1、 第一节第一节 细胞中的元素和无机化合物细胞中的元素和无机化合物 学习目标 1.举例说出组成细胞的元素种类和作用。 2.举例说出细胞中无机化合物的功能。 一一、组成细胞的元素组成细胞的元素 1.种类：细胞中常见的化学元素有 20 多种。 2.分类 3.含量 (1)在鲜重条件下，细胞中含量最多的元素是 O，其次是 C、H、N。 (2)在干重条件下，细胞中含量最多的元素是 C，其次是 O、N、H。 4.生物界和非生物界的统一性和差异性 (1)统一性：从化学元素的种类分析，组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到。 (2)差异性：从化学元素的含量分析，细胞与非生物相比有很大不同。 5.生物会因环
2、境中缺乏某种元素而产生该元素的缺乏症。例如，我国一些山区的居民患有克 山病，该病与缺硒有明显关系。 几十年前，新西兰有一个牧场的大片牧草长势很弱，有的甚至发黄枯萎，即使使用了大 量的 N、P、K 肥也无济于事，后来，人们偶然发现牧场内的一小片牧草长得十分茂盛，原 来，这一片“绿洲”的附近有一座钼矿，矿工每天上下班总是抄近路走，他们的鞋子踩过的 地方，牧草绿油油的，经过科学家的化验和分析，一公顷牧草只需 150 克钼就足够了。据此 分析回答下列问题： 1.从含量分析，钼属于哪种元素？植物对钼的需求量很少，是不是钼对植物的作用不重要？ 答案 钼属于微量元素；微量元素也是生物必需的元素，含量虽然很少
3、，但是对生物体一样 具有重要的作用，不可缺少。 2.如何确定一种元素是生物体的必需元素？ 答案 缺乏了就会出现相应的症状，补充后相应的症状消失。 1.下表所列为玉米植株和人体内含量较多的元素的种类以及各类元素的含量(占细胞干重的 质量分数%)，据此表可以得出的正确结论是( ) 元素 O C H N K Ca P Mg S 玉米 44.43 43.75 6.24 1.46 0.92 0.23 0.20 0.18 0.17 人 14.62 55.99 7.46 9.33 1.09 4.67 3.11 0.16 0.78 A.组成不同生物体的化学元素的种类基本相同 B.同种元素在不同生物体内含量基本
4、相同 C.组成不同生物体的化学元素的种类差异较大 D.C 是细胞中含量最多的元素，它是构成细胞的基本元素 答案 A 解析 组成不同生物体的化学元素的种类基本相同，A 正确、C 错误；由表中数据可知，同 种元素在不同生物体内含量相差较大，B 错误；O 是细胞鲜重中含量最多的元素，C 是细胞 干重中含量最多的元素，D 错误。 2.(2018 西安铁一中高一月考)我们如何找到回家的路？荣获诺贝尔生理学或医学奖的三位 科学家发现大脑里的神经细胞“位置细胞”和“网格细胞”起到了重要作用。 下列叙述 中正确的是( ) A.“位置细胞”鲜重中质量百分比最高的元素是 C B.“网格细胞”干重中质量百分比最高的
5、元素是 O C.上述两种细胞鲜重中原子数量最多的元素均是 H D.P 和 S 分别是“位置细胞”中的大量元素和微量元素 答案 C 解析 “位置细胞”和“网格细胞”均属于神经细胞。 “位置细胞”鲜重中质量百分比最高 的元素是 O，A 错误；“网格细胞”干重中质量百分比最高的元素是 C，B 错误；上述两种 细胞鲜重中原子数量最多的元素均是 H，C 正确；P 和 S 均属于大量元素，D 错误。 二、细胞中的无机化合物二、细胞中的无机化合物 1.细胞中的化合物 (1)种类 无机化合物：水和无机盐。 有机化合物：糖类、脂质、蛋白质和核酸。 (2)含量 含量最多的化合物是水。 含量仅次于水的化合物是蛋白质
6、。 有机化合物中含量最多的是蛋白质。 2.细胞中水的存在形式及其生理作用 3.细胞中的无机盐 含量 较少 存在形式 主要以离子形式存在，如 Na 、K、Ca2、Cl、HCO 3；少数 以化合态存在，如 I 构成甲状腺激素等 生理作用 合成有机化合物的原料，如 Mg2 是叶绿素的必需成分、P 是合 成核苷酸的原料 合成某些具有特殊生理功能的物质的原料，如 Fe2 是血红蛋白 的重要成分 维持细胞的酸碱平衡，如红细胞中的 K2HPO4/KH2PO4、HCO 3 /H2CO3 1.自由水和结合水对生物体都具有重要的作用，请分析： (1)刚刚收获的鲜种子一般要放在阳光下暴晒，种子变干，重量减轻，鲜种子
7、失去的主要是 哪种形式的水？种子还有活性吗？ 答案 失去的主要是自由水；种子仍保留活性。 (2)将干种子放在试管中，用酒精灯加热，试管壁上有水珠产生，这种情况下，干种子失去 的主要是哪种形式的水？种子还有活性吗？ 答案 失去的主要是结合水；种子丧失活性。 2.以下事实分别说明无机盐有什么生理功能？ (1)有植物合成蛋白质需要含氮的无机盐； 组成细胞膜、 核酸和 ATP 需要含氮和磷的无机盐； 碳酸钙是动物和人体的骨骼、牙齿中的重要成分等。 (2)有些无机盐离子是酶、激素或维生素的重要组成成分。 (3)人体血液中 HPO2 4/H2PO 4和 H2CO3/HCO 3等组成的重要酸碱缓冲体系调节并
