新教材人教版生物必修一學(xué)案第2章第1節(jié)細(xì)胞中的元素和化合物

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一、組成細(xì)胞的元素1.元素組成的統(tǒng)一性與差異性:(1)生物體與無(wú)機(jī)自然界統(tǒng)一性的表現(xiàn):組成細(xì)胞的元素,在無(wú)機(jī)自然界中都能夠找到,沒(méi)有一種化學(xué)元素為細(xì)胞所特有。(2)生物體與無(wú)機(jī)自然界差異性的表現(xiàn):細(xì)胞中各種元素的相對(duì)含量與無(wú)機(jī)自然界的大不相同。2.組成細(xì)胞的元素的種類(lèi):(1)種類(lèi):細(xì)胞中常見(jiàn)的化學(xué)元素有20多種。(3)細(xì)胞中含量最多的4種元素:C、H、O、N。諧音法巧記組成生物體的化學(xué)元素①大量元素:洋(O)探(C)親(H),但(N)留(S)人(P),蓋(Ca)美(Mg)家(K)。②微量元素:心(Zn)猛(Mn)碰(B)鐵(Fe)木(Mo)桶(Cu)。二、組成細(xì)胞的化合物1.種類(lèi):2.含量:(1)占細(xì)胞鮮重最多的化合物:水。(2)占細(xì)胞鮮重最多的有機(jī)化合物:蛋白質(zhì)。(3)占細(xì)胞干重最多的化合物:蛋白質(zhì)。某同學(xué)學(xué)習(xí)細(xì)胞中的元素和化合物后,總結(jié)出以下結(jié)論:①劃分大量元素和微量元素的依據(jù)是元素在細(xì)胞中作用的大小。②組成細(xì)胞的元素都是以化合物的形式存在。③沙漠地區(qū)的仙人掌細(xì)胞中含量最多的化合物是水。④瘦肉細(xì)胞中含量最多的化合物是水。⑤不同細(xì)胞中各種化合物的含量相同。你的判斷:正確的結(jié)論有③④。1.生物體內(nèi)含量很少的元素都是微量元素嗎?請(qǐng)說(shuō)明理由。提示:不是。微量元素是生物體內(nèi)含量很少但又不可缺少的元素。生物體還有一些元素如Pb,含量少但又不是必需的,這些元素不屬于微量元素。2.有人分別取兔和牛的一小塊組織,測(cè)定其元素組成,發(fā)現(xiàn)兔和牛組織細(xì)胞的化學(xué)元素組成很相似,其中含量最多的四種元素是什么?提示:C、H、O、N?！狿17最后一段問(wèn)題:俗話(huà)說(shuō)“五谷雜糧身體壯,青菜蘿卜保健康”。結(jié)合本節(jié)內(nèi)容思考在飲食方面怎樣才能使自己體內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)元素達(dá)到平衡呢?提示:不同食物中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的種類(lèi)和含量有很大差別,我們要做到不同食物的合理搭配。學(xué)習(xí)任務(wù):組成細(xì)胞的元素和化合物如表是組成玉米細(xì)胞和人體細(xì)胞干重含量較多的元素種類(lèi)及其含量。元素/%CHONPCaSMg玉米細(xì)胞43.576.2444.431.460.200.230.170.18人體細(xì)胞55.997.4614.629.333.114.670.780.16思考:細(xì)胞中有些元素的含量很少,是否意味著它們的作用不重要?

