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第2講 細胞中的元素和化合物 細胞中的無機物,考綱要求 水和無機鹽的作用(Ⅰ),教材導(dǎo)學 一、組成細胞的元素和化合物 1.填寫組成細胞的元素,二、細胞中的無機物 1.填寫細胞中水的存在形式和功能 (1)存在形式：________和________。,2.填寫組成細胞的無機鹽的存在形式和功能 (1)存在形式：主要以________形式存在。,自我校對 一、(1)有選擇 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.水 蛋白質(zhì) 糖類和核酸 (1)水 (2)蛋白質(zhì) (3)蛋白質(zhì) 二、1.(1)自由水 結(jié)合水 化學反應(yīng) 液體環(huán)境 營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物 2.(1)離子 復(fù)雜化合物 生命活動 酸堿度,基礎(chǔ)自測 判斷正誤 (1)細胞中的脫氧核苷酸和脂肪酸都不含有氮元素。 ( ) (2)主動運輸機制有助于維持細胞內(nèi)元素組成的相對穩(wěn)定。 ( ) (3)細胞中的微量元素因含量極少而不如大量元素重要。 ( ) (4)Ca、Mg、Fe、Mn、Cu是組成細胞的微量元素。 ( ),(5)纖維素和尿素、脂肪酸和磷脂、腺苷三磷酸和核糖核酸、膽固醇和血紅蛋白四組均含有相同的元素。 ( ) (6)細胞中的相關(guān)無機鹽離子對于維持神經(jīng)肌肉的興奮性非常重要。 ( ) (7)植物缺少B元素造成“花而不實”體現(xiàn)了無機鹽能影響生物體的生命活動。 ( ) (8)Mg2+對于植物的光合作用至關(guān)重要。 ( ) (9)Fe2+是人體內(nèi)結(jié)合與運輸O2不可缺少的。 ( ),(10)生長在含鹽量高、干旱土壤中的鹽生植物，通過在液泡中儲存大量的Na+而促進細胞吸收水分，該現(xiàn)象說明液泡內(nèi)的Na+參與維持正常pH。 ( ) (11)細胞中的無機鹽大多數(shù)以化合物形式存在，如CaCO3構(gòu)成骨骼、牙齒。 ( ) (12)在人體活細胞中氫原子的數(shù)目最多。 ( ) (13)水是細胞中含量最多的化合物。 ( ),(14)結(jié)合水是細胞和生物體的組成成分。 ( ) (15)植物越冬時，細胞內(nèi)自由水與結(jié)合水的比例降低。 ( ),【答案】 (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)√ (8)√ (9)√ (10)× (11)× (12)√ (13)√ (14)√ (15)√,考點突破 考點一 組成生物體的化學元素和無機鹽 1.細胞中的化學元素,細胞中元素含量分析： (1)細胞鮮重中含量前四位的元素(O、C、H、N)與細胞干重含量前四位的元素(C、O、N、H)排序不同，這是因為細胞內(nèi)自由水的含量不同。 (2)不同生物體內(nèi)各種化學元素的含量差異較大，同一生物體內(nèi)不同元素的含量也相差很大，但“C”卻是所有生物體的最基本的元素。,2.生物界與非生物界的統(tǒng)一性和差異性 (1)統(tǒng)一性是從化學元素的種類來分析的：組成生物體的化學元素沒有一種是生物體所特有的。 (2)差異性是從化學元素的含量來分析的：組成生物體的化學元素與無機環(huán)境中的相應(yīng)元素的含量有一定的差別。 3.細胞中無機鹽的存在形式及其功能 (1)細胞中大多數(shù)無機鹽以離子的形式存在。,【例1】 (2014·湖南株州期末)下列有關(guān)細胞中元素和化合物的敘述，正確的是 ( ) A.C是構(gòu)成細胞的最基本元素，在人體細胞中含量最多 B.