组成细胞的化学元素和无机物.ppt

本章介绍了组成细胞的化学元素和化合物的种类、含量及其生理功能。组成细胞的化学元素大都以化合物的形式存在，所以本章的重点内容是关于糖类、脂质、蛋白质和核酸的相关内容，尤其是蛋白质和核酸，它们分别是生命的体现者和控制者。核酸保健品的开发、国际人类蛋白质组计划、世界上第一个人工合成蛋白质的诞生等都是本章与生活及科学技术的结合点，同时也是历年的重要考点，需引起考生的高度重视。,(1)从近几年新课标地区生物试题看，知识点分布呈现两种趋势： 综合考查明显增多，如2010江苏理综1考查DNA与RNA的结构与组成，2009江苏生物1和2009福建理综4都是对细胞内化合物的结构与功能的综合考查。 充分挖掘教材中易被考生忽略的小考点进行考查，如2010全国31(1)(2)，考查有机物的元素组成；2010上海生物9考查有机物的元素组成；2010山东基本能力22考查缺乏元素引起的疾病；2009天津理综3和2009广东生物2分别考查肽键和脂质的功能；2009年山东理综26(1)考查无机盐的作用。,(2)有机物的实验检测与应用一直是高考命题的热点，如2010全国课标理综3,2010广东理综29(1)的蛋白质检测、(2)的实验设计，2009广东生物6等都对此方面进行了考查。 (3)本专题命题角度的最大变化应该是以新情景材料、图表等形式考查学生对知识的掌握程度，如2010全国课标理综4考查水温变化与某动物血红蛋白含量的变化关系，2009安徽理综通过获得2008年诺贝尔奖的荧光蛋白基因工程案例考查特定蛋白质的作用分析。 以上几个方面希望2012年考生特别关注。,1以构成生物体的化学元素为线索，引申出各种化合物的组成、结构和功能等相关知识。 2运用列表法比较蛋白质和核酸二者的异同，并分析二者的联系，同时结合遗传内容明确基因对性状的控制原理。 3充分利用比较法分析各种化合物的共有元素和特有元素，以便利用同位素标记法来检测或鉴定特定物质，如噬菌体侵染细菌的实验中用35S标记蛋白质外壳，用32P标记DNA。,4以“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”实验为线索，系统复习教材中常规实验的原理、过程，并升华实验方法和实验原则等问题。,1(2010山东基能)区域内水和土壤中某种化学元素过多或过少都可能导致地方病，影响人们的健康。下列说法正确的是 ( ) A龋齿是由于人体内钙含量过高造成的 B氟骨病是由于人体内氟含量过高造成的 C人体内硒含量过高会引发克山病 D饮用低氟水可以预防大骨节病,答案 B 解析 龋齿的发生与人体的钙含量无直接关系；氟骨病是由于人体内氟含量过高造成的；人体内硒含量过低会引发克山病；一般认为大骨节病是由于人体内硒含量过低造成的。,2(2010上海)下列选项中，含有相同元素的一组化合物是 ( ) A纤维素和尿素 B脂肪酸和磷酸 C腺苷三磷酸和核糖核酸 D胆固醇和血红蛋白 答案 C 解析 腺苷三磷酸和核糖核酸的组成元素均为C、H、O、N、P；纤维素含C、H、O，不含N；脂肪酸含C、H、O，不含P；血红蛋白含Fe2而胆固醇不含Fe2。,自主梳理 一、组成细胞的元素 细胞中常见的化学元素有 种，是生物体有 从无机自然界中获取的。 1元素的分类 (1)按元素在生物体内的含量可分为 ，如C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。 ，如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。,20多,选择地,大量元素,微量元素,(2)按元素在生物体内的作用可分为 最基本的元素： 。 主要元素：如 。 2元素的含量特点 (1)占细胞鲜重最多的元素是 。 (2)占细胞干重最多的元素是 。 (3)细胞中含量最多的四种元素是 。