1、第一节第一节 细胞中的元素和无机化合物细胞中的元素和无机化合物 一、构成细胞的元素 1元素的含量 细胞鲜重中含量最多的元素是 O，约占细胞鲜重的 65%，然后依次是 C、H、N。组成生物体 的任何一种元素都可以在无机自然界中找到。 2元素的种类 3不同生物体内所含的元素种类基本相同，但每种元素的含量存在一定差异。 4生物体会因环境中缺乏某种元素而发生该元素的缺乏症。例如，我国一些地区的居民患有 克山病，该病与缺硒有明显关系，该元素在人体内含量虽然很少，但在生命活动中发挥着重 要的作用。 (1)Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo、Co、Se 等是组成细胞的微量元素( ) (2)细胞中的
2、微量元素因含量极少而不如大量元素重要( ) (3)牛和草体内的各种元素种类差异很大，但含量大体相同( ) 答案 (1) (2) (3) 易错警示 (1)大量元素和微量元素都是生物体所必需的，缺乏某种元素会发生该元素的缺 乏症。 (2)不同生物所含元素种类相似，但含量有一定差别。 材料 几十年前，新西兰有一个牧场的大片牧草长势很弱，有的甚至发黄枯萎，即使使用了 大量的 N、P、K 肥也无济于事。后来，人们偶然发现牧场内的一小片牧草长得十分茂盛。 原来，这一片“绿洲”的附近有一座钼矿，矿工每天上下班总是抄近路走，他们的鞋子踩过 的地方，牧草绿油油的。经过科学家的化验和分析，一公顷牧草只需 150
3、克钼就足够了。 据此分析回答下列问题： (1)从含量分析，钼属于哪种元素？植物对钼的需求量很少，是不是钼对植物的作用不重要？ 提示 钼属于微量元素；微量元素也是生物体必需的元素，含量虽然很少，但是对生物体同 样具有重要的作用，不可缺少。 (2)如何确定一种元素是生物体的必需元素？ 提示 缺乏该种元素就会出现相应的症状，补充该种元素后相应的症状消失。 归纳总结 构成细胞的元素依据元素含量可分为大量元素和微量元素， 微量元素含量虽然很 少，但是也发挥着重要作用，不可缺少，缺乏就会出现相应的缺乏症。 二、水和无机盐是细胞中的无机化合物 1组成细胞的各种元素大多以化合物的形成存在，化合物分为无机化合物
4、和有机化合物。活 细胞中含量最多的化合物是水，含量最多的有机化合物是蛋白质。 2水赋予细胞许多特性 (1)水的含量和性质 在活细胞中，水是含量最多的物质，约占细胞重量的 2/3。水分子之间形成氢键，使水分子 具有许多特殊的理化性质。 (2)水的存在形式和作用 细胞中水分子以自由水和结合水两种形式存在。 自由水以游离的形式存在，参与细胞中各种代谢活动。 自由水是良好的溶剂；自由水可运输各种营养物质和代谢产生的废物；细胞中几乎所有的生 化反应都是以自由水为介质进行的，有些自由水还直接作为反应物参与生化反应。 结合水是被细胞内其他物质(蛋白质等)束缚而不易自由流动的水，是组成细胞的重要成分。 3细胞
5、中的无机盐与生命活动关系密切 (1)含量很少，约占细胞重量的 1%。 (2)存在形式主要是离子。 (3)无机盐的生理功能 功能 举例 参与某些物质的组成 镁是构成叶绿素的元素，铁是构成血红蛋白的元素 参与并维持细胞正常的代 谢活动 哺乳动物血液中必须含有一定的 Ca2 ，如果血液中 Ca2的含 量过低就会出现抽搐现象， 而 Ca2 过高又会出现肌肉乏力现象 维持细胞渗透压的平衡 Na 、Cl对细胞外液渗透压起重要作用，K则对细胞内液渗 透压起重要作用 维持生物体液的酸碱平衡 细胞中的磷酸氢二钾、 磷酸二氢钾等参与维持生物体液的酸碱 平衡 (1)细胞内的自由水和结合水都是良好的溶剂，都能参与物质
