高考生物一轮复习讲义：第二章 组成细胞的分子

高考生物一轮复习讲义：第2章组成细胞的分子

第1节细胞中的元素和化合物

内容标准要求核心素养对接

1.简述细胞主要由1.生命观念一一物质与能量观：生物体是由元素

C、H、0、N、P、S和化合物组成的。

等元素构成。2.科学思维一一归纳与概括：从元素的种类、含

2.检测生物组织中量等方面总结组成细胞的元素。

的糖类、脂肪和蛋3.科学探究一一通过对检测生物组织中的糖类、

白质。脂肪和蛋白质的学习形成科学探究的学科素养。

知识点一：组成细胞的元素和化合物

--------------------------------知识梳理--------------------------------

1.组成细胞的元素

⑴种类：细胞中常见的化学元素有组多种。

⑵分类：

…4

微量兀素Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等啥量很夕，但部

C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等理有苜室作用，

C美摊曷生年冶动

不可缺的元爰

C、H、O、N

⑶生物界和非生物界的统一性和差异性：

①统一性：从化学元素的种类分析，组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能

够找到。

②差异性：从化学元素的含量分析，细胞与非生物相比有很大不同。

2.组成细胞的化合物

组▼川八八g『水：70%〜9。％

无机化合物<-...,.

成此数据美基大不同朴美上

［无机盐:1(%)/~1.5%0/6I

细胞的饶计第果，奥际上不同生

胞(蛋白质:7%〜10%

的物姐把中各种化令物的令量美

化有机化合物<核酸

合、洵差别的.如大多数植物手节

物糖类/

〔脂质：1%〜2%中令是最多的化令物美糖美

［典例1］如图是活细胞中3种元素含量或3种化合物含量的扇形图，如表是几种

细胞中6种大量元素的百分比含量，下列叙述错误的是（）

元素0CHNPS

玉米细胞（干重）44.4343.576.241.460.200.17

人细胞（干重）14.6255.97.469.333.110.78

人活细胞65.018.010.03.01.400.30

A.若扇形图代表化合物的含量，则甲、乙分别代表水和蛋白质

B.若扇形图代表元素的含量，则甲、乙、丙分别代表氧、碳、氢三种元素

C.由表中数据可以看出，在玉米细胞（干重）中所占比例明显高于人细胞（干重）中

的元素是C,发生这种差异的一个主要原因是组成玉米细胞的化合物中糖类较多

D.组成生物界和非生物界的化学元素在含量上相差很大，说明生物界和非生物界

具有一定的差异性

解析表中数据显示在玉米细胞干重中所占比例明显高于人细胞干重的元素是

“0”而不是“C”。该差异的主要原因是组成玉米细胞的化合物中糖类较多。

答案c

［典例2］如图表示细胞中各种化合物占细胞鲜重的含量，按①②③④顺序排列

正确的是（）

A.水、蛋白质、糖类、脂质B.蛋白质、糖类、脂质、水

C.水、蛋白质、脂质、糖类D.蛋白质、水、脂质、糖类

解析组成活细胞的化合物中，水的含量最多，因此，占细胞鲜重的化合物中最

多的是水，其次是蛋白质、脂质、糖类。

答案D

【想一想】

1.在玉米细胞和人体细胞干重中含量较多的四种元素一样吗？怎样解释这种现

象？

提示：一样，都是0、c、H、N,这与组成细胞的化合物有关。

2.就人体细胞而言，干重与鲜重中含量占前四位的元素分别是什么？出现这种差

异的原因是什么？

提示：干重：C>0>N>H鲜重0>C〉H〉N,因为鲜重中“HQ”含量最多，故可导致

鲜重中“0、H”比例上升。

知识点二：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质

-----------------------------------知识梳理------------------------------------

1.实验原理(连线)

检测物质I|使用试剂||颜色变化

①葡萄糖\a.苏丹m染液、/I.砖红色沉淀

人b.斐林试剂/、n.橘黄色

②马铃薯汁v

③花生子叶八

,C.双缩版试剂、—nr蓝色

④鸡蛋清/碘液

\d.紫色

2.实验步骤

⑴还原糖的检测:

显色以应物料应降原则：

(1)材料本R应为浅色，以乞对宴验■络果的观察产生阡■扰

(2)材料应泠洵丰富的相失物缸使现象更显方

'(取材还原糖含量高、颜色为白色或浅色的植物组织

制浆

I生成

制备组刚配制好的

纱布过滤组织样液)彳砖红

织样液斐林试剂

沉

色

I2mL1mL

取液淀

显色反应

呈现蓝色50〜65七水浴加热

结论组织样液中有可溶性的还原糖

⑵脂肪的检测和观察:

选最薄的切片

2〜3滴苏丹m染液染色

I

1〜2滴体积分数为50%的酒精

去浮色

(w)I

制成临时装片

花生种子中有脂肪存在

⑶蛋白质的检测和观察:

肽键在碱性环境下与双缩月尿试剂中的C1+发生反应生成紫色络合物，因此双缩胭

试剂可检测蛋白质和多肽

--------------------------------素养提升--------

科学探究一一检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质

1.斐林试剂和双缩服试剂的“一同三不同”

斐林试剂本身是浅蓝色：Cu(0H)2］的颜色

都含有和两种成分，且溶液的

NaOH双绵眼

质量浓度都为

使用试和伤在

____试剂的实质是新配制的Cu(OH),

原理溶液,双缩胭试剂的实质是环境不定多

不同

中的CM,

加，苕

-使用

三鉴定还原糖时将甲、乙两液后

方法则反耙的

不立即使用；鉴定蛋白质时先加1mL

不同

同摇匀，然后加—滴，振荡摇匀

一4蓝色金

CuSO」斐林忒剂中CuSO,溶液的质量浓度为直蔽■颜

溶液的

,双缩胭试剂中CuSO,溶液的色反应

浓度不同|质量浓度为____________

提示NaOHCuS040.1g/mL斐林碱性等量混合均匀A液B液0.05

g/mL0.01g/mL

2.实验操作

(1)三类有机物检测时的两个唯一：

唯一需要水浴加热的是：。唯一需要显微镜观察的是：

⑵检测生物组织中的脂肪时，染色时间不宜过长，原因是

⑶鉴定还原糖时使用的斐林试剂为何要现配现用？

⑷鉴定蛋白质时，加入试剂B后，如果没有产生紫色反应，可能的原因是什

么？

提示(1)还原糖脂肪

⑵染色时间过长，脂肪会溶解到染色剂中

⑶因为斐林试剂很不稳定，容易产生蓝色的Cu(OH)z沉淀，所以应将甲液和乙液

分别保存，使用时现配现用。

(4)可能加入的双缩月尿试剂B过量，CuS(X在碱性溶液中生成大量的蓝色CU(OH)2

絮状沉淀，会遮蔽实验中所产生的紫色，影响观察结果。

［典例3］下列关于实验操作步骤的叙述，正确的是()

A.用于检测还原糖的NaOH溶液和CuSC)4溶液，可直接用于蛋白质的鉴定

B.检测脂肪时需要用显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪颗粒

C.检测还原糖时，要先加入NaOH溶液摇匀后，再加入CuSC)4溶液

D.用于检测蛋白质的NaOH溶液与CuSO,溶液要混合均匀后，再加入含样品的试管

中，且必须现配现用

解析斐林试剂甲液与双缩月尿试剂A液相同，但斐林试剂的乙液与双缩服试剂B

液不相同，因此斐林试剂甲液和乙液不可直接用于蛋白质检测，A错误；脂肪检

测实验中，需要借助显微镜才能观察到被染成橘黄色的脂肪颗粒，B正确；用斐

林试剂检测还原糖时，要将甲液和乙液等量混合均匀后再使用，C错误；用双缩

月尿试剂检测蛋白质时，要先加A液，后加B液，D错误。

答案B

［变式训练］下表中关于食品检验的设计及结论对应正确的是()

