新高考2024高考生物一轮复习必修部分模块1分子与细胞第1单元细胞的分子组成第1讲细胞中的元素和化合物无机物学案新人教版VIP

PAGE14-第1讲细胞中的元素和化合物、无机物▌考纲研读备考定位▌考纲要求核心素养1.说出细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成，其中以碳链为骨架形成困难的生物大分子。2.指出水在细胞中的含量、存在形式和作用。3.举例说出无机盐在细胞中的含量和作用。4.活动：检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质1.生命观念——通过分析水与细胞代谢及抗逆性的关系，建立起普遍联系的观点。2.理性思维——通过识图推断细胞中元素和化合物的含量及化合物的元素组成，培育图文转换实力和推断实力。3.科学探究——通过探究植物生长必需无机盐的作用，驾驭试验设计的比照思想和单一变量原则。考点一组成细胞的元素和化合物ZIZHUXUEXITANJIUTISHENG自主学习·探究提升eq\x(基)eq\x(础)eq\x(梳)eq\x(理)1．组成细胞的元素2．生物界和非生物界在元素种类和含量上的关系巧学妙记：(1)微量元素：(2)大量元素：洋人探亲，单留盖美家，即O(洋)、P(人)、C(探)、H(亲)、N(单)、S(留)、Ca(盖)、Mg(美)、K(家)。3．组成细胞的化合物化合物eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(无机物\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(水：占细胞鲜重最多的化合物,无机盐：约占1%～1.5%))),有机物\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(蛋白质：占细胞干重最多的化合物,脂质：约占1%～2%,核酸与糖类：约占1%～1.5%)))))eq\x(思)eq\x(维)eq\x(辨)eq\x(析)易错整合，推断正误。(1)细胞的核膜、内质网膜和细胞膜中都含有磷元素(2024·全国卷Ⅲ，T2B)(√)(2)硒是人体必需的微量元素，但不宜摄入过多(2024·全国卷Ⅱ，T7D)(√)(3)在人体活细胞中氢原子的数目最多(重庆卷，T1A)(√)(4)细胞中一种元素的作用能被其他元素替代(江苏卷，T1A)(×)(5)细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要(江苏卷，T1D)(×)(6)生物界和非生物界在元素组成的种类和含量上都相同(×)(7)Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等是组成细胞的微量元素(×)eq\x(延)eq\x(伸)eq\x(探)eq\x(究)1．生物界和非生物界既然在元素组成上具有统一性，那么为什么会出现元素含量的差异性？[提示]因为组成细胞的元素是细胞有选择地从无机自然界中汲取获得。2．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化合物依次是水、蛋白质。(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，其肯定含的元素是C、H、O、N。(3)若图2表示组成人体细胞的元素含量(占细胞鲜重的百分比)，则a、b、c依次是O、C、H。(4)大肠杆菌体内的各种元素的含量是否和人体内的完全相同？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。KAODIANTUPOPOUXINANDIAN考点突破·剖析难点eq\x(重)eq\x(难)eq\x(精)eq\x(讲)1．细胞中化学元素和化合物的含量细胞鲜重细胞干重元素含量O>C>H>NC>O>N>H化合物含量水最多蛋白质最多原子数量H原子最多－2．