2018-2019版新學案生物蘇教版講義：第二章 細胞的化學組成 第一節(jié)

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精第一節(jié)細胞中的元素和無機化合物[學習導航]1.結(jié)合教材P8～9，舉例說出組成細胞的元素。2。結(jié)合教材P9~10，舉例說出細胞中無機化合物的功能、存在形式和作用.[重難點擊]1.舉例說出組成細胞的元素。2.舉例說出細胞中無機化合物的功能、存在形式和作用。方式一當你在跑步機上狂奔了幾十分鐘，或者酣暢淋漓地打了一場籃球后，會感覺口渴，想喝水。專家給出的建議是喝些淡鹽水。水和無機鹽等無機化合物在人體細胞中有哪些存在形式和生理作用呢？方式二2009年美國“宇宙神－5”運載火箭第二級與“月球坑觀測和傳感衛(wèi)星”LCROSS先后高速撞擊了月球南極隕石坑，以此探測月球上是否有水分子存在。11月，美國宇航局宣布，月球上有著數(shù)量驚人的水。這使人們在月球上建立空間生活基地的夢想成為可能.為什么人們一直把水和生命的存在相聯(lián)系?水等無機化合物在生命活動中有哪些作用?一、組成細胞的元素1．元素的種類(1)按與生命的關(guān)系,可以分為必需元素和非必需元素。缺乏必需元素可能導致疾病。(2)按含量的多少,必需元素分為大量元素和微量元素。其中大量元素有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等，微量元素有Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。微量元素雖含量少,作用卻很大.2．不同種類生物體內(nèi)所含的元素種類基本相同，但是每種元素的含量卻有多有少。3．生物會因環(huán)境中缺乏某種元素而產(chǎn)生該元素的缺乏癥。例如,我國一些山區(qū)的居民患有克山病，該病與缺硒有明顯關(guān)系。幾十年前，新西蘭有一個牧場的大片牧草長勢很弱，有的甚至發(fā)黃枯萎,即使使用了大量的N、P、K肥也無濟于事，后來，人們偶然發(fā)現(xiàn)牧場內(nèi)的一小片牧草長得十分茂盛，原來，這一片“綠洲”的附近有一座鉬礦，礦工每天上下班總是抄近路走，他們的鞋子踩過的地方,牧草綠油油的，經(jīng)過科學家的化驗和分析，一公頃牧草只需150克鉬就足夠了.據(jù)此分析回答下列問題:1．從含量分析，鉬屬于哪種元素?植物對鉬的需求量很少,是不是鉬對植物的作用不重要?答案鉬屬于微量元素；微量元素也是生物必需的元素，含量雖然很少,但是對生物體一樣具有重要的作用，不可缺少。2．如何確定一種元素是生物體的必需元素？答案缺乏了就會出現(xiàn)相應的癥狀,補充后相應的癥狀消失。1．下表所列為玉米植株和人體內(nèi)含量較多的元素的種類以及各類元素的含量(占細胞干重的質(zhì)量分數(shù)％），據(jù)此表可以得出的正確結(jié)論是（）元素OCHNKCaPMgS玉米44.4343。756。241.460.920.230。200。180。17人14.6255。997。469。331。094.673.110。160。78A。組成不同生物體的化學元素的種類基本相同B．同種元素在不同生物體內(nèi)含量基本相同C．組成不同生物體的化學元素的種類差異較大D．C是細胞中含量最多的元素，它是構(gòu)成細胞的基本元素答案A解析組成不同生物體的化學元素的種類基本相同，A正確、C錯誤;由表中數(shù)據(jù)可知,同種元素在不同生物體內(nèi)含量相差較大，B錯誤;O是細胞鮮重中含量最多的元素，C是細胞干重中含量最多的元素，D錯誤。2．人體內(nèi)微量元素的含量甚微，但是對人體的健康卻起著重要作用。下列各組元素全部是微量元素的是(）A．