第二章__第1讲_细胞中的原子和分子.ppt

第二章细胞的化学组成 第1讲细胞中的原子和分子 回扣基础要点一 构成细胞的元素1 构成细胞的物质与世界上所有的物质一样 都是由构成的 地壳中的天然元素有种左右 2 构成细胞的主要元素有等 3 一种元素可原子组成 4 生物界与非生物界在元素组成上既具有 又具有 必备知识梳理 元素 90 C H O N 由一种或几种 统一性 差异性 想一想什么是同位素 H的同位素有哪几种 提示同位素是指质量不同而化学性质相同的原子 H的同位素分别是氕 氘 氚 二 原子与分子2 原子是物质的 分子是保持物质的一种微粒 3 原子与分子之间的关系 原子通过或等化学键相互作用构成分子 想一想同位素有哪些应用 提示同位素可用于同位素示踪 疾病诊断与治疗 如治疗甲状腺肿大 等 原子核 电子 质子中子 带负电荷 1 原子 带正电荷 不带电 基本单元 化学性质 离子键 共价键 三 水1 和是细胞中的无机物 在活细胞中 是含量最多的物质 2 水的性质 1 因为水是分子 所以凡是都极易溶于水 2 水是生物体内的主要介质 3 水具有调节的作用 3 自由水的作用 1 良好的 2 参与 3 参与生物体内或细胞内 4 生物体的温度 具有较大的和 水 无机盐 水 极性 极性的分子 或离子 物质运输 温度 溶剂 几乎所有的生物化学反应 各种代谢作用 调节剂 比热 汽化热 4 结合水的作用 的重要成分 5 两种水的比值与细胞 或生物体 的生命状态 在代谢旺盛的细胞中 的含量多一些 在抗逆性增强的细胞中 的含量增多 以适应不良的环境条件 6 意义 细胞都是生活在中的 细胞中水分对于维持细胞的 保证的正常进行具有重要作用 组成细胞结构 自由水 结合水 水环境 形态 代谢 四 无机盐的存在形式和功能1 存在形式 无机盐在细胞中常以存在 含量比较少 但在生物体的生命活动中却不可缺少 2 功能 与蛋白质等物质结合成 参与细胞的各种生命活动 离子 复杂的化合物 构建知识网络 高频考点突破考点一组成细胞的化学元素1 细胞中元素的种类 1 组成生物体的化学元素在不同的生物体内种类大体相同 不同的生物体内各种化学元素的含量一般相差很大 2 大量元素和微量元素依含量而分 高于1 10000为大量元素 3 微量元素尽管在生物体内含量少 但它是必需元素 4 微量元素的记忆窍门新 Zn 铁 Fe 臂 B 阿童 Cu 木 Mo 猛 Mn 2 细胞中元素的存在方式及作用 1 组成化合物 2 影响生命活动 Ca可调节肌肉收缩和血液凝固 血钙过高会造成肌无力 血钙过低会引起抽搐 Na 与K 能参与可兴奋细胞 如肌细胞 腺细胞 神经细胞等 的兴奋性变化 例如 神经细胞受到刺激之后膜内外的电位变化 维持人体细胞外液渗透压 B可促进植物花粉的萌发和花粉管的伸长 植物缺B会造成 花而不实 对位训练科学家在利用无土栽培法培养一些名贵花卉时 培养液中添加了多种必需化学元素 其配方如下 其中花卉根细胞吸收最少的离子是 A Ca2 B SOC Zn2 D H2PO解析根据组成生物体的化学元素在生物体内的含量不同 分成大量元素和微量元素 大量元素包括C H O N P S K Ca Mg等 微量元素包括Fe Mn Cu Zn B Mo等 由于植物体内含有大量的Ca S P等元素 这些元素只能靠根从培养液中吸取 而培养液能为花卉提供Ca S P的离子分别是Ca2 SO H2PO 因此花卉对这些离子的吸收量较大 而Zn属于微量元素 因此花卉对Zn2 的吸收量较少 答案C 2 一种植物和一种哺乳动物体内细胞的某些化学元素含量 占细胞干重的百分比 