高考生物备考手册：重要知识点梳理（133）

高三生物复习是一个系统而复杂的过程，需要学生对各个知识点进行细致的梳理和深入的理解。为了帮助考生更好地掌握高考生物的核心内容，本文将对生物学中常见的化学元素及其作用进行详细的讲解，并结合实际应用，帮助考生在考试中取得优异成绩。

一、 生物学中常见化学元素及作用

# 1. 钙（Ca）

钙是人体和植物中不可或缺的元素之一。在人体中，钙主要存在于骨骼和牙齿中，起到支撑和保护的作用。如果人体缺乏钙，可能会引发骨软化病，导致骨骼变得脆弱易碎，影响正常的生理功能。此外，血液中的钙离子（Ca）含量也与人体健康密切相关。当血液中的Ca含量过低时，会引起抽搐；而过高则可能导致肌无力。

钙离子还具有促进血液凝固的作用，因此，在医疗实践中，常用柠檬酸钠或草酸钠除去血液中的Ca，以防止血液凝固，这在输血等操作中尤为重要。

在植物体内，钙同样扮演着重要的角色。作为一种不可再利用的元素，钙一旦缺乏，幼嫩组织会受到伤害，表现为生长缓慢、叶片畸形等症状。植物中的钙主要参与细胞壁的构建，维持细胞结构的稳定性。同时，钙还参与信号传导，调节植物的生长发育过程。

# 2. 铁（Fe）

铁是血红蛋白的重要组成部分，负责氧气的运输。人体缺铁会导致缺铁性贫血，表现为面色苍白、乏力、头晕等症状。值得注意的是，血红蛋白中的铁必须是二价铁（Fe），三价铁（Fe）无法被利用。因此，保持铁的化学形态对于维持正常生理功能至关重要。

在植物中，铁同样是不可再利用的元素，缺乏时会影响幼嫩组织的发育。铁作为许多酶的辅因子，参与光合作用、呼吸作用等多种代谢过程。例如，铁硫蛋白是电子传递链中的关键成分，缺乏铁会导致光合作用效率下降，进而影响植物的生长发育。

# 3. 镁（Mg）

镁是叶绿体的重要组成元素，参与叶绿素的合成，对光合作用至关重要。镁还是许多酶的激活剂，如ATP合酶等。植物缺镁时，老叶容易出现叶脉失绿的现象，这是因为镁可以自由移动，优先供应给新叶，导致老叶中的镁含量降低。长期缺镁会影响植物的光合作用效率，进而影响其整体生长发育。

# 4. 硼（B）

硼在植物的生殖过程中起着重要作用，能够促进花粉的萌发和花粉管的伸长。硼缺乏会导致“花而不实”的现象，即植物虽然能开花，但不能结实。硼还参与细胞壁的构建，增强细胞壁的机械强度。此外，硼还与糖类的运输有关，缺乏硼会影响糖类从叶片向果实的运输，从而影响果实的发育。

# 5. 碘（I）

碘是甲状腺激素的重要组成部分，对新陈代谢、生长发育等有着重要的调节作用。幼儿缺碘会导致呆小症，表现为智力低下、生长迟缓等症状；成人缺碘则可能患地方性甲状腺肿，影响甲状腺的功能。碘的主要来源是食物中的海产品和加碘盐，因此，合理摄入碘对于维持身体健康非常重要。

# 6. 钾（K）

钾是人体和植物中广泛存在的元素，尤其在神经传导和肌肉收缩方面发挥着重要作用。血钾含量过低时，会出现心肌的自动节律异常，并导致心律失常。钾还参与植物的渗透调节，维持细胞内外的水分平衡。缺钾会影响植物的光合作用和呼吸作用，导致叶片边缘枯黄、茎秆细弱等症状。

# 7. 氮（N）

氮是构成叶绿素、ATP、蛋白质和核酸的必需元素。在植物体内，氮形成的化合物大多是不稳定的或易溶于水的，因此可以自由移动。缺氮时，幼叶会向老叶吸收氮，导致老叶先黄。氮不仅是植物生长发育的关键元素，也是水域生态系统富营养化的重要因素之一。

过多的氮与磷配合会造成富营养化，在淡水生态系统中称为“水华”，在海洋生态系统中称为“赤潮”。动物体内缺氮，实际上就是缺少氨基酸，会影响到动物体的生长发育。

# 8. 磷（P）

磷是构成磷脂、核酸和ATP的必需元素，广泛存在于细胞膜、DNA、RNA等生物大分子中。植物缺磷会影响DNA的复制和RNA的转录，从而影响到植物的生长发育。磷还参与植物光合作用和呼吸作用中的能量传递过程，因为ATP和ADP中都含有磷酸。缺磷时，植物的老叶会出现茎叶暗绿或呈紫红色，生育期延迟。

磷同样也是造成水域生态系统富营养化的重要元素之一。

# 9. 锌（Zn）

锌是某些酶的组成成分，也是酶的活化中心。例如，催化吲哚和丝氨酸合成色氨酸的酶中含有锌，没有锌就无法合成吲哚乙酸。因此，缺锌会引起苹果、桃等植物的小叶症和丛叶症，叶子变小，节间缩短。锌还参与植物的抗逆性调节，增强植物对环境胁迫的适应能力。

二、 化学元素在生物体内的代谢与调控

化学元素不仅在生物体内发挥着重要的生理功能，还在代谢过程中受到严格的调控。例如，钙、镁、钾等元素通过离子通道和载体蛋白进出细胞，维持细胞内外的浓度平衡；铁、锌等微量元素则通过螯合剂和转运蛋白进行调控，确保其在体内的合理分布和利用。

此外，化学元素之间的相互作用也十分复杂。例如，钙和镁在细胞内竞争相同的离子通道，铁和锌在某些代谢途径中存在协同效应。这些复杂的相互作用不仅影响单个元素的功能，还对整个生物体的代谢网络产生深远的影响。

三、 化学元素与生态环境的关系

化学元素不仅在生物体内发挥着重要的生理功能，还与生态环境密切相关。例如，氮和磷是水域生态系统富营养化的主要原因，过多的氮和磷会导致藻类大量繁殖，破坏水体生态平衡。因此，合理控制氮和磷的排放对于保护水资源具有重要意义。

此外，土壤中的化学元素也对植物生长产生直接影响。例如，缺镁会导致土壤酸化，影响作物的产量和质量；缺硼会影响果实的发育，导致果实品质下降。因此，了解土壤中化学元素的含量及其对植物生长的影响，有助于科学施肥，提高农业生产效率。

四、 结语

通过对生物学中常见化学元素及其作用的详细梳理，我们可以看到，化学元素在生物体内的功能和调控机制非常复杂，涉及多个层次的生理过程。掌握这些知识不仅有助于理解生物体的运作机制，还能为环境保护和农业生产提供科学依据。希望考生们能够在复习过程中，深入理解这些知识点，灵活运用，为高考做好充分准备。

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通过上述详细的梳理和扩展，我们不仅加深了对各化学元素在生物体内功能的理解，还探讨了它们在生态环境中的作用。希望这篇文章能够帮助考生们更好地掌握高考生物的核心内容，为即将到来的考试打下坚实的基础。