第二章细胞的化学组成第二章细胞的化学组成第一第一节节细细胞中的元素和无机化合物胞中的元素和无机化合物第二章细胞的化学组成第二章细胞的化学组成学学习导习导航航1.举例例说出水以及无机出水以及无机盐在生物体中的作用。在生物体中的作用。 重点重点 2学学会会分分析析自自由由水水和和结合合水水的的动态比比例例和和判判断断元元素素缺缺乏乏症症的方法。的方法。 重难点重难点 第二章细胞的化学组成第二章细胞的化学组成一、一、组成成细胞的元素胞的元素1组成生物体的元素的种成生物体的元素的种类、特点、特点(1)生物体中常生物体中常见的元素有的元素有20多种，其中多种，其中_等等 元元 素素 含含 量量 较 多多 ， 称称 为 大大 量量 元元 素素 ；_等含量很少，称等含量很少，称为微量元素。微量元素。(2)特点特点不同种不同种类生物体内所含的元素生物体内所含的元素_基本相同基本相同,但含量不同。但含量不同。与无机自然界相比，没有一种元素是生物特有的。与无机自然界相比，没有一种元素是生物特有的。Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg种种类想想一一想想生生物物体体中中占占98%的的大大量量元元素素在在生生物物体体内内起起重重要要作作用用，一一些些含含量量微微少少的的元元素素缺缺乏乏后后基基本本不不会会影影响响生生物物体体的的生生命，命，对吗？提示：提示：不不对，如克山病是由于缺乏硒引起的。，如克山病是由于缺乏硒引起的。化合物化合物85%90%1%2%蛋白蛋白质1%1.5%(二二)水水1含含量量：在在活活细胞胞中中,_是是含含量量最最多多的的物物质。约占占细胞胞总质量的量的85%90%。2存存在在形形式式：水水分分子子以以自自由由水水和和_两两种种形形式式存存在在于于细胞中。胞中。3功能功能(1)自自由由水水是是良良好好的的_；各各种种生生物物化化学学反反应的的介介质；可可直直接接参参与与细胞胞内内的的各各种种代代谢；运运输营养养物物质和和运运走走代代谢废物物；在代在代谢旺盛的旺盛的细胞中，自由水的含量一般胞中，自由水的含量一般较多。多。(2)结合水是合水是_的重要成分的重要成分,与与细胞的抗逆性有关胞的抗逆性有关.点点拨自自由由水水含含量量升升高高，细胞胞代代谢加加强强，而而结合合水水含含量量升升高高,细胞的抗逆性提高。胞的抗逆性提高。水水结合水合水溶溶剂组成成细胞胞结构构(三三)细胞中的无机胞中的无机盐1存在形式：存在形式：常以常以_形式存在。形式存在。2含量：含量：较少。例如，人体中少。例如，人体中Ca的含量的含量约占体重的占体重的1.5%。3功能功能(1)维持持细胞的胞的_，如，如红细胞中的胞中的K2HPO4、KH2PO4等无机等无机盐参与参与维持持细胞的酸碱平衡。胞的酸碱平衡。(2)合成有机物的合成有机物的_，如，如镁(Mg2)是合成叶是合成叶绿素的原料。素的原料。(3)合合成成某某些些具具有有_的的物物质的的原原料料，如如合合成成血血红蛋白需要蛋白需要铁(Fe2)。离子离子酸碱平衡酸碱平衡原料原料特殊生理功能特殊生理功能4含量异常含量异常时的病症的病症(1)缺缺少少Ca2时，哺哺乳乳动物物会会出出现肌肌肉肉_现象象，番番茄茄果果实会出会出现脐腐腐现象。象。(2)Ca2过多多时，哺乳，哺乳动物会出物会出现肌肉肌肉_现象等。象等。(3)缺缺少少_时，番番茄茄植植株株的的老老叶叶尖尖端端和和边缘会会失失绿,直直至至干干枯坏死。枯坏死。