必修部分 第一章 第一节 组成生物体的化学元素

1、点击考纲点击考纲把脉考情把脉考情组成生物体的化学元素组成生物体的化学元素组成生物体的化学元素生理组成生物体的化学元素生理作用的实验探究与验证作用的实验探究与验证一、组成生物体的化学元素种类一、组成生物体的化学元素种类1.常见种类主要有常见种类主要有 多种。多种。3.按作用分类按作用分类202.按含量分类按含量分类大量元素：包括大量元素：包括 等等微量元素：包括微量元素：包括 等等C、H、O、N、P、S、K、Ca、MgFe、Mn、B、Zn、Mo、Cu最基本元素：最基本元素：基本元素：基本元素：主要元素：主要元素：CC、H、O、NC、H、O、N、P、S二、组成生物体化学元素的生理作用二、组成生物体

2、化学元素的生理作用1.组成多种多样的化合物组成多种多样的化合物化合物化合物元素组成元素组成糖类糖类脂肪脂肪C、H、O蛋白质蛋白质 等等核酸核酸 等等2.影响生物体的生命活动影响生物体的生命活动 如微量元素硼能够促进如微量元素硼能够促进 和和 。 C、H、OC、H、O、NC、H、O、N、P花粉萌发花粉萌发花粉管的伸长花粉管的伸长2.差异性：差异性：生物界和非生物界在元素生物界和非生物界在元素 上具有差异上具有差异 性，由此说明，生物界和非生物界相差很大。性，由此说明，生物界和非生物界相差很大。三、生物界与非生物界的统一性和差异性三、生物界与非生物界的统一性和差异性1.统一性：统一性：生物界和非生

3、物界在元素生物界和非生物界在元素 上具有统一上具有统一 性，没有一种元素是生物界所特有的。性，没有一种元素是生物界所特有的。种类种类含量含量1.组成生物体的化学元素种类与分类组成生物体的化学元素种类与分类2.组成生物体的化学元素的含量组成生物体的化学元素的含量(1)细胞鲜重中含量最多的元素依细胞鲜重中含量最多的元素依 次是次是OCHN(干重为干重为CONH)。(2)不同生物体内各种化学元素的不同生物体内各种化学元素的 含量差异较大，同一生物体内不含量差异较大，同一生物体内不 同元素的含量也相差很大，但同元素的含量也相差很大，但“C” 却是所有生物体的最基本的元素。却是所有生物体的最基本的元素。

4、(3)动物、植物干重相比，由于植物含糖类较多，动动物、植物干重相比，由于植物含糖类较多，动物含脂肪、蛋白质较多，故植物体中含氧元素较多，物含脂肪、蛋白质较多，故植物体中含氧元素较多，动物体中含氮、氢元素较多。此外动物含动物体中含氮、氢元素较多。此外动物含Ca、P元素元素也较植物多，植物含也较植物多，植物含Mg元素较动物多。元素较动物多。3.组成生物体的化学元素的重要作用组成生物体的化学元素的重要作用(1)生物体内的化学元素组成多种多样的化合物，这些化生物体内的化学元素组成多种多样的化合物，这些化 合物在生命活动中都具有重要作用。如蛋白质由合物在生命活动中都具有重要作用。如蛋白质由C、H、 O、

5、N等元素组成，核酸由等元素组成，核酸由C、H、O、N、P等元素组成。等元素组成。(2)化学元素能够影响生物体的生命活动。例如硼可以促化学元素能够影响生物体的生命活动。例如硼可以促 进花粉的萌发和花粉管的伸长，缺少硼，植物的花粉进花粉的萌发和花粉管的伸长，缺少硼，植物的花粉 发育不良，就会造成发育不良，就会造成“花而不实花而不实”。(3)生物体内一些常见元素的生理功能生物体内一些常见元素的生理功能元元素素存在形式存在形式生理功能生理功能N蛋白质、蛋白质、ATP、NADP、叶绿素、核苷酸等叶绿素、核苷酸等有利于植物茎叶生长，延长有利于植物茎叶生长，延长叶片的寿命叶片的寿命PATP、NADP、核苷酸

