組成細胞的化學元素及無機物.ppt

1、本章介紹了組成細胞的化學元素和化合物的種類、含量及其生理功能。組成細胞的化學元素大都以化合物的形式存在，所以本章的重點內(nèi)容是關(guān)于糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸的相關(guān)內(nèi)容，尤其是蛋白質(zhì)和核酸，它們分別是生命的體現(xiàn)者和控制者。核酸保健品的開發(fā)、國際人類蛋白質(zhì)組計劃、世界上第一個人工合成蛋白質(zhì)的誕生等都是本章與生活及科學技術(shù)的結(jié)合點，同時也是歷年的重要考點，需引起考生的高度重視。,(1)從近幾年新課標地區(qū)生物試題看，知識點分布呈現(xiàn)兩種趨勢： 綜合考查明顯增多，如2010江蘇理綜1考查DNA與RNA的結(jié)構(gòu)與組成，2009江蘇生物1和2009福建理綜4都是對細胞內(nèi)化合物的結(jié)構(gòu)與功能的綜合考查。 充分挖掘教材中

2、易被考生忽略的小考點進行考查，如2010全國31(1)(2)，考查有機物的元素組成；2010上海生物9考查有機物的元素組成；2010山東基本能力22考查缺乏元素引起的疾病；2009天津理綜3和2009廣東生物2分別考查肽鍵和脂質(zhì)的功能；2009年山東理綜26(1)考查無機鹽的作用。,(2)有機物的實驗檢測與應用一直是高考命題的熱點，如2010全國課標理綜3,2010廣東理綜29(1)的蛋白質(zhì)檢測、(2)的實驗設(shè)計，2009廣東生物6等都對此方面進行了考查。 (3)本專題命題角度的最大變化應該是以新情景材料、圖表等形式考查學生對知識的掌握程度，如2010全國課標理綜4考查水溫變化與某動物血紅蛋白

3、含量的變化關(guān)系，2009安徽理綜通過獲得2008年諾貝爾獎的熒光蛋白基因工程案例考查特定蛋白質(zhì)的作用分析。 以上幾個方面希望2012年考生特別關(guān)注。,1以構(gòu)成生物體的化學元素為線索，引申出各種化合物的組成、結(jié)構(gòu)和功能等相關(guān)知識。 2運用列表法比較蛋白質(zhì)和核酸二者的異同，并分析二者的聯(lián)系，同時結(jié)合遺傳內(nèi)容明確基因?qū)π誀畹目刂圃怼?3充分利用比較法分析各種化合物的共有元素和特有元素，以便利用同位素標記法來檢測或鑒定特定物質(zhì)，如噬菌體侵染細菌的實驗中用35S標記蛋白質(zhì)外殼，用32P標記DNA。,4以“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)”實驗為線索，系統(tǒng)復習教材中常規(guī)實驗的原理、過程，并升華實驗方法

4、和實驗原則等問題。,1(2010山東基能)區(qū)域內(nèi)水和土壤中某種化學元素過多或過少都可能導致地方病，影響人們的健康。下列說法正確的是 ( ) A齲齒是由于人體內(nèi)鈣含量過高造成的 B氟骨病是由于人體內(nèi)氟含量過高造成的 C人體內(nèi)硒含量過高會引發(fā)克山病 D飲用低氟水可以預防大骨節(jié)病,答案 B 解析 齲齒的發(fā)生與人體的鈣含量無直接關(guān)系；氟骨病是由于人體內(nèi)氟含量過高造成的；人體內(nèi)硒含量過低會引發(fā)克山??；一般認為大骨節(jié)病是由于人體內(nèi)硒含量過低造成的。,2(2010上海)下列選項中，含有相同元素的一組化合物是 ( ) A纖維素和尿素 B脂肪酸和磷酸 C腺苷三磷酸和核糖核酸 D膽固醇和血紅蛋白 答案 C 解析

5、腺苷三磷酸和核糖核酸的組成元素均為C、H、O、N、P；纖維素含C、H、O，不含N；脂肪酸含C、H、O，不含P；血紅蛋白含F(xiàn)e2而膽固醇不含F(xiàn)e2。,自主梳理 一、組成細胞的元素 細胞中常見的化學元素有 種，是生物體有 從無機自然界中獲取的。 1元素的分類 (1)按元素在生物體內(nèi)的含量可分為 ，如C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。 ，如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。,20多,選擇地,大量元素,微量元素,(2)按元素在生物體內(nèi)的作用可分為 最基本的元素： 。 主要元素：如 。 2元素的含量特點 (1)占細胞鮮重最多的元素是 。 (2)占細胞干重最多的元素是 。 (3)細胞中含量最多的