几种重要化合物的元素组成化合物糖类脂质蛋白质核酸ATP叶绿素类胡萝卜素脂肪固醇磷脂胡萝卜素叶黄素组成元素C、H、OC、H、OC、H、O、N、PC、H、O、N(P、S等)C、H、O、N、PC、H、O、N、PC、H、O、N、MgC、HC、H、O3．探讨化合物中元素转移方向的常用方法——同位素标记法教材中同位素标记法应用实例归纳如下：eq\x(精)eq\x(准)eq\x(命)eq\x(题)例1(2024·安徽省定远重点中学高三上学期期末)下列有关组成生物体细胞的化学元素的叙述中，正确的是(A)A．噬菌体、HIV和人体神经细胞共有的元素是C、H、O、N、PB．人体细胞中含量最多的元素是CC．常吸入汽车尾气，可能在体内积累Pb等元素，因此Pb是人体须要的D．细胞中的微量元素如Fe、Mn、Cu、Ca等含量虽然很少，但不行缺少[解析]噬菌体的成分是蛋白质和DNA，HIV的成分是蛋白质和RNA；人体神经细胞中既含有DNA又含有RNA，还含有蛋白质、糖类、脂质、无机物等多种化合物，核酸含有的元素是C、H、O、N、P，蛋白质含有的元素是C、H、O、N，因此噬菌体、HIV和人体神经细胞共有的元素是C、H、O、N、P，A正确；正常人体细胞中鲜重含量最多的元素是O，B错误；常吸入汽车尾气，可能在体内积累Pb等元素，但Pb不是人体须要的元素，C错误；细胞中的微量元素如Fe、Mn、Cu等含量虽然很少，但不行缺少，而Ca是细胞内的大量元素，D错误。〔对应训练〕1．(2024·青岛二中学年高三期中)我们如何找到回家的路？荣获2024年诺贝尔生理学或医学奖的三位科学家发觉大脑里的神经细胞——“位置细胞”和“网格细胞”起到了重要作用。下列叙述中正确的是(C)A．“位置细胞”鲜重中质量百分比最高的元素是CB．“网格细胞”干重中质量百分比最高的元素是OC．上述两种细胞鲜重中原子数量最多的元素均是HD．P和Mg分别是“位置细胞”中的大量元素和微量元素[解析]细胞中鲜重百分比最高的元素是O，干重中质量百分比最高的元素是C。P和Mg都是“位置细胞”中的大量元素。2．(2024·辽宁锦州期末)用化学分析法测得某有机物的化学元素及含量如表所示，该物质最可能是(C)元素CONHSFe含量(%)55.6419.816.647.340.390.34A．核酸 B．脂肪C．蛋白质 D．糖类[解析]核酸的组成元素是C、H、O、N、P，由表格信息可知，该化合物不含有P而含有S、Fe，因此该化合物不是核酸，A错误；脂肪的组成元素只有C、H、O，因此该化合物不是脂肪，B错误；蛋白质的基本组成元素是C、H、O、N，有的蛋白质还有S、Fe等元素，因此该化合物可能是蛋白质，C正确；糖类的组成元素只有C、H、O，因此该化合物不是糖类，D错误。考点二细胞中的无机物ZIZHUXUEXITANJIUTISHENG自主学习·探究提升eq\x(基)eq\x(础)eq\x(梳)eq\x(理)1．细胞中的水(1)存在形式：自由水和结合水。(2)(3)水的转化及其与代谢的关系①自由水和结合水相互转化：自由水eq\o(,\s\up7(降低温度),\s\do5(上升温度))结合水②自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系自由水/结合水eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(比值高→细胞代谢旺盛，但抗逆性差,比值低→细胞代谢强度降低，但抗寒、,抗旱、抗热等抗逆性增加))2．图解记忆细胞中的无机盐巧学妙记：巧记无机盐功能的“三个一”一组成一调整一维持组成化合物调整酸碱度和渗透压维持生命活动eq\x(思)eq\x(维)eq\x(辨)eq\x(析)易错整合，推断正误。(1)风干种子中结合水与自由水的比值大(2024·全国卷Ⅱ，T4D)(√)(2)在最基本生命系统中，H2O有自由水和结合水两种存在形式(四川卷，T2A)(√)(3)水是活细胞中含量最多的化合物(√)(4)结合水是细胞和生物体的组成成分(√)(5)细胞内结合水/自由水的比值，种子萌发时比休眠时高(山东卷，T4B)(×)(6)缺铁性贫血是因为体内缺乏铁，血红蛋白不能合成(√)(7)细胞中的无机盐多以化合物形式存在，如CaCO3构成牙齿、骨骼(×)eq\x(延)eq\x(伸)eq\x(探)eq\x(究)1．