Na、K、O、S B．B、Mo、Fe、CuC．N、H、O、P、C D．Fe、Ca、Cu、C問題導析（1）大量元素:C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等.（2）微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu等.答案B一題多變土壤缺硼（B)時，植物會表現(xiàn)出一定的病癥，在有該病癥的植株葉面上噴施很少量的一定濃度的含硼溶液后，該病癥消失,這說明硼是植物體必需的____________(大量/微量）元素。答案微量知識拓展生物界與非生物界的統(tǒng)一性和差異性二、細胞中的無機化合物1．細胞中的化合物(1)種類①無機化合物：水和無機鹽.②有機化合物：糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸。(2)含量①含量最多的化合物是水。②含量僅次于水的化合物是蛋白質(zhì).③有機化合物中含量最多的是蛋白質(zhì)。

2．細胞中水的存在形式及其生理作用3．細胞中的無機鹽含量較少存在形式主要以離子形式存在，如Na＋、K＋、Ca2＋、Cl－、HCOeq\o\al(－，3)；少數(shù)以化合態(tài)存在，如I－構(gòu)成甲狀腺激素等生理作用合成有機化合物的原料，如Mg2＋是葉綠素的必需成分、P是合成核苷酸的原料合成某些具有特殊生理功能的物質(zhì)的原料，如Fe2＋是血紅蛋白的重要成分維持細胞的酸堿平衡，如紅細胞中的K2HPO4/KH2PO4、HCOeq\o\al(－,3)/H2CO3歸納總結(jié)（1）水的含量與細胞代謝和抗逆性的關(guān)系應用:①收獲的種子曬干降低自由水的含量，代謝減弱,有利于長期保存。②干種子萌發(fā)前，需要吸收水分，增加自由水的含量，代謝逐漸增強。③越冬作物減少灌溉，降低自由水含量，提高對低溫的抗性。（2）無機鹽參與構(gòu)成的常見化合物N：蛋白質(zhì)、葉綠素、核苷酸等;P：核苷酸、磷脂；Mg：葉綠素;S：甲硫氨酸、半胱氨酸等含硫氨基酸的組成成分（蛋白質(zhì)的特征元素)；Fe：動物血紅蛋白；I:甲狀腺激素等。1．自由水和結(jié)合水對生物體都具有重要的作用，請分析:(1)剛剛收獲的鮮種子一般要放在陽光下暴曬，種子變干,重量減輕，鮮種子失去的主要是哪種形式的水?種子還有活性嗎？答案失去的主要是自由水;種子仍保留活性。（2）將干種子放在試管中，用酒精燈加熱，試管壁上有水珠產(chǎn)生，這種情況下,干種子失去的主要是哪種形式的水？種子還有活性嗎？答案失去的主要是結(jié)合水；種子喪失活性。2．自由水和結(jié)合水的含量比例對生物的代謝和抗逆性有著重要的意義，請分析：（1)曬干的種子能夠長久保存，浸泡吸水后能夠萌發(fā)，據(jù)此推斷自由水和結(jié)合水的比值與細胞的代謝強度之間有什么關(guān)系？答案在一定范圍內(nèi)，自由水和結(jié)合水的比值越大，細胞代謝越旺盛。(2）越冬的植物、干旱地區(qū)植物的細胞中，結(jié)合水含量升高。這表明自由水和結(jié)合水的含量與生物的抗逆性有何關(guān)系？答案一般情況下，自由水和結(jié)合水的比值越大,細胞的抗逆性越差。3．以下事實分別說明無機鹽有什么生理功能？（1)有植物合成蛋白質(zhì)需要含氮的無機鹽;組成細胞膜、核酸和ATP需要含氮和磷的無機鹽;碳酸鈣是動物和人體的骨骼、牙齒中的重要成分等。(2）有些無機鹽離子是酶、激素或維生素的重要組成成分。(3)人體血液中HPOeq\o\al(2－,4）/H2POeq\o\al（－，4)和H2CO3/HCOeq\o\al（－,3）等組成的重要酸堿緩沖體系調(diào)節(jié)并維持細胞的酸堿平衡。