细胸中的元素和化合物

细胞中的元素和化合物生命活动的主要承担者---蛋白质遗传信息的携带者---核酸细胞中的糖类和脂质细胞中的无机物为什么C为最基本元素?C原子序数为6，含6个质子，核外6个电子，使最外层4个电子，能够形成4个化学键。

由于碳原子本身的化学性质，使它能够通过化学键连结成链或环，从而形成各种生物大分子。

如：蛋白质、脂肪、糖类、核酸(1)大量元素和微量元素都是组成生物体的

元素，

生物体内所含有的元素却不一定都是

元素。(2)占人体细胞干重最多的元素是

，占人体细胞鲜

重最多的元素是

。(3)生物界与非生物界及不同生物之间在元素

上

具有统一性，而在元素

上具有差异性。必需必需碳氧种类含量1．生物界与非生物界的统一性和差异性(1)统一性是从化学元素的种类分析：

组成生物体的化学元素没有一种是生物体所特有的。(2)差异性是从化学元素的含量分析：

组成生物体的化学元素与无机环境中的相应元素的含量有一定的差别。聚焦“统一性”和“差异性”

2、组成生物体的化学元素的重要作用:（1）组成多种多样的化合物（2）影响生物体的生命活动(1)Ca可调节肌肉收缩和血液凝固，血钙过高会造成肌无力，血钙过低会引起抽搐。(2)K可维持人体细胞内液的渗透压、心肌舒张和保持心肌正常的兴奋性。

K在植物体内可促进光合作用中糖类的合成和运输。(3)B可促进植物花粉的萌发和花粉管的伸长，植物缺B会造成“花而不实”。元素缺乏与疾病的相关性：缺Fe：人体患贫血；果树患黄叶病缺I：人幼年患呆小症；成年患甲状腺肿大（大脖子病）缺Zn：影响人体生长发育、大脑发育和性成熟缺Si：患克山病（原发性心脏病）缺Mg：影响植物叶绿素的合成，影响光合作用

的进行2、组成生物体的化学元素的重要作用（1）组成多种多样的化合物（2）影响生物体的生命活动糖类：C、H、O脂肪：C、H、O蛋白质：C、H、O、N核酸：C、H、O、N、P答案C答案C答案C答案C解析

答案

C答案

C组成细胞的化合物水无机盐无机化合物有机化合物蛋白质脂质糖类核酸（85%~90%）最多（7%~10%）最多水蛋白质蛋白质含量最多的有机物是:含量最多的化合物是:占干重比例最大的是:3、组成细胞的化合物（1%~1.5%）（1%~2%）（1%~1.5%）细胞内含量最多的化合物水细胞内含量最多的无机化合物占细胞鲜重含量最多的化合物占细胞鲜重50%以上的化合物细胞内含量仅次于水的化合物蛋白质细胞内含量最多的有机化合物占细胞干重含量最多的化合物占细胞干重50%以上的化合物

判一判精瘦肉细胞、沙漠植物细胞、成熟甜西瓜细胞中，含量最多的化合物分别为蛋白质、蛋白质和糖类。1．细胞中的水(1)不同种类的生物含水量不同水生生物〉陆生生物（2）同一生物在不同的生长发育时期含水量不同,幼年>成年>老年细胞中的无机物细胞鲜重中含量最多含量：特点：（3）同种生物，不同的组织、器官中的含水量不同。代谢旺盛>代谢缓慢、幼嫩细胞>衰老细胞。1)、自由水

以游离的形式存在的水,

可以自由流动，含量占95%以上。

2)、结合水

与细胞内其他物质相结合存在的水(如与蛋白质、淀粉等亲水性物质结合)。占全部水的4.5%。水的存在形式水存在的形式及比较形式自由水结合水特点流动性强、易蒸发，可参与物质代谢不流动、不蒸发，与其他物质结合功能①细胞内

②参与③为细胞提供

环境④运送

和代谢废物是

的重要组成成分联系自由水和结合水能够随新陈代谢的进行而

良好溶剂生化反应液体营养物质细胞结构相互转化

拓展提升

(1)水的存在形式与器官形态的关系:

心肌和血液总的含水量差不多，

但心肌呈固态，血液呈液态，原因是二者水的存在形式不同。(2)水的存在形式与代谢的关系:若细胞内自由水比例升高，则代谢旺盛，反之代谢缓慢。(3)水的存在形式与抗寒性的关系:秋冬季节，蒸腾作用减弱，吸水减少，结合水相对含量升高，因结合水不易结冰和蒸腾，从而使植物抗寒性加强。(4)水的存在形式与温度的关系:(5)种子与水的关系①种子晒干时减少的为自由水，但仍能保持生命活性，仍能萌发；试管加热或炒熟则丧失结合水，种子死亡不萌发；

种子萌发吸水主要是增多自由水，代谢加强，呼吸作用加快。②不同种子亲水能力不同：大豆(含蛋白质)>小麦、玉米(含淀粉)>花生(含脂肪)结合水自由水生命活动旺盛新陈代谢加快生命活动缓慢新陈代谢降低抗性相对较强（如抗寒、抗热、抗旱）自由水与结合水的关系

天寒地冻时，工作人员在某高速公路重要地段上撒盐防冰冻，为什么？思考与探讨：

钠离子、氯离子结合一部分水，使得冰雨雪中部分水以结合水形式存在，冰雨雪中水的总量没变，但存在形式发生了改变。当结合水比例增多时，结冰点就会降低。

寒冷的冬季，土壤中的萝卜、大白菜等植物，体内的自由水的含量有何变化？A.不变B.减少C.增多D.不确定Itisright!2.根据水的存在形式和生理功能思考：解析：遇到寒冷时，植物体内淀粉之类的大分子贮存物质水解产生麦芽糖、葡萄糖等小分子。打霜后的萝卜、桔子、大白菜为什么变甜？

亲水性颗粒变小变多，结合水比例增大,防止冻伤。应用与思考：

用什么方法使刚收获的“板栗”变甜？

利用冰箱提供冷刺激，模拟自然界的变化实现本目的。解释：细胞中产生水的结构与代谢过程结构代谢过程叶绿体基质光合作用暗反应阶段线粒体有氧呼吸第三阶段核糖体缩合反应生成多肽高尔基体植物细胞纤维素的合成细胞核DNA复制、转录对位训练：下列有关人体内水的叙述中，错误的是(

)A．人体细胞有氧呼吸过程中既有水的参与，也有水的产生B．当人体缺水时，血浆的渗透压会升高，在下丘脑形成渴觉C．在胰岛素的合成过程中伴随着水的产生D．人体衰老细胞中自由水含量减少，代谢缓慢B2．细胞中的无机盐(1)存在形式：主要以

形式存在。(2)功能离子功能举例细胞的结构成分Mg2＋是

分子的必需成分Fe2＋是

的主要成分CaCO3是动物和人体牙齿、骨骼的重要成分维持细胞和生物体的生命活动血液中Ca2＋浓度太低，会出现

等症状叶绿素血红蛋白抽搐功能举例维持生物体内的血液中存在

、NaH2PO4/Na2HPO4缓冲对，调节机体的酸碱平衡维持生物体的渗透压平衡Na＋、Cl－对

渗透压起重要作用，K＋对

渗透压起决定作用NaHCO3/H2CO3细胞外液细胞内液酸碱平衡对位训练:苹果含有元素Zn，Zn是形成与记忆力息息相关的蛋白质不可缺少的元素，儿童缺Zn，就会导致大脑发育不完善。因此，苹果又被称为记忆之果，这说明无机盐离子(

)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．对调节细胞渗透压有重要作用D．对维持生物体的生命活动有重要作用双缩脲试剂

斐林试剂

水浴蓝色橘黄色红色显微镜酒精具体过程见：报纸第一期A4版对位训练在下列四支试管中分别加入一些物质。甲试管：豆浆；乙试管：人体必需的8种氨基酸溶液；丙试管：牛奶和蛋白酶；丁试管：人血液中的红细胞和蒸馏水。上述四支试管中加入双缩脲试剂振荡后，有紫色反应的是(

