高中生物第2章第5节细胞中的元素和化合物细胞中的无机物课件新人教版必修.ppt

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1、第1、5节细胞中的元素和化合物细胞中的无机物一、组成细胞的元素和化合物一、组成细胞的元素和化合物1.1.组成细胞的元素组成细胞的元素(1)(1)大量元素大量元素:_:_等。等。(2)(2)微量元素微量元素:_:_等。等。(3)(3)来源来源:生物体有选择地从生物体有选择地从_中获得。中获得。(4)(4)存在形式存在形式:大多以大多以_的形式存在。的形式存在。C C、H H、O O、N N、P P、S S、K K、CaCa、MgMgFeFe、MnMn、ZnZn、CuCu、B B、MoMo无机自然界无机自然界化合物化合物2.2.组成细胞的化合物组成细胞的化合物(1)(1)细胞内含量最多的化合物细胞

2、内含量最多的化合物:_:_。(2)(2)细胞内含量最多的无机化合物细胞内含量最多的无机化合物:_:_。(3)(3)占细胞鲜重最多的化合物占细胞鲜重最多的化合物:_:_。(4)(4)细胞内含量最多的有机化合物细胞内含量最多的有机化合物:_:_。(5)(5)占细胞干重最多的化合物占细胞干重最多的化合物:_:_。水水蛋白质蛋白质水水水水水水蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质二、细胞中的水和无机盐二、细胞中的水和无机盐1.1.水水(1)(1)写出写出A A、B B、C C、D D反映出的以上两种水的功能反映出的以上两种水的功能:A.A.组成组成_;_;B.B.提供细胞生活的提供细胞生活的_环境环境;C.C.作为

3、作为_,_,参与反应参与反应;D.D.有利于有利于_。(2)(2)自由水和结合水的转换自由水和结合水的转换:温度升高后温度升高后,_,_可转换为可转换为_,_,自由水与结合水的比例会自由水与结合水的比例会_,_,新陈代谢会新陈代谢会_。细胞结构细胞结构液体液体反应物反应物物质运输物质运输结合水结合水自由水自由水升高升高增强增强2.2.无机盐无机盐(1)(1)在细胞中的存在形式在细胞中的存在形式:主要是主要是_。(2)(2)生理作用生理作用:是某些复杂化合物的组成成分是某些复杂化合物的组成成分,如如MgMg2+2+参与参与_合成合成;FeFe2+2+参与参与_合成。合成。维持细胞和生物体的维持细

4、胞和生物体的_。离子离子叶绿素叶绿素血红蛋白血红蛋白生命活动生命活动1.Ca1.Ca、MgMg、FeFe、MnMn、ZnZn、CuCu、B B、MoMo等是组成细胞的微量元等是组成细胞的微量元素。素。()()【分析分析】CaCa、MgMg属于大量元素。属于大量元素。2.2.细胞干重中细胞干重中C C含量最多含量最多(达到达到55.99%),55.99%),所以所以C C是最基本的元是最基本的元素。素。()()【分析分析】C C作为最基本的元素是因为生物大分子都是以碳原子作为最基本的元素是因为生物大分子都是以碳原子构成碳链作为生物体的基本骨架构成碳链作为生物体的基本骨架,该说法中的因果关系不准确

5、。该说法中的因果关系不准确。3.3.占细胞鲜重最多的化合物是水占细胞鲜重最多的化合物是水,占细胞干重最多的化合物是占细胞干重最多的化合物是蛋白质。蛋白质。()()【分析分析】细胞鲜重中含量最多的化合物是水细胞鲜重中含量最多的化合物是水,含量最多的有机含量最多的有机物是蛋白质。细胞干重中含量最多的化合物是蛋白质。物是蛋白质。细胞干重中含量最多的化合物是蛋白质。4.4.不同细胞内自由水与结合水的比例基本相同。不同细胞内自由水与结合水的比例基本相同。()()【分析分析】不同生活环境、生活状态下的细胞含水量是不同的不同生活环境、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的比例越大细胞内自由水