答案(1）有些無機鹽是細胞和生物體內(nèi)有機物的重要組成成分。（2）許多種無機鹽離子是合成某些具有特殊生理功能的物質(zhì)的原料。(3）維持細胞的酸堿平衡.4．為什么人體缺鐵會導致貧血？為什么植物缺鎂會影響光合作用?答案鐵是血紅蛋白的重要組成成分；鎂是葉綠素的重要組成成分。3．下列有關(guān)水的敘述中錯誤的是（）①參與運輸營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物的水為自由水②生物體內(nèi)化學反應離不開水③水是細胞結(jié)構(gòu)的組成成分之一④人體細胞內(nèi)水的存在形式為結(jié)合水和自由水⑤自由水與結(jié)合水的比例和新陳代謝的強弱關(guān)系不大⑥不同細胞內(nèi)自由水與結(jié)合水的比例相差不大A．①④⑤ B．①④⑤⑥C．⑤⑥ D．②③④⑤⑥答案C解析自由水的比例越大，細胞的代謝強度越強；代謝旺盛的細胞內(nèi)自由水的比例較大，而干種子的細胞內(nèi)自由水的比例較小。4．下列與無機鹽的功能無關(guān)的是（）A．是細胞中的能源物質(zhì)之一B．是某些重要復雜化合物的組成成分C．能維持生物體的生命活動D．能維持細胞的酸堿平衡答案A解析無機鹽不是能源物質(zhì)；無機鹽是某些重要復雜化合物的組成成分；無機鹽能維持生物體的生命活動；無機鹽能維持細胞的酸堿平衡。一題多變將下列無機鹽的功能和實例連線：答案①—c②—a③—b1．下列敘述,正確的打“√”，錯誤的打“×"。(1)生物界和非生物界在元素組成的種類上完全相同(）(2）Ca、Fe、Mn、Zn、B、Mo等是組成細胞的微量元素（)(3）細胞中的一種元素的作用能被其他元素替代（）（4)沙漠中的仙人掌細胞中含量最多的化合物是水(）答案（1)×（2)×（3)×（4)√2．C、H、N這3種化學元素在組成人體的化學成分中，質(zhì)量分數(shù)共占73％左右（占細胞干重百分比)，而這3種元素在巖石圈中，質(zhì)量分數(shù)還不到1%。這個事實說明（）A．生物界與非生物界具有統(tǒng)一性B．生物界與非生物界具有差異性C．元素在自然界中都可以找到D．生物界具有特殊性答案B解析組成生物體的化學元素在無機自然界中都可以找到，這個事實說明生物界與非生物界具有統(tǒng)一性，而題中所強調(diào)的是相對含量的不同，即差異性。3．“綿綿的春雨潤醒了小草，潤綠了楊樹，潤開了報春花。"下列各圖為植物在復蘇過程中,細胞中自由水與結(jié)合水相對含量變化的曲線圖,其中表示正確的是(）答案B解析植物在復蘇過程中新陳代謝增強,自由水相對含量上升,結(jié)合水相對含量下降.4．運動型飲料可為人體提供水和無機鹽。下列有關(guān)生物體內(nèi)水和無機鹽的敘述中,錯誤的是(）A．生物體內(nèi)的生化反應必須在水中進行B．自由水參與體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物的運輸C．某些無機鹽是組成磷脂、RNA和纖維素的必需成分D．無機鹽在細胞內(nèi)的含量很少，主要以離子形式存在，具有維持機體的滲透壓、酸堿平衡和正常生命活動的功能答案C解析生物體的生命活動離不開水,生化反應必須在水中進行；參與體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物運輸?shù)氖亲杂伤?；?gòu)成纖維素的元素是C、H、O，不含有無機鹽；無機鹽在生物體內(nèi)的含量雖少，但對維持機體的滲透壓、酸堿平衡和正常生命活動有重要作用。5．鐵是合成人體血紅蛋白不可缺少的成分,人體缺鐵可引起貧血癥。食物中的鐵一般是有機鐵，人體只能吸收利用其中的10%左右，鐵鍋中卻含有容易被人體吸收利用的無機鐵,用鐵鍋燒菜，對防治缺鐵性貧血大有好處。