2 第二课时

第二课时细胞中的元素和化合物细胞中的无机物 一 组成细胞的元素 1 组成细胞的元素种类 约20种 2 组成细胞的元素含量 细胞鲜重中 O的含量最高 其次是C H N P等 细胞干重中C含量最高 其次是O N H Ca等 3 统一性与差异性 1 组成细胞的化合物的种类及质量分数 组成细胞的化合物 2 组成细胞元素和化合物的关系及特点 1 关系 细胞生命系统 2 特点 活细胞中的化合物 含量和比例处于 不断变化之中 但又保持相对稳定 三 水和无机盐 1 水在细胞中的存在形式和作用 水 2 细胞中的无机盐 1 存在形式 细胞中大多数无机盐以离子的形式存在 叶绿素中的Mg 血红蛋白中的Fe等以化合态 存在 2 无机盐的生物功能 a 复杂化合物的组成成分 b 维持正常的生命活动 c 维持酸碱平衡和渗透压平衡 一 细胞中的元素和化合物 1 分析组成细胞的化学元素 1 归纳元素的种类 大量元素和微量元素划分的依据是含量 而不是生理作用 生物体内含有的元素不一定是生物所必需的元素 主要元素占人体鲜重比例的顺序依次是O C H N P S 2 根据元素组成可进行物质种类的判断 根据不同化合物的元素组成来判断其归属为哪类化合物 如某化合物只含C H O 则可判断此化合物属糖类或脂肪 S是蛋白质的标志元素等 几种有机物的元素组成归纳如下 3 组成细胞的元素来源 组成细胞的元素全部来自无机环境 这一观点体现了生物界与非生物界的统一性 组成细胞的元素的含量与无机自然界大不相同 这一观点体现了生物界与非生物界的差异性 思维误区规避 1 不要错认为微量元素的作用没有大量元素的大 2 不要误认为蛋白质只能标记S元素 核酸只能标记P元素 组成化合物的任何一种元素都可标记 标记的目的是区分和跟踪 区分时要找两种物质特有的元素进行标记 2 有关化合物含量的各种说法归纳 2 浅析组成细胞的化合物 1 图示组成细胞的化合物 典例1 2013年湖南重点中学月考 右图为某些化学元素组成不同化合物的示意图 以下说法不正确的是 A 若 为某种具有催化作用的化合物 则 被初步水解的产物为多肽 彻底水解的产物为氨基酸 B 若 大量积累于皮下和内脏器官周围 则 较之糖原为更好的储能物质 C 若 为构成细胞膜基本骨架的分子 则 为磷脂 D 若 在低血糖时分解补充血糖 则 可能是肌糖原和肝糖原 答案 D 典例2 2011年四会模拟 下图表示细胞中4类有机化合物的关系 每个椭圆形代表一类有机物 则以下列出的这4种化合物名称中 最合理的一组是 A 脂质 酶 蛋白质 激素 B 激素 脂质 蛋白质 酶 C 酶 蛋白质 激素 脂质 D 激素 脂质 酶 蛋白质 思路剖析 酶有蛋白质和RNA两种 激素有氨基酸类 肽类 蛋白质类和固醇类等 选项所涉及的脂质 酶 蛋白质 激素四类有机化合物中 因为酶大部分是蛋白质 所以酶与蛋白质有交叉部分 有的激素也是蛋白质 所以激素与蛋白质也有交叉 有的激素属脂质 所以激素与脂质有交叉 通过分析看出 与其他物质单交叉的有酶和脂质 与其他物质双交叉的有蛋白质和激素 再看图中4个椭圆 两个大两个小 大的含义是范围广 小的含义是范围窄 显然蛋白质的范围比酶和激素的范围广 脂质的范围比激素的范围广 答案 C 二 透析细胞内水的有关问题 1 细胞内水的两种存在形式比较 2 水的含量特点及与代谢程度和抗逆性的关系 1 含量特点 细胞和生物体中含量最多的物质 如精肉中的水 沙漠植物中的水 含水量 水生 陆生 幼年 成年 老年 代谢旺盛 代谢缓慢 幼嫩细胞 衰老细胞 2 与代谢强度的关系 一般情况下 代谢活跃时 生物体含水量在70 以上 含水量降低 生命活动不活跃或进入休眠 当自由水比例增加时 生物体代谢活跃 生长迅速 如干种子内所含的主要是结合水 干种子只有吸足水分 获得大量自由水 才能进行旺盛的生命活动 3 与抗逆性的关系 当自由水向结合水转化较多时 代谢强度就会下降 抗寒 抗热 抗旱的性能提高 旱生植物比水生植物具有较强抗旱能力 