2+等,细胞中的无机盐有多方面的重要作用，是维持细胞正常生命活动的不可缺少的物质。,(5)维持细胞正常生命活动,Ca2+在血液中浓度太低，会引起抽搐，相反， Ca2+含量太高，会引起肌无力，甚至心脏、呼吸衰竭。,1、为什么医院中给脱水病人输用的是0.9%的生理盐水，而不是蒸馏水？ （人体细胞内液体的浓度是0.9%,人体体液的浓度必须与细胞内的液体浓度一致，才能保证细胞的正常形态和功能，蒸馏水不含无机盐，大量输入会降低血液中的无机盐浓度，使病人体液浓度降低，危及病人的健康和生命。） 2、为什么幼小的植物体内自由水比例减少时，植物代谢强度降低，生长缓慢；自由水比例增大时，生长迅速? （自由水是化合物和无机盐离子的溶剂和生物体内各种反应的介质，细胞内自由水的比例决定着植物生长的速度。）,练习,讨论一： 1.为什么缺铁会导致贫血？ 2.植物缺镁会影响光合作用，为什么？,谢谢,