6、运输和化学反应( ) (2)同一植株中，一般老叶细胞比幼叶细胞中自由水的含量高( ) (3)叶绿素分子含有 Mg， 血红蛋白中含有 Fe， 说明无机盐在细胞中常以化合物形式存在( ) (4)食盐加碘时，碘含量越多越好( ) 答案 (1) (2) (3) (4) 易错警示 (1)结合水与蛋白质等物质结合，这样水就失去溶解性和流动性。 (2)在代谢旺盛的细胞中，自由水含量一般比较高。 (3)无机盐常以离子形式存在，但也可以参与构成化合物，如 Mg 参与叶绿素的合成，Fe 参与 血红蛋白的合成。 (4)无机盐在细胞内含量很低，但其作用非常重要，且需要保持一定的量，缺失和过多都可能 影响生命活动。 1
7、在冬季来临时，随着气温的逐渐降低，植物体内发生了一系列适应低温的变化，如可溶性 糖含量增加、细胞代谢减弱等。研究表明，细胞内溶液浓度升高，冰点降低。 (1)在冬季来临时，植物体内结合水的含量如何变化？据此推断结合水的含量与植物抗逆性之 间的关系？ 提示 在冬季来临时，植物体内结合水的含量会上升。植物细胞内结合水的相对含量越高， 抵抗不良环境的能力越强。 (2)结合所学知识及上述信息，解释“霜打的茄子蔫儿了”。 提示 当外界温度降低时，茄子中的自由水含量减少，导致表皮细胞皱缩。 2铁是合成人体血红蛋白不可缺少的成分，人体缺铁可引起贫血症。食物中的铁一般是有机 铁，人体只能吸收利用其中的 10%左
8、右，铁锅中却含有容易被人体吸收利用的无机铁，用铁 锅烧菜，对防治缺铁性贫血大有好处。钙在人体内的总量达 1 300 g，其中 99%存在于骨骼， 一旦离子钙在血浆中的浓度明显下降， 神经肌肉兴奋性会大大增加， 出现手足抽搐症； 相反， 血钙过高会引起肌肉乏力现象。 (1)人的骨骼中钙的主要存在形式是化合物。 (2)由上述铁、钙在人体中的作用可以说明无机盐在生物体内有哪些重要作用？ 提示 无机盐参与细胞内物质的组成，维持细胞正常的代谢活动。 归纳总结 (1)自由水与结合水的比值与代谢、抗逆性的关系 图示 曲线 在生产中的应用 a种子萌发时，需要吸收水分，增加自由水含量。 b种子储存前晒干是为了降
9、低自由水含量，降低代谢速率，以延长储存时间。 c越冬作物减少灌溉，可提高作物对低温的抗性。 (2)无机盐含量异常及其症状表现 含量异常 症状表现 缺少 Ca2 哺乳动物会出现肌肉抽搐现象 番茄果实会出现脐腐现象 Ca2 过多 哺乳动物会出现肌肉乏力现象 缺少 K 番茄植株老叶尖端和边缘会失绿，直至干枯坏死 1生物体内微量元素含量虽少，但在生物体的生命活动中不可缺少。 2在活细胞中，水是含量最多的物质，以自由水和结合水两种形式存在。 3细胞中的无机盐常以离子形式存在。 4 无机盐在维持细胞正常的代谢活动、 细胞的渗透压和生物体液的酸碱平衡等方面具有非常 重要的作用。 1下列有关组成生物体化学元素
10、的叙述，正确的是( ) A微量元素在生物体内含量很少，所以人体不存在微量元素缺乏症 B组成生物体的化学元素根据其含量不同分为大量元素和微量元素两大类 C每种大量元素在不同的生物体内的含量都是相同的 D组成生物体的大量元素中，C 是最基本的元素，在活细胞中含量是最多的 答案 B 解析 微量元素在生物体内含量虽然很少，但作用很大，不可缺少，因此人体可能存在微量 元素缺乏症，如缺 Fe 导致缺铁性贫血，A 错误；组成生物体的化学元素根据其含量不同分为 大量元素(占生物体总重量万分之一以上)和微量元素(占生物体总重量万分之一以下)两大类， B 正确；每种大量元素在不同的生物体内的含量一般是不同的，C