选项探究主题检测试剂预期结果结论

A某色拉油是否含有脂苏丹ni染液红色含有脂肪

肪

某口服液中是否含有

B双缩服试剂紫色含有氨基酸

氨基酸

含有淀粉，不含有蛋

C某奶片是否添加淀粉碘液蓝色

白质

某无糖饮料中是否含含有还原糖，但不一

D斐林试剂砖红色

有葡萄糖定是葡萄糖

解析脂肪能被苏丹ni染液染成橘黄色，A错误；蛋白质能与双缩胭试剂发生紫

色反应，氨基酸不能与双缩月尿试剂发生相应的颜色反应，B错误；淀粉遇碘液变

蓝色，某奶片用碘液检测后出现蓝色，说明该奶片含有淀粉，但不能说明其不含

蛋白质，c错误；与斐林试剂在水浴加热条件下发生反应出现砖红色沉淀的物质

为还原糖，但还原糖包括葡萄糖、果糖等，故不能确定该还原糖一定为葡萄糖，

D正确。

答案D

【想一想】

1.脂肪的检测是否一定要用显微镜？

提示：不是，也可以在组织样液中直接滴加苏丹ni染液。

2.如何简单区分“脱脂奶粉”和“全脂奶粉”？

提示：选择苏丹ni染液，通过对比被测奶粉中试剂变色的程度来确定被测奶粉中

脂肪含量高低。

课堂小结

大量元素）、、、、、、、、

细胞中CHONPSKCaMg

n,1）元素、（微量元素）Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等

的11组成细1

许飕化

蒙!■[合物J有机物）

-[aW]—[斐林试剂）

RT

区别

■!蛋白质）1双缩配试剂）—（紫色1

物\

的、（脂肪H苏丹m染液）-鬻（橘黄色）

检

随堂检测

1.下列关于组成生物体化学元素的叙述，正确的是（）

A.在组成生物体与组成无机自然界的化学元素中，碳元素的含量均为最高

B.人、动物和植物所含的化学元素种类差异很大

C.组成生物体的化学元素在无机自然界中都可以找到

D.不同的生物体内各种化学元素的含量基本相似

解析组成生物体的化学元素中，氧元素的含量最多；人、动物与植物所含的化

学元素种类基本相同；不同的生物体内各种化学元素的含量差异很大。

答案C

2.如图为元素在生物体内的含量分布情况，下列表述不正确的是（）

1（组成生物体的元素）

n（微量元素）

巾（大量元素）

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.n含量虽少，但却是生物体正常生命活动不可缺少的

c.n和ni称为必需元素，一旦缺乏就可能会导致相应的病症

D.P、S、K、Ca^Zn属于大量元素

解析组成细胞的各种化学元素，在自然界中都能找到，没有一种是自然界没有

的，这体现了生物界与非生物界具有统一性，A正确；微量元素含量虽少，但却

是生物体正常生命活动不可缺少的，B正确；大量元素和微量元素均为必需元

素，一旦缺乏可能会导致相应的病症，C正确；Zn属于微量元素，D错误。

答案D

3.微量元素在生物体内含量虽然很少，却是维持正常生命活动不可缺少的。这可

通过下面的哪一实例得到证实（）

A.缺Mg时叶片变黄

B.油菜缺B时只开花不结果

C.动物血液中钙盐的含量太低会抽搐

D.缺P会导致作物植株矮小

解析本题实际考查微量元素的种类，四个选项叙述都正确，但只有B选项叙述

的B元素是微量元素，其他的皆是大量元素。

答案B

4.下列哪组试剂在使用过程中必须加热（）

A.斐林试剂鉴定还原糖

B.苏丹ni染液鉴定脂肪

c.双缩月尿试剂鉴定蛋白质

D.碘液鉴定淀粉

解析苏丹ni染液、双缩胭试剂、碘液均在常温下使用，只有斐林试剂在使用时

需50〜65℃水浴加热。

答案A

5.下图为鉴定蛋白质的流程图，其中甲、乙、丙、丁的含义分别是（）

「鲜肝提取液或蛋清稀释液

选材与制备1

〔里滤液

组乙试剂f（T乙试剂

蠡「A液西八B液工，摇勾

颜色反应2nl

目一无色（或白色）目一变成紫色

结论：组织样液中存在蛋白质

