2020年高考生物一轮复习讲义必修1第一单元第2讲细胞中的元素和化合物细胞中的无机物

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话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。(P16—正文)(√)2．占鲜重和占干重前4位的元素分别是O、C、H、N和C、O、N、H。(P17—图2－1、2－2)(√)3．组成细胞的元素都以化合物形式存在。(P17—正文)(×)4．并不是所有细胞中化合物的含量都一样。(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。(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。(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。(P19—实验)(×)8．自由水是细胞结构的重要组成成分。(P35—正文)(×)9．有一种贫血症是因为缺少Mg2＋而导致的。(P35—思考与讨论)(×)10．血液中钙离子含量太低，会出现抽搐症状。(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。(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。(P36—技能训练)(×)真题重组判断正误(1)(2008·江苏高考)性激素、生长激素、胰岛素是由相同种类元素组成的。(×)(2)(2013·海南高考)脱氧核糖含有磷元素。(×)(3)(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。(√)(4)(2014·海南高考)水是构成叶肉细胞的重要化合物之一。(√)(5)(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。(×)知识自主梳理一、组成细胞的元素1．存在形式：大多以eq\o(□,\s\up1(01))化合物的形式存在。2．分类(1)大量元素：eq\o(□,\s\up1(02))C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。(2)微量元素：eq\o(□,\s\up1(03))Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo等。(3)基本元素：eq\o(□,\s\up1(04))C、H、O、N。(4)最基本元素：eq\o(□,\s\up1(05))C。(5)干重前四位：eq\o(□,\s\up1(06))C、O、N、H。(6)鲜重前四位：eq\o(□,\s\up1(07))O、C、H、N。3．组成细胞的元素的来源(1)来源：生物体有选择地从自然界中获得。(2)生物界与非生物界的统一性和差异性：组成不同生物体的元素，种类eq\o(□,\s\up1(08))基本相同，含量eq\o(□,\s\up1(09))相差很大。二、细胞中化合物2．细胞中化合物的比较三、细胞中水的存在形式和作用1．存在形式：eq\o(□,\s\up1(01))结合水和自由水。[易错判断]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。(√)[特别提醒]统一性体现在种类基本相同，差异性体现在含量不同。[特别提醒]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。[深入思考]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．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eq\o(,\s\up20(低温),\s\do20(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eq\o(□,\s\up1(01))离子。2．生理作用(1)是某些eq\o(□,\s\up1(02))复杂化合物的组成成分，如Mg2＋参与eq\o(□,\s\up1(03))叶绿素合成；Fe2＋参与eq\o(□,\s\up1(04))血红蛋白合成；I－参与eq\o(□,\s\up1(05))甲状腺激素合成。(2)维持细胞和生物体的eq\o(□,\s\up1(06))正常生命活动。例：血Ca含量过低，会出现eq\o(□,\s\up1(07))抽搐症状；血Ca含量过高，会出现eq\o(□,\s\up1(08))肌无力症状；缺B，花而不实。(3)维持生物体的eq\o(□,\s\up1(09))渗透压和酸碱平衡。例：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，人血浆中HCOeq\o\al(－,3)、HPOeq\o\al(2－,4)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)还原糖的检测生物组织样液→eq\o(□,\s\up1(08))斐林试剂(甲液和乙液混合均匀)→eq\o(□,\s\up1(09))水浴加热(50～65℃)→砖红色沉淀(2)脂肪的检测方法一：花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)染液→橘黄色(或红色)3．干种子不浸泡就不萌发，原因是什么？提示自由水与细胞代谢强度有关，自由水越少，代谢强度越低。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。[深入思考]1．(P19—讨论)本实验所选生物材料中有机化合物的种类、含量一样吗？这对我们选择食物有什么启发？提示所选生物材料中有机化合物的种类、含量不一样，由于种类和含量的原因，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．生物材料原有的颜色是否会影响实验结果？提示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．还原糖检测时，溶液颜色变化：浅蓝色→棕色→砖红色(沉淀)的原因？提示开始时的浅蓝色是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．蛋白质检测时，为什么先加A液再加B液？B液为什么不能过量？