还剩14页未读，
继续阅读
所属成套资源：2021高三人教版生物一轮学案合集
成套系列资料，整套一键下载
2021高三统考人教生物一轮（经典版）学案：必修1第1单元 第2讲 细胞中的元素和化合物、细胞中的无机物
展开
第2讲 细胞中的元素和化合物、细胞中的无机物
[考纲明细] 1.水和无机盐的作用(Ⅰ) 2.实验：检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质
课前自主检测
判断正误并找到课本原文
1．生物体有选择地从无机自然界获取各种物质来组成自身，故生物体细胞中不存在无机自然界中没有的特殊元素。(必修1 P16—正文)(√)
2．组成人体细胞鲜重和干重前4位的元素分别是O、C、H、N和C、O、N、H。(必修1 P17—图2－1、2－2)(√)
3．组成细胞的元素都以化合物形式存在。(必修1 P17—正文)(×)
4．并不是所有细胞中化合物的含量都一样。(必修1 P17—思考与讨论)(√)
5．斐林试剂与双缩脲试剂的组成成分完全相同，浓度不同。(必修1 P18—实验)(√)
6．观察花生子叶中脂肪时，需用蒸馏水洗去浮色，再进行观察。(必修1 P19—实验)(×)
7．双缩脲试剂A、B要混合均匀后使用，且需水浴加热及显微镜观察。(必修1 P19—实验)(×)
8．自由水和结合水是细胞结构的重要组成成分。(必修1 P35—正文)(×)
9．缺铁会导致血红蛋白合成障碍，引起缺铁性贫血。(必修1 P35—思考与讨论)(√)
10．哺乳动物血液中钙离子含量太低，会出现抽搐症状。(必修1 P36—正文)(√)
11．患急性肠炎的病人脱水时需及时补充水分和无机盐，因此，要输入葡萄糖盐水。(必修1 P36—与生活的联系)(√)
12．证明某一种或某几种无机盐是植物生长发育所必需的，只需将幼苗放入缺素培养液观察植物生长状况即可。(必修1 P36—技能训练)(×)
真题重组 判断正误
(1)(2017·全国卷Ⅱ)硒是人体必需的微量元素，但不宜摄入过多。(√)
(2)(2014·四川高考)在最基本的生命系统中，H2O有自由水和结合水两种存在形式。(√)
(3)(2014·海南高考)水是构成叶肉细胞的重要化合物之一。(√)
(4)(2015·山东高考)细胞内结合水/自由水的比值，种子萌发时比休眠时高。(×)
(5)(2018·全国卷Ⅱ)蛋白质结合Mg2＋形成的血红蛋白参与O2运输。(×)
(6)(2016·全国卷Ⅱ)构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收。(√)
知识自主梳理
一 组成细胞的元素
1．存在形式：大多以化合物的形式存在。
2．分类
(1)大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。
(2)微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。
(3)基本元素：C、H、O、N。
(4)最基本元素：C。
(5)干重前四位：C、O、N、H。
(6)鲜重前四位：O、C、H、N。
3．来源：生物体有选择地从自然界中获得。
4．生物界和非生物界在元素组成上的统一性和差异性
(1)统一性：组成生物体的元素在无机自然界中都能找到，在元素种类上具有统一性。
(2)差异性：同一种元素在生物界和非生物界中的含量差别很大。
二 细胞中化合物
1．分类
2．细胞中化合物的比较
鲜重含量最多的有机化合物
蛋白质
鲜重含量最多的化合物
水
干重含量最多的化合物
蛋白质
不含N的有机物
糖类和脂肪
含有N，同时含有S的有机物
蛋白质
含有N，同时含有P的有机物
核酸、磷脂、ATP等
三 细胞中水的存在形式和作用
1．存在形式：结合水和自由水。
3．自由水、结合水与温度变化的关系
自由水和结合水可相互转化，即：自由水低温,高温结合水。
4．自由水、结合水与细胞代谢及抗逆性的关系
四 无机盐
1．在细胞中的存在形式：主要是离子。
2．生理作用
功能
举例
是某些复杂化合物的组成成分
Mg2＋参与叶绿素合成；Fe2＋参与血红蛋白合成；I－参与甲状腺激素合成
维持细胞和生物体的正常生命活动
血Ca含量过低，会出现抽搐症状；血Ca含量过高，会出现肌无力症状；缺B，花而不实
维持细胞和生物体的渗透压
Na＋对细胞外液渗透压起重要作用，K＋对细胞内液渗透压起重要作用
维持细胞和生物体的酸碱平衡
人血浆中HCO、HPO对血浆pH的稳定有重要作用
五 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1．检测原理(显色反应或染色)
(1)糖类的检测
①还原糖＋斐林试剂水浴加热砖红色沉淀。
②淀粉＋碘液―→蓝色。
(2)脂肪的检测：脂肪＋
(3)蛋白质的检测：蛋白质＋双缩脲试剂―→紫色。
2．材料的选择：要检测的物质含量高；白色或无色。
3．实验步骤
(1)还原糖的检测和观察
生物组织样液2 mL―→斐林试剂1 mL(甲液和乙液等量混合均匀)―→水浴加热(50～65 ℃)―→砖红色沉淀
(2)脂肪的检测和观察
