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1、第1、5节细胞中的元素和化合物细胞中的无机物,一、组成细胞的元素和化合物,1.组成细胞的元素(1)大量元素：_等。(2)微量元素：_等。(3)来源：生物体有选择地从_中获得。(4)存在：大多以_的形式存在。,C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg,Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo,无机自然界,化合物,2.组成细胞的化合物,(1)种类,无机化合物：_有机化合物：_、蛋白质、核酸,(2)含量,鲜重含量最多的化合物：_鲜重含量最多的有机物：_占细胞干重最多的化合物：_,水和无机盐,糖类、脂质,水,蛋白质,蛋白质,二、水和无机盐的作用1.水,(1)写出A、B、C、D反映出的以上两种水的功能：A.组成_
2、；B.提供细胞生活的_环境；C.作为_，参与反应；D.有利于_。(2)自由水和结合水的转换：温度升高后，_可转换为_，自由水与结合水的比例会_，新陈代谢会_。,细胞结构,液体,反应物,物质运输,结合水,自由水,升高,增强,2.无机盐(1)在细胞中的存在形式：主要是_。(2)生理作用细胞的组成成分，如Mg2+参与_合成；Fe2+参与_合成。维持_。【点拨】种子晒干时减少的是自由水，细胞仍能保持活性；加热或炒熟则失去的主要是结合水，种子死亡不萌发。,离子,叶绿素,血红蛋白,生命活动,【思维判断】1.精瘦肉细胞中含量最多的化合物是蛋白质。()【分析】细胞中含量最多的化合物是水，不是蛋白质。2.细胞干
3、重中C含量最多(达到55.99%)，所以C是最基本的元素。()【分析】C作为最基本元素是因为生物大分子都是以碳原子构成碳链作为生物体的基本骨架，该说法中的因果关系不准确。,3.活细胞中自由水/结合水的比值高低能反映该细胞的代谢水平。()【分析】自由水含量相对越高，则细胞的代谢水平越高，反之则细胞代谢水平越低。,细胞中的无机物水和无机盐1.细胞中的水(1)结合水与自由水的比较,良好溶剂、运输作用、液体环境、原料,结合水,大约4.5%,与其他物质结合在一起,细胞结构的重要组成成分,自由水,大约95.5%,细胞中自由流动、游离状态存在,(2)水与代谢的关系,(3)细胞中产生水的结构及代谢过程,2.细
4、胞中的无机盐(1)存在形式：主要是离子形式。(2)无机盐在细胞中的功能某些复杂化合物的组成成分,维持细胞和生物体的正常生命活动。例如，哺乳动物血液中Ca2+含量过低就会出现抽搐。维持生物体的平衡，如维持血浆pH稳定的HCO3-、HPO42-；维持细胞外液渗透压稳定的Na+、Cl-。,【高考警示钟】水的存在形式决定着相关生理活动(1)细胞内自由水/结合水比例升高，则代谢旺盛；反之代谢缓慢。(2)秋冬季节，蒸腾作用弱，吸水减少，结合水含量相对升高，有利于植物抗寒性提高。(3)升高或降低温度时，结合水与自由水可以相互转化，以增强细胞的抗逆性。升高温度时，自由水增多；反之，结合水增多。,【典例训练】结
5、合下列曲线，分析有关无机物在生物体内含量的说法，错误的是(),A.曲线可表示人一生中体内自由水与结合水的比值随年龄变化的曲线B.曲线可表示细胞呼吸速率随自由水与结合水比值的变化C.曲线可以表示一粒新鲜的玉米种子在烘箱中被烘干的过程中，其内无机盐的相对含量变化D.曲线可以表示人从幼年到成年体内含水量的变化,【解题指南】1.知识储备：(1)含水量：幼年成年老年；(2)自由水与结合水比值变大，则代谢旺盛。2.解题关键：正确解读曲线的含义，理解有关无机物在不同条件下含量的变化。,【解析】选C。C项中随着新鲜的玉米种子在烘箱中被烘干，水分不断减少，无机盐相对含量逐渐增多，因此C项是错误的。A、D项正确，
6、随着年龄增加，新陈代谢减慢，自由水与结合水比值下降。B项中自由水与结合水比值增加，会导致细胞呼吸速率加快。,【互动探究】(1)若横坐标代表温度，适当提高温度后，细胞中自由水与结合水比值的变化，可用哪条曲线来表示？提示：曲线。分析：温度升高，伴随着代谢不断增强，自由水与结合水比值会增大，到一定时期，曲线会趋于平衡，因此符合的是。,(2)动物进入休眠期，细胞中自由水与结合水比值可用图中哪条曲线来表示？提示：曲线。分析：动物进入休眠期，代谢缓慢，细胞中自由水与结合水比值下降，可用图中曲线表示。,【变式备选】关于生物体内水和无机盐的叙述，不正确的是()A.体内参与运输营养物质和代谢废物的水是自由水B.
