备考2022高考生物高效学习方案考点专项-1-2组成生物体的化学元素和无机化合物-新人教版

备考2011高效学习方案生物考点专项1．列举组成生物体的大量元素和微量元素。2．举例说明组成生物体的化学元素的重要作用。3．阐明生物界与非生物界的统一性和差异性。4．说明水和无机盐的作用。一、组成生物体的化学元素二、生物界与非生物界的关系三、水四、无机盐1.细胞中元素的种类(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)大量元素和微量元素依含量而分，高于1/10000为大量元素。(3)微量元素尽管在生物体内含量少，但它是必需元素。(4)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。(5)生物体内鲜重最多的元素为O，干重最多的元素为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。2．细胞中元素的作用(1)组成化合物与光合作用有关元素参与形成的物质及结构N蛋白质、ATP、NADP＋、叶绿素、核苷酸等PATP、NADP＋、核苷酸、磷脂；动物体内牙齿、骨骼成分Mg叶绿素的组成成分其他元素S是甲硫氨酸、半胱氨酸等含硫氨基酸的组成成分；是蛋白质的特征元素Fe动物血红蛋白I甲状腺激素等(2)影响生命活动①Ca可调节肌肉收缩和血液凝固，血钙过高会造成肌无力，血钙过低会引起抽搐。②K可维持人体细胞内液的渗透压、心肌舒张和保持心肌正常的兴奋性。K在植物体内可促进光合作用中糖类的合成和运输。③B可促进植物花粉的萌发和花粉管的伸长，植物缺B会造成“花而不实”。3．生物界与非生物界的统一性和差异性拓展延伸1．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，故其代谢终产物中含有尿素。2．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。3．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。4．Na与K能参与可兴奋细胞(如肌细胞、腺细胞、神经细胞等)的兴奋性变化。例如，神经细胞受到刺激之后膜内外的电位变化；维持人体细胞外液渗透压。5.Zn是某些酶的组成成分，也是酶的活化中心。例如，在催化吲哚和丝氨酸合成色氨酸的酶中含有Zn，没有Zn就不能合成色氨酸。缺Zn会引起苹果、桃等植物的“小叶症”和“丛叶症”(叶子变小，节间缩短)。6．生物界与非生物界的统一性和差异性(1)统一性①从元素角度：组成生物体的各化学元素种类大体相同。②从分子水平a．DNA的空间结构和基本组成单位相同；b．共用一套遗传密码。③从结构角度：除病毒等少数种类外，生物体都由细胞组成。④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。【例1】下表是两种生物干重中有关元素的质量分数元素CHONPS生物甲43.576.2444.431.460.200.17生物乙55.997.4614.629.333.110.78根据上表，有人得出下面结论，正确的是 ()A．如果它们分别是动物和植物，则甲是动物，乙是植物B．等质量的组织中，甲所含的热量少于乙C．两者体细胞中，乙的染色体和基因比甲多D．两者的含水量比较，可推测甲比乙多[解析]考查元素和化合物的组成及功能。甲乙的元素组成中，甲中氧多，乙中N、P、S较多。分析可推测，甲中糖多，乙中蛋白质较多；等质量的生物组织中，糖氧化分解释放热量少，如他们分别代表动、植物，则甲为植物，乙为动物。[答案]B[题后反思]①动物体的骨骼主要由有机物和Ca、P等组成。②动物肌肉主要是由蛋白质构成，因此动物含蛋白质多，所以N含量相对多。③动物体内的液体由细胞内液和细胞外液构成，含水量比植物相对多。研究甲状腺功能时应选用的放射性同位素是 ()A．14CB．131IC．15ND．90Sr解析：甲状腺分泌的甲状腺激素能促进生长发育，而甲状腺激素是酪氨酸的衍生物，酪氨酸含C、H、O、N等元素，故误选A、C。但是，C、N等元素是所有氨基酸和蛋白质共有的元素，只有I是甲状腺激素特有的元素。答案：B1.水的存在(1)生态环境中的水：大气、土壤、水体等非生物环境中都含有水。(2)生物体内的水2．生物体内水的作用3．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。4．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。5．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。实践联系1．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。