新高考生物人教版一轮复习课件第1单元第2讲细胞中的元素和化合物细胞中的无机物

第2讲细胞中的元素和化合物细胞中的无机物课标考情——知考向核心素养——提考能课标考点1．说出细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素组成，它们以碳链为骨架形成复杂的生物大分子2．指出水大约占细胞重量的2/3，以自由水和结合水的形式存在，赋予了细胞许多特性，在生命活动中具有重要作用3．举例说出无机盐在细胞内含量虽少，但与生命活动密切相关生命观念比较生物界和非生物界中元素的异同，明确元素在生命系统中的重要性科学思维结合一些实例分析水和无机盐在细胞组成成分及代谢的重要性，培养用元素分析法解释一些生物现象课标考情——知考向核心素养——提考能近年考情2018全国卷Ⅱ(4)、2019海南卷(8)、2017海南卷(4)、2016海南卷(26)科学探究选择合适的材料和试剂对某些成分进行鉴定社会责任通过了解水和无机盐在生命活动中的重要性，培养节约用水的社会公德趋势分析1．考查方式：选择题2．广东命题趋势：重点考查水和无机盐的存在形式和作用，往往结合细胞中的某种物质(如叶绿素、甲状腺激素等)或过程(例如种子萌发)进行考查，难度较低自主学习·巩固基础知识点一组成细胞的元素和化合物1．细胞中的元素(1)元素的来源、分类和存在形式。[自主学习]【答案】C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg

Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu

C

C、H、O、N

(2)生物界和非生物界在元素种类和含量上的关系。【答案】统一差异2．细胞中的化合物【答案】水无机盐1．思考判断(1)在人体活细胞中氢原子的数目最多。 (

)(2)细胞中的一种元素的作用能被其他元素替代。 (

)(3)细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要。 (

)(4)植物细胞中含量最多的四种元素是C、H、O和N。 (

)(5)生物界和非生物界在元素组成的种类和含量上都相同。 (

)(6)蛋白质是活细胞中含量最多的化合物。 (

)(7)沙漠植物中含量最多的化合物是水。 (

)【答案】(1)√

(2)×

(3)×

(4)√

(5)×

(6)×

(7)√[自主检测]2．深挖教材

(1)生物界中的元素种类要________非生物界，生物界中的元素均来自________，但某种元素的含量在生物界和非生物界是不同的，以上实例说明________________。(2)微量元素相比大量元素含量较少，是不是意味着其功能不重要？【答案】(1)提示：少于非生物界生物界和非生物界既有统一性也有差异性(2)提示：不是，一些微量元素是重要化合物的组成成分，如果缺乏会影响一些重要化合物的合成。知识点二细胞中的无机物1．细胞中的水(1)细胞中水的存在形式和功能。[自主学习]【答案】细胞结构化学反应液体环境(2)自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系。2．细胞中的无机盐【答案】离子主动复杂化合物生命活动1．思考判断(1)生物体内的水就是细胞内的水。 (