方法一：花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)染液→橘黄色(或红色)
方法二：
(3)蛋白质的检测和观察
豆浆(或稀蛋清)2 mL―→双缩脲试剂A液1 mL―→摇匀―→双缩脲试剂B液4滴―→摇匀―→溶液呈紫色
注：双缩脲试剂与肽键作用呈紫色。
1．细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要。(×)
2．细胞中的一种元素的作用能被其他元素替代。(×)
3．细胞中常见的化学元素有C、H、O、N等20多种，其中C是最基本元素。(√)
4．人体活细胞中氧的含量最多，但氢原子的数量最多。(√)
自由水跟代谢密切相关。结合水是细胞结构不可分割的一部分，一旦失去结合水，细胞结构被破坏，细胞死亡。
思考下列实际问题，做出合理推测：
1．新鲜小麦种子放在阳光下，质量减轻的原因？
提示 自由水散失。
2．干种子用水浸泡后仍能萌发说明什么？
提示 失去自由水的种子仍能保持其生理活性。
3．干种子不浸泡就不萌发，原因是什么？
提示 干种子含有的自由水非常少，细胞代谢强度很低。
4．种子晒干后储存的原理是什么？
提示 减少自由水含量，降低呼吸作用，延长种子寿命。
5．低温环境减少花卉浇水的原因是什么？
提示 提高植物对低温的抗性。
1．所选生物材料中有机化合物的种类、含量不一样，可能没有一种食物含有所检测的全部物质，所以平时应该注意全面膳食，保证均衡营养。
2．因为本实验是利用颜色反应进行检测，所以生物材料原有颜色会影响实验结果。
3．开始时的浅蓝色是Cu(OH)2的颜色，后来的棕色是浅蓝和砖红色的混合色，最后Cu2＋全部生成Cu2O，溶液呈现砖红色。
4．蛋白质中的肽键在碱性条件下能与Cu2＋生成紫色络合物，所以先加A液营造碱性环境，后加B液提供Cu2＋。其中双缩脲试剂B液的量不能过多，因为过多的双缩脲试剂B液会与双缩脲试剂A液反应生成Cu(OH)2，使溶液呈蓝色进而掩盖实验生成的紫色。
5．斐林试剂的甲液、乙液的成分分别与双缩脲试剂的A液、B液相同，只是斐林试剂的乙液的质量浓度比双缩脲试剂的B液大，故只需将斐林试剂乙液用蒸馏水稀释即可用来鉴定蛋白质。
考点题型突破
考点1 细胞中的元素和化合物
题型一 元素的种类和功能
1．一种植物和一种哺乳动物体内细胞的某些化学元素含量(占细胞干重的质量分数%)如下表所示，下列有关叙述正确的是( )
元素
C
H
O
N
P
Ca
S
植物(%)
43.57
6.24
44.43
1.46
0.20
0.23
0.17
动物(%)
55.99
7.46
14.62
9.33
3.11
4.67
0.78
A．碳元素的含量说明有机物是干重的主要成分
B．这两种生物体内所含的化学元素的种类差异很大
C．N、S含量说明动物组织含蛋白质较多，若该动物血钙高则会发生肌肉抽搐
D．经测定该植物某有机物含C、H、O、N、S，此化合物可能是RNA
答案 A
解析 有机物以碳链为基本骨架，细胞干重含C多，表明有机物是干重的主要成分，A正确；两种生物体内所含的化学元素的种类基本相同，含量有差别，B错误；蛋白质基本元素组成为C、H、O、N，还含有S等，N、S含量说明动物组织含蛋白质较多，若动物血钙低则会发生肌肉抽搐，C错误；RNA元素组成为C、H、O、N、P，D错误。
2．(2019·成都外国语学校检测)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，下列说法错误的是( )
A．若图1表示细胞鲜重，则A、B化合物依次是H2O、蛋白质
B．若图2表示组成人体细胞的元素含量，则a、b、c依次是O、C、H
C．地壳与活细胞中含量最多的元素都是a，因此说明生物界与非生物界具有统一性
D．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，其必含的元素为C、H、O、N
答案 C
解析 若图1表示细胞鲜重，含量最多的化合物是H2O，其次是蛋白质，A正确；若图2表示组成人体细胞的元素含量，则含量最多的元素是O，其次是C、H，B正确；组成生物界的元素在无机自然界中都能找到，说明生物界与非生物界具有统一性，C错误；细胞干重中含量最多的化合物是蛋白质，其具有多样性，必含的元素为C、H、O、N，D正确。
1.三种常考元素
(1)最基本的元素(或核心元素)为“C”(干重最多)。
(2)含量最多的元素为“O”(鲜重最多)。
(3)数目最多的元素为“H”。
2．生物界与非生物界间及各种生物彼此之间就化学元素“种类”来看具有统一性，就元素“含量”来看却具有差异性。
3．判断元素与化合物的四个“明确”
题型二 根据元素判断化合物
3．如图为不同化学元素组成的化合物示意图，以下说法不正确的是( )
A．若①为某种具有催化作用的化合物，则①的初步水解产物为多肽，彻底水解产物为氨基酸
B．若②大量积累于人和动物皮下和内脏器官周围，则②为脂肪
C．若③为构成细胞膜基本骨架的分子，则③为磷脂
D．若④在低血糖时直接分解以补充血糖，则④可能是肌糖原和肝糖原
答案 D
