2019-2020版高中生物 第2章 細胞的化學組成 第一節(jié) 細胞中的元素和無機化合物學案 蘇教版必修1

《2019-2020版高中生物 第2章 細胞的化學組成 第一節(jié) 細胞中的元素和無機化合物學案 蘇教版必修1》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2019-2020版高中生物 第2章 細胞的化學組成 第一節(jié) 細胞中的元素和無機化合物學案 蘇教版必修1（13頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、第一節(jié)　細胞中的元素和無機化合物 [學習目標]　1.舉例說出組成細胞的元素種類和作用。2.舉例說出細胞中無機化合物的功能。 一、組成細胞的元素 1.種類：細胞中常見的化學元素有20多種。 2.分類 3.含量 (1)在鮮重條件下，細胞中含量最多的元素是O，其次是C、H、N。 (2)在干重條件下，細胞中含量最多的元素是C，其次是O、N、H。 4.生物界和非生物界的統(tǒng)一性和差異性 (1)統(tǒng)一性：從化學元素的種類分析，組成細胞的化學元素，在無機自然界中都能夠找到。 (2)差異性：從化學元素的含量分析，細胞與非生物相比有很大不同。 5.生物會因環(huán)境中缺乏某種元素而產生該元素

2、的缺乏癥。例如，我國一些山區(qū)的居民患有克山病，該病與缺硒有明顯關系。 幾十年前，新西蘭有一個牧場的大片牧草長勢很弱，有的甚至發(fā)黃枯萎，即使使用了大量的N、P、K肥也無濟于事，后來，人們偶然發(fā)現(xiàn)牧場內的一小片牧草長得十分茂盛，原來，這一片“綠洲”的附近有一座鉬礦，礦工每天上下班總是抄近路走，他們的鞋子踩過的地方，牧草綠油油的，經過科學家的化驗和分析，一公頃牧草只需150克鉬就足夠了。據(jù)此分析回答下列問題： 1.從含量分析，鉬屬于哪種元素？植物對鉬的需求量很少，是不是鉬對植物的作用不重要？ 答案　鉬屬于微量元素；微量元素也是生物必需的元素，含量雖然很少，但是對生物體一樣具有重要的作用，不

3、可缺少。 2.如何確定一種元素是生物體的必需元素？ 答案　缺乏了就會出現(xiàn)相應的癥狀，補充后相應的癥狀消失。 1.下表所列為玉米植株和人體內含量較多的元素的種類以及各類元素的含量(占細胞干重的質量分數(shù)%)，據(jù)此表可以得出的正確結論是(　　) 元素 O C H N K Ca P Mg S 玉米 44.43 43.75 6.24 1.46 0.92 0.23 0.20 0.18 0.17 人 14.62 55.99 7.46 9.33 1.09 4.67 3.11 0.16 0.78 A.組成不同生物體的化學元素的種類基本相

4、同 B.同種元素在不同生物體內含量基本相同 C.組成不同生物體的化學元素的種類差異較大 D.C是細胞中含量最多的元素，它是構成細胞的基本元素 答案　A 解析　組成不同生物體的化學元素的種類基本相同，A正確、C錯誤；由表中數(shù)據(jù)可知，同種元素在不同生物體內含量相差較大，B錯誤；O是細胞鮮重中含量最多的元素，C是細胞干重中含量最多的元素，D錯誤。 2.(2018·西安鐵一中高一月考)我們如何找到回家的路？榮獲諾貝爾生理學或醫(yī)學獎的三位科學家發(fā)現(xiàn)大腦里的神經細胞——“位置細胞”和“網格細胞”起到了重要作用。下列敘述中正確的是(　　) A.“位置細胞”鮮重中質量百分比最高的元素是C B.

