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1、共 80 页,1,第二章 组成细胞的分子第2讲细胞中的元素及无机化合物,共 80 页,2,教材基础回扣 一组成细胞的元素和化合物 1.组成细胞的化学元素 (1)种类 大量元素:占生物体总重量万分之一以上的元素:1CHONPSKCaMg等 微量元素:生物生活必需但需要量却很少的元素:2FeMnZnCuBMo等 基本元素:3CHON,共 80 页,3,思考1.组成人体细胞的主要元素中占细胞干重和鲜重的比例如何排序?主要原因是什么?,共 80 页,4,(2)作用 组成化合物进而构成细胞,如蛋白质核酸等 影响生物体的4生命活动,如B能促使花粉萌发和花粉管的伸长 (3)生物界与非生物界的关系 组成生物体
2、的化学元素在无机自然界中都可以找到,说明两者具有5统一性 组成生物体的化学元素,生物体内和无机自然界中的含量相差很大说明两者具有6差异性,共 80 页,5,2.化合物 无机化合物:7水无机盐 有机化合物:8糖类脂质蛋白质核酸 提示:鲜重条件下:O(65%)C(18%)H(10%)N(3%); 干重条件下:C(55.99%)O(14.62%)N(9.33%)H(7.46%) 在鲜重下O元素最多的原因是H2O在细胞中含量最多,共 80 页,6,二细胞中的水 1.结合水 (1)概念:在细胞内与其他物质相结合的水 (2)功能:是9细胞结构的重要组成成分,共 80 页,7,2.自由水 (1)概念:细胞内
3、以游离的形式存在,可以自由流动的水 (2)功能: 细胞内的10良好溶剂 参与细胞内的许多11生物化学反应 为细胞提供液体环境 运送12营养物质和代谢废物,共 80 页,8,思考2.代谢旺盛的细胞中自由水和结合水的含量有什么变化? 提示:自由水的含量升高,自由水与结合水的比例增大,生物新陈代谢旺盛,共 80 页,9,三细胞中的无机盐 1.存在形式:主要以13离子存在 2.功能 (1)细胞的重要组成成分 (2)维持细胞和生物体的14生命活动 (3)维持细胞内15渗透压和酸碱平衡,共 80 页,10,考点迁移互动 考点1组成细胞的元素 1.分类与地位 (1)组成生物体的化学元素种类,共 80 页,1
4、1,组成生物体的化学元素常见的主要有20种,根据其在生物体内的含量可分为大量元素和微量元素(对于微量元素,可以用这么一句口诀来记忆:新(Zn)铁(Fe)臂(B)阿童(Cu)木(Mo)猛(Mn),共 80 页,12,(2)存在形式与吸收方式 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自由扩散和主动运输为主,共 80 页,13,2.功能 (1)调节机体生命活动:如K+Na+Ca2+HCO-3等 (2)参与重要化合物的组成:如碘是合成甲状腺激素的原料等 (3)影响机体的重要生命活动:如B可促进花粉管的萌发,从而促进植物受精,油菜缺B会“花而不实”
5、,共 80 页,14,3.生物界与非生物界关系的化学元素体现 (1)生物界和非生物界的统一性 生物体内的化学元素都可以在无机环境中找到,没有一种是生物体所特有的 组成生物体的化学元素在生物界与非生物界之间反复出现循环流动,共 80 页,15,(2)生物界和非生物界的差异性 组成生物体的化学元素在生物体内和自然界中的含量差异很大 生物体从自然界获取组成自身的元素是有选择的 各种化学元素在生命体系中不是简单的堆积组合,而是以特殊的有序的方式结合在一起才出现生命现象,这也是生物界和非生物界的根本区别,共 80 页,16,(3)统一性和差异性的图解,共 80 页,17,特别提醒:(1)分类依据: 大量
6、元素微量元素是根据元素在生物体内的含量区分的,含量占生物体总重量万分之一以上的元素称为大量元素,含量万分之一以下的元素称为微量元素 主要元素基本元素是根据元素对生物体的作用区分的 (2)大量元素和微量元素的划分是依据生物界中生物的整体情况,具体到某一种生物可能有差别如Cl在植物体内是微量元素,但在人体内却是大量元素,共 80 页,18,(3)组成生物体的常见的20种化学元素是指必需元素,生物体内可能含一些非必需元素如人体可能含Pb (4)在鲜重和干重条件下,细胞中各种元素的含量是不同的,在鲜重下O元素最多的原因是H2O在细胞中含量最多 (5)碳元素之所以成为最基本元素,不是因为在干重条件下C是