6、与结合水的比例越大,其新陈代谢越旺盛其新陈代谢越旺盛,反之反之越弱。越弱。5.5.细胞中的无机盐大多数以化合物形式存在细胞中的无机盐大多数以化合物形式存在,如如CaCOCaCO3 3构成骨构成骨骼、牙齿。骼、牙齿。()()【分析分析】细胞中的无机盐大多数以离子的形式存在。细胞中的无机盐大多数以离子的形式存在。考点考点 一一 细胞中的元素和化合物细胞中的元素和化合物1.1.组成细胞的化学元素组成细胞的化学元素(1)(1)上图的分类是依据元素在生物体内的含量上图的分类是依据元素在生物体内的含量,而不是生理作用。而不是生理作用。微量元素含量虽少微量元素含量虽少,但其生理作用却不可替代。但其生理作用却

7、不可替代。(2)(2)大量元素和微量元素的划分是依据生物界中生物的整体情大量元素和微量元素的划分是依据生物界中生物的整体情况况,具体到某一种生物可能有一定的差别。具体到某一种生物可能有一定的差别。(3)(3)组成生物体的常见的组成生物体的常见的2020多种化学元素是指必需元素多种化学元素是指必需元素,生物体生物体内可能含一些非必需元素内可能含一些非必需元素,如人体可能含如人体可能含PbPb。2.2.细胞中的元素和化合物的含量在鲜重和干重下并不相同细胞中的元素和化合物的含量在鲜重和干重下并不相同(1)(1)细胞鲜重时细胞鲜重时:元素含量元素含量:。化合物含量化合物含量:。(2)(2)细胞干重时细

8、胞干重时:元素含量元素含量:。化合物含量化合物含量:。OCHNOCHN水水 蛋白蛋白质 脂脂质 糖糖类CONHCONH蛋白蛋白质 脂脂质 糖糖类3.3.生物界与非生物界的统一性和差异性生物界与非生物界的统一性和差异性(1)(1)统一性统一性:组成生物体的化学元素在无机环境中都可以找到组成生物体的化学元素在无机环境中都可以找到,没有一种是生物体所特有的。没有一种是生物体所特有的。(2)(2)差异性差异性:尽管组成生物体的化学元素在无机环境中都可以找尽管组成生物体的化学元素在无机环境中都可以找到到,但与无机环境中的相应元素的含量又有一定的差别。但与无机环境中的相应元素的含量又有一定的差别。(3)(

9、3)细胞统一性和差异性的体现细胞统一性和差异性的体现:不同生物体内所含的化学元素不同生物体内所含的化学元素的种类基本相同的种类基本相同,但在不同生物体内同种元素的含量差别较大但在不同生物体内同种元素的含量差别较大;同一生物体内不同组织细胞中各元素的含量也不相同。同一生物体内不同组织细胞中各元素的含量也不相同。【思维拓展思维拓展】(1)(1)据特征元素推测化合物种类据特征元素推测化合物种类:Fe(SFe(S)蛋白质蛋白质;Mg ;Mg 叶绿素叶绿素;I ;I 甲状腺激素甲状腺激素;P P 核酸核酸(ATP(ATP、磷脂、磷脂)(2)(2)从化合物的元素组成分析代谢产物从化合物的元素组成分析代谢产

10、物:糖类、脂质和蛋白质都含有糖类、脂质和蛋白质都含有C C、H H、O O,故其代谢产物都有故其代谢产物都有COCO2 2和和H H2 2O O;蛋白质中还有蛋白质中还有N N,其代谢产物中还含有其代谢产物中还含有尿素尿素。(3)(3)从化合物中的元素含量上分析氧化分解释放能量的多少从化合物中的元素含量上分析氧化分解释放能量的多少:脂肪的含脂肪的含氢量氢量多于糖类多于糖类,因此等质量的脂肪彻底氧化分解时所因此等质量的脂肪彻底氧化分解时所消耗的消耗的O O2 2比糖类多比糖类多,释放的释放的能量能量也多于糖类。也多于糖类。【典例典例1 1】(2013(2013厦门模拟厦门模拟)下列有关生物体细胞