5、“網格細胞”干重中質量百分比最高的元素是O C.上述兩種細胞鮮重中原子數(shù)量最多的元素均是H D.P和S分別是“位置細胞”中的大量元素和微量元素 答案　C 解析　“位置細胞”和“網格細胞”均屬于神經細胞。“位置細胞”鮮重中質量百分比最高的元素是O，A錯誤；“網格細胞”干重中質量百分比最高的元素是C，B錯誤；上述兩種細胞鮮重中原子數(shù)量最多的元素均是H，C正確；P和S均屬于大量元素，D錯誤。 二、細胞中的無機化合物 1.細胞中的化合物 (1)種類 ①無機化合物：水和無機鹽。 ②有機化合物：糖類、脂質、蛋白質和核酸。 (2)含量 ①含量最多的化合物是水。 ②含量僅次于水的化

6、合物是蛋白質。 ③有機化合物中含量最多的是蛋白質。 2.細胞中水的存在形式及其生理作用 3.細胞中的無機鹽 含量 較少 存在形式 主要以離子形式存在，如Na＋、K＋、Ca2＋、Cl－、HCO；少數(shù)以化合態(tài)存在，如I－構成甲狀腺激素等 生理作用 合成有機化合物的原料，如Mg2＋是葉綠素的必需成分、P是合成核苷酸的原料 合成某些具有特殊生理功能的物質的原料，如Fe2＋是血紅蛋白的重要成分 維持細胞的酸堿平衡，如紅細胞中的K2HPO4/KH2PO4、HCO/H2CO3 1.自由水和結合水對生物體都具有重要的作用，請分析： (1)剛剛收獲的鮮種子一般要放在陽光下暴

7、曬，種子變干，重量減輕，鮮種子失去的主要是哪種形式的水？種子還有活性嗎？ 答案　失去的主要是自由水；種子仍保留活性。 (2)將干種子放在試管中，用酒精燈加熱，試管壁上有水珠產生，這種情況下，干種子失去的主要是哪種形式的水？種子還有活性嗎？ 答案　失去的主要是結合水；種子喪失活性。 2.以下事實分別說明無機鹽有什么生理功能？ (1)有植物合成蛋白質需要含氮的無機鹽；組成細胞膜、核酸和ATP需要含氮和磷的無機鹽；碳酸鈣是動物和人體的骨骼、牙齒中的重要成分等。 (2)有些無機鹽離子是酶、激素或維生素的重要組成成分。 (3)人體血液中HPO/H2PO和H2CO3/HCO等組成的重要酸堿緩

8、沖體系調節(jié)并維持細胞的酸堿平衡。 答案　(1)有些無機鹽是細胞和生物體內有機物的重要組成成分。 (2)許多種無機鹽離子是合成某些具有特殊生理功能的物質的原料。 (3)維持細胞的酸堿平衡。 歸納總結　(1)水的含量與細胞代謝和抗逆性的關系 ①收獲的種子曬干降低自由水的含量，代謝減弱，有利于長期保存。②干種子萌發(fā)前，需要吸收水分，增加自由水的含量，代謝逐漸增強。 ③越冬作物減少灌溉，降低自由水含量，提高對低溫的抗性。 (2)無機鹽含量異常及其癥狀表現(xiàn) 含量異常 癥狀表現(xiàn) 缺少Ca2＋ 哺乳動物會出現(xiàn)肌肉抽搐現(xiàn)象 番茄果實會出現(xiàn)臍腐現(xiàn)象 Ca2＋過多 哺乳動物會出現(xiàn)肌

9、肉乏力現(xiàn)象 缺少K＋ 番茄植株老葉尖端和邊緣會失綠，直至干枯壞死 3.下列有關水的敘述中錯誤的是(　　) ①參與運輸營養(yǎng)物質和代謝廢物的水為自由水?、谏矬w內化學反應離不開水?、鬯羌毎Y構的組成成分之一?、苋梭w細胞內水的存在形式為結合水和自由水　⑤自由水與結合水的比例和新陳代謝的強弱關系不大?、薏煌毎麅茸杂伤c結合水的比例相差不大 A.①④⑤ B.①④⑤⑥ C.⑤⑥ D.②③④⑤⑥ 答案　C 解析　自由水的比例越大，細胞的代謝強度越強；代謝旺盛的細胞內自由水的比例較大，而干種子的細胞內自由水的比例較小。 4.下列與無機鹽的功能無關的是(　　) A.是細胞中的能源

