江苏专用2025版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学案VIP

PAGE14-第2讲细胞中的元素及无机化合物课标要求核心素养1．说出细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成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，给予了细胞很多特性，在生命中具有重要作用3．举例说出无机盐在细胞内含量虽少，但与生命活动亲密相关4．检测生物组织中的还原糖、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·安徽五校联考)一种植物和一种哺乳动物细胞中某些化学元素的含量(占细胞干重的百分比/%)如下表，下列有关叙述正确的是()元素CHONPCaS植物43.576.2444.431.460.200.230.17动物55.997.4614.629.333.114.670.78A.C的含量能说明有机物是动植物体内干物质的主要成分B．由表可知，两种生物体内所含化学元素的种类和含量差异很大C．测定该动物体内的某种小分子物质含有C、H、O、N、S，此小分子物质不行能是氨基酸D．N、S含量说明动物组织含蛋白质较多，H、O的含量说明植物体内含水多A[据表格中数据可知，无论动物细胞还是植物细胞，它们的干重中C含量均较多，缘由是动物细胞和植物细胞中均含有大量的蛋白质和糖类等有机物，表中C的含量能说明有机物是动植物体内干物质的主要成分，A正确；生物体内所含化学元素的种类基本相同，B错误；有些氨基酸的R基中含有S，C错误；干重中H、O的含量不能作为推断生物体内含水量多少的依据，D错误。]2．(2024·菏泽市统考)如图表示土壤中甲、乙两种矿质元素的含量与某植物生长速率的关系，下列分析合理的是()A．该植物生长所须要甲元素的量比乙元素的量多B．施含乙元素的肥料比施含甲元素的肥料更有利于该植物生长C．种植该植物时，应在早期施用含甲元素的肥料，后期施用含乙元素的肥料D．当土壤中乙元素的含量为a时，适当增施含乙元素的肥料能促进该植物生长D[从图中可以看出，甲元素在含量较低时该植物的生长速率就能达到最大，而乙元素在含量较高时该植物的生长速率达到最大，因此该植物生长所需甲元素的量比乙元素的量少，A错误；从题干信息不能得出B选项结论，B错误；图中横坐标是矿质元素的含量，不是该植物的生长时期，不能得出C选项结论，C错误；分析图形可知，当土壤中乙元素含量为a时，适当增施含乙元素的肥料能促进该植物生长，D正确。]考查细胞内化合物的组成元素3．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。]4．(2024·湖南四校调研)下列各项描述的化合物中元素组成肯定相同的是()A．纤维素酶催化的底物，脂肪酶催化的底物B．生命活动的主要担当者，遗传信息的携带者C．红细胞内运输氧气的物质，HIV的遗传物质D．具催化功能的有机物，具调整功能的有机物A[纤维素酶催化的底物是纤维素，脂肪酶催化的底物是脂肪，纤维素和脂肪的组成元素都是C、H、O，A正确；生命活动的主要担当者是蛋白质，基本组成元素是C、H、O、N，有的还含有S等；遗传信息的携带者是核酸，组成元素是C、H、O、N、P，B错误；红细胞内运输氧气的物质是血红蛋白，组成元素有C、H、O、N、Fe等；HIV的遗传物质是RNA，组成元素是C、H、O、N、P，C错误；具催化功能的有机物的本质是蛋白质或RNA，具调整功能的有机物有某些蛋白质、某些脂质等，具催化功能的有机物与具调整功能的有机物的组成元素不肯定相同，D错误。]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．(多选)(2024·黄冈质检改编)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，相关叙述正确的是()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ABD[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．(2024·三湘名校教化联盟联考)下列关于无机盐等物质对人体机能影响的叙述，正确的是()A．静脉滴注生理盐水会导致人体的细胞外液渗透压上升B．适当增加组织液中Na＋浓度，会导致动作电位的峰值减小C．人体摄盐过多后，会引起细胞外液的量削减D．组织液中K＋浓度明显降低可导致静息电位肯定值变大D[生理盐水是人体的等渗溶液，故静脉滴注生理盐水不会导致人体的细胞外液渗透压上升，A错误；适当增加组织液中Na＋浓度，会增大神经细胞膜内、外Na＋的浓度差，当接受刺激时，会导致更多的Na＋内流，进而导致动作电位的峰值增大，B错误；人体摄盐过多后，细胞外液渗透压变大，导致细胞外液的量增加，C错误；组织液中K＋浓度明显降低，会使静息电位肯定值变大，D正确。]