2019_2020版高中生物第2章细胞的化学组成第一节细胞中的元素和无机化合物学案苏教版必修1.docx

第一节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、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，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OCHNKCaPMgS玉米44.4343.756.241.460.920.230.200.180.17人14.6255.997.469.331.094.673.110.160.78A.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CB.“网格细胞”干重中质量百分比最高的元素是OC.上述两种细胞鲜重中原子数量最多的元素均是HD.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。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；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/H2CO31.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HPO/H2PO和H2CO3/HCO等组成的重要酸碱缓冲体系调节并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。题组一组成细胞的元素1.C、H、N这3种化学元素在组成人体的化学成分中，质量分数共占73%左右(占细胞干重百分比)，而这3种元素在岩石圈中，质量分数还不到1%。这个事实说明()A.生物界与非生物界具有统一性B.生物界与非生物界具有差异性C.元素在自然界中都可以找到D.生物界具有特殊性答案B解析组成生物体的化学元素在无机自然界中都可以找到，这个事实说明生物界与非生物界具有统一性，而题中所强调的是相对含量的不同，即差异性。2.细胞中常见的化学元素有20多种，其中有些含量较多，称为大量元素；有些含量很少，称为微量元素。下列各组元素中，全是微量元素的是()A.Fe、Mn、B、Mo、SB.Mo、Zn、Cu、B、FeC.P、N、K、Ca、MgD.C、H、O、Ca、Mg答案B解析微量元素主要包括Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。题组二组成细胞的化合物3.(2019襄阳高一检测)生长在襄城县紫云山上许昌特有的树种槲树的细胞中含量最多的化合物是()A.脂肪B.水C.蛋白质D.盐类答案B解析生物体内或细胞中含量最多的化合物是水。4.下列关于组成细胞的化合物的叙述，正确的是()A.在任何活细胞中含量最多的化学元素都是碳B.在活细胞中各种化合物含量从多到少的顺序是：蛋白质、脂质、无机盐、糖类、核酸C.在活细胞中的各种化合物与食物中的各种化合物成分相同D.在不同的细胞中各种化合物的种类基本相同，含量有所差别答案D解析活细胞中含量最多的化学元素是氧；活细胞中含量最多的化合物是水，其次是蛋白质，然后是脂质、无机盐、糖类和核酸；在活细胞中的各种化合物与食物中的各种化合物成分不完全相同，体内各种化合物是利用食物中的各种营养成分重新合成的；在不同的细胞中各种化合物的种类基本相同，都是水、蛋白质、脂质、无机盐、糖类、核酸等，但它们的含量不同。5.下列关于细胞中的元素及化合物的叙述，正确的是()A.所有细胞中水占鲜重百分比都一样B.O是构成细胞的大量元素之一，在人体细胞的干重中含量最多C.水是占细胞鲜重百分比最大的化合物D.构成细胞的任何一种化合物都能在无机自然界中找到答案C解析不同细胞中水占鲜重百分比不一样，A错误；O是构成细胞的大量元素之一，但在人体细胞的干重中含量最多的是C元素，B错误；构成细胞的任何一种化学元素都能在无机自然界中找到，而不是化合物，D错误。题组三细胞中的水6.幼小植物体内自由水/结合水的比值不断增大时，植物体内新陈代谢活跃，生长迅速；自由水/结合水的比值不断减少时，植物体内的新陈代谢减弱，生长缓慢。下面解释正确的是()结合水是构成植物细胞结构的一部分结合水参与某些代谢反应自由水是各种代谢活动的介质自由水参与某些代谢反应A.B.C.D.答案C解析自由水是良好的溶剂，营养物质和代谢废物在水中运输，自由水又参与一些代谢反应，因此自由水/结合水的比值增大时，代谢加快。7.