提示:雖然有些元素含量很少,但是卻有重要作用,如在玉米細(xì)胞中,S只有0.17%,Mg只有0.18%,但很多蛋白質(zhì)都含有S,葉綠體中的葉綠素分子就含有Mg,如果缺少S或Mg,細(xì)胞就不能合成這些蛋白質(zhì)或葉綠素。(科學(xué)思維——比較與歸納)1.組成細(xì)胞的元素:(1)不同生物體的細(xì)胞中,元素的種類(lèi)大體相同,但各元素的含量相差較大。(2)大量元素和微量元素劃分的依據(jù)是含量的多少,而不是生理作用,含量少的作用也很重要。(3)大量元素和微量元素都是必需元素,而生物體內(nèi)含有的元素不一定是生物體所必需的元素,如Pb。2.組成細(xì)胞的化合物的提醒說(shuō)明:(1)不同食物中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的種類(lèi)和含量不同:①玉米的種子、甘蔗的莖、甜菜的塊根、蘋(píng)果的果實(shí):富含糖類(lèi)。②花生種子:富含脂肪。③牛奶、雞蛋、大豆種子:富含蛋白質(zhì)。(2)不同細(xì)胞含量最多的化合物和有機(jī)化合物分別為水和蛋白質(zhì)。探討:在嬰幼兒時(shí)期,缺鈣時(shí)常會(huì)引發(fā)“佝僂病”,而當(dāng)人體脂肪大量積累時(shí)又常會(huì)導(dǎo)致“肥胖”,日常生活中我們?nèi)绾尾拍鼙苊膺@些現(xiàn)象的發(fā)生?提示:均衡營(yíng)養(yǎng),合理飲食,適當(dāng)補(bǔ)充缺乏的元素或化合物。【易錯(cuò)陷阱】理解元素和化合物出現(xiàn)的兩個(gè)誤區(qū)(1)誤認(rèn)為干重和鮮重含量最多的化合物相同。①細(xì)胞鮮重含量最多的化合物是水;②細(xì)胞干重含量最多的化合物是蛋白質(zhì)。(2)誤認(rèn)為動(dòng)、植物干重中含量最多的元素相同。植物動(dòng)物干重O、C、H、NC、O、N、H鮮重OO圖1是細(xì)胞中化合物含量的扇形圖,圖2是細(xì)胞干重元素含量的柱形圖,下列敘述正確的是 ()A.若圖1表示細(xì)胞鮮重,則甲、乙化合物依次是蛋白質(zhì)、H2OB.若圖2表示組成人體細(xì)胞的元素含量,則a、b、c依次是C、O、HC.若圖2表示組成玉米細(xì)胞的元素含量,則a、b、c依次是O、C、HD.若圖1表示細(xì)胞完全脫水后化合物含量,則甲化合物是核酸【思維流程】【解析】選C。細(xì)胞鮮重中含量最多的化合物是H2O,其次是蛋白質(zhì),占細(xì)胞干重最多的化合物是蛋白質(zhì),因此若圖1表示鮮重,則甲是H2O,乙是蛋白質(zhì),A錯(cuò)誤、D錯(cuò)誤;組成人體的元素(干重)的含量依次是C、O、N、H,B錯(cuò)誤;組成玉米的元素(干重)的含量依次是O、C、H、N,C正確。【素養(yǎng)遷移】(1)圖2若表示細(xì)胞鮮重,含量最多的元素是什么?為什么?提示:O,因?yàn)楹疃唷?2)在玉米細(xì)胞(干重)和人體細(xì)胞(干重)中含量較多的四種元素不一樣,為什么?提示:主要因?yàn)橛衩缀械奶嵌?而人體細(xì)胞含有的蛋白質(zhì)多。【題后反思】判斷元素與化合物分子的五個(gè)“明確”【典題加練】1.C、H、N這三種化學(xué)元素在組成人體的化學(xué)成分中,質(zhì)量分?jǐn)?shù)共占73%(占細(xì)胞干重)左右,而這三種元素在巖石圈中,其質(zhì)量分?jǐn)?shù)還不到1%。這個(gè)事實(shí)說(shuō)明 ()

A.生物界與非生物界具有統(tǒng)一性

B.生物界與非生物界具有差異性

C.元素在自然界中都可以找到

D.生物界具有特殊性【解析】選B。組成生物體的化學(xué)元素在自然界中都可以找到,這個(gè)事實(shí)說(shuō)明生物界與非生物界具有統(tǒng)一性,而題中所強(qiáng)調(diào)的是質(zhì)量分?jǐn)?shù)的不同,即差異性。2.(2019·北京合格考)一般情況下,活細(xì)胞中含量最多的化合物是 ()