)A．甲、丁 B．甲、乙、丁C．甲、乙、丙 D．甲、丙、丁答案DD留作对照分别加入先加NaOH，后加CuSO4

还原糖水浴加热1．(2011·马鞍山质检)下列关于生物体中元素或离子的

说法不正确的是(

)A．缺P会影响动植物细胞的呼吸作用

B．细胞吸收无机盐离子都需要细胞膜上蛋白质的

协助

C．HCO和HPO不是维持组织液pH稳定的缓冲物质

D．人体血钙过低会引起肌肉抽搐，缺铁则易患贫

血.-32-4解析：P既是ATP的组成成分，又参与构成线粒体膜；主动运输和协助扩散都需要蛋白质的参与；组织液的pH能够保持稳定，与它含有HCO、HPO等离子有关；人体血钙过低会引起肌肉抽搐，铁是血红蛋白的组成成分，缺铁易患贫血病。答案：C-32-42．(2011·长沙检测)下列关于细胞中水的含量的叙述，

不正确的是(

)A．水是人体细胞中含量最多的化合物

B．老年人细胞中含水量比婴儿的少

C．新陈代谢越旺盛，细胞中的含水量越高

D．抗冻的植物细胞内自由水含量大.解析：细胞中含量最多的化合物是水，水为细胞内的化学反应提供场所，或者直接作为反应物参与反应，因此代谢旺盛的细胞中含水量较高。老年人代谢比婴儿慢，细胞内含水量比婴儿少。细胞内的水分为自由水和结合水，代谢旺盛的细胞中，自由水含量会增多，在干旱、低温条件下，结合水含量增多，以增强植物的抗旱、抗冻能力。答案：D3．下列有关实验操作及显色结果的叙述中，错误的是(

)A．在常温条件下，稀蛋清溶液与双缩脲试剂作用呈紫

色

B．在沸水浴条件下，菜花细胞中提取的DNA与二苯胺

作用呈蓝色

C．用酒精洗去浮色后，花生子叶细胞中的脂肪与苏丹

Ⅳ作用呈橘黄色

D．在常温条件下，溴麝香草酚蓝水溶液可与CO2作用呈

橘黄色解析：用酒精洗去浮色后，花生子叶细胞中的脂肪与苏丹Ⅳ试剂作用呈红色，当脂肪与苏丹Ⅲ试剂作用时才呈橘黄色。答案：C4．(2011·南京质检)下表是组成地壳和组成细胞的部分

元素含量(%)。请据表回答下列问题：OSiCNH地壳48.6026.300.0870.030.76细胞65.0极少18.03.010.0(1)组成细胞的化学元素在地壳中都普遍存在，没有一种化学元素是细胞特有的，这一事实说明______。生物界与非生物界具有统一性(2)由表中数据可知，同一元素在细胞和地壳中含量相差甚远，这一事实说明_______________________。(3)由上表中数据可知，组成细胞的化学元素中，C、H、O含量最多，请据下表分析，其原因是：化合物水无机盐蛋白质脂质糖类和核酸质量分数(%)85～901～1.57～101～21～1.5①___________________________________________。②___________________________________________。生物界与非生物界具有差异性构成细胞的化合物中含量最多的是H2O，占85%～90%构成细胞的有机物都含有C、H、O三种元素考点一不同生物分子的元素组成命题解读本考点的主要内容是组成常见化合物的元素种类，高考对本考点的考查，大都以选择题的形式呈现，知识难度较低。[示例1]

(2010·上海高考，改编)下列选项中，含有相同元素的一组化合物是(

)A．纤维素和尿素B．脂肪酸和磷脂C．三磷酸腺苷和核糖核酸

D．胆固醇和血红蛋白[解析]

A项纤维素的组成元素为C、H、O，而尿素为C、H、O、N；B项脂肪酸的元素组成为C、H、O，而磷脂中含有P；C项三磷酸腺苷和核糖核酸的组成元素都是C、H、O、N、P；D项胆固醇的组成元素为C、H、O，而血红蛋白是蛋白质，组成元素为C、H、O、N等。[答案]

