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第一章　　细胞的分子组成
第一节　水和无机盐是构成细胞的重要无机物
1.说出细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成。
2.指出水大约占细胞重量的2/3,以自由水和结合水的形式存在,赋予了细胞许多特性,在生命活动中具有重要作用。
3.举例说出无机盐在细胞内的含量虽少,但与生命活动密切相关。
1.采用归类法分析比较主要元素与微量元素。
2.归纳、概括水和无机盐在生命活动中的作用,并对两者的含量、存在形式等进行比较。
一、细胞主要由C、H、O、N、P和S等元素组成
1.构成细胞的主要元素
主要包括C、H、O、N、P和S等,其中C、H、O、N四种元素在人体中所占比重在96%以上。
2.微量元素
在人体中的含量很低,但对维持细胞正常的结构和生命活动均起着重要作用。
(1)东北虎和其所捕食动物体内的各种化学元素的种类差异很大,含量大体相同。(　×　)
提示:不同生物所含元素的种类差异不大,但含量差异很大。
(2)微量元素由于含量极少,因此不是细胞所必需的元素。(　×　)
提示:微量元素虽然含量低,但对维持细胞正常的结构和生命活动均起着重要作用。
二、水为生命活动提供了条件
1.水的含量
细胞的含水量一般为60%～90%,水是生物体内含量最多的化合物。
2.水的特性
(1)水是极性分子,一端略正,一端略负,由于正负电荷的吸引,水分子之间会形成氢键。
(2)一个水分子可以通过氢键与另外4个水分子相连。这就是水分子的缔合。
3.水的功能
(1)水作为良好的溶剂,能帮助溶解和运输营养物质及代谢产物。
(2)水分子之间的氢键使得水具有调节温度的作用。
(3)水还是细胞中某些代谢的反应物和产物。
(4)水在动、植物的分布、繁殖、生长发育以及动物体色、动物行为等方面有着深远的
影响。
(1)水是细胞内含量最多的化合物,占细胞的干重最多。(　×　)
提示:水是占细胞的鲜重最多的化合物。
(2)水是极性分子,凡是有极性的分子或离子都易溶于水。(　√　)
(3)水温升高时会形成较多的氢键。(　×　)
提示:水温升高时,需要较多的热用于破坏水分子间的氢键;水温降低时,氢键的形成会释放热量。
三、无机盐与细胞生活密切相关
1.无机盐的存在形式和含量
(1)含量:在生物体内含量不高,约占1%～1.5%。
(2)存在形式:多数以离子的形式存在。
2.生理功能
(1)对维持生物体的生命活动有着重要的作用:维持血浆的正常浓度、酸碱平衡以及神经、肌肉的兴奋性等,如若哺乳动物血液中的Ca2+含量过低,则会发生抽搐。
(2)是细胞的重要组成成分之一,如磷酸钙是骨细胞的重要成分。
(3)是某些复杂化合物的重要组成成分,如Mg2+是叶绿素的必需成分、Fe2+是血红蛋白的必需成分。
(1)血浆中的Na+和Cl-对维持酸碱平衡具有重要作用。(　×　)
提示:Na+和Cl-为中性离子,故Na+和Cl-的作用不是维持血浆的酸碱平衡,但HC可以。
(2)患急性肠胃炎的病人脱水时,需要补充体内丢失的无机盐来补充能量。(　×　)
提示:患急性肠胃炎的病人脱水时,需补充体内丢失的无机盐,但无机盐不能提供能量。
(3)Mg2+是叶绿素的必需成分,镁的这种存在形式是多数无机盐在生物体内的存在形式。(　×　)
提示:镁在叶绿素分子中以化合物的形式存在,而生物体内的大多数无机盐以离子的形式存在。
一、细胞的元素组成
[典例1-1] (温州三校联考)下列关于组成生物体的化学元素的叙述,错误的是(　A　)
A.在同一种生物体内,各种化学元素的含量一般相同
B.在组成生物体的元素中,碳是生命系统的核心元素
C.在不同的生物体内,组成它们的化学元素的种类大体相同
D.组成生物体的化学元素依其含量可分为大量元素和微量元素
解析:在同一种生物体内,各种化学元素的含量一般是不同的,A错误。
[典例1-2] 元素和化合物是细胞的重要组成部分,因此可用某些元素的特有属性进行实验研究。3H、32P、35S、131I等同位素具有放射性,18O、15N等同位素无放射性,可根据此区别进行分析应用。下列相关叙述错误的是(　D　)
A.不能通过检测18O的放射性探究光合作用产生氧气的来源
B.通过131I产生的放射线杀死甲状腺的病变细胞,可以对病症起到治疗作用
C.甲状腺细胞吸收碘合成甲状腺激素,说明无机盐是某些复杂化合物的重要组成成分
D.光合作用中追踪14C和3H的变化可在同一组实验中同时进行
解析:18O不具有放射性,因此不能通过检测18O的放射性探究光合作用产生氧气的来源,A正确;通过131I产生的放射线杀死甲状腺的病变细胞,可以对病症起到治疗作用,B正确;碘可以用于合成甲状腺激素,说明无机盐是某些复杂化合物的重要组成成分,C正确;一个实验中若有多个物质(或结构)需要进行示踪研究时,应分多次实验单独标记观察,因为现有仪器可以检测出放射性,但不能检测出是哪种元素的放射性,D错误。
同位素与同位素示踪
(1)同位素:同一元素的质子数相同,但中子数可能不同。质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素。简单地说,同位素是指质量不同而化学性质相同的原子。同位素按其能否发出放射线分为放射性同位素(如3H、14C、35S、32P、131I等)和稳定性同位素(如13C、15N、18O等)。