A.黄豆浆、双缩月尿、1mL、4滴

B.花生种子研磨液、双缩月尿、4滴、1mL

C.黄豆浆、双缩月尿、4滴、1mL

D.花生种子研磨液、斐林试剂、1mL、4滴

解析鉴定蛋白质既可以用蛋清稀释液，也可以用黄豆浆滤液；鉴定蛋白质所用

的试剂是双缩服试剂，先加A液1mL,再加B液4滴。

答案A

课时作业

（时间:30分钟）

知识点1细胞中的元素和化合物

1.在番茄幼苗的培养液中，除了必需的微量元素、NH,、P0『和C0?外，还有必需

的大量元素是（）

A.C、H、0、NB.K、Ca、Mg、Fe

C.Mn>Mo、Cu>ZnD.K、Ca、Mg、S

解析H、0、N、C在题干中已经给出，A错误；Fe属于微量元素，不是大量元

素，B错误；Mn、Mo、Cu、Zn都是微量元素，C错误；K^Ca、Mg、S属于大量元

素，且题干中没有给出，D正确。

答案D

2.牛通过吃草，从草中获得化合物和化学元素，那么，牛和草在化学元素的种类

以及相同化学元素的含量上分别是（）

A.种类差异很大，含量上大体相同

B.种类和含量差异都很大

C.种类和含量都大体相同

D.种类大体相同，含量差异较大

解析构成不同生物体的化学元素种类大体相同，含量差异较大，D正确。

答案D

3.有着“植物大熊猫”和世界上最长寿树种美称、在地球上已有250万年历史的

红豆杉，入选2010年世博会中国馆珍稀植物展出品种。其体内含量最多的化学

元素和微量元素分别是（）

A.0和MgB.C和Mn

C.0和FeD.H和Ca

解析在生物体内，占细胞鲜重最多的元素是0;细胞中的微量元素有Fe、Mn,

B、Zn>Mo、Cuo

答案c

4.下列有关图示的分析，错误的是（）

A.如果该图所示为组成活细胞的化合物，则m中含有的元素为H、0

B.如果该图表示的是组成活细胞的化合物，则m是蛋白质

C.如果该图表示的是组成活细胞的元素含量，则m是氧元素

D.如果该图表示的是活细胞中的元素，则其中Mo的含量很少

解析细胞鲜重含量最多的是水而不是蛋白质。

答案B

知识点2生物组织中糖类、脂肪和蛋白质的检测

5.对下表中所列待测物质的检测，选用的试剂及预期结果都正确的是（）

X待测物质检测试剂预期显色结果

①葡萄糖双缩胭试剂砖红色沉淀

②脂肪苏丹ni染液橘黄色

③淀粉斐林试剂蓝色

④蛋白质双缩月尿试剂紫色

A.①③B.②③

C.①④D.②④

解析还原糖可与斐林试剂反应产生砖红色沉淀，①错误；脂肪可被苏丹ni染液

染成橘黄色，②正确；淀粉遇碘变蓝色，③错误；蛋白质可与双缩月尿试剂发生紫

色反应，④正确。

答案D

6.向盛有一定面糊的试管中加入适量的a—淀粉酶，65℃（a—淀粉酶的最适温

度）水浴保温后，先后加入1mL0.1g/mL的NaOH溶液摇匀后再加入4滴0.01g/mL

CuSO,溶液，摇匀后，试管内立即出现的现象是（a—淀粉酶是蛋白质，能水解淀

粉，但自身不消耗）（）

A,产生砖红色沉淀B.溶液呈蓝色

C.溶液呈现紫色D,溶液不变化

解析因为a—淀粉酶是催化剂，它的化学本质为蛋白质，在反应过程中化学

本质不变，所以遇双缩月尿试剂会立即发生紫色反应。

答案C

7.下列关于“还原糖、脂肪和蛋白质的鉴定实验”的叙述，正确的是（）

A.糖尿病患者的尿液中加入斐林试剂后，液体呈现无色，加热后出现砖红色沉淀

B.在脂肪的鉴定实验中，用体积分数为75%的酒精洗去花生子叶表面的苏丹HI浮

色

C.用于鉴定还原糖的斐林试剂经改造后，可用于蛋白质的鉴定

D.鉴定豆浆中的蛋白质时，先加NaOH溶液，振荡后加入等量的CuSC）4溶液

解析糖尿病患者的尿液中加入斐林试剂后，液体呈现蓝色，加热后出现砖红色

沉淀；在脂肪的鉴定实验中，用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色；将斐林试

