高中生物 第一節(jié) 細(xì)胞的化學(xué)組成名師導(dǎo)航 中圖版

1、第二章細(xì)胞的構(gòu)成第一節(jié)細(xì)胞的化學(xué)組成【思維激活】1.植物有一種病叫“花而不實(shí)”，就是只開(kāi)花不結(jié)果，知道是什么原因嗎？答案：促進(jìn)花粉管的萌發(fā)，促進(jìn)雙受精，因?yàn)槿鄙貰，所以“花而不實(shí)”。2.幾十年前，新西蘭有一個(gè)牧場(chǎng)的大片牧草長(zhǎng)勢(shì)很弱，有的甚至發(fā)生枯萎，即使施用了大量氮、磷、鉀肥也無(wú)濟(jì)于事。后來(lái)人們偶然發(fā)現(xiàn)牧場(chǎng)內(nèi)的一小片牧草長(zhǎng)勢(shì)茂盛。原來(lái)，這一小片“綠洲”的附近有一座鉬礦，礦工上下班總是抄近路，他們的鞋子上粘有鉬礦粉，正是礦工鞋子踩過(guò)的地方牧草長(zhǎng)得綠油油的。經(jīng)過(guò)科學(xué)家的化驗(yàn)和分析，一公頃牧草只需150克鉬就足夠了。根據(jù)以上材料分析牧草長(zhǎng)勢(shì)不好的原因。這說(shuō)明了什么問(wèn)題？答案：牧草由于缺乏微量元素鉬而

2、長(zhǎng)勢(shì)不好。鉬是植物所必需的微量元素，對(duì)于植物的生長(zhǎng)發(fā)育具有重要作用?！咀灾髡怼?.構(gòu)成細(xì)胞的化學(xué)元素（以萬(wàn)分之一分類）（1）大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg（2）微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Ni（3）基本元素：C、H、O、N（4）最基本元素：C2.生物界與非生物界的統(tǒng)一性和差異性（1）統(tǒng)一性：組成細(xì)胞的元素在細(xì)胞中的含量因生物種類而異，但它們都是自然界中的普通元素，沒(méi)有一種是生物特有的。（2）生物體含有的元素與自然界中的元素含量差異很大3.構(gòu)成細(xì)胞的化合物細(xì)胞中的化學(xué)元素大多以化合物的形式存在，它包括水、無(wú)機(jī)鹽、糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸。其中的有機(jī)化合物都有碳

3、架結(jié)構(gòu)，這是生物界特殊性的表現(xiàn)。細(xì)胞中的化合物只有有機(jī)地組合在一起，發(fā)生相互作用時(shí)才會(huì)表現(xiàn)出生命現(xiàn)象。【高手筆記】1.組成生物體的化學(xué)元素種類基本相同，含量有差異。2.組成生物體的化學(xué)元素在無(wú)機(jī)自然界都能找到，但是含量差異很大，體現(xiàn)了生物界和非生物界的統(tǒng)一性和差異性。3.生物界特有現(xiàn)象是有機(jī)物都有碳架結(jié)構(gòu)?！久麕熃饣蟆?. 自然界中的任何生物都是由化學(xué)元素組成的，在細(xì)胞中可找到的至少有62種元素，它們?cè)诩?xì)胞內(nèi)主要以化合物形式存在。怎樣理解元素、化合物與生命的關(guān)系？剖析：細(xì)胞是由化合物組成的，而化合物是由分子組成的，分子又是由原子組成的。組成細(xì)胞的主要化學(xué)元素有20多種，不管元素含量的多少，必需

4、元素在生物體內(nèi)都有不可替代的作用，沒(méi)有這些元素，生物體就不能表現(xiàn)出相應(yīng)的生命活動(dòng)。從這方面說(shuō)，它們是生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。生命系統(tǒng)內(nèi)部有嚴(yán)謹(jǐn)有序的結(jié)構(gòu)，我們將細(xì)胞內(nèi)所包含的全部物質(zhì)按比例配齊也無(wú)法構(gòu)成一個(gè)生命系統(tǒng)。組成生物體的化學(xué)元素雖然在生物體內(nèi)都有一定的生理作用，但單一的某種元素不可能表現(xiàn)出相應(yīng)的生理功能，這些元素只有在機(jī)體中在生物體特有的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，有機(jī)地結(jié)合成各種化合物，這些化合物相互作用才能體現(xiàn)出相應(yīng)的生理功能。因此，這些化合物也是生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。2.某些化學(xué)試劑能夠使生物組織中的有關(guān)有機(jī)化合物產(chǎn)生特定的顏色反應(yīng)。根據(jù)這個(gè)原理，我們能夠檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)

