第一讲 组成细胞的元素、化合物及水和无机盐的作用

第一讲

组成细胞的元素、化合物及水和无机盐的作用

[教材知识问题化梳理]

一、组成细胞的元素和化合物 1．组成细胞的元素

2．组成细胞的化合物

(2)含量⎩⎪⎨⎪

⎧

①鲜重含量最多的化合物：水②鲜重含量最多的有机物：蛋白质

③占细胞干重最多的化合物：蛋白质

[巧学助记] 巧记微量元素和大量元素

(1)微量元素：铁(Fe)猛(Mn)碰(B)新(Zn)木(Mo)桶(Cu)。

(2)大量元素：洋人探亲，丹留人盖美家，即C(探)、O(洋)、H(亲)、N(丹)、S(留)、P(人)、Ca(盖)、Mg(美)、K(家)。

二、细胞中的无机物 1．细胞中的水

(1)存在形式：自由水和结合水。

2．细胞中的无机盐

(1)存在形式：主要以离子形式存在。

(2)功能⎩

⎪⎨⎪⎧

①复杂化合物的组成成分，如Fe —血红蛋白，Mg —叶绿素

②维持生命活动，如血Ca 低—抽搐，HCO －3、H 2PO －

4—维持酸碱平衡 [效果自评组合式设计]

一、在小题集训中洞悉命题视角

1．判断有关细胞中元素和化合物说法的正误。 (1)细胞中一种元素的作用能被其他元素替代

(2012·江苏卷T 1A )(×)

(2)细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要

(2012·江苏卷T 1D )(×)

(3)Ca 、Mg 、Fe 、Mn 、Cu 是组成细胞的微量元素

(2013·徐州模拟T 2A )(×)

(4)脂肪酸和磷脂含有相同的元素组成

(2010·上海卷T 9B )(×)

(5)糖类、蛋白质、核酸都具有的元素是C 、H 、O 、N

(2013·苏北四市一调T 1C )(×)

2．判断下列有关水和无机盐的说法的正误。 (1)在新陈代谢旺盛的细胞中结合水含量一般较多

(2013·苏北四市二调T 1D )(√)

(2)结合水是细胞和生物体的组成成分

(2013·南京模拟T 2B )(√)

(3)缺铁性贫血是因为体内缺乏铁，血红蛋白不能合成

(2013·潍坊模拟T 2C )(√)

(4)细胞中的无机盐多以化合物形式存在，如CaCO 3构成牙齿、骨骼

(2013·无锡高三期中T 1B )(×)

二、在图表分析中强化学科能力

比较两图数据，回答下列问题：

(1)占细胞鲜重和干重最多的元素相同吗？试从组成人体化合物的角度分析其原因。

答案：不同，占鲜重最多的是O，占干重最多的是C。因为占细胞鲜重最多的化合物是水，水中含量最多的元素是O；占细胞干重最多的化合物是蛋白质，蛋白质中含量最多的元素是C。

(2)组成人体细胞的主要元素有哪些？试举例说明，他们分别参与了哪些生物大分子的组成？

答案：C、H、O、N、P、S。C、H、O参与糖类、脂肪等的组成；C、H、O、N、P参与核酸的组成；C、H、O、N参与蛋白质的组成。

1.

2．生物界与非生物界的统一性和差异性

生物界统一性的表现：

(1)从化学元素角度分析：组成生物体的化学元素种类大体相同。

(2)从分子水平角度分析：

①所有生物DNA分子的空间结构(规则的双螺旋结构)和化学组成(四种脱氧核苷酸)相同；

②所有生物共用一套遗传密码子；

③蛋白质的基本单位——氨基酸的种类基本相同。

(3)从结构角度分析：除病毒外，生物体都是由细胞组成的。

(4)从能量角度分析：生物体都是以ATP作为能量“通货”的。

3．元素的生理功能

(1)维持机体正常的生命活动：如K＋可保持心肌正常兴奋性，微量元素B能促进花粉的萌发和花粉管的伸长等。

(2)组成细胞的有机化合物：

4．元素组成分析及应用

(1)据特征元素推测化合物的种类：

(2)利用同位素示踪法通过标记特殊物质中的标志性元素，研究该物质在生物体内的合成运输等生理作用。

(3)从化合物的元素组成分析代谢产物：糖类、脂质和蛋白质都含有C、H、O，故其代谢产物都有CO2和H2O；蛋白质中还含有N，故其代谢产物中还含有尿素。

(4)从化合物的元素含量上分析氧化分解释放能量的多少：脂肪的含氢量多于糖类，因此等质量的脂肪彻底氧化分解时所消耗的O2比糖类多，释放的能量也多于糖类。

[例1](2012·江苏高考)下列关于细胞中化学元素的叙述，正确的是()

A．细胞中一种元素的作用能被其他元素替代

B．细胞中的脱氧核苷酸和脂肪酸都不含有氮元素

C．主动运输机制有助于维持细胞内元素组成的相对稳定

D．细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要

[解析]A项，细胞中不同元素的功能不尽相同，不能相互替代；B项，脱氧核苷酸的组成元素是C、H、O、N、P，脂肪酸的组成元素是C、H、O，故脱氧核苷酸中含有氮元素；C项，主动运输能主动选择吸收细胞需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，所以有助于维持细胞内元素组成的相对稳定；D项，微量元素含量虽少，但对于细胞的生命活动却是必不可少的。

[答案] C

1．细胞中的水

(1)结合水与自由水的比较：

①自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系：

自由水/结合水⎩⎪⎨⎪

⎧

比值高⇒代谢旺盛，但抗逆性差比值低⇒代谢强度降低，但抗寒、抗旱、

抗热等抗逆性增强

②细胞中产生水的结构及代谢过程：

2.(1)组成某些复杂的化合物：

(2)抽搐。

(3)维持生物体的酸碱平衡和渗透压平衡，如维持血浆pH 稳定的HCO －

3、HPO 2－

4；维持

细胞外液渗透压稳定的Na ＋、Cl －

。

[联前系后]

————————————————————————————————————— (1)Na ＋

、K ＋

与渗透压的关系：,Na ＋

主要维持细胞外液的渗透压，K ＋

主要维持细胞内液的渗透压。,(2)无机盐与光合作用的关系：,N 、Mg 是组成叶绿素的成分，P 是组成类囊体膜及ATP 的成分。缺乏N 、Mg 和P 元素，植物的光合作用将会受到影响。