第2讲组成生物体的化学元素

1第一章生命的基础第2讲组成生物体的化学元素一、考点内容全解（一）本讲考什么1、组成生物体的化学元素2、元素的作用（二）考点例析[例1]氮是植物体内的重要元素之一，下列物质不含氮元素的是A.酶B.纤维素C.RNAD.ATP[精析]本题主要考查生物体内的主要元素及分布。酶不是蛋白质就是RNA，这两种物质中都含有氮元素，ATP是由腺苷和三个磷酸基所组成，腺苷中的腺嘌呤是含氮的碱基；纤维素是植物体内的多糖，是由C、H、O三种元素组成的，不含氮。[答案]B[解题警示]解答本题时，应注意组成生物体的化学元素是多以化合物的形式存在，本题意在考查元素，实则考查常见化合物的元素组成。[同类变式]生物体进行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2C.各种化合物D.组成生物体的各种元素和化合物[精析]本题不同于上题的是将构成生命的物质基础进行综合总结。生物体含有多种化学元素，但这些元素大多不能单独完成生命活动。除部分化学元素能影响生命活动外，大多数元素通过形成各种化合物，由这些化合物来进行生命活动。[答案]D[例2]几十年前，新西兰有一个牧场的大片牧草长势很弱，有的甚至发黄枯萎，即使施用了大量氮、磷、钾肥也无济于事。后来人们偶然发现牧场内的一小片牧草长得十分茂盛。原来，这一小片“绿洲”的附近有一座钼矿，矿工上下班总是抄近路走，他们的鞋子上粘有钼矿粉，正是矿工鞋子踩过的地方，牧草长得绿油油的。经过科学家的化验和分析，一公顷牧草只需1的克钼就足够了。下列关于这一现象的解释，不正确的是A.钼是植物生长发育所必需的一种化学元素B.钼是植物生长发育所必需的一种微量元素C.钼是一种高效肥料，只要有了钼，植物就能正常生长发育D.植物虽然对钼的需要量很少，但钼的作用不可用其他化学元素代替[精析]本题以背景材料为基础，考查微量元素的功能。在解题思维中，要善于根据题目中提供的材料，提取有效信息，题目中的信息说明，钼是植物正常生长和发育所必需的化学元素，但需要量很少，并且钼的作用不可代替。[答案]C[特别提示]近年来的生物高考题非常注重在题目中提供数据、图表、资料等信息，考查考生对资料中有效信息的分析、提取和转换能力。本题的功能是培养和激活同学们这方面的思维能力。二、能力提升技巧1.本部分知识可结合生物物质性原理进行，将各种化学元素划分为结构性元素功能与调节性元素功能进行分析和掌握。大量元素一般主要作为生物体的组成成分发挥功能，而微量元素更多的是行使调节功能，具体分析时一定要结合具体情景分析。计算时则结合化学知识进行。2.实验设计能力（1）实验设计过程中要注意对照实验的确定（2）实验步骤要注意前后顺序，不要使前面的实验对后续实验造成干扰。（3）确定实验变量要准确，一般遵循单因子变量原则。[例3]下表为人体与海水中几种离子的相对含量(其中将人体体液中Na+的含量规定为100)：Na+K+Ca2+Mg2+Cl_海水1003．503．9012．10181．00人的体液1006．803．100．70129．00请根据上表回答下列问题：(1)从上表可以看出，在人的体液和海水中，和的含量最多，这两种离子对人体的主要作用是。(2)从上表还可以看出，人的体液中各种离子的含量与海水中接近，这一事实可以说明。[精析]从表中可以看出，Na+和Cl—的含量在人体内最高，在无机盐对人体生理活动的多种作用中，判断应属于哪一种,就应针对离子含量多这一特点进行分析，对应的浓度就高，而溶液的浓度与其渗透压有直接关系。海洋是生命的摇篮，从上表中，人体体液中各种离子的含量与海水中近似，也可证实这一结论的正确性。[答案](1)Na+Cl—-维持细胞的渗透压(2)海洋是生命的摇篮[例4]血液中的钙离子在血液凝固过程中起重要作用，缺乏则血液不能凝固，草酸钾溶液能与血液中的钙离子发生反应形成草酸钙沉淀，起抗凝作用。请根据提供的实验材料和用具，简要写出第二步及以后的实验步骤和实验结果，验证钙离子在血液凝固中的作用并回答问题。一、实验材料和用具(1)家兔(2)生理盐水(3)酒精棉(4)适宜浓度的草酸钾溶液(5)3适宜浓度的氯化钙溶液(6)试管、注射器(针管、针头)二、实验步骤和实验结果：第一步；在A、B试管中分别加入等量的草酸钾溶液和生理盐水(见右图)；第二步：问题：设置B管的目的是-------。[精析]本题作为实验试题，考查实验的严密性和可重复性,要无懈可击。作为能力考试，实验能力的考查可作为一种主要的区分方式.实验时，首先要将钙离子除掉，即将新鲜血加入两试管中,由于有草酸钾的作用，A试管中已无钙离子，而B管中仍有，会出现A管：不凝固；B管：凝固。后再加入氯化钙，使A管中无钙离子的环境重新有此离子，它的作用立即表现出来,由此也证明了钙离子的作用。特别强调的是在整个实验过程中一定要有对照实验，以说明实验究竟因何变量引起.[答案]第二步:用酒精棉消毒，用注射器取家兔血。第三步：立即将等量的新鲜血分别加入到A、B两试管中，经一段时间后，结果：A管：不凝固；B管，凝固。第四步：将等量的氯化钙溶液分别加入到A、B两试管中。