6、、核苷酸、磷脂磷脂有利于植物开花、结果；可有利于植物开花、结果；可使植物抗倒伏使植物抗倒伏K主要以主要以K形式存在形式存在参与生物体内多种酶的催化参与生物体内多种酶的催化作用；促进植物糖类的合成作用；促进植物糖类的合成和运输；维持细胞内液渗透和运输；维持细胞内液渗透压；维持心肌舒张，保持心压；维持心肌舒张，保持心肌正常的兴奋性肌正常的兴奋性Na主要以主要以Na形式存在形式存在维持细胞外液渗透压维持细胞外液渗透压Mg叶绿素的组成成分叶绿素的组成成分参与光能吸收、传递、参与光能吸收、传递、转换转换Fe动物血红蛋白成分动物血红蛋白成分存在于红细胞内，参与存在于红细胞内，参与氧气运输氧气运输元元素素存

7、在形式存在形式生理功能生理功能Ca主要以钙盐形式存在，主要以钙盐形式存在，少量以少量以Ca2形式存在形式存在是动物体内骨骼、牙齿是动物体内骨骼、牙齿等的组成成分；参与血等的组成成分；参与血液凝固、肌肉收缩等生液凝固、肌肉收缩等生理过程理过程I甲状腺激素等甲状腺激素等促进动物的新陈代谢、促进动物的新陈代谢、生长发育等生长发育等元元素素存在形式存在形式生理功能生理功能 最基本的元素并不等于是含量最多的元素。最基本的元素并不等于是含量最多的元素。“C”是生物是生物 体最基本的元素，但含量并不最多，按鲜重看，体最基本的元素，但含量并不最多，按鲜重看，生物体含量最多的元素是生物体含量最多的元素是“O”。

8、 碳元素是最基本的元素，这是由碳原子本身的化碳元素是最基本的元素，这是由碳原子本身的化学性质决定的。碳能够通过化学键连接成链或环，从而学性质决定的。碳能够通过化学键连接成链或环，从而形成各种生物大分子。形成各种生物大分子。 (2009上海高考上海高考)下列有机化合物中，只含有下列有机化合物中，只含有C、H、O三种元素的是三种元素的是 ()A.氨基酸氨基酸B.核苷酸核苷酸C.脱氧核糖脱氧核糖 D.磷脂磷脂解题指导解题指导选选 脱氧核糖属于五碳糖，仅由脱氧核糖属于五碳糖，仅由C、H、O三种元素构成，而氨基酸主要由三种元素构成，而氨基酸主要由C、H、O、N四种元素四种元素构成，核苷酸由构成，核苷酸由

9、C、H、O、N、P五种元素构成，磷脂一五种元素构成，磷脂一定含定含P元素。元素。C 在组成生物体的化学元素中，常见的大量元素有在组成生物体的化学元素中，常见的大量元素有9种，微量元素有种，微量元素有6种。对于微量元素，可以用下面一句种。对于微量元素，可以用下面一句口诀来记忆：口诀来记忆： 铁铁(Fe)猛猛(Mn)碰碰(B)新新(Zn)木木(Mo)桶桶(Cu) 化学元素的作用大小，与在生物体内的含量多少化学元素的作用大小，与在生物体内的含量多少无关，有些元素含量很少，但作用很大，如少儿缺碘，无关，有些元素含量很少，但作用很大，如少儿缺碘，易患呆小症。易患呆小症。1.生物界和非生物界的统一性和差异

10、性生物界和非生物界的统一性和差异性2.各种生物间的统一性和差异性各种生物间的统一性和差异性(1)统一性统一性 元素角度：组成生物体的化学元素元素角度：组成生物体的化学元素“种类种类”大体相同。大体相同。 分子水平分子水平 结构角度：除病毒外，生物都是由细胞组成的。结构角度：除病毒外，生物都是由细胞组成的。 能量角度：都以能量角度：都以ATP为直接能源物质。为直接能源物质。DNA的空间结构和基本单位相同的空间结构和基本单位相同生物共用一套密码子生物共用一套密码子(2)差异性差异性 从元素角度分析，组成生物体的各种化学元素从元素角度分析，组成生物体的各种化学元素在在 “含量含量”上有较大差异。如上

