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【名师导学】2014届新高考第一轮总复习课件:第二课时 第1、5节细胞中的元素和化合物、细胞中的无机物


第2章

组成细胞的分子

第二课时 第1、5节细胞中的元素和 化合物、细胞中的无机物

1.水的作用 2.无机盐的作用

考点一

组成生物体的化学元素的种类及作用

【回扣教材】

一、组成细胞的元素 细胞中常见的化学元素有 20多

种,是生物体 从 无机自然界 中获取的。 1.元素的分类 (1)按元素在生物体内的含量可分为: ①大量元素,如 C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg 等 。 ②微量元素,如 Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo 等 。

(2)按元素在生物体内的作用可分为: C ①最基本的元素是 。 ②主要元素,如 C、H、O、N、P、S 。 2.元素的含量特点 O (1)占细胞鲜重最多的元素是 。 C (2)占细胞干重最多的元素是 。 (3)细胞中含量最多的四种元素是 C、H、O、N 。 化合物 的形式存在。 3.元素的存在形式:大多以

二、组成细胞的化合物 组成细胞的化合物分为无机化合物和 有机化合物 , 水 前者中 的含量是最多的,后者中含 蛋白质 量最多的是 。

【知识拓展】
1.组成生物体的化学元素的种类及含量 组成生物体的化学元素常见的主要有20多种。 其组成、分类及含量如下图所示:

其中主要元素:指含量占原生质总量97%以上 的元素。 大量元素:指含量占生物体总重量的万分之一 以上的元素。 微量元素:指生物体生活所必需的,含量虽少 但作用非常重要的元素。 矿质元素:指除了C、H、O以外,主要由根系 从土壤中吸收的元素。 2.化学元素的存在形式及功能 (1)化学元素的存在形式 组成生物体的各种化学元素,在生物体内主要 以无机盐离子或化合态形式存在,生物体获得各 种元素的方式以主动运输为主。

(2)生物体内化学元素的功能 ①生物体内的化学元素组成多种多样的化合物,这 些化合物和化学元素是生物体生命活动的物质基础。 ②化学元素能够影响生物体的生命活动。因此也是 蛋白质的特征元素。 Ca在原生质中一般以磷酸盐和碳酸盐的形式存在, 对保持原生质胶体的稳定性和调节膜的通透性是不可 缺少的。动物血液和组织液中的钙离子,对血液的凝 固和肌肉的收缩有调节作用。

缺钙,老年人患骨质疏松症,成年人患骨质软化病, 儿童患佝偻病;血钙含量低,易导致肌肉抽搐;血钙 高导致肌无力。 Mg是叶绿素的组成成分,是一切绿色植物光合作 用不可缺少的。 Fe是细胞色素(线粒体内一种与有氧呼吸有关的蛋白 质)、血红蛋白和许多含铁酶类的成分,与氧气的运 输以及许多物质代谢有关。植物缺铁,叶绿素形成受 阻,易产生黄化苗。 微量元素B(硼)能促进花粉的萌发和花粉管的伸长; I是合成甲状腺激素的成分。

【典例精析】

【例1】(2012江苏)下列关于细胞中化学元素的叙述, 正确的是( ) C A.细胞中一种元素的作用能被其他元素替代 B.细胞中的脱氧核苷酸和脂肪酸都不含有氮元素 C.主动运输机制有助于维持细胞内元素组成的相对 稳定 D.细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重 要

【解析】不同的元素有不同的作用,在细胞内不能 被别的元素替代,A错;脱氧核苷酸由C、H、O、 N和P五种元素组成,脂肪酸由C、H和O三种元素 组成,B错;主动运输使细胞能对外界物质有选择 地吸收和排出,能维持细胞内元素的平衡,C正确; 微量元素虽然含量极少,但却是维持正常生命活动 不可缺少的,也非常重要,D错。

考点二

组成生物体的无机物——水和无机盐

【回扣教材】

1.细胞中的水 (1)存在形式: 结合水 和 自由水 。 (2)功能:①是 细胞结构 的重要组成成分,②是细 营养 胞内的 良好溶剂 ,运送 ,③参与 液体 环 许多 生物化学反应 ,④为细胞提供 境。 2.细胞中的无机盐 离子 (1)存在形式:绝大多数以 的形式存在 ,少部分是细胞内 复杂化合物 的组成成分。 (2)功能:维持 细胞和生物体 的生命活动,维持细 胞的 平衡等。 酸碱

