2025届高考生物一轮复习第1单元细胞的概述及其分子组成第2讲细胞中的元素及无机化合物教案新人教版必修1

PAGE13-第2讲细胞中的元素及无机化合物1.水和无机盐的作用(Ⅰ)2.试验：检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质1.大量元素与微量元素(生命观念)2.水和无机盐的存在形式与作用(科学思维)3.检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质(科学探究)考点一组成细胞的元素和化合物1．组成细胞的元素2．组成细胞的化合物(1)如图中①表示水，②表示蛋白质，③表示脂质，④表示糖类和核酸，⑤表示无机盐。(2)化合物的种类(填序号)：eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(无机化合物：①⑤,有机化合物：②③④))(3)化合物的含量(填序号)：eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(鲜重含量最多的有机化合物：②,鲜重含量最多的化合物：①,干重含量最多的化合物：②))1．生物界和非生物界在元素组成上具有统一性，因此地壳中的元素在生物体内都能找到。 (×)提示：组成生物体的元素在地壳中都能找到。2.在人体活细胞中氢原子的数目最多。 (√)3．细胞中的一种元素的作用能被其他元素替代。 (×)提示：细胞中每种元素的作用是不相同的。4．细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要。 (×)提示：微量元素对维持生命活动是不行缺少的。5．在沙漠植物仙人掌的活细胞中含量最多的化合物是蛋白质。 (×)提示：仙人掌的活细胞中含量最多的化合物是水。1．组成细胞的元素追根溯源来自无机环境，但细胞内各种元素的比例与无机环境大不相同，缘由是______________________________________________________________________________________________________________。提示：细胞是有生命的，它可以主动地有选择地从无机环境中获得生命活动须要的元素2．生物体内含量很少的元素就是微量元素吗？_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。提示：不肯定，生物体细胞中，不行缺少的且含量很少的元素才是微量元素，某些元素如锡等虽然含量少但不属于微量元素1．细胞中含量最多的两种化合物是水和蛋白质，这对细胞的生命活动有什么意义？提示：水是生命之源，生命活动离不开水，离开水生命活动就无法进行。蛋白质是生命活动的主要担当者。两种化合物含量高有利于保证细胞生命活动的正常进行。2．镁是叶绿素的重要组成元素，植物体缺少镁元素会导致叶片发黄，影响光合作用。请设计试验证明镁是植物必需的矿质元素。试验材料：某种植物幼苗若干、完全培育液、缺镁培育液。请写出该试验的设计思路并预料试验结果。思路建模：设置比照试验→分组编号→限制自变量→检测因变量。提示：选择生理状况相同的植物幼苗若干，平均分成A、B两组；A组用完全培育液培育、B组用缺镁培育液培育；一段时间后，视察两组叶片是否变黄；若B组叶片发黄，再补充镁离子，一段时间叶片复原绿色，则证明镁是植物必需的矿质元素。考查组成细胞和生物体的化学元素1．(2024·潍坊联考)下列有关组成生物体细胞的化学元素的叙述，错误的是()A．组成生物体细胞常见的元素有C、H、O、N等20多种，其中碳是最基本元素B．Cu、Fe、Mo、B都是组成生物体细胞的微量元素C．人体细胞干重中元素含量由多到少的依次为O、C、H、ND．HIV和桃树共有的元素是C、H、O、N、P等C[碳链是构成生物大分子的基本骨架，故组成细胞最基本的元素是碳，A正确；Cu、Fe、Mo、B都是组成生物体细胞的微量元素，B正确；人体细胞鲜重中元素含量由多到少的依次为O、C、H、N，C错误；HIV由蛋白质和核酸构成，桃树含有蛋白质、核酸等多种有机物，它们共有的元素是C、H、O、N、P等，D正确。]