)(2)晒干的种子细胞内不含有水分，导致细胞代谢停止，有利于种子长时间储存。 (

)(3)Mg参与构成叶绿体中的各种色素。 (

)(4)细胞中的结合水和自由水不能相互转化。 (

)(5)水既是有氧呼吸的原料，也是有氧呼吸的产物。 (

)【答案】(1)×

(2)×

(3)×

(4)×

(5)√[自主检测]2．深挖教材(1)植物根系既能从土壤中吸收水分也能吸收无机盐。根细胞内水分的作用有________________________________。(答3点)(2)Na＋、K＋对细胞内外渗透压大小所起的作用一样吗，为什么？(3)某运动饮料广告词“解口渴，更解体渴”，其中的“解体渴”主要指__________________________________________________。(4)患急性肠炎的病人脱水时需要及时补充_________，同时也需要补充体内丢失的______，因此，输入________是常用的治疗方法。(5)大量出汗会排出过多的无机盐，导致体内的________________________失调，这时应多喝________。【答案】(1)提示：①根细胞的组成成分；②参与细胞内的生化反应；③运送营养物质和代谢废物等(2)提示：不一样。Na＋是维持细胞外液渗透压的主要离子，而K＋是维持细胞内液渗透压的主要离子。(3)提示：该饮料中含有大量水和少量无机盐，能补充剧烈运动散失的水分和无机盐(4)提示：水分无机盐葡萄糖盐水(5)提示：水盐平衡和酸碱平衡淡盐水重难探究·素养达标细胞中的元素和化合物[深度讲解]1．细胞中元素的种类和功能(1)细胞中元素的分类。(2)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(如图)。2．几种重要化合物的组成元素化合物糖类脂质蛋白质核酸ATP叶绿素血红蛋白脂肪、固醇磷脂组成元素C、H、OC、H、OC、H、O、N、PC、H、O、N(S等)C、H、O、N、PC、HO、N、PC、H、O、N、MgC、H、O、N、Fe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，请分析：(1)若图1表示细胞鲜重，则A、B化合物依次是_____________。(2)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，其必含的元素是____________。(3)若图2表示组成人体细胞的元素含量，则a、b、c依次是______________。(4)酵母菌体内的各种元素的含量是否和人体内的完全相同？【答案】(1)提示：水、蛋白质(2)提示：C、H、O、N

(3)提示：O、C、H

(4)提示：不完全相同，不同生物体内的各种元素的含量存在较大差异。

走出元素与化合物的3个误区(1)易混淆元素与化合物的干重与鲜重。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：水>蛋白质>脂质>糖类；占干重百分比中，蛋白质含量最多。(2)误以为生物体内大量元素重要，微量元素不重要。大量元素、微量元素是根据元素的含量划分的。无论是大量元素还是微量元素，都是生物体的必需元素，对于维护生物体的生命活动都起着非常重要的作用。(3)误以为细胞内含量最多的元素是C。活细胞内含量最多的元素是O，而不是C；组成细胞干重最多的元素是C。[考向预测]A．若甲表示组成人体细胞的元素含量，则a、b、c依次是O、H、CB．若乙表示细胞干重中的化合物含量，则A化合物是蛋白质C．若乙表示细胞鲜重中的化合物含量，则A、B化合物依次是蛋白质和水D．地壳与活细胞中含量最多的元素都是a，因此说明生物界与非生物界具有统一性【答案】B

【解析】若甲表示组成人体细胞的元素含量，则a、b、c依次是O、C、H，A错误；若乙表示细胞干重中的化合物含量，则A化合物是蛋白质，B正确；若乙表示细胞鲜重中的化合物含量，则A化合物为水，B为蛋白质，C错误；生物界与非生物界的统一性表现在元素的种类上，而不是元素的含量上，D错误。(二)考查生物体内有机化合物特征元素的判断(素养目标：科学思维)2．如图为人体内不同化学元素所组成的化合物，以下说法错误的是

(

)A．若图中①为某种生物大分子的基本单位，则①最可能是氨基酸B．若②遇苏丹Ⅲ染液出现橘黄色，则②最可能是脂肪C．若③能储存和传递遗传信息，则③是DNA和RNAD．若④主要在人体肝脏和肌肉内合成，则④最可能是糖原【答案】C

【解析】据图可知，②④最可能为糖类和脂肪，遇苏丹Ⅲ染液出现橘黄色的是脂肪，糖原主要在人体肝脏和肌肉中合成，B、D正确；蛋白质中一定含有C、H、O、N，①最可能是蛋白质或其单体——氨基酸，A正确；③可能是核酸、磷脂或ATP，但若是人体内储存遗传信息的物质，则只能是DNA，C错误。

化合物的元素组成分析及应用(1)根据特征元素推测化合物的种类。(2)从化合物的元素组成分析代谢产物：糖类、脂质和蛋白质都含有C、H、O，故其代谢终产物都有CO2和H2O；蛋白质中还有N，其代谢产物中还含有尿素。(3)从化合物中的元素含量分析氧化分解释放能量的多少：脂肪的含氢量多于糖类，因此等质量的脂肪彻底氧化分解时所消耗的O2量多于糖类，释放的能量也多于糖类。水和无机盐的存在形式及生理功能[深度讲解]1．细胞中的水的存在形式、产生和利用2．常考无机盐功能归纳整合