【知识拓展】 1.水存在的形式及其比较分析
形式 定义 含量 自由水 细胞中绝大部分的水以游离的 形式存在,可以自由流动 约占细胞内全部水分的95.5% 流动性强、易蒸发、加压可析 离,可参与物质代谢 ①细胞内良好的溶剂 ②参与生化反应 ③为细胞提供液体环境 ④运送营养物质和代谢废物 自由水和结合水能 够随新陈代 谢的进行而相互转化 结合水 与细胞内的其他物质相结合的水 约占细胞内全部水分的4.5% 不流动、不蒸发、不能析离,与其他 物质(亲水性物质)结合

特点

功能

是细胞结构的重要组成成分

联系

2.细胞中的无机盐 (1)存在形式:主要是以离子形式存在。 (2)生理功能 ①是细胞的结构成分,有些无机盐是细胞内某些 复杂的化合物的重要组成部分,如Mg2+是叶绿素分 子必需的成分;Fe2+是血红蛋白的主要成分;PO43- 是生物膜的主要成分磷脂的组成成分,也是ATP、 NADPH的主要组成成分。 ②参与并维持生物体的代谢活动,如哺乳动物血 液中必须含有一定量的Ca2+,如果血液中钙盐的含 量过低就会出现肌肉抽搐。

③维持生物体内的平衡:体内平衡使细胞能有 稳定的结构和功能,是生物能维持正常的代谢和 生理活动的必要条件。 a.渗透压的平衡:Na+、Cl-对细胞外液渗透 压调节起重要作用,K+则对细胞内液渗透压平衡 起决定作用。 b.酸碱平衡(即pH平衡):pH调节着细胞的一 切生命活动,它的改变影响细胞内发生的一切反 应,其平衡的维持就依赖于某些无机盐离子的调 节,如人血浆中HCO3-、HPO42-等的调节。

【典例精析】

【例2】根据表中生物体含水量(%)的数据, 不能得出的结论是( ) D
水母 鱼类 蛙 哺乳动物 藻类 高等植物 休眠种子

97

80~85

78

65

90

60~80

<10

A.上述表中生物体内都有一定的含水量 B.水生生物体内的含水量相对较高 C.生命活动处于极微弱状态的休眠种 子也不能没有水 D.代谢越旺盛的生物或器官含水量越 高

【解析】表中只提供了水生生物与陆生生物及 动物、植物等不同生物体的含水量,没有提供 同种生物体因年龄、季节气候等原因其代谢旺 盛与微弱的含水量比较,无法得出结论。

课时练习二 一、选择题(每小题只有一个正确选项) 1.(2012海南)关于植物细胞中元素的叙述,错 误的是( A ) A.番茄和水稻根系吸收Si元素的量相等 B.细胞中含量最多的四种元素是C、O、H和 N C.植物根系通过主动运输吸收无机盐离子需 要ATP D.与豆科植物共生的根瘤菌可为豆科植物生 长提供N元素

【解析】不同植物的根系对同种无机盐离子的吸 收不同,A不正确;细胞中含量最多的元素为C、 O、H、N,B正确;植物根系吸收无机盐离子的 方式为主动运输,需要消耗ATP,C正确;豆科 植物和根瘤菌为共生关系,根瘤菌具有固氮作用, 可为豆科植物提供N元素,D正确。

2.右图表示人体细胞中四种主要元素占细胞鲜重 的百分比,其中表示碳元素的是( B ) A.甲 B.乙 C.丙 D.丁

3.保证生物体正常生活所必需的微量元素是 ( B ) A.K、Fe、Mn、Zn、Cu、B B.Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo C.Ca、Fe、Mn、Zn、Cu、Mo D.Mg、Fe、Mn、Zn、B、Mo
【解析】A项中的K属于大量元素,C项中的 Ca属于大量元素,D项中的Mg属于大量元素。

4.下列化合物的组成中,由相同元素组成的是 ( B ) A.纤维素、胰岛素、性激素 B.ADP、 tRNA 、质粒 C.脂肪、丙酮酸、核苷酸 D.抗体、酶、生长素 【解析】A错,纤维素为多糖,胰岛素为蛋白质 含有N、S元素,性激素为脂质;B对,ADP、 tRNA、质粒都由C、H、O、N、P构成;C错, 核苷酸还含有N、P;D错,生长素是小分子有机 物不含有S元素。

5.开发脑营养的保健食品是国际生命科学研究的 一个重要课题,下列属于与补脑增智有关的大量元素 是( A ) A.Ca C.Zn B.Cu D.Fe

【解析】解答本题的关键是“大量元素”,而几 个选项中只有Ca是大量元素。

6.如图,容器底部是培养基,其中含有植物 生长所需的全部养分,如果有人在配制培养基的 矿质元素中使用了NH4NO3、KNO3、 CaCl2· 2O、MgSO4· 2O、螯合铁溶液、微量 2H 7H 元素溶液,但缺少了一种必需元素,为补充这种 元素,应添加的化合物是( C ) A.Ca(NO3)2 B.KCl C.KH2PO4 D.K2SO4

