資源簡介

(共16張PPT)
第一章·第一節
分子和離子
課程導入
1.元素
新課學習
比較下圖和表1-1，能得出哪些結論？
新課學習
元素
地殼
細胞
O
48.60
65.0
Si
26.30
極少
C
0.087
18.0
N
0.03
3.0
H
0.76
10.0
組成地殼和組成細胞的部分元素的含量(%)表
新課學習
比較組成地殼和組成細胞的部分元素的含量,通過比較,你能發現什么問題?
1.組成細胞的化學元素是來源于無機環境的,因此在無機自然界中都能找到,沒有一種元素是細胞所特有的。
2.組成細胞的元素和組成地殼的元素在數量上差異很大。
結論：說明生物界和非生物界既有統一性又有差異性。
新課學習
元素
玉米
人
O
44.43
14.62
C
43.57
55.99
H
6.24
7.46
N
1.46
9.33
Si
1.17
0.005
K
0.92
1.09
Ca
0.23
4.67
元素
玉米
人
P
0.20
3.11
Mg
0.18
0.16
S
0.17
0.78
Cl
0.14
0.47
Zn
—
0.01
Fe
0.08
0.012
—
—
—
下面是玉米與人體的化學元素組成(質量分數%)表
組成生物體的化學元素大體相同；
在不同的生物體內,各種化學元素的含量相差很大；
各種化學元素在同一種生物體內含量不同，其中C、H、O、N四種元素含量最多；
組成生物體的這些化學元素，并不能直接表現出生命
活動，它們首先必須組成化合物。
分析表格，你能從中得出哪些結論？
新課學習
新課學習
二、構成細胞的化合物
無機化合物
有機化合物
包括水和各種無機鹽等各種不含碳元素的化合物（除
CO、CO2、碳酸鹽等簡單含碳化合物）。
指除
CO、CO2
、碳酸鹽等以外的所有含碳化合物，數量多達幾百萬種。如糖類、脂質、蛋白質、核酸。
新課學習
1.
細胞中各種化合物所占比例
化合物
水
無機鹽
蛋白質
脂質
糖類
核酸
所占比例%
85-90
1-1.5
7-10
1-2
1-1.5
細胞中含量最多的化合物是水
細胞、生物體內水的含量比較，說明了什么？
新課學習
水的結構特點
水分子結構示意圖
水分子之間氫鍵示意圖
新課學習
原子之間通過共用電子對所形成的相互作用，叫做共價鍵。
非極性共價鍵特點：共用電子對不偏移，成鍵原子不顯電性
極性共價鍵特點：共用電子對偏向吸引電子能力強的原子一邊。
新課學習
Na+
Cl－
電子轉移
不穩定
穩定
更穩定
氯化鈉的形成
離子：是原子或原子團由于得失電子而形成的帶電微粒。
新課學習
離子鍵：原子因得失電子形成正負離子結合成化合物的靜電作用。
課堂小結
原子
分子
離子
宏觀
物質
或范德華力
得失電子
范德華力
氫鍵
共價鍵
金屬鍵或共價鍵
離子鍵
小結：
課堂小結
小結相關概念
①元素、同位素和放射性同位素
②化學鍵、離子鍵、共價鍵
③極性分子、非極性分子
④相似相溶的原理
⑤分子間作用力：氫鍵
初中學習過的概念：元素、原子結構示意圖、電子式
高一學習過的概念：化學鍵、離子鍵、共價鍵
再見《分子和離子》同步練習
1、C、H、N三種化學元素在組成人體的化學成分中，質量分數共占74%左右，而這三種元素在巖石圈中，其質量分數還不到1%，這個事實說明
A、生物界與非生物界具有統一性
B、生物界與非生物界的差異性
C、元素在自然界中都可以找到
D、生物界的特殊性
2、以下對組成生物體的化學元素的敘述中，錯誤的是
A、組成生物體的化學元素主要有20多種
B、組成不同生物體的化學元素的種類大體是相同的
不同的生物體內，各種化學元素的含量相差很大
碳元素是生物的基本元素
3、生物大分子在生物體的生命活動中具有重要的作用。碳原子生物大分子在生物體的生命活動中具有重要的作用。C原子本身的化學性質，使它能夠通過化學鍵連接成鏈或環，從而形成各種生物大分子。可以說，地球上的生命是在C元素的基礎上建立起來的。以上事實可以說明
A、C元素能組成各種各樣的化合物
B、C元素是最基本的元素
C、C元素是各種大分子中含量最多的元素
D、C元素比其他元素重要
4、下列有關組成細胞的分子和離子的敘述中，不科學的是
組成細胞的物質分為分子和離子兩大類
分子是獨立存在而保持物質化學性質的最小粒子
分子間離子鍵是指原子共用電子形成的靜電作用
原子間通過共價鍵的作用形成分子
5、水是由氫原子和氧原子通過（
）而形成的分子
A、離子鍵
B、共價鍵
C、氫鍵
D、分子間力
6、農科院研究員在指導農民生產的過程中發現一位農民種植的某塊農田小麥產量總是比鄰近地塊的低，他懷疑該農田可能是缺少某種元素，為此將該塊肥力均勻的農田分成面積相等的五小塊，進行田間實驗。除施肥不同外、其他田間處理措施相同。實驗結果如下表：
地?