11、有较大差异。如Ca在人体中占细胞干重在人体中占细胞干重的质量分数为的质量分数为4.67%，但在玉米中只有，但在玉米中只有0.23%；而；而O在在人体中占人体中占14.62%，在玉米中却占，在玉米中却占44.43%。 组成生物体的基本元素可以在生物界与非生物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；生物界和非生物界都遵循能量守界之间反复循环运动；生物界和非生物界都遵循能量守恒和转化定律，所以生物界与非生物界具有统一性。恒和转化定律，所以生物界与非生物界具有统一性。 自然界中最丰富的元素是氧、硅、铝、铁自然界中最丰富的元素是氧、硅、铝、铁4种，种，而生物体中含量最多的而生物体中含

12、量最多的4种元素却是碳、氢、氧、氮。种元素却是碳、氢、氧、氮。 下图表示动植物及岩石圈中部分元素含量的下图表示动植物及岩石圈中部分元素含量的关系关系(只表示比例，不代表具体含量只表示比例，不代表具体含量)。请据图分析：。请据图分析： (1)比较动植物与岩石圈所含元素比例关系，你能得出比较动植物与岩石圈所含元素比例关系，你能得出哪些结论？哪些结论？(2)组成生物体的元素追根溯源来自于无机环境，为什组成生物体的元素追根溯源来自于无机环境，为什么组成生物体的元素与无机环境中的元素在含量上大么组成生物体的元素与无机环境中的元素在含量上大不相同？不相同？解题指导解题指导(1)从柱状图可看出，动物、植物及

13、岩石从柱状图可看出，动物、植物及岩石圈在元素种类上是相同的，具统一性；而在元素含量圈在元素种类上是相同的，具统一性；而在元素含量上，三者又各不相同，表现出差异性。上，三者又各不相同，表现出差异性。(2)细胞膜将细胞与无机环境隔离开，可根据生命活动细胞膜将细胞与无机环境隔离开，可根据生命活动的需要选择性地从无机环境中吸收某些元素，因此生的需要选择性地从无机环境中吸收某些元素，因此生物界与非生物界在元素含量上具有差异。物界与非生物界在元素含量上具有差异。答案答案(1)生物与非生物在元素种类上具统一性，生物与非生物在元素种类上具统一性，在元素含量上具差异性。在元素含量上具差异性。生物界中不同生物之间

14、，在元素种类上基本相同，生物界中不同生物之间，在元素种类上基本相同，具统一性，而在元素含量上具有差异性。具统一性，而在元素含量上具有差异性。(2)生物体可根据生命活动的需要选择性地从无机环生物体可根据生命活动的需要选择性地从无机环境中吸收化学元素。境中吸收化学元素。 生物界在基本组成上的高度一致性表现在生物界在基本组成上的高度一致性表现在 ()组成生物体的化学元素基本一致组成生物体的化学元素基本一致各种生物体的核各种生物体的核酸都相同酸都相同构成各种细胞生物核酸的碱基种类大体相构成各种细胞生物核酸的碱基种类大体相同同各种生物体的蛋白质都相同各种生物体的蛋白质都相同构成生物体蛋白构成生物体蛋白质

15、的氨基酸大约有质的氨基酸大约有20种种A. B.C. D.解析：解析：组成生物体的化学元素种类基本相同，构成组成生物体的化学元素种类基本相同，构成生物体蛋白质的氨基酸种类均为生物体蛋白质的氨基酸种类均为20种，各种细胞生种，各种细胞生物体内都有物体内都有DNA和和RNA两种核酸，其碱基组成为两种核酸，其碱基组成为5种，种，因此正确。因此正确。答案：答案：C命题命题思路思路组成细胞的化学元素和化合物是细胞生命活动的重组成细胞的化学元素和化合物是细胞生命活动的重要物质基础，对本内容的考查常与化合物相联系，要物质基础，对本内容的考查常与化合物相联系，以考查常见化合物的元素组成为主以考查常见化合物的元

