2014届高三一轮复习1.2细胞中的元素和化合物.ppt

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、CaCl22H2O、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RNA B.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 N mn-(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 量必须相同,故排除。,【答案】C,【思路剖析】定期更换培养液可保证无机盐和氧气 的供应,但由于培养液成分不同,对照组和实验组植物 生长状况肯定不同,故排除。对照组的培养器皿没,5.(高度提升)水被誉为“生命之源”。下列有关水的 说法错误的是 ( ),A.人老了脸上会皱巴巴的,是因为年老时与幼儿时相 比,细胞中的自由水含量减少了,B.沙漠植物比温带植物含结合水比例高,寒带植物比温 带植物含结合水比例高,C.光合产物如淀粉的合成、转化和运输等这些都需要 以水作介质,作介质的水是自由水,D.小麦干种子中的水主要是自由水,【思路剖析】刚收下的小麦种子经过曝晒后种子变 干,曝晒失去的水是自由水,小麦干种子中的水主要是 结合水。,【答案】D,6.(能力综合)五个大小相同的马铃薯幼根与物种A的幼 根分别放入甲戊五种不同浓度的蔗糖溶液中,数小时 后,取出称重,质量变化如下图所示。以下关于该实验 结果的说法正确的是 ( ),A.物种A比马铃薯更耐干旱,B.在甲溶液中加入适量的蔗糖酶,在最初一段时间,其,中的马铃薯幼根细胞液浓度将减小,C.物种A在与马铃薯根细胞液等渗的完全培养液中不 能正常生长,D.当马铃薯根细胞在乙蔗糖溶液中质量不再发生变化 时,渗透作用依然进行,【思路剖析】本题考查渗透作用,意在考查解读图表 信息的能力。由图示马铃薯与物种A在同一种蔗糖溶 液中的质量变化可看出,物种A的根细胞液浓度小于 马铃薯的根细胞液浓度,故物种A在与马铃薯根细胞,液等渗的溶液中不能正常生长,马铃薯较物种A更耐 旱。在甲溶液中加入蔗糖酶后蔗糖水解,溶液浓度升 高,马铃薯根细胞液浓度因细胞失水而增大。当处于 乙蔗糖溶液中的马铃薯根细胞质量不再发生变化时, 半透膜两侧已没有浓度差了,故不再发生渗透作用,但 水分子依然有跨膜的运动。,【答案】C,7.(能力综合)结合下列曲线,分析有关无机物在生物体 内含量的说法,错误的是 ( ),A.曲线可表示人一生中体内自由水与结合水的比值 随年龄变化的曲线,B.曲线可以表示细胞呼吸速率随自由水与结合水比 值的变化,C.曲线可以表示一粒新鲜的玉米种子在烘箱中被烘,干的过程中,其内无机盐的相对含量变化,D.曲线可以表示人从幼年到成年,体内水相对含量的 变化,【思路剖析】人一生中体内自由水与结合水的比值 随年龄增加呈下降趋势,故A、D正确。在一定范围 内,细胞呼吸速率与“自由水和结合水比值”是呈正 相关的,故B正确。一粒新鲜的玉米种子在烘箱中被 烘干的过程中,其内无机盐的相对含量变化是上升的, 故C错误。,【答案】C,8.(视角拓展)一种植物和一种哺乳动物体内细胞的某 些化学元素含量(占细胞干重的质量分数/%)如下表数 据,下列有关叙述正确的是 ( ),A.经测定,该植物某有机物含C、H、O、N、S,此 化合物可能携带氨基酸进入核糖体,B.这两种生物体内所含的化学元素的种类差异很大,C.N、S的含量说明动物组织含蛋白质较多,若该动物 血钙高则会发生肌肉抽搐,D.C的含量说明有机物是干物质的主要成分,很大,故B错误。动物血钙低则会发生肌肉抽搐,故C 错误。由于表中是某些化学元素含量占细胞干重的 质量分数,而C元素主要存在于有机物中,所以,D项正 确。,【答案】D,【思路剖析】携带氨基酸进入核糖体的是tRNA, RNA中不含S元素,故A错误。从表中可看出,这两种 生物体内所含的化学元素的种类差异不大,含量差异,9.(高度提升,12分)智能温室无土栽培作物,易于管理,优 质高产。下图是该项技术在现代农业中的应用,请思考 并回答下列问题:,二、非选择题(本题共4小题,共52分),(1)无土栽培所用营养液中的无机盐在植物体内的作用 是 和 。植物因种类和生长发育 阶段不同对无机盐的需求也不同,所以应视具体情况调 整 ,供作物 性吸收无机盐离子。,(2)植物因种类不同对无机盐的吸收也不同,这与细胞 膜上的 有关。,(3)从生态学的角度考虑,水属于 因素。,(4)从细胞代谢角度看,水要参与 作用和 作用。,(5)从物质跨膜运输角度考虑,水和无机盐的吸收 (填“同步”或“不同步”)。,【思路剖析】(1)无机盐在植物体内的作用是参与细 胞的组成和调节生命活动。植物因种类和生长发育 阶段不同对无机盐的需求也不同,所以,对于不同种类 或不同发育阶段的植物,营养液配方应有不同。作物,会选择性吸收无机盐离子。(2)无机盐的吸收是主动运输。不同植物细胞膜上载体的种类和数量是不同的,所以吸收无机盐的种类和数量也不同。(3)水在生态系统中是非生物因素。(4)水参与植物的生理活动有光合作用、呼吸作用、蒸腾作用。(5)由于水的吸收属自由扩散,无机盐的吸收属主动运输,所以水和无机盐的吸收不同步。,【答案】(1)细胞的组成成分 调节生命活动 营养 液配方 选择 (2)载体 (3)非生物 (4)光合 呼吸,(5)不同步,10.(基础再现,12分)据下图回答下列问题:,C、H、O B,(1)如果A代表N元素,则细胞中含有以上元素的化合物 有 。,(2)如果B代表的物质在生物体的遗传、变异和蛋白质 的生物合成中具有极其重要的作用,则B代表的物质其 基本单位是 ,它 (填“属于” 或“不属于”)生命系统结构层次中的成分。,(3)如果B代表的物质是磷脂,其作用是构成,。,【答案】(1)蛋白质、核酸、磷脂 (2)核苷酸 不属 于 (3)各种膜结构的重要成分,11.(视角拓展,12分)正确操作、全面仔细地考虑是做出 正确实验结论的前提。小明在做“探究镁与叶绿素的 合成有关”的实验时,出现了下列三个问题:,(1)第一次实验,实验组的小麦苗也变绿了。,(2)第二次实验,小麦苗的根烂了。,(3)第三次实验,实验组和对照组的小麦苗都萎蔫了。,(4)第四次实验,成功了!,请你选择其中的一个问题,帮小明分析可能的原因。,【思路剖析】这是一道实验纠错题。实验组小麦苗变绿说明培养液中有镁离子,问题可能出在容器上,如用了含镁的容器。烂根说明根部缺氧。实验组和对照组的小麦苗都萎蔫了,说明小麦缺少水,可能没及时更换培养液,根吸水后导致培养液浓度升高。,【答案】(1)第一次失败的原因可能是用了含镁的容器或容器壁上有镁元素。(2)第二次失败的原因可能是没向培养液中充气,或过一段时间将小麦苗捞出晾根。(3)第三次失败的原因可能是没及时更换培养液导致细胞失水