第二章 第1节 C、H、0、N、P、S等元素组成复杂生物大分子(无答案)-高中生物学合格考学案等级考预备（新教材必修 第2版）

· 27 · 细胞呼吸等生命活动 分解作用 根的吸收 叶的光合作用 食物链 各级消费者 植物体 无机环境 中各种元素 分解者 统一性 差异性 组成元素含 量相差很大 生命元素在自 然界中都能找到 生物界 非生物界 第二章 细胞的分子组成 第 1 节 C、H、O、N、P、S 等元素组成复杂生物大分子 一、细胞主要由 C、H、O、N、P、S等元素构成 1. 元素的划分：组成生物体的化学元素有 20多种，它们在生物体内的含量 不同。含量占生物体总质量的万分之一以上的元素，称大量元素，如 C、H、O、 N、P、S、K、Ca、Mg 等；生物生活所必需，但是需要量却很少的一些元素，称 微量元素，如 Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo 等。这些化学元素对生物体都有重要作 用，生物体内缺乏某种元素而发生该元素的缺乏症。 “硒的缺少与克山病发生相关性”研究的数据 组别 观察人数 发病人数 发病率（‰） 实验组（补 Se） 88373 11 0.12 对照组（不补 Se） 54550 237 4.34 组成细胞的元素种类有许多，它们的含量各不相同，干重（不含自由水）状态下和鲜重（含自由水） 状态元素下元素含量最大的分别是 C元素和 O元素。C、O、N、H这 4种元素在组成生物体的元素中含量最 多，所以，C、O、N、H是组成生物体的基本元素。 2. 说明：分类依据是根据生物体内含量，而不是生理作用，微量元素虽含量少，但其生理作用却不 可替代；大量元素和微量元素的划分是依据生物界中生物的整体情况，具体到某一种生物可能有差别； 组成生物体的化学元素常见 20种是指必需元素，生物体内可能含一些非必需元素，如人体可能含 Pb。 3. 生物界与非生物界元素组成的统一性和差异性 （1）统一性：组成生物体的化学元素在无机环境中均可找到，说明生物界与非生物界元素组成上存在 统一性。 （2）差异性：组成生物体的化学元素，在生物体内和无机自然界的含量两者相差很大，生物体从自然 界获取组成自身的元素是有选择的；生物体内元素能自我更新，而非生物界元素不能，由此也说明生命物 质的特殊性；各种化学元素在生命体系中不是简单的堆积、组合，而是以特殊的有序的方式结合在一起才 出现生命现象，这也是生物界和非生物界的根本区别。 元素 O Si C N H 地壳（%） 48.60 26.30 0.087 0.03 0.76 细胞（%） 65.0 极少 18.0 3.0 10.0 4. 植物矿质元素：在植物体内除 C、H、O以外，主要由根系从土壤中吸收的元素叫做矿质元素，吸 收后通过木质部导管，在植物体内以离子态随水分由导管运输到达各组织器官被利用。常用溶液培养法 （沙基培养法、水培法）研究。 生物体内的元素 自然界中内的元素 · 28 · 人工配制的含全部矿质元素的营养液叫做全素培养液；除去某种矿质元素的营养液叫做缺素培养液。 用缺素培养液培养植物，若生长发育正常，则该元素不是植物必需矿质元素；若生长不正常，而在添加该 种元素之后，如果能恢复生长，则该种元素是植物必需矿质元素。 例 1 生物体生命活动的物质基础是指（ ）。 A. 各种化学元素 B. 大量元素和微量元素 C. 各种化合物 D. 组成生物体各种元素和化合物 例 2 生物界在基本组成上的高度一致性表现在（ ）。 ①组成生物体的化学元素基本一致 ②各种生物体的核酸都相同 ③构成核酸的碱基都相同 ④各种生物体的蛋白质都相同 ⑤构成蛋白质的氨基酸都相同 A. ①②④ B. ①③⑤ C. ③④⑤ D. ①②③ 例 3 构成生物体的各种化学元素在无机自然界都可以找到，这个事实说明（ ）。 A. 化学元素分布相当广泛 B. 有机物来自无机物 C. 生物界和非生物界有共同的物质基础 D. 有机物和无机物都是由化学元素构成 例 4 下列有关微量元素的叙述中错误的是（ ）。 A. 微量元素是生物生活所必需的，是含量很少的元素 B. 微量元素对于维持正常生命活动不可缺少 C. 原生质中所有微量元素的总和少于 3％ D. 所有的占生物体总重量万分之一以下的元素都是微量元素 例 5 生活在沙漠的仙人掌与生活在海水中的鲨鱼，组成他们的化学元素种类（ ）。 A．大体相同 B．