(2)同位素示踪:同位素标记可以显示物质的运行和变化规律。研究者通过追踪用放射性同位素标记的化合物可以弄清楚化学反应的详细过程,也能追踪物质的转移途径,这种研究技术称为同位素示踪。
(3)提醒:①要研究某物质(或结构)的运行规律,最好是标记该物质(或结构)的特有元素;②一个实验中若有多个物质(或结构)需要进行示踪研究时,应分多次实验单独标记观察,因为现有仪器可以检测出放射性,但不能检测出是哪种元素的放射性;③在进行示踪观察时,不考虑放射性对该物质(或结构)的影响;④同位素示踪还可用于某些疾病的诊断与治疗。
二、水的特性和功能
[典例2-1]下列有关水的说法,正确的是(　D　)
A.水不直接参与生化反应
B.储藏的种子不含水分,以保持休眠状态
C.细胞中凡是有极性的分子都不易溶于水
D.水具有调节温度变化的作用与水分子间的氢键有关
解析:水是细胞中某些代谢的反应物和产物,水在动、植物的分布、繁殖、生长发育以及动物体色、动物行为等方面有着深远的影响,故水可直接参与生化反应,A错误;储藏的种子也含有水,只是与萌发中的种子比,水分的含量相对较低,B错误;水是极性分子,细胞中凡是有极性的分子都易溶于水,C错误;水分子间有氢键,使得细胞中的水具有调节温度变化的作用,D正确。
[典例2-2]水是细胞的重要组成成分,在细胞中有自由水和结合水两种存在形式。下图为水的存在形式、相互转化及其功能的部分概念图。据图分析,下列叙述错误的是(　B　)
A.甲表示的是“组成细胞的结构”,若该部分水失去会导致细胞死亡
B.若乙表示“调节温度”,这是因为水具有极性
C.干旱时,细胞内自由水与结合水的比值减小,其抵抗干旱的能力增强
D.升温时,细胞内自由水与结合水的比值增大,其细胞代谢水平会升高
解析:甲表示结合水的功能,结合水是细胞结构的重要组成成分,如果这部分水失去会导致细胞死亡,A正确;氢键的存在,使得水具有调节温度的作用,而不是因为水具有极性,B错误;干旱时,细胞内自由水与结合水的比值减小,细胞的新陈代谢减弱,其抵抗干旱的能力增强,C正确;升温时,细胞内自由水与结合水的比值增大,其细胞代谢水平会升高,D正确。
1.自由水和结合水的比较
存在 形式 自由水 结合水
定义 细胞中绝大部分的水以游离的形式存在,可以自由流动 在细胞内与其他物质相结合的水
特点 流动性强、易蒸发,可参与物质代谢 不流动、不蒸发,与其他物质结合
功能 ①细胞内良好的溶剂;②某些代谢的反应物和产物;③为细胞提供液体环境;④运送营养物质和代谢产物 是细胞结构的重要组成成分
联系 自由水和结合水在一定条件下可以相互转化
2.水与细胞的代谢强度、抗逆性的关系
自由水占比越大→细胞的代谢越旺盛
结合水占比越大→细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越强
三、无机盐的生理作用
[典例3-1](杭州高一期中)下列有关无机盐的叙述,错误的是(　C　)
A.在体内主要以离子的形式存在
B.能调节血浆渗透压
C.能为人体生命活动提供能量
D.过量摄入可导致细胞渗透失水
解析:无机盐在生物体内的作用有组成某些结构和维持正常的生命活动等,但不能为生命活动提供能量,C错误。
[典例3-2]无机盐是某些化合物的重要组成成分,具有维持生物体生命活动的重要作用。下列叙述错误的是(　A　)
A.Fe2+是叶绿素的重要组成成分
B.I-作为原料参与甲状腺激素的合成
C.人血液中的Ca2+含量过低会发生抽搐
D.HC具有维持人血浆的酸碱平衡的作用
解析:Mg2+是叶绿素的必需成分,A错误;I-是合成甲状腺激素的原料,B正确;Ca2+会影响肌肉的兴奋性,缺钙会导致抽搐,血钙含量过高将导致肌无力,C正确;H2CO3/HC是人体内重要的酸碱缓冲物质,有利于维持血浆的酸碱平衡,D正确。第一节　水和无机盐是构成细胞的重要无机物
素养测练
对点达标练
知识点1　构成细胞的元素
1.下列有关构成人体细胞的主要元素的叙述,正确的是( )
A.细胞主要是由C、H、O、N、P和S等元素组成的
B.人体细胞中有的元素在自然界中找不到
C.C是核心元素,其含量最高
D.微量元素的含量很少,作用不大
2.在生物体内的含量极少,但对于维持生物体的正常生命活动必不可少的元素有( )
A.Zn、Cu、B、Mn
B.Zn、Cu、Mg、Ca
C.Fe、Mn、Zn、Mg
D.Mg、Mn、Cu、Mo
3.(绍兴高一期末)研究发现,印度农村儿童易患肝硬化与使用铜壶给儿童煮奶的习惯有关。然而,大量资料又告诉我们人体不可缺少铜。该现象说明铜是( )
A.低毒性物质　　　　
B.一种重金属
C.人体所需要的微量元素
D.人体可要可不要的元素
4.C、H、N三种化学元素的质量分数共占人体干重化学成分的73%左右,而这三种元素在组成岩石圈的化学成分中,质量分数不到1%。这个事实说明( )
A.生物界和非生物界具有统一性
B.生物是由非生物进化而来的
C.生物界没有一种元素是生物所特有的,生物和非生物从本质上看是相同的
D.生物界和非生物界具有差异性
知识点2　细胞中的水
5.水被认为是生命的摇篮。下列关于水分子的特性的叙述,正确的是( )