提示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方法二：(3)蛋白质的检测豆浆(或稀蛋清)→双缩脲试剂eq\o(□,\s\up1(11))A液→摇匀→双缩脲试剂eq\o(□,\s\up1(12))B液→摇匀→溶液呈eq\o(□,\s\up1(13))紫色注：双缩脲试剂与肽键作用呈紫色。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．为什么利用斐林试剂的甲液、乙液和蒸馏水也能鉴定蛋白质？提示斐林试剂的甲液、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eq\o(\s\up20(),\s\do1(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()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．(2018·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、HC．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。题后归纳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可能是糖类或脂肪，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，肝糖原可以分解，来补充血糖，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。技法提升“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(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⑦RNA⑧抗体⑨纤维素⑩ATPA．①②⑥⑦⑧ B．④⑤⑥⑧⑨C．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，其组成元素有C、H、O、N、S；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]右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eq\o(\s\up20(),\s\do1(2))细胞中的水和无机盐题型一水的存在形式与功能1．(2018·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．①②④C．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；不同细胞的代谢强度不同，自由水的含量直接影响细胞的代谢强度，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，如癌变细胞的代谢会加快，D正确。3．(2018·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，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。题后归纳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．下列关于无机盐在生物体内所起作用的叙述，错误的是()A．合成DNA、RNA、脂肪等物质时，都需要磷酸盐作原料B．根瘤菌的固氮酶中含有钼、铁，说明某些金属元素可以成为一些复杂化合物的构成元素C．观察人的口腔上皮细胞时要用浓度为0.9%的生理盐水，这说明无机盐在维持细胞的形态和功能中有重要作用D．人缺碘会患大脖子病，是因为碘是合成甲状腺激素的重要原料答案A解析脂肪的组成元素只有C、H、O，因此合成时不需要磷酸盐，A错误；固氮酶中含有钼、铁，说明某些无机盐离子参与构成细胞中一些复杂化合物，B正确；0.9%的生理盐水与细胞内液渗透压相同，细胞的形态没有变化，说明无机盐在维持细胞的形态和功能中有重要作用，C正确；碘是合成甲状腺激素的重要原料，D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。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；若实验是无土栽培，则实验前营养液不需要灭菌，C正确；由于培养的是植物，故需在光照下进行，D错误。技法提升探究无机盐对植物生长的作用(1)无机盐吸收的主要方式：主动运输。(2)无机盐生理功能的验证①对照组植物＋完全培养液→正常生长②实验组实验eq\o(\s\up20(),\s\do1(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()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．油菜种子成熟过程中部分有机物的变化如图所示，将不同成熟阶段的种子匀浆后检测，结果正确的是()答案C解析据图分析可知，第10天时有较多的可溶性糖，其中的还原糖与斐林试剂水浴加热后，会出现砖红色沉淀，A错误；蛋白质是生物体生命活动的体现者，在整个种子成熟过程中都能检测到蛋白质，用双缩脲试剂检测可显紫色，B错误；在第30天时，脂肪含量较高，加入苏丹Ⅲ试剂后，出现橘黄色，C正确；在第40天时，淀粉已经消耗为零，用碘液检测不会发生显色反应，D错误。3．下列有关检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质三个实验的叙述中，不正确的是()A．只有脂肪的检测需要使用显微镜B．可溶性还原糖的鉴定中可用酒精灯直接加热到50～65C．检测还原糖、蛋白质所用方法不相同D．三个实验的最终颜色均不相同答案B解析三种物质的鉴定实验中，脂肪的鉴定需要使用显微镜，A正确；还原糖的鉴定需要水浴加热到50～65℃，而不是用酒精灯直接加热，B错误；鉴定还原糖的实验中，斐林试剂的甲液和乙液是等量混合均匀后再加入样液中，现配现用，而鉴定蛋白质用的双缩脲试剂则是先加A液1mL，再加B液4滴，C正确；鉴定还原糖、脂肪和蛋白质的实验中溶液或组织分别呈现砖红色、橘黄色(或红色)和紫色，D正确。题后归纳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”方向真题体验1．(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