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1、第第2讲讲 细胞中的元素和化合物细胞中的元素和化合物细胞中的无机物细胞中的无机物u考纲要求 水和无机盐的作用()教材导学教材导学 一、组成细胞的元素和化合物 1.填写组成细胞的元素 2.填写组成细胞的化合物并回答问题(1)鲜重含量最多的化合物：_。(2)鲜重含量最多的有机物：_。(3)占细胞干重最多的化合物：_。二、细胞中的无机物1.填写细胞中水的存在形式和功能(1)存在形式：_和_。2.填写组成细胞的无机盐的存在形式和功能(1)存在形式：主要以_形式存在。自我校对一、(1)有选择 化合物 (2)C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo C C、H、O、N 2.
2、水 蛋白质 糖类和核酸 (1)水 (2)蛋白质 (3)蛋白质二、1.(1)自由水 结合水 化学反应 液体环境 营养物质和代谢废物 2.(1)离子 复杂化合物 生命活动 酸碱度u基础自测判断正误(1)细胞中的脱氧核苷酸和脂肪酸都不含有氮元素。( )(2)主动运输机制有助于维持细胞内元素组成的相对稳定。( )(3)细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要。( )(4)Ca、Mg、Fe、Mn、Cu是组成细胞的微量元素。 ( )(5)纤维素和尿素、脂肪酸和磷脂、腺苷三磷酸和核糖核酸、胆固醇和血红蛋白四组均含有相同的元素。( )(6)细胞中的相关无机盐离子对于维持神经肌肉的兴奋性非常重要。( )(7
3、)植物缺少B元素造成“花而不实”体现了无机盐能影响生物体的生命活动。( )(8)Mg2+对于植物的光合作用至关重要。( )(9)Fe2+是人体内结合与运输O2不可缺少的。( )(10)生长在含盐量高、干旱土壤中的盐生植物，通过在液泡中储存大量的Na+而促进细胞吸收水分，该现象说明液泡内的Na+参与维持正常pH。( )(11)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。( )(12)在人体活细胞中氢原子的数目最多。( )(13)水是细胞中含量最多的化合物。( )(14)结合水是细胞和生物体的组成成分。( )(15)植物越冬时，细胞内自由水与结合水的比例降低。( )【答案】
4、(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15)考点突破考点突破考点一考点一 组成生物体的化学元素和无机盐组成生物体的化学元素和无机盐 1.细胞中的化学元素细胞中元素含量分析：(1)细胞鲜重中含量前四位的元素(O、C、H、N)与细胞干重含量前四位的元素(C、O、N、H)排序不同，这是因为细胞内自由水的含量不同。(2)不同生物体内各种化学元素的含量差异较大，同一生物体内不同元素的含量也相差很大，但“C”却是所有生物体的最基本的元素。(3)动物、植物干重相比，由于植物含糖类较多，动物含脂肪、蛋白质较多，故植物体中含氧
5、元素较多，动物体中含氮、氢元素较多，另外动物含Ca、P元素也比植物多。(4)部分元素参与形成的化合物：甲硫氨酸、半胱氨酸等含硫氨基酸的组成成分；蛋白质的特征元素S叶绿素的组成成分MgATP、ADP、NADPH、NADH、DNA、RNA、磷脂等P蛋白质、ATP、ADP、NADPH、NADH、叶绿素、DNA、RNA、磷脂等N参与形成的物质及结构元素2.生物界与非生物界的统一性和差异性(1)统一性是从化学元素的种类来分析的：组成生物体的化学元素没有一种是生物体所特有的。(2)差异性是从化学元素的含量来分析的：组成生物体的化学元素与无机环境中的相应元素的含量有一定的差别。3.细胞中无机盐的存在形式及其