2．如图为元素在生物体内的含量分布状况，下列说法错误的是()A．Ⅰ在非生物界中都能找到，体现了生物界与非生物界的统一性B．Ⅱ含量虽少，但却是生物体正常生命活动不行缺少的C．Ⅱ和Ⅲ称为必需元素，一旦缺乏可能会导致相应的病症D．P、S、K、Ca、Zn属于大量元素D[微量元素和大量元素合称为必需元素。Zn属于微量元素。综上所述，D项错误。]考查细胞内化合物的组成元素3．(2024·北京市高三适应性测试)下列组成细胞的化合物中，含磷元素的是()A．糖原 B．核酸C．纤维素 D．脂肪B[糖原、纤维素和脂肪的组成元素是C、H、O，核酸的组成元素是C、H、O、N、P。]4．下列各组化合物中，由相同元素组成的是()A．叶绿素、类胡萝卜素 B．胰岛素、性激素C．脂肪、核苷酸 D．纤维素、丙酮酸D[叶绿素中含有镁元素，与类胡萝卜素的元素组成不完全相同，A错误；性激素只含有C、H、O，胰岛素含有C、H、O、N、S，B错误；脂肪只含有C、H、O，核苷酸含有C、H、O、N、P，C错误；纤维素和丙酮酸都只含有C、H、O，D正确。]依据特征元素推想化合物的种类考点二水和无机盐的作用1．细胞中的水(1)细胞中水的存在形式和功能(2)自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系2．无机盐的存在形式及功能(人教版必修1P36“与生活的联系”)患急性肠炎的病人脱水时须要刚好补充________，同时也须要补充体内______________，因此，输入______________________是常用的治疗方法。提示：水分丢失的无机盐葡萄糖盐水1．晒干的种子细胞内不含有水分，导致细胞代谢停止，种子能长时间储存。 (×)提示：晒干的种子，自由水与结合水的比值很低，代谢很弱，以保持休眠状态，并非不含水分。2．水影响光合作用强度的主要缘由是水影响气孔的开闭。 (√)3．细胞中的无机盐大多数以化合物形式存在，如CaCO3构成骨骼、牙齿。 (×)提示：细胞中的无机盐大多数以离子形式存在。4．镁是叶绿体中参加光合作用的各种色素的组成元素。 (×)提示：类胡萝卜素中不含镁。5．在动物体内，Na＋主要维持细胞内液的渗透压，K＋主要维持细胞外液的渗透压。 (×)提示：Na＋主要维持细胞外液的渗透压，K＋主要维持细胞内液的渗透压。1．植物根系既能从土壤中汲取水分也能汲取无机盐。根细胞内水分的作用有__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(答2点)提示：根细胞的组成成分；参加细胞内的生化反应；运输养分和代谢废物等2．大量出汗后，应喝淡盐水，缘由是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。提示：大量出汗时会排出过多的无机盐，会导致体内水盐平衡和酸碱平衡失调1．衍射法归纳细胞中的水2．无机盐功能归纳整合1．为什么植物缺少N、Mg、P会影响植物的光合作用？提示：N、Mg是组成叶绿素的成分，N、P是组成叶绿体类囊体膜和ATP的成分，N也是组成光合酶的成分，因此植物缺少N、Mg、P会影响植物的光合作用。2．在冬季来临过程中，随着气温的渐渐降低，植物体内发生了一系列适应低温的生理生化改变，抗寒实力渐渐增加。如图为冬小麦在不同时期含水量改变关系图。(1)冬小麦的含水量从9月至12月处于下降趋势，请说明缘由。(2)冬小麦的自由水下降特别快，而结合水则上升比较多，这是为什么？思维瓶颈：寒冷环境中，自由水能结冰，结冰损害细胞。提示：(1)冬小麦的含水量从9月至12月处于下降趋势，因为随着冬季来临，气温下降，细胞中自由水的含量显著下降，有助于反抗低温冻害。(2)在寒冷的状况下，自由水可以结成冰而损害植物，结合水则不会结冰。因此，冬季来临时，冬小麦细胞内自由水的比例渐渐降低，而结合水的比例渐渐上升，可以避开气温下降时自由水过多导致简单结冰而损害自身，这是植物适应环境的一种表现，是生物进化的结果。