新教材高考生物一轮复习第1单元走近细胞组成细胞的分子第2讲细胞中的元素和化合物、细胞中的无机物课件

第2讲细胞中的元素和化合物、细胞中的无机物第一单元课标要求1.说出细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成,它们以碳链为骨架形成复杂的生物大分子。2.指出水大约占细胞质量的2/3,在细胞中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。备考指导1.建立“元素→化合物→结构→功能”的思维模型,在大脑中形成清晰的知识脉络。2.结合实例分析自由水与结合水的比例与细胞代谢的关系。3.列表比较有机物的检测方法。内容索引010203第一环节必备知识落实第二环节关键能力形成第三环节核心素养提升第一环节必备知识落实知识点一细胞中的元素和化合物知识筛查1.组成细胞的元素图中①是最基本元素,②是基本元素,③是主要元素。2.生物界与非生物界的统一性和差异性

3.组成细胞的化合物

(2)含量①占细胞鲜重最多的化合物是水。②占细胞鲜重最多的有机化合物是蛋白质。③占细胞干重最多的化合物是蛋白质。易错易混走出元素与化合物的3个误区(1)误区一:易混淆元素与化合物的干重和鲜重。①在组成细胞的元素中,鲜重百分比的大小关系为O>C>H>N;干重百分比的大小关系为C>O>N>H。②在组成细胞的化合物中,鲜重百分比的大小关系为水>蛋白质>脂质>糖类,但对于干重来讲,蛋白质含量最多。(2)误区二:误以为生物体内大量元素重要,而微量元素不重要。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,都是生物体必需的元素。(3)误区三:易混淆“数量”和“含量”。人体活细胞中氧元素的含量最多,但氢原子的数量最多。知识落实1.(不定项选择题)下列有关元素的说法,错误的是(

)A.C是生物体的最基本元素,因为它是生物体内含量最多的元素B.生物体缺少某些微量元素对生物影响不大C.血红蛋白中的Fe作为无机盐,能调节细胞外液渗透压D.细胞中C、H、O等元素大多以化合物的形式存在占细胞鲜重最多的元素是氧元素,A项错误。微量元素也是必不可少的,如缺铁会导致贫血,B项错误。血红蛋白存在于红细胞内,其中的Fe不能调节细胞外液渗透压,C项错误。ABC2.下表是有活性的番茄细胞中的部分元素及含量,下图表示番茄细胞中化合物的含量。下列说法正确的是(

)A.表中含量最多的元素是a,数量最多的元素也是aB.若图表示细胞鲜重,则甲中含量最多的元素为表中的bC.若表表示组成人体细胞的元素及含量,则a、b、c的含量与番茄细胞中的完全相同D.若图表示细胞完全脱水后的化合物含量,则甲应为蛋白质元素abc含量/%651810D在有活性的细胞中,占细胞鲜重百分比最高的元素是a(O),其次是b(C),再次是c(H)。题表中含量最多的元素是a(O),数量最多的元素是c(H),A项错误。细胞鲜重中含量最多的化合物是水,水中不含b(C),B项错误。组成人体细胞和番茄细胞的化学元素的种类大体相同,但含量有差别,C项错误。细胞干重中含量最多的化合物是蛋白质(甲),D项正确。知识点二细胞中的水和无机盐知识筛查1.细胞中的水(1)含量:生物体的含水量随着生物种类的不同有所差别,一般为60%~95%。(2)水的结构特点①水是极性分子,因此水是良好的溶剂。②水分子之间具有氢键,易于断裂和形成,使水具有流动性和较高的比热容。(3)细胞中的水

②自由水/结合水的值与代谢、抗逆性的关系

2.细胞中的无机盐

3.10种常考无机盐功能举例(1)N:构成蛋白质、ATP、NADP+、叶绿素、核苷酸等的元素。(2)P:构成ATP、NADP+、核苷酸、磷脂的元素。(3)Mg:参与构成叶绿素(与光反应有关)。(4)Ca2+:可调节肌肉收缩和血液凝固,血钙过高会造成肌无力,血钙过低会引起抽搐。(5)S:甲硫氨酸、半胱氨酸等含硫氨基酸的组成成分(蛋白质的特征元素,故常用35S标记追踪蛋白质去向)。(6)Fe:构成血红素的元素(人体缺Fe会导致贫血,无氧呼吸加剧,可引发乳酸积累致使酸中毒)。(7)I-:构成甲状腺激素等的元素(婴幼儿缺碘时可导致缺乏甲状腺激素,进而引发克汀病)。(8)Na+:维持细胞外液渗透压,动作电位形成离不开“Na+内流”。(9)K+:维持细胞内液渗透压,静息电位的维持离不开“K+外流”。(10)Cl-:与Na+共同维持细胞外液渗透压——细胞外液渗透压90%以上来自Na+和Cl-。知识落实1.下列有关细胞中的元素的叙述,正确的是(

