組成生物體的化學元素和無機化合物

從元素水平上看，生物界和非生物界有什么關系？1、組成生物體的化學元素在無機自然界都可以找到，說明生物界與非生物界具有統一性。2、組成生物體的化學元素，在生物界和非生物界含量差異很大，說明兩者之間存在差異性。1.種類及含量幾種元素在同位素標記法中的應用元素標記物質研究問題3H氨基酸分泌蛋白在細胞內的合成、運輸和分泌途徑18OCO2或H2O光合作用中氧氣的來源14CCO2光合作用過程中碳的同化途徑32P、35S分別標記噬菌體DNA是生物的遺傳物質15NDNADNA的復制方式為半保留復制元素存在物質生理功能N蛋白質、酶、ATP、NADP＋、葉綠素、DNA等促進細胞生長、參與能量轉換、物質還原；有利于植物莖葉生長，延長葉片的壽命、PATP、NADP＋、DNA、磷脂；動物體內牙齒、骨骼成分促進細胞分裂、參與能量轉換；有利于植物開花、結果K主要以K＋形式存在可使植物抗倒狀；促進植物糖類的合成和運輸；維持細胞內液滲透壓；維持心肌舒張，保持心肌正常的興奮性Na主要以Na＋形式存在維持動物細胞外液滲透壓Mg葉綠素參與光能吸收、傳遞、轉換Fe動物血紅蛋白存在于紅細胞內，參與氧氣運輸Ca主要以鈣鹽形式存在，少量游離是動物體內骨骼、牙齒等的無機成分；參與血液凝固、肌固收縮等生理過程I甲狀腺激素等促進動物的新陳代謝、生長發育等特別提醒①元素在生物體內的存在形式并非都是化合態形式，有的是化合態形式，如N；有的是離子形式，如K＋。②每一種組成元素都有重要作用，過多或過少都會引起生物體的生命活動異常，如血鈣過高，人體會出現肌無力；血鈣過低，人體會出現肌肉抽搐。③化學元素的作用大小，與在生物體內的含量多少無關，有些元素含量很少，但作用很大，如少兒缺碘，易患呆小癥?！纠?】(2010·河北唐山摸底)下列關于構成生物體的元素的敘述，正確的是 ()①大量元素B能促進花粉的萌發和花粉管的伸長②人體內血鈉含量過低，會引起心肌的自動節律異常，甚至導致心律失常③落葉與正常葉相比Ca和Mg的含量基本不變④氧元素是組成生物體的主要元素之一⑤氮元素是光合作用過程中各種酶的成分，施氮肥過多時會造成農作物倒伏⑥Mg元素是葉綠素的成分，糖類運輸到塊莖、種子等器官中需要K＋A．①②④⑤⑥B．①④⑤⑥C．④⑤⑥ D．①②③④⑤⑥解析：硼屬于微量元素；人體內血鉀含量過低，會引起心肌的自動節律異常，甚至導致心律失常；Mg在植物體內形成不穩定的化合物，葉片脫落前，能夠移動，落葉中含量較少。答案：C組成細胞的化合物無機物有機物水無機鹽糖類脂質蛋白質核酸二、細胞中的化合物（含量最多的化合物）（含量最多的有機物）（占鮮重最多的化合物）（占干重最多的化合物）細胞中各種化合物占細胞鮮重的含量化合物質量分數（%）水85-90無機鹽1-1.5蛋白質7-10脂類1-2糖類和核酸1-1.5三、細胞中的無機物------水1.生物體內水含量及分布規律(1)在活細胞中含量最多。一般占細胞鮮重的60%～95%。(2)不同種類的生物含水量不同，這與其生活環境有關。(3)同一種生物的不同組織、器官含水量不同，這與其代謝強度有關。(4)同一種生物在不同的生長發育期，含水量不同。幼年時期>成年時期。2．水的存在形式與溫度、新陳代謝、抗逆性的關系(1)水的存在形式與溫度的關系在活細胞內，受溫度的影響，自由水和結合水可以相互轉化：即自由水結合水。(2)水的存在形式與器官形態的關系心肌和血液總的含水量差不多，但心肌呈固態而血液呈液態，原因是結合水與自由水比例不同，前者的比值高于后者。(3)水的存在形式與新陳代謝、生物抗逆性的關系細胞中自由水相對含量越高，生物新陳代謝越旺盛，抗逆性(如抗寒性、抗旱性)越弱。反之，代謝緩慢，抗逆性強。3．在生產實踐中的應用(1)種子貯存前，曬干是為了減少自由水含量，降低種子的代謝速率，以延長壽命。(2)低溫環境下對作物減少灌溉，可提高作物的抗寒性。特別提醒①自由水主要存在于細胞液、細胞質基質及某些細胞器基質中；結合水與細胞中某些物質結合在一起存在。②自由水與結合水的作用都重要，不能認為自由水含量高、作用大，其實兩種水在植物的不同發育時期的作用各有所側重。4．