A.水分子内能形成氢键
B.属于非极性分子
C.可作为良好的溶剂
D.氢键的形成会吸收热量,所以能调节温度
6.在冬季来临的过程中,随着气温的逐渐降低,植物体内发生了一系列适应低温的生理生化变化。此时细胞中自由水的比例会( )
A.逐渐降低 B.逐渐升高
C.保持不变 D.不能确定
7.(温州十校高一联考)水稻在生长发育过程中,需要不断从环境中吸收水。下列有关植物体内水的叙述,错误的是( )
A.水是极性分子,所以是良好的溶剂
B.水稻活细胞的含水量一般占60%以上
C.水是细胞中某些代谢的反应物和产物
D.水稻的种子在储存过程中水分越低越好
D错误。
知识点3　细胞中的无机盐
8.某同学经常头晕,经检查发现血红蛋白的含量偏低,被诊断为贫血。医生建议该同学补充( )
A.Fe2+ B.Mg2+ C.K+ D.Ca2+
患者应多吃一些含蛋白质和铁丰富的食物,这是因为Fe2+是血红蛋白的组成成分,A符合题意。
9.(温州新力量联盟高一期中)某运动员比赛后化验发现,体液中的C含量太低,导致神经和肌肉的兴奋性过高而出现抽搐。这一事实说明C的生理功能之一是( )
A.构成细胞结构的主要成分之一
B.维持细胞的正常形态
C.调节渗透压和酸碱平衡
D.维持细胞的正常生理功能
10.(山东青岛期末)硒元素在生物体内的含量很少。硒与氨基酸结合后,一般以硒代半胱氨酸和硒代蛋氨酸的形式存在。另外,硒与重金属有很强的亲和力,可与重金属离子结合,形成金属硒蛋白复合物,直接排出体外,因而硒具有解毒、排毒、抗污染的能力。在高硒状态下,人体也会出现四肢麻木、皮疹、消化不良等症状。下列推测正确的是( )
A.锌、铁、铜、镁、硒等是生物体所必需的微量元素
B.硒元素对维持细胞的渗透压和酸碱平衡有决定性作用
C.硒能分解重金属,因而具有解毒、排毒、抗污染的作用
D.硒元素在生物体内大多以化合物的形式存在
综合提升练
11.(衢温5+1联盟期中)农业谚语“水是庄稼血,肥是庄稼粮”“缺镁后期株叶黄,老叶脉间变褐亡”说明水和无机盐在农作物的生长发育中有着重要作用。下列关于水和无机盐的叙述,错误的是( )
A.将植物叶片烘干后剩余的物质主要是无机盐
B.镁是构成叶绿素的元素之一,缺镁会导致叶片变黄
C.在构成生物体的物质中,水的含量最高
D.水因为是极性分子,故能溶解和运输营养物质和代谢废物
12.(温州新力量联盟高一期中)在冬季来临的过程中,随着气温逐渐降低,植物体内发生了一系列适应性的变化,抗寒能力逐渐增强。下图为冬小麦在不同时期的含水量变化的关系图。下列说法正确的是( )
A.9—12月的含水量下降,主要与结合水减少有关
B.气温低,自由水的含量降低,可防止结冰损伤细胞
C.细胞中的自由水和结合水都能参与物质运输
D.自由水与结合水的比值升高,植物的抗寒能力增强
13.下图表示土壤中甲、乙两种元素的含量变化与某植物的生长速率的关系。下列分析合理的是( )
A.该植物生长所需要甲元素的量比乙元素的量多
B.施含乙元素的肥料比施含甲元素的肥料更有利于该植物生长
C.种植该植物时,应在早期施用含甲元素的肥料,后期施用含乙元素的肥料
D.当土壤中乙元素的含量为a时,适当增施含乙元素的肥料能促进该植物生长
14.(浙江A9协作体高一期中联考)一位农民种植的某块农田上,小麦的产量总是比邻近地块的低。农民怀疑该农田可能是缺少某种元素,为此他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,其他田间管理措施均相同。实验结果见下表,从表中可判断,该农田最可能缺少的元素是( )
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
小麦的 相对收 获量 55.56 65.26 56.88 55.44 55.11
A.K B.N C.P D.S
15.取生长状态相同的两组番茄幼苗,置于表中所列的A、B两种培养液中,在相同且适宜的条件下培养,甲组用A培养液,乙组用B培养液。(表中“+”表示有,“-”表示无)
培养液的成分 A B
Ca(NO3)2 + +
KH2PO4 + +
KCl + +
MgSO4 + -
FeSO4 + +
其他微量元素 + +
蒸馏水 + +
(1)若干天后发现,两组番茄苗下部的叶片颜色不同,推测甲组呈　　　　,乙组呈　 。
如果要进一步探究乙组现象出现的原因,应该　　　　　　　　　　　　　　。
(2)在培养液中最多的成分是　 。
(3)该实验采用的方法可用来研究 　 。 (共27张PPT)
第一章 细胞的分子组成
第一节
水和无机盐是构成细胞的重要
无机物
课程标准
1.说出细胞主要由C、、、、、 等元素构成。
2.指出水大约占细胞重量的 ，以自由水和结合水的形式存在，赋予了
细胞许多特性，在生命活动中具有重要作用。
3.举例说出无机盐在细胞内的含量虽少，但与生命活动密切相关。
素养定位
1.采用归类法分析比较主要元素与微量元素。
2.归纳、概括水和无机盐在生命活动中的作用，并对两者的含量、存在形
式等进行比较。
读教材·相信我能行
一、细胞主要由C、、、、和 等元素组成
1.构成细胞的主要元素
主要包括_________________和 等，其中_____________四种元素在人体
中所占比重在 以上。
