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高中生物苏教版 (2019)必修1《分子与细胞》第一节 细胞中的元素和无机化合物教学演示ppt课件
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这是一份高中生物苏教版 (2019)必修1《分子与细胞》第一节 细胞中的元素和无机化合物教学演示ppt课件，共50页。PPT课件主要包含了内容索引，课前篇自主预习，课堂篇探究学习，预习反馈，归纳提升，探究应用等内容，欢迎下载使用。
1.通过对地壳和细胞中元素种类、含量的比较,树立细胞和无机自然界在元素组成、含量上有统一性和差异性的生命观念。2.说出细胞中的大量元素、微量元素的种类,培养生命观念。3.理解自由水、结合水的相互转化,培养科学思维。4.说出无机盐的功能、缺乏症等概念,掌握必需无机盐的实验验证方法,培养科学探究精神和社会责任意识。
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各不相同。组成生物体的任何一种元素都可以在无机自然界中找到。2.生物体中常见的元素有20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。
3.构成细胞的元素(1)种类①大量元素:C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg、Na、Cl等。②微量元素:Fe、Mn、Zn、Cu、B、M、C、Se等。(2)含量①地壳(包括大气)中含量最多的元素是O,再依次是Si、Al、Fe。②生物细胞中含量最多的元素是O,然后依次是C、H、N。4.生物体会因环境中缺乏某种元素而发生该元素的缺乏症。例如,克山病是由于食物中缺乏硒引起的,口服亚硒酸钠可以预防克山病的发生。
二、组成细胞的化合物1.种类(1)无机化合物有水和无机盐。(2)有机化合物主要有蛋白质、脂质、糖类和核酸等。2.含量(1)占细胞鲜重最多的化合物是水。(2)占细胞鲜重最多的有机化合物是蛋白质。(3)占细胞干重最多的化合物是蛋白质。
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水,约占细胞重量的2/3。水分子间的氢键使水分子具有许多特殊的理化性质:使水分子具有极性;使水分子间的作用力大大增强。(2)存在形式:细胞中的水分子以结合水和自由水两种形式存在。
(3)作用①自由水以游离的形式存在,参与细胞中各种代谢活动。自由水是良好的溶剂,细胞生命活动所需的许多离子、分子都可以溶解其中;自由水可以自由流动,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自由水为介质进行的,有些水还直接作为反应物参与生化反应。正因为自由水的特殊作用,在代谢旺盛的细胞中,自由水的含量一般比较高。
②结合水是被细胞内其他物质(如蛋白质)束缚而不易自由流动的水,是组成细胞的重要成分。休眠的种子、越冬的植物、生活在干旱或盐渍条件下的植物,其细胞内结合水的含量相对较多,抵抗不良环境的能力也较强。总之,细胞中的水对于维持细胞的形态、保证细胞代谢的正常进行具有重要作用。可以说,没有水就没有生命。
2.无机盐(1)细胞中的无机盐约占细胞重量的1%,常以离子形式存在。(2)细胞中的无机盐作用举例
(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病症。例如,哺乳动物缺少钙时,会出现肌肉抽搐现象,而钙过多时,又会出现肌肉乏力现象;番茄果实出现脐腐现象(脐腐病)与缺少钙有关;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,与缺少钾有关。(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。
1.判断。(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所致。( √ )(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。( × )
2.在组成生物体的化学元素中,属于大量元素的一组是( )A.N、P、M、SeB.Fe、Mn、Zn、CuC.B、C、H、OD.K、Ca、Mg、S答案 D解析 M、Se属于微量元素,A项不符合题意;Fe、Mn、Zn、Cu均属于微量元素,B项不符合题意;B属于微量元素,C项不符合题意;K、Ca、Mg、S都属于大量元素,D项符合题意。
3.自由水/结合水的值不断增大时,植物体内新陈代谢活跃,生长迅速;自由水/结合水的值不断减小时,植物体内的新陈代谢减弱,生长缓慢。下列解释正确的是( )①结合水是构成植物细胞结构的一部分 ②结合水参与某些代谢反应 ③自由水是各种代谢活动的介质 ④自由水参与某些代谢反应A.①②B.②④C.③④D.①④答案 C解析 自由水是良好的溶剂,是各种代谢活动的介质,自由水还参与一些代谢反应,因此自由水/结合水的值增大时,代谢加快。
4.下列有关水的叙述,错误的是( )①参与运输营养物质和代谢废物的水为自由水 ②细胞内的生物化学反应离不开水 ③水是细胞的重要组成成分之一 ④人体细胞内水的存在形式为结合水和自由水 ⑤自由水与结合水的比值与新陈代谢的强弱关系不大 ⑥不同细胞内自由水与结合水的比值相差不大A.①④⑤B.①④⑤⑥C.⑤⑥ D.②③④⑤⑥