6、四種元素是 。,C,C、H、O、N、P、S,O,C,C、H、O、N,3元素的存在形式 大多以 的形式存在。 互動探究 為什么碳是最基本的元素？ 提示 碳原子本身的化學性質(zhì)使它能夠通過化學鍵連接成鏈或環(huán)，從而形成各種生物大分子，使地球上的生命建立在碳元素的基礎(chǔ)上。,化合物,二、組成細胞的化合物 組成細胞的化合物分為 化合物和 化合物，前者中水的含量是最多的，后者中含量最多的是 。 互動探究 組成細胞的化學元素的存在形式有哪些？有機物與無機物在元素組成上有什么區(qū)別？,無機,有機,蛋白質(zhì),要點歸納 1組成生物體的化學元素種類與含量 組成生物體的化學元素常見的主要有20多種，其組成、分類及含量如圖所示

7、：,其中主要元素：指含量占原生質(zhì)總量97%以上的元素。 大量元素：指含量占生物體總重量的萬分之一以上的元素。 微量元素：指生物體生活所必需的，含量雖少但作用非常重要的元素。,2礦質(zhì)元素：指除了C、H、O以外，主要由根系從土壤中吸收的元素。 化學元素的存在形式和功能 (1)化學元素的存在形式 化學元素在生物體內(nèi)的存在形式：組成生物體的各種化學元素，在生物體內(nèi)主要以無機鹽離子或化合態(tài)形式存在，生物體獲得各種元素的方式主要以主動運輸為主。 (2)生物體內(nèi)化學元素的功能 生物體的化學元素組成多種多樣的化合物，這些化合物和化學元素是生物體生命活動的物質(zhì)基礎(chǔ)。 化學元素能夠影響生物體的生命活動。,感悟拓展

8、 1組成生物體的化學元素在不同的生物體內(nèi)種類大體相同；不同的生物體內(nèi)各種化學元素的含量一般相差很大。 2元素分類是根據(jù)生物體內(nèi)的含量，而不是生理作用，微量元素雖含量少，但其生理作用卻不可替代，如Zn是DNA聚合酶和RNA聚合酶的輸助因子，缺Zn將導致DNA復制和RNA合成不能正常進行。,3碳原子本身的化學性質(zhì)，使它能夠通過化學鍵連接成鏈或環(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，科學家才說“碳是生命的核心元素”，“沒有碳，就沒有生命”，與在生物體內(nèi)的含量無關(guān)。 4生物體內(nèi)鮮重最多的元素為O，干重最多的為C，植物因糖類多，蛋白質(zhì)少，故干重中O較多，而動物相反，故干重

9、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。,5從化合物的元素組成上分析代謝產(chǎn)物 糖類、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，故其代謝產(chǎn)物中含有尿素。 6從化合物的元素含量上分析其氧化分解時釋放的能量多少： 脂肪分子中氧的含量遠少于糖類，而碳和氫的含量則比糖類多，因此等質(zhì)量的脂肪徹底氧化分解時所消耗的氧氣比糖類多，釋放的能量也多于糖類。,7化合物的特殊元素組成在同位素標記法中的應用 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記S和P以證明DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)。 8組成生物體的化學元素的重要作用 (1)

10、組成化合物 與光合作用有關(guān)的含N化合物：葉綠素、ATP、NADP、酶等。,9生物的統(tǒng)一性和差異性 (1)統(tǒng)一性 從元素角度：組成生物體的各化學元素種類大體相同。 從分子水平：DNA的空間結(jié)構(gòu)和基本單位相同；共用一套遺傳密碼。 從結(jié)構(gòu)角度：除病毒外，生物體都由細胞組成。 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元素的含量有很大差異。,典例導悟 1組成甲型H1N1病毒、瘋牛病病毒和桃樹的共有元素是 ( ) AC、H、O BC、H、O、S CC、H、O、N DC、H、O、P 解析 一般地，所有生物的遺傳物質(zhì)都是核酸，都有P元素，但瘋牛病病原體的成分僅含有蛋白