鈣在人體內(nèi)的總量達1300g，其中99％存在于骨骼，一旦離子鈣在血漿中的濃度明顯下降，神經(jīng)肌肉興奮性會大大增加，出現(xiàn)手足抽搐癥；相反，血鈣過高會引起肌無力。請回答下列問題:（1）貧血癥患者血液運輸________的能力低.一般的貧血癥患者除要補充鐵以外，還應多吃一些含________豐富的食物.(2）人體中含鈣最多的是________.A．肌肉 B．骨組織C．上皮組織 D．神經(jīng)組織(3）人在長跑后,因流汗過多常出現(xiàn)抽搐現(xiàn)象，這是因為身體中________含量太低。A．K＋ B．Na＋C．Ca2＋ D．Mg2＋（4）由上述鐵、鈣在人體中的作用可以說明無機鹽在生物體內(nèi)有哪些重要作用？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（5）用化學分析法測得某有機化合物的化學成分及含量如下表所示，則該物質(zhì)最可能是________。元素CONHSFe含量/%92。3933.5182.7541。2140.0060。006A.核酸 B．脂肪C．蛋白質(zhì) D．糖類答案（1）O2蛋白質(zhì)(2)B(3)C（4）有些無機鹽是細胞內(nèi)某些復雜化合物的重要組成成分，有些無機鹽對維持生物體的生命活動有重要作用（5）C

基礎(chǔ)過關(guān)1．（2018·徐州二中高一上學期期末）虎是陸地上最強大的食肉動物之一,當其捕食動物后，從動物體中獲得化合物和元素,那么,東北虎和其所捕食動物體內(nèi)的各種化學元素(）A．種類和含量差異都很大B．種類和含量都是大體相同的C．種類差異很大,含量大體相同D．種類大體相同，含量差異很大答案D解析生物界內(nèi)部也存在統(tǒng)一性和差異性，即各種不同的生物所含的化學元素的種類基本相同，但是含量差異較大.2．(2017·平頂山高一上學期期末)下列屬于構(gòu)成細胞的大量元素的一組是（）A．Ca、C、O、Mn B．H、O、K、MgC．P、N、C、Mo D．N、S、O、Fe答案B解析A項中的Mn為微量元素；C項中的Mo為微量元素;D項中的Fe為微量元素。3．（2017·徐州高一上學期期中)下列關(guān)于細胞中的元素及化合物的敘述，正確的是(）A．所有細胞中水占鮮重百分比都一樣B．O是構(gòu)成細胞的大量元素之一,在人體細胞的干重中含量最多C．水是占細胞鮮重百分比最大的化合物D．構(gòu)成細胞的任何一種化合物都能在無機自然界中找到答案C解析不同細胞中水占鮮重百分比不一樣，A錯誤；O是構(gòu)成細胞的大量元素之一,但在人體細胞的干重中含量最多的是C元素，B錯誤；構(gòu)成細胞的任何一種化學元素都能在無機自然界中找到,而不是化合物,D錯誤。4．幼小植物體內(nèi)自由水/結(jié)合水的比值不斷增大時，植物體內(nèi)新陳代謝活躍，生長迅速；自由水/結(jié)合水的比值不斷減少時,植物體內(nèi)的新陳代謝減弱,生長緩慢。下面解釋正確的是()①結(jié)合水是構(gòu)成植物細胞結(jié)構(gòu)的一部分②結(jié)合水參與某些代謝反應③自由水是各種代謝活動的介質(zhì)④自由水參與某些代謝反應A．①② B．②④C．③④ D．①④答案C解析自由水是良好的溶劑,營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物在水中運輸,自由水又參與一些代謝反應,因此自由水/結(jié)合水的比值增大時，代謝加快。5．生長在含鹽量高、干旱土壤中的鹽生植物，通過在液泡中貯存大量的Na＋而促進細胞吸收水分,該現(xiàn)象說明液泡內(nèi)的Na＋參與()A．調(diào)節(jié)滲透壓 B．