抽搐抽搐乏力乏力K判断下列各小判断下列各小题说法是否正确法是否正确(1)参与运参与运输营养物养物质和代和代谢废物的水物的水为自由水自由水( )(2)生物体内化学反生物体内化学反应离不开水离不开水( )(3)水是水是细胞胞结构的构的组成成分之一成成分之一( )(4)盐碱碱地地生生长的的植植物物比比一一般般土土壤壤中中生生长的的植植物物含含自自由由水水比比例例高高( )(5)生物体某些无机生物体某些无机盐缺乏缺乏时，会出，会出现不同缺乏症不同缺乏症( )(6)微微量量元元素素硒硒的的作作用用重重大大，只只要要有有了了硒硒，人人就就能能正正常常生生长发育育( )组成细胞的元素组成细胞的元素1按按照照与与生生命命的的关关系系分分类：细胞胞和和生生物物体体内内的的元元素素可可分分为必必需元素和非必需元素。需元素和非必需元素。2按按照照含含量量的的多多少少分分类：可可把把构构成成细胞胞的的20多多种种元元素素分分为大大量元素和微量元素两量元素和微量元素两类。(1)大大量量元元素素：指指生生命命活活动必必需需的的，含含量量占占生生物物体体质量量万万分分之之一一以以上上的的元元素素。包包括括：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg共共9种元素。种元素。(2)微微量量元元素素：指指生生命命活活动必必需需的的,但但需需要要量量极极少少的的一一些些元元素素。如如Fe、Mn、Cu、Zn、Mo、Se等。等。3元素在生物体内分布的特点元素在生物体内分布的特点(1)不同种不同种类生物体内所含元素的种生物体内所含元素的种类基本相同。基本相同。(2)同一元素在不同生物体内的含量差同一元素在不同生物体内的含量差别较大。大。4重要作用重要作用(1)组成多种多成多种多样的化合物。的化合物。(2)影响生物体的生命活影响生物体的生命活动。5生物体内的元素与无机自然界中元素的关系生物体内的元素与无机自然界中元素的关系组成成生生物物体体的的元元素素都都来来自自于于无无机机自自然然界界，没没有有一一种种元元素素是是生生物体所特有的。物体所特有的。特特别提醒提醒(1)细胞中的胞中的C、O角色角色C是是生生物物体体的的最最基基本本元元素素,是是占占细胞胞干干重重质量量百百分分比比最最多多的的元素。地球上的生命就是在元素。地球上的生命就是在C元素的基元素的基础上建立起来的。上建立起来的。O是是占占细胞胞鲜重重质量量百百分分比比最最多多的的元元素素。其其他他元元素素依依次次是是C、H、N、P、S、Ca等。等。(2)生物界与无机自然界的生物界与无机自然界的统一性和差异性一性和差异性统一一性性：组成成生生物物体体的的化化学学元元素素在在无无机机自自然然界界中中都都可可以以找找到，没有一种化学元素是生物界所特有的。到，没有一种化学元素是生物界所特有的。差差异异性性：组成成生生物物体体的的化化学学元元素素，在在生生物物体体内内和和无无机机自自然然界中的含量相差很大。界中的含量相差很大。 下列关于下列关于细胞中化学元素的叙胞中化学元素的叙述，正确的是述，正确的是()A细胞中一种元素的作用能被其他元素替代胞中一种元素的作用能被其他元素替代B克山病是克山病是细胞中缺胞中缺锌导致的致的C细胞中的元素没有一种是无机自然界中所不存在的胞中的元素没有一种是无机自然界中所不存在的D细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要解解析析具具体体分分析析如如下下:A项,组成成细胞胞的的不不同同化化学学元元素素的的作作用用不不同同,因因此此细胞胞中中一一种种元元素素的的作作用用不不能能被被其其他他元元素素替替代代;B项,克克山山病病是是细胞胞中中缺缺硒硒导致致的的；C项，细胞胞中中的的元元素素在在无无机机自自然然界界中中都都能能找找到到；D项，微微量量元元素素虽然然在在生生物物体体内内含含量量很很少少,却是生物生命活却是生物生命活动所必需的元素。