,C,C、H、O、N、P、S,O,C,C、H、O、N,3元素的存在形式 大多以 的形式存在。 互动探究 为什么碳是最基本的元素？ 提示 碳原子本身的化学性质使它能够通过化学键连接成链或环，从而形成各种生物大分子，使地球上的生命建立在碳元素的基础上。,化合物,二、组成细胞的化合物 组成细胞的化合物分为 化合物和 化合物，前者中水的含量是最多的，后者中含量最多的是 。 互动探究 组成细胞的化学元素的存在形式有哪些？有机物与无机物在元素组成上有什么区别？,无机,有机,蛋白质,要点归纳 1组成生物体的化学元素种类与含量 组成生物体的化学元素常见的主要有20多种，其组成、分类及含量如图所示：,其中主要元素：指含量占原生质总量97%以上的元素。 大量元素：指含量占生物体总重量的万分之一以上的元素。 微量元素：指生物体生活所必需的，含量虽少但作用非常重要的元素。,2矿质元素：指除了C、H、O以外，主要由根系从土壤中吸收的元素。 化学元素的存在形式和功能 (1)化学元素的存在形式 化学元素在生物体内的存在形式：组成生物体的各种化学元素，在生物体内主要以无机盐离子或化合态形式存在，生物体获得各种元素的方式主要以主动运输为主。 (2)生物体内化学元素的功能 生物体的化学元素组成多种多样的化合物，这些化合物和化学元素是生物体生命活动的物质基础。 化学元素能够影响生物体的生命活动。,感悟拓展 1组成生物体的化学元素在不同的生物体内种类大体相同；不同的生物体内各种化学元素的含量一般相差很大。 2元素分类是根据生物体内的含量，而不是生理作用，微量元素虽含量少，但其生理作用却不可替代，如Zn是DNA聚合酶和RNA聚合酶的输助因子，缺Zn将导致DNA复制和RNA合成不能正常进行。,3碳原子本身的化学性质，使它能够通过化学键连接成链或环，从而形成各种生物大分子，正是由于碳原子在组成生物大分子中的重要作用，科学家才说“碳是生命的核心元素”，“没有碳，就没有生命”，与在生物体内的含量无关。 4生物体内鲜重最多的元素为O，干重最多的为C，植物因糖类多，蛋白质少，故干重中O较多，而动物相反，故干重中C、N比例高，且Ca、P等元素因骨骼、牙齿中大量积累而较多。,5从化合物的元素组成上分析代谢产物 糖类、脂质和蛋白质的组成元素中都有C、H、O，可推知其代谢产物中都有CO2和H2O；蛋白质中还含N，故其代谢产物中含有尿素。 6从化合物的元素含量上分析其氧化分解时释放的能量多少： 脂肪分子中氧的含量远少于糖类，而碳和氢的含量则比糖类多，因此等质量的脂肪彻底氧化分解时所消耗的氧气比糖类多，释放的能量也多于糖类。,7化合物的特殊元素组成在同位素标记法中的应用 噬菌体的蛋白质中含S，而DNA中含P，因此可分别用同位素标记S和P以证明DNA是噬菌体的遗传物质。 8组成生物体的化学元素的重要作用 (1)组成化合物 与光合作用有关的含N化合物：叶绿素、ATP、NADP、酶等。,9生物的统一性和差异性 (1)统一性 从元素角度：组成生物体的各化学元素种类大体相同。 从分子水平：DNA的空间结构和基本单位相同；共用一套遗传密码。 从结构角度：除病毒外，生物体都由细胞组成。 从能量角度：都以ATP为直接能源。 (2)差异性 从元素角度看，组成生物体的各化学元素的含量有很大差异。,典例导悟 1组成甲型H1N1病毒、疯牛病病毒和桃树的共有元素是 ( ) AC、H、O BC、H、O、S CC、H、O、N DC、H、O、P 解析 一般地，所有生物的遗传物质都是核酸，都有P元素，但疯牛病病原体的成分仅含有蛋白质，因此上述生命并不都含有P元素，但它们都含有蛋白质，所以共有元素为C、H、O、N。 答案 C,生物界在基本组成上的高度一致性表现在 ( ) 组成生物体的化学元素基本一致 各种生物的核酸都相同 构成核酸的碱基都相同 各种生物的蛋白质都相同 构成蛋白质的氨基酸都相同 A B C D 答案 B,解析 生命起源于无机环境，构成细胞的几十种元素，没有一种是生命物质所特有的，而生物不断地进化和发展，彼此之间都有着一定的联系。