3．验证某种矿质元素的生理功能(1)实验设计。②实验组。(2)实验成功关键。①实验中应保证实验材料的统一性，即材料的种类、生长状况应一致等。②实验组用只缺X的完全培养液，对照组用完全培养液，不能用蒸馏水作对照。③实验组加入X的目的是二次对照，使实验组前后对照，以增强说服力。下图中进行生理过程①②⑤的场所分别是什么？【答案】提示：线粒体内膜、核糖体、类囊体薄膜。[考向预测](一)考查水与细胞代谢的关系(素养目标：生命观念)1．(2020年山东青岛模拟)水是生命之源，下列有关生物体内水的叙述，正确的是 (

)A．结合水是细胞的组成成分，越冬植物体内结合水的比例会降低B．人体细胞中的内质网、线粒体和核糖体都会产生水C．胰岛素在肝脏细胞发挥作用的过程中只产生水，不消耗水D．绿色植物的光反应阶段能产生水【答案】B

【解析】结合水的比例越高，植物抗逆性越强，越冬植物体内结合水比例会升高，A错误；人体细胞中的内质网中脂质的合成、线粒体内膜上有氧呼吸第三阶段和核糖体中蛋白质的合成都会产生水，B正确；促进血糖的氧化分解是胰岛素的作用之一，该过程中既有水的消耗也有水的产生，C错误；绿色植物的光反应中水的光解产生[H]，需要消耗水，D错误。(二)以实例或实验形式考查无机盐的存在形式及功能(素养目标：科学探究)2．设计实验探究X是否属于植物生长所必需的无机盐，某同学的构思大致如下：本实验中采用甲组、乙组之间的空白对照，以及乙组中实验前(无X)与实验后(有X)之间的自身对照。下列叙述正确的是 (

)A．对照组是甲组、乙组实验后B．此实验的无关变量只是选一些相同的植物C．此实验如果是无土栽培，则实验前营养液要灭菌D．为防止外界影响，此实验需在黑暗密闭条件下进行【答案】C

【解析】该实验中对照组是甲组、乙组实验前，A错误；此实验的无关变量有选一些相同的植物、培养条件等，B错误；若实验是无土栽培，则实验前营养液要灭菌，C正确；由于培养的是植物，故需在光照条件下进行，D错误。实验平台·专讲专练[实验理论]实验原理及步骤：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质[方法透析]1．斐林试剂与双缩脲试剂的比较试剂斐林试剂双缩脲试剂试剂浓度甲液：质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液乙液：质量浓度为0.05g/mL的CuSO4溶液A液：质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液B液：质量浓度为0.01g/mL的CuSO4溶液使用方法甲液、乙液等量混合均匀后，再加入样液先加A液造成碱性环境，再滴加B液使用条件加热(水浴50℃～65℃)不加热，摇匀即可实验现象浅蓝色→棕色→砖红色紫色2．斐林试剂与双缩脲试剂的“一同、三不同”3．三类有机物检测在操作步骤上的“三个唯一”(1)唯一需要加热——还原糖检测，且必须水浴加热，不能用酒精灯直接加热。若不加热，则无砖红色沉淀出现。(2)唯一需要显微镜——脂肪检测。(3)唯一使用酒精——脂肪的检测，实验用体积分数为50%的酒精洗去浮色。4．实验中的三个注意点(1)三个实验中都不宜选取有颜色的材料，否则会干扰实验结果的颜色变化。(2)脂肪鉴定的过程中滴加1～2滴体积分数为50%的酒精的目的是洗去浮色，原因是苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液易溶于酒精。(3)物质鉴定实验一般不设立对照实验，若需设立对照实验，对照组应加入成分已知的物质，如验证唾液淀粉酶是蛋白质，对照组可加入稀释的鸡蛋清。