7、某些无机盐是组成ATP、RNA和纤维素的必需成分C.生物体内无机盐浓度的大小会影响细胞的吸水或失水D.自由水与结合水的比值随生物个体代谢的强弱而变化,【解析】选B。B项中纤维素的组成元素是C、H、O，没有无机盐，因此是错误的。A、C、D三项是正确的：A项正确反映自由水的功能之一；C项生物体内无机盐浓度的大小会影响细胞吸水或失水；D项也是正确反映代谢与自由水与结合水比值的关系。,探究实验的步骤完善无机盐的作用特点【案例】科学施肥可使作物接近最高产量而又不会造成肥料浪费。实验表明锌肥的施用量与番茄的果实产量密切相关，如图为实验结果曲线图，请完善探究实验的相关问题。,(1)实验目的：_。材料用具：不
8、同浓度的硫酸锌溶液(本实验SO42-对实验结果的影响可忽略)，用相同的杉木糠和土壤浸出液栽培的240株长势相同的番茄幼苗。(2)实验步骤：将240株番茄幼苗平均分成_组并编号；在相同且适宜条件下将幼苗培养至花蕾期，_；继续培养至果实成熟，_。绘制实验结果曲线图(如上图)。,(3)实验分析与结论：结果表明，施用锌肥的最佳浓度范围是_。根据该实验的结果分析科学施肥的理由：_。,【命题人透析】(1)准确、规范“实验目的”实验目的的获取需依据提示信息，从题意给予的信息可以看出，本实验研究的是“锌肥的施用量与番茄的果实产量的关系”，所要研究的内容是“未知属性”，实验目的应该定位在“探究”上；从曲线图给予
9、的信息可以看出“不同硫酸锌溶液浓度下，番茄果实产量不同”；因此本实验的实验目的就是“探究锌肥施用量对番茄产量的影响”。或根据坐标图提出另外的实验目的。,(2)确定分组的数量及实验设计的原则明确分组依据，进行合理分组题中曲线图横坐标中不同硫酸锌溶液浓度的数量是分组的依据。曲线图中给出了7种不同浓度的硫酸锌溶液，再考虑要设计对照实验，因此要把240株番茄幼苗平均分成8组。紧扣实验设计的原则根据平行重复原则，将240株番茄幼苗平均分成8组并编号；根据等量原则、对照原则，“实验组喷洒适量且等体积的不同浓度的硫酸锌溶液，对照组喷洒等量的蒸馏水”。,【标准答案】(1)探究锌肥施用量对番茄产量的影响(探究种
10、植番茄时施用锌肥的最佳浓度范围)(2)8实验组喷洒适量且等体积的不同浓度的硫酸锌溶液，对照组喷洒等量的蒸馏水称量每组番茄所结果实的重量(3)12mg/L16mg/L锌肥施用量超过最佳范围(12mg/L16mg/L)时果实产量下降，且造成浪费,【阅卷人点评】得分要点(2)必须体现“实验组、适量、等体积、不同浓度”、“对照组喷洒等量的蒸馏水”。(3)必须体现“超过最佳范围”、“产量下降”。,失分案例(1)错答为“验证锌肥浓度与果实产量之间的关系”。(2)错答成“7”组。错答成“喷洒适量的不同浓度的硫酸锌溶液”；“实验组喷洒适量且等体积的不同浓度的硫酸锌溶液，对照组不做处理”等。错答成“统计每组番茄
11、所结果实的数量”。(3)错答成“16mg/L”。错答成“合理使用锌肥，使果实产量最高”。,1.下列广告语在科学性上没有错误的是()A.没有水就没有生命B.这种饮料不含任何化学物质C.这种纯净水绝对纯净，其中不含任何离子D.这种口服液含有丰富的N、P、Zn等微量元素【解析】选A。纯净水也存在H+、OH-；N、P在生物体内属于大量元素。,2.用含32P的磷酸盐培养动物细胞，一段时间后，细胞的结构及其化合物中不具有放射性的是()A.脱氧核糖B.核膜C.基因D.tRNA【解析】选A。构成脱氧核糖的基本元素是C、H、O；核膜由磷脂双分子层组成，含有P；基因、tRNA中均含有磷酸。,3.如图表示人体细胞中
