细胞中的元素和化合物
知识点1：组成细胞的化学元素（常考：微量元素和大量元素）
１、分类：细胞中常见的元素有20多种，可根据不同的标准分成不同的类别。 ①根据元素在生物体内的含量不同，分为：
大量元素：占生物体总重量万分之一以上的元素：如C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg. 微量元素：占生物体总重量万分之一以下的元素：如Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo.
注意：a、大量元素和微量元素的划分是依据生物的普遍情况而定的，具体到某一种生物可能有差别。 b、大量元素和微量元素都是必需元素，但生物体内所含的元素不一定都是必需元素。 c、不同生物体内各种化学元素的种类大体相同，但含量相差很大，
D、动物、植物干重相比，由于植物含糖类较多，动物含脂肪、蛋白质较多，故植物体中含氧元素较多，动物体中含氮、氢元素较多，另外动物含Ca、P元素也比植物多。
（在组成细胞的元素中，占鲜重百分比前四位的依次是O>C>H>N；占干重百分比前四位的依次是C>O>N>H。）
②据元素对生物体的作用不同，分为：
最基本元素：C（生物大分子以碳链为骨架）基本元素：C、H、O、N主要元素：C、H、O、N、P、S （碳原子间以共价键构成的碳链，碳链是生物构成生物大分子的基本骨架，称为有机物的碳骨架。） 2、作用：（1）组成化合物进而构成细胞，如蛋白质、核酸等。（常考一些具体化合物的元素组成）
如：N（蛋白质、核酸、ATP、NADPH等）、P（核酸、ATP、NADPH、磷脂等）、Mg(叶绿素）、 Fe（血红蛋白）等
（2）维持细胞和生物体的正常生命活动，如B影响花粉萌发。 3、生物界与非生物界的统一性（种类上）与差异性（含量上）
统一性：组成生物体的化学元素，在无机自然界都可以找到，没有一种元素是生物界特有的。 差异性：组成生物体的化学元素在生物体和自然界中含量相差很大。
【生物界的统一性】
(1)从化学元素角度分析：组成生物体的化学元素种类大体相同。
(2)从分子水平角度分析：生物都以核酸作为遗传物质，遗传信息的传递与表达遵循“中心法则”，共用一套密码子。 (3)从结构角度分析：除病毒外，生物体都是由细胞组成的。 (4)从能量角度分析：生物体共用ATP作为直接能源物质。
【典例1】如图1是细胞中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(C)
A．若图1表示细胞鲜重，则A、B化合物依次是H2O、蛋白质
B．若图2表示组成人体细胞的元素含量，则a、b、c依次是O、C、H
C．地壳与活细胞中含量最多的元素都是a，由此说明生物界与非生物界具有统一性
D．若图1表示细胞完全脱水后的化合物含量，则A化合物具有多样性，其必含的元素为C、H、O、N
【典例2】某化合物所含的元素有C、H、O、N、S，该化合物不可能具有的一项功能是（Ａ） A、携带氨基酸进入核糖体 B、识别突出小泡释放的递质 C、用于基因工程获得粘性末端 D、催化葡萄糖在细胞内氧化分解 【典例3】关于生物体内有机化合物所含元素的叙述，错误的是(Ｃ)
A．叶绿素含有镁元素 B．血红蛋白含有铁元素 C．脱氧核糖含有磷元素 D．胰岛素含有碳元素
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知识点2：细胞中的化合物