)A.细胞中常见的元素有20多种,根据其作用大小分为大量元素和微量元素B.各种化合物的元素组成中都含有C,故C是生命的核心元素C.不同细胞中元素的种类大体相同,但含量存在一定的差异D.占人体细胞干重和鲜重百分比最多的元素都是O细胞中常见的元素有20多种,根据其含量的多少分为大量元素和微量元素,A项错误。很多无机化合物中不含C,如H2O、NaCl;生物大分子以碳链为基本骨架,所以说C是生命的核心元素,B项错误。占人体细胞干重百分比最多的元素是C,而占人体细胞鲜重百分比最多的元素是O,D项错误。C2.在显微镜下分别观察小麦的叶肉细胞和干种子的胚细胞,发现叶肉细胞的细胞质中有明显的细胞质流动现象,而干种子的胚细胞则无此现象,原因是(

)A.叶肉细胞是活细胞,而干种子的胚细胞是死细胞B.叶肉细胞中有自由水,干种子的胚细胞中没有自由水C.叶肉细胞的自由水与结合水的比值大D.干种子的胚细胞的自由水与结合水的比值大休眠细胞仍是活细胞,种子在晒干的过程中,自由水大量蒸发,干种子的胚细胞中有少量自由水,结合水含量的相对值大,代谢不活跃,所以细胞质流动不明显。C3.(不定项选择题)下列有关无机盐的叙述,正确的是(

)A.无机盐在细胞内含量很少,主要以离子的形式存在,具有维持渗透压、酸碱度及细胞正常生命活动的功能B.人体内Na+主要存在于细胞内液,K+主要存在于细胞外液C.某些无机盐是细胞内一些大分子物质的组成成分,如Fe是构成血红素的元素,Mg是构成叶绿素的元素D.N是植物体内的重要元素之一,酶、核酸、ATP中都含有N人体内Na+主要存在于细胞外液,维持细胞外液渗透压,K+主要存在于细胞内液,维持细胞内液渗透压。ACD知识点三检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质知识筛查1.还原糖的检测(1)检测原理(2)检测步骤

2.脂肪的检测(1)检测原理:脂肪+苏丹Ⅲ染液→橘黄色。(2)检测步骤3.蛋白质的检测(1)检测原理:蛋白质+双缩脲试剂→紫色。(2)检测步骤易错易混1.三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)唯一需要使用显微镜——脂肪检测。(3)唯一使用酒精——脂肪检测,用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色。2.实验中的“三易一误”

3.斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同”知识落实1.下列关于“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”实验的叙述,正确的是(

)A.常用番茄、苹果等组织样液作为检测植物组织内还原糖的实验材料B.脂肪的检测中花生子叶切片细胞间不可能出现橘黄色脂肪颗粒C.脂肪的检测中体积分数为50%的酒精溶液是为了溶解组织中的脂肪D.蛋白质的检测中加入的质量浓度为0.1g/mL的NaOH

溶液可为反应提供碱性环境D番茄的红色会影响对实验现象的观察,故检测还原糖时不能选择番茄作为实验材料,A项错误。切片时,被破坏的子叶细胞会释放出少量脂肪,细胞间会出现橘黄色脂肪颗粒,B项错误。检测脂肪的实验中,体积分数为50%的酒精溶液的主要作用是洗去浮色,C项错误。蛋白质检测实验中,先加入双缩脲试剂A液(质量浓度为0.1

g/mL的

NaOH溶液),提供一个碱性环境,再加入双缩脲试剂B液(质量浓度为0.01

g/mL

的CuSO4溶液),D项正确。2.下图为鉴定蛋白质的流程图,其中甲、乙、丙、丁的含义分别是(

)A.黄豆浆、双缩脲、1mL、4滴B.花生种子研磨液、双缩脲、4滴、1mLC.黄豆浆、双缩脲、4滴、1mLD.花生种子研磨液、斐林试剂、1mL、4滴鉴定蛋白质时要选择含蛋白质丰富的组织样液,花生种子的脂肪含量高,而黄豆的蛋白质含量高,故应选择黄豆浆;鉴定蛋白质用双缩脲试剂;先向待测组织样液中注入双缩脲试剂A液1

mL,摇匀,再注入双缩脲试剂B液4滴,摇匀。A3.用碘液、苏丹Ⅲ染液和双缩脲试剂检测甲、乙、丙三种植物干种子中的三大类有机物,颜色反应如下表所示,其中“+”的数量代表颜色反应深浅程度。下列有关说法错误的是(

