高考生物细胞及其分子组成第二讲组成细胞的元素及无机化合物精选教案.docx

第二讲 组成细胞的元素及无机化合物知识体系定内容核心素养定能力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，培养图文转换能力和判断能力科学探究通过探究植物生长必需无机盐的作用，掌握实验设计的对照思想和单一变量原则基础知识系统化知识点一组成细胞的元素和化合物知识点二细胞中的无机物1细胞中水的存在形式和作用2细胞中的无机盐基本技能问题化1据下面无土栽培营养液的主要配方表回答问题：成分Ca(NO3)2MgSO4KH2PO4KHCO3Fe(NO3)3H2O含量(g)1.00.250.250.120.0051 000(1)表中属于大量元素的是C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg，属于微量元素的是Fe，除此外，微量元素还包括Mn、Zn、Cu、B、Mo等。(2)上述元素中，C是最基本元素，C、H、O、N是基本元素，C、H、O、N、P、S是主要元素。(3)表中化合物属于组成细胞的无机物(水和无机盐)，除此之外，细胞中还含有糖类、脂质、蛋白质、核酸等有机物。(4)上述元素在非生物界中都能找到，其原因是生物界和非生物界在元素种类上具有统一性。2据下面水的存在形式及生理作用图回答问题：(1)写出A、B、C、D所反映的以上两种水的功能：A组成细胞结构。B提供细胞生活的液体环境。C作为反应物，参与反应。D有利于物质运输。(2)判断在不同情况下细胞含水量的高低(填“”或“陆生生物含水量。生长发育阶段：幼儿成年；幼嫩部分成熟部分。组织器官种类与代谢程度：牙齿骨骼血液。3Na、K对细胞内外渗透压大小所起的作用一样吗？提示：不一样。Na主要维持细胞外液的渗透压，K主要维持细胞内液的渗透压。考点一组成细胞的元素和化合物典型图示细胞中元素与化合物的种类及含量的扇形图和柱状图问题设计(1)若图1表示组成人体活细胞的元素含量比例，则甲丁依次是O、C、H、N，但占人体细胞干重百分比最高的元素是图1中的乙，其原因是人体细胞鲜重含量最多的化合物是H2O，而干重含量最多的化合物是蛋白质。(2)若图2表示细胞干重中化合物的含量，则为蛋白质，其标志性元素是图1中的丁(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)，若按鲜重计应为水。(3)图1所示元素在非生物界中一定能(填“一定能”“一定不能”或“不一定能”)找到，这说明生物界和非生物界具有统一性。(4)C、H、N三种元素在人体的化学成分中，质量分数共占73%左右(占细胞干重的百分比)，而在岩石圈的化学成分中，质量分数不到1%，这一事实说明生物界与非生物界具有差异性。对点落实1图1是细胞中几种化合物含量的扇形图，图2是活细胞中元素含量的柱形图，下列说法错误的是()A若细胞代谢正常，则图1中的甲化合物是水B若细胞代谢正常，则图1中的乙化合物是蛋白质C若细胞代谢正常，则图2中的b元素是氢D若细胞完全脱水，则含量最多的元素不是图2中的a解析：选C若细胞代谢正常，说明是正常的活细胞，活细胞中含量最多的是水，其次是蛋白质；图2中的b元素占18%，应为碳，不是氢；活细胞中含量最多的元素是氧，但如果细胞完全脱水，则含量最多的元素是碳(即图2中的b)。2下表是两种生物干重中有关元素的质量分数(%)。根据下表，有人得出下面结论，其中正确的是()元素CHONPS生物甲43.576.2444.431.460.200.17生物乙55.997.4614.629.333.110.78A如果它们分别是动物和植物，则甲是动物，乙是植物B等质量的组织中，甲所含的热量少于乙C两者体细胞中，乙的染色体(质)比甲多D两者的含水量比较，可推测甲比乙多解析：选B动物和植物干重相比较，植物含糖类较多，动物含脂肪、蛋白质较多，由于脂肪的元素构成特点是含C、H较多而含O少，蛋白质的特征元素是N，故植物体中含O较多，动物体中含H、N元素较多，另外动物含Ca、P元素也比植物多，因此甲为植物，乙为动物；等质量的脂肪和糖类相比较，脂肪含热量较多，生物甲含糖量高，生物乙含脂肪多；生物干重中有关元素的含量不能作为判断其含水量和染色体(质)多少的依据。