高中生物组成生物体的化学元素1人教版 必修1

组成生物体的化学元素【自学导引】一、生命活动的物质基础构成生物体的各种化学元素和化合物。二、组成生物体的化学元素三、组成生物体的化学元素的重要作用四、生物界和非生物界具有统一性和差异性【思考导学】1组成玉米和人体的化学元素大体相同，但玉米和人无论在外形特征还是生理活动上都存在着明显的差别，试从元素组成上分析其原因。答案：组成玉米和人体的化学元素虽然大体相同，但各种元素的含量却差别很大，由这些化学元素所构成的各种化合物的结构、数量可能存在差异，因而表现出的形态特征和生理活动存在明显的差别。2微量元素在生物体内含量很少，但是是否可有可无？试以人体中的某种元素为例加以说明。答案：微量元素在生物体内含量虽然很少，但却是生命活动所必需的，一旦缺乏某一种化学元素，就会表现出相应的病症。如人体缺铁会造成贫血，缺碘会造成地方性甲状腺肿。3几十年前，新西兰有一个牧场的大片牧草长势很弱，有的甚至发生枯萎，即使施用了大量氮、磷、钾肥也无济于事。后来人们偶然发现牧场内的一小片牧草长势茂盛。原来，这一小片“绿洲”的附近有一座钼矿，矿工上下班总是抄近路走，他们的鞋子上粘有钼矿粉，正是矿工鞋子踩过的地方牧草长得绿油油的。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。根据以上材料分析牧草长势不好的原因。这说明什么问题？答案：牧草由于缺乏微量元素钼而长势不好。钼是植物所必需的微量矿质元素，对于植物的生长发育具有重要作用。【学法指导】1与生命的基本特征相联系，理解生物体生命活动的物质基础生命区别于非生命的基本特征之一是生物体都具有共同的物质基础和结构基础。那么，生物体生命活动的共同的物质基础指的是什么呢？包括两个方面的内容：组成生物体的基本的化学元素和由这些元素构成的化合物。自然界中的任何生物都是由化学元素组成的，在细胞可找到至少62种元素，其中重要的有24种，这些元素按其在生物体内的含量不同可以分为大量元素和微量元素。但不管含量的多少，这些必需元素在生物体内都有不可替代的作用，没有这些元素，生物体就不能表现出相应的生命活动，甚至呈现出一定的病症。从这个方面说，它们是生物体生命活动的物质基础。组成生物体的化学元素虽然在生物体内都有一定的生理作用，但是单一的某种元素不可能表现出相应的生理功能，这些元素只有在生活的机体中，在生物体特定的结构基础上，有机地结合成各种化合物，这些化合物与其他的物质相互作用才能体现出相应的生理机能。如蛋白质、核酸、糖类、脂类等化合物有机地结合在一起才能体现出生物体的生命活动。因此，这些化合物也是生命活动的物质基础。2抓住关键字、词来理解大量元素和微量元素的概念理解这两个概念的第一个关键点是“必需元素”，大量元素和微量元素都指的是必需元素，即生物体正常生活所必需的元素。理解这两个概念的第二个关键点是含量。大量元素是指占生物体总重量的万分之一以上的元素；微量元素的含量却很少。3通过总结，掌握各种化学元素的主要作用这些化学元素的主要作用可总结为三个方面：构原（构成原生质）、组化（组成各种化合物）加影响（影响生物体的生命活动）。4辩证地理解生物界和非生物界的统一性和差异性生物界和非生物界既有统一性，又有差异性，这是一对矛盾的两个方面。生物界和非生物界都是由化学元素组成的，组成生物体的化学元素在无机自然界中都可以找到，没有一种元素是生物界所特有的；生命起源于非生物界；组成生物体的基本元素可以在生物界与非生物界之间反复循环运动。这些都说明生物界和非生物界具有统一性的一面。但是生物和非生物又存在着本质的区别，组成生物体的化学元素，在生物体和无机自然界中的含量相差很大；无机自然界中的各种化学元素不能表现出生命现象，只有在生物的机体中有机地结合在一起，才能表现出生命现象，因此生物界和非生物界又存在着差异性的一面。【例题解析】例1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元素。其配方如下：离子培养液浓度(mmol/L)K+1Na+1Mg2+0.25Ca2+1NO2H2PO1SO0.25Zn2+1其中植物根细胞吸收最少的离子是ACa2+BSOZn2+H2PO解析：考查生物体内的大量元素和微量元素。