脂肪分子中含H比糖類多，是主要的能源物質(zhì) C.氨基酸脫水縮合產(chǎn)生水，水中的氧來自氨基酸的羧基 D.P是脂肪、ATP、DNA等不可缺少的成分，是組成生物體的大量元素,【解析】 本題主要考查細胞中的元素及化合物的相關(guān)內(nèi)容，意在考查識記、理解能力。C是構(gòu)成細胞的最基本元素，在人體細胞鮮重中含量最多的元素是O，在干重中含量最多的元素是C；糖類是主要的能源物質(zhì)；氨基酸脫水縮合產(chǎn)生水，水中的氧來自羧基；脂肪的組成元素為C、H、O，而ATP、DNA的組成元素均為C、H、O、N、P，P是組成生物體的大量元素。 【答案】 C,【例2】 下圖1是細胞中3種化合物含量的扇形圖，圖2是有活性的細胞中元素含量的柱形圖，下列說法不正確的是( ),A.若圖1表示正常細胞，則甲、乙化合物共有的元素中含量最多的是a B.若圖1表示細胞完全脫水后化合物含量的扇形圖，則甲化合物中含量最多的元素為圖2中的a C.圖2中含量最多的元素是a，這與細胞中含量最多的化合物無關(guān) D.若圖1表示正常細胞，則乙化合物具有多樣性，其必含的元素為C、H、O、N,【解析】 正常細胞中含量最多的是水，其次是蛋白質(zhì)。有活性的細胞中元素含量最多的是氧，其次是碳，再者是氫。因此甲、乙分別為H2O和蛋白質(zhì)，a、b、c分別為氧、碳、氫。H2O和蛋白質(zhì)共有元素為H、O，而O在活細胞中含量最多；細胞脫水后含量最多的是蛋白質(zhì)，因此在脫水的細胞中甲為蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是以碳元素為骨架建立的大分子物質(zhì)，其中碳含量最多；細胞中含量最多的元素是氧，這與細胞中水的含量有關(guān)；蛋白質(zhì)具有多樣性，其必含的元素為C、H、O、N。 【答案】 B,4.細胞中水的產(chǎn)生和利用,【例3】 (2013·江蘇)下列關(guān)于生物體與水分的關(guān)系，敘述正確的是 ( ) A.貯藏中的種子不含水分，以保持休眠狀態(tài) B.水從根系向地上部分的運輸與細胞壁無關(guān) C.適應(yīng)高滲環(huán)境的動物可排出體內(nèi)多余的鹽 D.缺水時，動物體的正反饋調(diào)節(jié)能促使機體減少水的散失,【解析】 本題考查水分在代謝中的作用、水鹽穩(wěn)態(tài)的維持等，意在考查運用所學知識來分析生活中相關(guān)現(xiàn)象的能力。貯藏種子中自由水含量較少，并非不含水分，A項錯誤；水分從根系向地上部分運輸?shù)膭恿χ饕獊碜哉趄v拉力，但其要經(jīng)過由死亡的、只有細胞壁構(gòu)成的導(dǎo)管向上運輸，B項錯誤；在高滲環(huán)境中，動物可通過其自身的水鹽平衡調(diào)節(jié)維持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)，C項正確；缺水時，動物體可通過負反饋調(diào)節(jié)使機體減少水的散失，D項錯誤。 【答案】 C,【例4】 研究發(fā)現(xiàn)，冬小麥在秋冬受低溫襲擊時，呼吸速率先升高后降低；持續(xù)的冷害使根生長遲緩，吸收能力下降，但細胞內(nèi)可溶性糖的含量有明顯的提高。下列有關(guān)水對生命活動影響的敘述合理的是 ( ) A.冷害初期呼吸作用增強，不利于抵御寒冷 B.持續(xù)低溫使線粒體內(nèi)氧化酶活性減弱，影響可溶性糖合成淀粉,C.低溫使細胞內(nèi)結(jié)合水含量降低，自由水含量增加，以適應(yīng)低溫環(huán)境 D.