11、组成元素的下列有关生物体细胞组成元素的叙述叙述,错误的是错误的是()A.A.组成细胞的最基本元素是组成细胞的最基本元素是C CB.B.在不同生物的体细胞内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组成它们的化学元素种类大体相同C.C.在同一生物的不同体细胞内在同一生物的不同体细胞内,各种化学元素的含量相同各种化学元素的含量相同D.D.组成生物体细胞的化学元素组成生物体细胞的化学元素,在无机自然界中都能找到在无机自然界中都能找到C C【变式训练变式训练】下列哪一实例能说明微量元素是生命活动所必需下列哪一实例能说明微量元素是生命活动所必需的的()A.MgA.Mg是叶绿素不可缺少的组成成分

12、是叶绿素不可缺少的组成成分B.B.油菜缺少油菜缺少B B时只开花不结果时只开花不结果C.C.哺乳动物血液中哺乳动物血液中CaCa2+2+含量太低会抽搐含量太低会抽搐D.D.人体内人体内MnMn的含量过高会导致运动失调的含量过高会导致运动失调【解析解析】选选B B。题中提到的。题中提到的“微量元素微量元素”中只有中只有“B B”“”“MnMn”符符合合,而而D D项项“MnMn的含量过高会导致运动失调的含量过高会导致运动失调”不能说明该微量元不能说明该微量元素是生命活动所必需的。素是生命活动所必需的。考点考点 二二 细胞中的水和无机盐细胞中的水和无机盐1.1.细胞中的水细胞中的水(1)(1)结合

13、水与自由水的比较结合水与自由水的比较:含量含量存在形式存在形式生理作用生理作用结合结合水水自由自由水水大大约4.5%4.5%大大约95.5%95.5%与其他物与其他物质结合在合在一起一起细胞中自由流胞中自由流动、以游离状以游离状态存在存在细胞胞结构的重要构的重要组成成分成成分良好溶良好溶剂、运、运输作用、作用、液体液体环境、原料境、原料(2)(2)细胞中水的产生和利用细胞中水的产生和利用:2.2.细胞中的无机盐细胞中的无机盐(1)(1)存在形式存在形式:主要是主要是 。(2)(2)无机盐在细胞中的功能无机盐在细胞中的功能:某些复杂化合物的组成成分某些复杂化合物的组成成分:无机盐无机盐参与形成的

14、化合物参与形成的化合物N(NON(NO3 3-)蛋白质、蛋白质、ATP(ADP)ATP(ADP)、叶绿素、核酸、叶绿素、核酸(DNA(DNA或或RNA)RNA)P(POP(PO4 43-3-)ATP(ADP)ATP(ADP)、磷脂、核酸、磷脂、核酸(DNA(DNA或或RNA)RNA)MgMg2+2+叶绿素组成成分叶绿素组成成分S(SOS(SO4 42-2-)某些蛋白质的特征元素某些蛋白质的特征元素FeFe2+2+动物血红蛋白动物血红蛋白I I-甲状腺激素甲状腺激素离子形式离子形式维持细胞和生物体的正常生命活动。例如维持细胞和生物体的正常生命活动。例如,哺乳动物血液中哺乳动物血液中CaCa2+2

15、+含量过低就会出现抽搐含量过低就会出现抽搐,I,I-缺乏易患地方性甲状腺肿缺乏易患地方性甲状腺肿,Fe,Fe2+2+缺乏缺乏易患贫血等。易患贫血等。维持生物体的平衡。例如维持生物体的平衡。例如,维持血浆维持血浆pHpH稳定的稳定的HCOHCO3 3-、HPOHPO4 42-2-，维持细胞外液渗透压稳定的维持细胞外液渗透压稳定的NaNa+、ClCl-。【思维拓展思维拓展】(1)(1)水与光合作用的关系水与光合作用的关系:水是光合作用的原料水是光合作用的原料;水是光合作用的介质水是光合作用的介质,光合作用的整个过程都在水中进行光合作用的整个过程都在水中进行;叶肉细胞缺水叶肉细胞缺水,气孔关闭气孔关

