资料简介
第一章第一节 细胞中的元素和无机化合物
内容索引0102基础落实•必备知识全过关重难探究•能力素养全提升
课程标准1.说出细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成,它们以碳链为骨架形成复杂的生物大分子。2.指出水大约占细胞重量的2/3,以自由水和结合水的形式存在,赋予了细胞许多特性,在生命活动中具有重要作用。3.举例说出无机盐在细胞内含量虽少,但与生命活动密切相关。
基础落实•必备知识全过关
知识点一构成细胞的元素1.不同的元素在地壳中和在生物细胞中所占的比例。组成生物体的都可以在无机自然界中找到。2.生物体中常见的元素有多种。不同生物体内所含的元素种类基本相同,但每种元素的含量存在一定的差异。各不相同任何一种元素20
3.构成细胞的元素(1)种类①大量元素:等。②微量元素:等。(2)含量①地壳(包括大气)中含量最多的元素是,再依次是Si、Al、。②生物细胞中含量最多的元素是,然后依次是、H、N。4.生物体会因环境中缺乏某种元素而发生该元素的。例如,克山病是由于食物中缺乏引起的,口服可以预防克山病的发生。C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg、Na、ClFe、Mn、Zn、Cu、B、Mo、Co、SeOFeOC缺乏症硒亚硒酸钠
知识点二组成细胞的化合物1.种类(1)无机化合物有。(2)有机化合物主要有等。2.含量(1)占细胞鲜重最多的化合物是。(2)占细胞鲜重最多的有机化合物是。(3)占细胞干重最多的化合物是。水和无机盐蛋白质、脂质、糖类和核酸水蛋白质蛋白质
知识点三细胞中的无机化合物1.水(1)活细胞中含量最多的物质是,约占细胞重量的。水分子间的氢键使水分子具有许多特殊的理化性质:使水分子具有;使水分子间的作用力。(2)存在形式:细胞中的水分子以和两种形式存在。水2/3极性大大增强结合水自由水
(3)作用①自由水以的形式存在,参与细胞中各种代谢活动。自由水是,细胞生命活动所需的许多离子、分子都可以溶解其中;自由水可以,溶解在水中的各种物质随着水的流动到达生物体各处,被细胞吸收和利用,细胞代谢产生的废物一般也借助于水排出体外;细胞中几乎所有的生化反应都是以为介质进行的,有些水还直接作为参与生化反应。正因为自由水的特殊作用,在代谢旺盛的细胞中,的含量一般比较高。游离良好的溶剂自由流动自由水反应物自由水
②结合水是被细胞内其他物质(如蛋白质)束缚而的水,是组成细胞的。休眠的种子、越冬的植物、生活在干旱或盐渍条件下的植物,其细胞内的含量相对较多,抵抗不良环境的能力也较强。总之,细胞中的水对于具有重要作用。可以说,没有就没有生命。不易自由流动重要成分结合水维持细胞的形态、保证细胞代谢的正常进行水
2.无机盐(1)细胞中的无机盐约占细胞重量的,常以形式存在。(2)细胞中的无机盐作用举例作用举例维持细胞的和生物体液的细胞中的磷酸氢二钾、磷酸二氢钾等参与维持生物体液的参与,维持细胞正常的合成血红蛋白需要,合成甲状腺激素需要,合成叶绿素需要1%离子渗透压酸碱平衡酸碱平衡物质组成代谢活动铁碘镁
(3)当某些无机盐含量过多或过少时,生物体可能会出现相应的。例如,哺乳动物缺少钙时,会出现现象,而钙过多时,又会出现现象;番茄果实出现脐腐现象(脐腐病)与缺少有关;番茄植株的老叶尖端和边缘出现失绿甚至干枯坏死的现象,与缺少有关。(4)精准农业能根据农田的土壤元素状况和作物的元素缺乏状况,实施定位、定量的精准施肥,高效地利用各类农业资源,取得较好的经济效益和环境效益。病症肌肉抽搐肌肉乏力钙钾
结论语句辨一辨(1)生物界和无机自然界的统一性体现在所含化学元素的种类上。()(2)大量元素在细胞内作用重大,微量元素在细胞中的作用微小。()(3)幼嫩的植物细胞只含有自由水,代谢旺盛。()(4)水在细胞内不参与细胞结构组成。()(5)缺铁性贫血是体内缺乏铁,进而导致血红蛋白不能合成。()(6)细胞中的无机盐多以化合物形式存在,如CaCO3构成牙齿、骨骼。()√×××√×
重难探究•能力素养全提升
主题一构成细胞的元素情境探究表1是玉米细胞和人体细胞部分化学元素的对比表(干重),表2是组成地壳和组成细胞的部分化学元素的对比表(干重)。据表分析回答下列问题。