无机盐对维持生物体的渗透压有重要作用，维持细胞外液渗透压的主要无机盐离子有哪些？感受渗透压改变的感受器在哪？[提示]维持细胞外液渗透压的主要是Na＋、Cl－等。感受渗透压改变的感受器位于下丘脑。2．(教材P36技能训练改编)小麦幼苗的正常生长须要多种无机盐，你如何设计试验证明某种无机盐“A”是否为幼苗生长所必需的？请写出试验思路，并指出比照组设置方法及作用。[提示]试验思路如下：说明：本试验中采纳甲组、乙组之间的空白比照，以及乙组中试验前(无A)与试验后(有A)之间的自身比照，甲组运用完全培育液，乙组试验前缺A，此时乙组为试验组；与乙组试验前相比，乙组试验后加A能正常生长，则乙组试验后应为试验组。KAODIANTUPOPOUXINANDIAN考点突破·剖析难点eq\x(重)eq\x(难)eq\x(精)eq\x(讲)1．水的代谢与调整2．水在生产实际中的应用生活中的现象对此现象的说明种子贮存时需将种子晒干削减自由水含量，降低种子的代谢，延长种子寿命干种子用水浸泡后仍能萌发失去自由水的种子仍保持其生理活性低温环境下削减花卉浇水提高花卉对低温的抗性鲜种子放在阳光下曝晒，重量减轻自由水散失，代谢减弱干种子放在试管中，用酒精灯加热，试管壁上有水珠种子晒干后，仍含有结合水，用酒精灯加热会失去结合水炒熟的种子浸泡后不萌发失去结合水的细胞失去生理活性■水的含量、存在形式与代谢的关系(1)影响细胞含水量的因素①生物种类：如水生生物含水量>陆生生物含水量。②生长发育阶段：如幼儿>成年；幼嫩部分>成熟部分。③组织器官种类与代谢程度：如牙齿<骨骼<血液；苍老细胞自由水含量降低。(2)理解自由水/结合水比值的改变自由水的作用均与代谢有关，如作为良好溶剂，参加生化反应等，因此自由水的含量上升，有利于新陈代谢。结合水的作用则是组成细胞结构的成分，该水分不简单散失。同时，由于自由水和结合水可相互转化，结合水也可看作是自由水的一种储备。因此，结合水可看作是生物保命的水，有利于抵挡不良环境(逆境)。所以，当生物朝代谢方向发展时，主要依靠自由水，自由水/结合水比值增大；当生物朝逆境方向发展时，主要依靠结合水，自由水/结合水比值减小。比如秋冬季节，蒸腾作用弱，吸水削减，结合水含量相对上升有利于植物抗寒性提高。种子晾晒过程中，丢失的主要是自由水，此时细胞仍具活力，种子烘烤过程中可导致结合水丢失，此时种子丢失活性。3．举例细胞中常见无机盐的作用及含量异样状况无机盐作用含量异样I－甲状腺激素的组成成分缺乏时患地方性甲状腺肿；婴、幼儿缺乏患呆小症Fe2＋血红蛋白的组成成分缺乏时患缺铁性贫血Ca2＋降低神经系统的兴奋性血钙过低时，会出现抽搐现象；血钙过高时，会患肌无力Mg2＋叶绿素的组成成分缺乏会导致叶片发黄K＋促进植物内淀粉的运输；维持动物细胞内液的渗透压缺乏时植物抗逆实力减弱，易受病害侵袭Na＋维持细胞外液的渗透压缺乏会导致细胞外液渗透压下降eq\x(精)eq\x(准)eq\x(命)eq\x(题)例2(2024·云南省临沧市一中高三期末)结合下列曲线，有关无机物在生物体内含量的说法，错误的是(C)A．曲线①可表示人一生中体内自由水与结合水的比值随年龄改变的曲线B．曲线②可表示细胞代谢强度随自由水与结合水比值的改变C．曲线③可以表示一粒簇新的玉米种子在烘箱中被烘干的过程中，其内无机盐的相对含量改变D．曲线①可以表示人从幼年到成年体内水含量的改变[解析]随年龄的增长，人体内含水量下降，自由水与结合水的比值渐渐降低，与曲线①相符，A正确；细胞由休眠转入旺盛代谢过程中，自由水与结合水比值渐渐增大，可用曲线②表示，B正确；玉米种子被烘干的过程中，所含水分越来越少，其内的无机盐相对含量渐渐增加，最终达到一恒定值，与曲线③不符，C错误；人体苍老的特征之一就是水的含量削减，从幼年到成年，人体内水的相对含水量渐渐降低，可用曲线①表示，D正确。〔对应训练〕3．(2024·湖南四校联考)水是生命之源，下列关于生物体内水的叙述，正确的是(A)A．参加运输养分物质和代谢废物的水是自由水B．自由水与结合水的比例和新陈代谢的强弱关系不大C．