所必需的元素。C解解析析：选D。本本题主主要要是是考考查细胞胞中中各各种种元元素素和和化化合合物物含含量量的的多多少少，解解答答时要要找找出出“题眼眼”：干干重重或或鲜重重。含含量量或数量。或数量。细胞中的水胞中的水1细胞中水的含量胞中水的含量(1)细胞中含量最多的化合物。胞中含量最多的化合物。(2)不不同同的的生生物物体体内内水水的的含含量量差差别很很大大。例例如如，水水生生生生物物陆生生物。生生物。(3)同一生物体的不同同一生物体的不同组织、器官含水量也不相同。、器官含水量也不相同。(4)生生物物体体不不同同的的生生长发育育阶段段水水的的含含量量不不同同。幼幼儿儿期期成成年年期老年期。期老年期。2水的存在形式与功能水的存在形式与功能存在形式存在形式自由水自由水结合水合水特点特点功能功能在在细胞胞间可自由流可自由流动代代谢旺盛的旺盛的细胞中自胞中自由水含量高由水含量高在在细胞中通胞中通过氢键等等与蛋白与蛋白质、糖、糖类和核和核酸等物酸等物质结合在一起合在一起生物化学反生物化学反应的介的介质溶解并运溶解并运输物物质代代谢废物的排出物的排出参与参与细胞中各种代胞中各种代谢组成成细胞胞结构的重要构的重要成分，成分，结合水含量增合水含量增多可增多可增强强植物抗逆性植物抗逆性特特别提提醒醒自自由由水水与与结合合水水的的比比值对细胞胞代代谢和和抗抗逆逆性性的的影影响响：自自由由水水/结合合水水的的比比值大大细胞胞代代谢强强度度高高(抗抗逆逆性性低低)；自自由由水水/结合合水水的的比比值小小细胞胞代代谢强强度度低低(抗抗逆性高逆性高)。如。如图所示：所示： 含水量不同的玉米种子的含水量不同的玉米种子的呼吸速率呼吸速率(mg/100 gh)是不同的，是不同的，如右如右图所示。所示。(1)玉米种子的呼吸速率与含水量的关系是玉米种子的呼吸速率与含水量的关系是_。(2)为了使种子能安全了使种子能安全贮存存,种子的含水量种子的含水量应控制在控制在_.(3)粮粮仓会出会出现发潮潮现象，原因是象，原因是_。(4)根根据据你你所所学学的的知知识就就“如如何何降降低低种种子子的的呼呼吸吸速速率率”这个个问题提出两条具体措施。提出两条具体措施。_。在一定范在一定范围内随着含水量的增加，呼吸速率增加内随着含水量的增加，呼吸速率增加12%以下以下种子通种子通过有氧呼吸有氧呼吸产生了水生了水将种子晒干，并将种子晒干，并贮藏于干燥地方；降低藏于干燥地方；降低贮藏种子的温度藏种子的温度解解析析(1)由由图示示可可知知随随含含水水量量的的增增加加，呼呼吸吸速速率率增增加加。但但仅局局限限于于一一定定范范围内内。(2)在在012%范范围内内种种子子呼呼吸吸速速率率较低低，便便于于种种子子安安全全贮存存。(3)种种子子有有氧氧呼呼吸吸过程程中中产生生了了水水因因而而粮粮仓发潮潮。(4)综合合以以上上分分析析，降降低低种种子子内内的的水水分分，降降低低贮存温度均可降低种子的呼吸速率。存温度均可降低种子的呼吸速率。从化学角度分析温度对自由水和结合水含量的影响？从化学角度分析温度对自由水和结合水含量的影响？英英国国每每日日邮报报道道，美美国国宇宇航航局局的的“好好奇奇号号”火火星星漫漫游游车拍拍摄的的图片片或或可可提提供供火火星星表表面面曾曾经存存在在水水。由由水水的的存存在在推推测可可能存在生物的主要理由是能存在生物的主要理由是()A水分子分自由水和水分子分自由水和结合水两种形式合水两种形式B生命物生命物质必必须在在结合水中运合水中运输C水是生物体的温度水是生物体的温度调节剂D几几乎乎所所有有的的生生物物化化学学反反应都都以以水水为介介质或或水水直直接接作作为反反应物参与物参与解解析析：水水是是生生物物化化学学反反应的的介介质或或反反应物物，也也就就是是说，没没有有水水,生生物物就就无无法法进行行生生物物化化学学反反应，所所以以可可以以根根据据水水的的存存在在来来推推测生物的存在。