2．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)。【例2】(2009·石家庄质检)下列有关水的叙述中，错误的是 ()①参与运输营养物质和代谢废物的水为自由水②生物体内的化学反应离不开水③水是细胞结构的组成成分之一④人体细胞内水的存在形式为结合水和自由水⑤自由水与结合水的比例与新陈代谢的强弱关系不大⑥不同细胞内自由水与结合水的比例相差不大A．①④⑤B．①④⑤⑥C．⑤⑥D．②③④⑤⑥[解析]本题综合考查生物体内水分的存在形式、自由水和结合水的生理作用、不同细胞内水存在的差异性等。生物体细胞内的水以两种形式存在，即自由水、结合水。结合水是细胞结构的重要组成成分；自由水在细胞中以游离形式存在，可以自由流动，是细胞内的良好溶剂，运输各种营养物质和代谢废物，为生物体内的生化反应提供介质，许多生化反应必须有水的参与。不同生活环境、生活状态下的细胞含水量是不同的。细胞内自由水与结合水比例越大，其新陈代谢越旺盛，反之越弱。[答案]C(2008·黄冈模拟)水在生物体及细胞的生命活动中具有非常重要的生理功能，下列有关叙述正确的是 ()A．不同种生物细胞的自由水和结合水的比值相同，它们的代谢强度也相同B．水分过多与水分过少对生物新陈代谢活动的影响相同C．线粒体、核糖体、中心体等在其活动中都可以产生水D．糖类、蛋白质、脂质在其彻底氧化分解过程中都产生水解析：自由水与结合水的比值的不同能反映细胞的代谢活动强弱情况，但这一般是指同种生物同一器官、组织的细胞，不同种生物细胞的代谢强弱是不能简单地从自由水与结合水的比值上判断；水分的多与少，对生物新陈代谢都有影响，但影响的方式、程度是不相同的，对不同种生物的影响也是不同的；中心体活动不产生水；三大营养物质氧化分解都有水产生。答案：D1.存在形式主要是离子形式，如Na＋、K＋、Ca2＋、Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋、Cl－、等。2．生理功能(1)是细胞的结构成分，有些无机盐是细胞内某些复杂的化合物的重要组成部分，如Mg2＋是叶绿素分子必需的成分；Fe2＋是血红蛋白的主要成分；碳酸钙是动物和人体的骨骼、牙齿的重要成分；PO是生物膜的主要成分磷脂的组成成分，也是ATP、NADPH的主要组成成分。(2)参与并维持生物体的代谢活动，如哺乳动物血液中必须含有一定量的Ca2＋，如果某个动物血液中钙盐的含量过低就会出现抽搐。(3)维持生物体内的稳态与平衡：机体稳态与平衡使细胞能有稳定的结构和功能，是生物能维持正常的代谢和生理活动的必要条件。有关体内平衡的内容很复杂，情况多变。其中三个主要方面与无机盐含量的稳定有密切关系：①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决定作用。②酸碱平衡(即pH平衡)：pH调节着细胞的一切生命活动，它的改变影响着原生质体组成物的所有特性以及在细胞内发生的一切反应，如人血浆中等。③离子平衡：动物细胞内外Na＋、K＋、Ca2＋的比例是相对稳定的。细胞膜外Na＋高、K＋低，细胞膜内K＋高、Na＋低。K＋、Na＋这两种离子在细胞膜内外分布的浓度差，是使细胞可以保持反应性能的重要条件。【例3】(2008·孝感质检)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，其收缩不能维持；用含有少量钙和钾的生理盐水灌注时，蛙心可持续跳动数小时。实验说明钙盐和钾盐 ()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

(2009·湖北十校联考)用含32P的磷酸盐培养液培养动物细胞，一段时间后，细胞的结构以及化合物中均具有放射性的是 ()①脱氧核糖②核膜③ATP④转移RNAA．①③B．①③④C．②③④D．①②③解析：脱氧核糖中只含有C、H、O三种元素，不含P，组成核膜的磷脂分子中含P。答案：C1．比较组成菠菜与家兔的各种化学元素，可以发现()A．种类和含量都相差很大B．种类相差很大，但相同元素的含量都大体相同C．种类和含量都相差不大D．种类大体相同，但相同元素的含量大都相差很大答案：D2．核糖与核酸都不含有的元素是()A．NB．OC．PD．S解析：核糖的组成元素为C、H、O，核酸的组成元素为C、H、O、N、P，两者都不含有S元素。答案：D3．下列对生物体中各种元素作用的叙述中，属于微量元素作用的是 ()A．镁是叶绿素的组成成分B．油菜缺少硼时只开花不结果C．血钾含量过低会引起心律异常D．钙是人体骨骼中的重要成分解析：钾、钙、镁属于大量元素。答案：B4．美国宇航局2008年6月20日宣布火星探测器“凤凰A．火星表面存在水冰也就有可能存在过生命，因为生化反应必须在水溶液中进行B．核糖体中进行的化学反应要消耗水C．