类题通法判断元素与化合物的四个“明确”1归纳总结常见有机化合物的元素组成2组成细胞元素与化合物的相关推断(1)根据特征元素推断化合物的种类：(2)根据代谢产物推断化合物的元素组成：代谢产物化合物元素组成实例CO2和H2OC、H、O糖类、脂肪CO2、H2O和尿素C、H、O、N蛋白质(3)根据化合物中元素含量推断氧化分解时放能多少：对点落实3(2013海南高考)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：选C叶绿素的组成元素中含有镁；血红蛋白的组成元素中含有铁；胰岛素的本质为蛋白质，故含有碳；脱氧核糖为五碳糖，不含有磷元素。4(2018鹤壁段考)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若是某种大分子物质的基本组成单位，则是氨基酸B若是生命活动的主要能源物质，则是糖类C若是细胞中的储能物质，则一定是脂肪D若是携带遗传信息的大分子物质，则一定是核酸解析：选C氨基酸通常由元素C、H、O、N组成，是蛋白质的基本组成单位；糖类是生命活动的主要能源物质；细胞内的储能物质有脂肪、淀粉和糖原等；核酸是携带遗传信息的大分子物质，由元素C、H、O、N、P组成。5根据下表相关信息判断，同质量的脂肪和糖类在氧化分解时会出现差异的相关分析，错误的是()物质各元素比例氧化分解时CO耗氧量释放能量产生的水脂肪75%13%较多较多X糖类44%50%较少较少YA脂肪和糖类中的H的比例分别是12%和6%B相同质量条件下，脂肪比糖类在氧化分解时耗氧量多C糖类中O的比例高，因此氧化分解时产生的水为XY。考点二细胞中的水和无机盐1理清自由水与结合水比值和细胞代谢的关系(1)关系：自由水/结合水(2)实例：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。2熟知细胞中水的存在、产生及利用对点落实1(2014海南高考)下列关于植物体内水分的叙述，错误的是()A植物体内的水分参与营养物质的运输B水是构成叶肉细胞的重要化合物之一C自由水可作为细胞内化学反应的反应物D同种植物萌发种子的含水量和休眠种子的相同解析：选D植物体内的水分参与营养物质的运输；水是构成叶肉细胞的重要化合物之一；自由水可作为细胞内化学反应的反应物；同种植物萌发种子的含水量大于休眠种子的含水量。2(2014四川高考)生物体的生命活动离不开水。下列关于水的叙述，错误的是()A在最基本生命系统中，H2O有自由水和结合水两种存在形式B由氨基酸形成多肽链时，生成物H2O中的氢来自氨基和羧基C有氧呼吸时，生成物H2O中的氢来自线粒体中丙酮酸的分解DH2O在光下分解，产生的H将固定的CO2还原成(CH2O)解析：选C水在最基本的生命系统中有两种存在形式：自由水和结合水。在氨基酸脱水缩合形成多肽链的过程中，生成物H2O中的两个氢原子分别来自两个氨基酸中的氨基和羧基。有氧呼吸第三阶段，O2与第一阶段葡萄糖分解产生的H和第二阶段丙酮酸分解产生的H结合形成H2O，同时释放出大量能量。线粒体中丙酮酸的分解要利用H2O，产生CO2。光合作用的光反应阶段发生在叶绿体类囊体薄膜上，H2O在光下被分解成O2和H，H可将叶绿体基质中暗反应固定的CO2还原成(CH2O)。对照法探究植物生长必需的无机盐1实验目的：探究无机盐X是否是植物生长发育所必需。2实验设计3实验中的对照(1)空白对照(2)自身对照对点落实3如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。(1)实验中的自变量、因变量分别是_、_。