答案 C解析 生物体细胞内的水以两种形式存在,即自由水和结合水。结合水是组成细胞的重要成分;自由水在细胞中以游离形式存在,可以自由流动,是细胞内良好的溶剂,同时可以运输各种营养物质和代谢废物,并为生物体内的生物化学反应提供介质,有些水还直接作为反应物参与生物化学反应。不同生活环境、生活状态下的细胞的含水量是不同的。细胞内自由水与结合水的比值越大,其新陈代谢越旺盛,反之则越弱。
5.下列关于无机盐的叙述,错误的是( )A.人体缺铁会影响正常的有氧呼吸功能B.人体血液中Ca2+浓度过低时,会出现肌无力C.Mg是叶绿素的成分之一,缺Mg会影响植物的光合作用D.碘是合成甲状腺激素的原料,所以常在食盐中加碘答案 B解析 铁是红细胞内血红蛋白的组成成分,缺铁会影响氧气的运输,进而影响正常的有氧呼吸功能,A项正确;人体血液中Ca2+浓度太低时,会出现肌肉抽搐现象,Ca2+浓度过高时,会出现肌肉乏力现象,B项错误;Mg是组成叶绿素的成分,缺Mg时叶绿素不能合成,影响植物的光合作用,C项正确;食物中适量的碘可以保证甲状腺激素的正常合成,D项正确。
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:%)
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:%)
(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
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、M、C、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,很多蛋白质还含有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
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、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
答案 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.下列关于组成细胞的化学元素的叙述,正确的是( )A.人、动物与植物所含的化学元素种类差异很大B.C是细胞中最基本的元素C.哺乳动物血液中Ca2+含量过低,会导致动物出现肌肉抽搐现象,说明微量元素是生命活动必需的D.生物界和无机自然界在元素组成的种类和含量上都相同
答案 B解析 不同生物体所含的化学元素种类基本相同;Ca是组成生物体的大量元素,缺Ca2+的症状不能说明微量元素是生命活动必需的;无机自然界中的有些元素在生物界中找不到,因此生物界和无机自然界在元素组成的种类上不同;每种元素的含量也存在一定的差异。
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
答案 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。
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、e a、b、d a
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 ,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)
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,I缺乏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
1.下列有关水和无机盐的叙述,不正确的是( )①参与运输营养物质和代谢废物的水为自由水 ②生物体内许多生化反应需要水的参与,结合水是细胞结构的组成成分之一 ③Mg2+是叶绿素、血红蛋白等物质的组成成分 ④无机盐有维持细胞内酸碱平衡的作用 ⑤自由水与结合水的比值与新陈代谢的强弱关系不大 ⑥缺I会引起儿童患佝偻病A.①④⑤B.①④⑤⑥C.③⑤⑥D.②③④⑤
答案 C解析 参与运输营养物质和代谢废物的水能够自由流动,属于自由水,①正确;细胞内的许多生化反应需要水的参与,结合水是细胞结构的组成成分之一,②正确;Mg2+是叶绿素的组成成分,Fe2+是血红蛋白的组成成分,③错误;有的无机盐离子在维持细胞的渗透压和酸碱平衡方面起着重要的作用,④正确;自由水与结合水的比值越高,细胞代谢越旺盛,⑤错误;I是合成甲状腺激素的原料,缺I会引起儿童患呆小症,缺Ca会引起儿童患佝偻病,⑥错误。
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,含水量基本一样答案 C解析 水和无机盐不是能源物质。哺乳动物血液中Ca2+含量过多会引起肌无力,Ca2+含量过多会引起肌无力。处于不同发育期的生物体,含水量不同,如幼儿体内的含水量远高于成年人。
3.(2020江苏)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
