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2.1元素、化合物和無(wú)機(jī)物 【自主學(xué)習(xí)】 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1. 能理解元素的統(tǒng)一性和差異性、基本元素和主要元素； 2. 能說(shuō)出水和無(wú)機(jī)鹽的存在形式和功能； 3. 能說(shuō)出有機(jī)物和無(wú)機(jī)物包含種類。 【學(xué)習(xí)重點(diǎn)難點(diǎn)】 重點(diǎn) 1. 元素的統(tǒng)一性和差異性、基本元素和主要元素； 2.水和無(wú)機(jī)鹽的存在形式和功能； 3.有機(jī)物和無(wú)機(jī)物包含種類。 難點(diǎn) 1.元素的統(tǒng)一性和差異性、基本元素和主要元素； 2.水和無(wú)機(jī)鹽的存在形式和功能； 【方法引導(dǎo)】 仔細(xì)觀察書本的“問(wèn)題探討”、“思考與討論”、“資料分析”等材料， 積極思考、交流，在討論、探究中解決問(wèn)題、得出結(jié)論、鍛煉能力。 【基礎(chǔ)知識(shí)】 一、組成細(xì)胞的元素 1．分類 2．存在形式：大多數(shù)以________的形式存在。 3．作用 4．研究意義 [判一判] 1．生物界和非生物界在元素組成的種類和含量上都相同 (　　) 2．Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等是組成細(xì)胞的微量元素 (　　) 3．微量元素因含量少，所以對(duì)生命活動(dòng)影響不大 (　　) 二、組成細(xì)胞的化合物 [判一判]　精瘦肉細(xì)胞、沙漠植物細(xì)胞、成熟甜西瓜細(xì)胞中，含量最多的化合物分別為蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)和糖類 (　　) 三、生物組織中糖類、脂肪和蛋白質(zhì)檢測(cè)的原理 [連一連] 四、細(xì)胞中的無(wú)機(jī)物 1．細(xì)胞中的水 (1)存在形式：________________。 (2)功能 2．細(xì)胞中的無(wú)機(jī)鹽 (1)存在形式：絕大多數(shù)以______的形式存在，少數(shù)是細(xì)胞內(nèi)___________的組成成分。 (2)功能：維持細(xì)胞和生物體的______________，維持細(xì)胞的________等。 【綜合提升】 一、元素： 1、生物界與非生物界的統(tǒng)一性和差異性 (1)統(tǒng)一性是從化學(xué)元素的種類來(lái)分析的：組成生物體的化學(xué)元素沒有一種是生物體所特有的。 (2)差異性是從化學(xué)元素的含量來(lái)分析的：組成生物體的化學(xué)元素與無(wú)機(jī)環(huán)境中的相應(yīng)元素的含量有一定的差別。 2、元素與化合物 （1）元素參與組成的化合物 元素 參與形成的物質(zhì)及結(jié)構(gòu) N 蛋白質(zhì)、ATP(ADP)、NADPH、NADH、葉綠素、核苷酸(DNA、RNA)等 P ATP(ADP)、NADPH、NADH、核苷酸(DNA、RNA)、磷脂 Mg 葉綠素的組成成分 S 甲硫氨酸、半胱氨酸等含硫氨基酸的組成成分；蛋白質(zhì)的特征元素 Fe 動(dòng)物血紅蛋白 I 甲狀腺激素等 (2)元素影響生命活動(dòng) ①Ca可調(diào)節(jié)肌肉收縮和血液凝固，血鈣過(guò)高會(huì)造成肌無(wú)力，血鈣過(guò)低會(huì)引起抽搐。 ②K可維持人體細(xì)胞內(nèi)液的滲透壓、心肌舒張和保持心肌正常的興奮性。K在植物體內(nèi)可促進(jìn)光合作用中糖類的合成和運(yùn)輸。 ③B可促進(jìn)植物花粉的萌發(fā)和花粉管的伸長(zhǎng)，植物缺B會(huì)造成“花而不實(shí)”。 二、無(wú)機(jī)物： 1．