线粒体中没有水的分解，但有水的生成D．越冬或休眠的植物体内自由水与结合水的比值上升解析：核糖体中进行的化学反应是氨基酸脱水缩合，故不消耗水，而是产生水；线粒体中有水的分解(有氧呼吸第二阶段)，也有水的生成(有氧呼吸第三阶段)；越冬或休眠的植物体内结合水的相对含量增加，因此自由水与结合水的比值下降。答案：A5．广告语“聪明的妈妈会用心(锌)”道出了锌的重要性。研究发现生物体内有七十多种酶的活性与Zn有关，这说明无机盐 ()A．对维持酸碱平衡有重要作用B．对维持细胞形态有重要作用C．对维持生物体的生命活动有重要作用D．对调节细胞内溶液的浓度有重要作用答案：C6．篮球运动员姚明的“佳得乐”运动饮料广告词：“解口渴，更解体渴，佳得乐。”其中的“解体渴”主要是指 ()A．佳得乐饮料中含有大量水，补充剧烈运动散失的水分B．佳得乐饮料中含有葡萄糖，补充剧烈运动散失的能量C．佳得乐饮料中含有大量水和少量无机盐，补充剧烈运动散失的水分和无机盐D．佳得乐饮料中添加的葡萄糖和无机盐，能补充剧烈运动损失的能量和无机盐答案：D7．如图表示动植物及岩石图中部分元素含量的关系(只表示比例，不代表具体含量)。请据图分析下列问题：(1)比较动植物与岩石圈所含元素比例关系，你能得出哪些结论？(2)组成生物体的元素追根溯源来自于无机环境，为什么组成生物体的元素与无机环境中的元素在含量上大不相同？解析：本题考查生物界与非生物界及不同生物间在元素组成和含量上的关系。解答本题时应首先明确柱状图所表示的含义，再找出其相同点和不同点，分别进行描述。(1)从柱状图可看出，动物、植物及岩石圈在元素种类上是相同的，具有统一性；而在元素含量上，三者又各不相同，表现出差异性。(2)细胞膜将细胞与无机环境隔离开，可根据生命活动的需要选择性地从无机环境中吸收某些元素，因此生物界与非生物界在元素含量上具有差异。答案：(1)①生物与非生物在元素种类上具有统一性，在元素含量上具有差异性；②生物界中不同生物之间，在元素种类上基本相同，具有统一性，而在元素含量上具有差异性。(2)生物体可根据生命活动的需要选择性地从无机环境中吸收化学元素。●教学建议本讲的教学重点是组成生物体的化学元素(包括大量元素和微量元素)及组成生物体的化学元素的重要作用，难点是生物界和非生物界的统一性和差异性。为了突出重点，突破难点，教师可作如下处理：1．对比法：教师在教学中可对比各种生物之间以及生物与无机环境之间元素种类和含量，使学生发现并且概括出组成生物体的化学元素的特点：①从无机的非生命环境中元素的组成与生物体元素组成的对比中，发现它们的统一性，了解生物体的元素组成特点；②从动物体与植物体组成的元素对比中，发现不同类型的生物体，元素的组成有区别；③从生物体内不同元素的含量对比中，发现生物体元素组成的特点，以及这些特点与构成生物体的化合物、生物体特性的联系。为了贯彻这一教学方法，教师就要作如下准备：①无机的非生命环境中的元素与生物体的元素对比表；②动物体与植物体组成元素的对比表。2．教学中注意渗透以下几点：①从元素组成可以看出生物与非生物的同一性，以及组成生物体物质的特殊性；②组成生物体的元素的作用只有在生活的机体中，在生物体特定的结构基础上，在与其他物质的相互作用中才能体现出来；③不可轻视微量元素的作用；④生物体中不仅仅都是必需元素，环境中的有些非必需元素也会进入到生物体中。3．在讲述碳是组成生物体的最基本元素时，要注意引导学生阅读课本中的旁栏小资料，让学生联系有关化学知识去理解。使学生认识到：碳之所以是最基本的元素，是由碳原子本身的化学性质决定的。碳原子能形成很强的共价键，具有彼此相互结合的能力，因此形成直链、支链和环状的骨架，从而形成各种生物大分子。●备用选题1．一位农民种植的某块农田小麦产量总是比邻近地块的低。他怀疑该农田可能是缺少某种元素，为此将该块肥力均匀的农田分成面积相等的五小块，进行田间实验。除施肥不同外，其他田间管理措施相同。实验结果如下表：地块甲乙丙丁戊施肥情况尿素磷酸二氢钾磷酸二氢铵硫酸铵不施肥小麦收获量(kg)55.5665.2656.8855.4455.11表中可判断，该农田最可能缺少的元素是 ()A．KB．NC．PD．S解析：尿素中的矿质元素为N，磷酸二氢钾中的矿质元素为P、K，磷酸二氢铵中的矿质元素为P、N，硫酸铵中的矿质元素为S、N。通过甲、乙、丙、丁、戊施肥情况及产量的比较，可以看出：甲、丙、丁的产量与戊基本相同，可见N、P、S并不是该农田缺乏的元素；通过乙与戊对比，可以看出乙地所施的肥料中含有该农田缺乏的元素，为P或K，但P元素已经排除。答案：A2．(2008·武汉模拟)欧洲“火星快车”探测器和美国的“勇气”号和“机遇”号孪生火星探测器成功登上火星后，相继探测到火星上有水的存在，人类探索自己星球以外的高级生命和追求地球外栖息地的愿望成为现实。下列关于水与生命关系的叙述错误的是 ()A．各种生物体的一切生命活动都不能离开水B．水在细胞