6、功能(1)细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。(2)无机盐的生理功能： Mg2+叶绿素复杂化合物的组成成分 Fe2+血红蛋白 PO3-4ATP、核酸维持正常的生命活动。维持酸碱平衡(如HCO-3/H2CO3、H2PO-4/HPO2-4)和渗透压平衡(K+、Na+、Cl-)。 (3)部分无机盐离子的具体功能分析：缺乏会导致细胞外液渗透压下降维持动物细胞外液的渗透压Na+缺乏时植物抗逆能力减弱，易受病害侵袭促进植物体内淀粉的运输；动物细胞内液渗透压的维持K+油菜缺硼时，会出现“花而不实”促进花粉的萌发和花粉管的伸长B血钙过低时，会出现抽搐现象；血钙过高时，会患肌无力与神经系统的兴奋性有关Ca2+缺
7、乏时患贫血血红蛋白的组成成分Fe2+缺乏时患地方性甲状腺肿甲状腺激素的组成成分I-含量异常功能无机盐【例1】 (2014湖南株州期末)下列有关细胞中元素和化合物的叙述，正确的是( )A.C是构成细胞的最基本元素，在人体细胞中含量最多B.脂肪分子中含H比糖类多，是主要的能源物质C.氨基酸脱水缩合产生水，水中的氧来自氨基酸的羧基D.P是脂肪、ATP、DNA等不可缺少的成分，是组成生物体的大量元素【解析】 本题主要考查细胞中的元素及化合物的相关内容，意在考查识记、理解能力。C是构成细胞的最基本元素，在人体细胞鲜重中含量最多的元素是O，在干重中含量最多的元素是C；糖类是主要的能源物质；氨基酸脱水缩合产
8、生水，水中的氧来自羧基；脂肪的组成元素为C、H、O，而ATP、DNA的组成元素均为C、H、O、N、P，P是组成生物体的大量元素。【答案】 C【例2】 下图1是细胞中3种化合物含量的扇形图，图2是有活性的细胞中元素含量的柱形图，下列说法不正确的是( )A.若图1表示正常细胞，则甲、乙化合物共有的元素中含量最多的是aB.若图1表示细胞完全脱水后化合物含量的扇形图，则甲化合物中含量最多的元素为图2中的aC.图2中含量最多的元素是a，这与细胞中含量最多的化合物无关D.若图1表示正常细胞，则乙化合物具有多样性，其必含的元素为C、H、O、N【解析】 正常细胞中含量最多的是水，其次是蛋白质。有活性的细胞中元
9、素含量最多的是氧，其次是碳，再者是氢。因此甲、乙分别为H2O和蛋白质，a、b、c分别为氧、碳、氢。H2O和蛋白质共有元素为H、O，而O在活细胞中含量最多；细胞脱水后含量最多的是蛋白质，因此在脱水的细胞中甲为蛋白质，蛋白质是以碳元素为骨架建立的大分子物质，其中碳含量最多；细胞中含量最多的元素是氧，这与细胞中水的含量有关；蛋白质具有多样性，其必含的元素为C、H、O、N。【答案】 B考点二考点二 细胞中的水及其在生产实践中的应用细胞中的水及其在生产实践中的应用 1.水的含量、分类及生理作用良好溶剂、运输作用、反应场所、原料能够自由流动、以游离状态存在95.5%自由水细胞结构的组成成分与其他物质结合在
10、一起4.5%结合水生理作用概念含量形式2.影响细胞含水量的因素生物种类：水生生物陆生生物。发育阶段：幼儿成年；幼嫩部分成熟部分。组织器官种类：牙齿骨骼血液。3.自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系比值高代谢旺盛，但抗逆性差自由水/结合水比值低代谢强度降低，但抗寒、 抗旱、抗热等抗逆性增强 4.细胞中水的产生和利用【例3】 (2013江苏)下列关于生物体与水分的关系，叙述正确的是( )A.贮藏中的种子不含水分，以保持休眠状态B.水从根系向地上部分的运输与细胞壁无关C.适应高渗环境的动物可排出体内多余的盐D.缺水时，动物体的正反馈调节能促使机体减少水的散失【解析】 本题考查水分在代谢中的作用、水盐稳