肽键的断裂、ATP的形成、基因的表达过程均有水的产生D．在洋葱根尖细胞中能产生水的细胞器有线粒体、叶绿体、核糖体等[解析]本题考查生物体内水的作用及产生水的部位等学问。参加运输养分物质和代谢废物的水是自由水，A正确；自由水与结合水的比例和新陈代谢的强弱有很大关系，一般状况下，自由水与结合水的比例越高，新陈代谢越强，反之，新陈代谢越弱，B错误；肽键的断裂属于水解过程，须要消耗水，C错误；洋葱根尖细胞没有叶绿体，D错误。4．(2024·陕西榆林模拟)无机盐在细胞中主要以离子形式存在，有的参加形成化合物，下列叙述错误的是(D)A．叶绿素含有Mg D．血红蛋白含有FeC．胰岛素含有S D．脱氧核糖含有P[解析]Mg是叶绿素的组成成分，A正确；Fe是血红蛋白的组成成分，B正确；胰岛素的化学本质是蛋白质，其组成元素中含S，C正确；脱氧核糖属于糖类，组成元素只有C、H、O，D错误。考点三试验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质ZIZHUXUEXITANJIUTISHENG自主学习·探究提升eq\x(基)eq\x(础)eq\x(梳)eq\x(理)1．连一连2．完善试验原理及步骤eq\x(\a\al(生物组织,中还原,糖、脂肪、,蛋白质的,鉴定))eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\x(\a\al(试验,原理))→\x(\a\al(某些化学试剂能够使生物组织中的有,关有机化合物发生特定的颜色反应)),\x(\a\al(还原糖,的鉴定))\o(→,\s\up7(步骤))\x(\a\al(选材→制备组织样液→加斐林试剂,→水浴加热→显色砖红色沉淀)),\x(\a\al(脂肪的,鉴定))\o(→,\s\up7(步骤))\x(\a\al(选材→制片→加苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ,染液染色→漂洗→镜检橘黄色或红色)),\x(\a\al(蛋白质,的鉴定))\o(→,\s\up7(步骤))\x(\a\al(选材→制备组织样液,→加双缩脲试剂A→摇匀→加双缩脲试剂B,→视察颜色紫色))))eq\x(思)eq\x(维)eq\x(辨)eq\x(析)易错整合，推断正误。(1)检测氨基酸的含量可用双缩脲试剂进行染色(2024·全国卷Ⅰ，2B)(×)(2)葡萄糖、蔗糖等与斐林试剂在加热条件下会生成砖红色沉淀(×)(3)还原糖遇到斐林试剂后马上生成砖红色沉淀(×)(4)脂肪的检测肯定要用显微镜视察(×)(5)双缩脲试剂和斐林试剂的成分和运用方法相同(×)eq\x(延)eq\x(伸)eq\x(探)eq\x(究)1．脂肪鉴定试验中为什么用50%的酒精洗去浮色，而不用清水？[提示]因为苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ易溶于有机溶剂酒精中，而不溶于清水中。2．在运用双缩脲试剂时，为什么要先加入试剂A，后加入试剂B?[提示]先加入试剂A，造成碱性环境，只有在碱性环境中，蛋白质才简单与Cu2＋发生颜色反应。3．鉴定还原糖时运用的斐林试剂为何要现配现用？[提示]因为斐林试剂很不稳定，简单产生蓝色的Cu(OH)2沉淀，所以应将甲液和乙液分别保存，运用时现配现用。KAODIANTUPOPOUXINANDIAN考点突破·剖析难点eq\x(重)eq\x(难)eq\x(精)eq\x(讲)1．还原糖的检测2．脂肪的检测(1)检测原理脂肪＋苏丹Ⅲ(或Ⅳ)染液→橘黄色(或红色)。(2)检测步骤①方法一：花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ(或Ⅳ)染液→橘黄色(红色)。②方法二：3．蛋白质的检测4．