水與其他生理活動的聯系生理過程相關知識鏈接光合作用作為原料，在光反應階段被分解產生[H]和O2；產物有水，在暗反應階段產生有氧呼吸作為原料，在第二階段參與反應，第三階段[H]與O2結合生成水ATP與ADP轉化ATP生成的同時產生水而ATP水解需消耗水蛋白質、糖元、脂肪、核酸的關系合成大分子時都伴隨水的產生，而大分子水解成小分子時都消耗水【例3】(2010·涪陵質檢)2009年春我國許多地方出現旱情，影響農作物的生長。下列有關水對生命活動影響的敘述，不正確的是 ()①越冬的植物體內自由水和結合水的比值下降，有利于抵抗不利的環境條件②細胞內自由水含量降低是細施衰老的特征之一③癌細胞中自由水含量較正常的細胞低④當人體缺水時，血漿的滲透壓會降低，從而產生渴覺A．①④ B．①③C．③④ D．②④解析：癌細胞具有無限增殖的特點，因此自由水含量較高。當人體缺水時，血漿的滲透壓會升高，從而產生渴覺。答案：C(2010·遼寧名校聯考)在正常人的一生中，細胞內自由水與結合水的比值P隨年齡變化的曲線是 ()解析：在正常人的一生中，隨年齡變化大部分細胞的代謝相對減弱，細胞內自由水與結合水的比值逐漸減小。答案：D三、細胞中的無機物------無機鹽1.存在形式主要是離子形式，如Na＋、K＋、Ca2＋、Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋、Cl－、HCO3－、SO42－等。2．生理功能(1)是細胞的結構成分，有些無機鹽是細胞內某些復雜的化合物的重要組成部分，如Mg2＋是葉綠素分子必需的成分；Fe2＋是血紅蛋白的主要成分；碳酸鈣是動物和人體的骨骼、牙齒的重要成分；PO43－是生物膜的主要成分磷脂的組成成分，也是ATP、NADPH的主要組成成分。(2)參與并維持生物體的代謝活動，如哺乳動物血液中必須含有一定量的Ca2＋，如果某個動物血液中鈣鹽的含量過低就會出現抽搐。(3)維持生物體內的穩態與平衡：機體穩態與平衡使細胞能有穩定的結構和功能，是生物能維持正常的代謝和生理活動的必要條件。有關體內平衡的內容很復雜，情況多變。其中三個主要方面與無機鹽含量的穩定有密切關系：①滲透壓的平衡：Na＋、Cl－對細胞外液滲透壓起重要作用，K＋則對細胞內液滲透壓起決定作用。②酸堿平衡(即pH平衡)：pH調節著細胞的一切生命活動，它的改變影響著原生質體組成物的所有特性以及在細胞內發生的一切反應，如人血漿中HCO3－、HPO42－等。③離子平衡：動物細胞內外Na＋、K＋、Ca2＋的比例是相對穩定的。細胞膜外Na＋高、K＋低，細胞膜內K＋高、Na＋低。K＋、Na＋這兩種離子在細胞膜內外分布的濃度差，是使細胞可以保持反應性能的重要條件?！纠?】(2010·廣安檢測)黃金搭檔含多種維生素及鈣、鐵、鋅、硒等礦物質，因具有能改善人體代謝和免疫、保障青少年體格和智力正常發育等保健功能而受到廣大消費者的青睞。下面有關敘述正確的是 ()A．鈣、鐵、鋅、硒都是人體所需的微量元素B．補鐵將有助于對缺鐵性貧血及鐮刀型細胞貧血癥的治療C．成年人缺鈣易患佝僂病D．維生素不是能源物質，但對生物體的新陳代謝具有重要作用解析：A錯誤：鈣是人體所需的大量元素。B錯誤：鐮刀型細胞貧血癥不是由缺鐵引起的，而是由基因突變所致的遺傳病。C錯誤：兒童缺鈣易患佝僂病。答案：D●考情分析1．命題特點綜合分析表明，關于組成生物體化學元素的高考試題很少。從僅有的幾個題目來看，具有以下特點和規律：(1)題型為選擇題。(2)考點：考查化學元素及其作用，通常與化合物和礦質代謝結合考查，幾乎無拓展。2．預測展望根據近幾年高考命題的特點和規律，這部分如果命題，今后命題的趨勢表現在以下幾個方面：(1)從內容上看，化學元素及其作用、元素與化合物、礦質代謝、物質代謝等結合考查，可設置同位素標記法、溶液培養法等情境。(2)從題型來看，只有選擇題。(3)從學科能力來看，通過元素與化合物、礦質代謝、物質代謝等的結合，考查學生的理解能力、獲取信息和處理信息的能力?！褓Y料卡片元素與人體健康(1)元素缺乏可能導致的人類疾病鐵貧血、面色蒼白、食欲減退、乏力、心悸、頭暈、耳鳴、煩躁、毛發脫落等鋅食欲減退、兒童生長發育停滯、味嗅功能下降、毛發色素變淡、傷口愈合不良、免疫缺陷等銅引起腦組織萎縮、神經元減少、神經發育受阻、嗜睡等鉻老人缺鉻易患糖尿病和動脈粥樣硬化鈷引起維生素B12的缺乏，產生惡性貧血、生長不良和偶然性的神經錯亂錳生長停滯、骨骼畸形、生殖功能受損、體重減輕鉬體內黃嘌氧經酶的活性降低、高尿酸癥和痛風癥鈣骨質疏松、佝僂病、骨軟化、抽搐等鉀四肢無力、精神不振、反應遲鈍、心律紊亂、平滑