2020版《全程复习方略》高考生物一轮复习课堂互动探究案2细胞的物质组成及有机物的鉴定 学案

课堂互动探究案2 细胞的物质组成及有机物的鉴定

　考点突破　素养达成

　组成细胞的元素和化合物(国考5年1考)

(全国卷：2015全国卷Ⅰ；地方卷：2018江苏卷；2017海南卷；2015江苏卷)

【师说考问】

考问1　生物界和非生物界在元素种类和含量上存在什么关系

考问2　辨析组成细胞的元素的生理功能

　(1)维持机体正常的生命活动：如K＋可保持心肌正常兴奋性，微量元素B能促进花粉的萌发和花粉管的伸长等。

(2)组成细胞的化合物：

①根据元素组成将核酸、糖类、脂肪、磷脂、蛋白质和ATP等化合物填入适当的方框内。

②据特征元素推测化合物的种类：

③从化合物的元素组成分析代谢产物：

糖类、脂质和蛋白质都含有C、H、O，故其代谢终产物都有CO2和H2O；蛋白质中还有N，其代谢产物中还含有尿素。

④从化合物中的元素含量来分析氧化分解释放能量的多少：

脂肪的含氢量多于糖类，因此等质量的脂肪彻底氧化分解时所消耗的O2量多于糖类，释放的能量也多于糖类。

【题组跟进】

高考题组——研考向

　组成化合物的元素考查

1．判断下列有关组成细胞化学元素的叙述。

(1)DNA与ATP中所含元素的种类相同。[2015·全国卷Ⅰ，T1](√)

(2)淀粉、脂肪、蛋白质和核酸4种生物分子都含C、H、O、N这4种元素。[2015·江苏卷，T1](×)

(3)主动运输机制有助于维持细胞内元素组成的相对稳定。[2012·江苏卷，T1C](√)

[归纳总结]　各种化合物的组成元素

　细胞中的主要化合物比较

2．[经典高考]下列有关细胞物质组成的叙述，正确的是(　　)

A．在人体活细胞中氢原子的数目最多

B. DNA和RNA分子的碱基组成相同

C．多糖在细胞中不与其他分子相结合

D．蛋白质区别于脂质的特有元素是氮

解析：人体活细胞中水含量最多，因而H原子数目也最多，A项正确；DNA中的碱基种类有A、T、C、G，RNA中的碱基种类有A、U、C、G，B项错误；多糖在细胞表面可与蛋白质分子结合形成糖蛋白，C项错误；脂质中的固醇和磷脂中含有N元素，D项错误。

答案：A

3．下列关于生物体内有机化合物所含元素的叙述，错误的是(　　)

A．叶绿素含有镁元素  B．血红蛋白含有铁元素

C．脱氧核糖含有磷元素  D．胰岛素含有碳元素

解析：脱氧核糖为五碳糖，元素组成为C、H、O，故C项错误。

答案：C

模拟题组——预趋势

　辨别细胞的元素组成、分类及作用

1．[2019·临川高三模拟]下列物质中元素组成相同的一组是(　　)

A．糖原、胰岛素、甲状腺激素

B．ATP、DNA、RNA

C．淀粉、淀粉酶、淀粉酶基因

D．纤维素、性激素、生长激素

解析：糖原、淀粉、纤维素、性激素的组成元素是C、H、O；甲状腺激素、胰岛素、淀粉酶、生长激素的主要组成元素是

C、H、O、N；ATP、DNA、RNA、淀粉酶基因的组成元素是C、H、O、N、P。

答案：B

　依据元素组成推断化合物的种类

2．如图表示不同化学元素所组成的化合物，以下说法错误的是(　　)

A．若①为某种大分子的组成单位，则①最可能是氨基酸

B．若②是细胞中重要的储能物质，则②可能是脂肪

C．若③为能储存遗传信息的大分子物质，则③一定是DNA

D．若④主要是在动物肝脏和肌肉中合成的储能物质，则④是糖原

解析：由图示可知，①的组成元素为C、H、O、N，若①为某种大分子的组成单位，则①最可能是蛋白质的基本组成单位——氨基酸；②的组成元素只有C、H、O三种，可能是糖类或脂肪，若②是细胞中重要的储能物质，则②可能是脂肪；③的组成元素为C、H、O、N、P，若③是能储存遗传信息的大分子物质，则其可能是DNA或RNA；④只含C、H、O三种元素，主要是在动物肝脏和肌肉中合成的储能物质，则④是肝糖原和肌糖原。

答案：C

　细胞中的水和无机盐(国考5年1考)

(全国卷：2016全国卷；地方卷：2016北京卷；2014四川卷)