剂中的CuS（X溶液稀释五倍后，可用于蛋白质的鉴定；鉴定豆浆中的蛋白质时，

先加NaOH溶液1mL,振荡后加入少量的（3〜4滴）CuSO」溶液，观察颜色变化。

答案C

8.小麦种子萌发时产生淀粉酶，将淀粉水解为麦芽糖、葡萄糖等。小麦种子萌发

的最适温度为30℃左右（此时产生淀粉酶的速度最快）o取适量小麦种子在20℃

和30℃培养箱中培养4天后，作如下处理：

小麦种子

培养4天后，取

等量萌发种子

20----------------------130t

提取液I提取液n蒸储水

在3支试管中加入等量斐林试剂并加热至50℃左右，摇匀后观察试管中的颜

色。结果是（）

A.甲呈蓝色，乙呈砖红色，丙呈无色

B.甲呈无色，乙呈砖红色，丙呈蓝色

C.甲、乙都呈砖红色，丙呈无色

D.甲呈浅砖红色，乙呈砖红色，丙呈蓝色

解析由“小麦种子萌发的最适温度为30℃左右”可知，在30。。培养箱中萌发

的种子产生的淀粉酶多于在20℃条件下萌发的种子产生的淀粉酶，因此乙试管

中淀粉水解后产生的麦芽糖、葡萄糖等还原糖比甲试管中多，所以甲的颜色较乙

浅。丙中没有发生反应，呈现斐林试剂溶液的颜色，即Cu?+的颜色。

答案D

I综合强化I

9.某生物兴趣小组在野外发现一种组织颜色为白色的不知名野果，该小组把这些

野果带回实验室欲鉴定其中是否含有还原糖、脂肪和蛋白质，下列叙述正确的是

A.对该野果进行脂肪的鉴定实验需用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色

B.若对该野果的组织样液加入斐林试剂并水浴加热出现较深的砖红色，说明该野

果中含有大量的葡萄糖

C.进行蛋白质的鉴定时可用斐林试剂的甲液和乙液代替双缩服试剂A液和B液，

因为它们的成分相同

D.进行还原糖鉴定实验结束时将剩余的斐林试剂装入棕色瓶，以便长期保存备用

解析向该野果的组织样液中加入斐林试剂并水浴加热出现较深的砖红色，说明

该野果中含有大量的还原糖，但不能确定是葡萄糖，B错误；双缩月尿试剂和斐林

试剂的成分相同，但成分的浓度不同，C错误；斐林试剂使用时是将甲液和乙液

等量混合后立即使用，不能长期放置，D错误。

答案A

10.右图所示，容器底部是培养基，其中含有植物生长所需的全部养

分，如果有人在配制培养基时使用了NH4NO3、KNO3、CaCl2-2H20,

MgS0「7HQ、螯合铁溶液、微量元素溶液，但缺少了一种必需元

素，为补充这种元素，应添加的化合物是（）

A.Ca(N03)2B.KC1

C.KH2P04D.K2S04

解析依题意，培养基中不缺乏微量元素，大量元素中除C、H、0外，还应有

N、P、S、K、Ca、Mg,从培养基的成分分析，培养基中缺少P,KH2P（X能提供P。

答案C

11.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（）

研磨液

W2mL斐林试剂

寸「工水浴加热「

一［一.「

目P艮I艮—H2mi（n5°〜62艮

过滤生物组织样液砖红色沉淀

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质量浓度为0.1g/mL的NaOH

溶液，后加入质量浓度为0.05g/mL的CuSC>4溶液

解析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；

斐林试剂和双缩月尿试剂中CuSO,溶液的浓度不同，C错误；在使用斐林试剂时应

将甲液和乙液等量混匀后加入组织样液，D错误。

答案A

12.在检测生物组织中的可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的实验中，需要根据实验

选择不同的实验材料；请根据下表所列各种材料回答问题:

各种可供实验的材料

梨黄桃胡萝卜黄豆花生种子小麦种子

⑴其中适合于鉴定可溶性还原糖的是,理由是

⑵与小麦种子相比，花生种子更适合用来鉴定脂肪，这是因为

在做脂肪鉴定的实验中用到50%的酒精溶液，其作用是o

⑶小麦种子中糖类化合物的含量很高，却不适合用来做还原糖的鉴定，这是因

为________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

（4）蛋白质可与发生________色反应，据此可鉴定蛋白质的存在。

解析（1）梨中含有较多的可溶性还原糖，且梨的组织细胞的颜色浅，不会干扰

颜色反应。（2）小麦种子含淀粉较多，花生种子含脂肪较多，故花生种子更适宜

用来鉴定脂肪。实验中染色以后需要使用酒精洗去浮色以便于观察。（3）小麦种

子含淀粉较多，淀粉不是还原糖，故小麦种子不适合用来做还原糖的鉴定。（4）

蛋白质可与双缩胭试剂反应产生紫色络合物。

答案（1）梨梨的组织细胞的颜色浅，且还原糖含量较高

⑵小麦种子的脂肪含量没有花生种子高，且不容易做切片洗去切片的浮色

⑶小麦种子含淀粉较多，淀粉不是还原糖

（4）双缩月尿试剂紫

13.据药理研究，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，生物学兴趣小

组的同学以此作为研究课题。请你完成下面的实验鉴定报告。

⑴实验目的：鉴定一种茅草的根是否含有还原糖和淀粉。

⑵实验原理：还原糖可用检测，淀粉可用来检测。

⑶实验器材：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。

⑷实验步骤：

①用研钵将该种茅草根磨碎，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2

min。观察试管中的颜色变化。

④往B试管中加入,观察试管中的颜色变化。

⑸可能出现的实验现象及分析：

解析（2）还原糖的鉴定：与斐林试剂水浴加热呈病红色；淀粉鉴定：与碘液反

应呈蓝色。（4）③A试管需要水浴加热，加入的应为斐林试剂。④A试管加入的是

斐林试剂，贝试管加入的是碘液。（5）①如果A管出现砖红色沉淀，说明茅草的

根内含有还原糖；否则没有。②如果B管出现蓝色，说明茅草的根内含有淀粉；

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

⑸①如果A试管出现砖红色沉淀，说明茅草的根内含有还原糖；否则没有。②

如果B试管出现蓝色，说明茅草的根内含有淀粉；否则没有

第2节细胞中的无机物

内容标准要求核心素养对接学业质量水平

1.简述水在细胞1.生命观念一一通过对组成细胞的水和无

水平一

中的存在形式和机盐的学习，建立生命物质性的观点。

重要作用。2.科学思维一一通过概括水与细胞代谢的

水平二

2.简述无机盐在关系形成科学的思维方式。

细胞中的存在形3.科学探究一一通过探究无机盐功能的技

水平二

式和主要作用。能训练培养科学探究能力。

研读教材•梳理探究

知识点一：细胞中水的存在形式和功能

-----------------------------知识梳理----------------------

细胞中的水

1.水的含量特点

某些水生生物含水量可达97%以上。

⑴含量：一般来说，水是细胞中含量最多的化合物，约占60%〜95%。

(2)生物种类不同,含水量不同，如水生生物含水量多于陆生生物。

2.水的存在形式和作用

项目自由水结合水

形式在细胞中以游离的形式存在与细胞内其他物质相结合

含量约占95.5%约占4.5%

①细胞内的良好溶剂；②参与生物化是细胞结构的重要组成成分,细

作用堂反应；③为细胞提供液体环境;④胞中结合水含量与细胞抗性呈正

运送营养物质和代谢废物相关

-----------------------------素养提升

科学思维一一细胞中水的存在形式和功能

⑴如图表示无机物在生物体内含量的变化，请回答:

①上图中可表示细胞代谢强度随自由水与结合水比值变化的曲线是

②上图中可表示人一生中体内自由水与结合水的比值随年龄变化的曲线是

提示①力②a

⑵自由水和结合水的功能与温度的关系

活细胞内，温度升高，①含量相对增多，反

之，则②含量相对增多

提示①自由水②结合水③自由水与结合水可相互转化

［典例1］幼小植物体内自由水与结合水的比值不断增大时，植物体内新陈代谢

活跃，生长迅速；自由水与结合水的比值不断减小时，植物体内的新陈代谢减

弱，生长缓慢。下列解释正确的是（）

①结合水是细胞内的良好溶剂②结合水参与某些代谢反应③自由水是各种代

谢活动的介质④自由水参与某些代谢反应

A.①②B.②③C.③④D.①④

解析自由水是细胞内的良好的溶剂，营养物质和代谢废物可溶解在自由水中运

输，自由水还参与其他代谢过程，因此自由水与结合水的比值增大时，代谢加

快。

答案C

［变式训练1］水是生物体内物质运输的主要介质，这是因为（）

A.水是良好的溶剂B.水是细胞内某些生化反应的产物

C.水能缓和温度的变化D.水是某些复杂化合物的组成成分

解析水是极性分子，所以凡是有极性的分子或离子都易溶于其中。水作为溶

剂，分布在细胞内的液体、血浆等人和动物的体液及植物的汁液中。水是细胞内

某些生化反应的产物，结合水是某些复杂化合物的组成成分，由于水分子之间的

氢键，水可以缓和温度的变化，但B、C、D三项所述功能不是水成为生物体内物

质运输主要介质的原因。

答案A

【想一想】

细胞若失去结合水或自由水，哪一个会导致细胞死亡？

提示：结合水。

知识点二：细胞中的无机盐

-----------------------------知识梳理---------

细胞中的无机盐

1.存在形式和含量

2.生理功能（连线）

功能实例

①组成复杂化合物、a.人体缺钙会出现抽搐

②维持生命活动1b.HCO潍持血浆pH,Na+

维持生物体正常渗透压

③维持细胞酸碱平衡.c.Mg?+参与组成叶绿素，

和渗透压平衡Fe?+参与组成血红蛋白，

P也是许多化合物的成分

［典例2］下列关于无机盐的叙述，正确的是（）

A.人体内的甲状腺激素含有I元素

B.哺乳动物血液中Ca?+浓度过高会发生抽搐

C.光合色素都含有Mg元素

D.Fe"是血红蛋白的主要成分

解析哺乳动物血液中Ca?+浓度过低会发生抽搐，B错误；类胡萝卜素不含有镁

元素，C错误；Fe?+是血红蛋白的主要成分，D错误。

答案A

［变式训练2］下图为一种叶绿素分子和血红蛋白分子局部结构简图，请思考：

叶绿体中含四种色素，其中叶绿素（2种）含Mg?*,另两种色素（类胡萝卜素）不含

Mg2+

⑴上述实例表明无机盐在哪些方面的重要功能？

答案该实例表明某些无机盐是构成细胞内许多化合物的重要成分。

⑵有一种贫血症叫缺铁性贫血，为什么缺铁会导致贫血？

答案Fe?+是血红蛋白的重要组成成分，缺铁会影响血红蛋白合成，而缺乏血红

蛋白时将会导致贫血，此即缺铁性贫血。

【知识拓展】

探究A是否属于植物生长所必需的无机盐的实验操作

对照组：植物+完全培养液一正常生长

实验组：

植物-正常生长今结论：A不是植物生长

+所必需的无机盐

缺A的

生长不加入A盐

培养液A生长正常

正常

结论：A是植物生长所

必需的无机盐

课堂小结

细胞

的

中

和

水

机

无

结合水盐

功能功能

随堂检测

1.下列植物细胞中，结合水相对含量最大的是（）

A.萌发的玉米种子B.洋葱根尖细胞

C.休眠的大豆种子D.苹果果肉细胞

解析休眠种子中已丧失大部分自由水，结合水相对含量最高。

答案C

2.下列关于细胞中水分子的叙述错误的是（）

A.只能以游离形式存在

B.是细胞鲜重中含量最多的成分

C.是细胞代谢活动的介质

D.是细胞中多种物质的溶剂

解析细胞中的水分子以自由水和结合水的形式存在，是细胞鲜重中含量最多的

成分，其中自由水是细胞代谢活动的介质和细胞中多种物质的溶剂。

答案A

3.乳酸亚铁口服液可以有效地治疗人类缺铁性贫血症，这是因为其中的Fe?+进入

人体后能（）

A.调节血液的酸碱平衡

B.构成红细胞中的血红蛋白

C.调节血液的渗透压

D.促使更多红细胞的产生

解析Fe?+是红细胞中血红蛋白的重要成分。

答案B

4.细胞内的无机盐离子（如K+、Ca2\H2PO；等）的主要生理作用不包括（）

A.是细胞结构物质之一

B.维持细胞形态

C.维持细胞正常的生理功能

D.维持细胞的酸碱平衡

解析组成细胞的结构物质，是化合态的无机盐的功能，不是离子态的无机盐的

功能。

答案A

5.“绵绵的春雨，是她润醒了小草，润绿了杨树，润开了报春花。”此过程中,

细胞中自由水与结合水的相对含量变化表示正确的是（）

结合水目由水

复苏时间复苏时间

B

由

水

复苏时间O复苏时间

D

解析随着复苏时间的延长，细胞中自由水/结合水的比值变大，才会导致细胞

代谢水平提高。

答案B

课时作业

（时间：30分钟）

I对点落实I

知识点1细胞中的水

1.下列关于耐旱植物细胞的叙述中正确的是（）

A.细胞液浓度高,自由水多，代谢旺盛

B.细胞液浓度高,自由水少，代谢缓慢

C.细胞液浓度低,自由水少，代谢缓慢

D.细胞液浓度低,自由水多，代谢旺盛

解析耐旱植物的代谢缓慢，自由水含量少，结合水含量高，由于自由水含量

少，因此细胞液浓度高，B正确。

答案B

2.水是生命之源，下列关于水的叙述，错误的是（）

A.结合水一般不参与代谢作用，它使各种组织、器官有一定形状、硬度

B.冬天针叶树体内结合水的含量会减少