10、物質之一 B.是某些重要復雜化合物的組成成分 C.能維持生物體的生命活動 D.能維持細胞的酸堿平衡 答案　A 解析　無機鹽不是能源物質；無機鹽是某些重要復雜化合物的組成成分；無機鹽能維持生物體的生命活動；無機鹽能維持細胞的酸堿平衡。 1.下列敘述，正確的打“√”，錯誤的打“×”。 (1)生物界和非生物界在元素組成的種類上完全相同(　　) (2)Ca、Fe、Mn、Zn、B、Mo等是組成細胞的微量元素(　　) (3)組成細胞的元素都以化合物的形式存在(　　) (4)占人體細胞鮮重比例最高的元素是C(　　) (5)同一生物的不同生長發(fā)育階段，細胞中水的含量不

11、同(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√ 2.(2019·重慶萬州二中高一上學期期末)虎是陸地上最強大的食肉動物之一，當其捕食動物后，從動物體中獲得化合物和元素，那么，東北虎和其所捕食動物體內的各種化學元素(　　) A.種類和含量差異都很大 B.種類和含量都是大體相同的 C.種類差異很大，含量大體相同 D.種類大體相同，含量差異很大 答案　D 解析　生物界內部也存在統(tǒng)一性和差異性，即各種不同的生物所含的化學元素的種類基本相同，但是含量差異較大。 3.人們經常食用的牛、羊、豬等肉類及白菜、土豆等蔬菜，消化吸收后，其中的成分大多被轉化為人體自身的一部分，

12、其根本原因是(　　) A.組成生物體細胞的化學元素在無機自然界中都能找到 B.在不同生物的細胞內，組成它們的化學元素的種類大體相同 C.組成生物體細胞的基本元素是碳 D.不同生物的細胞內，組成它們的化學元素的含量大體相同 答案　B 解析　生物體總是不斷地和外界環(huán)境進行著物質交換，有選擇地從自然界獲取各種物質來滿足自身的需要，不管相同生物還是不同生物，組成它們的細胞的化學元素和化合物種類大體是相同的，因此不同生物間可進行物質交換。 4.“綿綿的春雨潤醒了小草，潤綠了楊樹，潤開了報春花?！毕铝懈鲌D為植物在復蘇過程中，細胞中自由水與結合水相對含量變化的曲線圖，其中表示正確的是(　　)

13、 答案　B 解析　植物在復蘇過程中新陳代謝增強，自由水相對含量上升，結合水相對含量下降。 5.分析下列材料，回答有關問題： 材料一：Mg2＋是葉綠素分子的組成成分；Fe2＋是血紅蛋白的主要成分；碳酸鈣是動物骨骼和牙齒的重要成分。 材料二：初生蝌蚪或幼小植物體內自由水比例減少時，機體代謝強度降低，生長變得緩慢；自由水比例增大時，機體代謝活躍，生長迅速。 材料三：在正常人的血漿中，NaHCO3的含量約為H2CO3含量的20倍。當血漿中NaHCO3的含量減少時，會形成酸中毒；當血漿中H2CO3的含量減少時，則形成堿中毒。 (1)材料一體現(xiàn)了無機鹽的功能是_____________

14、___________________________________。 (2)你對材料二中現(xiàn)象的解釋是__________________________________________________。 (3)材料三表明________________________________________________________________。 答案　(1)無機鹽是細胞內某些復雜化合物的組成成分 (2)自由水是良好的溶劑，不僅是各種代謝反應的介質，還能參與某些代謝反應　(3)無機鹽對于維持生物體內的酸堿平衡有重要作用 解析　無機鹽的功能：①生物體內某些重要化合物的組成成分；②

15、維持細胞的正常形態(tài)和正常的生命活動；③維持生物體內的酸堿平衡、滲透壓平衡。生物體內的水有自由水和結合水兩種存在形式，水的存在形式不同會影響組織的形態(tài)和代謝的強度。 題組一　組成細胞的元素 1.C、H、N這3種化學元素在組成人體的化學成分中，質量分數(shù)共占73%左右(占細胞干重百分比)，而這3種元素在巖石圈中，質量分數(shù)還不到1%。這個事實說明(　　) A.生物界與非生物界具有統(tǒng)一性 B.生物界與非生物界具有差異性 C.元素在自然界中都可以找到 D.生物界具有特殊性 答案　B 解析　組成生物體的化學元素在無機自然界中都可以找到，這個事實說明生物界與非生物界具有統(tǒng)一性，而題中所