(2)两次对照中属于实验组的依次是_、_。(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_，由此可见，植物根细胞对无机盐的吸收方式是_。答案：(1)无机盐X的有无植物的生长状况(2)乙组乙组实验后(3)为植物根细胞提供O2主动运输4有些无机盐离子可重复利用，有的不能重复利用，可重复利用的无机盐离子缺乏时，老叶先表现出缺乏症，不可重复利用的无机盐离子缺乏时，幼叶先表现出缺乏症。请设计实验证明Mg是可重复利用的元素。实验材料：长势相同的玉米幼苗、蒸馏水、含有植物必需元素的各种化合物。实验步骤：(1)配制全素培养液和缺镁培养液，分别放入两组培养瓶中，并编号A、B。(2)_ _。(3)放在适宜条件下培养一段时间，_。实验现象：在全素培养液中的玉米幼苗生长正常，_。解析：据题干信息可知，可重复利用的元素缺乏时，老叶先表现症状，此实验的自变量是镁的有无，因变量是老叶先变黄，还是幼叶先变黄。答案：(2)将长势相同的玉米幼苗分别栽培在上述两种培养液中(3)观察玉米幼苗的生长情况实验现象：在缺镁培养液中生长的玉米幼苗老叶先变黄类题通法对照实验的类型及实验组、对照组的确认空白对照对照组为自然状态下不作处理的对象组，实验组为施加实验变量处理的对象组自身对照实验处理前的对象组为对照组，实验处理后的对象组为实验组相互对照不单设对照组，而是几个实验组相互对照。如“影响酶活性的条件”的实验中，探究温度对酶活性的影响时，要用热水、正常温度的水、冰水三个实验组来探究温度对酶活性的影响，进行相互对照，以得出相应的实验结论条件对照即给对象施加某种实验处理，虽不是检验假设需要的，但更能充分说明实验变量的对照。例如，在动物激素饲喂小动物的实验方案中，饲喂甲状腺激素的为实验组；饲喂甲状腺抑制剂的是条件对照组；不饲喂药剂的是空白对照组真题集训验能力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甲状腺素解析：选A分析题图结构中的元素组成，可知蒿甲醚是由C、H、O三种元素组成的。纤维素的元素组成为C、H、O；胰岛素的元素组成为C、H、O、N等；叶绿素的元素组成为C、H、O、N、Mg；甲状腺(激)素的元素组成为C、H、O、N、I。由此可见，与蒿甲醚的元素组成完全相同的物质是纤维素。2(2017海南高考)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：选C草酸与食物中钙离子结合形成沉淀物不利于吸收。铁是血红蛋白的组成成分，血红蛋白的主要作用是运输O2，缺铁会导致哺乳动物血液运输O2的能力下降。KH2PO4不是能源物质，不能为生物体提供能量。燃烧过程中有机物被分解，剩下的是无机物。3(2013江苏高考)下列关于生物体与水分的关系，叙述正确的是()A贮藏中的种子不含水分，以保持休眠状态B水从根系向地上部分的运输与细胞壁无关C适应高渗环境的动物可排出体内多余的盐D缺水时，动物体的正反馈调节能促使机体减少水的散失解析：选C贮藏种子中自由水含量较少，但并非不含水分；水分从根系向地上部分运输的动力主要来自蒸腾拉力，这一过程要经过由死亡的，只有细胞壁构成的导管向上运输；在高渗环境中，动物可通过其自身的水盐平衡调节维持内环境的稳态；缺水时，动物体可通过负反馈调节使机体减少水的散失。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以_的形式存在。经阶段吸水后，种子中的水主要是以_的形式存在。(2)在阶段，种子吸水速率_(填“大于”“小于”或“等于”)阶段，呼吸速率_(填“大于”“小于”或“等于”)阶段。(3)从细胞膜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。经阶段吸水后，种子中的水主要是以自由水的形式存在。