2.微量元素
在人体中的含量很____，但对维持细胞正常的结构和生命活动均起着重要
作用。
C、、、、
C、、、
低
思维点拨
（1）东北虎和其所捕食动物体内的各种化学元素的种类差异很大，含量
大体相同。( )
×
提示：不同生物所含元素的种类差异不大，但含量差异很大。
（2）微量元素由于含量极少，因此不是细胞所必需的元素。( )
×
提示：微量元素虽然含量低，但对维持细胞正常的结构和生命活动均起着
重要作用。
二、水为生命活动提供了条件
1.水的含量
细胞的含水量一般为 ，水是生物体内含量______的化合物。
2.水的特性
（1）水是______分子，一端略正，一端略负，由于正负电荷的吸引，水
分子之间会形成______。
（2）一个水分子可以通过______与另外___个水分子相连。这就是水分子
的缔合。
最多
极性
氢键
氢键
4
3.水的功能
（1）水作为良好的______，能帮助溶解和运输营养物质及代谢产物。
（2）水分子之间的氢键使得水具有__________的作用。
（3）水还是细胞中某些代谢的________和产物。
（4）水在动、植物的分布、繁殖、__________以及动物体色、动物行为
等方面有着深远的影响。
溶剂
调节温度
反应物
生长发育
思维点拨
（1）水是细胞内含量最多的化合物，占细胞的干重最多。( )
×
提示：水是占细胞的鲜重最多的化合物。
（2）水是极性分子，凡是有极性的分子或离子都易溶于水。( )
√
（3）水温升高时会形成较多的氢键。( )
×
提示：水温升高时，需要较多的热用于破坏水分子间的氢键；水温降低时，
氢键的形成会释放热量。
三、无机盐与细胞生活密切相关
1.无机盐的存在形式和含量
（1）含量：在生物体内含量不高，约占____________。
（2）存在形式：多数以______的形式存在。
2.生理功能
（1）对维持生物体的生命活动有着重要的作用：维持血浆的正常浓度、
__________以及神经、肌肉的________等，如若哺乳动物血液中的______
含量过低，则会发生抽搐。
（2）是细胞的重要组成成分之一，如________是骨细胞的重要成分。
（3）是某些复杂化合物的重要组成成分，如 是________的必需成分、
______是血红蛋白的必需成分。
离子
酸碱平衡
兴奋性
磷酸钙
叶绿素
思维点拨
（1）血浆中的和 对维持酸碱平衡具有重要作用。( )
×
提示：和为中性离子，故和 的作用不是维持血浆的酸碱平
衡，但 可以。
（2）患急性肠胃炎的病人脱水时，需要补充体内丢失的无机盐来补充能
量。( )
×
提示：患急性肠胃炎的病人脱水时，需补充体内丢失的无机盐，但无机盐
不能提供能量。
（3） 是叶绿素的必需成分，镁的这种存在形式是多数无机盐在生物
体内的存在形式。( )
×
提示：镁在叶绿素分子中以化合物的形式存在，而生物体内的大多数无机
盐以离子的形式存在。
攻难点·让我更出色
一、细胞的元素组成
［典例1-1］ （温州三校联考）下列关于组成生物体的化学元素的叙述，
错误的是( )
A
A.在同一种生物体内，各种化学元素的含量一般相同
B.在组成生物体的元素中，碳是生命系统的核心元素
C.在不同的生物体内，组成它们的化学元素的种类大体相同
D.组成生物体的化学元素依其含量可分为大量元素和微量元素
解析：在同一种生物体内，各种化学元素的含量一般是不同的，A错误。
［典例1-2］ 元素和化合物是细胞的重要组成部分，因此可用某些元素的
特有属性进行实验研究。、、、 等同位素具有放射性，
、 等同位素无放射性，可根据此区别进行分析应用。下列相关叙
述错误的是( )
D
A.不能通过检测 的放射性探究光合作用产生氧气的来源
B.通过 产生的放射线杀死甲状腺的病变细胞，可以对病症起到治疗作用
C.甲状腺细胞吸收碘合成甲状腺激素，说明无机盐是某些复杂化合物的重
要组成成分
D.光合作用中追踪和 的变化可在同一组实验中同时进行
解析：不具有放射性，因此不能通过检测 的放射性探究光合作用
产生氧气的来源，A正确；通过 产生的放射线杀死甲状腺的病变细胞，
可以对病症起到治疗作用，B正确；碘可以用于合成甲状腺激素，说明无
机盐是某些复杂化合物的重要组成成分，C正确；一个实验中若有多个物
质（或结构）需要进行示踪研究时，应分多次实验单独标记观察，因为现
有仪器可以检测出放射性，但不能检测出是哪种元素的放射性，D错误。
拓展提升
同位素与同位素示踪
（1）同位素：同一元素的质子数相同，但中子数可能不同。质子数相同
而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素。简单地说，同位素是
指质量不同而化学性质相同的原子。同位素按其能否发出放射线分为放射
性同位素（如、、、、等）和稳定性同位素
（如、、等）。
（2）同位素示踪：同位素标记可以显示物质的运行和变化规律。研究者
通过追踪用放射性同位素标记的化合物可以弄清楚化学反应的详细过程，
也能追踪物质的转移途径，这种研究技术称为同位素示踪。
（3）提醒：①要研究某物质（或结构）的运行规律，最好是标记该物质
（或结构）的特有元素；②一个实验中若有多个物质（或结构）需要进行
示踪研究时，应分多次实验单独标记观察，因为现有仪器可以检测出放射