16、強調的是相對含量的不同，即差異性。 2.細胞中常見的化學元素有20多種，其中有些含量較多，稱為大量元素；有些含量很少，稱為微量元素。下列各組元素中，全是微量元素的是(　　) A.Fe、Mn、B、Mo、S B.Mo、Zn、Cu、B、Fe C.P、N、K、Ca、Mg D.C、H、O、Ca、Mg 答案　B 解析　微量元素主要包括Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。 題組二　組成細胞的化合物 3.(2019·襄陽高一檢測)生長在襄城縣紫云山上許昌特有的樹種——槲樹的細胞中含量最多的化合物是(　　) A.脂肪B.水C.蛋白質D.鹽類 答案　B 解析　生物體內或細胞中含量最多的化合物是

17、水。 4.下列關于組成細胞的化合物的敘述，正確的是(　　) A.在任何活細胞中含量最多的化學元素都是碳 B.在活細胞中各種化合物含量從多到少的順序是：蛋白質、脂質、無機鹽、糖類、核酸 C.在活細胞中的各種化合物與食物中的各種化合物成分相同 D.在不同的細胞中各種化合物的種類基本相同，含量有所差別 答案　D 解析　活細胞中含量最多的化學元素是氧；活細胞中含量最多的化合物是水，其次是蛋白質，然后是脂質、無機鹽、糖類和核酸；在活細胞中的各種化合物與食物中的各種化合物成分不完全相同，體內各種化合物是利用食物中的各種營養(yǎng)成分重新合成的；在不同的細胞中各種化合物的種類基本相同，都是水、蛋白質

18、、脂質、無機鹽、糖類、核酸等，但它們的含量不同。 5.下列關于細胞中的元素及化合物的敘述，正確的是(　　) A.所有細胞中水占鮮重百分比都一樣 B.O是構成細胞的大量元素之一，在人體細胞的干重中含量最多 C.水是占細胞鮮重百分比最大的化合物 D.構成細胞的任何一種化合物都能在無機自然界中找到 答案　C 解析　不同細胞中水占鮮重百分比不一樣，A錯誤；O是構成細胞的大量元素之一，但在人體細胞的干重中含量最多的是C元素，B錯誤；構成細胞的任何一種化學元素都能在無機自然界中找到，而不是化合物，D錯誤。 題組三　細胞中的水 6.幼小植物體內自由水/結合水的比值不斷增大時，植物體內新

19、陳代謝活躍，生長迅速；自由水/結合水的比值不斷減少時，植物體內的新陳代謝減弱，生長緩慢。下面解釋正確的是(　　) ①結合水是構成植物細胞結構的一部分　②結合水參與某些代謝反應?、圩杂伤歉鞣N代謝活動的介質?、茏杂伤畢⑴c某些代謝反應 A.①②B.②④C.③④D.①④ 答案　C 解析　自由水是良好的溶劑，營養(yǎng)物質和代謝廢物在水中運輸，自由水又參與一些代謝反應，因此自由水/結合水的比值增大時，代謝加快。 7.如圖是小麥種子成熟過程中干物質和水分的變化，據(jù)圖分析下列敘述不正確的是(　　) A.隨著種子的成熟，種子的生命活動由代謝活躍狀態(tài)轉入休眠狀態(tài) B.種子的鮮重隨著種子的成熟而逐漸

20、減少 C.種子中水分減少的主要原因是植物吸收的水分減少 D.種子成熟期間這兩種物質的變化與種子萌發(fā)時相反 答案　C 解析　由題圖可知，在小麥種子成熟過程中水分含量逐漸降低，種子的生命活動由代謝活躍狀態(tài)轉入休眠狀態(tài)；種子的鮮重在成熟過程中，由于含水量降低的幅度大于干物質增加的幅度，因此種子的鮮重隨著種子的成熟而逐漸減少；種子中水分減少的主要原因是生物體自身的調節(jié)；種子成熟期間干物質相對含量升高，水分的相對含量下降，種子萌發(fā)時干物質的相對含量降低，水的相對含量升高。 題組四　細胞中的無機鹽 8.下列關于無機鹽的敘述，錯誤的是(　　) A.人體缺鐵會影響正常的有氧呼吸功能 B.人體血

