第二讲 组成细胞的元素及无机物

②在相同且适宜条件下将幼苗培养至花蕾期， _____________________________________；
紧扣实验设计的原则：根据平行重复原则，将 240株番茄幼苗平均分成8组并编号；根据等量原 则、对照原则，“实验组喷洒适量且等体积的不同 浓度的硫酸锌溶液，对照组喷洒等量的蒸馏水”。
植物代谢旺盛程度与 自由水及 结合水 的相对含量有关
自由水含量下降
因为冬季气温下降， 植物的含水量下降
[解题技法]
(1)分析此类问题要仔细读题，识图明确题干信 息，准确分析各曲线的基本变化趋势。 (2)解答此类题目时，要联系所学水分相对含量 与植物细胞代谢强度及抗逆性的关系等知 识，综合分析，归纳作答。
浓度下，番茄果实产量不同”；因此本实验的实验目的就是“
探究锌肥施用量对番茄产量的影响”。或根据坐标图提出另外 的实验目的。
材料用具：不同浓度的硫酸锌溶液(本实验SO对实验结果的影 响可忽略)，用相同的杉木糠和土壤浸出液栽培的240株长势 相同的番茄幼苗。 (2)实验步骤： ①将240株番茄幼苗平均分成________组并编号； (2)确定分组的数量及实验设 计的原则： 明确分组依据，进行合理分 组：题中曲线图横坐标中不同硫 酸锌溶液浓度的数量是分组的依 据。曲线图中给出了7种不同浓度 的硫酸锌溶液，再考虑要设计对 照实验，因此要把240株番茄幼苗 平均分成8组。
③继续培养至果实成熟，_____________________
______________________________________________。 称量每组番茄所结果实的重量 ④绘制实验结果曲线图(如上图)。 (3)实验分析与结论： ①结果表明，施用锌肥的最佳浓度范围是_______ 12 mg/L～16 mg/L ______________________________________________。 ②根据该实验的结果分析科学施肥的理由：_____
由水与结合水比值的变化，可用哪条曲线来表示？动
物进入休眠期，细胞中自由水与结合水比值可用图中 哪条曲线来表示？
提示：曲线②；曲线①。
易混知识 认知纠偏
1．元素与化合物含量的界定 (1)在组成细胞的元素中，占鲜重百分比：
O>C>H>N；占干重百分比：C>O>N>H。
(2)在组成细胞的化合物中，占鲜重百分比：
A
)
B．细胞中含量最多的四种元素是C、O、H和N C．植物根系通过主动运输吸收无机离子需要ATP D．与豆科植物共生的根瘤菌可为豆科植物生长提 供N元素
重点知识
1．细胞中的水
加深理解
(1) 自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系：
比值高⇒代谢旺盛，但抗逆性差 自由水/结合水比值低⇒代谢强度降低，但抗寒、抗旱、 抗热等抗逆性增强
P参与核酸的组成。
3．元素的生理功能
(1)维持机体正常的生命活动：如K＋可保持心肌正常 兴奋性，微量元素B能促进花粉的萌发和花粉管的伸长等。 (2)组成细胞的化合物：
4、生物界与非生物界的统一性和差异性
二、组成细胞的化合物
无机化合物 有机化合物
①鲜重含量最多的化合物： 水 (2)含量②鲜重含量最多的有机物： 蛋白质 ③占细胞干重最多的化合物：蛋白质
水>蛋白质>脂质>糖类，但在占干重百分比中，蛋
白质最多。
(3)水是细胞中含量最多的化合物，氧元素是水的主 要组成部分，因此组成生物体的元素中，O元素含量最多。
2．判断元素和化合物的四点“明确”
(1)判断元素的含量时要明确是鲜重还是干重。 (2)判断元素的差异时要明确是种类还是含量。 (3)判断化合物的元素组成要明确每种化合物的化学 本质。
[效果自评组合式设计]
一、在小题集训中洞悉命题视角
1．判断有关细胞中元素和化合物说法的正误。 (1)细胞中一种元素的作用能被其他元素替代 (2012·江苏卷T1A) ( ×) (2)细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要 (2012·江苏卷T1D) ( ×) (3)Ca、Mg、Fe、Mn、Cu是组成细胞的微量元素
[解题指导]
(
)
① As在植物体内富集，说明As能被植物吸收，无机盐的吸收
与细胞膜的功能特点——选择透过性有关；As能毒害植物，因 其是重金属，可导致蛋白质(如酶)变性失活
②加入P后，植物体内P含量增加，As含量相对减少，可推测
P与As结构相似，竞争性争夺细胞膜上载体
A．As在水稻细胞内富集，由细胞膜的结构特点直接决定
－
[联前系后] (1)Na＋、K＋与渗透压的关系： Na＋主要维持细胞外液的渗透压，K＋主要维持细胞内液 的渗透压。 (2)无机盐与光合作用的关系： N、Mg是组成叶绿素的成分，P是组成类囊体膜及ATP的
成分。缺乏N、Mg和P元素，植物的光合作用将会受到影响。
