第一章 第一节
一、选择题
1．下列有关组成生物体化学元素的论述，正确的是?
A．组成生物体和组成无机自然界的化学元素中，碳元素的含量最多
B．人、动物与植物所含的化学元素的种类差异很大
C．组成生物体的化学元素在无机自然界都可以找到
D．不同生物体内各种化学元素的含量比例基本相似
答案：C
2.如上图所示细胞中各种化合物或主要元素占细胞鲜重的含量，以下按①②③④顺序排列正确的是?
A．水、蛋白质、糖类、脂质；N、H、O、C
B．蛋白质、糖类、脂质、水；O、C、N、H
C．水、蛋白质、脂质、糖类；H、O、C、N
D．蛋白质、水、脂质、糖类；C、O、H、N
答案：D
3．2011·郑州模拟?北京地区种植的大白菜于秋末冬初收获?在立冬日砍收白菜?。人们发现，收获的大白菜外部叶片的钙元素含量远远高于菜心，菜心的氮元素含量却远远高于外部叶片，而肥沃的菜园土富含各种矿质营养。对此现象合理的解释是?
A．大白菜生长后期的气温偏低
B．北方的土壤氮元素含量比钙元素高
C．钙在植物体内可被不同器官重复利用
D．氮在植物体内形成稳定的化合物
解析：由题干北京地区种植的大白菜在立冬日砍收，可推测大白菜生长后期的气温偏低，A正确；由收获的大白菜外部叶片的钙元素含量高于菜心，外部叶片的氮元素含量低于菜心可知，钙在植物体内不能被不同器官重复利用，氮可被重复利用，不形成稳定化合物，C、D错误；又因为肥沃的菜园土富含各种矿质营养，推出B错误。
答案：A
4．关于生物体内水和无机盐的叙述，不正确的是?
A．体内参与运输营养物质和代谢废物的水是自由水
B．某些无机盐是组成ATP、RNA和纤维素的必需成分
C．生物体内无机盐浓度的大小会影响细胞的吸水或失水
D．自由水与结合水的比例随生物个体代谢的强弱而变化
解析：纤维素是一种多糖，只由C、H、O三种元素组成，不含无机盐。
答案：B
5．在高等植物细胞中有两种大量元素，淀粉中不含有，但核酸中含有。关于这两种元素的相关叙述，错误的是?
A．这两种元素是构成生物膜、ATP和染色体的组成元素
B．其中一种施用过多时会造成农作物倒伏，另一种与植物糖类合成和运输有关
C．青少年对这两种元素的摄入量要大于排出量
D．在只缺乏这两种元素的培养液中培养正常植株，首先表现出缺素症的是老叶
答案：B
6.根据上表，得出的正确结论是?
A．如果它们分别是动物和植物，则甲是动物，乙是植物
B．等质量的组织中，甲所含的热量少于乙
C．两者体细胞中，乙的染色体和基因比甲多
D．两者的含水量比较，可推测甲比乙多
解析：考查元素和化合物的组成及功能。甲乙的元素组成中，甲中氧多，乙中N、P、S较多。分析可推测，甲中糖多，乙中蛋白质较多；等质量的生物组织中，糖氧化分解释放热量少，如他们分别代表动、植物，则甲为植物，乙为动物。
答案：B
7．2013·广安诊断?下列有关细胞中各种化学成分的叙述，错误的是?
A．如果测得某种有机物分子的主要元素组成及含量分别是：C为92.393%，N为
2.745%，O为3.518%，H为1.214%，S为0.006%，Fe为0.006%，则该物质最可能是蛋白质
B．在一个细胞中有机物的含量是不变的，无机物的含量变化比较大，特别是水的含量变化很大
C．无论鲜重还是干重，组成细胞的元素中C、H、O、N的含量最多
D．假定一个细胞含水量保持不变，适当提高温度会使结合水与自由水之比减小
解析：随着新陈代谢的进行，一个细胞中有机物和无机物的含量都是变化的；A项，有机物分子的元素组成主要为C、H、O、N，故最可能是蛋白质；C项，C、H、O、N四种元素在组成生物体的元素中含量最多；D项，适当提高温度，细胞酶的活性增强，新陈代谢旺盛，自由水相对增多，使结合水与自由水之比减小。
答案：B
8．2013·衡水中学调研?关于构成生物体的元素的叙述中，正确的是??
