第二章、组成细胞的成分

第一节 组成生物体的化学元素 第二章、组成细胞的分子 第一节 组成生物体的化学元素和化合物 目的 1．组成生物体的化学元素主要有二十多种，包括大量元素和微量元素（B：识记）。 2．组成生物体的化学元素的重要作用（B：识记）。 3．生物界与非生物界的统一性和差异性（B：识记）。 重点和难点 1．重点 （1）​ 组成生物体的化学元素，大量元素和微量元素。 （2）​ 组成生物体的化学元素的重要作用 2．难点 生物界与非生物界的统一性和差异性 自然界中的生物和非生物都是由化学元素组成的 组成生物体 组成生物体的化学元素 的化学元素 组成生物体化学元素的重要作用 生物界与非生物界的统一性和差异性 【注解】 1、​ 组成生物体的化学元素（B） （一）#格#：仔细观察P10上的表格，分析从表格中能得到哪些结论？（学习表格信息的分析和结论表述） 一般来说，先单独看每一栏，从中得到一些结论；（如本题中可得每种生物所含元素的含量是各不相同的，其中C H O N的含量最多。）然后可将各栏进行比较，从中得到另一些结论。（如本题中可得每种生物所含元素大体相同，其中C H O N的含量都最多，但各元素的含量却相差很大。） 这是很简单的表格信息题，分析的方法也是最基本的。深层次的题目和方法，在今后的学习中会涉及。 （二）种类 大量元素：C H O N P S K Ca Mg （强调含量，万分之一以上） 微量元素：Fe Mn B Zn Cu Mo Cl （除含量少以外强调必需，是 维持生命活动不可缺少的。） 二、作用（B） C是最基本的元素 1．构成原生质 C H O N是基本元素 C H O N P S是主要元素，约占原生质总量的97%（其中O是含量最多的） 2．构成化合物：是生命活动的物质基础（主要的物质基础是蛋白质和核酸） 3．影响生命活动：如B能促进花粉萌发和花粉管的伸长 【例析】 1．​ 植物从土壤中吸收的“N”，在植物体内可参与构成的化合物有 A．葡萄糖和蛋白质 B．核酸和蛋白质 C．纤维素和淀粉 D．乳糖和核酸 2．生物体生命活动的物质基础是（） A．各种化学元素 B．各种化合物 C．大量元素和微量元素 D．组成生物体的各种元素和化合物 三、生物界与非生物界 统一性：含元素的种类相同 （B）​ 差异性：各元素的含量差异很大 一 植物的矿质营养（拓展） 目的 1． 植物必需的矿质元素及其种类（A：知道）。 2． 植物对矿质元素吸收和利用的特点（B：识记）。 3． 合理施肥的基础知识（A：知道）。 重点和难点 1． 重点 （1） 植物必需的矿质元素及其种类。 （2） 根对矿质元素的吸收过程。 2． 难点 根对矿质元素的吸收和对水分的吸收是两个相对独立的过程。 植物的必需矿质元素 矿质元素以离子形式被根尖吸收 植物的 根对矿质元素的吸收 矿质营养 吸收过程——主动运输 矿质元素的运输和利用 合理施肥 【注解】 一、植物必需的矿质元素 （一）概念：除C、H、O以外，主要由根系从土壤中吸收的元素 （二）研究方法：溶液培养法（用含有全部或部分矿质元素的营养液培养植物的方法） （三）种类 1． 非必需元素 2． 必需元素 大量元素（6种）：N P S K Ca Mg 微量元素（7种）：Fe Mn B Zn Cu Mo Cl 二、根对矿质元素的吸收（地上部分也能吸收矿质元素，主要是叶片。） （一）吸收状态：离子状态 （二）吸收过程：主动运输（需要载体、消耗ATP） （三）与吸收水的关系：两个相对独立的过程 【例析】 ．根吸收无机盐离子的过程中，一般情况下，下列因素最重要的是（D） A．蒸腾作用 B．根尖表皮细胞内外无机盐离子的浓度差 C．离子进入根尖表皮细胞的扩散速率 D．根可利用的氧 ．为促进根吸收矿质元素，农田中一般采取的措施是（D） A．大量灌溉 B．增加光照 C．尽量施肥 D．疏松土壤（锄禾出肥） 三、矿质元素的运输和利用 （一）运输：成熟区表皮细胞→随水通过根、茎的导管→植物体的各个器官 （二）利用 仍以离子状态（如K+等） 1．