16、闭,使使COCO2 2的吸收量减少的吸收量减少,影响光合作用。影响光合作用。(2)(2)水与细胞呼吸的关系水与细胞呼吸的关系:水是细胞呼吸的介质水是细胞呼吸的介质;水既是细胞呼吸的原料水既是细胞呼吸的原料(细胞呼吸第二阶段细胞呼吸第二阶段),),也是细胞呼吸也是细胞呼吸的产物的产物(细胞呼吸第三阶段细胞呼吸第三阶段););种子的细胞呼吸会随水的增加而加强种子的细胞呼吸会随水的增加而加强(干燥的种子利于贮存干燥的种子利于贮存,潮湿的种子因细胞呼吸消耗大量有机物而不利于贮存潮湿的种子因细胞呼吸消耗大量有机物而不利于贮存););叶肉细胞缺水会导致呼吸作用下降。叶肉细胞缺水会导致呼吸作用下降。【典例典

17、例2 2】结合下列曲线结合下列曲线,分析有关无机物在生物体内含量的说分析有关无机物在生物体内含量的说法法,错误的是错误的是()A.A.曲线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化的曲线B.B.曲线曲线可表示细胞呼吸速率随自由水与结合水比值的变化可表示细胞呼吸速率随自由水与结合水比值的变化C.C.曲线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可以表示一粒新鲜的玉米种子在烘箱中被烘干的过程中中,其内无机盐的相对含量变化其内无机盐的相对含量变化D.D.曲线曲线可以表示人从幼年到成年体内含水量的变化可以表示人从幼年到成年体内含水

18、量的变化C C【变式训练变式训练】科学家在利用无土栽培法培养一些名贵花卉时往科学家在利用无土栽培法培养一些名贵花卉时往培养液中添加了多种必需的化学元素。其配方如下培养液中添加了多种必需的化学元素。其配方如下:其中花卉根细胞吸收最少的离子是其中花卉根细胞吸收最少的离子是()A.CaA.Ca2+2+B.B.SOSO3 32-2-C.ZnC.Zn2+2+D.D.H H2 2POPO4 4-离子离子K K+NaNa+MgMg2+2+CaCa2+2+NONO3 3-H H2 2POPO4 4-SOSO3 32 2-ZnZn2+2+培养液浓培养液浓度度/mol/molL L-1-11 11 10.250.

19、251 12 21 10.250.251 1C C一、细胞内含水量与生物代谢、抗逆性关系分析一、细胞内含水量与生物代谢、抗逆性关系分析【典例典例1 1】在下列生理过程中在下列生理过程中,细胞内自由水与结合水比值增细胞内自由水与结合水比值增加的是加的是()A.A.细胞衰老细胞衰老 B.B.作物越冬作物越冬C.C.种子萌发种子萌发 D.D.细胞质壁分离细胞质壁分离C C【易错提醒易错提醒】种子的含水量并不是越高越好种子的含水量并不是越高越好在一定范围内在一定范围内,种子的萌发率随着水分的增加而升高种子的萌发率随着水分的增加而升高,超过该范超过该范围围,种子的萌发率又会随着水分的增加而降低。种子的萌

20、发率又会随着水分的增加而降低。1.1.下列广告语在科学性上没有错误的是下列广告语在科学性上没有错误的是()A.A.没有水就没有生命没有水就没有生命B.B.这种饮料不含任何化学物质这种饮料不含任何化学物质C.C.这种纯净水绝对纯净这种纯净水绝对纯净,其中不含任何离子其中不含任何离子D.D.这种口服液含有丰富的这种口服液含有丰富的N N、P P、ZnZn等微量元素等微量元素【解析解析】选选A A。纯净水中也存在。纯净水中也存在H H+、OHOH-;N;N、P P在生物体内属于大在生物体内属于大量元素。量元素。2.2.用含用含3232P P的磷酸盐培养动物细胞的磷酸盐培养动物细胞,一段时间后一段时间