考查水的存在形式、作用及与代谢的关系1．(2024·呼和浩特市高三调研)水是生命之源，下列有关生物体内水的叙述，不合理的是()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上升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．绿色植物暗反应所需的还原剂最终来自叶绿体中水的光解C[胰岛素的作用是促进血糖的氧化分解、促进血糖合成糖原，以及促进血糖转化为脂肪和某些氨基酸等，其中，胰岛素在促进血糖彻底氧化分解的过程中既有水的消耗也有水的产生，C项错误。]2．(2024·黄冈质检)风干种子只有汲取足够的水才能进行旺盛的代谢活动使胚生长。如图表示小麦种子萌发过程中吸水量随时间改变的趋势，相关叙述错误的是()A．风干种子中的水主要以结合水的形式存在B．阶段Ⅱ的种子吸水速率小于阶段ⅠC．阶段Ⅰ的呼吸速率大于阶段ⅡD．同阶段Ⅰ相比，阶段Ⅲ种子的DNA总量增多C[风干种子细胞中自由水含量较少，主要以结合水的形式存在，A正确；据图示可知，在阶段Ⅱ，种子含水量没有多大改变，故种子吸水速率小于阶段Ⅰ，B正确；随自由水含量的增加，代谢强度大大增加，故阶段Ⅱ呼吸速率大于阶段Ⅰ，C错误；阶段Ⅲ胚根突破种皮，有细胞分裂，DNA要进行复制，故DNA总量增多，D正确。]考查无机盐的作用3．(2024·黄冈质检)下列关于生物体内无机盐的叙述，正确的是()A．某些无机盐是合成RNA、脂肪的原料B．骨骼和牙齿中的钙主要以离子形式存在C．缺镁会影响叶肉细胞内水的光解D．人体血液中钙离子含量太高会出现抽搐C[脂肪的组成元素只有C、H、O，不须要无机盐供应矿质元素，A错误；骨骼和牙齿中的钙主要以化合物碳酸钙形式存在，B错误；Mg2＋是叶绿素的必要成分，缺镁会影响光的汲取，从而影响水的光解，C正确；人体血液中血钙过高会造成肌无力，D错误。]4．(2024·内江模拟)农作物苗期缺氮往往表现诞生长缓慢、植株矮小、叶片薄而小、叶色缺绿发黄等症状。下列相关说法错误的是()A．氮既是细胞中的大量元素，又是组成细胞的主要元素之一B．农作物苗期缺氮症状可通过刚好补充适量氮肥来得到缓解C．氮在细胞中可用于合成蛋白质、核酸、ATP、叶绿素等化合物D．氮肥施用过量，会导致作物根系汲取氮素过多出现“烧苗”现象D[氮肥施用过量，会导致土壤溶液的浓度过高，作物的根细胞失水，出现“烧苗”现象。]考点三检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质(试验)1．糖类的检测(1)原理①还原糖＋斐林试剂eq\o(→,\s\up16(水浴加热))砖红色沉淀。②淀粉＋碘液→蓝色。(2)检测步骤①还原糖②淀粉2mL待测组织样液＋2滴碘液→呈蓝色2．脂肪的检测(1)检测原理：脂肪＋eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(苏丹Ⅲ染液→橘黄色,苏丹Ⅳ染液→红色))(2)检测步骤方法一：花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ(Ⅳ)染液→橘黄色(红色)方法二：3．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1．区分斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同”2．三类有机物检测在操作步骤上的“三个唯一”(1)唯一须要加热——还原糖检测，且必需水浴加热，不能用酒精灯干脆加热。若不加热，则无砖红色沉淀出现。(2)唯一须要显微镜——脂肪检测。(3)唯一运用酒精——脂肪的检测，试验用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色。3．试验中的三个留意点(1)三个试验中都不宜选取有颜色的材料，否则会干扰试验结果的颜色改变。