性，但不能检测出是哪种元素的放射性；③在进行示踪观察时，不考虑放
射性对该物质（或结构）的影响；④同位素示踪还可用于某些疾病的诊断
与治疗。
二、水的特性和功能
［典例2-1］ 下列有关水的说法，正确的是( )
D
A.水不直接参与生化反应
B.储藏的种子不含水分，以保持休眠状态
C.细胞中凡是有极性的分子都不易溶于水
D.水具有调节温度变化的作用与水分子间的氢键有关
解析：水是细胞中某些代谢的反应物和产物，水在动、植物的分布、繁殖、
生长发育以及动物体色、动物行为等方面有着深远的影响，故水可直接参
与生化反应，A错误；储藏的种子也含有水，只是与萌发中的种子比，水
分的含量相对较低，B错误；水是极性分子，细胞中凡是有极性的分子都
易溶于水，C错误；水分子间有氢键，使得细胞中的水具有调节温度变化
的作用，D正确。
［典例2-2］ 水是细胞的重要组成成
分，在细胞中有自由水和结合水两种
存在形式。下图为水的存在形式、相
B
A.甲表示的是“组成细胞的结构”，若该部分水失去会导致细胞死亡
B.若乙表示“调节温度”，这是因为水具有极性
C.干旱时，细胞内自由水与结合水的比值减小，其抵抗干旱的能力增强
D.升温时，细胞内自由水与结合水的比值增大，其细胞代谢水平会升高
互转化及其功能的部分概念图。据图分析，下列叙述错误的是( )
解析：甲表示结合水的功能，结合水是细胞结构的重要组成成分，如果这
部分水失去会导致细胞死亡，A正确；氢键的存在，使得水具有调节温度的
作用，而不是因为水具有极性，B错误；干旱时，细胞内自由水与结合水的
比值减小，细胞的新陈代谢减弱，其抵抗干旱的能力增强，C正确；升温时，
细胞内自由水与结合水的比值增大，其细胞代谢水平会升高，D正确。
拓展提升
1.自由水和结合水的比较
存在形式 自由水 结合水
定义 细胞中绝大部分的水以游离的形式存 在，可以自由流动 在细胞内与其他物
质相结合的水
特点 流动性强、易蒸发，可参与物质代谢 不流动、不蒸发，
与其他物质结合
功能 ①细胞内良好的溶剂；②某些代谢的反 应物和产物；③为细胞提供液体环境； ④运送营养物质和代谢产物 是细胞结构的重要
组成成分
联系 自由水和结合水在一定条件下可以相互转化
2.水与细胞的代谢强度、抗逆性的关系
自由水占比越大细胞的代谢越旺盛
结合水占比越大细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越强
三、无机盐的生理作用
［典例3-1］ （杭州高一期中）下列有关无机盐的叙述，错误的是
( )
C
A.在体内主要以离子的形式存在 B.能调节血浆渗透压
C.能为人体生命活动提供能量 D.过量摄入可导致细胞渗透失水
解析：无机盐在生物体内的作用有组成某些结构和维持正常的生命活动等，
但不能为生命活动提供能量，C错误。
［典例3-2］ 无机盐是某些化合物的重要组成成分，具有维持生物体生命
活动的重要作用。下列叙述错误的是( )
A
A. 是叶绿素的重要组成成分
B. 作为原料参与甲状腺激素的合成
C.人血液中的 含量过低会发生抽搐
D. 具有维持人血浆的酸碱平衡的作用
解析：是叶绿素的必需成分，A错误； 是合成甲状腺激素的原料，
B正确； 会影响肌肉的兴奋性，缺钙会导致抽搐，血钙含量过高将导
致肌无力，C正确； 是人体内重要的酸碱缓冲物质，有利于
维持血浆的酸碱平衡，D正确。第一节　水和无机盐是构成细胞的重要无机物
素养测练
对点达标练
知识点1　构成细胞的元素
1.下列有关构成人体细胞的主要元素的叙述,正确的是(　A　)
A.细胞主要是由C、H、O、N、P和S等元素组成的
B.人体细胞中有的元素在自然界中找不到
C.C是核心元素,其含量最高
D.微量元素的含量很少,作用不大
解析:C、H、O、N、P、S等是构成人体细胞的主要元素,A正确;人体细胞中所有的元素在自然界中都可以找到,体现了生物界与非生物界的统一性,B错误;细胞的鲜重中含量最多的元素是O,细胞的干重中含量最多的元素是C,C错误;微量元素在人体内的含量极少,但它们对于维持生命活动,促进人体健康、生长和发育都有极其重要的作用,D错误。
2.在生物体内的含量极少,但对于维持生物体的正常生命活动必不可少的元素有(　A　)
A.Zn、Cu、B、Mn
B.Zn、Cu、Mg、Ca
C.Fe、Mn、Zn、Mg
D.Mg、Mn、Cu、Mo
解析:Zn、Cu、B、Mn均属于微量元素,在生物体中的含量极少,但对于维持生物体的正常生命活动必不可少,A符合题意。
3.(绍兴高一期末)研究发现,印度农村儿童易患肝硬化与使用铜壶给儿童煮奶的习惯有关。然而,大量资料又告诉我们人体不可缺少铜。该现象说明铜是(　C　)
A.低毒性物质　　　　
B.一种重金属
C.人体所需要的微量元素
D.人体可要可不要的元素
解析:使用铜壶给儿童煮奶,使儿童易患肝硬化,由此可推测铜离子具有高毒性,A不符合题意;铜是重金属,但题中现象不能说明,B不符合题意;大量资料又告诉我们人体不可缺少铜,同时铜元素不能大量摄入,说明铜是微量元素,C符合题意;铜是人体不可缺少的元素,D不符合题意。
4.C、H、N三种化学元素的质量分数共占人体干重化学成分的73%左右,而这三种元素在组成岩石圈的化学成分中,质量分数不到1%。这个事实说明(　D　)
A.生物界和非生物界具有统一性