21、后,细胞的结构及其细胞的结构及其化合物中不具有放射性的是化合物中不具有放射性的是()A.A.脱氧核糖脱氧核糖 B.B.核膜核膜 C.C.基因基因 D.tRNAD.tRNA【解析解析】选选A A。构成脱氧核糖的基本元素是。构成脱氧核糖的基本元素是C C、H H、O;O;核膜由磷核膜由磷脂双分子层组成脂双分子层组成,含有含有P;P;基因、基因、tRNAtRNA中均含有磷酸。中均含有磷酸。3.3.下图表示细胞中各种化合物或主要元素占细胞鲜重的含量。下图表示细胞中各种化合物或主要元素占细胞鲜重的含量。依次为依次为()A.A.水、蛋白质、糖类、脂质水、蛋白质、糖类、脂质;N;N、H H、O O、C CB

22、.B.蛋白质、水、脂质、糖类蛋白质、水、脂质、糖类;O;O、C C、N N、H HC.C.水、蛋白质、脂质、糖类水、蛋白质、脂质、糖类;H;H、O O、C C、N ND.D.蛋白质、水、脂质、糖类蛋白质、水、脂质、糖类;C;C、O O、H H、N ND D4.4.人患急性胃肠炎时往往会有抽搐的症状人患急性胃肠炎时往往会有抽搐的症状,原因是原因是()A.A.失水过多失水过多B.B.炎症造成人体吸收糖类减少炎症造成人体吸收糖类减少C.C.炎症造成人体吸收炎症造成人体吸收CaCa2+2+减少减少D.D.炎症造成人体吸收氨基酸减少炎症造成人体吸收氨基酸减少【解析解析】选选C C。本题考查了化学元素在人

23、体中的功能。本题考查了化学元素在人体中的功能,人体缺少人体缺少CaCa2+2+时会发生抽搐的现象。时会发生抽搐的现象。5.5.对火星进行探测表明对火星进行探测表明,火星过去曾有丰富的水资源火星过去曾有丰富的水资源,由此推由此推测火星上可能存在过生命。这一推测的理由是测火星上可能存在过生命。这一推测的理由是()A.A.水是细胞中含量最多的化合物水是细胞中含量最多的化合物B.B.结合水是细胞和生物体的成分结合水是细胞和生物体的成分C.C.一切生命活动都离不开水一切生命活动都离不开水D.D.代谢旺盛的细胞中水的含量高代谢旺盛的细胞中水的含量高C C6.6.人体所需要的营养物质主要是水、无机盐、维生素

24、、糖类、人体所需要的营养物质主要是水、无机盐、维生素、糖类、脂质和蛋白质。这些营养物质在人体细胞中有着重要的作用。脂质和蛋白质。这些营养物质在人体细胞中有着重要的作用。(1)(1)自由水的生理作用自由水的生理作用:。(2)(2)牛奶、奶粉中都添加钙、铁等元素。其中碳酸钙是人体骨牛奶、奶粉中都添加钙、铁等元素。其中碳酸钙是人体骨骼和牙齿中的重要组成部分骼和牙齿中的重要组成部分,铁是血红蛋白的主要成分铁是血红蛋白的主要成分,这说明这说明无机盐的生理作用是无机盐的生理作用是 ;质量分数为质量分数为0.9%0.9%的生理盐水的生理盐水,对维持细胞内外渗透压非常重要对维持细胞内外渗透压非常重要,这说明无

