備考2022高考生物高效學(xué)習(xí)方案考點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)-1-2組成生物體的化學(xué)元素和無(wú)機(jī)化合物-新人教版

備考2011高效學(xué)習(xí)方案生物考點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)1．列舉組成生物體的大量元素和微量元素。2．舉例說(shuō)明組成生物體的化學(xué)元素的重要作用。3．闡明生物界與非生物界的統(tǒng)一性和差異性。4．說(shuō)明水和無(wú)機(jī)鹽的作用。一、組成生物體的化學(xué)元素二、生物界與非生物界的關(guān)系三、水四、無(wú)機(jī)鹽1.細(xì)胞中元素的種類(lèi)(1)組成生物體的化學(xué)元素在不同的生物體內(nèi)種類(lèi)大體相同；不同的生物體內(nèi)各種化學(xué)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為大量元素。(3)微量元素盡管在生物體內(nèi)含量少，但它是必需元素。(4)碳原子本身的化學(xué)性質(zhì)，使它能夠通過(guò)化學(xué)鍵連接成鏈或環(huán)，從而形成各種生物大分子，正是由于碳原子在組成生物大分子中的重要作用，科學(xué)家才說(shuō)“碳是生命的核心元素”，“沒(méi)有碳，就沒(méi)有生命”，與在生物體內(nèi)的含量無(wú)關(guān)。(5)生物體內(nèi)鮮重最多的元素為O，干重最多的元素為C；植物因糖類(lèi)多、蛋白質(zhì)少，故干重中O較多；而動(dòng)物相反，故干重中C、N比例高，且Ca、P等元素因骨骼、牙齒中大量積累而較多。2．細(xì)胞中元素的作用(1)組成化合物與光合作用有關(guān)元素參與形成的物質(zhì)及結(jié)構(gòu)N蛋白質(zhì)、ATP、NADP＋、葉綠素、核苷酸等PATP、NADP＋、核苷酸、磷脂；動(dòng)物體內(nèi)牙齒、骨骼成分Mg葉綠素的組成成分其他元素S是甲硫氨酸、半胱氨酸等含硫氨基酸的組成成分；是蛋白質(zhì)的特征元素Fe動(dòng)物血紅蛋白I甲狀腺激素等(2)影響生命活動(dòng)①Ca可調(diào)節(jié)肌肉收縮和血液凝固，血鈣過(guò)高會(huì)造成肌無(wú)力，血鈣過(guò)低會(huì)引起抽搐。②K可維持人體細(xì)胞內(nèi)液的滲透壓、心肌舒張和保持心肌正常的興奮性。K在植物體內(nèi)可促進(jìn)光合作用中糖類(lèi)的合成和運(yùn)輸。③B可促進(jìn)植物花粉的萌發(fā)和花粉管的伸長(zhǎng)，植物缺B會(huì)造成“花而不實(shí)”。3．生物界與非生物界的統(tǒng)一性和差異性拓展延伸1．從化合物的元素組成上分析代謝產(chǎn)物糖類(lèi)、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的組成元素中都有C、H、O，可推知其代謝產(chǎn)物中都有CO2和H2O；蛋白質(zhì)中還含N，故其代謝終產(chǎn)物中含有尿素。2．從化合物的元素含量上分析其氧化分解時(shí)釋放的能量多少脂肪分子中氧的含量遠(yuǎn)少于糖類(lèi)，而碳和氫的含量則比糖類(lèi)多，因此等質(zhì)量的脂肪徹底氧化分解時(shí)所消耗的氧氣比糖類(lèi)多，釋放的能量也多于糖類(lèi)。3．化合物的特殊元素組成在同位素標(biāo)記法中的應(yīng)用噬菌體的蛋白質(zhì)中含S，而DNA中含P，因此可分別用同位素標(biāo)記S和P以證明DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)。4．Na與K能參與可興奮細(xì)胞(如肌細(xì)胞、腺細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞等)的興奮性變化。