①大量元素B能促进花粉的萌发和花粉管的伸长②人体内血钠含量过低，会引起心肌的自动节律异常，甚至导致心律失常③落叶与正常叶相比Ca和Mg的含量基本不变④氧元素是组成生物体的基本元素之一⑤氮元素是光合作用过程中各种酶的成分，施氮肥过多时会造成农作物倒伏⑥Mg是叶绿素的成分，糖类运输到块茎、种子等器官中需要＋K
A．①②④⑤⑥ B．①④⑤⑥
C．④⑤⑥ D．①②③④⑤⑥
解析：本题考查组成生物体的化学元素的种类和作用。B属于微量元素；血钾含量过低引起心肌的自动节律异常，甚至导致心律失常；落叶与正常叶相比Ca的含量基本不变，Mg的含量减少。
答案：C
9．植物在冬季来临过程中，随着气温的逐渐降低，体内发生了一系列适应低温的生理生化变化，抗寒力逐渐增强。下图为冬小麦在不同时期含水量和呼吸速率变化关系图。请根据图推断以下有关说法中，错误的是?
A．冬季来临过程中，自由水明显减少是呼吸速率下降的主要原因
B．结合水与自由水含量的比值，与植物的抗寒性呈现明显的正相关
C．随着气温和土壤温度的下降，根系的吸水量减少，组织的含水量下降
D．随温度的缓慢降低，植物的呼吸作用逐渐减弱，有利于减少有机物的消耗
解析：从横坐标分析，9～12月温度降低，而细胞中含水量曲线呈逐渐下降趋势。植物吸水的主要动力是蒸腾作用，随着温度降低，植物的蒸腾作用减弱，使植物体的水分减少，加上温度降低，使新陈代谢减弱，自由水与结合水的比例减小，植物的抗逆性增强。但呼吸速率下降的主要原因是由于温度过低导致酶活性降低。
答案：A
10．无机盐离子对细胞和生物体生命活动的维持均具重要作用，下列相关内容对应正确的是?
＋＋①细胞外液渗透压—K②细胞内液渗透压—Na③甲状腺激素—I④血红蛋白
＋＋—Fe3⑤类胡萝卜素—Mg2
A．①③⑤ B．③④⑤
C．③⑤ D．③
＋＋解析：K与维持细胞内液渗透压有关；Na与维持细胞外液渗透压有关；参与构成
＋＋血红蛋白的应为Fe2；Mg2参与叶绿素的组成而不是类胡萝卜素。
答案：D
11．2009年3月22日是第十七届“世界水日”，宣传的主题是“跨界水——共享的水，共享的机遇”。水污染、水资源短缺导致的水危机日趋严重，研究表明，80%的疾病是由水污染引起的。下列有关人体内水的叙述，错误的是?
A．水在病变细胞中以结合水和自由水形式存在
B．在胰岛素的合成过程中伴随着水的产生
C．人体衰老细胞中自由水含量减少，代谢缓慢
D．冬季，植物体内自由水含量相对增高，以增强植物的抗寒能力
解析：冬季，植物体内结合水含量相对增高，以增强抗寒能力，细胞中水有自由水和结合水两种，衰老细胞中自由水含量下降。
答案：D
12．2011·冀州中学期中?组成生物体的化学元素，在生物体中起重要作用，下列有关光合作用中几种元素的作用，叙述正确的是?