【师说考问】

考问1　细胞中水的存在形式有几种？生理功能如何？

　(1)存在形式：自由水和结合水。

(2)

(3)与代谢、抗逆性的关系

①自由水/结合水比值与代谢、抗逆性的关系。

②细胞衰老与水含量：衰老的细胞内水分含量减少，细胞萎缩，体积减小，细胞代谢速率减慢。

[易错警示]　生物体内的水≠细胞内的水。生物体内的水除了存在于细胞内以外，细胞与细胞之间也有，如动物体内的细胞外液。

考问2　(科学思维与科学探究)完成下列探究问题：

　下图是某同学设计实验探究X是否属于植物生长所必需的无机盐的构思，本实验中采用甲组、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。

据图思考：

(1)实验中的自变量、因变量分别是元素X的有无、植物的生长状况。

(2)两次对照中属于实验组的依次是乙组、乙组实验后。

(3)实验培养过程中，需要不断通入空气(或不断更换等量新鲜培养液)，目的是为植物根细胞提供O2，由此可见，植物根细胞对无机盐的吸收方式是主动运输。

[题后归纳]

无机盐生理功能的验证方法

(1)对照组

植物＋完全培养液―→正常生长

(2)实验组

[易错警示]　设计实验时应注意的事项

(1)实验中应保证实验材料的统一性，即材料的种类、生长状况应一致等。

(2)实验组用缺素培养液，对照组用全素培养液，不能用蒸馏水做对照。

(3)实验组加入X盐的目的是进行二次对照，使实验组前后对照(即自身对照)，以增强说服力。

【题组跟进】

高考题组——研考向

　对水相关知识的综合考查

1．[2016·海南卷，26]水在植物的生命活动中具有重要作用。风干种子只有吸收足够的水才能进行旺盛的代谢活动，使胚生长。小麦种子萌发过程中吸水量随时间变化的趋势如图所示。回答下列问题。

(1)植物细胞中的水通常以结合水和自由水两种形式存在。风干种子细胞中的水主要是以________的形式存在。经阶段Ⅰ吸水后，种子中的水主要是以________的形式存在。

(2)在阶段Ⅱ，种子吸水速率____________(填“大于”、“小于”或“等于”)阶段Ⅰ，呼吸速率____________(填“大于”、“小于”或“等于”)阶段Ⅰ。

(3)从细胞组成和结构的角度来推测，水分可经过细胞膜中的________、________从细胞外进入细胞内。

解析：(1)风干种子失去了大部分自由水，细胞中的水主要以结合水的形式存在。经阶段Ⅰ吸水后，种子中的水主要是以自由水的形式存在。(2)在阶段Ⅱ，种子吸水量变化不大，吸水速率小于阶段Ⅰ，但自由水含量增加，代谢增强，呼吸速率大于阶段Ⅰ。(3)细胞膜由磷脂双分子层构成基本支架，由于磷脂分子的尾部具有疏水性，少量的小分子的水分子可以经磷脂分子间隙进入细胞，大部分应经过水通道进入。

答案：(1)结合水　自由水

(2)小于　大于

(3)磷脂(或脂质)双分子层　水通道

[高考VS,教材]

高考溯源　教材必修1 P34～35涉及自由水和结合水的存在形式及功能，主要针对水存在形式及自由水的功能予以考查。

[即时对练]　(教材必修1 P19T1、T3改编)下列与组成细胞的元素及无机物相关的叙述，正确的是(　　)

A．生物界中含量最多的三种元素是O、C、H，因此非生物界中含量最多的三种元素也是O、C、H

B．相对于自由水，结合水在细胞中的作用较小

C．活细胞中无机盐含量最少，功能最小

D．结合水、无机盐在细胞中含量均较少，但作用不能被取代

解析：生物界和非生物界在元素种类上具有统一性，但在含量上具有较大差异；结合水、无机盐含量虽较少但其作用非常重要，不可被取代。

答案：D

　对无机盐相关知识的考查

2．[2017·海南卷，4]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吸收

B．缺铁会导致哺乳动物血液运输O2的能力下降

C．和ATP一样，KH2PO4也能为生物体提供能量

D．植物秸秆燃烧产生的灰烬中含有丰富的无机盐

解析：草酸与食物中钙结合形成沉淀物不利于吸收，A正确；铁是血红蛋白的组成成分，血红蛋白的主要作用是运输氧，缺铁会导致哺乳动物血液运输O2的能力下降，B正确；无机盐在生物体中的作用是细胞的结构成分、参与并维持生物体的代谢活动、维持生物体内的酸碱平衡、维持细胞的渗透压，无机盐不能为生物体提供能量，C错误；燃烧过程中有机物被分解，剩下来的是无机物，D正确。