例如，神經(jīng)細(xì)胞受到刺激之后膜內(nèi)外的電位變化；維持人體細(xì)胞外液滲透壓。5.Zn是某些酶的組成成分，也是酶的活化中心。例如，在催化吲哚和絲氨酸合成色氨酸的酶中含有Zn，沒(méi)有Zn就不能合成色氨酸。缺Zn會(huì)引起蘋(píng)果、桃等植物的“小葉癥”和“叢葉癥”(葉子變小，節(jié)間縮短)。6．生物界與非生物界的統(tǒng)一性和差異性(1)統(tǒng)一性①?gòu)脑亟嵌龋航M成生物體的各化學(xué)元素種類(lèi)大體相同。②從分子水平a．DNA的空間結(jié)構(gòu)和基本組成單位相同；b．共用一套遺傳密碼。③從結(jié)構(gòu)角度：除病毒等少數(shù)種類(lèi)外，生物體都由細(xì)胞組成。④從能量角度：都以ATP為直接能源。(2)差異性從元素角度看，組成生物體的各化學(xué)元素的含量有很大差異?！纠?】下表是兩種生物干重中有關(guān)元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)元素CHONPS生物甲43.576.2444.431.460.200.17生物乙55.997.4614.629.333.110.78根據(jù)上表，有人得出下面結(jié)論，正確的是 ()A．如果它們分別是動(dòng)物和植物，則甲是動(dòng)物，乙是植物B．等質(zhì)量的組織中，甲所含的熱量少于乙C．兩者體細(xì)胞中，乙的染色體和基因比甲多D．兩者的含水量比較，可推測(cè)甲比乙多[解析]考查元素和化合物的組成及功能。甲乙的元素組成中，甲中氧多，乙中N、P、S較多。分析可推測(cè)，甲中糖多，乙中蛋白質(zhì)較多；等質(zhì)量的生物組織中，糖氧化分解釋放熱量少，如他們分別代表動(dòng)、植物，則甲為植物，乙為動(dòng)物。[答案]B[題后反思]①動(dòng)物體的骨骼主要由有機(jī)物和Ca、P等組成。②動(dòng)物肌肉主要是由蛋白質(zhì)構(gòu)成，因此動(dòng)物含蛋白質(zhì)多，所以N含量相對(duì)多。③動(dòng)物體內(nèi)的液體由細(xì)胞內(nèi)液和細(xì)胞外液構(gòu)成，含水量比植物相對(duì)多。研究甲狀腺功能時(shí)應(yīng)選用的放射性同位素是 ()A．14CB．131IC．15ND．90Sr解析：甲狀腺分泌的甲狀腺激素能促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育，而甲狀腺激素是酪氨酸的衍生物，酪氨酸含C、H、O、N等元素，故誤選A、C。但是，C、N等元素是所有氨基酸和蛋白質(zhì)共有的元素，只有I是甲狀腺激素特有的元素。答案：B1.水的存在(1)生態(tài)環(huán)境中的水：大氣、土壤、水體等非生物環(huán)境中都含有水。(2)生物體內(nèi)的水2．生物體內(nèi)水的作用3．水的存在形式與器官形態(tài)的關(guān)系心肌和血液總的含水量差不多，但心肌呈固態(tài)，血液呈液態(tài)，原因是二者自由水和結(jié)合水的比例不同。4．水的存在形式與代謝的關(guān)系若細(xì)胞內(nèi)自由水比例升高，則代謝旺盛，反之代謝緩慢。5．水的存在形式與溫度的關(guān)系在活細(xì)胞內(nèi)，受溫度的影響，自由水和結(jié)合水可相互轉(zhuǎn)化，具體轉(zhuǎn)化如下：即升高溫度時(shí)，自由水增多，反之，結(jié)合水增多。實(shí)踐聯(lián)系1．水的存在形式與抗寒性的關(guān)系秋冬季節(jié)，蒸騰作用減弱，吸水減少，結(jié)合水相對(duì)含量升高，因結(jié)合水不易結(jié)冰和蒸騰，從而使植物抗寒性加強(qiáng)。2．種子與水的關(guān)系(1)種子曬干時(shí)減少的為自由水，但仍能保持生命活性，仍能萌發(fā)；試管加熱或炒熟則喪失結(jié)合水，種子死亡不萌發(fā)；種子萌發(fā)吸水主要是增多自由水，代謝加強(qiáng)，呼吸作用加快。