A．P是构成ATP的必需元素，光合作用中光反应和暗反应过程中有ATP的合成
B．C是组成碳水化合物的基本元素，在光合作用中CO2形成?CH2O
C．N是叶绿素的组成成分，缺乏N植物就不能进行光合作用
D．O是构成有机物的基本元素之一，光合作用制造的有机物中的氧来自H2O
解析：本题考查生物体内化学元素的生理作用，解答时可以通过“元素→化合物→生理作用”这条主线进行推导。P参与光反应中ATP、NADPH的合成，光合作用的暗反应过程没有ATP的合成；C参与糖类的合成，在暗反应中，CO2形成?CH2O；N是叶绿素的组成成分，缺乏N，植物的光合作用下降；O参与光合作用中有机物的合成，但有机物中的氧来自于CO2。
答案：B
生物元素含量篇二：高中生物必修一——元素及无机物一、组成细胞的元素
注意：（1）大量元素和微量元素的划分依据是含量，而不是生理作用的大小。无论是大量元素还是微量元素，都是生物体必需的元素。
（2）细胞鲜重含量最多的元素是O，细胞干重含量最多的元素是C。
（3）碳是最基本元素不是因为干重含量最多，而是因为碳易构成基本骨架，是大分子物质形成的基础。
2、存在形式：主要以化合物的形式存在。
3、元素的生理作用
（1）组成细胞的化合物
(2)元素影响生命活动
N：是构成蛋白质、核酸等物质的主要元素，能促进植物的细胞分裂。植物缺氮时叶片发黄。
P：是构成核酸、磷脂、ATP、NADPH等物质的重要元素。缺磷时叶片暗绿，并出现紫色。
K：提高神经系统兴奋性，维持细胞内液渗透压。人体缺钾，心律失常。K在植物体内可促进光合作用中糖类的合成和运输。Ca：是牙齿、骨骼的组成元素。Ca可调节肌肉收缩，血钙过高会造成肌无力，血钙过低会引起抽搐。人体缺钙，儿童患佝偻病，成年人患骨质疏松症。
S：构成蛋白质的重要元素。
Mg：是叶绿素的主要成分。缺镁，植物的叶片发黄。
Fe：是血红蛋白的主要成分。人体缺铁会患缺铁性贫血症。
B：促进花粉的萌发和花粉管的伸长，有利于受精作用顺利进行。缺硼，花药和花丝萎缩，花粉发育不良，造成“花而不实”。I：甲状腺激素的合成原料。成年人缺碘时，患地方性甲状腺肿。
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
组成细胞的化合物分为无机化合物和有机化合物，含量最多的无机化合物是水，含量最多的有机化合物是蛋白质
①是细胞和生物体中含量最多的物质(如精瘦肉中的水，沙漠植物中的水)。
②含水量：水生＞陆生、幼年＞成年＞老年、代谢旺盛＞代谢缓慢、幼嫩细胞＞衰老细胞。
注意：(1)水的存在形式与器官形态的关系
心肌和血液总的含水量差不多，但心肌呈固态，血液呈液态，原因是二者自由水和结合水的比例不同。
(2)水的存在形式与代谢的关系
若细胞内自由水比例升高，则代谢旺盛，反之，结合水比例升高代谢缓慢。如：种子萌发时，先要吸收大量的水分，以增加自由水的含量，并加快代谢速度。
(3)水的存在形式与抗寒性的关系
结合水不参与代谢作用，但结合水的相对含量与植物的抗寒性有关。如：秋冬季节，蒸腾作用减弱，植物吸水减少，结合水相对含量升高，因结合水不易结冰和蒸腾，从而使植物抗寒性加强。
(4)水的存在形式与温度的关系
在活细胞内，受温度的影响，自由水和结合水可相互转化，具体转化如下：
自由水结合水
一般情况，适当升高温度时，自由水含量将升高，反之，自由水含量降低，结合水增多。
细胞内水分变化
①环境恶化——自由水↓，结合水↑。
②细胞衰老——自由水↓，结合水↑。
③生命活动增强——自由水↑，结合水↓
(5)种子与水的关系