答案 D解析 水根据其存在形式分为自由水和结合水,自由水主要存在于液泡和细胞质基质中,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,A、B两项错误。许多有机物中含有矿质元素,如叶绿素含有镁元素,血红蛋白含有铁元素,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,会导致抽搐,说明无机盐对维持生命活动有重要作用,D项正确。
1.通过对地壳和细胞中元素种类、含量的比较,树立细胞和无机自然界在元素组成、含量上有统一性和差异性的生命观念。2.说出细胞中的大量元素、微量元素的种类,培养生命观念。3.理解自由水、结合水的相互转化,培养科学思维。4.说出无机盐的功能、缺乏症等概念,掌握必需无机盐的实验验证方法,培养科学探究精神和社会责任意识。
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各不相同。组成生物体的任何一种元素都可以在无机自然界中找到。2.生物体中常见的元素有20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。
3.构成细胞的元素(1)种类①大量元素:C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg、Na、Cl等。②微量元素:Fe、Mn、Zn、Cu、B、M、C、Se等。(2)含量①地壳(包括大气)中含量最多的元素是O,再依次是Si、Al、Fe。②生物细胞中含量最多的元素是O,然后依次是C、H、N。4.生物体会因环境中缺乏某种元素而发生该元素的缺乏症。例如,克山病是由于食物中缺乏硒引起的,口服亚硒酸钠可以预防克山病的发生。
二、组成细胞的化合物1.种类(1)无机化合物有水和无机盐。(2)有机化合物主要有蛋白质、脂质、糖类和核酸等。2.含量(1)占细胞鲜重最多的化合物是水。(2)占细胞鲜重最多的有机化合物是蛋白质。(3)占细胞干重最多的化合物是蛋白质。
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水,约占细胞重量的2/3。水分子间的氢键使水分子具有许多特殊的理化性质:使水分子具有极性;使水分子间的作用力大大增强。(2)存在形式:细胞中的水分子以结合水和自由水两种形式存在。
(3)作用①自由水以游离的形式存在,参与细胞中各种代谢活动。自由水是良好的溶剂,细胞生命活动所需的许多离子、分子都可以溶解其中;自由水可以自由流动,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自由水为介质进行的,有些水还直接作为反应物参与生化反应。正因为自由水的特殊作用,在代谢旺盛的细胞中,自由水的含量一般比较高。
②结合水是被细胞内其他物质(如蛋白质)束缚而不易自由流动的水,是组成细胞的重要成分。休眠的种子、越冬的植物、生活在干旱或盐渍条件下的植物,其细胞内结合水的含量相对较多,抵抗不良环境的能力也较强。总之,细胞中的水对于维持细胞的形态、保证细胞代谢的正常进行具有重要作用。可以说,没有水就没有生命。
2.无机盐(1)细胞中的无机盐约占细胞重量的1%,常以离子形式存在。(2)细胞中的无机盐作用举例
(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病症。例如,哺乳动物缺少钙时,会出现肌肉抽搐现象,而钙过多时,又会出现肌肉乏力现象;番茄果实出现脐腐现象(脐腐病)与缺少钙有关;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,与缺少钾有关。(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。
1.判断。(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所致。( √ )(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。( × )
2.在组成生物体的化学元素中,属于大量元素的一组是( )A.N、P、M、SeB.Fe、Mn、Zn、CuC.B、C、H、OD.K、Ca、Mg、S答案 D解析 M、Se属于微量元素,A项不符合题意;Fe、Mn、Zn、Cu均属于微量元素,B项不符合题意;B属于微量元素,C项不符合题意;K、Ca、Mg、S都属于大量元素,D项符合题意。
3.自由水/结合水的值不断增大时,植物体内新陈代谢活跃,生长迅速;自由水/结合水的值不断减小时,植物体内的新陈代谢减弱,生长缓慢。下列解释正确的是( )①结合水是构成植物细胞结构的一部分 ②结合水参与某些代谢反应 ③自由水是各种代谢活动的介质 ④自由水参与某些代谢反应A.①②B.②④C.③④D.①④答案 C解析 自由水是良好的溶剂,是各种代谢活动的介质,自由水还参与一些代谢反应,因此自由水/结合水的值增大时,代谢加快。
4.下列有关水的叙述,错误的是( )①参与运输营养物质和代谢废物的水为自由水 ②细胞内的生物化学反应离不开水 ③水是细胞的重要组成成分之一 ④人体细胞内水的存在形式为结合水和自由水 ⑤自由水与结合水的比值与新陈代谢的强弱关系不大 ⑥不同细胞内自由水与结合水的比值相差不大A.①④⑤B.①④⑤⑥C.⑤⑥ D.②③④⑤⑥
答案 C解析 生物体细胞内的水以两种形式存在,即自由水和结合水。结合水是组成细胞的重要成分;自由水在细胞中以游离形式存在,可以自由流动,是细胞内良好的溶剂,同时可以运输各种营养物质和代谢废物,并为生物体内的生物化学反应提供介质,有些水还直接作为反应物参与生物化学反应。不同生活环境、生活状态下的细胞的含水量是不同的。细胞内自由水与结合水的比值越大,其新陈代谢越旺盛,反之则越弱。