(2)不同種子親水能力不同，大豆(主要含蛋白質(zhì))＞小麥、玉米、大米(主要含淀粉)＞花生(主要含脂肪)?！纠?】(2009·石家莊質(zhì)檢)下列有關(guān)水的敘述中，錯(cuò)誤的是 ()①參與運(yùn)輸營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物的水為自由水②生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)離不開(kāi)水③水是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的組成成分之一④人體細(xì)胞內(nèi)水的存在形式為結(jié)合水和自由水⑤自由水與結(jié)合水的比例與新陳代謝的強(qiáng)弱關(guān)系不大⑥不同細(xì)胞內(nèi)自由水與結(jié)合水的比例相差不大A．①④⑤B．①④⑤⑥C．⑤⑥D(zhuǎn)．②③④⑤⑥[解析]本題綜合考查生物體內(nèi)水分的存在形式、自由水和結(jié)合水的生理作用、不同細(xì)胞內(nèi)水存在的差異性等。生物體細(xì)胞內(nèi)的水以?xún)煞N形式存在，即自由水、結(jié)合水。結(jié)合水是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分；自由水在細(xì)胞中以游離形式存在，可以自由流動(dòng)，是細(xì)胞內(nèi)的良好溶劑，運(yùn)輸各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物，為生物體內(nèi)的生化反應(yīng)提供介質(zhì)，許多生化反應(yīng)必須有水的參與。不同生活環(huán)境、生活狀態(tài)下的細(xì)胞含水量是不同的。細(xì)胞內(nèi)自由水與結(jié)合水比例越大，其新陳代謝越旺盛，反之越弱。[答案]C(2008·黃岡模擬)水在生物體及細(xì)胞的生命活動(dòng)中具有非常重要的生理功能，下列有關(guān)敘述正確的是 ()A．不同種生物細(xì)胞的自由水和結(jié)合水的比值相同，它們的代謝強(qiáng)度也相同B．水分過(guò)多與水分過(guò)少對(duì)生物新陳代謝活動(dòng)的影響相同C．線(xiàn)粒體、核糖體、中心體等在其活動(dòng)中都可以產(chǎn)生水D．糖類(lèi)、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)在其徹底氧化分解過(guò)程中都產(chǎn)生水解析：自由水與結(jié)合水的比值的不同能反映細(xì)胞的代謝活動(dòng)強(qiáng)弱情況，但這一般是指同種生物同一器官、組織的細(xì)胞，不同種生物細(xì)胞的代謝強(qiáng)弱是不能簡(jiǎn)單地從自由水與結(jié)合水的比值上判斷；水分的多與少，對(duì)生物新陳代謝都有影響，但影響的方式、程度是不相同的，對(duì)不同種生物的影響也是不同的；中心體活動(dòng)不產(chǎn)生水；三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)氧化分解都有水產(chǎn)生。答案：D1.存在形式主要是離子形式，如Na＋、K＋、Ca2＋、Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋、Cl－、等。2．生理功能(1)是細(xì)胞的結(jié)構(gòu)成分，有些無(wú)機(jī)鹽是細(xì)胞內(nèi)某些復(fù)雜的化合物的重要組成部分，如Mg2＋是葉綠素分子必需的成分；Fe2＋是血紅蛋白的主要成分；碳酸鈣是動(dòng)物和人體的骨骼、牙齒的重要成分；PO是生物膜的主要成分磷脂的組成成分，也是ATP、NADPH的主要組成成分。