11、态的维持等，意在考查运用所学知识来分析生活中相关现象的能力。贮藏种子中自由水含量较少，并非不含水分，A项错误；水分从根系向地上部分运输的动力主要来自蒸腾拉力，但其要经过由死亡的、只有细胞壁构成的导管向上运输，B项错误；在高渗环境中，动物可通过其自身的水盐平衡调节维持内环境的稳态，C项正确；缺水时，动物体可通过负反馈调节使机体减少水的散失，D项错误。【答案】 C【例4】 研究发现，冬小麦在秋冬受低温袭击时，呼吸速率先升高后降低；持续的冷害使根生长迟缓，吸收能力下降，但细胞内可溶性糖的含量有明显的提高。下列有关水对生命活动影响的叙述合理的是( )A.冷害初期呼吸作用增强，不利于抵御寒冷B.持续低温
12、使线粒体内氧化酶活性减弱，影响可溶性糖合成淀粉C.低温使细胞内结合水含量降低，自由水含量增加，以适应低温环境D.在休眠的植物体内自由水与结合水的比值降低，有利于降低植物的细胞代谢【解析】 前两项所述与水的作用无关；低温使细胞内自由水含量降低，结合水含量增加，以适应低温环境。【答案】 D考点三考点三 实验验证无机盐的生理功能实验验证无机盐的生理功能 1.植物必需无机盐的判断依据 (1)缺乏某种元素，植物的生长发育遇到障碍，不能完成它的生活史。 (2)除去某种元素以后，植物体表现出专一的病症，而且这种缺素症是可以利用该元素进行预防和恢复的。 (3)某种元素在植物营养上表现的效果是直接的，而不是由土
13、壤的物理、化学或微生物等因素的改变而产生的间接效果。2.判断方法溶液培养法，具体操作过程可归纳如下图：【例5】 华北某地区经常出现苹果小叶病，有人认为是土壤中缺锌引起的，有人认为是土壤中缺镁引起的。现有如下材料，请你完成下列实验，证实上面的猜测哪个正确。(1)材料用具：三株长势相同的苹果幼苗、蒸馏水、含有植物必需元素的各种化合物。(2)实验原理：任何一种必需元素在植物体内都有一定的作用，一旦缺乏，就会表现出相应的症状。根据全素培养液和相应缺锌、缺镁的培养液对苹果生长发育的比较，判断小叶病的病因。(3)方法步骤：首先配制全素培养液和相应的缺锌培养液和_培养液，分别放入三个培养缸并编号为A、B、C
14、。将三株长势相同的幼苗分别培养在上述三种培养液中。放在适宜的条件下培养一段时间，观察苹果幼苗的生长发育状况。(4)结果预测和分析：_缸内的苹果幼苗正常生长。若B缸内苹果幼苗表现出小叶病，而C缸没有，则说明_；若C缸内苹果幼苗表现出小叶病，而B缸没有，则说明_；若B、C两缸内的幼苗都表现为小叶病，则说明_ _；若B、C两缸内幼苗都不表现为小叶病，则说明_ _。(5)若实验证明苹果小叶病是由缺锌引起的，从科学研究的严谨角度出发，还应增加的实验步骤是：_ _。增加步骤后的实验结果是_ _。【答案】 (3)缺镁 (4)A 苹果小叶病是由缺锌引起的 苹果小叶病是由缺镁引起的 苹果小叶病与缺锌和缺镁都有关
15、 苹果小叶病与缺锌和缺镁都无关 (5)在缺锌的完全培养液B中加入一定量的含锌的无机盐 一段时间后小叶病消失，幼苗恢复正常生长课堂练习课堂练习1.教材原话填空。(1)细胞中常见的化学元素有20多种，其中有些含量较多，如C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等，称为大量元素；有些含量很少，如_等，被称为微量元素。(2)水在细胞中以两种形式存在。一部分水与细胞内的其他物质相结合，叫做结合水。结合水是_，大约占细胞内全部水分的4.5%。细胞中绝大部分的水以_的形式存在，可以自由流动，叫做自由水。(3)细胞中大多数无机盐以_的形式存在，许多种无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用。例如，哺乳动物