(2)脂肪鉴定的过程中滴加1～2滴体积分数为50%的酒精溶液的目的是洗去浮色，缘由是苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液易溶于酒精。(3)物质鉴定试验一般不设立比照试验，若需设立比照试验，比照组应加入成分已知的物质，如验证唾液淀粉酶是蛋白质，比照组可加入稀释的鸡蛋清。1．下列关于有机物的鉴定试验中，易导致试验失败的操作是()①蛋白质鉴定时，将NaOH溶液和CuSO4溶液混合后再加入样液②还原糖鉴定时，须要进行水浴加热③淀粉鉴定时，干脆将碘液滴加到样液中④脂肪鉴定过程中，对装片染色后需用清水漂洗后放在显微镜下镜检A．①④B．②③C．①③D．③④A[蛋白质鉴定时，先加入NaOH溶液，后加CuSO4溶液；脂肪鉴定过程中，对装片染色后需用酒精洗掉浮色后放在显微镜下镜检。]2．现有甲和乙两种物质，物质甲遇双缩脲试剂呈紫色，物质乙与斐林试剂在水浴状态下不出现砖红色沉淀，但物质甲与物质乙混合后可与斐林试剂反应产生砖红色沉淀。下列关于物质甲和物质乙及相关试剂的叙述中，错误的是()A．物质甲可能是麦芽糖酶，物质乙可能是麦芽糖B．物质甲肯定是蛋白质，物质乙肯定不是还原糖C．物质甲可能是纤维素酶，物质乙可能是纤维素D．组成双缩脲试剂和斐林试剂的两种溶液种类相同但浓度不完全相同A[由于物质甲与双缩脲试剂反应呈紫色，所以物质甲肯定是蛋白质，物质乙不能与斐林试剂在水浴状态下反应生成砖红色沉淀，但与物质甲混合后能产生，说明物质乙本身不是还原糖，但可以在物质甲的作用下分解产生还原糖。麦芽糖是还原糖，与斐林试剂在水浴状态下可产生砖红色沉淀，故物质乙不行能是麦芽糖，A项错误、B项正确；纤维素可在纤维素酶的作用下产生葡萄糖，C项正确；双缩脲试剂和斐林试剂均由氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液组成，但二者硫酸铜溶液的浓度不同，D项正确。]3．据药理探讨，一种茅草的根内含有降血糖的因子及多种有益于健康的成分，某公司将它开发成一种保健饮料。该产品是否适用于糖尿病患者，生物学爱好小组的同学以此作为探讨课题。请你完成下面的试验鉴定报告。(1)试验目的：鉴定一种茅草的根是否含有还原糖和淀粉。(2)试验原理：还原糖可用________检测，淀粉可用________检测。(3)试验器材：一种茅草根、所需试剂、研钵、烧杯、试管、纱布、漏斗、酒精灯、试管夹、火柴、滴管等。(4)试验步骤：①用研钵将茅草根磨碎，过滤，取其滤液。②取A、B两支试管，各加入2mL滤液。③往A试管中加入____________，摇匀，放入盛有50～65℃温水的大烧杯中加热约2min。视察试管中的颜色改变。④往B试管中加入__________________，视察试管中的颜色改变。(5)可能出现的试验现象及分析：___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析](2)还原糖的鉴定：与斐林试剂水浴加热出现砖红色沉淀；淀粉的鉴定：与碘液反应呈蓝色。(4)③A试管须要水浴加热，加入的应为斐林试剂。④A试管加入的是斐林试剂，则B试管加入的是碘液。(5)①假如A试管中出现砖红色沉淀，说明茅草根内含有还原糖；否则没有。②假如B试管中出现蓝色，说明茅草根内含有淀粉；否则没有。[答案](2)斐林试剂碘液(4)③1mL现配斐林试剂④2滴碘液(5)①假如A试管中出现砖红色沉淀，说明茅草根内含有还原糖；否则没有。②假如B试管中出现蓝色，说明茅草根内含有淀粉；否则没有1．活细胞中含量最多的元素是氧元素，但数量最多的是氢元素。2．干种子中不是不含自由水，而是自由水的比例很低，结合水的比例较高。3．水既是细胞代谢的原料，参加有氧呼吸、光合作用、化合物的水解；也是细胞代谢的产物，有氧呼吸、光合作用、蛋白质的合成等过程都有水的生成。4．无机盐不都以离子形式存在，少数无机盐以化合物的形式存在，如牙齿、骨骼中的CaCO3。5．斐林试剂事实上是新配制的Cu(OH)2，呈浅蓝色，不是无色，故非还原糖(蔗糖)＋斐林试剂水浴加热后的现象不是无色。1．