(2)參與并維持生物體的代謝活動(dòng)，如哺乳動(dòng)物血液中必須含有一定量的Ca2＋，如果某個(gè)動(dòng)物血液中鈣鹽的含量過(guò)低就會(huì)出現(xiàn)抽搐。(3)維持生物體內(nèi)的穩(wěn)態(tài)與平衡：機(jī)體穩(wěn)態(tài)與平衡使細(xì)胞能有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)和功能，是生物能維持正常的代謝和生理活動(dòng)的必要條件。有關(guān)體內(nèi)平衡的內(nèi)容很復(fù)雜，情況多變。其中三個(gè)主要方面與無(wú)機(jī)鹽含量的穩(wěn)定有密切關(guān)系：①滲透壓的平衡：Na＋、Cl－對(duì)細(xì)胞外液滲透壓起重要作用，K＋則對(duì)細(xì)胞內(nèi)液滲透壓起決定作用。②酸堿平衡(即pH平衡)：pH調(diào)節(jié)著細(xì)胞的一切生命活動(dòng)，它的改變影響著原生質(zhì)體組成物的所有特性以及在細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的一切反應(yīng)，如人血漿中等。③離子平衡：動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)外Na＋、K＋、Ca2＋的比例是相對(duì)穩(wěn)定的。細(xì)胞膜外Na＋高、K＋低，細(xì)胞膜內(nèi)K＋高、Na＋低。K＋、Na＋這兩種離子在細(xì)胞膜內(nèi)外分布的濃度差，是使細(xì)胞可以保持反應(yīng)性能的重要條件。【例3】(2008·孝感質(zhì)檢)英國(guó)醫(yī)生塞達(dá)尼·任格在對(duì)離體蛙心進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，用不含鈣的生理鹽水灌注蛙心，其收縮不能維持；用含有少量鈣和鉀的生理鹽水灌注時(shí)，蛙心可持續(xù)跳動(dòng)數(shù)小時(shí)。實(shí)驗(yàn)說(shuō)明鈣鹽和鉀鹽 ()A．對(duì)維持細(xì)胞的形態(tài)有著重要作用B．是細(xì)胞中某些復(fù)雜化合物的重要組成部分C．為蛙心的持續(xù)跳動(dòng)提供能量D．對(duì)維持生物體的生命活動(dòng)有重要作用[解析]無(wú)機(jī)鹽的生理功能包括某些化合物的重要組成成分，維護(hù)酸堿平衡及維持生物體正常生命活動(dòng)。從題干信息可看出，鈣鹽對(duì)維持生物體的生命活動(dòng)有重要作用。[答案]D

(2009·湖北十校聯(lián)考)用含32P的磷酸鹽培養(yǎng)液培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞，一段時(shí)間后，細(xì)胞的結(jié)構(gòu)以及化合物中均具有放射性的是 ()①脫氧核糖②核膜③ATP④轉(zhuǎn)移RNAA．①③B．①③④C．②③④D．①②③解析：脫氧核糖中只含有C、H、O三種元素，不含P，組成核膜的磷脂分子中含P。答案：C1．比較組成菠菜與家兔的各種化學(xué)元素，可以發(fā)現(xiàn)()A．種類(lèi)和含量都相差很大B．種類(lèi)相差很大，但相同元素的含量都大體相同C．種類(lèi)和含量都相差不大D．種類(lèi)大體相同，但相同元素的含量大都相差很大答案：D2．核糖與核酸都不含有的元素是()A．NB．OC．PD．S解析：核糖的組成元素為C、H、O，核酸的組成元素為C、H、O、N、P，兩者都不含有S元素。答案：D3．下列對(duì)生物體中各種元素作用的敘述中，屬于微量元素作用的是 ()A．鎂是葉綠素的組成成分B．油菜缺少硼時(shí)只開(kāi)花不結(jié)果C．血鉀含量過(guò)低會(huì)引起心律異常D．鈣是人體骨骼中的重要成分解析：鉀、鈣、鎂屬于大量元素。答案：B4．美國(guó)宇航局2008年6月20日宣布火星探測(cè)器“鳳凰A．