结果：A管：凝固；B管，仍凝固。问题：作为A管的对照。[特别提示]本题是一道实验设计题，这是近年高考的热点题型，要求将平时的知识在新的环境中能再利用。但在实验设计过程中要注意每一步操作的可行性和正确性；若步骤颠倒，都有可能导致实验的失败.此题中应抓住钙离子的作用而不要被掩饰:即突出钙离子在凝血中的作用.三、基础能力测试1.生活细胞含量最多的物质和最重要的物质是A.水和蛋白质、糖类B．水和蛋白质、核酸C．水和蛋白质、脂类D.蛋白质和水、核酸2.夏季，人在高温作业或剧烈活动后，要喝淡盐水；在患急性肠胃炎时，要及时注射生理盐水；不慎受外伤后，用0．9％的盐水清洗伤口。这样做的主要目的依为①降温②维持水代谢的平衡③维持无机盐代谢的平衡④消毒⑤是细胞的等渗溶液并有清洁作用A.①②④B．③②⑤C．②③⑤D.②③④3.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各种生物的蛋白质都相同⑤构成蛋白质的氨基酸都相同A.①③④B.①③⑤C．②④⑤D.①②③4.红细胞内铁含量降低时，其血红蛋白减少，红细胞的输氧功能相应减弱。这个事实说明铁的作用是A.以化合物形式存在B．细胞的结构物质C．调节离子平衡D．调切渗透压平衡和pH值5.一个足球运动员在足球场上剧烈运动时，突然发生抽搐现象，这是因为它的血液中可能是下列哪项含量太低引起的A.蛋白质B.钙盐C.铁D.镁6.C、H、N3种元素在组成人体的化学成分中，质量分数占73％左右，而这3种元素在组成岩石圈的化学成分中，质量分数不到1％，这个事实说明A。生物界和非生物界具有统一性B．生物界和非生物界具有差异性C．这三种元素是组成人体的主要元素D．生物界和非生物界的组成元素是完全不同的7.能满足绿色植物合成蛋白质需要的离子是A.CaB.NaC.ND.K8.下列物质中都含有N的是①核糖核酸②.糖原③.胰岛素④.淀粉A.①②B.①③C.②③D.③④四、潜能挑战测试9.已知Mn2+是许多酶的活化剂，例如它能激活硝酸还原酶，缺Mn2+的植物就无法利用硝酸盐，这说明无机盐离子A．对维持酸碱平衡有重要作用B．对维持细胞形态有重要作用C．对调节细胞内的渗透压有重要作用D．对维持生物体内生命活动有重要作用410．钙是骨骼和牙齿的主要成分。调控人体正常肌肉收缩和心肌收缩，同时起细胞信使作用，如图所示。例如，血液中Ca2+过多，会造成神经传导和肌肉反应的减弱，使人对任何刺激都无反应，但血液中Ca2+太少，又会造成神经和肌肉的超应激性，在这种极度兴奋的情况下，微小的刺激，比如一个响声、咳嗽，就可能使人陷入痉挛性抽搐。牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5（PO4）3OH的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：(1)进食后，细胞和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿会受到腐蚀，其原因是：(2)人患龋齿损伤到——时，病菌容易侵入而发炎，使人感到剧烈的疼痛。(3)已知Ca5（PO4）3F(固)的溶解度比上面的矿化产物更小，质地更坚固。当牙膏中配有氟化物添加剂后能防龋齿的原因是(用离子方程式表示)(4)根据以上原理，请你提出一种其他促进矿化的方法。(5)钙是人体必不可少的常量元素。成年人每天大约需要摄人800mg的钙。你认为人体内钙的主要存在形式是A．CaOB．CaS04C.CaCO3D．Ca5（PO4）3OH(6)在人体内的下列组织或器官中，含钙量最多的是A.骨B．血液C．肌肉D．皮肤(7)人体内缺钙时需要补钙，下列补钙途径中不正确的是A.人常吃骨头汤B．经常饮用牛奶C．常饮Ca2+含量高的硬水D．常食用海鲜(8)在临床上采取新鲜血液时，需要加一些消毒过的柠檬酸钠或草酸钠，就能起到防止血液凝固的作用。所以柠檬酸钠和草酸钠被称为抗凝血剂。下列有关柠檬酸钠和草酸钠抗凝血原理的叙述，正确的是A.柠檬酸钠和草酸钠能抑制可溶性的纤维蛋白原转变成不溶性的纤维蛋白B.能除去血液中的钙离子，因为血液凝固的过程中需要钙离子的参与C.柠檬酸钠和草酸钠能破坏血小板，从而抑制血液凝固D.柠檬酸钠和草酸钠能溶解不溶性的纤维蛋白五、答案与点拨1.B（水含量超过50%，蛋白质和核酸是生命的特征物和决定物质）2.B（出汗过多会导致无机盐代谢的失衡，肠胃炎会大量失水，0.9%的生理盐水与细胞液浓度一致）3.B.（基本元素组成的一致性是生命物质性的一种表现）4.B（铁是血红蛋白的组分，其含量减少会影响它对氧的运输）5.B（钙对维持神经的正常兴奋有重要意义）6.B（差异性的表现）7.C（蛋白质含N）8.B（胰岛素是蛋白质类的物质）9.D（调节作用的表现）10.需要和生理卫生及化学知识结合考虑，全面考查了对组成生物体化学元素知识的理解。答案：（1）H++OH—=H2O使平衡向脱矿化方向移动（2）牙髓（3）5Ca2++3PO43—+F—=Ca5（PO4）3F（4）加Ca2+或PO43—加等（5）D（6）A（7）C（8）B