21、液中Ca2＋濃度過高，會出現(xiàn)抽搐癥狀 C.Mg2＋是葉綠素的成分之一，缺Mg2＋會影響植物的光合作用 D.碘是合成甲狀腺激素的原料，所以常在食鹽中加碘 答案　B 解析　鐵是紅細胞內血紅蛋白的組成成分，缺鐵會影響氧的運輸，進而影響正常的有氧呼吸功能，A正確；人體血液中Ca2＋濃度太低，會出現(xiàn)抽搐癥狀，Ca2＋濃度過多時，會出現(xiàn)肌肉乏力現(xiàn)象，B錯誤；Mg2＋是組成葉綠素的成分，缺Mg2＋葉綠素不能合成，影響植物的光合作用，C正確；食物中足夠量的碘可以保證甲狀腺激素的正常合成，D正確。 9.生長在含鹽量高、干旱土壤中的鹽生植物，通過在液泡中貯存大量的Na＋而促進細胞吸收水分，該現(xiàn)象說明液泡

22、內的Na＋參與(　　) A.調節(jié)滲透壓 B.組成體內化合物 C.維持正常pH D.提供能量 答案　A 解析　液泡內的各種礦質離子等能夠參與調節(jié)細胞液的滲透壓，鹽生植物液泡中貯存大量的Na＋，增大了細胞液的滲透壓，使細胞吸水能力增強。 10.為了確定某元素是否為植物的必需元素，應采取的方法是(　　) A.檢測正常葉片中該元素的含量 B.分析根系對該元素的吸收過程 C.分析環(huán)境條件對該元素吸收的影響 D.觀察含全部營養(yǎng)元素的培養(yǎng)液中，去掉該元素前后植株的生長發(fā)育狀況 答案　D 解析　判斷某元素是否為必需元素，通常用溶液培養(yǎng)法。在人工配制的完全培養(yǎng)液中，除去某種元素，然后觀

23、察植物的生長發(fā)育情況：如果植物的生長發(fā)育仍正常，說明該元素不是植物所必需的；如果植物的生長發(fā)育不正常(出現(xiàn)特定的缺乏癥狀)，且只有補充了該種元素(其他元素無效)后，植物的生長發(fā)育又恢復正常(癥狀消失)，說明該元素是植物所必需的元素。 11.關于生物體內水和無機鹽的敘述，不正確的是(　　) A.體內參與運輸營養(yǎng)物質和代謝廢物的水是自由水 B.某些無機鹽是組成RNA和纖維素的必需成分 C.生物體內無機鹽濃度的大小會影響細胞的吸水或失水 D.自由水與結合水的比例隨生物個體代謝的強弱而變化 答案　B 解析　水在生物體內的流動，可以把營養(yǎng)物質運輸?shù)礁鱾€細胞，同時也可以把代謝廢物運輸?shù)脚判蛊?/p>

24、官或直接排出體外；纖維素屬于糖類，只含有C、H、O三種元素，不含無機鹽；生物體內無機鹽濃度的變化可以改變細胞內外的濃度差，從而影響細胞吸水或失水；自由水與結合水的比例越大，細胞代謝越強，反之越弱。 12.下列關于細胞中水和無機鹽的敘述，錯誤的是(　　) A.細胞中的無機鹽主要以分子狀態(tài)存在 B.種子加熱才能失去的水是結合水 C.有的無機鹽游離在水中維持細胞的pH D.Mg2＋是合成葉綠素分子的原料 答案　A 解析　細胞中的無機鹽主要以離子狀態(tài)存在。 13.下表是組成地殼和組成細胞的部分元素含量(%)。請據(jù)表回答下列問題： 元素 O Si C N H 地殼 48.