生物的存在。D1含量：含量：约占占细胞胞总质量的量的1.5%。细胞中的无机胞中的无机盐3主要功能及主要功能及举例例(1)是是细胞内某些化合物的重要胞内某些化合物的重要组成部分，如：成部分，如：无机无机盐生理功能生理功能Mg2叶叶绿素必需的原料素必需的原料Fe2血血红蛋白的主要成分蛋白的主要成分合成核苷酸的原料合成核苷酸的原料Zn2人体内人体内70多种多种酶酶的重要的重要组成成分成成分CaCO3动物和人体骨骼、牙物和人体骨骼、牙齿中的重要成分中的重要成分(2)维持生物体的生命活动，如：维持生物体的生命活动，如：无机无机盐生理功能生理功能K维持持细胞内液的渗透胞内液的渗透压Na维持持细胞外液的渗透胞外液的渗透压Ca2哺乳哺乳动物血液中物血液中钙盐含量太低，会出含量太低，会出现抽搐抽搐Mn2某些某些酶酶的活化因子的活化因子各种离子各种离子维持持细胞和生物体内的酸碱平衡胞和生物体内的酸碱平衡特特别提醒几种常提醒几种常见无机无机盐引起的植物缺乏症引起的植物缺乏症(1)Zn缺缺乏乏时会会引引起起苹苹果果、桃桃等等植植物物的的“小小叶叶症症”和和“丛叶症叶症”(叶子叶子变小，小，节间缩短短)。(2)B能能促促进花花粉粉的的萌萌发和和花花粉粉管管的的伸伸长，缺缺B常常导致致植植物物“花而不花而不实”。(3)Mg参与叶参与叶绿素的合成素的合成,缺乏缺乏时，叶片脉，叶片脉间失失绿黄化。黄化。(4)K缺乏缺乏时会引起番茄老叶的会引起番茄老叶的“失失绿症症”。 广广告告语“聪明明的的妈妈会会用用心心(锌)”道道出出了了锌的的重重要要性性，研研究究发现生生物物体体内内有有七七十十多多种种酶酶的的活活性性与与Zn2有有关关，这说明明无机无机盐()A对维持酸碱平衡有重要作用持酸碱平衡有重要作用B对维持持细胞形胞形态有重要作用有重要作用C对维持生物体的生命活持生物体的生命活动有重要作用有重要作用D对调节细胞内溶液的胞内溶液的浓度有重要作用度有重要作用解解析析新新陈代代谢需需要要酶酶的的催催化化,有有七七十十多多种种酶酶的的活活性性与与Zn2有关，所以有关，所以说明无机明无机盐有有维持生物体生命活持生物体生命活动的重要作用。的重要作用。C铁是血红蛋白的重要组成成分，血红蛋白是红细胞的主要成铁是血红蛋白的重要组成成分，血红蛋白是红细胞的主要成分。当人或哺乳动物体内含铁量减少时，红细胞运输氧的功分。当人或哺乳动物体内含铁量减少时，红细胞运输氧的功能减弱，且含铁量过低时，人和动物则表现为贫血，同时会能减弱，且含铁量过低时，人和动物则表现为贫血，同时会出现一系列的症状，如贫血的人面色苍白，容易疲劳，并有出现一系列的症状，如贫血的人面色苍白，容易疲劳，并有心慌气短、恶心、头痛、眩晕等症状。这一事实说明铁的作心慌气短、恶心、头痛、眩晕等症状。这一事实说明铁的作用是用是(多选多选)( )A细胞中某些化合物的重要组成成分细胞中某些化合物的重要组成成分B维持生物体的生命活动维持生物体的生命活动C维持细胞的正常生理活动维持细胞的正常生理活动D具调节作用具调节作用ABC解解析析：据据题中中所所提提供供的的信信息息可可知知：铁是是血血红蛋蛋白白的的组成成成成分分,故故A项正正确确；缺缺铁会会导致致贫血血及及一一系系列列症症状状出出现,所所以以铁能能维持持生生物物体体的的生生命命活活动,B项正正确确；红细胞胞中中血血红蛋蛋白白含含量量过少少,会会使使红细胞胞运运输氧氧的的功功能能减减弱弱，因因此此铁还能能维持持细胞胞的的正正常常生理活生理活动，C项正确。正确。