)A.乙种子中含蛋白质最多B.碘液、苏丹Ⅲ染液和双缩脲试剂与相应的物质发生的颜色反应分别是蓝色、橘黄色和紫色C.在观察颜色反应时有可能用到光学显微镜D.这三种试剂使用时均不需要水浴加热植物碘液苏丹Ⅲ染液双缩脲试剂甲+++++++乙++++++++丙+++++++A根据甲、乙、丙中出现颜色的深浅程度可以确定,甲中主要含有淀粉,乙中主要含有脂肪,丙中主要含有蛋白质,A项错误。碘液、苏丹Ⅲ染液和双缩脲试剂与相应的物质发生的颜色反应分别是蓝色、橘黄色和紫色,B项正确。在观察颜色反应时,鉴定脂肪的实验中可能需要用到光学显微镜,C项正确。题述三种试剂的使用均不需要水浴加热,在鉴定还原糖时需要水浴加热,D项正确。第二环节关键能力形成能力形成点一组成细胞的元素及化合物的判断典型例题右图是细胞中几种重要化合物的元素组成示意图。下列相关叙述错误的是(

)A.人体缺I会使甲状腺激素分泌增加B.组成生物体的蛋白质若含S等元素,这些元素一定位于R基中C.组成核糖和脱氧核糖的元素只有C、H、OD.植物生长发育过程中,如果缺Mg,植物的叶片会变黄A人体缺I会导致甲状腺激素的合成和分泌减少,A项错误。氨基酸的结构通式中,除R基以外的其他部位只含有C、H、O、N四种元素,若含有其他元素,则一定位于R基中,B项正确。核糖和脱氧核糖属于五碳糖,它们的组成元素只有C、H、O,C项正确。由于Mg是合成叶绿素的必需元素,所以植物生长发育过程中,如果缺Mg,植物的叶片会因缺乏叶绿素而变黄,D项正确。整合构建1.判断元素与化合物的4个“明确”2.组成细胞的元素和化合物的相关推断(1)根据特征元素推断化合物的种类(2)根据代谢产物推断化合物的元素组成

(3)根据化合物的元素含量推断氧化分解时放能多少脂肪的含氢量>糖类的含氢量⇒等质量的脂肪彻底氧化分解时释放的能量和消耗的O2量都多于糖类训练突破1.图1是细胞中几种化合物含量的扇形图,图2是活细胞中部分元素含量的直方图。下列说法错误的是(

)A.若细胞代谢正常,则图1中的甲是水B.若细胞代谢正常,则图1中的乙是蛋白质C.若细胞代谢正常,则图2中的b是HD.若细胞完全脱水,则含量最多的元素不是图2中的aC若细胞代谢正常,说明是正常的活细胞,活细胞中含量最多的化合物是水,其次是蛋白质,A、B两项正确。题图2中的b应为C,不是H,C项错误。活细胞中含量最多的元素是O,但如果细胞完全脱水,则含量最多的元素是C(即题图2中的b),D项正确。2.生命的物质基础是组成细胞的元素和化合物,下图中Ⅰ~Ⅶ代表不同的化合物,面积不同代表含量不同,其中Ⅰ和Ⅱ代表两大类化合物。请据图分析,下列叙述正确的是(

)A.图中Ⅰ代表有机物B.细胞中Ⅳ都以离子的形式存在C.细胞干重和鲜重中含量最多的分别是Ⅴ和ⅢD.若Ⅴ和Ⅵ分别代表蛋白质和脂质,则Ⅶ代表核酸C据题图可知,Ⅰ为无机物,Ⅱ为有机物,Ⅲ为水,Ⅳ为无机盐,Ⅴ为蛋白质,Ⅵ为脂质(或糖类和核酸),Ⅶ为糖类和核酸(或脂质),A项错误。Ⅳ为无机盐,在细胞中主要以离子的形式存在,B项错误。细胞干重和鲜重中含量最多的化合物分别是Ⅴ蛋白质和Ⅲ水,C项正确。若Ⅴ和Ⅵ分别代表蛋白质和脂质,则Ⅶ代表糖类和核酸,D项错误。能力形成点二衍射法与对照法突破细胞中的水和无机盐典型例题1.(不定项选择题)下列关于水与生命活动的说法,正确的是(

)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降低C.在线粒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BCD细胞发生癌变,细胞代谢增强,细胞内自由水的含量较正常细胞的高,A项错误。正在萌发的种子中自由水的含量增多,结合水与自由水的比值降低,有利于种子的萌发,B项正确。线粒体是进行有氧呼吸的主要场所,水在线粒体内膜上生成,核糖体中氨基酸通过脱水缩合形成多肽,C项正确。细胞中的自由水和结合水在一定条件下可以相互转化,这也是细胞适应环境的一种表现,D项正确。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图所示。本实验中采用甲组与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.此实验控制无关变量只需选一些相同的植物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C该实验中对照组是甲组、乙组实验前,A项错误。此实验的无关变量包括植物的种类、大小以及培养条件等,B项错误。由于培养的是植物,故需在光照条件下进行,D项错误。整合构建1.运用衍射法归纳细胞中的水