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、Zn、Cu、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，分别为Ca、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Zn的吸收量最少。答案：C错因：正确解答本题的关键是掌握常见的大量元素和微量元素种类，只有准确地找出表中的微量元素，才能找准该题的切入点。例2黑龙江省某地种植的小麦，营养器官生长非常良好，但结实率非常低(原因为花粉发育不良)。据查是由于土壤中缺少某种元素所致。试分析土壤中缺少_元素；根据该元素在植物体内的含量划分，属于_元素；以上事件主要反映了组成生物体的化学元素的什么生理作用？_。解析：考查组成生物体的化学元素的重要作用。由于小麦的营养生长良好，说明植物生长所需要的基本元素正常；结实率低，说明生殖生长受到影响，而题干明确告诉花粉发育不良，因此最可能缺少B元素。B元素属微量元素，能促进花粉的萌发和花粉管的伸长，在缺少B时，花药和花丝萎缩，花粉发育不良，故结实率降低。经过以上分析可以看出，B元素能影响生物体的生命活动。答案：硼 微量 影响生物体生命活动的作用错因：找不准题干中的题眼“花粉发育不良”，或者不知道微量元素硼在生物体内的作用是本题错答的主要原因。例3在探索生命奥秘的过程中，生物学家和化学家都做出了杰出的贡献。科学家发现人体细胞中的大量元素有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg、Na等10种，它们全位于元素周期表中前20号元素之内，其他微量元素如Fe、Zn、Cu、Mn、Mo、I、Se等也大多位于第四周期。（1）占原生质总量97%的6种元素是_，其中_是最基本的元素。（2）当缺乏Zn、Se等微量元素时，会引起人体免疫力下降，从而导致患病率和死亡率增加。这一事实说明了生物体内的化学元素能够_。（3）上述元素中，人体蛋白质是由_等元素组成，人体从植物体中获得的N、P等元素，可参与_等化合物的组成。解析：本题是涉及化学元素、化合物以及蛋白质、核酸等多点内容的综合题目，考查学生对基础知识的识记、理解和进行知识迁移的能力。第（1）小题答案较明确，C、H、O、N、P、S占原生质总量的97%，C是最基本的元素。第2小题则是从生命现象的分析中得出“能够影响生物体生命活动”的结论。第（3）小题蛋白质的元素组成是C、H、O、N等，而人体内含N、P等化学元素的化合物主要是核酸。答案：（1）C、H、O、N、P、S C （2）影响生物体的生命活动 （3）C、H、O、N 蛋白质、核酸错因：本题属于“高问低答”类型题目，总题干好像生化综合，实际运用的是生物体的化学元素的基本知识。对该部分的基础知识记忆不牢或对题干中的材料理解不透，是本题错答的主要原因。例4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：岩石圈的成分%氧硅铝铁 钙钠钾镁钛氢碳所有其他成分0.147287.94.53.52.52.52.20.460.220.19人体的成分%氢氧碳氮 钙磷氯锌硫钠镁所有其他成分0.16325.59.51.40.310.220.030.060.050.030.01（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那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、氮加在一起占总原子数不到1%，而在生物体中占总原子数的74%左右。这个事实说明_。（3）人体中的钙在骨和牙齿中以_的形式存在，成年人缺少时会患_症。钙在血液中主要以_形式存在，如果含量太低会出现_现象。（4）从此表看，人体成分中没有大量的铁，是否人体不含铁？为什么？解析：组成生物体的化学元素在无机自然界中都能找到，但含量比例相差很大，这说明生物界与非生物界既有统一性又有差异性。组成生物体的化学元素分为大量元素和微量元素，它们在体内都有一定的作用。钙是人体中的大量元素之一，人体中的钙在骨和牙齿中以碳酸钙的形式存在，成年人缺乏时会患骨质疏松症，在血液中以离子的形式存在，一旦