C细胞内有机分子的元素组成、单体构成与合成场所种类元素组成构成单体合成场所高尔基体(纤维素)多糖仅含C、H、O葡萄糖等单糖内质网、脂质脂肪和固醇：C、H、O、;磷脂：C、H、O、(N)、P甘油、脂肪酸内质网种类元素组成构成单体合成场所高尔基体(纤维素)蛋白质C、H、O、N氨基酸核糖体核酸C、H、O、N、PDNA：脱氧核苷酸；RNA：核糖核苷酸主要在细胞核1．下列都含有氮元素的一组物质是(

)A．脱氧核糖和脱氧核糖核酸

B．胰岛素和核糖核酸

C．丙酮酸和丙氨酸

D．脂肪和脂肪酶解析：脱氧核糖、脂肪和丙酮酸都只含有C、H、O三种元素，胰岛素是蛋白质，其组成元素主要是C、H、O、N，核糖核酸的组成元素为C、H、O、N、P。答案：B2．(2011·南京检测)糖类不含有，脂质不一定有，蛋白

质也不一定有，而核酸一定有的元素是(

)A．NB．SC．PD．Fe解析：糖类的组成元素是C、H、O；脂质的组成元素是C、H、O，有的含有N、P；蛋白质的组成元素是C、H、O、N，有的含有S、P等；核酸的组成元素是C、H、O、N、P。答案：C考点二糖类、脂肪和蛋白质的检测命题解读本考点包括物质检测所用试剂、原理、操作过程等内容。有机物的实验检测与应用一直是高考命题的热点，在考查形式上以选择题为主，简答题、实验设计题均有所涉及。[示例2]

现有无标签的稀蛋清、葡萄糖、淀粉和淀粉酶溶液各一瓶，可用双缩脲试剂、斐林试剂和淀粉溶液将它们鉴定出来。请回答：(1)用一种试剂将上述4种溶液区分为两组，这种试剂是____，其中发生显色反应的一组是____和___溶液，不发生显色反应的一组是________和________溶液。(2)用________试剂区分不发生显色反应的一组溶液。(3)区分发生显色反应一组溶液的方法及鉴定结果是____________________________________________________________________。[解析]

(1)由于稀蛋清和淀粉酶溶液的本质是蛋白质，蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应，而葡萄糖和淀粉不与双缩脲试剂反应，所以可以用双缩脲试剂将4种溶液分为两组；(2)葡萄糖属于还原糖，可与斐林试剂作用产生砖红色沉淀，而淀粉不能，所以可用斐林试剂将淀粉与葡萄糖分开；(3)淀粉可被淀粉酶分解形成还原糖，还原糖可与斐林试剂反应产生砖红色沉淀，而稀蛋清无这一特性，所以可以用淀粉和斐林试剂将稀蛋清和淀粉酶区分开。[答案]

(1)双缩脲试剂稀蛋清淀粉酶葡萄糖淀粉(2)斐林(3)将淀粉溶液分别与发生显色反应的两种溶液混合，一段时间后，用斐林试剂分别处理上述两种溶液，观察到无颜色变化的溶液是稀蛋清溶液，出现砖红色沉淀的溶液是淀粉酶溶液斐林试剂与双缩脲试剂比较斐林试剂双缩脲试剂甲液乙液A液B液成分0.1g/mL

NaOH溶液0.05g/mLCuSO4溶液0.1g/mLNaOH溶液0.01g/mLCuSO4溶液鉴定物质可溶性还原糖蛋白质添加顺序甲乙两液等量混匀后立即使用先加入A液1mL，摇匀，再加入B液4滴，摇匀斐林试剂双缩脲试剂甲液乙液A液B液反应条件水浴50～65℃加热不需加热，摇匀即可反应现象蓝色→棕色→砖红色样液变紫色(1)浓度不同。斐林试剂中CuSO4溶液浓度为0.05g/mL，双

缩脲试剂中CuSO4溶液浓度为0.01g/mL。(2)原理不同。斐林试剂的实质是新配制的Cu(OH)2溶液；

双缩脲试剂实质是碱性环境中的Cu2＋。(3)使用方法不同。斐林试剂是先将NaOH溶液与CuSO4溶液

混匀后再使用；双缩脲试剂是先加入NaOH溶液，再滴

加CuSO4溶液。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．只有还原糖的检测需要加热到50～65℃C．检测还原糖、蛋白质所用试剂相同