C.种子萌发初期，自由水与结合水比值不断增大，细胞代谢也随之增强

D.正常人一生中，随年龄增长，大部分细胞内自由水与结合水比值逐渐减小

解析自由水和结合水可以相互转化，温度降低时，结合水的含量增加，B错

误。

答案B

3.某实验室通过检测来自生物体内不同器官的细胞的水分含量，得到了下面一组

数据：

细胞类型骨细胞心肌细胞肝细胞肌细胞表皮细胞

含水量62%79%75%73%70%

根据上表中的数据，能够分析得到的结论是（）

①水是组成生物体细胞中含量最多的化合物

②水在生物体中有自由水和结合水两种形式

③自由水与结合水的比值越高，生物的新陈代谢就越旺盛

④心肌细胞中自由水的含量比肝细胞中自由水的含量多

A.①B.①②③④

C.①③④D.①②④

解析分析表格信息可知，人体不同细胞中含量最多的化合物是水，①正确；表

格信息不涉及水的存在形式，②错误；表格信息不涉及自由水、结合水比值和新

陈代谢之间的关系，③错误；分析表格信息不能推断出心肌细胞中自由水的含量

比肝细胞中自由水的含量多，④错误。

答案A

4.生物体内的含水量可以变化，自由水和结合水可以相互转化，下图所示曲线错

误的是（）

植物体内结

自由水/结合水水分含量

合水/自由水

ot年龄°小麦开花09月10月11月

代谢加快

后时间

解析生物体内的含水量是可以变化的。生物体不同生长发育阶段水的含量不

同，动物的年龄增大时，农作物接近成熟时，植物处于寒冷季节时，生物体内的

自由水都会减少。

答案D

5.下列有关水的叙述错误的是（）

A.晒干种子中的水主要以结合水存在

B.水是细胞中某些化学反应的原料

C.细胞中的所有物质都能溶解在水中

D.水能做溶剂、调节体温的生理作用与其是极性分子有关

解析晒干种子中的水主要以结合态存在，A正确；水是细胞中某些化学反应的

原料，B正确；细胞中的脂溶性物质不溶于水，C错误；水是极性分子，能溶解

极性物质；水分子间具有较强的氢键，使水具有较大的比热容，可以参与调节体

温，D正确。

答案C

知识点2细胞中的无机盐

6.随着人们生活水平的不断提高和环境保护意识的不断增强，家庭绿化日益普

及。对绿色观叶植物适当补充镁元素，可使其正常生长，其原因是（）

A.镁是合成蛋白质的原料

B.镁是合成核酸的原料

C.镁能够促进植物对水分的吸收

D.镁是组成叶绿素的重要元素

解析镁是组成叶绿素的重要元素。适当补充镁，能保证叶绿素的正常合成，使

叶色葱绿。

答案D

7.下列关于无机盐在生物体中功能的叙述，错误的是（）

A.镁是叶绿体中参与光合作用的各种色素的组成元素

B.人体缺铁会影响正常的有氧呼吸功能

C.人体血液中Ca?+浓度太低，会出现抽搐症状

D.在探究小麦生长发育需要M4+的实验中必须设置对照实验

解析叶绿体中有些色素不含镁，只有叶绿素含镁。

答案A

8.人的红细胞可在0.9%的氯化钠溶液中保持正常的形态，若将红细胞置于浓盐

水中，红细胞会失水皱缩，从而丧失输送氧气的功能。这些事实说明（）

A.无机盐对维持生物体的新陈代谢有重要作用

B.无机盐对于维持细胞的渗透压有重要作用

C.无机盐离子容易进出细胞

D.水分子容易进出细胞

解析人体内的红细胞生活在血浆里，血浆的渗透压与0.9%的氯化钠溶液的渗

透压相等，红细胞生活在这种环境中能维持渗透压的平衡。如果将红细胞放在浓

盐水中，红细胞会失水皱缩，从而丧失输送氧气的功能。这些事实说明无机盐对

维持细胞的渗透压有重要作用。

答案B

9.人体内血钙浓度低于0.01g/100mL时，外界只要有轻微刺激，神经肌肉就会

出现强烈的抽搐。这一实例说明钙在人体内的重要作用之一是（）

A.维持细胞和生物体的生命活动

B.调节细胞的酸碱平衡

C.神经细胞的重要组成成分

D.维持细胞正常渗透压

解析由题意可知，当血液含钙量过低时，可导致神经肌肉抽搐，这一实例说明

钙对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用。

答案A

10.一位农民种植的某块农田小麦产量总是比邻近地块的低。他怀疑该农田可能

是缺少某种元素，为此将该块肥力均匀的农田分成面积相等的五小块，进行田间

实验。除施肥不同外、其他田间处理措施均相同。实验结果如下表，从表中可判

断该农田最可能缺少的元素是（）

地块甲乙丙T戊

施肥情况尿素磷酸二氢钾磷酸二氢镂硫酸镂不施肥

小麦收获量55.5665.2656.8855.4455.11

A.KB.N

C.PD.S

解析由表中施肥情况可以看出，甲、乙、丙、丁都进行施肥处理，属于实验

组，而戊不施肥，进行空白对照。甲和戊对照，证明植物不缺N；丙和戊对照，

证明植物不缺P；丁和戊对照，证明植物不缺S；乙和戊对照，小麦收获量明显

升高，所以，该农田缺少的元素是钾。

答案A

11.广告语“聪明的妈妈会用心（锌）”道出了锌的重要性。研究发现生物体内有

70多种酶的活性与Zr?+有关，这说明无机盐（）

A.对维持酸碱平衡有重要作用

B.对维持细胞形态有重要作用

C.对维持生物体的生命活动有重要作用

D.对调节细胞内溶液的浓度有重要作用

解析由题干信息可知，Zn?+与生物体内的70多种酶的活性有关，这体现了无机

盐离子对维持生物体的生命活动有重要作用。

答案C

I综合强化I

12.磁共振技术（MRI）可应用于临床疾病诊断。因为许多疾病会导致组织和器官内

水分发生变化，这种变化恰好能在磁共振图像中反映出来。下列有关叙述错误的

是（）

A.构成人体的不同组织和器官含水量是不一样的

B.水在细胞中的存在形式及