说明：上述物质含量均是整体而言的，具体组织细胞中可能存在差异。例如，贮存脂肪的脂肪细胞中含量最多的化合物是脂质，而不是水或蛋白质。
１、细胞中的水：（考水的存在形式和功能）
（1）含量：鲜重最多，生物种类：水生生物含水量>陆生生物含水量；生长发育阶段：幼儿>成年；幼嫩部分>成熟部分；组织器官种类与代谢程度：如牙齿<骨骼<血液。 （2）存在形式及生理作用 含 量 概 念 生理作用 4.5% 结合水 与其他物质结合在一起 细胞结构的组成成分 良好溶剂、运输营养物质和代谢废物、 95.5% 能够自由流动、自由水 以游离状态存在 提供液体环境、参与生化反应 （3）水的含量与代谢的关系 细胞中自由水/结合水的比值越大，生物新陈代谢越旺盛，该生物的抗逆性(如抗寒性、抗旱性)越差；反之，该比值越小，生物新陈代谢越缓慢，其抗逆性则越强。 自由水和结合水在一定条件下可相互转化： （4）在生产实际中的应用
①种子的贮存：晒干种子是为减少自由水含量，降低种子的代谢，延长种子寿命。 ②低温环境下减少花卉浇水，可提高花卉对低温的抗性。
【典例4】下列水与生命活动的说法，不正确的是(双选) (AB)
A．细胞发生癌变，其自由水含量较正常细胞的低 B．正在萌发的种子中结合水与自由水的比值升高
C．在线粒体、叶绿体和核糖体中进行的化学反应都有水生成 D．自由水和结合水在一定的条件下可以相互转化
【典例5】水生物体内湿一种良好溶剂，是各种化学反应的介质。下列有关水的说法中，不正确的是 A、在有氧呼吸中，水既是反应物又是生成物
B、当人体缺水时，血浆渗透压会升高，从而在下丘脑产生渴觉 C、温度适度升高，会使细胞内自由水与结合水的比值上升 D、越冬的植物体内自由水与结合水的比值下降 2、细胞中的无机盐：（考：无机盐的功能）（除C、H、O以外的） （1）含量：很少，1-1.5%
（2）存在形式：细胞中大多数无机盐以离子的形式存在
（3）生理功能：a、参与构成细胞内某些复杂的化合物，如Fe2＋参与构成血红蛋白，Mg2＋参与构成叶绿素等。 b、参与并维持生物体的代谢活动,如哺乳动物血液中钙盐含量过低就会出现抽搐；
＋－＋
c、维持生物体内的平衡：渗透压平衡（Na、Cl维持细胞外液渗透压，K维持细胞
－2－
内液渗透压）和酸碱平衡（如人血浆中HCO3、HPO4等的调节）。 【生物体内无机盐生理功能的实验验证】 ①对照组：植物＋完全培养液―→正常生长 ②实验组
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【典例6】下列无机盐的叙述中，错误的是（Ｂ）
A、铁是合成血红蛋白不可缺少的成分 B、细胞中的无机盐大多数以化合物的形式存在 C、植物缺镁会影响光合作用 D、食盐中加碘可预防地方性甲状腺肿
2＋2＋2＋
【典例7】已知Mn是许多酶的活化剂，如Mn能使硝酸还原酶激活，缺乏Mn的植物就无法利用硝酸盐，这说明无机盐离子（Ａ）
Ａ．对维持生物体的生命活动有重要作用 B．对维持细胞形态有重要作用
C．对维持酸碱平衡有重要作用 D．对维持和调节细胞内的渗透压有重要作用 ２、细胞中的糖类
（1）含量：很少，比蛋白质和脂质都要少（动物），但消耗量却是非常大 （2）元素组成：C、H、O （3）糖类的种类和功能
单糖、二糖、多糖的划分根据是能否水解及水解后产生单糖的多少；单糖不经消化直接被吸收，但二糖、多糖必须被消化后才能被吸收。多糖无甜味。