B.生物是由非生物进化而来的
C.生物界没有一种元素是生物所特有的,生物和非生物从本质上看是相同的
D.生物界和非生物界具有差异性
解析:由题意可知,C、H、N三种化学元素的质量分数在人体干重中占73%左右,而在岩石圈中不到1%,说明在生物界和非生物界中元素的含量不同,即生物界和非生物界之间具有差异性,D符合题意。
知识点2　细胞中的水
5.水被认为是生命的摇篮。下列关于水分子的特性的叙述,正确的是(　C　)
A.水分子内能形成氢键
B.属于非极性分子
C.可作为良好的溶剂
D.氢键的形成会吸收热量,所以能调节温度
解析:水分子之间能形成氢键,氢键的断裂和形成可以使水在固、液、气之间发生转变,A错误;水属于极性分子,B错误;水是细胞内良好的溶剂,可参与细胞内的化学反应,C正确;水温的降低会形成较多的氢键,氢键的形成又会释放热量,使得细胞内的温度变化较为缓和,D错误。
6.在冬季来临的过程中,随着气温的逐渐降低,植物体内发生了一系列适应低温的生理生化变化。此时细胞中自由水的比例会(　A　)
A.逐渐降低 B.逐渐升高
C.保持不变 D.不能确定
解析:进入冬季,随着气温和土壤温度的降低,组织细胞中的含水量降低,其中结合水的相对含量升高,自由水的相对含量降低,自由水与结合水的比值逐渐降低,植物的抗寒性增强,使植物适应低温环境,A符合题意。
7.(温州十校高一联考)水稻在生长发育过程中,需要不断从环境中吸收水。下列有关植物体内水的叙述,错误的是(　D　)
A.水是极性分子,所以是良好的溶剂
B.水稻活细胞的含水量一般占60%以上
C.水是细胞中某些代谢的反应物和产物
D.水稻的种子在储存过程中水分越低越好
解析:水是极性分子,带正电荷或负电荷的分子都容易与水结合,所以是良好的溶剂,A正确;水是构成细胞的重要成分,一般生物细胞的含水量在60%到90%,B正确;水是细胞中某些代谢的反应物和产物,如光合作用和呼吸作用中的水是反应物也是产物,C正确;水稻的种子在储存过程中应适当去除自由水,但不是水分越低越好,失去结合水会使细胞失去功能,
D错误。
知识点3　细胞中的无机盐
8.某同学经常头晕,经检查发现血红蛋白的含量偏低,被诊断为贫血。医生建议该同学补充(　A　)
A.Fe2+ B.Mg2+ C.K+ D.Ca2+
解析:血液里红细胞的数量过少,或者红细胞中的血红蛋白的含量过低,称为贫血。贫血
患者应多吃一些含蛋白质和铁丰富的食物,这是因为Fe2+是血红蛋白的组成成分,A符合题意。
9.(温州新力量联盟高一期中)某运动员比赛后化验发现,体液中的C含量太低,导致神经和肌肉的兴奋性过高而出现抽搐。这一事实说明C的生理功能之一是(　D　)
A.构成细胞结构的主要成分之一
B.维持细胞的正常形态
C.调节渗透压和酸碱平衡
D.维持细胞的正常生理功能
解析:体液中的Ca2+含量太低时,神经、肌肉的兴奋性升高而出现抽搐,该事实说明Ca2+的作用是维持细胞的正常生理功能,D符合题意。
10.(山东青岛期末)硒元素在生物体内的含量很少。硒与氨基酸结合后,一般以硒代半胱氨酸和硒代蛋氨酸的形式存在。另外,硒与重金属有很强的亲和力,可与重金属离子结合,形成金属硒蛋白复合物,直接排出体外,因而硒具有解毒、排毒、抗污染的能力。在高硒状态下,人体也会出现四肢麻木、皮疹、消化不良等症状。下列推测正确的是(　D　)
A.锌、铁、铜、镁、硒等是生物体所必需的微量元素
B.硒元素对维持细胞的渗透压和酸碱平衡有决定性作用
C.硒能分解重金属,因而具有解毒、排毒、抗污染的作用
D.硒元素在生物体内大多以化合物的形式存在
解析:镁是组成细胞的大量元素,A错误;细胞的渗透压和酸碱平衡主要依赖细胞中的无机盐,如酸碱平衡主要与HC等无机盐有关,B错误;硒具有解毒、排毒、抗污染的作用,原因是硒与重金属有很强的亲和力,可与重金属离子结合,形成金属硒蛋白复合物,直接排出体外,而不是分解作用,C错误;依据题意可知,硒元素在生物体内的含量很少,硒与氨基酸结合后,一般以硒代半胱氨酸和硒代蛋氨酸的形式存在,因此,硒元素在生物体内大多以化合物的形式存在,D正确。
综合提升练
11.(衢温5+1联盟期中)农业谚语“水是庄稼血,肥是庄稼粮”“缺镁后期株叶黄,老叶脉间变褐亡”说明水和无机盐在农作物的生长发育中有着重要作用。下列关于水和无机盐的叙述,错误的是(　A　)
A.将植物叶片烘干后剩余的物质主要是无机盐
B.镁是构成叶绿素的元素之一,缺镁会导致叶片变黄
C.在构成生物体的物质中,水的含量最高
D.水因为是极性分子,故能溶解和运输营养物质和代谢废物
解析:将植物叶片烘干的过程中,主要减少的是自由水,剩余的物质主要是有机物,若继续进行燃烧处理,剩余的物质才主要是无机盐,A错误;镁是构成叶绿素的元素之一,缺镁导致叶绿素的合成减少,叶片变黄,B正确;水是细胞中含量最多的化合物,且是极性分子,可作为良好的溶剂溶解和运输营养物质和代谢废物,C、D正确。
12.(温州新力量联盟高一期中)在冬季来临的过程中,随着气温逐渐降低,植物体内发生了一系列适应性的变化,抗寒能力逐渐增强。下图为冬小麦在不同时期的含水量变化的关系图。下列说法正确的是(　B　)
A.9—12月的含水量下降,主要与结合水减少有关
B.气温低,自由水的含量降低,可防止结冰损伤细胞
C.细胞中的自由水和结合水都能参与物质运输