【解析】结合题干中已提到的矿质元素,可推知 该培养基中还缺少一种大量元素P,故选C。

7.关于生物体内水和无机盐的叙述,不正确 的是( B ) A.体内参与运输营养物质和代谢废物的水是 自由水 B.某些无机盐是组成ATP、RNA和纤维素的 必需成分 C.生物体内无机盐浓度的大小会影响细胞的 吸水或失水 D.自由水和结合水的比例随生物个体代谢的 强弱而变化 【解析】纤维素是一种多糖,只能由C、H、 O三种元素组成,不含无机盐。

8.下列关于无机盐的叙述,错误的是( C ) A.缺铁性贫血是因为体内缺乏铁,血红蛋白不能 合成 B.Mg2+是叶绿素的成分之一,缺Mg2+影响光合 作用 C.细胞中的无机盐大多数以化合物形式存在,如 CaCO3构成骨骼、牙齿 D.碘是合成甲状腺激素的原料,所以常在食盐中 加碘 【解析】细胞中的无机盐绝大多数以离子形式存 在。故C错。

9.黄豆种子在黑暗中萌发成幼苗,下表是经过 处理后得到的数据,下列依据表中的数据所得到 的结论中,不正确的是 ( D)
处理方式

重量(g)

种子 湿重 干重

幼苗 直接称重 40℃、风吹 160 138 750 118

A. 幼苗和种子相比湿重增加,增加的物质主 要是水 B.干幼苗细胞中有机化合物含量最多的是蛋 白质 C.幼苗和种子相比干重减少,是因为有部分 有机物被呼吸消耗 D.40℃、风吹处理后,幼苗减少的主要是自 由水、种子减少的主要是结合水 【解析】 40℃、风吹处理后,幼苗和种子 减少的重量主要都是自由水。

10.下列细胞中,结合水相对含量最多的是 ( B ) A.休眠的玉米胚乳细胞 B.休眠的大豆子叶细胞 C.洋葱根尖的分生区细胞 D.成熟西瓜的果肉细胞 【解析】休眠状态的大豆和玉米中,自由水含 量比较少,结合水含量较多。而大豆中蛋白质 较多,玉米中淀粉较多,蛋白质的亲水性比淀 粉强,因此,大豆比玉米的结合水相对含量更 多。

11.科学研究发现,苹果含有锌,锌是形成与记忆 力相关的蛋白质不可缺少的元素,儿童缺锌就会导致 大脑发育不完善。这说明无机盐离子 ( A ) A.对维持生物体的生命活动有重要作用 B.对维持酸碱平衡有重要作用 C.对调节细胞内的渗透压有重要作用 D.对维持细胞形态有重要作用 【解析】从题干可知,此题并没有涉及无机盐离子 对细胞渗透压、细胞形态及酸碱度的生理作用。

二、非选择题 12.科学家利用返回式航天器从某个小行星上收集 回一些物质样本,经过仪器分析,这些物质中的主要 元素组成及含量如下:
元素 C H O N P S Fe Si Al

含量%

0.01

0.3

0.9

0.11

0.03

0.6

95.1

1.5

0.5

请根据上面内容判断,该物质是不是小行星上的生 物体的组成物质。请说明理由。 该物质不是生物体的组成物质。理由是地球生物的细 胞中所含C、H、O、N、P、S这几种元素所占比例 约为97%,而该物质中主要元素的种类和含量与生物 体的组成元素差异极大,不可能是生物体的组成物质。

13.水是生命之源,也是细胞内各种化学反应的介 质,在细胞中有两种存在形式,即自由水和结合水。 在植物细胞中含量及自由水和结合水的比值的变化, 是与生命活动相适应的。以下表格为玉米种子在适 宜条件下萌发成幼苗时经过处理后得到的数据;图 为玉米种子的呼吸速率(mg/100g·h)与含水量的关系。 请根据有关知识回答下列问题:
处理方法

相对质量

种子 湿重

幼苗 直接称重 160 750

干重
灰分

70℃,72 h
550℃,16 h

138
2

118
2

(1)和玉米种子相比幼苗湿重增加,增加的主要物质 是 自由水(或“水”) 。 (2)和玉米种子相比,幼苗干重减少,减少的物质 是 。 (3)玉米种子的呼吸速率与含水量的关系可以准确表 述为在一定范围内随着含水量的增加,呼吸速率增加。

种子通过 (4)有时粮仓会出现发潮现象,原因是 有氧呼吸产生了水 。 (5)根据你所学的知识就“如何降低种子的呼吸速率 ”这个问题提出两条具体措施:
将种子晒干,并贮藏于干燥的地方;降低贮 藏种子的温度(意思答对即可,其他合理答案 也可) 。


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