水 (1)水的含量、分類 含量 概念 結(jié)合水 4.5% 與其他物質(zhì)結(jié)合在一起 自由水 95.5% 能夠自由流動(dòng)、以游離狀態(tài)存在 (2)不同生物的含水量特點(diǎn) ①細(xì)胞和生物體中含量最多的物質(zhì)(如精瘦肉、沙漠植物中含量最多的都是水)。 ②含水量：水生>陸生、幼年>成年>老年、代謝旺盛>代謝緩慢、幼嫩細(xì)胞>衰老細(xì)胞。 （3） 水含量的理解： A、水的存在形式與器官形態(tài)的關(guān)系 心肌和血液總的含水量差不多，但心肌呈固態(tài)，血液呈液態(tài)，原因是二者自由水和結(jié)合水的比例不同。 B、水的存在形式與代謝的關(guān)系 若細(xì)胞內(nèi)自由水比例升高，則代謝旺盛，反之代謝緩慢。 C、水的存在形式與抗寒性的關(guān)系 秋冬季節(jié)，蒸騰作用減弱，吸水減少，結(jié)合水相對(duì)含量升高，因結(jié)合水不易結(jié)冰和蒸騰，從而使植物抗寒性加強(qiáng)。 2．無(wú)機(jī)鹽的生理作用 (1)是細(xì)胞的結(jié)構(gòu)成分。如Mg2＋是葉綠素的必需成分；Fe2＋是血紅蛋白的主要成分；PO是生物膜的主要成分——磷脂的組成成分，也是ATP、NADPH的主要組成成分。 (2)參與并維持生物體的代謝活動(dòng)。如哺乳動(dòng)物血液中鈣鹽的含量過(guò)低就會(huì)出現(xiàn)抽搐。 (3)維持生物體內(nèi)的平衡 ①滲透壓的平衡：Na＋對(duì)細(xì)胞外液滲透壓起重要作用，K＋則對(duì)細(xì)胞內(nèi)液滲透壓起決定作用。 ②酸堿平衡(即pH平衡)：如人血漿中HCO、HPO等的調(diào)節(jié)。 l 【預(yù)習(xí)自測(cè)】 1．如圖1是細(xì)胞中化合物含量的扇形圖，圖2是有活性的細(xì)胞中元素含量的柱形圖，下列說(shuō)法不正確的是 (　　) A．若圖1表示細(xì)胞鮮重，則A、B化合物依次是H2O、蛋白質(zhì) B．若圖2表示組成人體細(xì)胞的元素含量，則a、b、c依次是O、C、H C．地殼與活細(xì)胞中含量最多的元素都是a，由此說(shuō)明生物界與非生物界具有統(tǒng)一性 D．若圖1表示細(xì)胞完全脫水后的化合物含量，則A化合物具有多樣性，其必含的元素為C、H、O、N 2．下列關(guān)于構(gòu)成細(xì)胞的化學(xué)元素種類及作用的敘述中，不正確的是 (　　) A．因?yàn)镃是構(gòu)成有機(jī)物的骨架，所以C是構(gòu)成生物體的最基本元素 B．生物界和非生物界的統(tǒng)一性表現(xiàn)在組成生物體的化學(xué)元素的種類和無(wú)機(jī)自然界相同 C．構(gòu)成生物體的化學(xué)元素的重要功能之一是組成細(xì)胞中各種化合物 D．構(gòu)成生物體的大量元素包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等 3．(2011上海卷，13)生長(zhǎng)在含鹽量高、干旱土壤中的鹽生植物，通過(guò)在液泡中貯存大量的Na＋而促進(jìn)細(xì)胞吸收水分，該現(xiàn)象說(shuō)明液泡內(nèi)Na＋參與 (　　) A．調(diào)節(jié)滲透壓 B．組成體內(nèi)化合物 C．維持正常pH D．提供能量 4．關(guān)于生物體內(nèi)水和無(wú)機(jī)鹽的敘述中，不正確的是 (　　) A．體內(nèi)參與運(yùn)輸營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物的水是自由水 B．某些無(wú)機(jī)鹽是組成ATP、RNA和纖維素的必需成分 C．生物體內(nèi)無(wú)機(jī)鹽濃度的大小會(huì)影響細(xì)胞的吸水或失水 D．自由水與結(jié)合水的比例隨生物個(gè)體代謝的強(qiáng)弱而變化 5．在下列四支試管中分別加入一些物質(zhì)。甲試管：豆?jié){；乙試管：人體必需的8種氨基酸溶液；丙試管：牛奶和蛋白酶；丁試管：人血液中的紅細(xì)胞和蒸餾水。