2025届高三生物一轮复习课件：第2讲 细胞中的元素、化合物、无机物（1）

第二讲 细胞中的元素、化合物、无机物 课程要求 考点1 组成细胞的元素 考点2 组成细胞的化合物：水 考点3 组成细胞的化合物：无机盐 考点4 检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质 补充5 水和种子萌发的关系 01 组成细胞的元素 一、组成细胞的元素 元素 地壳 细胞 O 48.60 65.0 Si 26.30 极少 C 0.087 18.0 N 0.03 3.0 H 0.76 10.0 组成地壳和组成细胞的部分 元素含量（%）表 * Si在某些植物中含量较高，如硅藻、禾本科植物等 数据分析 元素 玉米细胞 人体细胞 C 43.57 55.99 H 6.24 7.46 O 44.43 14.62 N 1.46 9.33 K 0.92 1.09 Ca 0.23 4.67 P 0.20 3.11 Mg 0.18 0.16 S 0.17 0.78 玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量（干重，质量分数） * 其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3% 一、组成细胞的元素 【思考】为什么生物界与非生物界元素种类大体相同，元素含量差异很大？ 生物界 非生物界 组成细胞的元素在自然界都能找到 组成元素含量上相差很大 统一性 差异性 生物体有选择地从无机自然界获取各种物质来组成自身。 一、组成细胞的元素 元素分类 元素种类 大量元素 微量元素 指含量占生物体总重量万分之一以上的元素： 构成细胞最基本的元素 C H O N P S K Ca Mg 指含量占生物体总重量万分之一以下的元素。它们的含量虽少，但不可或缺： Fe Mn Zn Cu B Mo 大量元素和微量元素的划分依据不是生理作用大小，而是含量多少，无论多少它们都是组成生物体的必需元素。那体内的元素都是必需的？ 一、组成细胞的元素 1.微量元素含量极少，不是人体所必须的，你认为这种说法争取吗？ 并不是所有含量少的都是微量元素。 生物体内含有的元素不一定是生物体所必需的元素，如Pb。这样的元素含量再多也不是大量元素。 不论大量元素还是微量元素，都是生物体必需的元素，对于维持生物体的生命活动都起着非常重要的作用。 微量元素在生物体内含量少，但生理作用并不小。 2.在人体内含量少的都是微量元素吗？ 一、组成细胞的元素 组成人体的主要的元素（占细胞鲜重的百分比） 组成人体的主要的元素 （占细胞干重的百分比） 元素： 化合物含量: 元素： 化合物含量: O >C>H>N 水>蛋白质>脂质>糖类 C >O>N>H 蛋白质>脂质>糖类 二、组成细胞的化合物 3.特别提醒：不同生物细胞中各种化合物含量是有差别的，比如糖类是构成大多数植物体干重中含量最多的化合物（如小麦种子细胞中糖类含量较高，而花生种子细胞中脂肪含量较高。）。所以1、2两条总结的是一般规律，并不适用于所有细胞。 1.占细胞鲜重最多的化合物是水。 2.占细胞干重最多的化合物是蛋白质。 一、组成细胞的元素 存在形式： 大多以 的形式存在，少数元素以 形式存在。 化合物 离子 少数元素以离子形式存在，如K以K＋形式存在于细胞内液中。但有少数元素是以单质形式存在的，如硫磺细菌中的S是以硫磺颗粒存在的。 