利用形式 形成不稳定的化合物（如N P Mg等） 可再度利用 形成难溶的稳定化合物（如Fe Ca等） 只利用一次 组成植物体 2．功能 调节植物生命活动，使植物正常生长发育 3．应用：缺游老叶老，缺固新叶黄 土壤中缺乏可再利用的元素，缺素症首先出现在老叶或成熟器官； 土壤中缺乏不可再利用的元素，缺素症首先出现在新叶或幼嫩器官。 【例析】 ．落叶中K的含量比植株上正常叶中K的含量低。这是因为（B） A．K在叶片中形成不稳定的化合物 B．K在叶片中呈离子状态，可以转移 C．K在叶片中形成稳定的化合物 D．K在叶片中只能利用一次 四、合理施肥 不同植物对各种必需矿质元素的需要量不同 （一）原因 同一种植物在不同的生长发育时期对N、P等必需元素的需要量也不同 （二）目的：根据植物的需肥规律，适时适量地施肥，以求少肥高效 五、无土栽培 （一）原理：利用溶液培养法的原理，根据需要配制植物营养液，栽培植物 （二）优点：灵活性，高产洁净；工业化、自动化生产；节肥水，扩大栽培范围 【例析】 ．下图是呼吸作用强度与根吸收矿质离子的关系曲线图，分析并回答： （1）曲线OA段出现的原因是：在一定范围内，矿质离子吸收量随呼吸作用强度的增强而增加。 （2）曲线AB段出现的原因是：根细胞膜上的载体数量有限，当呼吸作用强度的增强到一定值后，矿质离子吸收量便不再增加。 ．下图是某植物根细胞内K+含量与根系附近氧分压间的关系曲线图，分析并回答： （1）曲线上a点的含义：根只通过无氧呼吸产生的ATP吸收K+的量 （2）曲线上ab段的含义：氧分压由0升高之初，抑制无氧呼吸，使吸收K+的量减少 （3）曲线上bc段的含义：氧分压的继续升高，使根进行有氧呼吸，ATP产量大增，使吸收 K+的量也大大增加。 （4）曲线上cd段的含义：氧分压达到一定值时，由于根细胞膜上的载体数量有限，吸收K+的量便不再增加。 第二、三、四、五节 生命活动的主要承担者（葡萄糖）、遗传信息的携带者（核酸）、细胞中的糖类和脂质、细胞中的无机盐 目的 （1）​ 组成生物体的水、无机盐、蛋白质、核酸这几种化合物的化学元素组成、在细胞内存在的形式和重要的功能（C：理解）。 （1）​ 组成生物体的无机化合物和有机化合物是生命活动的基础（C：理解）。 重点和难点 1．​ 重点 组成生物体的无机化合物各有机化合物的化学元素组成、在细胞内存在的形式和重要的功能。 1．​ 难点 （1）​ 蛋白质的化学元素组成、相对分子质量、基本组成单位、分子结构和主要功能。 （1）​ 核酸的化学元素组成、相对分子质量、基本组成单位、分子结构和主要功能。 原生质的概念 水 无机化合物 组成生 无机盐 物体的 糖类 化合物 脂类 有机化合物 蛋白质— 化学元素组成，相对分子质量，基本组成单位，分子结构，主要功能。 核酸 各种化合物只有按照一定的方式有机地组织起来，才能表现出细胞和生物体的生命现象。 【注解】 原生质：组成生物体的化学元素 化合物 原生质 原生质是细胞内的生命物质，它又分化为细胞膜、细胞质和细胞核等部分。（不包括细胞壁）（B） 一、构成细胞的化合物（C） （一）细胞中各种化合物占细胞鲜重的比例（P12表格） 1．​ 含量最多的是水 1．​ 含量最多的有机物是蛋白质 （二）存在形式和功能 1．​ 水（一切生命活动都离不开水） 结合水：细胞结构的重要组成组成成分（与其他物质结合或被吸附在亲水性物质的 周围，不能自由流动） 自由水：良好的溶剂、参与生化反应、运输营养和废物 1．​ 无机盐 （1）形式：大多数以离子状态存在 （2）功能： ①组成成分（Mg2+叶绿体 Fe2+血红蛋白） ②维持生物体的生命活动（血钙过低抽搐） ③维持细胞的渗透压（细胞内外的无机盐含量）和酸碱平衡（血液中的缓冲对） 【例析】 ．萌发的种子，细胞内新陈代谢旺盛；干燥的种子，细胞内新陈代谢微弱，这说明什么问题？（自由水是活细胞内新陈代谢的必要条件） ．离体的红细胞常保存在0．9%的氯化钠溶液中。若将红细胞置于蒸馏水中，它会因为吸水过多而胀破；若将红细胞置于浓盐水中，它又会失水皱缩，甚至失去运输氧气的功能。因此，医院治疗中常用的静脉滴注液为0．9%的氯化钠溶液。