这种联系从物质组成上，表现在组成生物体的化学元素基本一致，组成核酸的碱基是相同的，组成蛋白质的氨基酸都是20种左右。不同的生物之所以不同，是由组成它们的核酸和蛋白质的差异决定的。,自主梳理 1细胞中的水 (1)存在形式： 水和 水。 (2)功能：是 的重要组成成分，是细胞内的 ，运送 和 ，参与许多 反应，为细胞提供 环境。,自由,结合,细胞结构,良好溶剂,营养物质,代谢废物,生物化学,液体,2细胞中的无机盐 (1)存在形式：绝大多数以 的形式存在，少部分是细胞内 的组成成分。 (2)功能：维持细胞和生物体的 ；维持细胞的 等。 要点归纳 1细胞中的无机物水 (1)水的含量、分类及生理作用,离子,复杂化合物,生命活动,酸碱平衡,(2)不同生物含水量特点 是细胞和生物体中含量最多的物质(如精肉中的水，沙漠植物中的水)。 含水量：水生陆生、幼年成年老年、代谢旺盛代谢缓慢、幼嫩细胞衰老细胞。 2生物体中的无机物无机盐 (1)无机盐的含量及存在形式 含量：很少，约占细胞鲜重的1%1.5%。 存在形式：大多数无机盐以离子的形式存在于细胞中，少数以化合物的形式存在于细胞中。,(2)无机盐的生理作用 有些无机盐是细胞内某些复杂化合物的重要组成部分。 有许多种无机盐的离子对于维持生物体的生命活动有重要作用。 生物体内的无机盐离子，必须保持一定的比例，这对维持细胞内的渗透压和酸碱平衡非常重要，这是生物进行正常生命活动的必要条件。,感悟拓展 1水的存在形式与器官形态的关系 心肌和血液总的含水量差不多，但心肌呈固态，血液呈液态，原因是二者自由水和结合水的比例不同。 2水的存在形式与代谢的关系 若细胞内自由水比例升高，则代谢旺盛，反之代谢缓慢。 3水的存在形式与抗寒性的关系 秋冬季节，蒸腾作用减弱，吸水减少，结合水相对含量升高，因结合水不易结冰和蒸腾，从而使植物抗寒性加强。,4水的存在形式与温度的关系 在活细胞内，受温度的影响，自由水和结合水可相互转化，具体转化如下： 即升高温度时，自由水增多，反之，结合水增多。 5种子与水的关系 (1)种子晒干时减少的为自由水，但仍能保持生命活性，仍能萌发；试管加热或炒熟则丧失结合水，种子死亡不萌发；种子萌发吸水主要是增多自由水，代谢加强，呼吸作用加快。,(2)不同种子亲水能力不同，大豆(主要含蛋白质)小麦、玉米、大米(主要含淀粉)花生(主要含脂肪)。 6无机盐的生理作用 碳酸钙是骨骼的主要成分；Mg2是叶绿素的组成成分，是ATP酶的激活剂；Fe2是血红蛋白的组成成分；Cl是唾液淀粉酶的激活剂；HCl可以激活胃蛋白酶原；血细胞只有在0.9%的生理盐水中才能维持正常形态和生理功能。,典例导悟 2英国医生塞达尼任格在对离体蛙心进行的实验中发现，用不含钙的生理盐水灌注蛙心，收缩不能维持，用含有少量钙和钾的钠盐溶液灌注时，蛙心可持续跳动数小时。实验说明钙盐 ( ) A对维持细胞的形态有着重要作用 B是细胞中某些复杂化合物的重要组成部分 C为蛙心的持续跳动提供能量 D对维持生物体的生命活动有重要作用,解析 无机盐的生理功能包括某些化合物的重要组成成分，维护酸碱平衡及维持生物体正常生命活动。从题干信息可看出，钙盐对维持生物体的生命活动有重要作用。 答案 D,构成纤维素、RNA、超氧化物歧化酶(SOD)的化学成分中，共有的化学元素是 ( ) AC、H、O BC、H、O、N CC、H、O、N、P DC、H、O、N、P、S 答案 A 解析 纤维素属于多糖，只含有C、H、O；超氧化物歧化酶属于蛋白质，肯定含有C、H、O、N；RNA属于核酸，含有C、H、O、N、P，所以共有的化学元素是C、H、O。,命题热点1 考查大量元素和微量元素的易错点 【例1】科学家在利用无土栽培法培养一些名贵花卉时，培养液中添加了多种必需化学元素。其配方如下：,答案 C,命题热点2 水的生理作用 【例2】人体中水的