元素组成： 水： 蛋白质： 脂肪： 磷脂： 固醇： 糖类： 核酸： H、O C、H、O、N，有的含有P、S C、H、O C、H、O、N、P C、H、O 一般C、H、O(几丁质除外，还含有N) C、H、O、N、P 一、组成细胞的元素 部分糖类含有N，如几丁质 糖类 脂肪、固醇 +N（S及Fe等） +N、P C、H、O 蛋白质 磷脂、ATP、NADPH、NADN、核酸等 +N、Mg 叶绿素 二、组成细胞的化合物 依据元素推断化合物的种类和功能： （1）据特征元素推测化合物的种类 （2）”元素分析法”判断化合物的种类和功能： （3）从化合物的元素组成分析氧化分解释放能量的多少： 依据元素推断化合物的种类和功能： 脂肪的含氢量多于糖类，因此等质量的脂肪氧化分解时消耗氧气和释放能量都多于糖类。 从化合物的元素组成分析代谢终产物： 糖类、脂质和蛋白质都含有C、H、O，故其代谢终产物都有CO2和H2O；蛋白质中还有N，其代谢终产物中还含有尿素。 二、组成细胞的化合物 13 C:在细胞______中含量最多，是________元素。是构成有机物的核心元素。 H:参与构成水和有机物。是细胞中___________最多的元素。 O:在细胞______中含量最多，参与构成水和有机物。 干重 最基本 原子个数 鲜重 N:主要参与构成______________________________________________有机物 蛋白质、核酸、ATP、NADPH、NADH等 P:主要参与构成______________________________________等有机物。 核酸、ATP、NADPH、磷脂 S:主要参与构成某些________。 蛋白质 主要元素参与构成的物质： 一、组成细胞的元素 误区：易混淆“数量”和“含量”。 人体活细胞中氧的含量最多，但氢原子的数量最多。 同位素并非都具有放射性，如15N、18O无放射性，3H、14C、32P、35S 有放射性。 高中课本出现的涉及到同位素的实验主要如下： 用_____标记__________，研究分泌蛋白合成运输过程。P一51 用 18O 分别标记H2O和CO2，追踪光合作用产生的O2来自于哪里，结果证明O2来自于_________。P一102 用 14C 标记CO2，探究得到卡尔文循环的碳元素去向依次是 ______________________________。 P一104 用________________分别标记噬菌体DNA和蛋白质，证明DNA是遗传物质。P二45 用________标记DNA，证明DNA的半保留复制方式。P二54 32P、35S 15N H2O 3H CO2→ C3 → （CH2O）+C5 氨基酸 一、组成细胞的元素 同位素标记法 思考：1.(大本P9)植物缺少N、Mg、P会影响光合作用的原因是？ 二、组成细胞的化合物 N、Mg是组成叶绿素的成分，N、P是组成叶绿体类囊体薄膜和ATP的成分，N也是组成光合酶的成分，因此植物缺少N、Mg、P会影响光合作用 思考：2.当土壤含水量过高时，反而不利于植物的正常生长，可能的原因有 植物根部因缺氧进行无氧呼吸: ①根部能量供应不足，影响物质运输； ②植物根部因无氧呼吸产生大量酒精而出现烂根现象 元素 大量元素 含量 微量元素 C H O N S P K Ca Mg(万分之一) Zn Fe B Cu Mo Mn 作用 最基本 基本 主要 C —生物大分子都以碳链为骨架 C H O N C H O N S P 存在形式 大多数以_________的形式存在 化合物 一、组成细胞的元素 17 [判断题] 青少年缺钙会导致肌肉抽搐，这说明微量元素能够维持正常的生命活动。 2016全国卷Ⅱ，4B 构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤吸收。 2018全国卷Ⅰ 下列有关植物根系吸收利用营养元素的叙述，错误的是（　） A. 土壤微生物降解植物秸秆产生的元素离子可被根系吸收 B. 农田适时松土有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收 C. 