组成生物体的化学元素【自学导引】一、生命活动的物质基础构成生物体的各种化学元素和化合物。

二、组成生物体的化学元素种类说明最基本元素C动植物体中C都是(相对)最丰富的元素，且是构成有机物的重要元素，地球上的生命是在C元素的基础上建立起来的基本元素C、H、O、N这四种元素在组成生物体的元素中含量最多主要元素C、H、O、N、P、S组成原生质的重要元素，占原生质总量的97%大量元素C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg占生物体总重量万分之一以上的必需元素微量元素Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo占生物体总重量万分之一以下的必需元素矿质元素大量元素N、P、S、K、Ca、Mg除C、H、O外，主要由根系从土壤中吸收的元素(表中列出的是必需矿质元素)微量元素Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl必需元素C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg、Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl动植物生命活动所必不可少的大量或微量的各种元素，由此我们能理解，生物体内的有些元素未必是生命活动必不可少的。

例如植物的必需元素可通过“溶液培养法”来确定三、组成生物体的化学元素的重要作用四、生物界和非生物界具有统一性和差异性【思考导学】1．不同物种化学元素大体相同，但各种元素的含量却差别很大，由这些化学元素所构成的各种化合物的结构、数量可能存在差异，因而表现出的形态特征和生理活动存在明显的差别。

2．微量元素在生物体内含量虽然很少，但却是生命活动所必需的，一旦缺乏某一种化学元素，就会表现出相应的病症。

如人体缺铁会造成贫血，缺碘会造成地方性甲状腺肿。

3．几十年前，新西兰有一个牧场的大片牧草长势很弱，有的甚至发生枯萎，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势茂盛。

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150克钼就足够了。

根据以上材料分析牧草长势不好的原因。

这说明什么问题？答案：牧草由于缺乏微量元素钼而长势不好。

钼是植物所必需的微量矿质元素，对于植物的生长发育具有重要作用。

【学法指导】1．与生命的基本特征相联系，理解生物体生命活动的物质基础生命区别于非生命的基本特征之一是生物体都具有共同的物质基础和结构基础。

包括两个方面的内容：组成生物体的基本的化学元素和由这些元素构成的化合物。

自然界中的任何生物都是由化学元素组成的，在细胞可找到至少62种元素，其中重要的有24种，这些元素按其在生物体内的含量不同可以分为大量元素和微量元素。

但不管含量的多少，这些必需元素在生物体内都有不可替代的作用，没有这些元素，生物体就不能表现出相应的生命活动，甚至呈现出一定的病症。

从这个方面说，它们是生物体生命活动的物质基础。

组成生物体的化学元素虽然在生物体内都有一定的生理作用，但是单一的某种元素不可能表现出相应的生理功能，这些元素只有在生活的机体中，在生物体特定的结构基础上，有机地结合成各种化合物，这些化合物与其他的物质相互作用才能体现出相应的生理机能。

如蛋白质、核酸、糖类、脂类等化合物有机地结合在一起才能体现出生物体的生命活动。

因此，这些化合物也是生命活动的物质基础。

2．抓住关键字、词来理解大量元素和微量元素的概念理解这两个概念的第一个关键点是“必需元素”，大量元素和微量元素都指的是必需元素，即生物体正常生活所必需的元素。

理解这两个概念的第二个关键点是含量。

大量元素是指占生物体总重量的万分之一以上的元素；微量元素的含量却很少。

3．通过总结，掌握各种化学元素的主要作用这些化学元素的主要作用可总结为三个方面：构原（构成原生质）、组化（组成各种化合物）加影响（影响生物体的生命活动）。

4．辩证地理解生物界和非生物界的统一性和差异性生物界和非生物界既有统一性，又有差异性，这是一对矛盾的两个方面。

生物界和非生物界都是由化学元素组成的，组成生物体的化学元素在无机自然界中都可以找到，没有一种元素是生物界所特有的；生命起源于非生物界；组成生物体的基本元素可以在生物界与非生物界之间反复循环运动。

这些都说明生物界和非生物界具有统一性的一面。

但是生物和非生物又存在着本质的区别，组成生物体的化学元素，在生物体和无机自然界中的含量相差很大；无机自然界中的各种化学元素不能表现出生命现象，只有在生物的机体中有机地结合在一起，才能表现出生命现象，因此生物界和非生物界又存在着差异性的一面。

【例题解析】［例1］科学家在利用无土栽培法培养一些名贵花卉时，培养液中添加了多种必需元素。

其离子K+Na+Mg2+Ca2+NO3-H2PO3-SO42-Zn2+1 1 0.25 12 1 0.25 1培养液浓度(m·mol/L)其中植物根细胞吸收最少的离子是A．Ca2+ B．SO42-Ｃ．Zn2+ Ｄ．H2PO3-解析：考查生物体内的大量元素和微量元素。

根据组成生物体的化学元素在生物体内的含量不同，分成大量元素和微量元素。

大量元素包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。

微量元素包括Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。

由于植物体内含有大量的Ca、S、P等元素，这些元素只能靠根从培养液中吸取，而培养液能为花卉提供Ca、S、P的离子，分别为Ca２＋、SO42-、H2PO3-，因此花卉对这些离子的吸收量较大。

而Zn属于微量元素，因此花卉对Zn２＋的吸收量最少。

答案：C错因：正确解答本题的关键是掌握常见的大量元素和微量元素种类，只有准确地找出表中的微量元素，才能找准该题的切入点。

［例2］黑龙江省某地种植的小麦，营养器官生长非常良好，但结实率非常低(原因为花粉发育不良)。

据查是由于土壤中缺少某种元素所致。

试分析土壤中缺少________元素；根据该元素在植物体内的含量划分，属于_________元素；以上事件主要反映了组成生物体的化学元素的什么生理作用？__________________________。