(2)在阶段，种子吸水量变化不大，吸水速率小于阶段，但自由水含量增加，代谢增强，呼吸速率大于阶段。(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，少量的水分子可以经磷脂分子间隙进入细胞，大部分经过水通道进入细胞。答案：(1)结合水 自由水(2)小于大于(3)磷脂(或脂质)双分子层水通道课下检测查缺漏一、选择题1下列有关组成物质的化学元素的叙述，正确的是()AC、H、O、N、Fe、Cu属于组成细胞的大量元素B磷脂分子仅由C、H、O、P四种元素组成C线粒体、核糖体和叶绿体中都含有PD酶和ATP都含有N，但酶一定不含有P解析：选CC、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等为大量元素，Fe、Mn、Zn、Cu等为微量元素。磷脂分子由C、H、O、N、P五种元素组成。线粒体、核糖体和叶绿体中都存在RNA，因此都含有P。绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，因此少数酶也含有P。2某无土栽培的培养液中含有Mg2、K、Ca2、Fe3，其浓度都是0.1 molL1，培养一段时间后，培养液中剩余最多的是()AFe3BMg2CK DCa2解析：选AFe属于微量元素，植物需要量较少，故培养一段时间后，培养液中剩余最多。3(2018南通模拟)下列关于细胞中元素和化合物的描述，正确的是()A脂肪酸与吲哚乙酸的元素组成相同BRNA分子携带大量遗传信息，是绝大多数真核生物的遗传物质C与糖类相比，脂肪中C的比率较高，C是活细胞中含量最多的元素D蛋白质是活细胞中含量最多的生物大分子，是生命活动的主要承担者解析：选D脂肪酸的元素组成是C、H、O，吲哚乙酸的元素组成是C、H、O、N，二者的元素组成不同。只有少数病毒的遗传物质是RNA，真核生物和原核生物的遗传物质均为DNA；活细胞中含量最多的元素是O。4下列关于无机盐和水的叙述，错误的是()A某些无机盐是组成ATP和RNA的必需成分B由氨基酸形成多肽时，生成物H2O中的氢来自氨基和羧基C无机盐与神经元接受刺激产生兴奋有关，与传递兴奋无关D水既是细胞代谢所需要的原料，同时也是细胞代谢的产物解析：选C某些无机盐是组成ATP和RNA的必需成分，如磷酸；氨基酸脱水缩合时，一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基反应脱去1分子水，因此水中的H来自氨基和羧基；无机盐与神经元接受刺激产生兴奋有关，与传递兴奋也有关；水既是细胞代谢所需的原料，同时也是细胞代谢的产物，如在有氧呼吸的第二阶段需要水的参与，而在有氧呼吸的第三阶段能产生水。5水稻可从土壤中吸收NH，其中的N元素可用来合成()A淀粉和纤维素 B蛋白质和核酸C葡萄糖和DNA D麦芽糖和脂肪酸解析：选B淀粉和纤维素都属于多糖，元素组成是C、H、O；核酸的元素组成是C、H、O、N、P，蛋白质的元素组成是C、H、O、N，两者都含有N元素；葡萄糖属于单糖，元素组成是C、H、O，DNA的元素组成是C、H、O、N、P；麦芽糖属于二糖，脂肪酸是脂肪的基本单位，两者元素组成都是C、H、O。6用含32P的磷酸盐培养液培养动物细胞，一段时间后，细胞的结构以及化合物中均具有放射性的是()脱氧核糖核膜ATP脂肪转运RNAA BC D解析：选C脱氧核糖与脂肪，只含C、H、O，不含P元素；核膜、ATP与转运RNA中均含有P元素。7(2018六安模拟)显微镜下分别观察小麦的叶肉细胞和干种子的胚细胞，发现叶肉细胞的细胞质中有明显的细胞质流动现象，而胚细胞则无此现象，原因是()A叶肉细胞是活细胞，而胚细胞是死细胞B叶肉细胞中有自由水，胚细胞中没有自由水C叶肉细胞中自由水与结合水的比值大D胚细胞中自由水与结合水的比值大解析：选C休眠细胞仍是活细胞，种子在晒干的过程中，自由水大量蒸发，胚细胞中有自由水但含量较少，结合水的相对比值增大，代谢不活跃，所以细胞质流动不明显。