①种子晒干时减少的为自由水，但仍能保持生命活性，仍能萌发；试管加热或炒熟则丧失结合水，种子死亡不萌发；种子萌发吸水主要是增多自由水，代谢加强，呼吸作用加快。
②不同种子亲水能力不同，大豆(主要含蛋白质)>小麦、玉米、大米(主要含淀粉)>花生(主要含脂肪)。
生物体内水的代谢图解
2．无机盐及其生理作用
（1）主要以离子形式存在
（2）生理作用
①是细胞的结构成分。（见前面元素）
②参与并维持生物体的代谢活动。如哺乳动物血液中钙盐的含量过低就会出现抽搐。③维持生物体内的平衡
A、渗透压的平衡：Na对细胞外液渗透压起重要作用，K则对细胞内液渗透压起决定作用。
B、酸碱平衡(即pH平衡)：如人血浆中HCO3-、HPO42-等的调节。
（3）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：＋＋
注意：
①实验中应保证实验材料的统一性，即材料的种类、生长状况等。
②实验组加入X盐的目的是二次对照，使实验组前后对照，以增强说服力。
生物元素含量篇三：生物体的化学元素及其作用生物体的化学元素及其作用
存在于生物体（植物和动物）内的元素大致可分为：
（1）必需元素，按其在体内的含量不同，又分为常量元素和微量元素；
（2）非必需元素；
（3）有毒（有害）元素。
人体内大约含30多种元素，其中有11种为常量元素，如C，H，O，N，S，P，Cl，Ca，Mg，Na，K等，约占99.95％，其余的0.05％为微量元素或超微量元素。
必需元素是指下列几类元素：
（1）生命过程的某一环节（一个或一组反应）需要该元素的参与，即该元素存在于所有健康的组织中；
（2）生物体具有主动摄入并调节其体内分布和水平的元素；
（3）存在于体内的生物活性化合物的有关元素；
（4）缺乏该元素时会引起生化生理变化，当补充后即能恢复。
哪些是构成人体的必需元素？19世纪初，化学家开始分析有机化合物，清楚地认识到活组织主要由C，H，O和N四种元素组成。仅这四种元素就约占人体体重的96％。此外，体内还有少量P。将人体内这五种元素的化合物挥发后就会留下一些白灰，大部分是骨骼的残留物，这灰乃是无机盐的集合，在灰里可找到普通的食盐（NaCl）。食盐并不仅仅是增进食物味道的调味品，而是人体组织中的一种基本成分。食草动物有时甚至达到要舔吃盐渍地，以便弥补食物中
所缺乏的盐。
在实际研究中，确定某元素是否为必需元素，既与该元素在体内的浓度有关，也与它的存在状态和生物活性密切相关。人体中的每一元素呈现不同的生物效应，而效应的强弱依赖于特定器官或体液中该元素的浓度及其存在的形态。对于每种必需元素，都有一段其相应的最佳健康浓度，有的具有较大的体内恒定值，有的在最佳浓度和中毒浓度之间只有一个狭窄的安全限度。元素浓度和生物功能的相关性可用图表示。
有20～30种普遍存在于组织中的元素，它们的浓度是变化的，而它们的生物效应和作用还未被人们认识，有待于研究，所以称它们为非必需元素。另外一些则是能显著毒害机体的元素。如，血液中非常低浓度的铅、镉或汞，具有有害的作用，就可称为有毒元素，亦称有害元素。
从海水中必需微量元素的含量与人体中主要元素的对比，说明赖以生存的环境中的元素是生物进化的结果。人类在适应生存和进化中，逐渐形成一套摄入、排泄和适应这些元素的保护机制，即人体内的元素，不论是常量或微量，维持平衡状态是经过人类长期进化形成的。许多元素是否是必需还是有害，和摄入量（即在体内的浓度）有关。每一种必需元素在体内都有其合适的浓度范围，超过或不足都不利于人体健康。例如，人们对碘的最小需要量为／天，耐受量为1000mg／天，当大于10000mg／天即为中毒量。若人体自身用以维持稳态的调节机制出现障碍，便会发生疾病。有时元素的过量可能比缺乏更