7、细胞中含量(48.4%)最多的元素,而是因为碳原子本身的化学性质使它能够通过化学键连接成链或环,从而形成各种生物大分子,而生物大分子在生物体的生命活动中具有重要作用,共 80 页,19,【例析1】 科学家在利用无土栽培法培养一些名贵花卉时,培养液中添加了多种必需化学元素其配方如下:,其中花卉根细胞吸收最少的离子是( ) A.Ca2+ B.SO2-3 C.Zn2+ D.H2PO-4,共 80 页,20,解析 根据组成生物体的化学元素在生物体内的含量不同,分成大量元素和微量元素大量元素包括CHONPSKCaMg等;微量元素包括FeMnCuZnBMo等由于植物体内含有大量的CaSP等元素,这些元素只
8、能靠根从培养液中吸取,而培养液能为花卉提供CaSP的离子分别是Ca2+SO2-3H2PO-4,因此花卉对这些离子的吸收量较大而Zn属于微量元素,因此花卉对Zn2+的吸收量较少 答案 C,共 80 页,21,【互动探究1】 观察右图,下列叙述不正确的是( ),共 80 页,22,A.如果该图为组成细胞的化合物,则A中含有的元素为HO B.如果该图表示的是组成细胞的各种化学元素,则A应该是C元素 C.如果该图是已经完全脱水后的细胞,则A是蛋白质 D.如果该图表示的是组成细胞的各种化学元素,则其中微量元素的总量不超过3%,共 80 页,23,解析 细胞鲜重含量最多的化合物是H2O,由HO两种元素组成
9、;含量最多的元素是O;细胞干重含量最多的化合物是蛋白质;组成细胞的各种化学元素中,微量元素的总量不超过3% 答案 B,共 80 页,24,考点2水生命之源 1.含量:细胞中含量最多的化合物 (1)不同种类的生物体中水的含量差别较大:如水生生物陆生生物 (2)同一生物的不同组织器官中含水量差别很大 (3)同一器官在不同生长发育期含水量差别较大: 如幼儿期成年期老年期,共 80 页,25,2.存在形式与功能 (1)自由水 特点:流动性强易蒸发加温可析离,是可以参与物质代谢过程的水 生理功能:良好溶剂;各种生化反应的介质;生化反应(如光合作用呼吸作用)的原料;物质运输,共 80 页,26,(2)结合
10、水 特点:是以氢键形式与细胞内亲水性物质(如蛋白质淀粉等)结合的水,不蒸发,不能析离,不流动,无溶解性 功能:细胞结构的组成成分 (3)自由水与结合水的相互转化 自由水和结合水在一定的条件下可以相互转化,如结合水在获得足够能量时,可转化为自由水,自由水在亲水性物质增加时,可转化为结合水,共 80 页,27,总结提升,共 80 页,28,生物体内水的含量存在形式及比例与代谢 (1)一般情况下,代谢活跃时,生物体含水量在70%以上含水量降低,生命活动不活跃或进入休眠 (2)当自由水比例增加时,生物体代谢活跃,生长迅速,但抗逆性减弱例如干种子内所含的主要是结合水,干种子只有吸足水分获得大量自由水,才
11、能进行旺盛的生命活动,共 80 页,29,(3)当自由水向结合水转化较多时,代谢强度就会下降,抗寒抗热抗旱的性能提高旱生植物比水生植物具有较强抗旱能力,其生理原因之一就是结合水含量较高,共 80 页,30,【例析2】 下列有关水的叙述中,错误的是 ( ) 参与运输营养物质和代谢废物的水为自由水 生物体内的化学反应离不开水 水是细胞结构的组成成分之一 人体细胞内水的存在形式为结合水和自由水 自由水与结合水的比例与新陈代谢的强弱关系不大 不同细胞内自由水与结合水的比例相差不大 A. B. C. D.,共 80 页,31,解析 本题综合考查生物体内水分的存在形式自由水和结合水的生理作用不同细胞内水的