大量元素、微量元素是依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，对于维持生物体的生命活动都起着重要的作用。2．结合水是细胞结构的重要组成成分；自由水是细胞内的良好溶剂，参加生化反应，为细胞供应液体环境，运输养分物质和代谢废物。3．无机盐是细胞内某些困难化合物的组成成分，维持细胞和生物体的正常生命活动，维持生物体的酸碱平衡和渗透压。4．还原糖与斐林试剂发生作用且水浴加热时生成砖红色沉淀；脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，被苏丹Ⅳ染液染成红色；蛋白质与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应。真题体验|感悟高考淬炼考能1．(2024·江苏高考)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，不干脆参加生化反应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．无机盐参加维持细胞的酸碱平衡，不参加有机物的合成D．无机盐多以离子形式存在，对维持生命活动有重要作用D[自由水是生化反应的介质，也能作为反应物干脆参加生化反应，A错误；结合水是细胞结构的重要组成成分，植物成熟细胞中的自由水主要存在于液泡中，B错误；无机盐既参加维持细胞的酸碱平衡，也能参加有机物的合成，如Fe2＋是合成血红蛋白分子必需的无机盐离子，C错误；无机盐多以离子形式存在，对维持生命活动有重要作用，D正确。]2．(2024·海南高考)植物细胞中水和矿质元素离子会表现出某些特点。下列叙述错误的是()A．根细胞中的K＋不能以自由扩散的方式进入土壤溶液中B．矿质元素离子在细胞内积累可引起外界溶液中的水进入细胞C．根细胞汲取的矿质元素能够以离子的形式贮存在液泡中D．叶肉细胞中参加光合作用光反应阶段的水分子属于结合水D[根细胞中的K＋不能以自由扩散的方式进入土壤溶液中，因为K＋跨膜运输须要载体，自由扩散不须要载体，A正确；矿质元素离子在细胞内积累会引起细胞液浓度增大，进而发生吸水，故会引起外界溶液中的水进入细胞，B正确；细胞内无机盐大多以离子形式存在，根细胞汲取的矿质元素能够以离子的形式贮存在液泡中，C正确；叶肉细胞中参加光合作用光反应阶段的水分子属于自由水，可以分解成氧气和[H]，D错误。故选D。]3．(2024·全国卷Ⅰ)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．若要视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B[双缩脲试剂的作用原理是Cu2＋在碱性条件下与肽键发生反应生成紫色络合物，因为氨基酸中没有肽键，故不会与双缩脲试剂发生反应，也就不能用双缩脲试剂检测氨基酸的含量，B错误。]4．(2024·海南高考)无机盐对于维持生物体的生命活动具有重要作用。下列相关叙述错误的是()A．蔬菜中的草酸不利于机体对食物中钙的汲取B．缺铁会导致哺乳动物血液运输O2的实力下降C．和ATP一样，KH2PO4也能为生物体供应能量D．植物秸秆燃烧产生的灰烬中含有丰富的无机盐C[KH2PO4是缓冲物质，用于维持酸碱平衡，不作为能源物质，C错误。]5．(2024·全国卷Ⅲ)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________。(2)农作物汲取氮元素的主要形式有铵态氮(NHeq\o\al(＋,4))和硝态氮(NOeq\o\al(－,3))。已知作物甲对同一种养分液(以硝酸铵为唯一氮源)中NHeq\o\al(＋,4)和NOeq\o\al(－,3)的汲取具有偏好性(NHeq\o\al(＋,4)和NOeq\o\al(－,3)同时存在时，对一种离子的汲取量大于另一种)。请设计试验对这种偏好性进行验证，要求简要写出试验思路、预期结果和结论。__________________________