A.蛋白質(zhì) B.水

C.淀粉 D.糖原

【解析】選B?；罴?xì)胞中含量最多的化合物是水,含量最多的有機(jī)物是蛋白質(zhì)。3.研究表明缺硒可導(dǎo)致克山病。克山病是一種地方性心肌病,急重癥病人可發(fā)生猝死。營(yíng)養(yǎng)學(xué)和流行病學(xué)界專(zhuān)家認(rèn)為,成人每天硒的攝取量約40～100μg就可滿(mǎn)足人體需要。根據(jù)資料,下列解釋不正確的是 ()

A.硒是人體必需的化學(xué)元素

B.硒在人體生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中的作用不可替代

C.硒的作用重大,只要有了硒,人體就能正常生長(zhǎng)發(fā)育

D.硒是人體必需的微量元素

【解析】選C。人體生長(zhǎng)發(fā)育需要多種大量元素和微量元素,而不是只要有硒,人體就能正常生長(zhǎng)發(fā)育,C錯(cuò)誤。1.(水平1)下列關(guān)于組成細(xì)胞的元素和化合物的敘述不正確的是________。

①占細(xì)胞鮮重最多的元素是O②梨的果實(shí)和葉片的細(xì)胞中含量最多的化合物相同③Zn的含量很少,作用也很?、芗?xì)胞中的無(wú)機(jī)物主要包括水、無(wú)機(jī)鹽和脂質(zhì)【解析】選③④。占細(xì)胞鮮重最多的元素是O,①正確;梨的果實(shí)和葉片的細(xì)胞中含量最多的化合物都是水,②正確;Zn是微量元素,含量很少,但作用很大,③錯(cuò)誤;無(wú)機(jī)物包括水和無(wú)機(jī)鹽,脂質(zhì)屬于有機(jī)物,④錯(cuò)誤。2.(水平1·概念檢測(cè)改編題)基于對(duì)細(xì)胞元素組成、元素含量等的認(rèn)識(shí),判斷下列相關(guān)表述正確的是 ()A.細(xì)胞中存在無(wú)機(jī)自然界沒(méi)有的特殊元素B.不同種類(lèi)的細(xì)胞元素種類(lèi)完全相同C.大量元素的作用比微量元素的作用大D.不同種類(lèi)的細(xì)胞化合物含量可能不同【解析】選D。細(xì)胞中的元素在自然界都能找到,A錯(cuò)誤;不同種類(lèi)的細(xì)胞元素種類(lèi)大體相同,但不完全相同,B錯(cuò)誤;大量元素和微量元素的作用都十分重要,C錯(cuò)誤;不同細(xì)胞各種化合物的含量可能不同,D正確。3.(水平2)(2021·青島高一檢測(cè))杭州西湖龍井屬于綠茶,為中國(guó)十大名茶之一。下列關(guān)于西湖龍井的敘述,錯(cuò)誤的是 ()A.其細(xì)胞中常見(jiàn)的化學(xué)元素有20多種B.新鮮茶葉的細(xì)胞中既有大量元素,也有微量元素C.制好的成品茶中C、O、Ca、P四種元素的含量最多D.制好的成品茶中含有蛋白質(zhì)和無(wú)機(jī)鹽等物質(zhì)【解析】選C。組成生物體細(xì)胞的常見(jiàn)的化學(xué)元素有20多種,根據(jù)含量分為大量元素和微量元素,A項(xiàng)正確;新鮮茶葉的細(xì)胞中含有大量元素,也含有微量元素,B項(xiàng)正確;制好的成品茶葉中C、O、N、H這四種元素的含量最多,C項(xiàng)錯(cuò)誤;制好的成品茶中含有有機(jī)物(如蛋白質(zhì)、核酸等)和無(wú)機(jī)物(無(wú)機(jī)鹽),D項(xiàng)正確。4.(水平2)微量元素在生物體內(nèi)含量雖然很少,卻是維持正常生命活動(dòng)不可缺少的,這可通過(guò)下面的哪一實(shí)例得到證實(shí) ()A.缺鎂時(shí)葉片變黃B.油菜缺硼時(shí)只開(kāi)花不結(jié)果C.動(dòng)物血液中鈣鹽的含量太低會(huì)抽搐D.缺磷時(shí)會(huì)影響磷脂的合成【解析】選B。Mg是大量元素,A錯(cuò)誤;B是微量元素,且植物缺硼時(shí)影響受精,只開(kāi)花不結(jié)果,可見(jiàn)微量元素在生物體內(nèi)雖然含量很少,卻是維持正常生命活動(dòng)不可缺少的,B正確;鈣是大量元素,C錯(cuò)誤;磷是大量元素,D錯(cuò)誤。【能力挑戰(zhàn)題組】(2021·南昌高一檢測(cè))下表是有活性的番茄細(xì)胞中的元素含量,如圖是番茄細(xì)胞中化合物含量的柱形圖。下列說(shuō)法正確的是 ()元素abc含量65%18%10%A.表中含量最多的元素是a,數(shù)量最多的元素也是a