12、存在形式的差异性等 生物体细胞内水以两种形式存在,即自由水结合水,结合水是细胞结构的重要组成成分;自由水在细胞中以游离形式存在,可以自由流动,是细胞内的良好溶剂,运输各种营养物质和代谢废物,为生物体内的生化反应提供介质,许多生化代谢必须有水的参与,共 80 页,32,不同生活环境生活状态下的细胞含水量是不同的;细胞内自由水与结合水比例越大,其新陈代谢越旺盛,反之越弱 答案 C,共 80 页,33,规律总结 涉及细胞内水的两种存在形式含量变化时,要注意: (1)原理:水分含量与新陈代谢生物抗性的关系 细胞中自由水与结合水的比值大,生物新陈代谢旺盛,其抗性小;若该比值小,生物新陈代谢缓慢,其抗性大
13、,共 80 页,34,(2)分析思路 环境条件是否恶化; 细胞的年龄变化; 生命活动强度(或状态)的变化 (3)相关结论 环境恶化自由水,结合水; 细胞衰老自由水,结合水; 生命活动增强自由水,结合水,共 80 页,35,【互动探究2-1】 人体中水的含量约占65%,下列选项中能正确说明水对人体重要性的是( ) 水同糖类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就根本不会发生 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.,共 80 页,36,解析 水在人体内不能提供能量,故错误;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
14、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,故错误;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,故正确 答案 C,共 80 页,37,【互动探究2-2】 图甲中能正确反映种子含水量与呼吸作用强度之间关系的曲线是( ),共 80 页,38,A. B. C. D. 解析 考查自由水的作用种子含水量增加,自由水含量增加,新陈代谢旺盛,呼吸作用加快 答案 A,共 80 页,39,考点3无机盐的存在形式及生理作用 1.存在形式 主要是离子形式,如Na+K+Ca2+Mg2+Fe2+Fe3+Cl-HCO-3SO2-4等,少数以化合态形式存在 2
15、.吸收的主要方式:主动运输,共 80 页,40,3.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(叶绿素含有CHONMg五种元素);Fe2+是血红蛋白的主要成分;碳酸钙是动物和人体的骨骼牙齿中的重要成分;PO3-4是生物膜的主要成分磷脂的组成成分,也是ATPNADPH的主要组成成分,共 80 页,41,(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+,如果某个动物血液中钙盐的含量过低就会出现抽搐 维持生物体内的平衡:体内平衡使细胞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有关体
16、内平衡的内容很复杂,情况多变其中三个主要方面与无机盐含量的稳定有密切关系:,共 80 页,42,渗透压的平衡:Na+Cl-对细胞外液渗透压起重要作用;K+则对细胞内液渗透压起决定作用 酸碱平衡(即pH平衡):pH调节着细胞的一切生命活动,它的改变影响着原生质体组成物质的所有特性以及在细胞内发生的一切反应:如人血浆中的HCO-3HPO2-4等 离子平衡:动物细胞内外Na+/K+/Ca2+的比例是相对稳定的细胞膜外Na+高K+低,细胞膜内K+高Na+低K+Na+这两种离子在细胞膜内外分布的浓度差,是使细胞可以保持正常功能的重要条件,共 80 页,43,【例析3】 下列关于无机盐在生物体内所起作用的叙述中,错误的是 ( ) A.合成ATPDNARNANADPH脂肪等物质时,都需要磷酸盐作原料 B.根瘤菌的固氮酶中含有钼铁,说明某些金属元素可以成为一些复杂蛋白质的构成元素,共 80 页,44,C.观察人的口腔上皮细胞时要用浓度为0.9%的生理盐水,观察蛙的肠系膜中血液流动时使用的生理盐水浓度为0.65%,这说明无机盐在维持细胞的形态和功能中有重要作用 D.