塊
甲
乙
丙
丁
戊
施肥情況
尿素
磷酸二氫鉀
磷酸二氫銨
硫酸銨
不施肥
小麥收獲量
55.56
65.26
56.88
55.44
55.11
從表中可判斷，該農田最可能缺少的元素是
（
）
A、K?
?
B、N
C、P
D、S
1、下表表示人體和玉米細胞中部分含量較多的元素的含量（占細胞干重的質量分數/%）。請回答下面的問題。
元素
O
C
H
N
K
Ca
P
Mg
S
玉米
44.43
43.57
6.24
1.46
0.92
0.23
0.20
0.18
0.17
人
14.62
55.99
7.46
9.33
1.09
4.67
3.11
0.16
0.78
（1）分析玉米和人體細胞中的元素構成的相同點是?
；不同點是?
。
（2）清潔空氣中N2占78%，地殼中含量最多的是O，而細胞干重含量最多的是C。但構成生物體的元素在自然界都能找到，這一事實說明
。
細胞中元素根據含量可分為
和
。微量元素硼（B）能夠促進花粉的萌發和花粉管的伸長，當梳頭和花柱中積累了大量B時，有利于受精作用的順利進行。缺在缺硼時，花藥和花絲萎縮，花粉發育不良。以上事實說明了組成細胞的微量元素作用
。
參考答案
選擇題
1、解析：C、H、N三種化學元素在組成人體的化學成分中，質量分數共占74%左右，而這三種元素在巖石圈中，其質量分數還不到1%，這個事實說明生物界與非生物界的差異性。選B。
2、解析：不同的生物體內，各種化學元素的含量相差不大，選C。
3、解析：題目中的事實說明C元素對生命的重要性，是最基本的元素，選B。
4、解析：離子才是獨立存在而保持物質化學性質的最小粒，選B。
5、解析：水分子的氫原子和氧原子通過共價鍵而形成連接的，選B。
6、解析：對照施肥的每組和最后一組不施肥組的產量，可知乙組增產最明顯，故該農田最可能缺少的元素是K?，選A。
簡答題
1、解析：分析表中的元素種類，會發現構成玉米和人體細胞中的元素相同，可每次種元素的含量在玉米和人體細胞中不同。題目中的事實強調生物界與非生物界統一的一面。
故答案為(1)所含元素種類大致相同
各種元素含量不同
(2)生物界與非生物界的統一性
2、解析：細胞中元素根據含量就分為大量元素和微量元素。題目中的事實說明了組成細胞的微量元素作用也很重要。
故答案為大量元素
微量元素
重要《分子和離子》
“分子和離子”是普通高中課程標準實驗教科書《生物1（必修）──分子與細胞》（浙科版）第一章第一節的內容。本節內容主要包括組成細胞的元素和分子，偏重于化學鍵的知識，這給教師講課時把握教材的深淺度帶來一定的難度。雖然本節涉及的知識點相對其他不那么重要，但本節是學生從化合物過渡到細胞以至生物體知識的橋梁，而且本節作為生物學習的第一節，學生的學習狀況和態度將對以后的生物學學習造成直接的影響。
【知識與能力目標】
1、舉例說明生物體所特有的生命現象；
2、概述生物學的常用研究方法。
【過程與方法目標】
培養觀察能力、分析問題的能力和表達能力。
【情感態度價值觀目標】
1、通過參與分析比較植物與土壤的元素組成，認識生物與非生物存在的統一性和差異性；
2、通過課堂思考和回答，養成獨立思考問題的習慣。
【教學重點】
1、組成細胞的主要元素；
2、共價鍵形成的過程。
【教學難點】
共價鍵形成的過程
，離子鍵形成的過程。
1、教師準備：多媒體課件或掛圖。
2、學生準備：教材。
【導入新課】
教師活動：課件給出元素周期表及地殼的化學元素含量，讓學生明確組成地殼的化學元素及含量，再給出組成地殼和組成細胞的部分元素的含量表？請同學們分析該表中的信息能說明什么
學生活動：思考討論分小組表達。
【講授新課】
元素