B.若圖表示細(xì)胞鮮重,則甲化合物中含量最多的元素為表中的b

C.若表表示組成人體細(xì)胞的元素含量,則a、b、c含量和番茄細(xì)胞中完全相同

D.若圖表示細(xì)胞完全脫水后化合物含量,則甲化合物應(yīng)為蛋白質(zhì)【解析】選D。表中含量最多的元素是O,數(shù)量最多的元素是H,A錯(cuò)誤;若圖表示細(xì)胞鮮重,則甲化合物(水)中含量最多的元素為表中的a(O),B錯(cuò)誤;人體細(xì)胞和番茄細(xì)胞在元素的含量上具有差異性,C錯(cuò)誤;若圖表示細(xì)胞完全脫水后化合物含量,則甲化合物應(yīng)為蛋白質(zhì),D正確。閱讀短文,回答有關(guān)問(wèn)題。幾十年前,新西蘭有一個(gè)牧場(chǎng)的大片牧草長(zhǎng)勢(shì)很弱,有的甚至發(fā)黃枯萎,即使使用了大量的N、P、K肥也無(wú)濟(jì)于事,后來(lái),人們偶然發(fā)現(xiàn)牧場(chǎng)內(nèi)的一小片牧草長(zhǎng)得十分茂盛,原來(lái),這一片“綠洲”的附近有一座鉬礦,礦工每天上下班總是抄近路走,他們的鞋子踩過(guò)的地方,牧草都是綠油油的,經(jīng)過(guò)科學(xué)家的化驗(yàn)和分析發(fā)現(xiàn)一公頃牧草只需150克(1)下列關(guān)于鉬的敘述錯(cuò)誤的是 ()A.鉬是牧草所必需的化學(xué)元素B.鉬是牧草所必需的微量元素C.鉬可以由其他元素轉(zhuǎn)化而來(lái)D.鉬的作用不可以用其他元素代替(2)牧草細(xì)胞中的元素大多以__________的形式存在,既有__________,又有無(wú)機(jī)化合物。

(3)研究表明該處土壤中與牧草細(xì)胞中含量最多的元素都是同一種元素,由此__________(填“能”或“不能”)說(shuō)明生物界與非生物界具有統(tǒng)一性。

【解析】(1)鉬是牧草所必需的化學(xué)元素,A正確;鉬是牧草所必需的微量元素,B正確;鉬不能由其他元素轉(zhuǎn)化而來(lái),C錯(cuò)誤;鉬的作用不可以用其他元素代替,D正確。(2)細(xì)胞中的元素大多以化合物的形式存在,組成細(xì)胞的化合物包括無(wú)機(jī)化合物和有機(jī)化合物。(3)土壤中與牧草細(xì)胞中含量最多的元素都是氧,但這不是生物界和非生物界具有統(tǒng)一性的原因,生物界和非生物界具有統(tǒng)一性的原因是組成生物體的元素都能在無(wú)機(jī)環(huán)境中找到,沒(méi)有一種元素是生物特有的。答案:(1)C(2)化合物有機(jī)化合物(3)不能【拓展閱讀】砷與生命美國(guó)航天局科學(xué)家在加利福尼亞州東部發(fā)現(xiàn)了一種被稱(chēng)作GFAJ-1的獨(dú)特細(xì)菌,這種細(xì)菌能利用劇毒化合物——砒霜中的砷來(lái)代替磷元素構(gòu)筑生命分子,進(jìn)行一些關(guān)鍵的生化反應(yīng)(砷和磷屬于同族,化學(xué)性質(zhì)相