其生理原因之一就是结合水含量较高 3 自由水和结合水的存在及其基本生理功能的验证 1 鲜种子放在阳光下暴晒 重量减轻 自由水散失 2 干种子用水浸泡后仍能萌发 失去自由水的种子仍保持其生理活性 3 干种子不浸泡则不萌发 自由水越少 代谢越缓慢 4 干种子放在试管中 用酒精灯加热 试管壁上有水珠 失去的主要是结合水 5 失去结合水的种子浸泡后不萌发 失去结合水的细胞失去生理活性 规律精讲精析 分析细胞内水时应注意以下几点 1 分析思路 2 相关结论 4 水的代谢图解 A 体内参与运输营养物质和代谢废物的水是自由水 B 某些无机盐是组成ATP RNA和纤维素的必需成分 C 生物体内无机盐浓度的大小会影响细胞的吸水或失水 D 自由水与结合水的比例随生物个体代谢的强弱而变化 典例3 2011年云南模拟 关于生物体内水和无机盐的叙述 不正确的是 思路剖析 细胞内的水分为结合水和自由水 自由水是良好的溶剂 体内营养物质和代谢废物是溶于其中运输的 故A正确 无机盐指细胞中的K Ca2 N S等物质 组成纤维素的C H O不以无机盐的形式存在 故B错误 细胞吸水和失水与周围溶液浓度有关 若细胞内溶液浓度大于其周围溶液浓度 则细胞吸水 反之 则失水 故C正确 自由水与结合水的比值越大 说明自由水的含量高 细胞代谢越旺盛 反之 则弱 故D正确 答案 B 典例4 绵绵的春雨 是她润醒了小草 润绿了杨树 润开了报春花 小草被润醒了 杨树被润绿了 报春花被润开的过程中细胞中自由水与结合水的变化 下图表示正确的是 思路剖析 随复苏时间的推移 植物代谢越来越强 自由水含量增加 结合水含量减少 答案 B 1 无机盐代谢与其功能整合 三 与无机盐相关问题的剖析 对照组 正常植物 完全培养液 生长正常 实验组 正常植物 缺X 完全培养液 a 若生长正常 则X不是必需无机盐 b 若出现病症 则X是必需无机盐 2 植物必需无机盐的实验验证 1 实验中应保证实验材料的统一性 即材料的种类 生长状况等 2 实验组加入X的目的是二次对照 使实验组前后对照 以增强说服力 3 进行植物必需无机盐的实验验证时 所使用的容器不能含有被验证元素 为了保证植物生活正常 还要给植物根部供氧 实验探究进阶 3 部分无机盐离子的具体功能分析 典例5下列是无土栽培营养液的配方 请据此回答有关问题 配方 NH4NO3 KNO3 CaCl2 2H2O MgSO4 螯合铁溶液 微量元素溶液 1 为使作物正常生长 还需补充含等元素的化合物 2 植物吸收NH4NO3可用于合成 A 脂肪和RNAB 蛋白质和ATP C 核苷酸和纤维素D 淀粉和酶 3 营养液中某些无机盐离子浓度比根细胞内的低 植 物仍可通过方式吸收无机盐离子 若栽培池内较长时间通气不畅 作物根部可能出现的症状是 其生理原因是 4 有些无机盐离子可重复利用 有的不能重复利用 可重复利用的无机盐离子缺乏时 老叶先表现出缺乏症 不可重复利用的无机盐离子缺乏时 幼叶先表现出缺乏症 请设计实验证明Mg是可重复利用的元素 实验材料 长势相同的玉米幼苗 蒸馏水 含有植物必 需元素的各种化合物 实验步骤 配制全素培养液和缺镁培养液 分别放入两组培养瓶中 并编号A B 放在适宜条件下培养一段时间 实验现象 在全素培养液中的玉米幼苗生长正常 思路剖析 1 植物生长需要C H O N P S K Ca Mg等大量元素和微量元素 2 脂肪 淀粉和纤维素只含C H O三种元素 3 植物可通过主动运输吸收无机盐 长期缺氧 根进行无氧呼吸产生酒精 会毒害根 4 据题干信息可知 可重复利用的元素缺乏时 老叶先表现症状 此实验的自变量是镁的有无 因变量是老叶先变黄 还是幼叶先变黄 的玉米幼苗分别栽培在上述两种培养液中 观察玉米幼苗的生长情况 实验现象 在缺镁培养液中生长的玉米幼苗老叶先变黄 答案 1 P 2 B 3 主动运输根变黑 烂根 根进行无氧呼吸 细胞内积累酒精 4 将长势相同 1 2011年惠州调研 