25、机盐的生理作用是这说明无机盐的生理作用是 。是细胞内的良好溶剂是细胞内的良好溶剂,参与多种生物化学反应参与多种生物化学反应,运送营养物质和代谢废物运送营养物质和代谢废物构成细胞内某些化合物的基础构成细胞内某些化合物的基础维持生物体的生命活动维持生物体的生命活动(3)(3)俗话说俗话说“一方水土养一方人一方水土养一方人”,饮水是提供人体必需的矿物饮水是提供人体必需的矿物质和微量元素的重要途径之一。在天然无污染的泉水中质和微量元素的重要途径之一。在天然无污染的泉水中,含有含有CuCu、K K、CaCa、ZnZn、P P、MgMg、NaNa、FeFe等人体必需元素等人体必需元素,其中属于大其中属于大

26、量元素的是量元素的是,在神经兴奋的传导中起重要作在神经兴奋的传导中起重要作用的元素是用的元素是。K K、CaCa、P P、MgMgK K、NaNa【解析解析】在在CuCu、K K、CaCa、ZnZn、P P、MgMg、NaNa、FeFe中中,K,K、CaCa、P P、MgMg属于大量元素属于大量元素,K+,K+维持静息电位维持静息电位,Na+,Na+维持动作电位。维持动作电位。7.(20127.(2012海南高考海南高考)关于植物细胞中元素的叙述关于植物细胞中元素的叙述,错误的是错误的是()A.A.番茄和水稻根系吸收番茄和水稻根系吸收SiSi元素的量相等元素的量相等B.B.细胞中含量最多的四种

27、元素是细胞中含量最多的四种元素是C C、O O、H H、N NC.C.植物根系通过主动运输吸收无机盐离子需要植物根系通过主动运输吸收无机盐离子需要ATPATPD.D.与豆科植物共生的根瘤菌可为豆科植物生长提供与豆科植物共生的根瘤菌可为豆科植物生长提供N N元素元素A A8.(20128.(2012江苏高考江苏高考)下列关于细胞中化学元素的叙述下列关于细胞中化学元素的叙述,正确的正确的是是()A.A.细胞中一种元素的作用能被其他元素替代细胞中一种元素的作用能被其他元素替代B.B.细胞中的脱氧核苷酸和脂肪酸都不含有氮元素细胞中的脱氧核苷酸和脂肪酸都不含有氮元素C.C.主动运输机制有助于维持细胞内元

28、素组成的相对稳定主动运输机制有助于维持细胞内元素组成的相对稳定D.D.细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要C C9.(20119.(2011江苏高考江苏高考)研究发现研究发现,砷砷(As)(As)可以富集在植物体内可以富集在植物体内,转转化为毒性很强的金属有机物化为毒性很强的金属有机物,影响水稻的株高、根长和干重影响水稻的株高、根长和干重;加加P(P(与与AsAs原子结构相似原子结构相似)处理后水稻茎叶和根中处理后水稻茎叶和根中P P含量增加、含量增加、AsAs含含量相对减少量相对减少,水稻生长加快水稻生长加快,干重增加。对此现象的解释不合理

29、干重增加。对此现象的解释不合理的是的是()A.AsA.As在水稻细胞内富集在水稻细胞内富集,由细胞膜的结构特点决定由细胞膜的结构特点决定B.AsB.As进入水稻细胞进入水稻细胞,导致有关酶失去活性导致有关酶失去活性,影响细胞代谢影响细胞代谢C.PC.P影响影响AsAs的吸收的吸收,与细胞膜上的载体与细胞膜上的载体(蛋白蛋白)种类和数量有关种类和数量有关D.PD.P是构成磷脂、核酸和是构成磷脂、核酸和ATPATP的重要元素的重要元素,能促进水稻生长发育能促进水稻生长发育A A10.(201110.(2011上海高考上海高考)生长在含盐量高、干旱土壤中的盐生植生长在含盐量高、干旱土壤中的盐生植物物,通过在液泡中贮存大量的通过在液泡中贮存大量的NaNa+而促进细胞吸收水分而促进细胞吸收水分,该现象说该现象说明液泡内明液泡内NaNa+参与参与()A.A.调节渗透压调节渗透压B.B.组成体内化合物组成体内化合物C.C.维持正常维持正常pHpH D.D.提供能量提供能量A A