斐林试剂与双缩脲试剂比较比较项目斐林试剂双缩脲试剂成分甲液乙液A液B液0.1g/mLNaOH溶液0.05g/mLCuSO4溶液0.1g/mLNaOH溶液0.01g/mLCuSO4溶液反应原理可溶性还原糖将Cu(OH)2还原为Cu2O沉淀具有两个或两个以上肽键的化合物在碱性条件下与Cu2＋反应生成络合物添加依次甲、乙两液等量混匀后马上运用先加入A液2mL摇匀，再加3～4滴B液摇匀反应条件50～65℃水浴加热不需加热反应现象样液浅蓝色→棕色→砖红色样液变紫色相同点都含有NaOH、CuSO4两种成分，且所用NaOH溶液浓度都是0.1g/mL5．三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——脂肪的鉴定，试验用体积分数为50%的酒精洗去浮色。eq\x(精)eq\x(准)eq\x(命)eq\x(题)例3(2024·山西太原高三期末)下列关于食品检验的设计，正确的是(D)选项探究主题试验试剂预期结果结论A某“色拉油”是否含有脂肪苏丹Ⅲ染液红色含有脂肪B某“奶粉”是否含有蛋白质双缩脲试剂砖红色含有蛋白质C某“奶片”是否添加淀粉碘液蓝色含有淀粉，不含有蛋白质D某“甜味饮料”中是否含有葡萄糖斐林试剂砖红色含有还原糖，但不肯定是葡萄糖[解析]脂肪可被苏丹Ⅲ染成橘黄色或被苏丹Ⅳ染成红色，A错误；蛋白质与双缩脲试剂反应生成紫色物质，B错误；淀粉遇碘变蓝，但碘液不能检测蛋白质，C错误；还原糖与斐林试剂在水浴加热条件下反应生成砖红色沉淀，葡萄糖属于还原糖，但麦芽糖和果糖也是还原糖，均能与斐林试剂在水浴加热条件下反应生成砖红色沉淀，D正确。〔对应训练〕5．(2024·湖南永州一模)现供应可配制斐林试剂的溶液：甲液(0.1g/mL的NaOH溶液)、乙液(0.05g/mL的CuSO4溶液)以及蒸馏水，假如充分利用上述试剂及必需的试验用具，可敏捷性地鉴别出下列哪些物质(C)①葡萄糖②蔗糖③胃蛋白酶④RNAA．只有① B．①和②C．①和③ D．②、③和④[解析]斐林试剂通过加蒸馏水可制成双缩脲试剂，因而上述材料可用于检测还原糖及蛋白质，C正确。6．(不定项选择题)(2024·山东济南外国语模拟)将刚刚萌发、带有小芽的大麦充分研磨后，过滤得到组织样液。在组织样液中加入下列试剂后振荡匀称，有关试验现象及结论的叙述正确的是(AC)A．加入苏丹Ⅲ染液，呈现橘黄色，证明发芽的大麦中含有脂肪B．加入斐林试剂并水浴加热，出现砖红色沉淀，说明发芽的大麦中含有麦芽糖C．加入碘液，呈现蓝色，证明发芽的大麦中含有淀粉D．加入双缩脲试剂，呈现蓝色，说明发芽的大麦中含有蛋白质[解析]苏丹Ⅲ染液能将脂肪染成橘黄色，A项正确；加入斐林试剂并水浴加热，出现砖红色沉淀，说明发芽的大麦中含有还原糖，但不肯定是麦芽糖，B项错误；碘液可用于鉴定淀粉，淀粉遇碘液变蓝色，加入碘液，呈现蓝色，说明发芽的大麦中含有淀粉，C项正确；双缩脲试剂能与蛋白质发生显色反应，产生紫色络合物，D项错误。课末总结1．〔思维导图〕2．〔简答题常考长句分析〕下图是小麦种子成熟过程中干物质和水分的改变，据图回答：1．随着种子的成熟，种子中水分削减的主要缘由是自由水散失过多。由此导致的细胞呼吸的改变及好处是细胞呼吸减弱，有机物消耗削减，有利于种子的储存。2．取第20天和第50天的种子分别制成组织样液，加入斐林试剂后水浴加热，发觉第20天的砖红色沉淀更多，其缘由是小麦种子成熟过程中，可溶性的还原糖转变成了不具有还原性的淀粉。3．芝麻种子成熟过程中增加的干物质主要是脂肪，用苏丹Ⅲ试剂鉴定芝麻种子含有脂肪的方法是将芝麻种子研磨制成组织样液，在组织样液中加入苏丹Ⅲ染液，若出现橘黄色，则说明芝麻种子中含有脂肪。3．〔探究高考·明确考向〕1．(2024·海南卷，6)下列检测生物分子的试验中，关于颜色改变的叙述错误的是(D)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[解析]淀粉遇碘液会出现蓝色，A正确；葡萄糖与斐林试剂经水浴加热，会呈砖红色，B正确；蛋白质与双缩脲试剂反应显紫色，不须要水浴加热，C正确；脂肪被苏丹IV染液染成红色，脂肪被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，D错误。故选D。2．(2024·全国卷Ⅱ，4)有些作物的种子入库前须要经过风干处理。与风干前相比，下列说法错误的是(C)A．风干种子中有机物的