11、错误；组成生物体的大量 元素中，C 是最基本的元素，O 是在活细胞中含量最多的元素，D 错误。 2(2019 山东济南外国语学校高一月考)某人近来脸色苍白、四肢无力，总是感到头昏眼花， 到医院里进行血常规化验，医生发现其血红蛋白含量减少。如果你是医生，除了对他进行药 物治疗外，还应建议他在饮食上补充下列哪种食品( ) A含糖较多的食品 B含铁丰富的食品 C含钙丰富的食品 D含锌丰富的食品 答案 B 解析 血红蛋白合成需要铁离子的参与，血红蛋白减少很可能是缺少铁导致，所以应多补充 含铁丰富的食品，故 B 正确。 3 (2019 石家庄一中考试)科学家在利用无土栽培法培养一些花卉时， 培养液中添加
12、了多种必 需的化学元素，其配方如下表所示。其中植物根细胞吸收量最少的离子是( ) 离子 K Mg2 Ca2 NO 3 H2PO 4 SO2 4 Zn2 培养液浓度/mmol L 1 1 0.25 1 2 1 0.25 1 A.Ca2 BSO2 4 CZn 2 DH 2PO 4 答案 C 解析 Ca、S、P 都是组成细胞的大量元素，植物根细胞吸收的量较多，Zn 是组成细胞的微 量元素，植物根细胞吸收的量较少，A、B、D 项错误，C 项正确。 4.(2019 江西临川一中高一期末)下列有关水对生命活动影响的叙述，不正确的是( ) 越冬的植物体内自由水和结合水的比值下降，有利于抵抗不利的环境条件 晒
13、干的小麦 种子中的水分全部为结合水 植物幼嫩部位中自由水含量往往较衰老部位高 正在萌发 的种子中自由水与结合水的比值下降 A B C D 答案 D 解析 晒干的小麦种子中也含有自由水，错误；正在萌发的种子代谢旺盛，自由水与结合 水的比值升高，错误。 5(2019 安徽宿州十三所重点中心高一考试)下列关于细胞中无机盐的叙述，正确的是( ) A人大量出汗会排出过多的无机盐，导致体内的水盐平衡失调，这时应多喝淡盐水 B无机盐都是以离子形式存在于细胞中的 C人体缺铁时会患贫血，这说明无机盐对维持细胞的酸碱平衡非常重要 D无机盐在细胞中含量很少，所含元素都属于微量元素 答案 A 解析 人大量出汗会排出过
14、多的无机盐，为调节体内的水盐平衡，既要补充水，也要补充无 机盐，因此应多喝淡盐水，A 项正确；无机盐大多数以离子形式存在于细胞中，少部分以化 合物的形式存在，B 项错误；人体缺铁时会患贫血，说明无机盐具有维持生物体的正常代谢 活动的作用， C 项错误； 无机盐不都是由微量元素组成的， 如钙元素、 镁元素都是大量元素， D 项错误。 6当发生山体塌方，为了救出被掩埋人员，要迅速打通生命通道，向被困人员输送水和营养 液。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。 (1)被运送的牛奶、奶粉中都添加钙、铁等元素。其中碳酸钙是人体骨骼和牙
15、齿中的重要组成 部分，铁是血红蛋白的重要成分，这说明无机盐的生理作用是 ；如 果钙离子的含量太低， 会出现肌肉抽搐现象， 这说明无机盐的生理作用是 。 (2)俗话说，“一方水土养一方人”，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，含有 Cu、K、Ca、Zn、P、Mg、Fe 等人体必需元素，其中属 于大量元素的是 。 (3)水在人体内有着重要作用，水在人体细胞中存在形式有自由水和 两种，其中自由 水的生理作用有 ； ； 运输营养物质和代谢废物。 答案 (1)参与物质组成 维持细胞正常的生命活动 (2)K、Ca、P、Mg (3)结合水 是良 好的溶剂 参与生化反应 解析 (2)组成细胞的大量元素有 C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg、Na、Cl 等。(3)水在人 体细胞中存在形式有自由水和结合水两种，其中自由水的生理作用有：是良好的溶剂； 参与生化反应；运输营养物质和代谢废物。
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