表1玉米细胞和人体细胞部分化学元素的对比表(干重)(单位:%)元素玉米细胞人体细胞元素玉米细胞人体细胞O44.4314.62Si1.170.005C43.5755.99Cl0.140.47H6.247.46Al0.11—N1.469.33Fe0.080.012K0.921.09Mn0.004—Ca0.234.67Na—0.47P0.203.11Zn—0.01Mg0.180.16Rb—0.005S0.170.78
表2组成地壳和组成细胞的部分化学元素的对比表(干重)(单位:%)元素地壳细胞O48.6065.0Si26.30极少C0.08718.0N0.033.0H0.7610.0
(1)由表1中数据可得出的结论有:不同生物体内所含元素的种类,而不同生物体内同种化学元素的含量;同一生物体内不同化学元素的含量。(2)由表2中数据可以得出的结论是,该结论可以说明的问题是。答案(1)基本相同 有多有少 差别很大(2)组成地壳和组成细胞的化学元素种类基本相同,但含量差别很大 生物界与无机自然界既有统一性又有差异性
方法突破1.细胞内化学元素的分类
(1)根据在细胞内含量的不同,将细胞内的化学元素分为大量元素和微量元素。有些元素含量较多,如C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg、Na、Cl等元素,称为大量元素;有些元素含量很少,如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo、Co、Se等,称为微量元素。(2)糖类由C、H、O三种元素组成;脂质主要由C、H、O三种元素组成;蛋白质的组成元素一定有C、H、O、N,大多数蛋白质还含有S;核酸是由C、H、O、N、P五种元素组成的。糖类、脂质、蛋白质和核酸是构成细胞的主要化合物,所以C、H、O、N、P、S这六种元素被称为主要元素;生物大分子均以碳链为骨架,C在构成细胞的化合物中起着非常重要的作用,因此被称为最基本元素。
2.细胞内化学元素的特点
探究应用1.下列关于构成细胞的化学元素、大量元素和微量元素的叙述,不正确的是()A.无机自然界的元素在生物界都能够找到,这说明生物界和无机自然界具有统一性B.C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg、Na、Cl都是大量元素,C在各种有机物中都存在C.划分大量元素和微量元素的依据是元素的含量,两者之间不存在交集D.微量元素虽然含量少,但它们既参与细胞结构组成,也参与细胞的代谢调节A
解析组成生物体的元素在无机自然界中都能找到;组成细胞的大量元素为C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg、Na、Cl等,C是最基本的元素,在各种有机物中都存在;大量元素和微量元素的划分依据是元素在生物体内的含量;微量元素在生物体内含量很少,却是生物生命活动不可缺少的,有的微量元素参与构成细胞的结构,如Fe是构成人体血红蛋白的重要成分,B可调节植物花粉的萌发和花粉管的伸长。
2.小明感冒频繁,口腔溃疡反复发作,伤口不易愈合,食欲不振,免疫力低下。比起同龄儿童,他的身体偏矮、偏瘦。医生检查后发现小明血液中锌的含量过低。下列对上述材料的解释,不正确的是()A.锌是人体必需的化学元素B.锌在人体的生长发育过程中的作用不可替代C.锌是人体必需的微量元素D.锌的作用极大,只要有锌,人就能正常生长D
3.下列有关组成生物体化学元素的叙述,正确的是()A.微量元素在生物体内含量很少,所以人体不存在微量元素缺乏症B.每种大量元素在不同生物体内的含量都是相同的C.组成生物体的化学元素根据其含量不同分为大量元素和微量元素两大类D.组成生物体的大量元素中,C是最基本的元素,在细胞鲜重中含量总是最多的C解析微量元素在生物体内含量很少,却是维持正常生命活动不可缺少的,人体若缺乏微量元素会出现微量元素缺乏症;每种元素在不同生物体内的含量是不同的;生物体内的C是最基本的元素,但在细胞鲜重中,O的含量是最多的。
主题二细胞中的无机化合物情境探究1.右图是细胞中主要化合物的含量饼状图,据图分析回答下列问题。(1)若c是无机盐,则a是,b是,d是,e是。(2)属于无机化合物的是,属于有机化合物的是。含量最多的有机物是。答案(1)蛋白质 脂质 糖类和核酸 水(2)c、ea、b、da
2.资料分析。资料1植物根系吸收的含N、P、K等的无机盐溶解在水中并随水运输到茎、叶,参与细胞的各种生命活动。资料2光合作用、细胞呼吸等都要消耗一定量的水。资料3农民贮存稻种前,要将收获的稻种放在阳光下暴晒一段时间,如果晒的时间不够,稻种在堆放时会发热以至霉烂。资料4秋天,越冬的树木纷纷落叶,体内自由水含量减少,结合水含量相对增多,这样可以避免因细胞结冰而死亡。