解析 由示意图中的元素组成特点，可以判断①可能是蛋白质，②④可能是糖类、脂肪或固醇等，③可能是核酸、磷脂等。根据A项中的“催化作用”可以确定①是蛋白质类的酶，其初步水解产物为多肽，彻底水解产物为氨基酸，A正确；通过B项的叙述可以确定②是生物体内的储能物质——脂肪，B正确；磷脂是构成细胞膜基本骨架的分子，磷脂含有的化学元素有C、H、O、N、P等，C正确；在低血糖时，肝糖原可以直接分解，以补充血糖，但肌糖原不能直接分解以补充血糖，即④可能是肝糖原，但不会是肌糖原，D错误。
“两法”解决物质推断题
(1)通过比较记忆特殊有机物的元素组成
物质名称
特征元素
共有元素
ATP
P
C、H、O、N
叶绿素
Mg
血红蛋白
S、Fe
甲状腺激素
I
胰岛素
S
(2)推测某一结构(或物质)的元素组成
首先分析该结构或物质的组成成分，再推测其元素组成。如：
细胞膜→蛋白质＋糖类＋磷脂→C、H、O、N、P；
染色体→蛋白质＋DNA→C、H、O、N、P；
核糖体→蛋白质＋RNA→C、H、O、N、P；
病毒→蛋白质＋核酸→C、H、O、N、P。
[3－1] (2019·郑州一中调研)下列化合物中，由相同种类元素组成最多的一组是( )
①胰岛素 ②乳糖 ③核苷酸 ④磷脂 ⑤[H] ⑥脂肪 ⑦RNA ⑧抗体 ⑨纤维素 ⑩ATP
A．①②⑥⑦⑧ B．④⑤⑥⑧⑨
C．②⑤⑥⑦⑩ D．③④⑤⑦⑩
答案 D
解析 ①胰岛素是蛋白质，其组成元素有C、H、O、N、S；②乳糖属于糖类，其组成元素有C、H、O；③核苷酸是核酸的基本组成单位，其组成元素有C、H、O、N、P；④磷脂属于脂质，其组成元素有C、H、O、N、P；⑤[H]组成元素有C、H、O、N、P；⑥脂肪属于脂质，其组成元素有C、H、O；⑦RNA属于核酸，其组成元素有C、H、O、N、P；⑧抗体是蛋白质，其组成元素主要有C、H、O、N；⑨纤维素属于糖类，其组成元素有C、H、O；⑩ATP组成元素有C、H、O、N、P；所以，选项D中含化学元素种类相同，都是由C、H、O、N、P五种元素组成。
[3－2] (2020·哈三中期中)如图是构成细胞的某些化合物的元素组成情况。则对①、②、③所表示的物质及其所能表现的生理功能推测错误的是( )
A．①可能是叶绿素，能吸收光能进行光合作用
B．②可能是血红蛋白，有运输氧的作用
C．③可能是磷脂，是细胞膜的主要成分
D．①、②、③必为同一类物质
答案 D
解析 叶绿素中含有Mg，所以①可能是叶绿素，能吸收光能进行光合作用，A正确；血红蛋白中含有Fe，所以②可能是血红蛋白，有运输氧的作用，B正确；磷脂含有的元素是C、H、O、N、P，所以③可能是磷脂，是细胞膜的主要成分，C正确；由以上分析可知，①、②、③不是同类物质，D错误。
考点2 细胞中的水和无机盐
题型一 水的存在形式与功能
1．(2019·云南玉溪检测)下列有关水的叙述错误的是( )
①自由水参与运输营养物质和代谢废物 ②生物体内的化学反应离不开水 ③水是组成细胞的成分之一 ④细胞内水的存在形式为结合水和自由水 ⑤自由水与结合水的比例与细胞代谢的强弱关系不大 ⑥不同细胞内自由水与结合水的比例基本相同
A．①④⑤ B．①②④
C．⑤⑥ D．③⑥
答案 C
解析 自由水与结合水的比例越大，细胞代谢活动越旺盛，⑤错误；自由水的含量直接影响细胞的代谢强度，不同细胞的代谢强度不同，所以不同细胞中自由水与结合水的比例不相同，⑥错误。
2．磁共振技术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的水分发生变化，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中含水量是不一样的
B．水在细胞中的存在形式及功能是不会改变的
C．组织发生病变，会影响组织内的化学变化
D．发生病变的器官，细胞代谢速率往往会发生改变
答案 B
解析 在人体代谢旺盛的组织和器官中含水量相对较高，代谢较弱的组织和器官中含水量相对较低，A正确；自由水和结合水在细胞中是可以相互转化的，B错误；组织发生病变，会影响组织内的化学变化，C正确；器官发生病变，细胞代谢速率往往会发生改变，如癌变细胞的代谢速率会加快，D正确。
3．(2019·郑州质检)下图为对刚收获的种子所做的一系列处理，据图分析有关说法正确的是( )
A．①和②均能够萌发形成幼苗
B．③在生物体内主要以化合物的形式存在
C．④和⑤是同一种物质，但是在细胞中存在形式和含量不同
D．点燃后产生的CO2中的C全部来自种子中的糖类
答案 C
解析 种子晒干过程丢失的是自由水，细胞仍有活性，而烘干过程失去的是结合水，细胞失去活性，因此①能萌发，②不能萌发，A错误；③为种子中的无机盐，主要以离子形式存在，B错误；④为自由水，⑤为结合水，前者在细胞中以游离形式存在，后者与细胞内的其他物质结合，二者在细胞中的含量也不同，C正确；种子中除糖类外还有其他有机物，因此产生的CO2中的C也可能来自其他有机物，D错误。
衍射法归纳细胞中的水
题型二 无机盐的功能分析及实验验证
4．(2019·辽宁凌源二中上学期期末)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Ca2＋浓度太低，会出现抽搐症状
D．细胞中的某些无机盐离子对维持细胞的酸碱平衡具有一定作用
答案 A