令人担忧，因为某个元素的缺乏易于补充，而过量往往则难以清除，或清除过程中会产生副作用。另外共存元素的相互影响——在生物体内存在协同或拮抗作用，对元素浓度比例的要求就更复杂了。例如锌可以抑制镉的毒性，铜可以促进铁的吸收等。由于元素间的相互作用，当评定某一微量元素对人体健康的影响时，还必须考虑与其有关元素的存在。
表1归纳了主要生物元素及其功能。在生命物质中，除C，H，O，S和N参与各种有机化合物外，其他生物元素各具有一定的化学形态和功能，这些形态包括它们的游离水合离子，与生物大分子或小分子配体形成的配合物，以及构成硬组织的难溶化合物等。
表1生物元素及其功能元素功能
水，有机化合物的组成成分
植物生长必需
有机化合物组成成分
有机化合物组成成分
水，有机化合物的组成成分
鼠的生长因素，人骨骼的成长所必需
细胞外的阳离子，Na+
酶的激活，叶绿素构成，骨骼的成分
在骨骼、软骨形成的初期阶段所必需HBCNOFNaMgSi
P
SCl
K
钙
V
铬
锰
铁含在ATP等之中，为生物合成与能量代谢所必需蛋白质的组分，组成Fe-S蛋白质细胞外的阴离子，Cl-细胞外的阳离子，K+骨骼、牙齿的主要组分，神经传递和肌肉收缩所必需鼠和绿藻生长因素，促进牙齿的矿化促进葡萄糖的利用，与胰岛素的作用机制有关酶的激活、光合作用中水光解所必需最主要的过渡金属，组成血红蛋白、细胞色素、铁－硫
蛋白等
钴
铜
Zn
Se
Mo
Sn红血球形成所必需的维生素Br2的组分铜蛋白的组分，铁的吸收和利用许多酶的活性中心，胰岛素组分与肝功能肌肉代谢有关黄素氧化酶，醛氧化酶．固氮酶等所必需鼠发育必需
甲状腺素的成分I
这些元素在生物体内所起到的生理和生化作用，主要有几个方面。
（1）结构材料。无机元素中Ca，P构成硬组织，C，H，O，N，S
构成有机大分子结构材料，如：多糖、蛋白质等。
（2）运载作用。人对某些元素和物质的吸收、输送以及它们在体内的传递等物质和能量的代谢过程往往不是简单的扩散或渗透过程，而需要有载体。金属离子或它们所形成的一些配合物在这个过程中担负重要作用。如含有Fe2+的血红蛋白对O2和CO2的运载作用等。
（3）组成金属酶或作为酶的激活剂。人体内约有四分之一的酶的活性与金属离子有关。有的金属离子参与酶的固定组成，称为金属酶。有一些酶必需有金属离子存在时才能被激活以发挥它的催化功能，这些酶称为金属激活酶。
（4）调节体液的物理、化学特性。体液主要是由水和溶解于其中的电解质所组成。生物体的大部分生命活动是在体液中进行的。为保证体内正常的生理、生化活动和功能，需要维持体液中水、电解质平衡和酸碱平衡等。存在于体液中的Na+，K+，Cl-等发挥了重要作用。
（5）“信使”作用。生物体需要不断地协调机体内各种生物过程，这就要求有各种传递信息的系统。细胞间的沟通即信号的传递需要有接受器。化学信号的接受器是蛋白质。Ca2+作为细胞中功能最多的信使，它的主要受体是一种由很多氨基酸组成的单肽链蛋白质，称钙媒介蛋白质（分子量为16700）。氨基酸中的竣基可与Ca2+结合。钙媒介蛋白质与Ca2+结合而被激活，活化后的媒介蛋白质可调节多种酶的活力。因此Ca2+起到传递某种生命信息的作用。也有细胞内信使，Ca2+也是细胞内信使。
有些元素可同时在几个方面发挥作用。例如Ca2+就有多方面的生物功能。下面仅就Ca，P，Na，K等的主要生物功能作简要介绍。