組成體內(nèi)化合物C．維持正常pH D．提供能量答案A解析液泡內(nèi)的各種礦質(zhì)離子等能夠參與調(diào)節(jié)細胞液的滲透壓，鹽生植物液泡中貯存大量的Na＋，增大了細胞液的滲透壓,使細胞吸水能力增強.6．關(guān)于生物體內(nèi)水和無機鹽的敘述,不正確的是()A．體內(nèi)參與運輸營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物的水是自由水B．自由水與結(jié)合水的比值越大，代謝越弱C．生物體內(nèi)無機鹽濃度的大小會影響細胞的吸水或失水D．自由水與結(jié)合水的比例隨生物個體代謝的強弱而變化答案B解析水在生物體內(nèi)的流動,可以把營養(yǎng)物質(zhì)運輸?shù)礁鱾€細胞，同時也把代謝廢物運輸?shù)脚判蛊鞴倩蛑苯优懦鲶w外;生物體內(nèi)無機鹽濃度的變化，改變細胞內(nèi)外的濃度差，從而影響細胞吸水或失水；自由水與結(jié)合水的比例越大，細胞代謝越強，反之越弱。能力提升7．為了確定某元素是否為植物的必需元素，應采取的方法是（)A．檢測正常葉片中該元素的含量B．分析根系對該元素的吸收過程C．分析環(huán)境條件對該元素吸收的影響D．觀察含全部營養(yǎng)元素的培養(yǎng)液中,去掉該元素前后植株的生長發(fā)育狀況答案D解析判斷某元素是否為必需元素,通常用溶液培養(yǎng)法。在人工配制的完全培養(yǎng)液中,除去某種元素，然后觀察植物的生長發(fā)育情況：如果植物的生長發(fā)育仍正常，說明該元素不是植物所必需的;如果植物的生長發(fā)育不正常(出現(xiàn)特定的缺乏癥狀)，且只有補充了該種元素（其他元素無效）后，植物的生長發(fā)育又恢復正常(癥狀消失），說明該元素是植物所必需的元素。

8．如圖是小麥種子成熟過程中干物質(zhì)和水分的變化,據(jù)圖分析下列敘述不正確的是（)A．隨著種子的成熟,種子的生命活動由代謝活躍狀態(tài)轉(zhuǎn)入休眠狀態(tài)B．種子的鮮重隨著種子的成熟而逐漸減少C．種子中水分減少的主要原因是植物吸收的水分減少D．種子成熟期間這兩種物質(zhì)的變化與種子萌發(fā)時相反答案C解析由題圖可知，在小麥種子成熟過程中，種子的生命活動由代謝活躍狀態(tài)轉(zhuǎn)入休眠狀態(tài)；種子成熟過程中，自由水大量減少，從而增強種子的抗性,這是種子水分減少的主要原因。9．碳酸酐酶含有一條卷曲的多肽鏈和一個鋅離子。該酶能催化H2CO3→CO2＋H2O,可使人免于CO2中毒。以上現(xiàn)象說明鋅離子不參與（）A．調(diào)節(jié)細胞外液滲透壓 B．組成體內(nèi)化合物C．維持pH穩(wěn)定 D．維持正常生命活動答案A解析碳酸酐酶中含有鋅離子，說明鋅離子能組成化合物；該酶催化的結(jié)果是導致H2CO3分解，使人免于CO2中毒，表明鋅離子能維持pH穩(wěn)定和維持正常生命活動。10．某植物培養(yǎng)液中含有甲、乙、丙3種離子，它們對植物的生長都有影響。下表列出的5種培養(yǎng)液中，甲、乙、丙3種離子的濃度（單位：mmol/L）不同。為了研究丙離子的濃度大小對植物生長的影響，進行實驗時可以選用的兩種培養(yǎng)液是(）培養(yǎng)液編號①②③④⑤甲離子2030503040乙離子5545604555丙離子1015202525A.①⑤B．②③C．②④D．③⑤答案C解析根據(jù)單一變量原則，研究丙離子的濃度大小對植物生長的影響，要保持甲、乙離子的濃度相同.11．如圖是培育的長春冬小麥（品種“吉株"）在不同時期的含水量、自由水量、結(jié)合水量和呼吸速率隨時間的變化情況。