人的肝脏细胞中含量最多的有机物是 A 水B 蛋白质C 脂肪D 肝糖原 思路剖析 在所有的活细胞中 含量最多的化合物是水 含量最多的有机化合物是蛋白质 答案 B 2 2012年泰州模拟 C H O三种元素在人体内质量分数约为73 而在组成岩石圈的化学成分中还不到1 这一事实说明了 A 生物界与非生物界具有相似性 B 生物界与非生物界的元素组成是不同的 C 生物界与非生物界具有统一性 D 生物界与非生物界存在差异性 量不同 说明了生物界和非生物界存在着差异性 组成生物体的元素和组成非生物体的元素的种类相差不大 说明了生物界和非生物界具有统一性 答案 D 思路剖析 同类元素在生物界和非生物界中的含 3 2013年潍坊高三月考 下图表示构成生物体的元素 化合物及其作用 其中a b d e代表小分子 A B E F代表不同的生物大分子 请据图回答下列问题 1 物质a表示 其在原核细胞中共有种 2 若E是动物细胞中的储能物质 则E是 其在人体中主要分布于细胞 3 物质d是 物质F是 其在动植物细胞中均可含有 并且由于含能量多而且占体积小 被生物体作为长期备用能源物质 从进化的角度看 这是经过长期 4 物质b的名称是 图中的 是指元素 若某种B分子由n个b 平均相对分子质量为m 形成的两条链组成 则该B分子的相对分子质量大约为 5 下图是某物质的部分结构示意图 请补充完整 答案 1 核苷酸8 2 糖原肝细胞和肌肉 3 雌性激素脂肪自然选择的结果 4 氨基酸Nmn n 2 18 5 CO NH 一 选择题 本题共8小题 每小题6分 共48分 1 基础再现 下列关于组成生物体的化学元素的说法中 正确的是 A 哺乳动物血液中钙过多时会出现抽搐 B O元素是活细胞中含量最多的元素 C元素是生物体内最基本的元素 C 玉米和人体内所含有的元素种类大体相同 同一种元素在两者体内的含量相差不大 D 随着叶龄的增加 叶片中各种元素的含量将逐渐增加 思路剖析 哺乳动物血液中钙过少时 神经系统的兴奋性增强 会出现抽搐 故A错误 由于活细胞含有大量的水分 所以活细胞中O元素含量最多 由于C元素在细胞干重中含量最多且有机物是以碳链为骨架的 所以 C元素是生物体内最基本的元素 故B正确 玉米和人体内所含的元素种类大体相同 但同一元素在两者体内的含量差别较大 如N元素 玉米中以淀粉为主 C H O含量较高 而N含量较低 人体蛋白质含量较高 所以N元素含量要高 故C错误 随着叶龄的增加 水的含量逐渐减少 H和O的含量会逐渐减少 故D错误 答案 B 2 基础再现 某生物兴趣小组对某一物质进行测定 发现其中C H N三种元素的质量分数仅占1 该物质可能是 A 水果B 岩石 C 肌肉组织D 枯死的植物 思路剖析 仅C元素在生物体内的含量就比较高 故该物质不可能是生物 答案 B 3 视角拓展 神九升空 举国欢庆 但在太空中 宇航员骨钙流失的速度将会是地面的10倍 骨骼也是一种组织 它们的形状会因承受压力的变化而变化 骨骼组织中既有破骨细胞 又有成骨细胞 成骨细胞不断地贮藏磷酸钙 而破骨细胞不断地除去它 通常情况下 这两种代谢动态平衡 失重时 骨头缺少压力 促使成骨细胞活动的刺激没有了 但破骨细胞的活动还在继续 因此 破骨与成骨的平衡被破坏了 骨钙流失得多 骨骼变轻变脆 据此推测 长期太空生活不会使得人 A 骨质疏松 B 肌无力 回到地面难以站立 C 抽搐 D 身体畸形 思路剖析 此题是信息题 分析可知长期太空生活会打破内环境与骨钙平衡 呈现前多后少之势 会发生A B D 不会出现抽搐现象 C错误 答案 C 4 高度提升 某同学在验证镁是植物正常生长的必需元素时 发现对照组和实验组生长状况相同 可能的原因是 定期更换培养液 对照组的培养器皿没清洗干净 培养时间短 光照相同 A B C D 清洗干净可能导致对照组培养液中也含有了镁 故 可能 培养时间短 也可导致实验现象不明显 故 可能 实验组和对照组除了自变量不同外 其余无关变量必