5、中，應(yīng)該注意哪些問(wèn)題？剖析：做好實(shí)驗(yàn)，不僅是知道該實(shí)驗(yàn)的目的要求，使用什么材料用具，能夠獨(dú)立地正確操作，能夠?qū)嵤虑笫堑赜^察現(xiàn)象和記錄數(shù)據(jù)，而且還要理解實(shí)驗(yàn)原理，能夠綜合分析所得到的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，獲得正確的結(jié)果，進(jìn)一步推導(dǎo)出結(jié)論。（1）本實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵在于實(shí)驗(yàn)材料的選擇。為提高實(shí)驗(yàn)效果，應(yīng)選擇那些含糖量較高，富含脂肪、蛋白質(zhì)的生物組織作為實(shí)驗(yàn)材料。要充分理解教材中選用特定材料的意圖，比如材料中含有的必須是可溶性還原糖，蔗糖不是還原糖因此不能用，淀粉既無(wú)還原性也能溶解因此也不能用。（2）在檢測(cè)組織中的可溶性還原糖時(shí)，斐林試劑必須現(xiàn)培現(xiàn)用，混合均勻后一次加入。水浴加熱時(shí)試管底部不要觸及燒杯底部，以防止

6、食管受熱不均勻而爆裂。（3）在檢測(cè)組織中的脂肪時(shí)，切出符合要求的薄切片是實(shí)驗(yàn)結(jié)果能否滿意的關(guān)鍵。要多按照教材要求練習(xí)徒手切片技術(shù)。（4）在檢測(cè)組織中的蛋白質(zhì)時(shí)，雙縮脲試劑要逐個(gè)加入，實(shí)驗(yàn)樣液要留出一份作為對(duì)照，便于最后進(jìn)行比較。3.如何理解組成生物體的化學(xué)元素的分類、地位、作用？剖析：4.如何理解生物界與生物界的統(tǒng)一性和差異性？剖析：組成生物體的20多種化學(xué)元素具有非常重要的作用，那么這些化學(xué)元素是從哪里來(lái)的呢？我們知道生物體時(shí)刻在與外界發(fā)生生物交換，生物體只有不斷地從外界環(huán)境吸收自身所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，并同化成自身的組成物質(zhì)，才能不斷由小到大，表現(xiàn)出生命現(xiàn)象，這就說(shuō)明生物體的組成元素是從無(wú)機(jī)環(huán)境

7、中吸收來(lái)的。從另一方面來(lái)分析，組成生物體的20多種化學(xué)元素，在無(wú)機(jī)自然界都能找到，沒(méi)有一種是生物界所特有的。這個(gè)事實(shí)說(shuō)明：生物界和非生物界具有統(tǒng)一性。但各種組成元素在細(xì)胞中所占的百分含量比例與非生物界無(wú)機(jī)自然界中所占的比例有著很大的差別。如組成細(xì)胞的主要元素與地殼中所含元素的百分比有著明顯的區(qū)別(見(jiàn)下表)。上述事實(shí)說(shuō)明：生物界與非生物界又具有差異性。元素及含量CHONPS地殼(%)0.0870.7648.6 0.03 0.1180.052細(xì)胞(%) 18 10 65 3 1.40.3【講練互動(dòng)】【例題1】生活在沙漠中的仙人掌和生活在海洋中的鯊魚(yú)，組成它們的元素是 ( )A.完全相同 B.完全不

8、同 C.大體相同 D.無(wú)法確定【解析】組成生物體的元素都包括大量元素和微量元素，大量元素包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg，微量元素包括Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni等。【答案】C【綠色通道】組成生物體的元素種類基本相同，但是含量不同?！咀兪接?xùn)練】牛通過(guò)吃草，從草中獲得化合物和元素，那么，牛和草在化學(xué)元素的種類以及相同化學(xué)元素的含量上分別是 ( )A. 種類差異很大，含量大體相同 B種類和含量差異都很大C. 種類和含量都是大體相同 D種類大體相同，含量差異很大【解析】不同生物所含化學(xué)元素的種類基本相同，但是含量有差異?！敬鸢浮緿【例題2】下列有關(guān)微量元素的敘述錯(cuò)誤的是 (

9、 )A微量元素是生物生活所必需的，是含量很少的元素B微量元素對(duì)于維護(hù)正常生命活動(dòng)不可缺少C原生質(zhì)中所有微量元素的總和少于3D所有的占生物體總重量萬(wàn)分之一以下的元素都是微量元素【解析】微量元素是生命活動(dòng)必需，含量很少的元素，是重印活動(dòng)不可缺少的，原生質(zhì)中所有微量元素的總和少于3%。占生物體總重量萬(wàn)分之一以下的生命活動(dòng)必需的元素才是微量元素?！敬鸢浮緿【綠色通道】生物體的必需元素中占細(xì)胞含量萬(wàn)分之一以上的是大量元素，萬(wàn)分之一以下的是微量元素。【變式訓(xùn)練】下列說(shuō)法正確的是（）A.自然界中的生物和非生物都是由化學(xué)元素組成的B.大量元素是指含量占生物體總重量千分之一以上的元素C.微量元素在生物體內(nèi)含量很