答案：C

3．[经典高考]智能温室无土栽培作物，易于管理，优质高产，该项技术广泛用于现代农业。

无土栽培所用营养液中的无机盐在植物体内的作用是____________和____________。植物因种类和生长发育阶段不同对无机盐的需求也不同，所以应视具体情况调整____________，供作物____________性吸收无机盐离子。

解析：细胞内无机盐离子的作用：(1)细胞的组成成分；(2)维持生物体的生命活动。因此无土栽培所用营养液中的无机盐在植物体内作用也相同，由于后面说到了植物因种类和生长发育阶段不同对无机盐的需求也不同，所以作用描述为调节植物生命活动较好。

答案：细胞的组成成分　调节生命活动　营养液中无机盐的组成及比例(营养液配方)　选择

 [师说命题规律]

高考中有关水的命题一般综合性较强，涉及水的含量、存在形式、水与细胞代谢的关系及细胞代谢中水的产生和消耗等，要求考生有较强的综合运用能力。,高考命题中常考查生物体对无机盐的吸收及无机盐在生物体中的作用，另以实验探究形式考查某种无机盐是否是植物生长发育所必需的。一般只要掌握常见无机盐的生理作用及实验设计的一般原则即可作答。

模拟题组——预趋势

　细胞中的水的生理功能考查

1．[2019·全国名校大联考]下列有关水与生命活动的叙述，错误的是(　　)

A．代谢旺盛的细胞自由水含量较代谢慢的细胞低

B．正在萌发的种子中结合水与自由水的比值下降

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条件下可以相互转化

解析：代谢旺盛的细胞自由水含量较高，A项错误；正在萌发的种子中自由水含量较高，结合水与自由水的比值下降，B项正确；有氧呼吸和氨基酸脱水缩合过程中都有水生成，C项正确；自由水和结合水在一定条件下可以相互转化，D项正确。

答案：A

2．[2019·郑州高三调研]米草是分布在沿海滩涂的盐沼植物，如图为互花米草体内自由水与结合水的比值(甲)和K＋吸收速率与潮汐水淹时间的关系曲线(乙)。据图判断下列有关叙述正确的是(　　)

A．进行水淹处理时，实验用水应为自来水

B．K＋吸收速率逐渐下降，主要与细胞膜上载体数量不足有关

C．水淹时间为24 h/d的实验组长势差的主要原因是光照不足

D．互花米草在水淹时间为3 h/d的环境下，抗逆性最强

解析：互花米草为一种滩涂草本盐沼植物，实验用水应该采用此植物实际生活环境中的海水，A错误；由于根对矿质离子的吸收是主动运输过程，需要消耗能量，水淹后根细胞不能进行有氧呼吸，无氧呼吸产生的能量少，因此对K＋的吸收速率降低，B错误；长期水淹(水淹时间为24 h/d)导致互花米草进行无氧呼吸造成供能不足，且无氧呼吸的产物酒精对其有毒害作用，从而导致长势较差，C错误；据图可知，互花米草在水淹时间为3 h/d的环境下，自由水与结合水的比值最小，即其结合水相对含量多，抗逆性最强，D正确。

答案：D

　无机盐的功能分析及实验验证

3．[2019·湖南益阳调研]下列与无机盐相关的叙述，错误的是(　　)

A．有的无机盐参与形成蛋白质

B．植物细胞缺镁则叶片失绿

C．有的无机盐游离在水中维持细胞内的pH

D．人体的血浆渗透压由无机盐维持

解析：有的无机盐可以与蛋白质结合，如铁与血红蛋白结合，A正确；Mg2＋是叶绿素分子必需的成分，叶绿素呈绿色，故植物细胞缺镁则叶片失绿，B正确；有的无机盐游离在水中维持细胞的渗透压和pH，C正确；人体的血浆渗透压由无机盐和血浆蛋白共同维持，D错误。

答案：D

4．[经典模拟]某农场在田间试验时发现，小麦产量总是比邻近的地块低，技术员怀疑该农田可能缺乏某种元素。现将该农田分成面积相等的5块样地，分别编为1～5号进行试验。除施肥不同外，其他条件相同，结果如下图所示。分析判断该农田最可能缺乏的元素是(　　)

A．K　　　　　　　　　　B．N

C．P                     D．S

解析：分析柱形图可知，1号地施尿素，3号地施磷酸二氢铵，4号地施硫酸铵，与5号地不施肥料的小麦的产量无差异，说明该农田产量较低的原因不是缺乏N、P、S元素，2号地施磷酸二氢钾，与5号地相比，小麦产量显著增加，说明小麦产量增加与K、P元素密切相关，又知该农田产量较低的原因不是缺乏N、P、S元素，所以推断该农田最可能缺乏的元素是K元素。

答案：A