解析 镁是合成叶绿素必需的元素，而不是各种光合色素的组成元素，A错误；缺铁会影响血红蛋白的合成，影响氧气的运输，进而影响有氧呼吸，B正确。
5．设计实验探究X是否属于植物生长所必需的无机盐，某同学的构思大致如下：本实验中甲组作为空白对照，乙组中实验前(无X)与实验后(有X)之间的自身对照。下列叙述正确的是( )
A．两次对照中属于对照组的依次是甲组、乙组实验后
B．此实验的无关变量只是选一些相同的植物
C．此实验如果是无土栽培，则实验前营养液不需要灭菌
D．为防止外界影响，此实验需在黑暗密闭条件下进行
答案 C
解析 该实验的两次对照中属于对照组的依次是甲组、乙组实验前，A错误；此实验的无关变量有相同的植物、培养条件、培养液的量和浓度等，B错误；无土栽培并不是无菌环境，则实验前营养液没有必要灭菌，C正确；由于培养的是植物，故需在光照下进行，D错误。
实验2 检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质
1．(2019·河北武邑中学周测)对下表的有关分析错误的是( )
溶液
溶质的元素组成
检测试剂
颜色反应
溶质的基本单位
甲
C、H、O
①
砖红色
葡萄糖
乙
C、H、O、N等
双缩脲试剂
②
③
A．甲可能是麦芽糖溶液
B．①是斐林试剂，使用时需水浴加热
C．乙液可能是一种酶溶液
D．②是紫色，③是核苷酸
答案 D
解析 还原糖与斐林试剂反应经水浴加热生成砖红色沉淀，故①是斐林试剂，甲是葡萄糖、果糖、麦芽糖等还原糖的一种，A、B正确；蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应，大多数酶是蛋白质，蛋白质的基本单位是氨基酸，C正确，D错误。
2．(2020·南阳期中)下列关于生物组织中有机物检测的实验叙述，正确的是( )
A．变性的蛋白质也能与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应
B．斐林试剂和双缩脲试剂的构成物质都是相同浓度的氢氧化钠和硫酸铜溶液，只是使用的方法不同
C．还原糖鉴定实验的实验材料可选用西瓜和甘蔗
D．苏丹Ⅲ染色后的花生子叶细胞，用显微镜可观察到被染成红色的脂肪颗粒
答案 A
解析 变性的蛋白质存在肽键，与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应，A正确；斐林试剂与双缩脲试剂具有相同浓度的NaOH溶液，不同浓度的CuSO4溶液，B错误；西瓜有颜色，甘蔗里含有的是蔗糖，不属于还原糖，C错误；苏丹Ⅲ可将脂肪染成橘黄色，D错误。
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”
唯一需要加热
还原糖检测，且必须水浴加热，不能用酒精灯直接加热。若不加热，则无砖红色沉淀出现
唯一需要显微镜
切片法检测生物组织中的脂肪
唯一使用酒精
脂肪的检测实验用体积分数为50%的酒精洗去浮色
方向真题体验
1．(2018·全国卷Ⅱ)有些作物的种子入库前需要经过风干处理，与风干前相比，下列说法错误的是( )
A．风干种子中有机物的消耗减慢
B．风干种子上微生物不易生长繁殖
C．风干种子中细胞呼吸作用的强度高
D．风干种子中结合水与自由水的比值大
答案 C
解析 风干的种子中自由水含量极少，细胞呼吸作用强度非常弱，因此有机物消耗减慢，A正确，C错误；风干的种子含水量少，不利于微生物的生长繁殖，B正确；风干的种子中自由水含量极少，导致结合水与自由水的比值增大，D正确。
2．(2016·上海高考)诺贝尔奖得主屠呦呦在抗疟药物研发中，发现了一种药效高于青蒿素的衍生物蒿甲醚，结构如图。下列与蒿甲醚的元素组成完全相同的物质是( )
A．纤维素
B．胰岛素
C．叶绿素
D．甲状腺素
答案 A
解析 据图可知蒿甲醚的组成元素为C、H、O，纤维素为多糖，组成元素为C、H、O，A正确；胰岛素属于蛋白质，组成元素为C、H、O、N等，B错误；叶绿素含有Mg，C错误；甲状腺激素含有I，D错误。
3．(2016·海南高考)下列实验中，加入试剂后不能产生特定颜色的是( )
A．取成熟香蕉匀浆，用斐林试剂检测还原糖
B．黑暗中生长24 h的天竺葵叶片，用碘液检测淀粉
C．玉米根尖经甲基绿染色后，在显微镜下观察细胞核
D．花生子叶经苏丹Ⅲ染色后，在显微镜下观察脂肪颗粒
答案 B
解析 成熟香蕉中含有丰富的还原糖，用斐林试剂检测会出现砖红色沉淀，A正确；黑暗中生长24 h的天竺葵
叶片，淀粉被消耗，加入碘液不能产生蓝色，B错误；玉米根尖经甲基绿染色后，在显微镜下观察细胞核呈绿色，C正确；花生子叶经苏丹Ⅲ染色后，在显微镜下观察脂肪颗粒呈橘黄色，D正确。
4．(2016·海南高考)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。
答案 (1)结合水 自由水 (2)小于 大于
(3)磷脂双分子层 水通道
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)磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架，水分子可以通过自由扩散经过磷脂双分子层从细胞外进入细胞内，也可以通过水通道蛋白进入细胞内。