[例2]
结合下列曲线，分析有关无机物在生ADP)、磷脂、核酸(DNA或RNA)
Mg2＋
叶绿素组成成分
2 S(SO4－) 某些蛋白质的特征元素
Fe2＋ I－
动物血红蛋白 甲状腺激素
(2)维持细胞和生物体的正常生命活动。例如，哺
乳动物血液中Ca2＋含量过低就会出现抽搐。
(3)维持生物体的平衡， 如维持血浆 pH 稳定的 HCO3 、 HPO2－；维持细胞外液渗透压稳定的 Na＋、Cl－。 4
______________________________________________。
[解题指导]
(1)准确、规范“实验目的”：
实验目的的获取需依据提示信息，从题意给予的信息可以 看出，本实验研究的是“锌肥的施用量与番茄的果实产量的关 系”，所要研究的内容是“未知属性”，实验目的应该定位在 “探究”上；从曲线图给予的信息可以看出“不同硫酸锌溶液
(4)判断微量元素时，要明确含量和是否是生物体所
必需的。
[设误角度]
(1)元素和化合物的含量角度：
通过图表、曲线列举几种元素和化合物的含量， 据 此判断元素和化合物的种类。 (2)元素和化合物的种类角度：
给定某种化合物，判断其元素组成的种类。
(2013· 济宁模拟)下图 1 是细胞中 3 种化合物含量的扇形图， 图 2 是有活性的细胞中元素含量的柱形图，下列说法不正 ． 确的是 (
[教你审题] 研究发现，砷(As)可以富集在植物体内，转化为毒性很强 的金属有机物，影响水稻的株高、根长和干重；加P与As原 ① 子结构相似处理后水稻茎叶和根中P含量增加、As含量相对 ② 减少，水稻生长加快，干重增加。对此现象不合理的解释是 ( )
A．As在水稻细胞内富集，由细胞膜的结构特点直接决定 B．As进入水稻细胞，导致有关酶失去活性，影响细胞代谢
(2)细胞中产生水的结构及代谢过程：
产水结构 叶绿体基质 线粒体 核糖体 高尔基体 细胞核
代谢过程 光合作用暗反应阶段 有氧呼吸第三阶段 氨基酸脱水缩合生成多肽 植物细胞纤维素的合成 DNA复制、转录
2.细胞中无机盐的生理功能
(1)组成某些复杂的化合物：
无机盐
参与形成的化合物 蛋白质、ATP(ADP)、叶绿素、核酸 (DNA或RNA)
[自由与结合水相对含量变化类曲线图解读] [典型图示]
冬季呼吸速率减弱，植物对 无机盐离子 的 吸收也会明显减少。
呼吸速率下降主要与 自由水 含 气温降低及 量减少有关 冬季植物 抗寒性 增 强与结合水含量相对 增多有关
结合水含量 相对上升
信 息 解 读
气温下降导致 蒸腾作用 减弱 是植物含水量变 化的主要原因
[强化训练]
下图中能正确反映某植物种子含
水量与呼吸作用强度之间关系的曲线 是 ( A )
A．Ⅰ
C．Ⅲ
B．Ⅱ
D．Ⅳ
无机盐的生理作用及其实验验证分析
1．植物必需无机盐的判断依据
(1)由于缺乏某种元素，植物的生长发育遇到障碍，
不能完成它的生活史。 (2)除去某种元素以后，植物体表现出专一的病症， 而且这种缺素症是可以利用该元素进行预防和恢复的。 (3)某种元素在植物营养上表现的效果是直接的，而
锌肥施用量超过最佳范围(12 mg/L～16 mg/L) ______________________________________________。
时果实产量下降，且造成浪费
—————————[归纳小结]————————— (1)对实验目的的确认，要先确定实验的自变量和 因变量及其关系。本实验的自变量是硫酸锌溶液浓度， 因变量是果实相对产量，它们之间的关系为硫酸锌溶液
(3)缺铁性贫血是因为体内缺乏铁，血红蛋白不能合 成 (2013·潍坊模拟T2C)( ) √ (2013·烟台模拟T2B) (× )
(4)细胞中的无机盐多以化合物形式存在，如CaCO3构 成牙齿、骨骼
[例1]
(2012·海南高考)关于植物细胞中元素的
(
叙述，错误的是 A．番茄和水稻根系吸收Si元素的量相等
B．As进入水稻细胞，导致有关酶失去活性，影响细胞代谢 C．P影响As的吸收，与细胞膜上的载体种类和数量有关 D．P是构成磷脂、核酸和ATP的重要元素，能促进水稻生长 发育 [常见失分探因]
(1)因不能掌握影响蛋白质变性的因素，而误认为选项B错误。
(2)因不理解载体蛋白运输的机理，而误认为选项C错误。 (3)因不能准确掌握无机盐功能，而误认选项D错误。 (4)此类问题还常借助无土栽培营养液，并结合光合作用和植 物对无机盐离子的吸收来考查。
C．P影响As的吸收，与细胞膜上的载体种类和数量有关
D．P是构成磷脂、核酸和ATP的重要元素，能促进水稻生长 发育
[教你审题] 研究发现，砷(As)可以富集在植物体内，转化为毒性很强 的金属有机物，影响水稻的株高、根长和干重；加P与As原 ① 子结构相似处理后水稻茎叶和根中P含量增加、As含量相对 ② 减少，水稻生长加快，干重增加。对此现象不合理的解释是