(1)资料1说明自由水具有的功能;资料2说明自由水具有的作用。结合水的作用是。(2)资料3中农民晒稻种晒出的水主要是以的形式存在于细胞中的,若将晒干的稻种放在试管中烘烤,则试管壁上出现的水珠主要来自稻种中的水。(3)资料4说明细胞内的自由水、结合水可以互相转化,生物细胞内自由水向结合水转化相对较多时,生物体的代谢强度将(填“增强”或“减弱”),抗逆性将(填“增强”或“减弱”)。答案(1)溶解和运输物质 参与细胞代谢 组成细胞的重要成分(2)自由水 结合(3)减弱增强
3.分析下列事实。事实一:Mg2+是叶绿素的重要组成成分,Fe2+是血红蛋白的重要组成成分,I-是甲状腺激素的重要组成成分。事实二:在正常人的血浆中,NaHCO3的含量约为H2CO3含量的20倍。当血浆中的NaHCO3含量减少时,会导致酸中毒;当血浆中H2CO3含量减少时,则会导致碱中毒。事实三:将人的红细胞放在质量分数为0.9%的NaCl溶液中形态保持不变,若置于质量分数为9%的NaCl溶液中则失水皱缩,置于质量分数为0.09%的NaCl溶液中则吸水膨胀。
事实一说明无机盐是;事实二说明无机盐能;事实三说明无机盐对于有重要作用。答案细胞内某些复杂化合物的重要组成成分维持生物体液的酸碱平衡维持细胞的正常形态(渗透压)
方法突破1.细胞中的水(1)存在形式及作用
(2)自由水/结合水的值与植物代谢、抗逆性的关系
2.细胞中的无机盐(巧记功能:一组成二维持)
【特别提醒】几种常见无机盐的作用(缺乏症)(1)Fe——血红蛋白的必需元素,缺Fe会引起贫血。(2)I——甲状腺激素的组成元素,缺乏I会影响甲状腺激素的合成,成年人缺乏易患甲状腺肿。(3)Ca——骨骼、牙齿的重要组成成分,长期缺Ca的幼儿易患佝偻病,在成年人中易引起骨质软化病,在老年人中易引起骨质疏松症。(4)Zn——缺乏时会引起苹果、桃等植物的小叶症和丛叶症(叶子变小,节间缩短)。(5)B——促进花粉的萌发和花粉管的伸长,缺B常导致植物“花而不实”。(6)P——参与细胞质膜(磷脂等)的构成。(7)Mg——参与叶绿素的合成。(8)N——参与蛋白质、核酸等物质的合成。
3.生物体内无机盐生理功能的实验验证(1)对照组植物+完全培养液→正常生长(2)实验组
探究应用1.下列关于水的叙述,错误的是()A.在冬天来临前,冬小麦中自由水的比例会逐渐降低,以免结冰而损害自身B.人体内的自由水可以将营养物质运输到全身,供组织细胞生命活动所利用C.动物的骨细胞中,水不是含量最多的化合物D.自由水在生物体内既可以作为化学反应的场所,又可以参与生物化学反应C
解析在冬天来临前,冬小麦中结合水的比例会逐渐增加,自由水的比例逐渐降低,以增强自身的抗性,避免结冰而损害自身,A项正确;人体内的自由水具有运输的作用,可以将营养物质运输到全身,供组织细胞生命活动所利用,B项正确;活的动物细胞中,水是含量最多的物质,C项错误;自由水在生物体内既可以作为化学反应的场所,又可以参与生物化学反应,D项正确。
2.下列关于生物体内水和无机盐的说法,正确的是()A.水和无机盐是细胞中的能源物质B.哺乳动物血液中Ca2+含量过多会引起肌肉抽搐C.水和无机盐对维持生物体的生命活动有重要作用D.处于不同发育期的生物体,含水量基本一样C解析水和无机盐不是能源物质。哺乳动物血液中Ca2+含量过多会引起肌肉乏力。处于不同发育期的生物体,其含水量不同,如幼儿体内的含水量远高于成年人。
3.下列关于细胞中无机化合物的叙述,正确的是()A.自由水是生化反应的介质,不直接参与生化反应B.结合水是细胞结构的重要组成成分,主要存在于液泡中C.无机盐参与维持细胞的酸碱平衡,不参与有机物的合成D.无机盐多以离子形式存在,对维持生命活动有重要作用D解析水根据其存在形式分为自由水和结合水,自由水参与生化反应和物质的运输,结合水与细胞中的化合物结合在一起,不能自由流动,液泡中的水主要是自由水,A、B两项错误。许多有机物中含有矿质元素,如叶绿素含有Mg,血红蛋白含有Fe,C项错误。细胞中大多数无机盐以离子的形式存在,动物体血钙含量过低,会导致肌肉抽搐,说明无机盐对维持生命活动有重要作用,D项正确。
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