在酸性土壤中，小麦可吸收利用土壤中的N2和NO3﹣ D. 给玉米施肥过多，会因根系水分外流引起“烧苗”现象 一、组成细胞的元素 C ✔ × 一、组成细胞的元素 1.一种植物和一种哺乳动物细胞中某些化学元素的含量(占细胞干重的百分比/%)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.C的含量能说明有机物是动植物体内干物质的主要成分 B.由表可知，两种生物体内所含化学元素的种类和含量差异很大 C.测定该动物体内的某种小分子物质含有C、H、O、N、S，此小分子物质不可能是氨基酸 D.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 A　 一、组成细胞的元素 2.下列关于细胞中化学元素的说法正确的是(　　) A．细胞中一种元素的作用能被其他元素替代 B．细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要 C．在人体活细胞中氢原子的数目最多 D．无论鲜重还是干重，组成细胞的元素中C的含量最多，在光合作用中 C元素可以从CO2经C3形成(CH2O) E．人与大肠杆菌所含有的化学元素种类和含量基本相同 F．某口服液广告声称“含有丰富的N、P、Zn等微量元素” C　 考察特点:可以延申到同族元素考察 [2024辽宁六校开学考试]美国航天局科学家在加利福尼亚州东部的莫诺湖里发现了一种被称作GFAJ-1的独特细菌，这种细菌能利用剧毒化合物砒霜中的砷来代替磷元素构筑生命分子，进行一些关键的生化反应(在元素周期表中，砷排在磷下方，两者属于同族，化学性质相似)，根据上述材料进行预测，下列说法正确的是( ) A.GFAJ-1与新冠病毒最本质的区别是其没有以核膜为界限的细胞核 B.GFAJ-1是原核生物，以RNA为遗传物质 C.砷元素可能存在于GFAJ-1的细胞膜、ATP、核酸、脂肪和糖类中 D.GFA]-1的细胞中蛋白质的合成场所为核糖体 D 2020·山东省邹城市第一中学月考 美国宇航局科学家在加利福尼亚州东部的莫诺湖里发现了一种被称作GFAJ-1的独特细菌，这种细菌能利用某剧毒化合物中的砷来代替磷元素构筑生命分子，进行一些关键的生化反应(在元素周期表中，砷排在磷下方，两者属于同族，化学性质相似)。根据上述材料进行预测，下列说法错误的是( ) A. GFAJ-1细菌体内含量较多的六种元素可能是碳、氢、氧、氮、砷、硫 B. 砷元素存在于GFAJ-1细菌细胞膜以及糖类、DNA和RNA等物质中 C. 砷对多数生物有毒可能是因为砷能够代替磷参与生化反应，制造混乱 D. 该发现将使人类对生命的认识发生重大改变，拓宽了在地球极端环境乃至外星球寻找生命的思路 B 二、组成细胞的化合物 A.P、Mg、S等元素在玉米细胞中含量很少，属于微量元素 B.表中玉米细胞比人体细胞中含有的O元素较多是因为玉米细胞中含水更多 C.表格中在细胞内含量多的元素比含量少的元素更重要 D.玉米细胞和人体细胞中N元素含量不同，可能与细胞中蛋白质的含量不 　同有关 5.下表是玉米和人体细胞的部分元素及含量(干重，质量分数)，下列有关说法正确的是 元素 O H N K Ca P Mg S 玉米 44.43 6.24 1.46 0.92 0.23 0.20 0.18 0.17 人 14.62 7.46 9.33 1.09 4.67 3.11 0.16 0.78 D 02 细胞中的水 本知识考点分析： 1. 最主要的是要知道自由水/结合水与细胞代谢，抗逆性的关系 2. 能结合所给例子写出水的功能 二、细胞中的水 1. 水分分布对比: ①生物体的含水量随着生物种类的不同而有所差别，一般为60%-95%。 ②水是构成细胞的重要成分，也是活细胞中含量最多的化合物。 