解析：考查组成生物体的化学元素的重要作用。

由于小麦的营养生长良好，说明植物生长所需要的基本元素正常；结实率低，说明生殖生长受到影响，而题干明确告诉花粉发育不良，因此最可能缺少B元素。

B元素属微量元素，能促进花粉的萌发和花粉管的伸长，在缺少B 时，花药和花丝萎缩，花粉发育不良，故结实率降低。

经过以上分析可以看出，B元素能影响生物体的生命活动。

答案：硼微量影响生物体生命活动的作用错因：找不准题干中的题眼“花粉发育不良”，或者不知道微量元素硼在生物体内的作用是本题错答的主要原因。

［例3］在探索生命奥秘的过程中，生物学家和化学家都做出了杰出的贡献。

科学家发现人体细胞中的大量元素有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg、Na等10种，它们全位于元素周期表中前20号元素之内，其他微量元素如Fe、Zn、Cu、Mn、Mo、I、Se等也大多位于第四周期。

（1）占原生质总量97%的6种元素是_____________，其中_________是最基本的元素。

（2）当缺乏Zn、Se等微量元素时，会引起人体免疫力下降，从而导致患病率和死亡率增加。

这一事实说明了生物体内的化学元素能够_____________________________。

（3）上述元素中，人体蛋白质是由_________________等元素组成，人体从植物体中获得的N、P等元素，可参与____________等化合物的组成。

解析：本题是涉及化学元素、化合物以及蛋白质、核酸等多点内容的综合题目，考查学生对基础知识的识记、理解和进行知识迁移的能力。

第（1）小题答案较明确，C、H、O、N、P、S占原生质总量的97%，C是最基本的元素。

第2小题则是从生命现象的分析中得出“能够影响生物体生命活动”的结论。

第（3）小题蛋白质的元素组成是C、H、O、N等，而人体内含N、P等化学元素的化合物主要是核酸。

答案：（1）C、H、O、N、P、S C （2）影响生物体的生命活动（3）C、H、O、N 蛋白质、核酸错因：本题属于“高问低答”类型题目，总题干好像生化综合，实际运用的是生物体的化学元素的基本知识。

对该部分的基础知识记忆不牢或对题干中的材料理解不透，是本题错答的主要原因。

［例4］下表中各元素的数据代表该元素占原子总量的百分比，请据表回答问题：3.5（1）组成人体的化学元素在元素周期表上都有，它普遍存在于非生物界，生物体内不包含特殊的“生命元素”，这个事实说明_______________。

（2）生物从非生物环境中获得的那些元素与环境中的这些元素的比例相差甚远。

如岩石圈中，氢、碳、氮加在一起占总原子数不到1%，而在生物体中占总原子数的74%左右。

这个事实说明______________________。

（3）人体中的钙在骨和牙齿中以____________的形式存在，成年人缺少时会患__________症。

钙在血液中主要以________形式存在，如果含量太低会出现_________现象。

（4）从此表看，人体成分中没有大量的铁，是否人体不含铁？为什么？解析：组成生物体的化学元素在无机自然界中都能找到，但含量比例相差很大，这说明生物界与非生物界既有统一性又有差异性。

组成生物体的化学元素分为大量元素和微量元素，它们在体内都有一定的作用。

钙是人体中的大量元素之一，人体中的钙在骨和牙齿中以碳酸钙的形式存在，成年人缺乏时会患骨质疏松症，在血液中以离子的形式存在，一旦缺乏会出现抽搐现象，人体中也含一定量的铁，它是血红蛋白的组成部分，但是含量很少。

答案：（1）生物界与非生物界具有统一性（2）生物界与非生物界还具有差异性（3）碳酸钙骨质疏松离子抽搐（4）人体含铁。

因为铁是构成血红蛋白的成分，但铁在人体中的含量很少，属半微量元素。

错因：本题的常见错误表现在（3）、（4）小题，主要原因是对钙和铁的含量、存在形式和作用不明确。

【基础训练】一、选择题1．以下对组成生物体的化学元素的叙述，错误的是A．组成生物体的化学元素常见的有20多种 B．组成各种生物体的化学元素是大体相同的C．在不同的生物体中，各种元素的含量相差很大D．组成各种生物体的化学元素是完全一样的答案：D2．下列各项中，哪组所包含的元素都占生物体总重量的万分之一以下A．C、N、P、Fe B．C、N、Ca、Mg C．K、Ca、P、Cu D．Zn、Cu、B、Mo解析：占生物体总重量万分之一以下的元素属于微量元素，A、B、C、D四项中，只有D项全部属于微量元素。

答案：D3．大约占原生质总量97%的元素主要是A．C、H、O、N、P、S B．C、H、O、N、P、KC．C、P、O、N、Cu、Mg D．N、P、S、K、Ca、Mg答案：A4．构成细胞的化学元素，没有一种是生命物质所特有的，这个事实说明A．生物界与非生物界具有统一性 B．生物体由无机物构成C．生物界与非生物界完全相同 D．生物界与非生物界完全不同答案：A5．下列有关微量元素的叙述错误的是A．微量元素是生物生活所必需的，是含量很少的元素B．微量元素是维持正常生命活动不可缺少的C．原生质中所有微量元素的总和少于3%D．所有的占生物体总重量万分之一以下的元素都是微量元素解析：考查学生对微量元素的理解。