第2讲 细胞中的元素和化合物、细胞中的无机物
[考纲明细] 1.水和无机盐的作用(Ⅰ) 2.实验：检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质
课前自主检测
判断正误并找到课本原文
1．生物体有选择地从无机自然界获取各种物质来组成自身，故生物体细胞中不存在无机自然界中没有的特殊元素。(必修1 P16—正文)(√)
2．组成人体细胞鲜重和干重前4位的元素分别是O、C、H、N和C、O、N、H。(必修1 P17—图2－1、2－2)(√)
3．组成细胞的元素都以化合物形式存在。(必修1 P17—正文)(×)
4．并不是所有细胞中化合物的含量都一样。(必修1 P17—思考与讨论)(√)
5．斐林试剂与双缩脲试剂的组成成分完全相同，浓度不同。(必修1 P18—实验)(√)
6．观察花生子叶中脂肪时，需用蒸馏水洗去浮色，再进行观察。(必修1 P19—实验)(×)
7．双缩脲试剂A、B要混合均匀后使用，且需水浴加热及显微镜观察。(必修1 P19—实验)(×)
8．自由水和结合水是细胞结构的重要组成成分。(必修1 P35—正文)(×)
9．缺铁会导致血红蛋白合成障碍，引起缺铁性贫血。(必修1 P35—思考与讨论)(√)
10．哺乳动物血液中钙离子含量太低，会出现抽搐症状。(必修1 P36—正文)(√)
11．患急性肠炎的病人脱水时需及时补充水分和无机盐，因此，要输入葡萄糖盐水。(必修1 P36—与生活的联系)(√)
12．证明某一种或某几种无机盐是植物生长发育所必需的，只需将幼苗放入缺素培养液观察植物生长状况即可。(必修1 P36—技能训练)(×)
真题重组 判断正误
(1)(2017·全国卷Ⅱ)硒是人体必需的微量元素，但不宜摄入过多。(√)
(2)(2014·四川高考)在最基本的生命系统中，H2O有自由水和结合水两种存在形式。(√)
(3)(2014·海南高考)水是构成叶肉细胞的重要化合物之一。(√)
(4)(2015·山东高考)细胞内结合水/自由水的比值，种子萌发时比休眠时高。(×)
(5)(2018·全国卷Ⅱ)蛋白质结合Mg2＋形成的血红蛋白参与O2运输。(×)
(6)(2016·全国卷Ⅱ)构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收。(√)
知识自主梳理
一 组成细胞的元素
1．存在形式：大多以化合物的形式存在。
2．分类
(1)大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。
(2)微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。
(3)基本元素：C、H、O、N。
(4)最基本元素：C。
(5)干重前四位：C、O、N、H。
(6)鲜重前四位：O、C、H、N。
3．来源：生物体有选择地从自然界中获得。
4．生物界和非生物界在元素组成上的统一性和差异性
(1)统一性：组成生物体的元素在无机自然界中都能找到，在元素种类上具有统一性。
(2)差异性：同一种元素在生物界和非生物界中的含量差别很大。
二 细胞中化合物
1．分类
2．细胞中化合物的比较
鲜重含量最多的有机化合物
蛋白质
鲜重含量最多的化合物
水
干重含量最多的化合物
蛋白质
不含N的有机物
糖类和脂肪
含有N，同时含有S的有机物
蛋白质
含有N，同时含有P的有机物
核酸、磷脂、ATP等
三 细胞中水的存在形式和作用
1．存在形式：结合水和自由水。
3．自由水、结合水与温度变化的关系
自由水和结合水可相互转化，即：自由水低温,高温结合水。
4．自由水、结合水与细胞代谢及抗逆性的关系
四 无机盐
1．在细胞中的存在形式：主要是离子。
2．生理作用
功能
举例
是某些复杂化合物的组成成分
Mg2＋参与叶绿素合成；Fe2＋参与血红蛋白合成；I－参与甲状腺激素合成
维持细胞和生物体的正常生命活动
血Ca含量过低，会出现抽搐症状；血Ca含量过高，会出现肌无力症状；缺B，花而不实
维持细胞和生物体的渗透压
Na＋对细胞外液渗透压起重要作用，K＋对细胞内液渗透压起重要作用
维持细胞和生物体的酸碱平衡
人血浆中HCO、HPO对血浆pH的稳定有重要作用
五 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1．检测原理(显色反应或染色)
(1)糖类的检测
①还原糖＋斐林试剂水浴加热砖红色沉淀。
②淀粉＋碘液―→蓝色。
(2)脂肪的检测：脂肪＋
(3)蛋白质的检测：蛋白质＋双缩脲试剂―→紫色。
2．材料的选择：要检测的物质含量高；白色或无色。
3．实验步骤
(1)还原糖的检测和观察
生物组织样液2 mL―→斐林试剂1 mL(甲液和乙液等量混合均匀)―→水浴加热(50～65 ℃)―→砖红色沉淀
(2)脂肪的检测和观察
方法一：花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)染液→橘黄色(或红色)
方法二：
(3)蛋白质的检测和观察