区别较大 C．很难确定 D．没有一定的标准 例 6 土壤中缺硼时，植物体会表现出“花而不实”的病症，在有该病症的植株叶上喷施一定浓度的含 硼溶液后，该病症消失，这说明硼是植物体的（ ）。 A．大量元素，必需元素 B．矿质元素，必需元素 C．矿质元素，微量元素 D．矿质元素，大量元素 例 7 人们经常食用的牛、羊、猪等肉类和白菜、土豆等蔬菜，消化吸收后，其中的成分大多被转化为 人体自身的一部分，其根本原因是（ ）。 A. 组成生物体细胞的化学元素在无机自然界都能找到 B. 在不同生物的细胞内，组成它们的化学元素和化合物的种类大体相同 C. 组成生物体细胞的基本元素是碳 D. 不同生物的细胞内，组成它们的化学元素的含量大体相同 · 29 · 例 8 一种植物和一种哺乳动物体内细胞的某些化学元素含量（占细胞干重的质量分数：%）如下表，下 列有关叙述正确的是（ ）。 元素 C H O N P Ca S 植物 43.57 6.24 44.43 1.46 0.20 0.23 0.17 动物 55.99 7.46 14.62 9.33 3.11 4.67 0.78 A．碳元素的含量说明有机物是干物质的主要成分 B．这两种生物体内所含的化学元素的种类差异很大 C．N、S含量说明动物组织含蛋白质较多，H、O的含量说明植物体内含水多 D．经测定该植物某有机物含 C、H、O、N、S，此化合物可能携带氨基酸进入核糖体 例 9 右图所示是组成人体细胞的主要元素及其比例。下列相关叙述中，错误的是（ ）。 A. 图中所示为细胞鲜重中元素的比重 B. 因为 O元素含量最多，所以 O元素是构成有机物的基本元素 C. 细胞失去大部分水分后，C元素比重最大 D. 图中含有的元素在非生物界也可以找到 例 10 如图甲是有活性的细胞中元素含量的柱形图，图乙是细胞 中化合物含量的扇形图，下列说法正确的是（ ）。 A. 若甲表示组成人体细胞的元素含量，则 a、b、c依次是 O、H、C B. 若乙表示细胞干重，则 A化合物是蛋白质 C. 若乙表示细胞鲜重，则 A化合物在细胞内主要存在于细胞液中 D. 地壳与活细胞中含量最多的元素都是 a，因此说明生物界与非生物界具有统一性 二、元素以碳链为骨架形成生物分子 1. 细胞由多种化合物组成组成：细胞的化学元素大多以化合物的形式存在，不同细胞中各种化合物的 组成大致相同。细胞中的化合物可以分为两大类：无机化合物和有机化合物。 无机化合物简称无机物，通常是指不含碳的化合物。细胞中的无机物主要是水和各种无机盐。含碳和 氢的化合物大都是有机化合物（不包括碳的氧化物、碳的硫化物、碳酸、碳酸盐、氰化物等），简称有机物。 细胞中的有机物主要包括糖类、脂质、蛋白质与核酸等。 2. 碳骨架是有机化合物的基础：在组成生物体的大量元素中，C是最基本的元素。由于每个碳原子可 以形成 4个化学键，所以就有可能形成含有成千上万个甚至更多个碳原子的物质。在细胞中，碳原子与碳 原子之间通过高度稳定的共价键相互连接，构成了各种复杂有机物的骨架结构即碳链（必修一，26页，图 2-2）。 这些碳链长短各异，有线状、分支状、环状等多种形状，碳链上的碳原子还可以与 H、O、N、P、S 等 原子或原子团通过共价键相结合，进而组成结构和功能千差万别的有机物。其碳骨架周边连接着不同基团， 这些基团都有自己的化学特性，使生物分子具有一定的空间结构，并能进行特定的化学反应，这也正是生 元素 含量 图甲 图乙 A C B 65% 18% 10% a b c · 30 · 物分子具有特定生物功能的物质基础，所以 C是组成细胞的最基本元素。 葡萄糖、氨基酸、核苷酸等生物体中的有机物，相对分子质量较小，结构简单，属于有机小分子。由 众多结构相同或相似的有机小分子（单体），通过缩合反应所生成的结构复杂、相对分子质量非常大的有机 物（多聚体），就属于生物大分子，如蛋白质、核酸、淀粉、糖原、纤维素等（必修一，26 页，图 2-3）。 这些生物大分子都可以通过水解反应再分解成许多有机小分子。 例 11 生物大分子在生物体的生命活动中具有重要的作用。碳原子本身的化学性质，使它能够通过化学 键连结成链或环，从而形成各种生物大分子。可以说，地球上的生命是在碳元素的基础上建立起来的。以 上事实可以说明（ ）。 A. C元素组成各种各样的化合物 B. C元素是最基本的元素 C. C元素是各种大分子中含量最多的元素 D. C元素比其他元素重要