教師活動：修正學生的結論，師生互動后得出，1、組成細胞的化學元素是來源于無機環境的,因此在無機自然界中都能找到,沒有一種元素是細胞所特有的。2、組成細胞的元素和組成地殼的元素在數量上差異很大。生物界和非生物界既有統一性又有差異性。
設計意圖：培養學生的觀察分析和歸納的能力。
教師活動：課件給出玉米與人體的化學元素組成，請學生分析表中的數據能說明什么？
教師活動：比較兩副細胞元素組成圖（占細胞干重和占細胞鮮重）。
學生活動：思考討論分小組表達。
教師活動：修正學生的結論，師生互動后得出，組成生物體的化學元素大體相同；在不同的生物體內,各種化學元素的含量相差很大；各種化學元素在同一種生物體內含量不同，其中C、H、O、N四種元素含量最多。
設計意圖：通過圖片的觀察和比較使學生對細胞的元素組成有更直觀的認識，學習分析數據及表的能力。
教師活動：O、C、H、N等是構成細胞的主要元素，那它們又是怎樣形成細胞的？
學生活動：學生回答。
設計意圖：學生在自己已有的化學知識基礎上進行回答，教師可以借此進一步了解學生的原有認知結構。
二、組成細胞的分子
教師總結：細胞是由多種多樣的分子組成的，分子是組成細胞的物質單位。
教師活動：給出分子的定義。
教師活動：分子是由什么構成的？
學生活動：思考討論回答。
設計意圖：通過此培養學生的辨證思維能力。
教師活動：剛剛說到水，水分子屬于共價化合物，那請大家思考H、O兩種原子通過什么樣的機制形成水？
學生活動：由學生到黑板畫出H和O的原子示意圖，并對它們如何形成水分子進行講解。其他學生在紙上畫。
設計意圖：由學生自己動手，有助于學生養成積極思考的習慣，培養他們的動手、邏輯思維能力。加深記憶，幫助學生突破重難點。
教師活動：講述水是由氫原子和氧原子通過共用它們的最外層電子而形成的分子，就象在一個口袋中放置兩個相同面值的硬幣一樣不分你我。共用的一對電子就形成了一個共價鍵。由于形成了全新的分子水，其性質和構成它們的氫和氧完全不同。不同的元素組成可以構成多種多樣的分子，細胞就是由多種多樣的分子組成的。
教師評價總結：什么是共價鍵？
學生活動：試著定義共價鍵。
三、離子
教師活動：水分子等共價化合物通過共價鍵形成水分子，請同學們思考，NaCl等離子化合物是怎么形成的？
設計意圖：在共價鍵的學習基礎上，學生對離子鍵進行學習，有助于學生對知識類比和總結。
教師活動：在共價鍵的基礎上，結合書本第4頁的圖片對離子和離子鍵進行講解。
教師活動：課堂總結。
學生活動：學生對本節課所學的主要內容進行總結。
設計意圖：通過此法可反饋學生的知識掌握情況，并且培養學生的歸納總結，表達敘述能力。
教師活布置作業：書本第4頁“思考與練習”。
設計意圖：鞏固本節課學習的知識點。
本節課始終本著以學生為主體的思想開展教學，注重課堂上的師生互動，教師在課
堂中起到輔助作用，努力幫助學生實現三個緯度的目標。本節亮點一：基于問題的教學，因為本節課內容相對比較簡單，教師將知識點有效地轉換為問題，學生結合實際生活經驗，通過閱讀、討論將其解決。這種教學方式可活躍課堂氣氛，使學生在輕松的環境中達到掌握知識要點的目的。亮點二：學生講，教師評。教材中所涉及的知識點，學生可在原有的認知和自主學習（閱讀、討論）的基礎上對相關知識點進行講述或總結，加深對新知識的認知，培養學生獨立思考和口頭表達能力。在此基礎上教師在旁進行適當的指引和評價，保證學生所構件的知識體系的正確性。化學鍵
化學鍵（chemical
bond）是指分子或晶體內相鄰原子（或離子）間強烈的相互作用。
　　例如，在水分子H2O中2個氫原子和1個氧原子通過化學鍵結合成水分子
。化學鍵有3種極限類型