D.自由水与结合水的比值升高,植物的抗寒能力增强
解析:据图分析可知,冬小麦的含水量从9月至12月呈下降趋势,主要原因是自由水减少(自由水的下降更为明显),A错误;气温低,自由水的含量降低,结合水增加,抗寒能力逐渐增强,有利于植物度过不良环境,B正确;细胞中的自由水参与物质运输,结合水主要与蛋白质、多糖等物质结合,结合水失去了流动性,不能参与物质运输,C错误;自由水与结合水的比值升高,植物的抗寒能力减弱,D错误。
13.下图表示土壤中甲、乙两种元素的含量变化与某植物的生长速率的关系。下列分析合理的是(　D　)
A.该植物生长所需要甲元素的量比乙元素的量多
B.施含乙元素的肥料比施含甲元素的肥料更有利于该植物生长
C.种植该植物时,应在早期施用含甲元素的肥料,后期施用含乙元素的肥料
D.当土壤中乙元素的含量为a时,适当增施含乙元素的肥料能促进该植物生长
解析:由题图可知,当该植物的生长速率最大时,对甲元素的需要量小于乙元素,但不能说明施含乙元素的肥料比施含甲元素的肥料更有利于该植物生长,A、B不合理;该曲线没有表现植物发育的不同时期对甲元素、乙元素的需求情况,不能得出C选项的结论,C不合理;当土壤中乙元素的含量为a时,植物的生长速率较低,继续施含乙元素的肥料时,植物的生长速率增加,故当土壤中乙元素的含量为a时,适当增施含乙元素的肥料能促进该植物生长,D合理。
14.(浙江A9协作体高一期中联考)一位农民种植的某块农田上,小麦的产量总是比邻近地块的低。农民怀疑该农田可能是缺少某种元素,为此他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,其他田间管理措施均相同。实验结果见下表,从表中可判断,该农田最可能缺少的元素是(　A　)
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
小麦的 相对收 获量 55.56 65.26 56.88 55.44 55.11
A.K B.N C.P D.S
解析:据题意可知,戊组为空白对照组,从小麦的相对收获量来看,增产最多的是乙组(施用磷酸二氢钾),含有K和P,再看丙组施用磷酸二氢铵(含有N和P)的增产效果不明显,故可得出K才是乙组增产的主要元素,A符合题意。
15.取生长状态相同的两组番茄幼苗,置于表中所列的A、B两种培养液中,在相同且适宜的条件下培养,甲组用A培养液,乙组用B培养液。(表中“+”表示有,“-”表示无)
培养液的成分 A B
Ca(NO3)2 + +
KH2PO4 + +
KCl + +
MgSO4 + -
FeSO4 + +
其他微量元素 + +
蒸馏水 + +
(1)若干天后发现,两组番茄苗下部的叶片颜色不同,推测甲组呈　　　　,乙组呈　 。
如果要进一步探究乙组现象出现的原因,应该　　　　　　　　　　　　　　。
(2)在培养液中最多的成分是　 。
(3)该实验采用的方法可用来研究 　 。
解析:(1)分析A、B两种培养液的成分可知,B培养液中缺少Mg,Mg是叶绿素合成的原料,因此缺镁会影响叶绿素的合成,叶片呈现黄色或黄绿色。验证某元素是否是植物生长必需的,实验设计思路是没有该元素时,植物不能正常生长,加入该元素后,植物恢复正常生长。因此,要进一步探究乙组现象出现的原因,应该在乙组幼苗出现症状后,再在培养液中加入适量的MgSO4,一段时间后观察叶片的颜色,若叶片变成绿色,说明乙组叶片出现黄色是缺乏Mg造成的。(3)由于A培养液为完全营养液,B培养液为缺Mg营养液,因此该实验方法可以用来研究某元素(无机盐)是否是植物生长所必需的。
答案:(1)绿色　黄色或黄绿色　在乙组幼苗出现症状后,再在培养液中加入适量的MgSO4
(2)水(蒸馏水)　(3)某元素(无机盐)是否是植物生长所必需的第一章　　细胞的分子组成
第一节　水和无机盐是构成细胞的重要无机物
1.说出细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成。
2.指出水大约占细胞重量的2/3,以自由水和结合水的形式存在,赋予了细胞许多特性,在生命活动中具有重要作用。
3.举例说出无机盐在细胞内的含量虽少,但与生命活动密切相关。
1.采用归类法分析比较主要元素与微量元素。
2.归纳、概括水和无机盐在生命活动中的作用,并对两者的含量、存在形式等进行比较。
一、细胞主要由C、H、O、N、P和S等元素组成
1.构成细胞的主要元素
主要包括 和S等,其中 四种元素在人体中所占比重在96%以上。
2.微量元素
在人体中的含量很 ,但对维持细胞正常的结构和生命活动均起着重要作用。
(1)东北虎和其所捕食动物体内的各种化学元素的种类差异很大,含量大体相同。(　×　)
(2)微量元素由于含量极少,因此不是细胞所必需的元素。(　×　)
二、水为生命活动提供了条件
1.水的含量
细胞的含水量一般为60%～90%,水是生物体内含量 的化合物。
2.水的特性
(1)水是 分子,一端略正,一端略负,由于正负电荷的吸引,水分子之间会形成 。
(2)一个水分子可以通过 与另外 个水分子相连。这就是水分子的缔合。
3.水的功能
(1)水作为良好的 ,能帮助溶解和运输营养物质及代谢产物。
(2)水分子之间的氢键使得水具有 的作用。