在休眠的植物體內(nèi)自由水與結(jié)合水的比值降低，有利于降低植物的細胞代謝,【解析】 前兩項所述與水的作用無關(guān)；低溫使細胞內(nèi)自由水含量降低，結(jié)合水含量增加，以適應(yīng)低溫環(huán)境。 【答案】 D,考點三 實驗驗證無機鹽的生理功能 1.植物必需無機鹽的判斷依據(jù) (1)缺乏某種元素，植物的生長發(fā)育遇到障礙，不能完成它的生活史。 (2)除去某種元素以后，植物體表現(xiàn)出專一的病癥，而且這種缺素癥是可以利用該元素進行預(yù)防和恢復(fù)的。 (3)某種元素在植物營養(yǎng)上表現(xiàn)的效果是直接的，而不是由土壤的物理、化學或微生物等因素的改變而產(chǎn)生的間接效果。,2.判斷方法 溶液培養(yǎng)法，具體操作過程可歸納如下圖：,【例5】 華北某地區(qū)經(jīng)常出現(xiàn)蘋果小葉病，有人認為是土壤中缺鋅引起的，有人認為是土壤中缺鎂引起的。現(xiàn)有如下材料，請你完成下列實驗，證實上面的猜測哪個正確。 (1)材料用具：三株長勢相同的蘋果幼苗、蒸餾水、含有植物必需元素的各種化合物。 (2)實驗原理：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)液對蘋果生長發(fā)育的比較，判斷小葉病的病因。,(3)方法步驟： ①首先配制全素培養(yǎng)液和相應(yīng)的缺鋅培養(yǎng)液和________培養(yǎng)液，分別放入三個培養(yǎng)缸并編號為A、B、C。 ②將三株長勢相同的幼苗分別培養(yǎng)在上述三種培養(yǎng)液中。 ③放在適宜的條件下培養(yǎng)一段時間，觀察蘋果幼苗的生長發(fā)育狀況。 (4)結(jié)果預(yù)測和分析： ①________缸內(nèi)的蘋果幼苗正常生長。,②若B缸內(nèi)蘋果幼苗表現(xiàn)出小葉病，而C缸沒有，則說明________；若C缸內(nèi)蘋果幼苗表現(xiàn)出小葉病，而B缸沒有，則說明_____________________________； 若B、C兩缸內(nèi)的幼苗都表現(xiàn)為小葉病，則說明________ _____________________； 若B、C兩缸內(nèi)幼苗都不表現(xiàn)為小葉病，則說明________ _____________________。,(5)若實驗證明蘋果小葉病是由缺鋅引起的，從科學研究的嚴謹角度出發(fā)，還應(yīng)增加的實驗步驟是：____________ ______________________________________________。 增加步驟后的實驗結(jié)果是_________________________ _________。,【答案】 (3)①缺鎂 (4)①A ②蘋果小葉病是由缺鋅引起的 蘋果小葉病是由缺鎂引起的 蘋果小葉病與缺鋅和缺鎂都有關(guān) 蘋果小葉病與缺鋅和缺鎂都無關(guān) (5)在缺鋅的完全培養(yǎng)液B中加入一定量的含鋅的無機鹽 一段時間后小葉病消失，幼苗恢復(fù)正常生長,課堂練習 1.教材原話填空。 (1)細胞中常見的化學元素有20多種，其中有些含量較多，如C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等，稱為大量元素；有些含量很少，如________等，被稱為微量元素。 (2)水在細胞中以兩種形式存在。一部分水與細胞內(nèi)的其他物質(zhì)相結(jié)合，叫做結(jié)合水。結(jié)合水是________，大約占細胞內(nèi)全部水分的4.5%。細胞中絕大部分的水以________的形式存在，可以自由流動，叫做自由水。,(3)細胞中大多數(shù)無機鹽以________的形式存在，許多種無機鹽對于維持細胞和生物體的生命活動有重要作用。