上述四支試管中加入雙縮脲試劑振蕩后，有紫色反應(yīng)的是 (　　) A．甲、丁 B．甲、乙、丁 C．甲、乙、丙 D．甲、丙、丁 第1節(jié) 元素、化合物和無(wú)機(jī)物 l 【課堂檢測(cè)】 1．用碘液、蘇丹Ⅲ染液和雙縮脲試劑測(cè)得甲、乙、丙三種植物的干種子中三大類有機(jī)物的顏色反應(yīng)如下表，其中“＋”的數(shù)量代表顏色反應(yīng)深淺程度，下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是 (　　) 　 試劑 種子 碘液 蘇丹Ⅲ染液 雙縮脲試劑 甲 ＋＋＋＋ ＋＋ ＋ 乙 ＋＋ ＋＋＋＋ ＋＋ 丙 ＋ ＋＋ ＋＋＋＋ A.乙種子中主要含蛋白質(zhì) B．碘液、蘇丹Ⅲ染液和雙縮脲試劑與相應(yīng)的物質(zhì)發(fā)生的顏色反應(yīng)分別是藍(lán)色、橘黃色和紫色 C．在觀察顏色時(shí)有可能用到光學(xué)顯微鏡 D．這三種試劑的使用均不需要水浴加熱 2.(2010上海卷，9)下列選項(xiàng)中，含有相同元素的一組化合物是 (　　) A．纖維素和尿素 B．脂肪酸和磷脂 C．三磷酸腺苷和核糖核酸 D．膽固醇和血紅蛋白 3．(2013淮北一模)下列關(guān)于組成細(xì)胞的化合物的敘述，正確的是(　　) A．碳元素是構(gòu)成生物體的基本元素，可形成鏈?zhǔn)交颦h(huán)式結(jié)構(gòu)，在一個(gè)二十三肽的化合物中，最多含有肽鍵22個(gè) B．在煙草細(xì)胞中，由A、G、T、U四種堿基參與構(gòu)成的核苷酸的種類有6種 C．糖原、脂肪、蛋白質(zhì)和核糖都是生物體內(nèi)的高分子化合物 D．Fe、Na、K等大量元素在細(xì)胞內(nèi)有重要作用，如組成復(fù)雜化合物、參與細(xì)胞電位形成 答案：B 4．(2013石家莊一模)下列關(guān)于生物體內(nèi)化合物的敘述正確的是(　　) A．細(xì)胞內(nèi)的化合物都以碳鏈為骨架 B．蔗糖和乳糖水解的產(chǎn)物都是葡萄糖 C．蛋白質(zhì)是細(xì)胞代謝的主要能源物質(zhì) D．核糖是構(gòu)成ATP和RNA的基本成分 答案：D 5．人體紅細(xì)胞呈圓餅狀，具有運(yùn)輸氧氣的功能。下面是將人體紅細(xì)胞分別放在三種不同的液態(tài)環(huán)境中，如圖為一段時(shí)間內(nèi)的變化示意圖，請(qǐng)分析該圖說(shuō)明的問(wèn)題是(　　) A．水分容易進(jìn)出細(xì)胞 B．無(wú)機(jī)鹽離子容易進(jìn)出細(xì)胞 C．紅細(xì)胞有運(yùn)輸氧氣的功能 D．水分和無(wú)機(jī)鹽對(duì)于維持細(xì)胞的形態(tài)和功能有重要作用 答案：D 第1節(jié) 元素、化合物和無(wú)機(jī)物 l 【當(dāng)堂訓(xùn)練】 1．在下列生理狀態(tài)下，細(xì)胞內(nèi)自由水與結(jié)合水比值增加的是(　　) A．細(xì)胞衰老 B．作物越冬 C．種子萌發(fā) D．細(xì)胞質(zhì)壁分離 答案：C 2．(2013淮安模擬)元素和化合物是細(xì)胞的物質(zhì)基礎(chǔ)，下列敘述正確的是(　　) A．ATP、染色體中含有的五碳糖都是核糖 B．磷脂、質(zhì)粒都含有的元素是C、H、O、N、P C．具有生物催化作用的酶都是由氨基酸組成的 D．性激素和胰島素與雙縮脲試劑反應(yīng)均呈紫色 答案：B 3．小麥種子萌發(fā)時(shí)產(chǎn)生淀粉酶，將淀粉水解為麥芽糖、葡萄糖等。小麥種子萌發(fā)的最適溫度為30℃左右。取適量小麥種子在20℃和30℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)4天后，做如下處理： 在3支試管中加入等量斐林試劑并加熱至50℃左右，搖勻后觀察試管中的顏色。結(jié)果是(　　) A．甲呈藍(lán)色，乙呈磚紅色，丙呈無(wú)色 B．