如下表数据 下列有关叙述正确的是 A 碳元素的含量说明有机物是干物质的主要成分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 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 解析A正确 比较表中数据可知 C的含量很高 C是组成有机物的必需元素 碳链是构成大分子有机物的基本骨架 说明有机物是干物质的主要成分 B错误 这两种生物体内所含的化学元素的种类基本相同 但含量相差很大 C错误 N S是组成蛋白质的元素 动物细胞中N S含量比植物高 说明动物组织含蛋白质较多 当动物血钙过低时才会发生肌肉抽搐 D错误 含有C H O N S五种元素的化合物最可能是蛋白质 而携带氨基酸进入核糖体的是tRNA 答案A 考点二细胞中的无机物 水和无机盐1 水的含量 分类及生理作用 2 不同生物的含水量特点 1 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 2 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 3 无机盐的生理作用及实例牙齿 骨骼中的Ca 叶绿素中的Mg 血红蛋白中的Fe 甲状腺激素中的I都是生物体组成的代表实例 血钙含量 Zn2 等主要考查维持生命活动 Na Cl 考查维持渗透压 HCO H2PO等则考查维持酸碱平衡 拓展提升1 水的存在形式与器官形态的关系心肌和血液总的含水量差不多 但心肌呈固态 血液呈液态 原因是二者自由水和结合水的比例不同 2 水的存在形式与代谢的关系若细胞内自由水比例升高 则代谢旺盛 反之代谢缓慢 3 水的存在形式与抗寒性的关系秋冬季节 蒸腾作用减弱 吸水减少 结合水相对含量升高 因结合水不易结冰和蒸腾 从而使植物抗寒性加强 4 水的存在形式与温度的关系在活细胞内 受温度的影响 自由水和结合水可相互转化 具体转化如下 即升高温度时 自由水增多 反之 结合水增多 自由水 降低温度 升高温度 结合水 5 种子与水的关系 1 种子晒干时减少的为自由水 但仍能保持生命活性 仍能萌发 试管加热或炒熟则丧失结合水 种子死亡不萌发 种子萌发吸水主要是增多自由水 代谢加强 呼吸作用加快 2 不同种子亲水能力不同 大豆 主要含蛋白质 小麦 玉米 大米 主要含淀粉 花生 主要含脂肪 对位训练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 生物体内的化学反应离不开水 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与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 解析生物体细胞内的水以两种形式存在 即自由水 结合水 结合水是细胞结构的重要组成成分 自由水在细胞中以游离形式存在 可以自由流动 是细胞内的良好溶剂 运输各种营养物质和代谢废物 为生物体内的生化反应提供介质 许多生化反应必须有水的参与 不同生活环境 生活状态下的细胞含水量是不同的 细胞内自由水与结合水比例越大 其新陈代谢越旺盛 反之越弱 答案C 4 下列关于无机盐的叙述 错误的是 A 缺铁性贫血是因为体内缺乏铁 血红蛋白不能合成B Mg2 是叶绿素的成分之一 缺Mg2 影响光合作用C 细胞中的无机盐大多数以化合物形式存在 如CaCO3构成骨骼 牙齿D 碘是合成甲状腺激素的原料 所以常在食盐中加碘 解析铁是血红蛋白的组成成分 