第1章 第1节 水和无机盐是构成细胞的重要无机物-【重难点手册】2024-2025学年高中生物必修1 分子与细胞(浙科版2019 浙江专用)

第一章 细胞的分子组成 第一节 水和无机盐是构成细胞的重要无机物 重点和难点 素养要求 重点：①组成细胞的主要元素：②水和无机盐的生理功能。 “生命观念”水平1：认识生命构成的物质属性。 难点：化学健如共价健、氢健等」 “科学思维”水平1：认识自然界和生命界的统一性。 口O1业备知识梳理。 重难点1细胞主要由C、H、O、N、P和S等元素组成 L.细胞是由物质组成的 马归纳总结 细胞是由物质组成的，组成细胞的分子，既包含简单的无机 生物界与非生物界的 物，也包含复杂的有机物。细胞内的无机物主要是水和无机盐。 统一性和差异性 2.物质是由化学元素组成的 (1)从元素种类看：组成 (1)地球上的天然元素有90多种，构成细胞的主要元素包括 生物体的元素在自然界都能 找到，体现统一性。 C、HO、N、P和S等。 (2)从元素含量看：组成 (2)组成人体的元素，C、H、O、N所占比重在96%以上。有 生物体的元素在相对含量上 些元素在人体中的含量很低，如Fe、Zn,Cu、I、Mn、B等，称为微量 与无机自然界相差很大，体现 元素。 差异性 3.微量元素的作用 微量元素对维持细胞正常的结构和生命活动均起着重要作用。 例①(2024·浙江宁波四中练习)下表是人体细胞中部分元 素在去除水分后的细胞中的含量。下列叙述正确的是( 元素 c 0 H N Ca Fe 平均含量 55.99% 14.62% 7.46% 9.33% 4.67% 微量 A.O是组成细胞的核心元素 目温馨提示7 B.Ca和Fe都属于人体的微量元素 (1)组成生物体的化学元 C.同种元素在人体不同细胞中含量可能不同 素根据其含量不同划分为大 D.人体细胞中含量越低的元素作用越小 量元素和微量元素。 解析C是生命的核心元素，没有碳，就没有生命，所以组成 (2)解答左栏例1应利用 细胞的元素中，C是核心元素，A错误；表中Fe是微量元素，B错 表中数据进行分析和判断。 误；同种元素在人体不同细胞中含量可能不同，C正确；元素的含 量越低，其重要性不一定越小，如微量元素F在人体内的含量 国避手细高中生物学必修1分子与细胞化（浙江专用】 低，但是作用却比较大，D错误。 答案C 易错点不能区分元素的含量在细胞不同状态下的差异 图防错档案 ◆易错题读图，回答下列问题： (1)判断元素的含量时，要 C55.995 明确是鲜重还是千重。 065% (2)判断微量元素时，要 N9.33 014.82 明确含量和是否是生物体所 H9.5% 必需的。微量元素含量很少 -K L09% N3.3% 其他元素 S0.78% -C4.67 Mg 0.16%5- 并且是生物体所必需的。含量 P1%s0.3% P8.11 其他元家 图1 网2 少但不是生物体所必需的，则 (1)图1和图2均表示组成人体细胞的主要元素的含量， 不是微量元素，如人体内可能 含有的汞或镉。 其中表示正常人体细胞的是图 ,判断理由是 (2)组成人体细胞的化学元素来源于 答案(1)1正常人体为活细胞，含HO最多，O、H含量高。 (2)无机自然界 重难点2水为生命活动提供了条件 习知识拓展 L.含量 水是极性分子 细胞的含水量一般为60%~90%，有些细胞含水量可超 (1)非极性共价键：在氢 过90%。 分子(H)或氧分子(O)中， 两个相同原子的电负性完全 2.氢键 相同，所形成的共价键称为非 (1)形成：由于正负电荷的相互吸引，水分子之间便会形成氢键 极性共价健 (2)缔合：一个水分子可以通过氢键与另外四个水分子相连。 (2)极性共价键：水分子 (3)特性：具有极性和氢键的形成使得水分子有许多不寻常 则与H、O,不同，因为氢原 的特性。 子和氧原子的电负性不同。 氧吸引共用电子对的能力比 3.作用 氨强，使氧的一端稍带负电 (1)作为溶剂：凡是有极性的分子或离子都易溶于水中。 荷，氢的一端稍带正电荷，这 (2)作为介质：水是生物体内物质运输的主要介质。 种共价健称为极性共价健。 (3)缓和温度变化：水分子之间存在氢键，使得水具有缓和温 (3)水分子是极性分子： 度变化的作用。 水分子中的氢氧键中氧略带 负电荷而氨略带正电荷，由于 (4)反应物和产物：水还是细胞中某些代谢的反应物和产物。 水分子的空间结构不对称，导 (5)深远影响：影响动、植物的分布、繁殖、生长发育以及动物 致水分子一端略正，一端略 体色、动物行为等。 负。水分子是一个极性分子。 2 第一章 细胞的分子组成么 例2(2024·浙江1月选考)下列不属于水在植物生命活动 同温馨提示 中作用的是()。 由于水分子的极性，一个 A.物质运输的良好介质 B.保持植物枝叶挺立 水分子的氧瑞靠近另一水分 C.降低酶促反应活化能 D.缓和植物温度变化 子的氢端时，它们之间的静电 解析水作为良好的溶剂，能帮助溶解和运输营养物质及代 吸引作用就形成一种弱的引 力，这种弱的引力称为氨键。 谢产物，A正确：水可以保持植物枝叶挺立，B正确：降低酶促反 氢键的存在，使水有较高的比热 应活化能的是酶，水不具有此功能，C错误；水的比热容较大，能 容，使水的温度不易发生改变 缓和植物温度的变化，D正确。 有利于维持生命系统的稳定。 [答案C 重难点3无机盐与细胞生活密切相关 1.含量 因归纳总结园 无机盐含量很少，仅占细胞鲜重的1%~1.5%。 根据特征元素推测 2.存在形式 化合物的种类 无机盐多数以离子形式存在，少数与其他物质结合。 叶绿素 核酸、ATP 3.主要生理功能 Mg P 生理功能 举例 C、H、O.N ①Mg+是叶绿素的必需成分 Fe(S) 组成某些复②I是合成甲状腺激素的必需成分： 杂的化合物 ③Fe是血红蛋白的必需成分： 血红蛋白 甲状腺激素 ①PO)是ATP、核酸、磷脂的必需成分 ①钙可调节肌肉收缩和血液凝固，血钙过高会造成肌无力， 维持细胞和 血钙过低会引起抽搐 生物体的生 命活动 ②硼可促进植物花粉的萌发和花粉管的伸长，植物缺硼会 造成“花而不实” 4自测 ①渗透压的平衡：Na、C对细胞外液的渗透压起重要作 【题目】下列关于生物体 维持生物体用，K则对细胞内液的渗透压起决定作用： 中无机盐的叙述，错误的是 内的平衡 ②酸碱平衡（即pH平衡）：某些无机盐离子如H,PO,和 ). HP)片组成重要的缓冲体系来调节并维持pH平衡 A,植物缺乏氯元素会影 例3(2024·浙江金华一中训练)无机盐与生物体的生命活 响光合作用 动密切相关。下列叙述错误的是()。 B.缺铁使哺乳动物血液 A.人体缺少某种无机盐离子可能导致贫血 运输O,的能力下降 B.叶绿体中的色素都含有无机盐离子 C.HCO方对雏持血浆酸 C,肌肉的兴奋性与无机盐离子浓度有关 碱平衡具有重要作用 D.某些无机盐离子与维持血浆酸碱平衡有关 D.无机盐可以为生物体 的代谢提供能量 解析人体缺少F+可能导致贫血，A正确；叶绿体色素中的 【答案D 胡萝卜素不含有无机盐离子，B错误：兴奋的产生与N浓度有关， 3 国雕手细高中生物学必修1分子与细胞父（浙江专用） 即肌肉的兴奋性与无机盐离子浓度有关，C正确；某些无机盐离子 与雏持血浆酸碱平衡有关，如HC)方和HCO3组成的缓冲体系 与血浆酸碱平衡有关，D正确。 [答案B 02关键能力提升。 关键点1元素及其化合物种类的分析判断 A.甲 B.乙 C.丙 D.丁 L.