豆浆(或稀蛋清)2 mL―→双缩脲试剂A液1 mL―→摇匀―→双缩脲试剂B液4滴―→摇匀―→溶液呈紫色
注：双缩脲试剂与肽键作用呈紫色。
1．细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要。(×)
2．细胞中的一种元素的作用能被其他元素替代。(×)
3．细胞中常见的化学元素有C、H、O、N等20多种，其中C是最基本元素。(√)
4．人体活细胞中氧的含量最多，但氢原子的数量最多。(√)
自由水跟代谢密切相关。结合水是细胞结构不可分割的一部分，一旦失去结合水，细胞结构被破坏，细胞死亡。
思考下列实际问题，做出合理推测：
1．新鲜小麦种子放在阳光下，质量减轻的原因？
提示 自由水散失。
2．干种子用水浸泡后仍能萌发说明什么？
提示 失去自由水的种子仍能保持其生理活性。
3．干种子不浸泡就不萌发，原因是什么？
提示 干种子含有的自由水非常少，细胞代谢强度很低。
4．种子晒干后储存的原理是什么？
提示 减少自由水含量，降低呼吸作用，延长种子寿命。
5．低温环境减少花卉浇水的原因是什么？
提示 提高植物对低温的抗性。
1．所选生物材料中有机化合物的种类、含量不一样，可能没有一种食物含有所检测的全部物质，所以平时应该注意全面膳食，保证均衡营养。
2．因为本实验是利用颜色反应进行检测，所以生物材料原有颜色会影响实验结果。
3．开始时的浅蓝色是Cu(OH)2的颜色，后来的棕色是浅蓝和砖红色的混合色，最后Cu2＋全部生成Cu2O，溶液呈现砖红色。
4．蛋白质中的肽键在碱性条件下能与Cu2＋生成紫色络合物，所以先加A液营造碱性环境，后加B液提供Cu2＋。其中双缩脲试剂B液的量不能过多，因为过多的双缩脲试剂B液会与双缩脲试剂A液反应生成Cu(OH)2，使溶液呈蓝色进而掩盖实验生成的紫色。
5．斐林试剂的甲液、乙液的成分分别与双缩脲试剂的A液、B液相同，只是斐林试剂的乙液的质量浓度比双缩脲试剂的B液大，故只需将斐林试剂乙液用蒸馏水稀释即可用来鉴定蛋白质。
考点题型突破
考点1 细胞中的元素和化合物
题型一 元素的种类和功能
1．一种植物和一种哺乳动物体内细胞的某些化学元素含量(占细胞干重的质量分数%)如下表所示，下列有关叙述正确的是( )
元素
C
H
O
N
P
Ca
S
植物(%)
43.57
6.24
44.43
1.46
0.20
0.23
0.17
动物(%)
55.99
7.46
14.62
9.33
3.11
4.67
0.78
A．碳元素的含量说明有机物是干重的主要成分
B．这两种生物体内所含的化学元素的种类差异很大
C．N、S含量说明动物组织含蛋白质较多，若该动物血钙高则会发生肌肉抽搐
D．经测定该植物某有机物含C、H、O、N、S，此化合物可能是RNA
答案 A
解析 有机物以碳链为基本骨架，细胞干重含C多，表明有机物是干重的主要成分，A正确；两种生物体内所含的化学元素的种类基本相同，含量有差别，B错误；蛋白质基本元素组成为C、H、O、N，还含有S等，N、S含量说明动物组织含蛋白质较多，若动物血钙低则会发生肌肉抽搐，C错误；RNA元素组成为C、H、O、N、P，D错误。
2．(2019·成都外国语学校检测)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，下列说法错误的是( )
A．若图1表示细胞鲜重，则A、B化合物依次是H2O、蛋白质
B．若图2表示组成人体细胞的元素含量，则a、b、c依次是O、C、H
C．地壳与活细胞中含量最多的元素都是a，因此说明生物界与非生物界具有统一性
D．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，其必含的元素为C、H、O、N
答案 C
解析 若图1表示细胞鲜重，含量最多的化合物是H2O，其次是蛋白质，A正确；若图2表示组成人体细胞的元素含量，则含量最多的元素是O，其次是C、H，B正确；组成生物界的元素在无机自然界中都能找到，说明生物界与非生物界具有统一性，C错误；细胞干重中含量最多的化合物是蛋白质，其具有多样性，必含的元素为C、H、O、N，D正确。
1.三种常考元素
(1)最基本的元素(或核心元素)为“C”(干重最多)。
(2)含量最多的元素为“O”(鲜重最多)。
(3)数目最多的元素为“H”。
2．生物界与非生物界间及各种生物彼此之间就化学元素“种类”来看具有统一性，就元素“含量”来看却具有差异性。
3．判断元素与化合物的四个“明确”
题型二 根据元素判断化合物
3．如图为不同化学元素组成的化合物示意图，以下说法不正确的是( )
A．若①为某种具有催化作用的化合物，则①的初步水解产物为多肽，彻底水解产物为氨基酸
B．若②大量积累于人和动物皮下和内脏器官周围，则②为脂肪
C．若③为构成细胞膜基本骨架的分子，则③为磷脂
D．若④在低血糖时直接分解以补充血糖，则④可能是肌糖原和肝糖原
答案 D
解析 由示意图中的元素组成特点，可以判断①可能是蛋白质，②④可能是糖类、脂肪或固醇等，③可能是核酸、磷脂等。根据A项中的“催化作用”可以确定①是蛋白质类的酶，其初步水解产物为多肽，彻底水解产物为氨基酸，A正确；通过B项的叙述可以确定②是生物体内的储能物质——脂肪，B正确；磷脂是构成细胞膜基本骨架的分子，磷脂含有的化学元素有C、H、O、N、P等，C正确；在低血糖时，肝糖原可以直接分解，以补充血糖，但肌糖原不能直接分解以补充血糖，即④可能是肝糖原，但不会是肌糖原，D错误。