缺铁则不能合成血红蛋白 Mg2 是叶绿素的组成成分 缺Mg2 则不能合成叶绿素 进而影响光合作用 细胞中的无机盐大多数以离子形式存在 碘是合成甲状腺激素的原料 在食物中加碘是为了补充碘 预防食物中因缺碘而引起的地方性甲状腺肿 答案C 思维方法探究思维误区警示易错分析 组成生物体的元素包括必需元素和非必需元素 生物界和非生物界既有统一性又有差异性 不同生物体所含元素含量相差很大 具有差异性 复习 元素 时 要注意在微观层面上和分子水平上了解生命的物质性及生物界的物质统一性和差异性 由于环境不同生物体从环境中摄取的元素也不同 纠正训练1 下列有关组成生物体化学元素的叙述 正确的是 A 组成生物体的化学元素都是生物必需的B 人 动物与植物所含的化学元素的种类差异很大C 组成生物体的化学元素在无机自然界中都可以找到D 不同生物体内各种化学元素的含量比例基本相似解析组成生物体的化学元素在无机自然界中都可以找到 没有一种是生物界所特有的 组成生物体的化学元素在生物体内和自然界中的含量相差很大 而且不同种的生物之间各元素的含量也不相同 C 2 牛从草中获得营养物质 那么牛和草的细胞化学成分在元素的种类以及相同元素的含量上 A 种类差异很大 含量大体相同B 种类和含量差异都很大C 种类和含量都大体相同D 种类大体相同 含量差异很大 D 有关水的知识的综合应用可通过以下三个方面复习 1 影响细胞呼吸的外界因素主要是温度 2 温度降低酶活性降低 细胞呼吸减弱 有机物消耗减少 蒸腾作用减弱 根系吸水量减少 自由水含量减少 3 自由水 结合水比值增加 细胞代谢旺盛 但抗寒性减弱 比值降低 细胞代谢减慢 但抗寒性增强 知识综合应用重点提示 典例分析植物在冬季来临过程中 随着气温的逐渐降低 体内发生了一系列适应低温的生理生化变化 抗寒力逐渐增强 下图为冬小麦在不同时期含水量和呼吸速率变化关系图 请根据图推断以下有关说法中 错误的是 A 冬季来临过程中 自由水明显减少是呼吸速率下降的主要原因B 结合水与自由水含量的比值 与植物的抗寒性呈现明显的正相关C 随着气温和土壤温度的下降 根系的吸水量减少 组织的含水量下降D 随温度的缓慢降低 植物的呼吸作用逐渐减弱 有利于减少有机物的消耗 解析从横坐标分析 9 12月温度降低 而细胞中含水量曲线呈逐渐下降趋势 植物吸水的主要动力是蒸腾作用 随着温度降低 植物的蒸腾作用减弱 使植物体的水分减少 加上温度降低 使新陈代谢减弱 自由水与结合水的比例减小 植物的抗寒性增强 呼吸速率下降的主要原因是由于温度过低 导致酶活性降低 答案A 知识拓展水与其它生理活动的联系 随堂过关检测题组一 组成细胞的化学元素1 2008年9月查出包括 三鹿 牌奶粉在内的多数乳制品中含有能引起婴幼儿肾结石的三聚氰胺 添加该物质的主要目的是为了增加 蛋白质 含量 请问三聚氰胺中肯定含有的元素是 A PB NC FeD Cl解析蛋白质的元素组成有C H O N 有的含Fe S等元素 因此 三聚氰胺中肯定有N元素 B 2 有关生物体细胞组成元素的叙述 错误的是 A 在不同生物的体细胞内 组成它们的化学元素种类大体相同B 组成细胞的最基本元素是CC 在同一生物的不同体细胞内 各种化学元素的含量相同D 组成生物体细胞的化学元素 在无机自然界中都能找到解析从元素组成的角度考虑 组成不同生物的元素种类大体相同 但每种元素的含量不同 C 题组二 水和无机盐的功能3 英国医生塞达尼 任格在对离体蛙心进行的实验中发现 用不含钙的生理盐水灌注蛙心 其收缩不能维持 用含有少量钙和钾的生理盐水灌注时 蛙心可持续跳动数小时 实验说明钙盐和钾盐 