水母97% 藻类90% 鱼类80-85% 蛙78% 高等植物60-80% 哺乳动物65% 水生 陆生 二、细胞中的水 幼年 老年 > 成年 > 男性 女性 > 1. 水分分布对比: 水生﹥陆生生物； 幼年>成年>老年； 幼嫩细胞>衰老细胞； 代谢旺盛>代谢缓慢； 二、细胞中的水 2、水的理化特性与分子结构 ①水是良好的溶剂。 水分子由2个氢原子和1个氧原子构成，氢原子以共用电子对与氧原子结合。 由于氧原子具有比氢原子更强的吸引共用电子的能力，使氧原子一端稍带负电荷，氢原子一端稍带正电荷。 这种电子分布不均匀的分子叫做极性分子。由于水分子的极性，带正电荷或负电荷的分子和离子都容易与水结合，因此水是良好的溶剂。 二、细胞中的水 2、水的理化特性与分子结构 ②水具有流动性。 由于水分子的极性，一个水分子的负电区(氧端)与另一个水分子的正电区(氢端)之间通过静电吸引形成一种弱的引力，这种弱的引力称为氢键。不同水分子间的氢键不断地断裂，又不断地形成，使水在常温下能够维持液体状态。 二、细胞中的水 2、水的理化特性与分子结构 ③水具有较高的比热容。 由于氢键的存在，水具有较高的比热容，这就意味着水的温度相对不容易改变，水的这种特性，对于维持生命系统的稳定性十分重要。 比热容：是指使单位质量物体改变单位温度时所吸收或释放的能量。 思考2、水比酒精的比热容高。相同质量的水的温度提高1℃所需的能量比酒精的要______（多/少）；吸收相同热量时，相同质量的水比酒精升温更______（快/慢）。 多 慢 二、细胞中的水 2、水的理化特性与分子结构 ③水具有较高的比热容。 甲 乙 思考1、___图为冰中水分子的分布，____图为水中水分子的分布。 甲 乙 三、细胞中的水 形式 自由水 结合水 概念 细胞中绝大部分的水呈游离状态，可以自由流动，约占细胞内全部水分的95.5%。 与细胞内的其他物质相结合的水，约占细胞内全部水分的4.5%。 功能 ①细胞内良好的溶剂； ②参与生物化学反应； ③为细胞提供液体环境； ④运送营养物质和代谢废物 是细胞结构的重要组成部分，存在形式主要是水与蛋白质、多糖等物质结合，失去流动性和溶解性 3、水的存在形式及作用 为什么心脏和血液含水量相似，但是它们的形态不一样呢？ 二、细胞中的水 中自由水相对含量高。 4. 结合水和自由水的比例（考得最多） 自由水 结合水 相互转化 自由水与结合水相互转化的原因：水分子与细胞内的亲水性物质如蛋白质、淀粉、纤维素等以氢键相结合形成结合水。温度升高，水分子的动能增加，会逃脱氢键的束缚成为自由水。 二、细胞中的水 4. 结合水和自由水的比例（考得最多） 晒干失去自由水 来年种植需泡发 P21:冬小麦降低自由水防止结冰损伤 自由水相对较多的时候，代谢增强，抗逆性减弱 结合水相对较多的时候，代谢减弱，抗逆性增强 抗逆性：抵抗不利环境的某些性状；如抗寒，抗旱，抗盐，抗病虫害等。 二、细胞中的水 5、水在生产实际中的应用 生活中的现象 对此现象的解释 种子在贮存时需将种子晒干 种子萌发时，需要吸收水分 低温环境下减少花卉浇水，越冬作物减少灌溉 干种子放在试管中，用酒精灯加热，试管壁上有水珠 炒熟的种子浸泡后不萌发 减少自由水含量，降低种子的代谢，减少有机物消耗，延长种子寿命 增加自由水含量，加快代谢速率 提高植物对低温的抗性 种子晒干后，仍含有结合水，用酒精灯加热会失去结合水 失去结合水的细胞失去生理活性 二、细胞中的水 [典例] 从水的角度解释下列现象 ① 鲜种子在阳光下暴晒，这个过程主要损失 ; 自由水 ② 干种子用水浸泡后仍然能萌发，这是为什么？ ③ 干种子放在试管用酒精灯加热，试管壁上水珠是什么？ ④ 酒精灯加热的种子浸泡后还能拿萌发吗？ 三、细胞中的水 失去自由水的种子仍然保持其生理活性 失去结合水 结合水是细胞结构的重要组分，失去结合水则失去生理活性 $$