(3)水还是细胞中某些代谢的 和产物。
(4)水在动、植物的分布、繁殖、 以及动物体色、动物行为等方面有着深远的
影响。
(1)水是细胞内含量最多的化合物,占细胞的干重最多。(　×　)
(2)水是极性分子,凡是有极性的分子或离子都易溶于水。(　√　)
(3)水温升高时会形成较多的氢键。(　×　)
三、无机盐与细胞生活密切相关
1.无机盐的存在形式和含量
(1)含量:在生物体内含量不高,约占 。
(2)存在形式:多数以 的形式存在。
2.生理功能
(1)对维持生物体的生命活动有着重要的作用:维持血浆的正常浓度、 以及神经、肌肉的 等,如若哺乳动物血液中的 含量过低,则会发生抽搐。
(2)是细胞的重要组成成分之一,如 是骨细胞的重要成分。
(3)是某些复杂化合物的重要组成成分,如Mg2+是 的必需成分、 是血红蛋白的必需成分。
(1)血浆中的Na+和Cl-对维持酸碱平衡具有重要作用。(　×　)
(2)患急性肠胃炎的病人脱水时,需要补充体内丢失的无机盐来补充能量。(　×　)
(3)Mg2+是叶绿素的必需成分,镁的这种存在形式是多数无机盐在生物体内的存在形式。(　×　)
一、细胞的元素组成
[典例1-1] (温州三校联考)下列关于组成生物体的化学元素的叙述,错误的是(　A　)
A.在同一种生物体内,各种化学元素的含量一般相同
B.在组成生物体的元素中,碳是生命系统的核心元素
C.在不同的生物体内,组成它们的化学元素的种类大体相同
D.组成生物体的化学元素依其含量可分为大量元素和微量元素
[典例1-2] 元素和化合物是细胞的重要组成部分,因此可用某些元素的特有属性进行实验研究。3H、32P、35S、131I等同位素具有放射性,18O、15N等同位素无放射性,可根据此区别进行分析应用。下列相关叙述错误的是(　D　)
A.不能通过检测18O的放射性探究光合作用产生氧气的来源
B.通过131I产生的放射线杀死甲状腺的病变细胞,可以对病症起到治疗作用
C.甲状腺细胞吸收碘合成甲状腺激素,说明无机盐是某些复杂化合物的重要组成成分
D.光合作用中追踪14C和3H的变化可在同一组实验中同时进行
同位素与同位素示踪
(1)同位素:同一元素的质子数相同,但中子数可能不同。质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素。简单地说,同位素是指质量不同而化学性质相同的原子。同位素按其能否发出放射线分为放射性同位素(如3H、14C、35S、32P、131I等)和稳定性同位素(如13C、15N、18O等)。
(2)同位素示踪:同位素标记可以显示物质的运行和变化规律。研究者通过追踪用放射性同位素标记的化合物可以弄清楚化学反应的详细过程,也能追踪物质的转移途径,这种研究技术称为同位素示踪。
(3)提醒:①要研究某物质(或结构)的运行规律,最好是标记该物质(或结构)的特有元素;②一个实验中若有多个物质(或结构)需要进行示踪研究时,应分多次实验单独标记观察,因为现有仪器可以检测出放射性,但不能检测出是哪种元素的放射性;③在进行示踪观察时,不考虑放射性对该物质(或结构)的影响;④同位素示踪还可用于某些疾病的诊断与治疗。
二、水的特性和功能
[典例2-1]下列有关水的说法,正确的是(　D　)
A.水不直接参与生化反应
B.储藏的种子不含水分,以保持休眠状态
C.细胞中凡是有极性的分子都不易溶于水
D.水具有调节温度变化的作用与水分子间的氢键有关
[典例2-2]水是细胞的重要组成成分,在细胞中有自由水和结合水两种存在形式。下图为水的存在形式、相互转化及其功能的部分概念图。据图分析,下列叙述错误的是(　B　)
A.甲表示的是“组成细胞的结构”,若该部分水失去会导致细胞死亡
B.若乙表示“调节温度”,这是因为水具有极性
C.干旱时,细胞内自由水与结合水的比值减小,其抵抗干旱的能力增强
D.升温时,细胞内自由水与结合水的比值增大,其细胞代谢水平会升高
1.自由水和结合水的比较
存在 形式 自由水 结合水
定义 细胞中绝大部分的水以游离的形式存在,可以自由流动 在细胞内与其他物质相结合的水
特点 流动性强、易蒸发,可参与物质代谢 不流动、不蒸发,与其他物质结合
功能 ①细胞内良好的溶剂;②某些代谢的反应物和产物;③为细胞提供液体环境;④运送营养物质和代谢产物 是细胞结构的重要组成成分
联系 自由水和结合水在一定条件下可以相互转化
2.水与细胞的代谢强度、抗逆性的关系
自由水占比越大→细胞的代谢越旺盛
结合水占比越大→细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越强
三、无机盐的生理作用
[典例3-1](杭州高一期中)下列有关无机盐的叙述,错误的是(　C　)
A.在体内主要以离子的形式存在
B.能调节血浆渗透压
C.能为人体生命活动提供能量
D.过量摄入可导致细胞渗透失水
[典例3-2]无机盐是某些化合物的重要组成成分,具有维持生物体生命活动的重要作用。下列叙述错误的是(　A　)
A.Fe2+是叶绿素的重要组成成分
B.I-作为原料参与甲状腺激素的合成
C.人血液中的Ca2+含量过低会发生抽搐
D.HC具有维持人血浆的酸碱平衡的作用

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