A 对维持细胞的形态有着重要作用B 是细胞中某些复杂化合物的重要组成部分C 为蛙心的持续跳动提供能量D 对维持生物体的生命活动有重要作用 解析无机盐的生理功能包括构成某些化合物的重要组成成分 维护酸碱平衡及维持生物体正常生命活动 从题干信息可看出 钙盐对维持生物体的生命活动有重要作用 答案D 4 医生常常给病人输液 其实输的是生理盐水 0 9 的氯化钠溶液 为什么不输蒸馏水或浓盐水 下面说法正确的是 A 蒸馏水不含营养B 无机盐离子容易进入细胞C 血液中的红细胞的特性决定的D 生理盐水对维持细胞的形态和功能有重要作用 解析本题考查无机盐的有关知识和学生对无机盐的生理功能在实践中的应用 细胞有一个特点 在高浓度溶液中失水 在低浓度溶液中吸水 必须在等渗溶液中才能保持正常形态和功能 若输入蒸馏水则细胞过分吸水涨破 若输入浓盐水则细胞失水皱缩变形 为维持细胞正常的形态和功能 必须输入生理盐水 故答案为D 答案D 题组三 细胞中元素及化合物含量比较5 如图1是细胞中化合物含量的扇形图 图2是有活性的细胞中元素含量的柱形图 下列说法不正确的是 A 若图1表示细胞鲜重 则A B化合物依次是H2O 蛋白质B 若图2表示组成人体细胞的元素含量 则a b c依次是O C HC 地壳与活细胞中含量最多的元素都是a 因此说明生物界与非生物界具有统一性D 若图1表示细胞完全脱水后化合物含量 则A化合物具有多样性 其必含的元素为C H O N答案C 6 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 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所特有的 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的含量相差甚远 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 解析通过对第一个表分析可以看出 生物界与非生物界在化学元素组成上既有种类的相似 又有含量的差异 充分说明生物界与非生物界既具有统一性 又具有差异性 对第二个表分析可以看出 水在化合物中的含量最多 占85 90 而且有机物中都有C 所以组成细胞的化学元素中C H O含量最多 答案 1 生物界与非生物界具有统一性 2 生物界与非生物界具有差异性 3 构成细胞的化合物中H2O含量最多 占85 90 而水由H O组成 构成细胞的有机化合物中都有C 定时检测一 选择题1 下图是由4个圆所构成的元素概念的关系图 其中4为最大圆 3 2 1依次减小 试判断符合这种关系的是 A 1 大量元素 2 主要元素 3 基本元素 4 最基本元素B 1 基本元素 2 最基本元素 3 大量元素 4 主要元素 C 1 最基本元素 2 基本元素 3 主要元素 4 大量元素D 1 主要元素 2 大量元素 3 最基本元素 4 基本元素解析最基本元素为C 基本元素是C H O N 主要元素是C H O N P S 大量元素为C H O N P K S Ca Mg 因此 C选项符合要求 答案C 2 下列叙述中 不正确的是 A 组成生物体的化学元素种类大体相同B 不同种类的生物体内各种元素的含量相差很大C 微量元素含量不多 缺少它们对生命活动影响不大D 生物体内常见的化学元素在元素周期表中原子序数较低解析微量元素含量虽少 但对生命活动同样不可缺少 C 3 在正常人的一生中 细胞内自由水与结合水的比值P随年龄变化的曲线是 解析在正常人的一生中 随年龄变化大部分细胞的代谢相对减弱 