如图是小麦种子成熟过程中干物质和水分的变化，据图分析下列叙述不正确的是()A.随着种子的成熟，种子的生命活动由代谢活跃状态转入休眠状态B.种子的鲜重随着种子的成熟而逐渐减少C.种子中水分减少的主要原因是植物吸收的水分减少D.种子成熟期间这两种物质的变化与种子萌发时相反答案C解析由题图可知，在小麦种子成熟过程中水分含量逐渐降低，种子的生命活动由代谢活跃状态转入休眠状态；种子的鲜重在成熟过程中，由于含水量降低的幅度大于干物质增加的幅度，因此种子的鲜重随着种子的成熟而逐渐减少；种子中水分减少的主要原因是生物体自身的调节；种子成熟期间干物质相对含量升高，水分的相对含量下降，种子萌发时干物质的相对含量降低，水的相对含量升高。题组四细胞中的无机盐8.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浓度过高，会出现抽搐症状C.Mg2是叶绿素的成分之一，缺Mg2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，缺铁会影响氧的运输，进而影响正常的有氧呼吸功能，A正确；人体血液中Ca2浓度太低，会出现抽搐症状，Ca2浓度过多时，会出现肌肉乏力现象，B错误；Mg2是组成叶绿素的成分，缺Mg2叶绿素不能合成，影响植物的光合作用，C正确；食物中足够量的碘可以保证甲状腺激素的正常合成，D正确。9.生长在含盐量高、干旱土壤中的盐生植物，通过在液泡中贮存大量的Na而促进细胞吸收水分，该现象说明液泡内的Na参与()A.调节渗透压B.组成体内化合物C.维持正常pHD.提供能量答案A解析液泡内的各种矿质离子等能够参与调节细胞液的渗透压，盐生植物液泡中贮存大量的Na，增大了细胞液的渗透压，使细胞吸水能力增强。10.为了确定某元素是否为植物的必需元素，应采取的方法是()A.检测正常叶片中该元素的含量B.分析根系对该元素的吸收过程C.分析环境条件对该元素吸收的影响D.观察含全部营养元素的培养液中，去掉该元素前后植株的生长发育状况答案D解析判断某元素是否为必需元素，通常用溶液培养法。在人工配制的完全培养液中，除去某种元素，然后观察植物的生长发育情况：如果植物的生长发育仍正常，说明该元素不是植物所必需的；如果植物的生长发育不正常(出现特定的缺乏症状)，且只有补充了该种元素(其他元素无效)后，植物的生长发育又恢复正常(症状消失)，说明该元素是植物所必需的元素。11.关于生物体内水和无机盐的叙述，不正确的是()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答案B解析水在生物体内的流动，可以把营养物质运输到各个细胞，同时也可以把代谢废物运输到排泄器官或直接排出体外；纤维素属于糖类，只含有C、H、O三种元素，不含无机盐；生物体内无机盐浓度的变化可以改变细胞内外的浓度差，从而影响细胞吸水或失水；自由水与结合水的比例越大，细胞代谢越强，反之越弱。12.下列关于细胞中水和无机盐的叙述，错误的是()A.细胞中的无机盐主要以分子状态存在B.种子加热才能失去的水是结合水C.有的无机盐游离在水中维持细胞的pHD.Mg2是合成叶绿素分子的原料答案A解析细胞中的无机盐主要以离子状态存在。13.下表是组成地壳和组成细胞的部分元素含量(%)。请据表回答下列问题：元素OSiCNH地壳48.6026.300.0870.030.76细胞65.0极少18.03.010.0(1)组成细胞的化学元素在地壳中都普遍存在，没有一种化学元素是细胞特有的，这一事实说明_。(2)由表中数据可知，同一元素在细胞和地壳中含量相差甚远，这一事实说明_。(3)由上表中数据可知，组成细胞的化学元素中，C、H、O含量最多，请据下表分析其原因是：化合物水无机盐蛋白质(C、H、O、N等)脂质(C、H、O，有的含N、P)糖类(C、H、O)和核酸(C、H、O、N、P)质量分数(%)859011.57101211.5_；_。答案(1)生物界和非生物界具有统一性(2)生物界和非生物界具有差异性(3)水在细胞中含量最多，而水含有H、O两种元素蛋白质等有机物中都含有C、H、O三种元素14.请回答下列有关无机盐的问题：(1)哺乳动物和人体中缺Ca2会出现抽搐，缺K会感到麻木，这说明无机盐对_有重要作用。(2)做血涂片时，若用清水稀释血液，则过一段时间后血细胞会涨破，若用质量分数为10%的NaCl溶液稀释血液，过一段时间后血细胞会皱缩，这说明无机盐对_有重要作用。(3)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；当血浆中的H2