16、素组成为主命题命题角度角度内部的统一性和差异性也近年高考对化学元素的考内部的统一性和差异性也近年高考对化学元素的考查多以选择题形式出现。对某些重要化合物的元素查多以选择题形式出现。对某些重要化合物的元素组成、植物及动物和人体生命活动密切相关的几种组成、植物及动物和人体生命活动密切相关的几种典型元素典型元素(如如Fe、Mg、Cu、K、Na等等)的特殊功能、的特殊功能、对元素在生物界与非生物界或生物界多有考查对元素在生物界与非生物界或生物界多有考查 (2009广东高考广东高考)水稻细胞内合成的某物质，水稻细胞内合成的某物质，能够在常温下高效分解淀粉，该物质能够在常温下高效分解淀粉，该物质 ()A.

17、在在4条件下易变性条件下易变性B.只含有只含有C、HC.也能催化淀粉合成也能催化淀粉合成 D.含有羧基含有羧基解题指导解题指导由题意可知，该物质是淀粉酶，淀粉酶的由题意可知，该物质是淀粉酶，淀粉酶的化学本质是蛋白质，肽链的一端含游离氨基，另一端含化学本质是蛋白质，肽链的一端含游离氨基，另一端含游离羧基。游离羧基。答案答案D探究性实验与验证性实验答题技巧探究性实验与验证性实验答题技巧 探究性实验与验证性实验是高考中最常见和最易混探究性实验与验证性实验是高考中最常见和最易混淆的题型之一，比较归纳两种实验题型的答题技巧是制淆的题型之一，比较归纳两种实验题型的答题技巧是制胜高考的重要举措之一，现比较如

18、下：胜高考的重要举措之一，现比较如下：项目项目9探究性实验探究性实验验证性实验验证性实验实验目的实验目的探索研究对象的未知属探索研究对象的未知属性、特征以及与其他因性、特征以及与其他因素的关系素的关系验证研究对象的已验证研究对象的已知属性、特征以及知属性、特征以及与其他因素的关系与其他因素的关系实验假设实验假设假设一般采用假设一般采用“如果如果A，则则B”的形式表述，是的形式表述，是根据现有的科学理论、根据现有的科学理论、事实，对所要研究的对事实，对所要研究的对象设想出一种或几种可象设想出一种或几种可能性的答案、解释能性的答案、解释因结论是已知的，因结论是已知的，因此不存在假设问因此不存在假设

19、问题题项目项目9探究性实验探究性实验验证性实验验证性实验实验原理实验原理因探究内容而异因探究内容而异因验证内容而异因验证内容而异实验过程实验过程应有的实验步骤，实际应有的实验步骤，实际上并未完成，因探究内上并未完成，因探究内容而异容而异应有的实验步骤，应有的实验步骤，可以是曾经做过或可以是曾经做过或尚未做过的，因验尚未做过的，因验证内容而异证内容而异实验现象实验现象事先未知，可能出现多事先未知，可能出现多种现象种现象已知，应准确描述已知，应准确描述实验结实验结果预测果预测对应假设，分类讨论对应假设，分类讨论已确定，不已确定，不必分类讨论必分类讨论实验结论实验结论对应各种结果作出探究对应各种结果

20、作出探究结论结论对应实验目的作出对应实验目的作出“肯定肯定”结论结论 从从“淀粉、葡萄糖能否透过半透膜淀粉、葡萄糖能否透过半透膜”问题看探究问题看探究性与验证性实验的答题策略：性与验证性实验的答题策略：.验证性实验：图验证性实验：图(a)是有关物质扩散的模拟图解。是有关物质扩散的模拟图解。(1)设计一个实验，证明图解是成立的设计一个实验，证明图解是成立的(要求：直接在图要求：直接在图b装置装置和装置和装置的括号内填上适当的溶液或试剂代号，的括号内填上适当的溶液或试剂代号，以表明你的设计以表明你的设计)。可供选择的溶液及试剂：可供选择的溶液及试剂：淀粉溶液淀粉溶液葡萄糖溶液葡萄糖溶液蒸馏水蒸馏水