“两法”解决物质推断题
(1)通过比较记忆特殊有机物的元素组成
物质名称
特征元素
共有元素
ATP
P
C、H、O、N
叶绿素
Mg
血红蛋白
S、Fe
甲状腺激素
I
胰岛素
S
(2)推测某一结构(或物质)的元素组成
首先分析该结构或物质的组成成分，再推测其元素组成。如：
细胞膜→蛋白质＋糖类＋磷脂→C、H、O、N、P；
染色体→蛋白质＋DNA→C、H、O、N、P；
核糖体→蛋白质＋RNA→C、H、O、N、P；
病毒→蛋白质＋核酸→C、H、O、N、P。
[3－1] (2019·郑州一中调研)下列化合物中，由相同种类元素组成最多的一组是( )
①胰岛素 ②乳糖 ③核苷酸 ④磷脂 ⑤[H] ⑥脂肪 ⑦RNA ⑧抗体 ⑨纤维素 ⑩ATP
A．①②⑥⑦⑧ B．④⑤⑥⑧⑨
C．②⑤⑥⑦⑩ D．③④⑤⑦⑩
答案 D
解析 ①胰岛素是蛋白质，其组成元素有C、H、O、N、S；②乳糖属于糖类，其组成元素有C、H、O；③核苷酸是核酸的基本组成单位，其组成元素有C、H、O、N、P；④磷脂属于脂质，其组成元素有C、H、O、N、P；⑤[H]组成元素有C、H、O、N、P；⑥脂肪属于脂质，其组成元素有C、H、O；⑦RNA属于核酸，其组成元素有C、H、O、N、P；⑧抗体是蛋白质，其组成元素主要有C、H、O、N；⑨纤维素属于糖类，其组成元素有C、H、O；⑩ATP组成元素有C、H、O、N、P；所以，选项D中含化学元素种类相同，都是由C、H、O、N、P五种元素组成。
[3－2] (2020·哈三中期中)如图是构成细胞的某些化合物的元素组成情况。则对①、②、③所表示的物质及其所能表现的生理功能推测错误的是( )
A．①可能是叶绿素，能吸收光能进行光合作用
B．②可能是血红蛋白，有运输氧的作用
C．③可能是磷脂，是细胞膜的主要成分
D．①、②、③必为同一类物质
答案 D
解析 叶绿素中含有Mg，所以①可能是叶绿素，能吸收光能进行光合作用，A正确；血红蛋白中含有Fe，所以②可能是血红蛋白，有运输氧的作用，B正确；磷脂含有的元素是C、H、O、N、P，所以③可能是磷脂，是细胞膜的主要成分，C正确；由以上分析可知，①、②、③不是同类物质，D错误。
考点2 细胞中的水和无机盐
题型一 水的存在形式与功能
1．(2019·云南玉溪检测)下列有关水的叙述错误的是( )
①自由水参与运输营养物质和代谢废物 ②生物体内的化学反应离不开水 ③水是组成细胞的成分之一 ④细胞内水的存在形式为结合水和自由水 ⑤自由水与结合水的比例与细胞代谢的强弱关系不大 ⑥不同细胞内自由水与结合水的比例基本相同
A．①④⑤ B．①②④
C．⑤⑥ D．③⑥
答案 C
解析 自由水与结合水的比例越大，细胞代谢活动越旺盛，⑤错误；自由水的含量直接影响细胞的代谢强度，不同细胞的代谢强度不同，所以不同细胞中自由水与结合水的比例不相同，⑥错误。
2．磁共振技术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的水分发生变化，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中含水量是不一样的
B．水在细胞中的存在形式及功能是不会改变的
C．组织发生病变，会影响组织内的化学变化
D．发生病变的器官，细胞代谢速率往往会发生改变
答案 B
解析 在人体代谢旺盛的组织和器官中含水量相对较高，代谢较弱的组织和器官中含水量相对较低，A正确；自由水和结合水在细胞中是可以相互转化的，B错误；组织发生病变，会影响组织内的化学变化，C正确；器官发生病变，细胞代谢速率往往会发生改变，如癌变细胞的代谢速率会加快，D正确。
3．(2019·郑州质检)下图为对刚收获的种子所做的一系列处理，据图分析有关说法正确的是( )
A．①和②均能够萌发形成幼苗
B．③在生物体内主要以化合物的形式存在
C．④和⑤是同一种物质，但是在细胞中存在形式和含量不同
D．点燃后产生的CO2中的C全部来自种子中的糖类
答案 C
解析 种子晒干过程丢失的是自由水，细胞仍有活性，而烘干过程失去的是结合水，细胞失去活性，因此①能萌发，②不能萌发，A错误；③为种子中的无机盐，主要以离子形式存在，B错误；④为自由水，⑤为结合水，前者在细胞中以游离形式存在，后者与细胞内的其他物质结合，二者在细胞中的含量也不同，C正确；种子中除糖类外还有其他有机物，因此产生的CO2中的C也可能来自其他有机物，D错误。
衍射法归纳细胞中的水
题型二 无机盐的功能分析及实验验证
4．(2019·辽宁凌源二中上学期期末)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Ca2＋浓度太低，会出现抽搐症状
D．细胞中的某些无机盐离子对维持细胞的酸碱平衡具有一定作用
答案 A
解析 镁是合成叶绿素必需的元素，而不是各种光合色素的组成元素，A错误；缺铁会影响血红蛋白的合成，影响氧气的运输，进而影响有氧呼吸，B正确。