8、维持细胞的 酸碱平衡。 答案 (1)有些无机盐是细胞和生物体内有机物的重要组成成分。 (2)许多种无机盐离子是合成某些具有特殊生理功能的物质的原料。 (3)维持细胞的酸碱平衡。 归纳总结 (1)水的含量与细胞代谢和抗逆性的关系 收获的种子晒干降低自由水的含量，代谢减弱，有利于长期保存。干种子萌发前，需要 吸收水分，增加自由水的含量，代谢逐渐增强。 越冬作物减少灌溉，降低自由水含量，提高对低温的抗性。 (2)无机盐含量异常及其症状表现 含量异常 症状表现 缺少 Ca2 哺乳动物会出现肌肉抽搐现象 番茄果实会出现脐腐现象 Ca2 过多 哺乳动物会出现肌肉乏力现象 缺少 K 番茄植株老叶尖端和边缘会
9、失绿，直至干枯坏死 3.下列有关水的叙述中错误的是( ) 参与运输营养物质和代谢废物的水为自由水 生物体内化学反应离不开水 水是细 胞结构的组成成分之一 人体细胞内水的存在形式为结合水和自由水 自由水与结合 水的比例和新陈代谢的强弱关系不大 不同细胞内自由水与结合水的比例相差不大 A. B. C. D. 答案 C 解析 自由水的比例越大，细胞的代谢强度越强；代谢旺盛的细胞内自由水的比例较大，而 干种子的细胞内自由水的比例较小。 4.下列与无机盐的功能无关的是( ) A.是细胞中的能源物质之一 B.是某些重要复杂化合物的组成成分 C.能维持生物体的生命活动 D.能维持细胞的酸碱平衡 答案 A 解
10、析 无机盐不是能源物质； 无机盐是某些重要复杂化合物的组成成分； 无机盐能维持生物 体的生命活动；无机盐能维持细胞的酸碱平衡。 1.下列叙述，正确的打“”，错误的打“”。 (1)生物界和非生物界在元素组成的种类上完全相同( ) (2)Ca、Fe、Mn、Zn、B、Mo 等是组成细胞的微量元素( ) (3)组成细胞的元素都以化合物的形式存在( ) (4)占人体细胞鲜重比例最高的元素是 C( ) (5)同一生物的不同生长发育阶段，细胞中水的含量不同( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) 2.(2019 重庆万州二中高一上学期期末)虎是陆地上最强大的食肉动物之一， 当其捕食动物后， 从动
11、物体中获得化合物和元素，那么，东北虎和其所捕食动物体内的各种化学元素( ) A.种类和含量差异都很大 B.种类和含量都是大体相同的 C.种类差异很大，含量大体相同 D.种类大体相同，含量差异很大 答案 D 解析 生物界内部也存在统一性和差异性， 即各种不同的生物所含的化学元素的种类基本相 同，但是含量差异较大。 3.人们经常食用的牛、羊、猪等肉类及白菜、土豆等蔬菜，消化吸收后，其中的成分大多被 转化为人体自身的一部分，其根本原因是( ) A.组成生物体细胞的化学元素在无机自然界中都能找到 B.在不同生物的细胞内，组成它们的化学元素的种类大体相同 C.组成生物体细胞的基本元素是碳 D.不同生物的
12、细胞内，组成它们的化学元素的含量大体相同 答案 B 解析 生物体总是不断地和外界环境进行着物质交换， 有选择地从自然界获取各种物质来满 足自身的需要， 不管相同生物还是不同生物， 组成它们的细胞的化学元素和化合物种类大体 是相同的，因此不同生物间可进行物质交换。 4.“绵绵的春雨润醒了小草， 润绿了杨树， 润开了报春花。 ”下列各图为植物在复苏过程中， 细胞中自由水与结合水相对含量变化的曲线图，其中表示正确的是( ) 答案 B 解析 植物在复苏过程中新陈代谢增强，自由水相对含量上升，结合水相对含量下降。 5.分析下列材料，回答有关问题： 材料一：Mg2 是叶绿素分子的组成成分；Fe2是血红蛋白
13、的主要成分；碳酸钙是动物骨骼 和牙齿的重要成分。 材料二：初生蝌蚪或幼小植物体内自由水比例减少时，机体代谢强度降低，生长变得缓慢； 自由水比例增大时，机体代谢活跃，生长迅速。 材料三：在正常人的血浆中，NaHCO3的含量约为 H2CO3含量的 20 倍。当血浆中 NaHCO3 的含量减少时，会形成酸中毒；当血浆中 H2CO3的含量减少时，则形成碱中毒。 (1)材料一体现了无机盐的功能是_。 (2)你对材料二中现象的解释是_。 (3)材料三表明_。 答案 (1)无机盐是细胞内某些复杂化合物的组成成分 (2)自由水是良好的溶剂，不仅是各种代谢反应的介质，还能参与某些代谢反应 (3)无机盐 对于维持生物体内的酸碱平衡有重要作用 解析 无机盐的功能： 生物体内某些重要化合物的组成成分； 维持细胞的正常形态和正 常的生命活动；维持生物体内的酸碱平衡、渗透压平衡。生物体内的水有自由水和结合水 两种存在形式，水的存在形式不同会影响组织的形态和代谢的强度。