16、的血液中必须含有一定量的钙离子，如果钙离子的含量太低，会出现_等症状。答案 (1)Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo(2)细胞结构的重要组成成分 游离(3)离子 抽搐2.(2013海南)关于生物体内有机化合物所含元素的叙述，错误的是( )A.叶绿素含有镁元素 B.血红蛋白含有铁元素C.脱氧核糖含有磷元素 D.胰岛素含有碳元素解析 脱氧核糖属于单糖，组成元素为C、H、O，无P元素；叶绿素由C、H、O、N、Mg元素组成；血红蛋白由C、H、O、N、Fe元素组成；胰岛素是由C、H、O、N组成。答案 C3.下列对细胞中各种元素和化合物的叙述，错误的是( )A.细胞中含量最多的化合物是水，而核酸的含量较少B
17、.细胞中含量最多的有机物是蛋白质，而无机盐含量较少C.细胞中含量最多的元素是氧，而氢元素含量最少D.构成细胞的最基本的元素是碳，碳也是构成生物大分子的骨架解析 各种元素在活细胞中，氢元素含量占第三位，C项错误。答案 C4.关于细胞内水和无机盐的叙述，不正确的是( )A.水是光合作用和有氧呼吸的原料B.植物缺Mg引起光反应和暗反应强度均减弱C.K+和Na+对神经细胞功能有重要作用D.细胞内结合水的含量增加，抗逆性减弱解析 本题考查水和无机盐。光合作用和有氧呼吸都需要水。Mg是合成叶绿素的原料，植物缺Mg引起叶绿素合成减少，光反应和暗反应强度均减弱。在神经细胞的兴奋产生和传导过程中，细胞内外的K+
18、和Na+起着重要作用。细胞内结合水的含量增加，抗逆性会增强。答案 D5.关于C、H、O、N、P、S在玉米和人细胞(干)以及活细胞中的含量(质量分数/%)如表，请分析回答下列问题：0.301.403.010.018.065.0活细胞0.783.119.337.4665.9914.62人细胞(干)0.170.021.466.2443.5744.43玉米细胞(干)SPNHCO元素(1)以上元素在活细胞中含量明显比人细胞(干)含量多的是氧元素和_元素，发生差异的原因是活细胞中的各种化合物中含量最多的是_，这两种元素在人体细胞干物质中主要存在于化合物_中。(2)水在生命活动中有极其重要的作用，细胞内含水
19、量的多少直接影响细胞代谢作用。在秋季收获大豆后，要进行晾晒才能入仓储存，所除去的水分主要是细胞中的_水。如果大豆细胞内水分过多，则会使细胞的_加强。从上述现象可以推断，植物细胞内自由水与结合水的含量比值变_，则新陈代谢加强。浸泡约一周时间，黄豆芽已长得又白又粗，1 kg的黄豆能生出5 kg的黄豆芽。在这个过程中，黄豆细胞内的有机物含量变化是_，种类变化是_，其原因是_。(3)由表中数据可以看出在玉米细胞(干)中所占比例明显高于人细胞(干)中的元素是氧，发生这种差异的一个主要原因是组成玉米细胞的化合物中_成分较多，此类化合物主要作为_(细胞结构)的基本组成成分。(4)蛋白质和核酸是构成原生质的最重要的化合物，在表中的元素中，这两种化合物在元素组成上最明显的差异是_。答案 (1)氢 水 蛋白质(2)自由 细胞呼吸 大 减少 增多 细胞进行细胞呼吸，消耗有机物，产生许多代谢中间产物(3)糖类 细胞壁(4)蛋白质含S，核酸含P