21、I2KI溶液溶液少量班氏试剂少量班氏试剂(班氏试剂能班氏试剂能跨膜扩散，葡萄糖遇班氏试剂形成砖红色沉淀跨膜扩散，葡萄糖遇班氏试剂形成砖红色沉淀)(2)根据你的设计方案，预测一段时间后，两个透析袋内颜根据你的设计方案，预测一段时间后，两个透析袋内颜色的变化：装置色的变化：装置；装置；装置。(3)若想明显观测到水分子扩散的结果，装置应如何改进？若想明显观测到水分子扩散的结果，装置应如何改进？ 。(4)透析袋价格昂贵，请提供两种能替代透析袋的生物材料。透析袋价格昂贵，请提供两种能替代透析袋的生物材料。、。.探究性实验：现有一种由人工膜制成的袋，为探究淀粉探究性实验：现有一种由人工膜制成的袋，为探究淀

22、粉和碘能否通过该膜，现提供试剂和用品如下：铁架台、烧和碘能否通过该膜，现提供试剂和用品如下：铁架台、烧杯和人工膜袋各一个，杯和人工膜袋各一个，1%的淀粉溶液、稀碘溶液和细棉线。的淀粉溶液、稀碘溶液和细棉线。(1)请用上述试剂和用品，设计一个装置，探究淀粉溶液中请用上述试剂和用品，设计一个装置，探究淀粉溶液中的淀粉和碘溶液中的碘能否通过该膜，请用示意图表示的淀粉和碘溶液中的碘能否通过该膜，请用示意图表示(加加图注图注)。(2)实验结果预测及分析：一段时间后，实验结果预测及分析：一段时间后， 。 。 。 。 解题指导解题指导上述两题中上述两题中为验证性实验，题干中已确为验证性实验，题干中已确认淀粉

23、不能通过半透膜，而碘、葡萄糖、水分子均可通认淀粉不能通过半透膜，而碘、葡萄糖、水分子均可通过半透膜，因此，验证该结论时，可直接按假设成立进过半透膜，因此，验证该结论时，可直接按假设成立进行分析。行分析。与与相比为假设不确定，需通过实验予以确认，相比为假设不确定，需通过实验予以确认，应为探究性实验，因而需对实验可能出现的各种现应为探究性实验，因而需对实验可能出现的各种现象分别加以讨论。探究性实验的一般方法包括：提出问题、象分别加以讨论。探究性实验的一般方法包括：提出问题、作出假设、设计并进行实验、分析和处理实验现象作出假设、设计并进行实验、分析和处理实验现象或数据、得出结论。本题提出了要探究的问

24、题，或数据、得出结论。本题提出了要探究的问题，即即“淀粉溶液中的淀粉和稀碘溶液中的碘能否通过该淀粉溶液中的淀粉和稀碘溶液中的碘能否通过该膜膜”，要求利用提供的试剂和用品，设计并进行实验，要求利用提供的试剂和用品，设计并进行实验，预测并分析实验结果。解题的关键是不能把预测并分析实验结果。解题的关键是不能把“人工膜人工膜”混淆为混淆为“选择透过性膜选择透过性膜”，明确，明确“人工膜人工膜”其性质是其性质是“未知未知的的”，是要探究、鉴定的。然后依据渗透吸水原理设计，是要探究、鉴定的。然后依据渗透吸水原理设计实验装置，预测并分析实验结果。实验装置，预测并分析实验结果。答案答案.(1)参考方案参考方案

25、1参考方案参考方案2(2)方案方案1：袋内溶液变蓝袋内溶液变红：袋内溶液变蓝袋内溶液变红方案方案2：袋内溶液不变色袋内溶液变红：袋内溶液不变色袋内溶液变红(3)将透析袋套在有标记将透析袋套在有标记(刻度刻度)的漏斗口上或用有标记的的漏斗口上或用有标记的玻璃管插入透析袋内玻璃管插入透析袋内(4)动物膀胱膜、肠衣、洋葱内表皮、卵壳膜动物膀胱膜、肠衣、洋葱内表皮、卵壳膜(任选两种任选两种).(1)见图见图(2)袋内外液体均不变蓝，表明淀粉和碘均不能通过袋内外液体均不变蓝，表明淀粉和碘均不能通过袋内外液体均变蓝，表明淀粉和碘均能通过袋内外液体均变蓝，表明淀粉和碘均能通过袋内液体变蓝，袋外液体不变蓝，表