火星表面存在水冰也就有可能存在過(guò)生命，因?yàn)樯磻?yīng)必須在水溶液中進(jìn)行B．核糖體中進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)要消耗水C．線(xiàn)粒體中沒(méi)有水的分解，但有水的生成D．越冬或休眠的植物體內(nèi)自由水與結(jié)合水的比值上升解析：核糖體中進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)是氨基酸脫水縮合，故不消耗水，而是產(chǎn)生水；線(xiàn)粒體中有水的分解(有氧呼吸第二階段)，也有水的生成(有氧呼吸第三階段)；越冬或休眠的植物體內(nèi)結(jié)合水的相對(duì)含量增加，因此自由水與結(jié)合水的比值下降。答案：A5．廣告語(yǔ)“聰明的媽媽會(huì)用心(鋅)”道出了鋅的重要性。研究發(fā)現(xiàn)生物體內(nèi)有七十多種酶的活性與Zn有關(guān)，這說(shuō)明無(wú)機(jī)鹽 ()A．對(duì)維持酸堿平衡有重要作用B．對(duì)維持細(xì)胞形態(tài)有重要作用C．對(duì)維持生物體的生命活動(dòng)有重要作用D．對(duì)調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)溶液的濃度有重要作用答案：C6．籃球運(yùn)動(dòng)員姚明的“佳得樂(lè)”運(yùn)動(dòng)飲料廣告詞：“解口渴，更解體渴，佳得樂(lè)。”其中的“解體渴”主要是指 ()A．佳得樂(lè)飲料中含有大量水，補(bǔ)充劇烈運(yùn)動(dòng)散失的水分B．佳得樂(lè)飲料中含有葡萄糖，補(bǔ)充劇烈運(yùn)動(dòng)散失的能量C．佳得樂(lè)飲料中含有大量水和少量無(wú)機(jī)鹽，補(bǔ)充劇烈運(yùn)動(dòng)散失的水分和無(wú)機(jī)鹽D．佳得樂(lè)飲料中添加的葡萄糖和無(wú)機(jī)鹽，能補(bǔ)充劇烈運(yùn)動(dòng)損失的能量和無(wú)機(jī)鹽答案：D7．如圖表示動(dòng)植物及巖石圖中部分元素含量的關(guān)系(只表示比例，不代表具體含量)。請(qǐng)據(jù)圖分析下列問(wèn)題：(1)比較動(dòng)植物與巖石圈所含元素比例關(guān)系，你能得出哪些結(jié)論？(2)組成生物體的元素追根溯源來(lái)自于無(wú)機(jī)環(huán)境，為什么組成生物體的元素與無(wú)機(jī)環(huán)境中的元素在含量上大不相同？解析：本題考查生物界與非生物界及不同生物間在元素組成和含量上的關(guān)系。解答本題時(shí)應(yīng)首先明確柱狀圖所表示的含義，再找出其相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，分別進(jìn)行描述。(1)從柱狀圖可看出，動(dòng)物、植物及巖石圈在元素種類(lèi)上是相同的，具有統(tǒng)一性；而在元素含量上，三者又各不相同，表現(xiàn)出差異性。(2)細(xì)胞膜將細(xì)胞與無(wú)機(jī)環(huán)境隔離開(kāi)，可根據(jù)生命活動(dòng)的需要選擇性地從無(wú)機(jī)環(huán)境中吸收某些元素，因此生物界與非生物界在元素含量上具有差異。答案：(1)①生物與非生物在元素種類(lèi)上具有統(tǒng)一性，在元素含量上具有差異性；②生物界中不同生物之間，在元素種類(lèi)上基本相同，具有統(tǒng)一性，而在元素含量上具有差異性。(2)生物體可根據(jù)生命活動(dòng)的需要選擇性地從無(wú)機(jī)環(huán)境中吸收化學(xué)元素?！窠虒W(xué)建議本講的教學(xué)重點(diǎn)是組成生物體的化學(xué)元素(包括大量元素和微量元素)及組成生物體的化學(xué)元素的重要作用，難點(diǎn)是生物界和非生物界的統(tǒng)一性和差異性。為了突出重點(diǎn)，突破難點(diǎn)，教師可作如下處理：1．