5.下列关于无机盐的叙述,错误的是( )A.人体缺铁会影响正常的有氧呼吸功能B.人体血液中Ca2+浓度过低时,会出现肌无力C.Mg是叶绿素的成分之一,缺Mg会影响植物的光合作用D.碘是合成甲状腺激素的原料,所以常在食盐中加碘答案 B解析 铁是红细胞内血红蛋白的组成成分,缺铁会影响氧气的运输,进而影响正常的有氧呼吸功能,A项正确;人体血液中Ca2+浓度太低时,会出现肌肉抽搐现象,Ca2+浓度过高时,会出现肌肉乏力现象,B项错误;Mg是组成叶绿素的成分,缺Mg时叶绿素不能合成,影响植物的光合作用,C项正确;食物中适量的碘可以保证甲状腺激素的正常合成,D项正确。
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:%)
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:%)
(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
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、M、C、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,很多蛋白质还含有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
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、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
答案 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.下列关于组成细胞的化学元素的叙述,正确的是( )A.人、动物与植物所含的化学元素种类差异很大B.C是细胞中最基本的元素C.哺乳动物血液中Ca2+含量过低,会导致动物出现肌肉抽搐现象,说明微量元素是生命活动必需的D.生物界和无机自然界在元素组成的种类和含量上都相同
答案 B解析 不同生物体所含的化学元素种类基本相同;Ca是组成生物体的大量元素,缺Ca2+的症状不能说明微量元素是生命活动必需的;无机自然界中的有些元素在生物界中找不到,因此生物界和无机自然界在元素组成的种类上不同;每种元素的含量也存在一定的差异。
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
答案 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。
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、e a、b、d a
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 ,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)
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,I缺乏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
1.下列有关水和无机盐的叙述,不正确的是( )①参与运输营养物质和代谢废物的水为自由水 ②生物体内许多生化反应需要水的参与,结合水是细胞结构的组成成分之一 ③Mg2+是叶绿素、血红蛋白等物质的组成成分 ④无机盐有维持细胞内酸碱平衡的作用 ⑤自由水与结合水的比值与新陈代谢的强弱关系不大 ⑥缺I会引起儿童患佝偻病A.①④⑤B.①④⑤⑥C.③⑤⑥D.②③④⑤
答案 C解析 参与运输营养物质和代谢废物的水能够自由流动,属于自由水,①正确;细胞内的许多生化反应需要水的参与,结合水是细胞结构的组成成分之一,②正确;Mg2+是叶绿素的组成成分,Fe2+是血红蛋白的组成成分,③错误;有的无机盐离子在维持细胞的渗透压和酸碱平衡方面起着重要的作用,④正确;自由水与结合水的比值越高,细胞代谢越旺盛,⑤错误;I是合成甲状腺激素的原料,缺I会引起儿童患呆小症,缺Ca会引起儿童患佝偻病,⑥错误。
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,含水量基本一样答案 C解析 水和无机盐不是能源物质。哺乳动物血液中Ca2+含量过多会引起肌无力,Ca2+含量过多会引起肌无力。处于不同发育期的生物体,含水量不同,如幼儿体内的含水量远高于成年人。
3.(2020江苏)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
答案 D解析 水根据其存在形式分为自由水和结合水,自由水主要存在于液泡和细胞质基质中,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,A、B两项错误。许多有机物中含有矿质元素,如叶绿素含有镁元素,血红蛋白含有铁元素,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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