26、明碘能通过，袋内液体变蓝，袋外液体不变蓝，表明碘能通过，淀粉不能通过淀粉不能通过袋外液体变蓝，袋内液体不变蓝，表明碘不能通过，袋外液体变蓝，袋内液体不变蓝，表明碘不能通过，淀粉能通过淀粉能通过(注：结果预测应与实验设计一致注：结果预测应与实验设计一致)1.下列图解为细胞内化学元素的相关分类，下列图解为细胞内化学元素的相关分类，AD叙述正叙述正 确的是确的是 ()A.最基本元素最基本元素基本元素基本元素主要元素主要元素大量元大量元 素素微量元素，占细胞总量微量元素，占细胞总量97%的应为的应为B.最基本元素最基本元素主要元素主要元素基本元素基本元素大量元大量元 素素微量元素，占细胞总量微量元素，

27、占细胞总量97%的应为的应为C.主要元素主要元素基本元素基本元素最基本元素最基本元素大量元大量元 素素微量元素，占细胞总量微量元素，占细胞总量97%的应为的应为D.最基本元素最基本元素主要元素主要元素基本元素基本元素必需元必需元 素素非必需元素，占细胞总量非必需元素，占细胞总量97%的应为的应为解析：解析：碳是细胞中最基本的元素；碳是细胞中最基本的元素；C、H、O、N是细是细胞中的基本元素；胞中的基本元素；C、H、O、N、P、S为细胞中的主为细胞中的主要元素，可占细胞总量的要元素，可占细胞总量的97%以上；所示元素为大以上；所示元素为大量元素，为微量元素，、均属必需元素。量元素，为微量元素，、

28、均属必需元素。答案：答案：A2.下列在分子水平上对生物界的统一性描述错误的是下列在分子水平上对生物界的统一性描述错误的是() A.组成生物体的化学元素和化合物是大体相同的组成生物体的化学元素和化合物是大体相同的 B.组成生物体的生物大分子种类上有高度统一性组成生物体的生物大分子种类上有高度统一性 C.都有完全相同的遗传信息表达方式都有完全相同的遗传信息表达方式 D.都要利用都要利用ATP作为直接能源物质作为直接能源物质解析：解析：生物界生物具有统一性的原因是构成生物的生物界生物具有统一性的原因是构成生物的元素和化合物大体相同，代谢过程中直接的能源物元素和化合物大体相同，代谢过程中直接的能源物质

29、是质是ATP。不同生物体内遗传信息的表达是有所差异。不同生物体内遗传信息的表达是有所差异的，并不完全相同。的，并不完全相同。答案：答案：C3.科学工作者研究了钙和硼对某种植物花粉萌发和花粉科学工作者研究了钙和硼对某种植物花粉萌发和花粉 管生长的影响，结果如图所示。管生长的影响，结果如图所示。下列结论与结果不相符的是下列结论与结果不相符的是 ()A.钙或硼对花粉萌发和花粉管生长都有相同的影响钙或硼对花粉萌发和花粉管生长都有相同的影响B.适宜浓度的硼或钙明显有利于花粉萌发或花粉管生长适宜浓度的硼或钙明显有利于花粉萌发或花粉管生长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 响花粉的萌发响花粉的萌发D.硼对于花粉萌发有明显影响，而一定范围内几乎不影硼对于花粉萌发有明显影响，而一定范围内几乎不影 响花粉管生长响花粉管生长解析：解析：由两图中曲线可知，钙、硼分别对花粉管生长和由两图中曲线可知，钙、硼分别对花粉管生长和花粉萌发有较大影响，二者的作用各不相同；由两图示花粉萌发有较大影响，二者的作用各不相同；由两图示曲线可看出，钙对花粉管生长速度的影响有最适浓度，曲线可看出，钙对花粉管生长速度的影响有最适浓度，硼对花粉管萌发的促进作