5．设计实验探究X是否属于植物生长所必需的无机盐，某同学的构思大致如下：本实验中甲组作为空白对照，乙组中实验前(无X)与实验后(有X)之间的自身对照。下列叙述正确的是( )
A．两次对照中属于对照组的依次是甲组、乙组实验后
B．此实验的无关变量只是选一些相同的植物
C．此实验如果是无土栽培，则实验前营养液不需要灭菌
D．为防止外界影响，此实验需在黑暗密闭条件下进行
答案 C
解析 该实验的两次对照中属于对照组的依次是甲组、乙组实验前，A错误；此实验的无关变量有相同的植物、培养条件、培养液的量和浓度等，B错误；无土栽培并不是无菌环境，则实验前营养液没有必要灭菌，C正确；由于培养的是植物，故需在光照下进行，D错误。
实验2 检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质
1．(2019·河北武邑中学周测)对下表的有关分析错误的是( )
溶液
溶质的元素组成
检测试剂
颜色反应
溶质的基本单位
甲
C、H、O
①
砖红色
葡萄糖
乙
C、H、O、N等
双缩脲试剂
②
③
A．甲可能是麦芽糖溶液
B．①是斐林试剂，使用时需水浴加热
C．乙液可能是一种酶溶液
D．②是紫色，③是核苷酸
答案 D
解析 还原糖与斐林试剂反应经水浴加热生成砖红色沉淀，故①是斐林试剂，甲是葡萄糖、果糖、麦芽糖等还原糖的一种，A、B正确；蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应，大多数酶是蛋白质，蛋白质的基本单位是氨基酸，C正确，D错误。
2．(2020·南阳期中)下列关于生物组织中有机物检测的实验叙述，正确的是( )
A．变性的蛋白质也能与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应
B．斐林试剂和双缩脲试剂的构成物质都是相同浓度的氢氧化钠和硫酸铜溶液，只是使用的方法不同
C．还原糖鉴定实验的实验材料可选用西瓜和甘蔗
D．苏丹Ⅲ染色后的花生子叶细胞，用显微镜可观察到被染成红色的脂肪颗粒
答案 A
解析 变性的蛋白质存在肽键，与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应，A正确；斐林试剂与双缩脲试剂具有相同浓度的NaOH溶液，不同浓度的CuSO4溶液，B错误；西瓜有颜色，甘蔗里含有的是蔗糖，不属于还原糖，C错误；苏丹Ⅲ可将脂肪染成橘黄色，D错误。
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”
唯一需要加热
还原糖检测，且必须水浴加热，不能用酒精灯直接加热。若不加热，则无砖红色沉淀出现
唯一需要显微镜
切片法检测生物组织中的脂肪
唯一使用酒精
脂肪的检测实验用体积分数为50%的酒精洗去浮色
方向真题体验
1．(2018·全国卷Ⅱ)有些作物的种子入库前需要经过风干处理，与风干前相比，下列说法错误的是( )
A．风干种子中有机物的消耗减慢
B．风干种子上微生物不易生长繁殖
C．风干种子中细胞呼吸作用的强度高
D．风干种子中结合水与自由水的比值大
答案 C
解析 风干的种子中自由水含量极少，细胞呼吸作用强度非常弱，因此有机物消耗减慢，A正确，C错误；风干的种子含水量少，不利于微生物的生长繁殖，B正确；风干的种子中自由水含量极少，导致结合水与自由水的比值增大，D正确。
2．(2016·上海高考)诺贝尔奖得主屠呦呦在抗疟药物研发中，发现了一种药效高于青蒿素的衍生物蒿甲醚，结构如图。下列与蒿甲醚的元素组成完全相同的物质是( )
A．纤维素
B．胰岛素
C．叶绿素
D．甲状腺素
答案 A
解析 据图可知蒿甲醚的组成元素为C、H、O，纤维素为多糖，组成元素为C、H、O，A正确；胰岛素属于蛋白质，组成元素为C、H、O、N等，B错误；叶绿素含有Mg，C错误；甲状腺激素含有I，D错误。
3．(2016·海南高考)下列实验中，加入试剂后不能产生特定颜色的是( )
A．取成熟香蕉匀浆，用斐林试剂检测还原糖
B．黑暗中生长24 h的天竺葵叶片，用碘液检测淀粉
C．玉米根尖经甲基绿染色后，在显微镜下观察细胞核
D．花生子叶经苏丹Ⅲ染色后，在显微镜下观察脂肪颗粒
答案 B
解析 成熟香蕉中含有丰富的还原糖，用斐林试剂检测会出现砖红色沉淀，A正确；黑暗中生长24 h的天竺葵
叶片，淀粉被消耗，加入碘液不能产生蓝色，B错误；玉米根尖经甲基绿染色后，在显微镜下观察细胞核呈绿色，C正确；花生子叶经苏丹Ⅲ染色后，在显微镜下观察脂肪颗粒呈橘黄色，D正确。
4．(2016·海南高考)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。
答案 (1)结合水 自由水 (2)小于 大于
(3)磷脂双分子层 水通道
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)磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架，水分子可以通过自由扩散经过磷脂双分子层从细胞外进入细胞内，也可以通过水通道蛋白进入细胞内。
相关资料
更多