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\up8(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．(2024·湖北黄冈测试)下列关于鉴定试验的操作，易导致试验失败的是()①鉴定蛋白质时，将NaOH溶液和CuSO4溶液混合后加入样液中②用斐林试剂鉴定还原糖时，进行水浴加热③鉴定淀粉时，干脆将碘液滴加到样液中④脂肪鉴定过程中，对染色后的切片用清水漂洗后放在显微镜下镜检A．①④B．②③C．①③D．③④A[鉴定蛋白质时，应先加NaOH溶液，后加CuSO4溶液，①错误；用斐林试剂鉴定还原糖时，须要进行水浴加热，②正确；鉴定淀粉时，可干脆将碘液滴加到样液中，③正确；脂肪鉴定过程中，对切片染色后需用体积分数为50%的酒精洗掉浮色，④错误。]2．(2024·山东青岛二中调研)下列四项是对有关混合液在相宜条件下发生反应后现象的描述，其中正确的是()选项有关物质所用试剂颜色反应A淀粉与足量淀粉酶混合液碘液蓝色B蛋白质与足量蛋白酶混合液双缩脲试剂紫色C蔗糖与足量淀粉酶混合液斐林试剂砖红色D脂肪与足量脂肪酶混合液苏丹Ⅳ染液红色B[本题考查生物组织中有机物的检测。足量淀粉酶将淀粉完全水解，因此混合液遇碘液后不变蓝色，A错误；蛋白质被蛋白酶水解，但蛋白酶的化学本质为蛋白质，因此混合液可与双缩脲试剂反应呈现紫色，B正确；淀粉酶不能分解蔗糖，且蔗糖为非还原糖，因此混合液遇斐林试剂后无颜色改变，C错误；足量脂肪酶将脂肪完全水解，因此混合液遇苏丹Ⅳ染液后无颜色反应，D错误。]3．(2024·河南省试验中学期中)在1、3、5号试管中分别加入2mL蒸馏水，2、4、6号试管中分别加入2mL发芽的小麦种子(淀粉酶催化淀粉分解成麦芽糖等)匀浆样液，然后在1～4号试管中适量滴加斐林试剂，5、6号试管中合理滴加双缩脲试剂，摇匀，预期视察到的试验现象是()A．甲组和乙组的试验结果相同B．4号试管内呈砖红色，6号试管内呈紫色C．1、3、5号试管内都呈蓝色，2、4号试管内都呈砖红色，6号试管呈紫色D．4号试管内呈砖红色，其余试管内都呈蓝色B[本题考查还原糖和蛋白质的检测。1、3、5号试管中分别加入2mL蒸馏水，斐林试剂和双缩脲试剂的组成成分均为硫酸铜和氢氧化钠，铜离子呈现蓝色，因此1、3、5号试管中均呈蓝色；2、4号试管加入发芽的小麦种子匀浆样液，发芽的小麦种子中淀粉水解产生了麦芽糖，麦芽糖是还原糖，因此加入斐林试剂并水浴加热后，4号试管出现砖红色沉淀，2号试管在室温下不出现砖红色沉淀，6号试管加入发芽的小麦种子匀浆样液，因为小麦种子含有蛋白质，加入双缩脲试剂会呈现紫色反应，B正确。]易错矫正突破选择题长句背诵突破非选择题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[新高考·选择性考试示范]1．(2024·重庆选择性考试适应性测试)同位素标记法可用于探讨物质的组成。以下各组物质中，均能用15N标记的是()A．核糖核酸和氨基酸 B．脂肪和脱氧核糖核酸C．葡萄糖和氨基酸 D．脱氧核糖核酸和淀粉A[核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)的组成元素为C、H、O、N、P，氨基酸的组成元素为C、H、O、N，脂肪、葡萄糖和淀粉只含C、H、O，A选项中核糖核酸和氨基酸都含有N，均能用15N标记，A正确。]2．(2024·河北选择性考试模拟)某农场技术员对作物种子发育过程中有机物积累及转化进行动态监测。关于检测方法及出现结果的叙述，错误的是()A．嫩大豆种子切片→苏丹Ⅲ染液染色→显微镜视察细胞内被染成橘黄色的脂肪颗粒B．嫩小麦籽粒加水研磨→离心取上清液→加碘液→视察被染成深蓝色的淀粉C．嫩花生种子加水研磨→加双缩脲试剂→依据紫色反应检测蛋白质D．嫩甜玉米籽粒加水研磨→离心取上清液→加斐林试剂并水浴加热→视察砖红色沉淀检测还原糖B[脂肪颗粒可与苏丹III染液反应生成橘黄色颗粒，A正确；嫩小麦籽粒含较多的还原糖，几乎不含淀粉很少，B错误；检测产物中是否含有蛋白质，应用双缩脲试剂检测，视察是否出现紫色，C正确；还原糖可用斐林试剂进行检测，在水浴加热的条件下两者反应出现砖红色沉淀，D正确。故选B。][全国卷·命题研析借鉴]3．(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。]4．(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。]5．(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。]6．(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