12、四种主要元素占细胞鲜重的百分比，其中表示碳元素的是()A.甲B.乙C.丙D.丁【解析】选B。细胞鲜重中水的含量最多，所以氧元素含量最高,除氧元素外含量最高的是构成有机物基本骨架的碳元素。,4.每年3月22日是“世界水日”。水污染、水资源短缺的水危机日趋严重，研究表明，80%的疾病是由水污染引起的。下列有关人体内水的叙述，正确的是()A.水在病变细胞中只以自由水的形式存在B.在胰岛素的合成过程中伴随着水的生成C.冬季，植物体内结合水含量相对减少，抗寒能力提高D.水在生物体的许多化学反应中充当还原剂,【解析】选B。水在所有细胞中都是以结合水和自由水的形式存在的。冬季植物细胞中结合水的比例提高，植物
13、的抗逆性增强，提高了作物的抗寒能力。水在生物体的化学反应中充当溶剂。因此A、C、D三项都是错误的。胰岛素是蛋白质，在蛋白质合成过程中有水生成，B项是正确的。,5.设细胞中自由水/结合水为A，则大白菜内侧叶子A1与外侧叶子A2的大小()A.A1A2B.A1=A2C.A1A2D.不能判断【解析】选A。自由水/结合水大，新陈代谢旺盛，分析题干内侧叶子是新叶，代谢旺盛，因此自由水含量较高，正确选项是A。,6.水是生命之源，也是细胞内各种化学反应的介质，在细胞中有两种存在形式，即自由水和结合水。在植物细胞中自由水和结合水比值的变化，是与生命活动相适应的。(1)农民将新收获的种子放在场院晒，是为了除去部分
14、_，然后再将其储存。这样做有两个目的，一是防止水分过多而霉变；二是可降低种子的_作用，从而减少有机物的消耗。该实例说明_水多，代谢旺盛。(2)如果将晒过的种子再用火烤，失去的主要是_水。(3)血液凝固时，_水变成_水，该过程中自由水/结合水的比值_。,【解析】新收获的种子中自由水多，代谢旺盛，呼吸作用强，消耗有机物多，在阳光下暴晒，可去除较多的自由水；晒过的种子用火烤，失去的主要是结合水，细胞也将失去活性。新鲜血液中自由水含量较多，结合水较少，当凝固时，结合水相对比较多，自由水较少，自由水/结合水比值变小。答案：(1)自由水呼吸自由(2)结合(3)自由结合变小,实验方法：验证某种无机盐为植物生
15、长发育所必需【理论指导】无机盐在植物生长发育中起着非常重要的作用，确定某种无机盐是否是植物生长发育所必需，可采用缺素培养法进行验证。,具体方法：,【典例分析】验证镁是合成叶绿素的原料。镁盐中的镁是合成叶绿素的原料，缺镁叶绿素合成受阻，光合作用不能正常进行，植物不能正常生长。材料用具：足量的黄瓜幼苗、镁盐溶液(浓度适宜)、完全营养液、缺镁完全营养液(浓度适宜)、蒸馏水、烧杯若干。,【分析】(1)验证思路：该实验需设置成对照实验，实验的变量是镁离子的有无。(2)验证方法：对照组：正常植物+完全营养液生长正常实验组：正常植物+缺镁完全营养液若生长正常则镁不是合成叶绿素的原料若生长不正常+镁盐溶液生长
16、正常则镁是合成叶绿素的原料,若生长不正常+镁盐溶液生长仍不正常则镁不是合成叶绿素的原料(3)必要条件：给幼苗提供生长发育的必需无机盐，实验组和对照组均需给予光照，因为叶绿素的形成除了需要镁离子外，还需光照。,【拓展】(1)把黄瓜幼苗等分为两组，一组放在镁盐溶液中培养，另一组放在蒸馏水中培养，这样设计合理吗？提示：不合理。分析：虽然实验设计用对照组保证了单一变量，即镁盐的有无，但是忽视了植物的生长发育还需要其他必备的多种无机盐。,(2)如果黄瓜幼苗在实验组和对照组中的处理合理，然后共同培养在适宜温度且无光照的条件下，请预测实验结果。提示：实验组和对照组的黄瓜幼苗叶片均变黄。分析：因为叶片中叶绿素的合成不但需要镁盐提供原料，而且必须在光照下才能进行。(3)能否用沙子或土壤固定黄瓜幼苗的根系进行培养观察？提示：不能。分析：因为沙子或土壤中可能含有镁盐，不能保证实验组和对照组镁盐的有无。,