知识延伸水与种子的关系(1)种子晒干时减少的是自由水,浸泡后种子仍能萌发;种子烘干后丧失的主要是结合水,种子死亡不萌发;种子萌发吸收水主要是自由水增多,代谢加强。(2)不同种子的亲水能力不同:大豆(主要含蛋白质)>小麦、玉米(主要含淀粉)>花生(主要含脂肪)。(3)种子的含水量并不是越多越好:在一定范围内,种子的萌发率随着水分的增加而升高,超过该范围,种子的萌发率又会随着水分的增加而降低。2.运用对照法探究植物生长必需的无机盐

(1)实验目的:探究无机盐X是不是植物生长发育所必需的化合物。(2)实验设计(3)实验中的对照

训练突破1.“强化依法治水,携手共护母亲河”是我国纪念2023年“世界水日”和开展“中国水周”活动的主题。水是生命之源,无机盐对维持生物体的生命活动也具有重要意义。下列关于生物体内水和无机盐的叙述,错误的是(

)A.结合水是细胞结构的重要组成成分B.细胞中结合水与自由水的比值不是固定不变的C.细胞中的无机盐大多以化合物的形式存在D.Mg2+和Fe2+分别参与植物叶绿素和人体血红蛋白的合成C结合水与细胞内的结构结合在一起,是细胞结构的重要组成成分,A项正确。细胞中结合水与自由水的比值不是固定不变的,细胞代谢增强,则自由水的比例增加,细胞代谢减弱,则结合水的比例增加,B项正确。细胞中的无机盐大多以离子的形式存在,C项错误。Mg2+和Fe2+分别参与植物叶绿素和人体血红蛋白的合成,D项正确。2.(不定项选择题)适宜温度和光照下,在缺少某无机盐的“完全培养液”中培养水稻幼苗,植物叶片显出缺绿症状,补充镁盐培养一段时间后,上述症状消失。下列有关叙述正确的是(

)A.补充镁盐后,该幼苗叶肉细胞内NADPH的合成速率降低B.该实验说明镁是构成水稻幼苗叶绿素分子的必需元素C.该实验说明无机盐对于维持生物体的生命活动有重要意义D.该实验的对照组可用含该无机盐的完全培养液培养植株BCD补充镁盐培养一段时间后,该幼苗缺绿症状消失,说明叶绿素含量增加了,则叶肉细胞光反应产生NADPH的速率将升高,A项错误。该实验说明镁是构成水稻幼苗叶绿素分子的必需元素,B项正确。该实验中缺镁导致植物叶片显出缺绿症状,进而影响了光合作用的进行,说明无机盐对于维持生物体的生命活动有重要意义,C项正确。实验组用的是缺少某无机盐的“完全培养液”,因此对照组可用含该无机盐的完全培养液培养植株,D项正确。第三环节核心素养提升高考真题剖析【例题1】

(2019海南卷改编)下列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Ⅲ染液染成紫色核心素养考查点剖析:本题以糖类、脂肪和蛋白质的鉴定实验为载体,重点考查了“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”实验的原理,较好地考查了“科学探究”这一学科素养。答案:D解析:脂肪被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。【例题2】

(2019全国Ⅲ卷)氮元素是植物生长的必需元素,合理施用氮肥可提高农作物的产量。回答下列问题。(1)植物细胞内,在核糖体上合成的含氮有机物是

,在细胞核中合成的含氮有机物是

,叶绿体中含氮的光合色素是

。核心素养考查点剖析:本题以验证离子的吸收偏好为载体,重点考查了实验方案的设计,较好地考查了“科学探究”这一学科素养。答案:(1)蛋白质核酸叶绿素解析:(1)植物细胞内,含氮有机物有蛋白质、核酸、叶绿素和磷脂等,其中蛋白质在核糖体上合成,核酸(DNA和RNA)主要在细胞核中合成,叶绿体中的叶绿素含有C、H、O、N、Mg,类胡萝卜素含有C、H、O。(2)根据典题训练1.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C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两项正确,C项错误。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项正确。2.(2022全国甲卷)钙在骨骼生长和肌肉收缩等过程中发挥重要作用。晒太阳有助于青少年骨骼生长,预防老年人骨质疏松。下列叙述错误的是(

)A.细胞中有以无机离子形式存在的钙B.人体内Ca2+可自由通过细胞膜的磷脂双分子层C.适当补充维生素D可以促进肠道对钙的吸收D.人体血液中钙离子浓度过低易出现抽搐现象B细胞中大多数无机盐以