鉴定糖类、脂肪和蛋白质的几个易错点(1)实验材料的选择。①可溶性还原糖的鉴定实验中，最理想的实验材料是还原糖含量较高的生物组织(或器官)，而且组织的颜色较浅，易于观察。②脂肪的鉴定实验中，实验材料最好选择花生种子。新鲜的花生种子，可不必浸泡，干种子浸泡3～4h最适宜切片(浸泡时间太短，不容易切片；浸泡时间过长，组织太软，切下的薄片不易成形)。(2)斐林试剂很不稳定，故应将组成斐林试剂的甲液和乙液分别配制、储存，一般为现配现用。(3)在鉴定可溶性还原糖的实验中，对试管中的溶液进行加热时，试管底部不要触及烧杯底部，另外，试管口不要朝向实验者，以免沸腾的溶液冲出试管，造成烫伤。(4)在鉴定蛋白质的实验中，若用鸡蛋清做实验材料，必须稀释，以免实验后沾住试管，不易洗刷。(5)注意有两个字易写错。①“斐林试剂”中的“斐”不可错写成“非”。②双缩脲试剂中的“脲”不可错写成“尿”。[诊断小练]1．在生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定实验中，关于实验材料的选择的叙述，错误的是

(

)A．甘蔗茎的薄壁组织、甜菜的块根等，都含有较多的糖，且近于白色，因此可以用于进行还原糖的鉴定B．花生种子含脂肪多，且子叶肥厚，是用于脂肪鉴定的理想材料C．大豆种子蛋白质含量高，是进行蛋白质鉴定的理想植物材料D．鸡蛋清含蛋白质多，是进行蛋白质鉴定的理想动物材料【答案】A

【解析】甘蔗茎中所含的蔗糖是非还原糖，不可用于进行还原糖的鉴定，A错误；花生种子含脂肪多，且子叶肥厚，是用于脂肪鉴定的理想材料，B正确；大豆种子蛋白质含量高，是进行蛋白质鉴定的理想植物材料，C正确；鸡蛋清含蛋白质多，是进行蛋白质鉴定的理想动物材料，D正确。2．某校生物兴趣小组进行了生物组织中还原糖检测的实验(如下图)，下列叙述正确的是 (

)A．在实验材料选择方面，用苹果比用植物叶片的效果要好B．在制备生物组织样液时，加入石英砂的主要目的是促进还原糖的溶解C．用于该实验检测的斐林试剂也可用于检测蛋白质，只是添加试剂的顺序不同D．由于斐林试剂不稳定，在使用斐林试剂时要先加0.1g/mL的NaOH溶液，后加入0.05g/mL的CuSO4溶液【答案】A

【解析】苹果果肉的颜色比植物叶片的浅，所以在实验材料选择方面，用苹果比用植物叶片的效果要好，A正确；在制备生物组织样液时，加入石英砂的主要目的是使研磨充分，B错误；斐林试剂和双缩脲试剂中CuSO4溶液的浓度不同，C错误；在使用斐林试剂时应将等量NaOH和CuSO4溶液混匀后加入组织样液，D错误。典题演练·破解高考1．(2019年海南卷)下列检测生物分子的实验中，关于颜色变化的叙述错误的是 (

)A．淀粉遇碘液可显蓝色B．葡萄糖与斐林试剂反应呈砖红色C．蛋白质与双缩脲试剂反应显紫色D．脂肪被苏丹Ⅳ染液染成橘黄色【答案】D2．(2018年全国新课标Ⅰ卷)下列有关植物根系吸收利用营养物质元素的叙述，错误的是 (

)A．在酸性土壤中，小麦可吸收利用土壤中N2和NOB．农田适时松土有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收C．土壤微生物降解植物秸秆产生的无机离子可被根系吸收D．给玉米施肥过多，会因根系水分外流引起“烧苗”现象【答案】A

【解析】小麦从土壤中主要吸收水和无机盐，无法吸收N2，A错误；小麦从土壤中吸收矿质元素的方式是主动运输，其能量主要来自细胞的有氧呼吸，适时松土增加了土壤中的氧气浓度，促进了根部细胞的有氧呼吸，有利于根系对矿质元素的吸收，B正确；植物秸秆中含有多种有机物，微生物通过分解作用可以将其降解为CO2、H2O和一些无机盐，无机盐以离子的形式被植物的根系吸收，C正确；给玉米施肥过多，土壤溶液浓度升高，远远高于根部细胞的细胞液浓度，导致根部细胞失水而造成“烧苗”现象，D正确。3．(2018年全国新课标Ⅱ卷)有些作物的种子入库前需要经过风干处理。与风干前相比，下列说法错误的是 (