10、少，是生物體非必需的元素D.地球上的生命是在氧元素的基礎(chǔ)上建立的【解析】生物界與非生物界都是由化學(xué)元素組成的，這正說(shuō)明了生物界與非生物界的統(tǒng)一性。組成生物體的元素在不同生物體中的含量是有差異的，在生物細(xì)胞中的平均含量在萬(wàn)分之一以上的稱為大量元素。微量元素在細(xì)胞中的含量盡管少，但對(duì)生命活動(dòng)的作用不可忽視，也是必不可少的元素。碳原子的化學(xué)性質(zhì)，使它能夠通過(guò)化學(xué)鍵連結(jié)成鏈或環(huán)，從而形成各種生物大分子。所以說(shuō)，地球上的生命是在碳元素的基礎(chǔ)上建立起來(lái)的?！敬鸢浮緼【例題3】在組成生物體的元素中，根據(jù)含量的多少，可分為大量元素和微量元素，其中微量元素在生物體的生命活動(dòng)中的作用，是否可以忽略？請(qǐng)根據(jù)下表來(lái)回

11、答。一項(xiàng)“硒與克山病發(fā)病相關(guān)性”研究的記錄組別不補(bǔ)硒組補(bǔ)硒組年度1974197519741975觀察人數(shù)3985544545106767發(fā)病人數(shù)5452107【解析】從上表可知，人體缺硒，就會(huì)引發(fā)克山病，而一旦給予補(bǔ)充，此病癥即可以解除，說(shuō)明硒是人體內(nèi)的必需元素，雖然正常情況下在人體內(nèi)含量很少，卻是維持正常生命活動(dòng)不可缺少的，更不能由其他元素代替。【答案】微量元素雖然在生物體中的含量很少，但對(duì)于生物體完成各項(xiàng)生命活動(dòng)來(lái)說(shuō)是不可缺少的，不可以忽略。【綠色通道】善于分析書(shū)本中的表格和圖解，從中獲得的知識(shí)可以幫助我們更好地理解書(shū)本的知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)也提高自己分析問(wèn)題的能力。在分析表格時(shí)，常用的方法是比較

12、法?！咀兪接?xùn)練】 微量元素在生物體內(nèi)雖然很少，卻是維持正常生命活動(dòng)不可缺少的，可以通過(guò)下面哪一實(shí)例得到證明？（ ）AMg是葉綠素的組成成分B油菜缺少B時(shí)只開(kāi)花不結(jié)果C動(dòng)物血液Ca鹽含量太低時(shí)會(huì)抽搐D缺P(pán)時(shí)會(huì)影響ATP的合成 【答案】B【體驗(yàn)探究】【問(wèn)題】華北某地區(qū)經(jīng)常出現(xiàn)蘋(píng)果小葉病，有人認(rèn)為是土壤缺鋅引起的，有人認(rèn)為是土壤缺鎂引起的。現(xiàn)有如下材料，請(qǐng)你完成下列實(shí)驗(yàn)，證實(shí)上面的猜測(cè)哪個(gè)正確。材料用具：三株長(zhǎng)勢(shì)相同的蘋(píng)果幼苗、蒸餾水、含有植物必需元素的各種化合物。實(shí)驗(yàn)原理：任何一種必需元素在植物體內(nèi)都有一定的作用，一旦缺乏，就會(huì)表現(xiàn)出相應(yīng)的癥狀，根據(jù)全素培養(yǎng)液和相應(yīng)缺鋅、缺鎂的培養(yǎng)對(duì)蘋(píng)果生長(zhǎng)發(fā)育的比較，判斷小葉病的病因?！緦?dǎo)思】要研究某種元素是否是植物的必須元素，應(yīng)該設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)應(yīng)該設(shè)計(jì)全素培養(yǎng)液和缺素培養(yǎng)液進(jìn)行對(duì)照，實(shí)驗(yàn)還應(yīng)該遵循單一變量原則、對(duì)照原則平行重復(fù)原則和等量原則。【探究】1.首先配制全素培養(yǎng)液和相應(yīng)的缺鋅培養(yǎng)液和缺鎂培養(yǎng)液，分別放入三個(gè)培養(yǎng)缸并編號(hào)為A、B、C。2.將三株長(zhǎng)勢(shì)相同的幼苗分別栽培在上述三種培養(yǎng)液中。3.放在適宜和條件下培