种类 五碳糖 单 糖 六碳糖 核糖 脱氧核糖 葡萄糖 果糖 分布 RNA的成分 动植物细胞中都有 植物细胞特有 DNA的成分 功能 光合作用的产物，能源物质 能源物质 麦芽糖 二 糖 蔗 糖 乳 糖 淀 粉 多 糖 纤维素 糖元 肝糖元 肌糖元 植物，发芽的谷粒中较多 水解成2分子葡萄糖而供能 植物，甜菜、甘蔗中较多 水解成果糖和葡萄糖而供能 动物的乳汁中 植物的贮藏器官中 植物细胞壁中 动物的肝脏中 动物的肌肉组织中 水解成半乳糖和葡萄糖而供能。 植物细胞中重要的储能物质 结构性多糖，植物细胞细胞壁的基本组成成分 贮存能量，调节血糖 氧化分解为肌肉收缩提供能量 根据还原性,糖类可分为还原糖和非还原糖,葡萄糖、果糖，半乳糖等单糖以及麦芽糖都属于还原糖。蔗糖、淀粉、糖原是非还原糖. 功能：①是主要能源物质（主要指葡萄糖、淀粉、糖原等） ②是生物的结构成分（如纤维素），与细胞的识别有关（如糖蛋白） ③参与遗传物质的组成（如核糖和脱氧核糖）
※糖类的合成场所（或细胞）：叶绿体（葡萄糖、淀粉）、内质网（加上糖基团）、高尔基体（纤维素）、 肝脏（肝糖原）、肌肉（肌糖原）
※不是所有糖都是甜的，如纤维素、淀粉不甜（淀粉水解成麦芽糖才会有甜味）
※纤维素不能被动物消化，被称为膳食纤维。反刍动物（如牛）消化纤维素是因为某些微生物的作用。 【典例8】下列关于糖类及其生理作用的叙述中，正确的是（C ）
A、糖类是生命活动的唯一的能源物质 B、核糖存在于细菌中而不存在于病毒中 C、肝糖原只含有C、H、O三种元素 D、蔗糖和乳糖水解产物都是葡萄糖 【典例9】于糖分解代谢的叙述，错误的是(C)
A．甜菜里的蔗糖经水解可产生葡萄糖和果糖 B．乳汁中的乳糖经水解可产生葡萄糖和半乳糖 C．发芽小麦种子中的麦芽糖经水解可产生果糖
D．枯枝落叶中的纤维素经微生物分解可产生葡萄糖
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4、细胞中的脂质
（1）含量：很少，1－2%，比蛋白质少但比糖类多（动物） （2）元素组成：C、H、O，有的还含有N、P等 （3）脂质的类别与功能
固醇类：人体所必需的。对于维持生物体内正常新陈代谢和生殖过程起着重要的调节作用。但血液中胆固醇过多，可能引起心脑血管疾病
注：a、相对于糖类、蛋白质分子，脂肪分子中C、H的比例高，而O比例小。故在氧化分解时，单位质量的脂肪较糖类、蛋白质消耗的氧气多，产生的水多，产生的能量也多。 b、脂质（如性激素）的合成场所：主要是内质网
【典例10】下列有关糖类与脂质的叙述，正确的是(双选) (AD)
A．在ATP、RNA和叶绿体中均含有核糖
B．胆固醇在维持生物体正常新陈代谢中具有重要作用，但在人体内不能合成 C．在细胞膜上糖类均与蛋白质结合形成糖蛋白
D．脂肪中C、H所占比例较高，但并不是生物体内主要的能源物质 【典例11】下列关于动植物糖类、脂质的叙述中，正确的是(AB)
A．核糖、葡萄糖、脱氧核糖是动植物体内共有的单糖 B．葡萄糖、果糖均为还原糖，蔗糖为非还原糖
C．糖类和脂质氧化分解释放的能量是生命活动所需要的直接能源 D．固醇包括了脂肪、性激素、维生素D
【典例12】关于下列四图的叙述中，正确的是(Ｃ)
A．甲图中共有5种核苷酸
B．乙图所示的化合物中不含糖类物质 C．组成丙物质的单糖是脱氧核糖或核糖
D．在小鼠的体细胞内检测到的化合物丁很可能是蔗糖 【典例13】下列关于生物体内有机物的叙述，正确的是(C)
A．脂质不参与生命活动的调节 B．蛋白质是生物体主要的能源物质 C．核酸是生物体储存遗传信息的物质 D．糖类不参与细胞识别和免疫调节
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