以上事例说明（A） A．无机盐对于维持细胞的形态和功能有重要作用 B．水分子很容易出入细胞 C．只有细胞才具有这样的特性 D．无机盐离子容易出入细胞 3．糖类 （1）元素组成：C H O （2）种类 六碳糖：葡萄糖（重要的能源物质） ①单糖 五碳糖：核糖C5H10O5（RNA的成分）脱氧核糖C5H10O4（DNA的成分） 其他：果糖、半乳糖 植物：蔗糖、麦芽糖 ②二糖 动物：乳糖 植物：淀粉、纤维素 ③多糖 （C6H10O5）n 动物：糖元（肝糖元和肌糖元） （3）转化关系 二糖 单糖 CO2+HO2+能量 多糖 （4）功能：构成生物体的重要成分； 细胞和生物体进行生命活动的主要能源物质。 【例析】 ．下列有关糖类生理作用的叙述中，有错误的是（） A．核糖和脱氧核糖是核酸的组成成分之一 B．葡萄糖是重要的能源物质 C．淀粉和糖元是各种生物体的储备能源物质D．纤维素是植物细胞壁的成分 4．脂类 （1）元素组成：C H O （N P） （2）种类 ①脂肪：（C H O）储能等 ②类脂：构成生物膜的重要成分（基本骨架） 胆固醇 ③固醇 性激素 维持正常的新陈代谢和生殖过程 维生素D 5．蛋白质 （1）元素组成：C H O N （S） （2）基本单位——氨基酸 ①种类：约20种 ②通式： ③结构特点：至少有一个氨基和一个羧基，且连在同一个C原子上，R基不同导致种类不同（R基中有些为烃链，而有些含有-OH、-SH、-NH2、-COOH等官能团） （3）多肽 ①形成：脱水缩合（肽键：-CO-NH-） ②构成：多个氨基酸分子经脱水缩合形成含有多个肽键的的化合物 如：n个氨基酸 n肽（含有n-1个肽键）+（n-1）分子水 ③结构：链状（即肽链，一条或数条肽链通过特定的化学键形成具特定功能的蛋白质） （4）蛋白质（生命活动的体现者） ①结构多样性：（原因） 构成生物体的重要成分：如人和动物的肌肉 催化作用：如酶 ②功能多样性： 运输作用：如血红蛋白、载体 调节作用：如胰岛素、生长激素 免疫作用：如抗体 （5）相关计算 1​ 肽键数=脱水分子数=氨基酸数-肽链条数 1​ 蛋白质的相对分子量=氨基酸的平均分子量×氨基酸数-18×脱水分子数 1​ 蛋白质质含-NH2、-COOH的“至少”量=肽链条数 【例析】 ．蛋白质是生命活动的体现者，在正常生理活动中，一般不作为细胞的（） A．重要结构物质 B．重要调节物质 C．主要能源物质 D．机体免疫物质 ．20种氨基酸的平均分子量为A。则一种由n条肽链，m个氨基酸组成的蛋白质，至少具有的-NH2数和平均分子量分别是（） A．n 、mA-18(m-n) B．n、 mA-18 (n-m) C．m、mA+18 (m-n) D．m、(A+18) (m+n) [蛋白质变性：蛋白质分子结构并不稳定，在重金属盐（汞盐、银盐、铜盐）、酸、碱、乙醇等存在或加热至70-100℃或在X射线、紫外线等照射下，其空间结构会发生改变或破坏，导致蛋白质变性，使蛋白质的生物活性彻底丧失，这一过程是不可逆的。此过程并不会导致肽键和二硫键破坏，主要是氢键、疏水键的破坏，使肽链有序的卷曲、折叠变为松散无序。蛋白质变性后溶解度降低，失去结晶能力，并形成沉淀。用酒精、紫外线或加热等方法能杀菌消毒，就是因为这样会导致细菌的菌体蛋白变性失活。] 6．核酸 （1）元素组成：C H O N P （2）基本单位——核苷酸 核糖核苷酸 脱氧核糖核苷酸 五碳糖+含氮碱基+磷酸 （3）分类和分布 脱氧核糖脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核酸（DNA）： 含氮碱基+磷酸+五碳糖 主要存在于细胞核中。 核 糖核糖核苷酸核糖核酸（RNA） 主要存在于细胞膜质中。 （4）结构和功能 结构：具有多样性，是指DNA或RNA中碱基序列的多样性。 功能：核酸是遗传信息的载体，是一切生物的遗传物质。 （三）小结 构成生物体的元素和化合物是生物体生命活动的物质基础；但任何一种化合物都无法单独完成某项生理活动，只有有机地组织起来，才能表现生命现象。细胞是这些物质最基本的组织结构形式。