甲呈無(wú)色，乙呈磚紅色，丙呈藍(lán)色 C．甲、乙皆呈藍(lán)色，丙呈磚紅色 D．甲呈淺磚紅色，乙呈磚紅色，丙呈藍(lán)色 答案：D 4．下表表示人體肌細(xì)胞受刺激后，細(xì)胞內(nèi)鈣含量和肌肉收縮力量隨時(shí)間的變化關(guān)系。 時(shí)間(ms) 0 30 60 90 120 150 180 鈣含量(mmol/mL) 0 7.8 2.2 0.5 0 0 0 肌肉力量(N) 0 2.0 5 3.5 2.1 0.5 0 表中數(shù)據(jù)可以說(shuō)明(　　) A．細(xì)胞內(nèi)鈣濃度越高肌肉收縮力量越大 B．肌肉收縮力量隨時(shí)間不斷增強(qiáng) C．鈣離子進(jìn)入肌細(xì)胞的方式是主動(dòng)運(yùn)輸 D．肌肉在達(dá)到最大收縮力前鈣離子釋放 答案：D 5．從一動(dòng)物細(xì)胞中得到兩類大分子有機(jī)物x、y，已知細(xì)胞中x的含量大于y，用胃液處理，x被分解而y不變。x含有化學(xué)元素N，有的還含有S，y含有化學(xué)元素N和P，它們與蘇丹Ⅲ染液都沒有顏色反應(yīng)，細(xì)胞膜上有x沒有y。下列有關(guān)x、y的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．x可能是蛋白質(zhì) B．y的基本組成單位可能是核苷酸 C．細(xì)胞膜上的x可能是載 D．y可能在核糖體上合成 答案：D 第1節(jié) 元素、化合物和無(wú)機(jī)物 l 【課后拓展】 1．（2013屆徐州市模擬卷基礎(chǔ)題）下列關(guān)于水的敘述，正確的是 A．活細(xì)胞中水的含量?jī)H次于蛋白質(zhì) B．越冬時(shí)植物細(xì)胞中自由水含量上升 C．細(xì)胞代謝過(guò)程中能產(chǎn)生水 D．結(jié)合水可作為良好溶劑和反應(yīng)介質(zhì) 2. (2013屆常熟市模擬卷基礎(chǔ)題)哺乳動(dòng)物的血液中如果鈣離子含量太低就會(huì)出現(xiàn)抽搐等癥狀，這說(shuō)明了無(wú)機(jī)鹽（ ） A．能維持細(xì)胞和生物體的生命活動(dòng) B．能維持細(xì)胞的酸堿平衡 C．是生物體結(jié)構(gòu)的組成部分 D．是構(gòu)成細(xì)胞生命大廈的基本框架 3.（基礎(chǔ)題）人的紅細(xì)胞必須生活在含有0.9%的氯化鈉的溶液中，醫(yī)生常給脫水病人注射0.9%的生理鹽水。因?yàn)榧t細(xì)胞在蒸餾水中會(huì)因吸水過(guò)多而漲破；在濃鹽水中會(huì)因失水過(guò)多而皺縮，因而失去輸送氧氣的功能。這說(shuō)明（ ） A. 分子容易進(jìn)出細(xì)胞 B. 無(wú)機(jī)鹽離子容易進(jìn)出細(xì)胞  C. 紅細(xì)胞的特性造成的 D. 無(wú)機(jī)鹽對(duì)維持細(xì)胞的形態(tài)和生理功能有重要作用  4. (2013屆連云港市模擬卷基礎(chǔ)題)某人在高溫下從事劇烈的體力勞動(dòng)過(guò)久，突然腿部肌肉痙攣，其主要原因是 （ ） A．劇烈勞動(dòng)使血糖降低 B．高溫使人的新陳代謝不正常 C．大量排汗，使體內(nèi)鹽分損失過(guò)多 D．大量排汗，使體內(nèi)水分損失過(guò)多 5.（基礎(chǔ)題）右圖為細(xì)胞的組成成分示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答： （1） 如該圖表示組成生活狀態(tài)細(xì)胞內(nèi)的元素組成相對(duì)比例示意圖，則A表示_______________元素。 （2） 如果該圖表示組成生活狀態(tài)細(xì)胞的各種化合物相對(duì)含量比例示意圖，則A表示_______________。 （3） 如果該圖表示完全脫水處理后細(xì)胞內(nèi)各種化合物的相對(duì)含量比例示意圖，則A表示_______________。 答案：（1）O （2）水 （3）蛋白質(zhì)