细胞内自由水与结合水的比值逐渐减小 D 4 2009年春我国许多地方出现旱情 影响农作物的生长 下列有关水对生命活动影响的叙述 不正确的是 越冬的植物体内自由水和结合水的比值下降 有利于抵抗不利的环境条件 细胞内自由水含量降低是细胞衰老的特征之一 癌细胞中自由水含量较正常的细胞低 当人体缺水时 血浆的渗透压会降低 从而产生渴觉A B C D 解析癌细胞具有无限增殖的特点 因此自由水含量较高 当人体缺水时 血浆的渗透压会升高 从而产生渴觉 C 5 下列无机盐中能被用于合成 生命活动的主要承担者 和 遗传信息的携带者 的是 A Na B Mg2 C POD NO D 6 进行异体器官移植 器官在被剥离后必须马上放入一种 特殊液体 中 对这种 特殊液体 的成分及其作用的分析 正确的是 A 有红细胞 为离体器官提供氧气B 有氯化钠 保持细胞形态C 有免疫细胞 清除抗原D 有多种水解酶 为细胞提供生物催化剂解析为了保持细胞的正常形态 应将离体器官放入与体内液体相似的环境中 即0 9 的NaCl溶液中 B 7 科学工作者研究了钙和硼对某种植物花粉粒萌发和花粉管生长的影响 结果如下图所示 下列结论与结果不相符的是 A 钙和硼对花粉粒萌发和花粉管生长都有同样的影响B 适宜浓度的硼或钙明显有利于花粉粒萌发或花粉管生长 C 钙对花粉管生长有明显影响 而一定范围内几乎不影响花粉粒的萌发D 硼对于花粉粒萌发有明显影响 而一定范围内几乎不影响花粉管生长解析本题考查获取信息的能力 从题图中可以看出 钙对花粉管生长有明显影响 而一定范围内几乎不影响花粉粒的萌发 硼对于花粉粒萌发有明显影响 而一定范围内几乎不影响花粉管生长 适宜浓度的硼或钙明显有利于花粉粒萌发或花粉管生长 钙 硼对花粉粒萌发和花粉管生长的影响情况不同 答案A 8 生物大分子在生物体的生命活动中具有重要的作用 碳原子本身的化学性质使它能够通过化学键连接成链状或环状 从而形成生物大分子 以上事实可以说明 碳元素参与生物体内所有化合物的组成 地球上的生命是在碳元素的基础上建立起来的 碳元素是各种大分子化合物中含量最多的元素 碳元素是组成生物体内有机化合物的最基本元素A B C D 解析地球上的生命是在碳元素的基础上建立起来的 碳元素参与自然界中有机物的组成 是有机物最基本的元素 答案C 9 有关水的特性 下列叙述正确的是 细胞中水的含量最多 生物体中水的含量与生活环境有关 水分子是极性分子 是生物体内最好的溶剂 水分子之间能形成氢键 从而形成表面张力较强的 水膜 水具有调节温度的作用 所以生物体内的含水量越多 抗寒能力就越强 水是生命的摇篮A B C D 解析水的含量越多 抗寒性越差 C 10 下面是关于细胞中水的含量的叙述 其中不正确的是 A 水是人体细胞中含量最多的化合物B 生命活动旺盛的植物细胞含水量较高C 抗冻的植物细胞内自由水含量一般较高D 老年人细胞中含水量比婴儿要少解析自由水与结合水的比值越高 新陈代谢越旺盛 反之 新陈代谢越低 C 11 下列关于生物体内水和无机盐的说法 正确的是 A 是细胞中能源物质之一B 哺乳动物血液中钙离子含量过多会引起抽搐C 能维持生物体的生命活动D 生物体处在不同发育期 含水量基本一样解析水和无机盐不是能源物质 生物体的不同发育期 含水量不同 幼儿含水量远高于成年人 血液中Ca2 过多会引起肌无力 Ca2 过低会引起抽搐 C 12 容器底部是培养基 其中含有植物生长所需的全部养分 如果有人在配制培养基的矿质元素中使用了NH4NO3 KNO3 CaCl2 2H2O MgSO4 7H2O 螯合铁溶液 