11、質(zhì)，因此上述生命并不都含有P元素，但它們都含有蛋白質(zhì)，所以共有元素為C、H、O、N。 答案 C,生物界在基本組成上的高度一致性表現(xiàn)在 ( ) 組成生物體的化學元素基本一致 各種生物的核酸都相同 構(gòu)成核酸的堿基都相同 各種生物的蛋白質(zhì)都相同 構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸都相同 A B C D 答案 B,解析 生命起源于無機環(huán)境，構(gòu)成細胞的幾十種元素，沒有一種是生命物質(zhì)所特有的，而生物不斷地進化和發(fā)展，彼此之間都有著一定的聯(lián)系。這種聯(lián)系從物質(zhì)組成上，表現(xiàn)在組成生物體的化學元素基本一致，組成核酸的堿基是相同的，組成蛋白質(zhì)的氨基酸都是20種左右。不同的生物之所以不同，是由組成它們的核酸和蛋白質(zhì)的差異決定的。,自

12、主梳理 1細胞中的水 (1)存在形式： 水和 水。 (2)功能：是 的重要組成成分，是細胞內(nèi)的 ，運送 和 ，參與許多 反應，為細胞提供 環(huán)境。,自由,結(jié)合,細胞結(jié)構(gòu),良好溶劑,營養(yǎng)物質(zhì),代謝廢物,生物化學,液體,2細胞中的無機鹽 (1)存在形式：絕大多數(shù)以 的形式存在，少部分是細胞內(nèi) 的組成成分。 (2)功能：維持細胞和生物體的 ；維持細胞的 等。 要點歸納 1細胞中的無機物水 (1)水的含量、分類及生理作用,離子,復雜化合物,生命活動,酸堿平衡,(2)不同生物含水量特點 是細胞和生物體中含量最多的物質(zhì)(如精肉中的水，沙漠植物中的水)。 含水量：水生陸生、幼年成年老年、代謝旺盛代謝緩慢、幼嫩

13、細胞衰老細胞。 2生物體中的無機物無機鹽 (1)無機鹽的含量及存在形式 含量：很少，約占細胞鮮重的1%1.5%。 存在形式：大多數(shù)無機鹽以離子的形式存在于細胞中，少數(shù)以化合物的形式存在于細胞中。,(2)無機鹽的生理作用 有些無機鹽是細胞內(nèi)某些復雜化合物的重要組成部分。 有許多種無機鹽的離子對于維持生物體的生命活動有重要作用。 生物體內(nèi)的無機鹽離子，必須保持一定的比例，這對維持細胞內(nèi)的滲透壓和酸堿平衡非常重要，這是生物進行正常生命活動的必要條件。,感悟拓展 1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。 2水的存在形式與

14、代謝的關(guān)系 若細胞內(nèi)自由水比例升高，則代謝旺盛，反之代謝緩慢。 3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。,4水的存在形式與溫度的關(guān)系 在活細胞內(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，自由水增多，反之，結(jié)合水增多。 5種子與水的關(guān)系 (1)種子曬干時減少的為自由水，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，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

15、(主要含脂肪)。 6無機鹽的生理作用 碳酸鈣是骨骼的主要成分；Mg2是葉綠素的組成成分，是ATP酶的激活劑；Fe2是血紅蛋白的組成成分；Cl是唾液淀粉酶的激活劑；HCl可以激活胃蛋白酶原；血細胞只有在0.9%的生理鹽水中才能維持正常形態(tài)和生理功能。,典例導悟 2英國醫(yī)生塞達尼任格在對離體蛙心進行的實驗中發(fā)現(xiàn)，用不含鈣的生理鹽水灌注蛙心，收縮不能維持，用含有少量鈣和鉀的鈉鹽溶液灌注時，蛙心可持續(xù)跳動數(shù)小時。實驗說明鈣鹽 ( ) A對維持細胞的形態(tài)有著重要作用 B是細胞中某些復雜化合物的重要組成部分 C為蛙心的持續(xù)跳動提供能量 D對維持生物體的生命活動有重要作用,解析 無機鹽的生理功能包括某些化合

16、物的重要組成成分，維護酸堿平衡及維持生物體正常生命活動。從題干信息可看出，鈣鹽對維持生物體的生命活動有重要作用。 答案 D,構(gòu)成纖維素、RNA、超氧化物歧化酶(SOD)的化學成分中，共有的化學元素是 ( ) AC、H、O BC、H、O、N CC、H、O、N、P DC、H、O、N、P、S 答案 A 解析 纖維素屬于多糖，只含有C、H、O；超氧化物歧化酶屬于蛋白質(zhì)，肯定含有C、H、O、N；RNA屬于核酸，含有C、H、O、N、P，所以共有的化學元素是C、H、O。,命題熱點1 考查大量元素和微量元素的易錯點 【例1】科學家在利用無土栽培法培養(yǎng)一些名貴花卉時，培養(yǎng)液中添加了多種必需化學元素。其配方如下：,答案 C,命題熱點2 水的生理作用 【例2】人體中水的