25、60 26.30 0.087 0.03 0.76 細胞 65.0 極少 18.0 3.0 10.0 (1)組成細胞的化學元素在地殼中都普遍存在，沒有一種化學元素是細胞特有的，這一事實說明____________________________________________________________。 (2)由表中數(shù)據(jù)可知，同一元素在細胞和地殼中含量相差甚遠，這一事實說明___________ _____________________________________________________________________________。 (3)

26、由上表中數(shù)據(jù)可知，組成細胞的化學元素中，C、H、O含量最多，請據(jù)下表分析其原因是： 化合物 水 無機鹽 蛋白質(C、H、O、N等) 脂質(C、H、O，有的含N、P) 糖類(C、H、O)和核酸(C、H、O、N、P) 質量分數(shù)(%) 85～90 1～1.5 7～10 1～2 1～1.5 ①____________________________________________； ②____________________________________________。 答案　(1)生物界和非生物界具有統(tǒng)一性　(2)生物界和非生物界具有差異性　(3)①水在細胞中含

27、量最多，而水含有H、O兩種元素?、诘鞍踪|等有機物中都含有C、H、O三種元素 14.請回答下列有關無機鹽的問題： (1)哺乳動物和人體中缺Ca2＋會出現(xiàn)抽搐，缺K＋會感到麻木，這說明無機鹽對_______有重要作用。 (2)做血涂片時，若用清水稀釋血液，則過一段時間后血細胞會漲破，若用質量分數(shù)為10%的NaCl溶液稀釋血液，過一段時間后血細胞會皺縮，這說明無機鹽對_________有重要作用。 (3)在正常人的血漿中，NaHCO3的含量約為H2CO3含量的20倍。當血漿中NaHCO3的含量減少時，會形成酸中毒；當血漿中的H2CO3含量減少時，則會形成堿中毒。這說明____________

28、____________________________________________________________。 答案　(1)維持生物體正常的生命活動　(2)維持細胞的正常形態(tài)　(3)無機鹽能夠維持生物體內的酸堿平衡 15.(2018·哈爾濱市四校聯(lián)考高一上學期期中)科學施肥可使作物產量高而又不會造成肥料浪費。實驗表明鋅肥的施用量與番茄的果實產量密切相關，如圖為實驗結果曲線圖，請完善探究實驗的相關問題： 實驗目的：______________________________________。 材料用具：不同濃度的硫酸鋅溶液(本實驗SO對實驗結果的影響可忽略)，用相同的杉木

29、糠和土壤浸出液栽培的240株長勢相同的番茄幼苗。 實驗步驟： 第一步：將240株番茄幼苗分成________組并編號； 第二步：在相同且適宜的條件下將幼苗培養(yǎng)至花蕾期，_____________________________。 第三步：繼續(xù)培養(yǎng)至果實成熟，_____________________。 第四步：繪制實驗結果曲線圖。 實驗分析與討論：結果表明，施用鋅肥的最佳濃度范圍是________________。 答案　實驗目的：探究鋅肥施用量對番茄產量的影響(種植番茄時施用鋅肥的最佳濃度范圍) 第一步：8 第二步：實驗組噴施適量且等體積的不同濃度的硫酸鋅溶液，對照組噴施等

30、量的蒸餾水 第三步：稱出每組番茄所結果實的重量 實驗分析與討論：12～16mg·L－1 解析　由題意可知：實驗表明鋅肥的施用量與番茄的果實產量密切相關，可得出該實驗的目的為探究鋅肥施用量對番茄產量的影響。 第一步：題圖為實驗結果曲線圖，可以看出實驗組中，硫酸鋅溶液的濃度有：4 mg·L－1、8 mg·L－1、12 mg·L－1、16 mg·L－1、20 mg·L－1、24 mg·L－1、28 mg·L－1，對照組為蒸餾水，共8組。 第二步：在相同且適宜的條件下將幼苗培養(yǎng)至花蕾期，實驗組噴灑適量且等體積的不同濃度的硫酸鋅溶液，對照組噴灑等體積的蒸餾水。 第三步：繼續(xù)培養(yǎng)至果實成熟，稱量每組番茄所結果實的重量。 第四步：繪制實驗結果曲線圖。 實驗分析與討論：從實驗結果曲線圖可以看出，鋅肥的最佳濃度范圍應該是12～16 mg·L－1。 13