微量元素溶液 但缺少了一种必需元素 为补充这种元素 应添加的化合物是 A Ca NO3 2B KClC KH2PO4D K2SO4解析根据题意 培养基中不缺乏微量元素 大量元素中除C H O外 应有N P S K Ca Mg 从培养基的成分分析 培养基中缺少P KH2PO4能提供P 故C正确 答案C 13 下列关于无机盐的叙述 错误的是 A 缺铁性贫血是因为体内缺乏铁 血红蛋白不能合成B Mg2 是叶绿素的成份之一 缺Mg2 影响光合作用C 细胞中的无机盐大多数以化合物形式存在 如CaCO3构成骨骼 牙齿等D 碘是合成甲状腺激素的原料 所以常在食盐中加碘解析细胞中的无机盐大多数以离子形式存在 C 14 在高等植物细胞中有两种大量元素 淀粉中不含有 但核酸中含有 关于这两种元素的相关叙述错误的是 A 这两种元素是生物膜和染色体的重要元素B 这两种元素是组成ATP分子不可缺少的C 这两种元素是构成蛋白质不可缺少的D 这两种大量元素也是动物生活所必需的解析淀粉中不含有而核酸中含有的这两种大量元素是N和P 蛋白质中不含P C 15 如图表示不同化学元素所组成的化合物 以下说法不正确的是 A 若图中 为某种多聚体的单体 则 最可能是氨基酸B 若 存在于皮下和内脏器官周围等部位 则 是脂肪C 若 为多聚体 且能贮存生物的遗传信息 则 是DNAD 若 主要在人体肝脏和肌肉内合成 则 最可能是糖原 C 二 非选择题16 关于C H O N P S在玉米和人细胞 干 以及活细胞中的含量如下表 请分析回答下列问题 1 以上元素在活细胞中含量明显比人细胞 干 含量多的是氧元素和元素 发生差异的原因是活细胞中的各种化合物中含量最多的是 这两种元素在人体细胞干物质中主要存在于化合物中 2 水在生命活动中有极其重要的作用 细胞内含水量的多少直接影响新陈代谢作用 在秋季收获大豆后 要进行晾晒才能入仓储存 所除去的水分主要是细胞中的水 如果大豆细胞内水分过多 则会使细胞的作用加强 从上述现象可以推断 植物细胞内自由水与结合水的含量比值变 则新陈代谢加强 浸泡约一周时间 黄豆芽已长得又白又粗 1kg的黄豆能生出5kg的黄豆芽 在这个过程中 黄豆细胞内的有机物含量变化是 种类变化是 其原因是 3 由表中数据可以看出在玉米细胞 干 中所占比例明显高于人细胞 干 中的元素是氧 发生这种差异的一个主要原因是组成玉米细胞的化合物中成分较多 此类化合物主要作为结构的基本组成成分 4 蛋白质和核酸是构成原生质的最重要的化合物 在表中的元素中 这两种化合物的生物元素在组成上最明显的差异是 浸泡约一周时间 黄豆芽已长得又白又粗 1kg的黄豆能生出5kg的黄豆芽 在这个过程中 黄豆细胞内的有机物含量变化是 种类变化是 其原因是 3 由表中数据可以看出在玉米细胞 干 中所占比例明显高于人细胞 干 中的元素是氧 发生这种差异的一个主要原因是组成玉米细胞的化合物中成分较多 此类化合物主要作为结构的基本组成成分 4 蛋白质和核酸是构成原生质的最重要的化合物 在表中元素中 这两种化合物的生物元素在组成上最明显的差异是 答案 1 氢水蛋白质 2 自由呼吸 大 减少增多细胞进行呼吸 消耗有机物 产生许多中间代谢产物 3 糖类细胞壁 4 蛋白质含S 核酸含P 17 下表中各元素的数据代表该元素占原子总量的百分比 请据表回答问题 1 组成人体的化学元素在元素周期表上都有 它普遍存在于非生物界 生物体内不包含特殊的 生命元素 这个事实说明 2 生物从非生物环境中获得的某些元素与环境中的这些元素的比例相差甚远 如岩石圈中 氢 碳 氮加在一起占的比例不到1 而在生物体中占