8以下反应不能产生水的是()A10个氨基酸合成为十肽 B由葡萄糖合成纤维素C肝脏细胞合成糖原 DATP生成ADP和Pi解析：选D多肽与多糖的合成，都是产生水的反应；ATP生成ADP和Pi的过程中需要水的参与，是消耗水的反应，不产生水。9在正常人的一生中，细胞内自由水与结合水的比值P随年龄变化(y)的曲线是()解析：选D细胞内自由水与结合水的比值与细胞代谢有关。年龄越小，细胞代谢越旺盛，则自由水的含量越高，随着年龄增加，细胞代谢减缓，自由水含量下降，则两者比值变小。10如表是人体肌细胞受刺激后，细胞内钙含量和肌肉收缩力量随时间的变化关系。时间(ms)0306090120150180钙含量(mmol/mL)07.82.20.5000肌肉收缩力量(N)02.053.52.10.50表中数据可以说明()A细胞内钙浓度越高肌肉收缩力量越大B肌肉收缩力量随时间不断增强C钙离子进入肌细胞的方式是主动运输D肌肉在达到最大收缩力前钙离子释放解析：选D由表格数据可看出：在肌肉收缩力量未达到最大时，钙含量已经达到最大，当肌肉收缩力量达到最大时，钙含量已经下降了，说明肌肉收缩力量达到最大前钙离子已经开始释放。所以并不是钙离子浓度越高肌肉收缩力量越大，肌肉的收缩力量与时间无关，表中的数据不足以说明钙离子进入细胞的方式。11N、P等元素在植物体内形成的化合物往往不稳定，在逆境中可从老叶转移至幼叶，而Ca、Mn等元素形成的稳定化合物不易转移。某植株成熟叶正常，部分幼叶出现病态，用Ca(NO3)2根部施肥后幼叶恢复正常。下面是施肥后根尖成熟区细胞吸收Ca2、NO和H2O的示意图，正确的是()解析：选C由题意可知，用Ca(NO3)2根部施肥后幼叶恢复正常，说明部分幼叶出现病态可能是缺乏Ca2或NO，又由题干信息知，成熟叶正常，这说明缺乏的是不能再被利用的元素Ca2；用Ca(NO3)2根部施肥后，土壤溶液浓度升高，根细胞吸水能力下降，吸收Ca2量增加，吸收NO不变，随细胞吸收Ca2量增加，细胞液浓度升高，细胞吸水的能力又逐渐增强。12下图1表示甲、乙两种无机盐离子处于不同浓度时与作物产量的关系；图2表示不同浓度的钙对某种植物花粉萌发和花粉管生长的影响。下列相关描述错误的是()A同一种作物对甲、乙两种无机盐离子的需求量不同B乙的浓度为d时，对提高产量最有利C适宜浓度的钙有利于花粉管的生长D在一定范围内，钙的浓度对花粉萌发率无影响解析：选B分析题图1可知，当甲的浓度为a，而乙的浓度在cd范围内时，作物的产量相对较高；分析题图2可知，钙离子浓度对花粉管的生长有影响，适宜浓度的钙有利于花粉管的生长；从花粉萌发率看，钙离子浓度对其没有影响。二、非选择题13人体所需要的营养物质主要是水、无机盐、维生素、糖类、脂质和蛋白质等。这些营养物质在人体细胞中有着重要的作用。(1)自由水的生理作用：_。(答出2点即可)(2)牛奶、奶粉中都添加钙、铁等元素，其中碳酸钙是人体骨骼和牙齿的重要组成成分，铁是血红蛋白的组成成分，这说明无机盐的生理作用是_；生理盐水对维持细胞内外渗透压非常重要，这说明无机盐的生理作用是_。(3)俗话说“一方水土养一方人”，饮水是人体获得必需元素的重要途径之一。在天然无污染的泉水中，含有Cu、K、Ca、Zn、P、Mg、Na、Fe等人体必需元素，其中属于大量元素的是_。答案：(1)是细胞内的良好溶剂；参与多种生物化学反应；运送营养物质和代谢废物；为多细胞生物体内的细胞提供良好的液体环境(任选2点答题)(2)构成细胞内某些复杂化合物的重要成分维持生物体内环境的平衡(3)K、Ca、P、Mg14(2018北京西城模拟)草原可分为温带草原与热带草原两类，我国草原主要属于温带草原。草原牧鸡是指在植物生长季节里于草地上放养家鸡，使其自由活动、采食、生长和繁殖，充分利用草地系统的植物茎、叶、种子、枯落物、植食昆虫等优良的生态资源，产出优质禽产品的生产活动。(1)热带草原常年高温，分为明显的雨季和