)A．风干种子中有机物的消耗减慢B．风干种子上微生物不易生长繁殖C．风干种子中细胞呼吸作用的强度高D．风干种子中结合水与自由水的比值大【答案】C

【解析】水在细胞中以自由水和结合水的形式存在，细胞内的许多生物化学反应都需要自由水的参与。风干种子细胞中自由水与结合水的比值低，使细胞的呼吸作用减弱，有机物的消耗减慢，A、D正确，C错误；风干种子含水量很低，抑制了风干种子上微生物的代谢活动，微生物在风干种子上不易生长繁殖，B正确。4．(2020年江苏卷)下列关于细胞中无机化合物的叙述，正确的是 (

)A．自由水是生化反应的介质，不直接参与生化反应B．结合水是细胞结构的重要组成成分，主要存在于液泡中C．无机盐参与维持细胞的酸碱平衡，不参与有机物的合成D．无机盐多以离子形式存在，对维持生命活动有重要作用【答案】D

【解析】自由水是生化反应的介质，有些水还直接作为反应物参与生物化学反应，如有氧呼吸，A错误；结合水是组成细胞结构的重要成分，主要存在形式是水与蛋白质、多糖等物质结合，成为生物体的构成成分，而液泡中的水属于自由水，B错误；细胞中大多数无机盐以离子的形式存在，对维持细胞和生物体的生命活动有重要作用，能参与维持细胞的酸碱平衡，也能参与有机物的合成，如Mg2＋是合成叶绿素的原料，C错误、D正确。易错探因(1)水在细胞中有结合水和自由水两种形式，其中自由水既能作为生化反应的介质，还可做为反应物(原料)参与代谢活动，例如参与有氧呼吸的第二阶段和光合作用的光反应。(2)无机物在细胞中也有两种存在形式，一种是离子，另一种是参与重要化合物的组成，例如镁参与合成叶绿素。5．(2019年江苏卷)下列关于细胞内蛋白质和核酸的叙述，正确的是

(

)A．核酸和蛋白质的组成元素相同B．核酸的合成需要相应蛋白质的参与C．蛋白质的分解都需要核酸的直接参与D．高温会破坏蛋白质和核酸分子中的肽键【答案】B6．(2017年全国新课标Ⅰ卷)下列关于细胞结构与成分的叙述，错误的是 (

)A．细胞膜的完整性可用台盼蓝染色法进行检测B．检测氨基酸的含量可用双缩脲试剂进行显色C．若要观察处于细胞分裂中期的染色体可用醋酸洋红液染色D．斐林试剂是含有Cu2＋的碱性溶液，可被葡萄糖还原成砖红色【答案】B

【解析】通常认为细胞膜丧失完整性，细胞即可被认为已经死亡。台盼蓝是检测细胞膜完整性最常用的生物染色试剂。健康的正常细胞能够排斥台盼蓝，而死亡的细胞，膜的完整性丧失，通透性增加，细胞可被台盼蓝染成蓝色，A正确；氨基酸不含肽键，而双缩脲试剂是用来检测蛋白质或肽链中的肽键，B错误；观察细胞分裂过程中的染色体，通常用醋酸洋红液或龙胆紫溶液或改良的苯酚品红溶液，C正确；斐林试剂是含有Cu2＋的碱性溶液，可被葡萄糖在水浴加热下还原成砖红色，D正确。7．(2019年江苏卷)为探究玉米子粒发芽过程中一些有机物含量的变化，研究小组利用下列供选材料用具进行了实验。材料用具：玉米子粒；斐林试剂，双缩脲试剂，碘液，缓冲液，淀粉，淀粉酶等；研钵，水浴锅，天平，试管，滴管，量筒，容量瓶，显微镜，玻片，酒精灯等。请回答下列问题：(1)为了检测玉米子粒发芽过程中蛋白质(肽类)含量变化，在不同发芽阶段玉米提取液中，分别加入______________试剂，比较颜色变化。该实验需要选用的器具有________(填序号)。①试管②滴管③量筒④酒精灯⑤