利用识记的知识答题 解析]元素含量占人体细胞鲜重百分比最 大量元素和微量元素的分类依据是元素在 大的是氧元素，其次是碳元素，故B正确。 生物体内的含量，而不是生理作用。微量元素含量 答案B 虽少，但其生理作用却不可替代。 奇果质 (1)大量元素(C、H、O、N、S、P、Ca、Mg、 细胞千重与鲜重中元素含量的差异是由 K)可利用谐音“她请杨丹留人盖美家”来记。 水的含量不同引起的。 (2)微量元素(Fe、Mn,B、Zn,Mo、Cu)可利 关键点2运用化学知识分析水的生理作用 用谐音“铁猛碰新木桶”来记。 (1)水是极好的溶剂：例如，NaCl由Na 2.利用鲜重与干重中元素及化合物的含量 和C-两种离子组成，将NaCl放人水中，Na 分析判断 吸引水分子中略带负电荷的一端，使水分子将 (1)活细胞中含量最多的元素是O。 其包围，C吸引水分子中略带正电荷的一端， (2)细胞干重中含量最多的元素是C 使水分子将其包围。当水分子对Na或CI的 (3)占细胞鲜重最多的化合物是水。 吸引力超过Na与CI的静电作用时，离子键 (4)占细胞干重最多的化合物是蛋白质。 被破坏，Na、CI形成水合离子进入水中，这 (5)细胞鲜重中元素含量：O>C>H>N。 样，NaCl就溶于水中了。事实上，许多带有极 (6)细胞千重中元素含量：C>(O>N>H。 性的分子或离子都易溶于水。水作为良好的溶 (7)无论是干重还是鲜重，细胞中C、H、 剂，能帮助溶解和运输营养物质及代谢产物。 O、N这四种元素含量最多。 (2)液态水中的水分子具有内聚力：在液 (8)三种有机化合物含量在细胞中的比 态水中，水分子之间的氢键极快地形成与断 例：蛋白质>脂质>糖类。 裂，瞬息之间，每个水分子都与无数个别的水 例①下图表示人体细胞中四种主要元素 分子相结合，彼此“黏合”在一起，这种内聚力 占细胞鲜重的百分比，其中表示碳元素的是 比其他任何液体中的都强。这种内聚力使水 ( 分能从地下深处的根部运输到参天大树的叶 子。水分子之间的内聚力也使水的表面张力 50 极大，使水的表面好像覆盖了一层看不见的薄 2 膜。正因为如此，比重比水大的昆虫才有可能 甲乙丙丁种类 在水面上爬行。 第一章细胞的分子组成收组 (3)水能减缓温度的变化：加热时，水的温 关键点3探究化学元素对植物生命活动的 度上升得慢。这是因为水分子间有氢键，热能 影响 必须先将氢键破坏才能使水分子运动变快，温 用适当种类的无机盐按一定比例配制含 度才会上升。相反，当水冷却时，会形成较多 有全部或部分营养元素的培养液，用它们培养 的氢键，这时就会有热能被释放出来，使冷却 植物，可以探究特定化学元素对植物生命活动 过程变慢。这使得细胞内水的温度变化不那 的具体影响。 么剧烈。 (4)调节体温：氢键也使水分不易蒸发，水 提出问题 某种化学元素的缺失对植物的生命 活动有什么影响？ 的沸点高达100℃，这使得地球上保持着大量 制订并实施研究计刻 的液态水，利于生命的存在和发展。水分的蒸 发也起冷却作用，出汗使得陆生动物在夏季不 1.怎样配制 2.怎样培 3.如何进行观 坞养液？ 养植物7 察和记关？ 致过热，人在剧烈运动时出汗也是调节体温的 一种方式。 确定 选定 确定 培养， 设计 重点 缺 幼苗 交司 观察 表格 例2(2024·浙江杭州二中训练)以静电 种药 培养 记录 记录 料 变化 症 引力相互吸引形成一种分子间相互连结的作 用力，在化学上，这种作用力被称为氢键。关 成果交流 展示结果，分析原因，提出建议 于氢键，下列说法正确的是( ）。 例图有人认为苹果小叶病是土壤中缺锌 A.氢键比分子间作用力强，所以它属于化 引起的，有人认为是土壤中缺镁引起的。现有 学键 如下材料，请你完成相关实验，证实上面的猜 B.