，即離子鍵、共價鍵和金屬鍵。離子鍵是由異性電荷產生的吸引作用，例如氯和鈉以離子鍵結合成NaCl。共價鍵是兩個或幾個原子通過共用電子對產生的吸引作用，典型的共價鍵是兩個原子借吸引一對成鍵電子而形成的。例如，兩個氫核同時吸引一對電子，形成穩定的氫分子。金屬鍵則是使金屬原子結合在一起的相互作用，可以看成是高度離域的共價鍵。定位于兩個原子之間的化學鍵稱為定域鍵。由多個原子共有電子形成的多中心鍵稱為離域鍵。除此以外，還有過渡類型的化學鍵：由于粒子對電子吸引力大小的不同，使鍵電子偏向一方的共價鍵稱為極性鍵，由一方提供成鍵電子的化學鍵稱為配位鍵。極性鍵的兩端極限是離子鍵和非極性鍵，離域鍵的兩端極限是定域鍵和金屬鍵。
　　1、離子鍵[1]是右正負離子之間通過靜電引力吸引而形成的，正負離子為球形或者近似球形，電荷球形對稱分布，那么離子鍵就可以在各個方向上發生靜電作用，因此是沒有方向性的。
　　2、一個離子可以同時與多個帶相反電荷的離子互相吸引成鍵，雖然在離子晶體中，一個離子只能與幾個帶相反電荷的離子直接作用（如NaCl中Na+可以與6個Cl-直接作用），但是這是由于空間因素造成的。在距離較遠的地方，同樣有比較弱的作用存在，因此是沒有飽和性的。
　　化學鍵的概念是在總結長期實踐經驗的基礎上建立和發展起來的，用來概括觀察到的大量化學事實，特別是用來說明原子為何以一定的比例結合成具有確定幾何形狀的、相對穩定和相對獨立的、性質與其組成原子完全不同的分子。開始時，人們在相互結合的兩個原子之間畫一根短線作為化學鍵的符號
；電子發現以后
，1916年G.N.路易斯提出通過填滿電子穩定殼層形成離子和離子鍵或者通過兩個原子共有一對電子形成共價鍵的概念，建立化學鍵的電子理論。
　　量子理論建立以后，1927年
W.H.海特勒和F.W.倫敦通過氫分子的量子力學處理，說明了氫分子穩定存在的原因
，原則上闡明了化學鍵的本質。通過以后許多人
，物別是L.C.鮑林和R.S.馬利肯的工作，化學鍵的理論解釋已日趨完善。
　　1、共價鍵的形成是成鍵電子的原子軌道發生重疊，并且要使共價鍵穩定，必須重疊部分最大。由于除了s軌道之外，其他軌道都有一定伸展方向，因此成鍵時除了s-s的σ鍵（如H2）在任何方向都能最大重疊外，其他軌道所成的鍵都只有沿著一定方向才能達到最大重疊。
　　2、舊理論：共價鍵形成的條件是原子中必須有成單電子，自旋方向必須相反，由于一個原子的一個成單電子只能與另一個成單電子配對，因此共價鍵有飽和性。如原子與Cl原子形成HCl分子后，不能再與另外一個Cl形成HCl2了。
3、新理論：共價鍵形成時，成鍵電子所在的原子軌道發生重疊并分裂，成鍵電子填入能量較低的軌道即成鍵軌道。如果還有其他的原子參與成鍵的話，其所提供的電子將會填入能量較高的反鍵軌道，形成的分子也將不穩定。
像HCL這樣的共用電子對形成分子的化合物叫做共價化合物
人體元素和核心物質
地球上的人，盡管有種族、民族、膚色及性別的差異，但是相同點是主要的，他們都從低級生物形式一步步進化而來，都是由化學元素組成。
人體和其他生物體一樣，水的作用舉足輕重。在一個成年人體內水的比重約占2/3，兒童身上水的比例還要高些。這一信息告訴人們，一個體重70公斤的人，縮水后的重量不足25公斤。如果我們從微觀的原子論觀點出發，定量分析人體物質成分，還會看到一個更有趣味的全新天地。在組成人體的千千萬萬原子中，又以氧、碳、氫、氮四大化學元素的原子最多，它們占人體重量的96%。在一個重70公斤的人體內，氧占了45公斤半，碳緊隨其后，有近13公斤，接下來的氫約有7公斤，氮有2公斤。除此之外，構成人體的其他化學元素至少還有40余種。含量較多的鈣約1公斤、磷約0.86公斤、硫0.3公斤、鉀0.21公斤、鈉0.1公斤、氯0.07公斤。另外在人體中，還有以克為單位的鎂、鐵、鋅、銅、碘、鉻、硒及微量的鋇、鎳、硅等等化學元素

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