例如，哺乳動物的血液中必須含有一定量的鈣離子，如果鈣離子的含量太低，會出現(xiàn)________等癥狀。,答案 (1)Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo (2)細胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分 游離 (3)離子 抽搐,2.(2013·海南)關(guān)于生物體內(nèi)有機化合物所含元素的敘述，錯誤的是 ( ) A.葉綠素含有鎂元素 B.血紅蛋白含有鐵元素 C.脫氧核糖含有磷元素 D.胰島素含有碳元素,解析 脫氧核糖屬于單糖，組成元素為C、H、O，無P元素；葉綠素由C、H、O、N、Mg元素組成；血紅蛋白由C、H、O、N、Fe元素組成；胰島素是由C、H、O、N組成。 答案 C,3.下列對細胞中各種元素和化合物的敘述，錯誤的是 ( ) A.細胞中含量最多的化合物是水，而核酸的含量較少 B.細胞中含量最多的有機物是蛋白質(zhì)，而無機鹽含量較少 C.細胞中含量最多的元素是氧，而氫元素含量最少 D.構(gòu)成細胞的最基本的元素是碳，碳也是構(gòu)成生物大分子的骨架,解析 各種元素在活細胞中，氫元素含量占第三位，C項錯誤。 答案 C,4.關(guān)于細胞內(nèi)水和無機鹽的敘述，不正確的是( ) A.水是光合作用和有氧呼吸的原料 B.植物缺Mg引起光反應(yīng)和暗反應(yīng)強度均減弱 C.K+和Na+對神經(jīng)細胞功能有重要作用 D.細胞內(nèi)結(jié)合水的含量增加，抗逆性減弱,解析 本題考查水和無機鹽。光合作用和有氧呼吸都需要水。Mg是合成葉綠素的原料，植物缺Mg引起葉綠素合成減少，光反應(yīng)和暗反應(yīng)強度均減弱。在神經(jīng)細胞的興奮產(chǎn)生和傳導(dǎo)過程中，細胞內(nèi)外的K+和Na+起著重要作用。細胞內(nèi)結(jié)合水的含量增加，抗逆性會增強。 答案 D,(1)以上元素在活細胞中含量明顯比人細胞(干)含量多的是氧元素和________元素，發(fā)生差異的原因是活細胞中的各種化合物中含量最多的是________，這兩種元素在人體細胞干物質(zhì)中主要存在于化合物________中。 (2)水在生命活動中有極其重要的作用，細胞內(nèi)含水量的多少直接影響細胞代謝作用。 ①在秋季收獲大豆后，要進行晾曬才能入倉儲存，所除去的水分主要是細胞中的________水。如果大豆細胞內(nèi)水分過多，則會使細胞的________加強。,②從上述現(xiàn)象可以推斷，植物細胞內(nèi)自由水與結(jié)合水的含量比值變________，則新陳代謝加強。 ③浸泡約一周時間，黃豆芽已長得又白又粗，1 kg的黃豆能生出5 kg的黃豆芽。在這個過程中，黃豆細胞內(nèi)的有機物含量變化是________，種類變化是________，其原因是_____________________________。,(3)由表中數(shù)據(jù)可以看出在玉米細胞(干)中所占比例明顯高于人細胞(干)中的元素是氧，發(fā)生這種差異的一個主要原因是組成玉米細胞的化合物中________成分較多，此類化合物主要作為________(細胞結(jié)構(gòu))的基本組成成分。 (4)蛋白質(zhì)和核酸是構(gòu)成原生質(zhì)的最重要的化合物，在表中的元素中，這兩種化合物在元素組成上最明顯的差異是 _____________________________。,答案 (1)氫 水 蛋白質(zhì) (2)①自由 細胞呼吸 ②大 ③減少 增多 細胞進行細胞呼吸，消耗有機物，產(chǎn)生許多代謝中間產(chǎn)物 (3)糖類 細胞壁 (4)蛋白質(zhì)含S，核酸含P,