冰中存在氢键，水中不存在氢键 C.分子间形成氢键使物质的熔点和沸点 测哪个正确。 升高 (1)材料用具：30株长势相同的苹果幼苗、 D.HO是一种非常稳定的化合物，这是由 蒸馏水、含有植物必需元素的各种化合物 氢键导致的 (2)实验原理：任何一种必需元素在植物 解析氢键比分子间作用力强，但它不属 体内都有一定的作用，一旦缺乏，就会表现出 于化学键，A错误：冰中存在氢键，水中也存在 相应的症状。根据比较苹果幼苗在完全培养 氢键，B错误：氢键使水分子间的作用力大大增 液和相应缺锌、缺镁的缺素培养液中的生长发 强，水的熔，点和沸点也因此而升高，C正确；水 育，判断小叶病的病因。 的稳定性主要是由分子内的化学键决定的，水 (3)方法步骤： 分子内氢原子和氧原子以共价键的形式结合， ①首先配制完全培养液、相应缺锌的缺素 D错误。 培养液和 的缺素培养液，分别放入三 [答案C 个培养缸并编号为A、B、C。 由积 ②将30株长势相同的苹果幼苗分成三等 氢键存在于非金属性较强的非金属元 份，分别培养在上述三种培养液中。 素的氢化物之间，其作用力比分子间作用力 ③放在相同且适宜的条件下培养一段时 强，影响物质的熔，点、沸点等物理性质。 间，观察苹果幼苗的生长发育状况。 5 国避手册高中生物学必修1分子与细胞红（浙江专用） (4)结果预测和分析： 果幼苗表现出小叶病，而B缸没有，则说明苹 ① 缸内的苹果幼苗正常生长。 果小叶病是由缺镁引起的；若B、C两缸内苹果 ②若B缸内苹果幼苗表现出小叶病，而C 幼苗与A缸相同，都不表现小叶病，则苹果小 缸没有，则说明 :若C缸内 叶病与缺锌和缺钱都无关；若B、C两缸内的苹 苹果幼苗表现出小叶病，而B缸没有，则说明 果幼苗都表现为小叶病，则苹果小叶病与缺锌 和缺镁都有关。 (5)若实验证明苹果小叶病是由缺锌引起 (5)若实验证明苹果小叶病是由缺锌引起 的，从科学研究的严谨角度出发，还应增加的 的，从科学研究的严谨角度出发，还应增加的 实验步骤是 实验步骤是在缺锌的缺素培养液(B缸)中加入 。 增加该实验步骤后的结果是 适量含锌的无机盐。一段时间后观察苹果幼 苗的小叶病消失，幼苗恢复正常生长，说明苹 解析(3)由实验目的分析，实验的自变量 果小叶病确实是由于缺锌引起的。 是培养液中是否含有锌元素和镁元素，因变量 是苹果幼苗叶片的生长状况。 答案(3)①缺镁。(4)①A。②苹果小 (4)结果预测和分析：①A缸是完全培养 叶病是由缺锌引起的：苹果小叶病是由缺镁引 液，因此A缸内的苹果幼苗正常生长。②若B 起的。(5)在缺锌的缺素培养液(B缸)中加 缸内苹果幼苗表现出小叶病，而C缸没有，则 入适量含锌的无机盐；一段时间后苹果小叶病 说明苹果小叶病是由缺锌引起的；若C缸内苹 消失，苹果幼苗恢复正常生长。 -03常考考向聚焦。 考向点1无机盐参与细胞和生物体生命活动 解析Mg2+存在于叶绿素中，类胡萝卜素 例①(2021·浙江6月选考)无机盐是生 中不含Mg2+,A错误。当内环境pH偏低时， 物体的组成成分，对维持生命活动有重要作 HCO方可以与酸性物质反应，使pH升高；当 用。下列叙述错误的是( 内环境pH过高时，碱性物质可以与H2CO,反 A.Mg2+存在于叶绿体的类胡萝卜素中 应，使pH降低，从而维持体液pH稳定。B正 B.HCO方对体液pH起着重要的调节作用 确。Ca+可调节肌肉收缩，血液中Ca+含量过 C.血液中Ca+含量过低，人体易出现肌肉 低时，人体易出现肌肉抽搞，C正确。碘是甲状 抽搐 D.适当补充I,可预防缺碘引起的甲状 腺合成甲状腺激素的原料之一，因此适当补充 腺功能减退症 I,可预防缺碘引起的甲状腺功能减退症， 题源探索教材P4:无机盐与细胞生活密切 D正确。 相关。 答案A 6