對(duì)比法：教師在教學(xué)中可對(duì)比各種生物之間以及生物與無(wú)機(jī)環(huán)境之間元素種類(lèi)和含量，使學(xué)生發(fā)現(xiàn)并且概括出組成生物體的化學(xué)元素的特點(diǎn)：①?gòu)臒o(wú)機(jī)的非生命環(huán)境中元素的組成與生物體元素組成的對(duì)比中，發(fā)現(xiàn)它們的統(tǒng)一性，了解生物體的元素組成特點(diǎn)；②從動(dòng)物體與植物體組成的元素對(duì)比中，發(fā)現(xiàn)不同類(lèi)型的生物體，元素的組成有區(qū)別；③從生物體內(nèi)不同元素的含量對(duì)比中，發(fā)現(xiàn)生物體元素組成的特點(diǎn)，以及這些特點(diǎn)與構(gòu)成生物體的化合物、生物體特性的聯(lián)系。為了貫徹這一教學(xué)方法，教師就要作如下準(zhǔn)備：①無(wú)機(jī)的非生命環(huán)境中的元素與生物體的元素對(duì)比表；②動(dòng)物體與植物體組成元素的對(duì)比表。2．教學(xué)中注意滲透以下幾點(diǎn)：①?gòu)脑亟M成可以看出生物與非生物的同一性，以及組成生物體物質(zhì)的特殊性；②組成生物體的元素的作用只有在生活的機(jī)體中，在生物體特定的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，在與其他物質(zhì)的相互作用中才能體現(xiàn)出來(lái)；③不可輕視微量元素的作用；④生物體中不僅僅都是必需元素，環(huán)境中的有些非必需元素也會(huì)進(jìn)入到生物體中。3．在講述碳是組成生物體的最基本元素時(shí)，要注意引導(dǎo)學(xué)生閱讀課本中的旁欄小資料，讓學(xué)生聯(lián)系有關(guān)化學(xué)知識(shí)去理解。使學(xué)生認(rèn)識(shí)到：碳之所以是最基本的元素，是由碳原子本身的化學(xué)性質(zhì)決定的。碳原子能形成很強(qiáng)的共價(jià)鍵，具有彼此相互結(jié)合的能力，因此形成直鏈、支鏈和環(huán)狀的骨架，從而形成各種生物大分子。●備用選題1．一位農(nóng)民種植的某塊農(nóng)田小麥產(chǎn)量總是比鄰近地塊的低。他懷疑該農(nóng)田可能是缺少某種元素，為此將該塊肥力均勻的農(nóng)田分成面積相等的五小塊，進(jìn)行田間實(shí)驗(yàn)。除施肥不同外，其他田間管理措施相同。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表：地塊甲乙丙丁戊施肥情況尿素磷酸二氫鉀磷酸二氫銨硫酸銨不施肥小麥?zhǔn)斋@量(kg)55.5665.2656.8855.4455.11表中可判斷，該農(nóng)田最可能缺少的元素是 ()A．KB．NC．PD．S解析：尿素中的礦質(zhì)元素為N，磷酸二氫鉀中的礦質(zhì)元素為P、K，磷酸二氫銨中的礦質(zhì)元素為P、N，硫酸銨中的礦質(zhì)元素為S、N。通過(guò)甲、乙、丙、丁、戊施肥情況及產(chǎn)量的比較，可以看出：甲、丙、丁的產(chǎn)量與戊基本相同，可見(jiàn)N、P、S并不是該農(nóng)田缺乏的元素；通過(guò)乙與戊對(duì)比，可以看出乙地所施的肥料中含有該農(nóng)田缺乏的元素，為P或K，但P元素已經(jīng)排除。答案：A2．(2008·武漢模擬)歐洲“火星快車(chē)”探測(cè)器和美國(guó)的“勇氣”號(hào)和“機(jī)遇”號(hào)孿生火星探測(cè)器成功登上火星后，相繼探測(cè)到火星上有水的存在，人類(lèi)探索自己星球以外的高級(jí)生命和追求地球外棲息地的愿望成為現(xiàn)實(shí)。下列關(guān)于水與生命關(guān)系的敘述錯(cuò)誤的是 ()A．各種生物體的一切生命活動(dòng)都不能離開(kāi)水B．水在細(xì)胞