請據(jù)圖回答下列問題：（1)在9~12月間，隨著氣溫的不斷下降，結(jié)合水的含量相對________，由于結(jié)合水與親水性物質(zhì)結(jié)合而不易結(jié)冰，所以結(jié)合水含量的相對增加有利于增強冬小麥的抗________性。（2)大約從10月9日開始，冬小麥的呼吸速率________，植物細胞消耗的糖分減少，有利于糖分積累,這樣提高了________濃度，使冰點________。(3）在9~12月間，自由水與含水量的比值不斷________,新陳代謝不斷________.答案（1）提高寒(2）逐漸減弱細胞液降低(3)降低減弱解析在細胞中水的存在形式有兩種：一是自由水，二是結(jié)合水；隨著氣溫的不斷下降，結(jié)合水的含量相對提高，這樣可提高植物的抗寒性；由于糖分的消耗減少，可提高細胞液的濃度，降低細胞的冰點.12．請回答下列有關(guān)無機鹽的問題：（1）哺乳動物和人體中缺Ca2＋會出現(xiàn)抽搐,缺K＋會感到麻木,這說明無機鹽對______________________________有重要作用.(2）做血涂片時,若用清水稀釋血液，則過一段時間后血細胞會漲破，若用質(zhì)量分數(shù)為10％的NaCl溶液稀釋血液，過一段時間后血細胞會皺縮,這說明無機鹽對____________________有重要作用.（3)在正常人的血漿中，NaHCO3的含量約為H2CO3含量的20倍。當血漿中NaHCO3的含量減少時，會形成酸中毒；當血漿中的H2CO3含量減少時，則會形成堿中毒。這說明_____________________________________________________________________________.答案(1)維持生物體正常的生命活動(2）維持細胞的正常形態(tài)（3)無機鹽能夠維持生物體內(nèi)的酸堿平衡13．設計一個實驗證明鎳鹽是植物生活所必需的無機鹽，根據(jù)提供的實驗材料用品，完成實驗步驟，并得出相應的結(jié)論。(1）材料用品：完全培養(yǎng)液甲，缺鎳的完全培養(yǎng)液乙，適當?shù)墓潭ú牧?，廣口瓶若干,長勢相似的玉米幼苗,含鎳的無機鹽。

（2）方法步驟：①取兩個潔凈的廣口瓶編號A、B，并向A中加入一定量的完全培養(yǎng)液甲，向B中加入________________________________________________________________________________________________________________________________________________.②取________________________平均分為兩組,將其中一組放入A瓶中，另一組放入B瓶中。③將兩廣口瓶置于________________的條件下培養(yǎng)一段時間，觀察____________________。(3）實驗結(jié)果及結(jié)論：A瓶中__________________；B瓶中_____________________________________。說明________________________________________________________________________。（4)為進一步驗證鎳鹽一定是必需的無機鹽,還應增加的實驗步驟是________________________________________________________________________________________________。答案(2)①等量的缺鎳的完全培養(yǎng)液乙②長勢相似的玉米幼苗③相同且適宜玉米幼苗的生長狀況(3)玉米幼苗生長正常玉米幼苗不能正常生長鎳鹽是植物生活所必需的無機鹽(4)向B瓶