D．三个实验的显色反应均不相同.解析：三种物质的鉴定中，只有脂肪的鉴定需要使用显微镜。还原糖的鉴定需要加热。鉴定还原糖、脂肪和蛋白质分别呈现砖红色、橘黄色(或红色)和紫色。鉴定还原糖用的斐林试剂的甲液(0.1g/mL的NaOH)和乙液(0.05g/mL的CuSO4)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(0.1g/mL的NaOH)，再加B液(0.01g/mL的CuSO4)4滴。两种试剂的使用的方法也不相同。答案：C4．下列关于实验操作步骤的叙述中，正确的是(

)A．用于鉴定还原糖的斐林试剂甲液和乙液，可直

接用于蛋白质的鉴定

B．脂肪的鉴定实验中需要用显微镜才能看到被染

成橘黄色的脂肪滴

C．鉴定还原糖时，要加入斐林试剂甲流摇匀后，

再加入乙液

D．用于鉴定蛋白质的双缩脲试剂A液与B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：斐林试剂与双缩脲试剂所用溶质相同，且所用氢氧化钠溶液的浓度相同，但二者所用的硫酸铜的质量浓度不同。鉴定还原糖时，是甲、乙两液现配现用，一次加入；而鉴定蛋白质A时要先加A液，再加B液。还原糖、蛋白质的颜色反应是试剂与其发生化学反应的结果，是肉眼可见的。脂肪的鉴定中，由于脂肪滴小且分散在细胞中，所以需要借助于显微镜观察。答案：B考点三水和无机盐的生理作用命

题解读对水、无机盐的生理作用的考查是近几年考查的新命题点。题型主要为选择题，大都直接考查，有时会结合具体问题情境作出分析判断。应特别关注水、盐与细胞代谢、人体健康的关系。[示例3]

3月22日是“世界水日”。水污染、水资源短缺导致的水危机日趋严重，研究表明，80%的疾病是由水污染引起的。下列有关人体内水的叙述，错误的是(

)A．水在病变细胞中以结合水和自由水的形式存在B．在胰岛素的合成过程中伴随着水的产生C．冬季，植物体内结合水含量相对增多，抗寒能力提高D．水在生物体的许多化学反应中充当还原剂[解析]

水在所有细胞中都是以结合水和自由水的形式存在的。胰岛素是蛋白质，在蛋白质合成过程中有水的产生。冬季植物细胞中结合水比例提高，植物的抗逆性增强，提高了作物的抗寒能力。水在生物体的化学反应中充当溶剂。[答案]

D1．含水量与代谢强度、生物抗逆性的关系自由水与结合水比值的大小决定了细胞或生物体的代谢强度，比值越大表明细胞(或生物体)中自由水含量越多，代谢越强；反之，代谢越弱。但生物体的抗逆性与此相反，即二者比值越小抗逆性越强。5．(2011·长春调研)下列关于生物体内水的叙述，不正确

的是(

)A．结合水是细胞的重要组成成分

B．血细胞中的水大部分是自由水

C．细胞内结合水与自由水的比值与新陈代谢强度无关

D．自由水可参与细胞内物质的运输与化学反应.解析：水在细胞中的存在形式有结合水和自由水，结合水是组成细胞结构的重要成分，自由水是细胞内的良好溶剂、细胞生活的液体环境和各种化学反应的介质，自由水与结合水的比例变化与新陈代谢强度密切相关。答案：C6．水在生物体内是一种良好的溶剂，是各种化学反应

的介质。下列相关叙述不正确的是(

)A．水是有氧呼吸的反应物和生成物

B．当人体缺水时，血浆的渗透压降低，产生渴觉

C．温度适当升高会使细胞内自由水与结合水的比值

升高

D．在核糖体上进行的化学反应有水生成

.解析：主要考查水在生物体内的主要作用。缺水时，血浆渗透压升高。所有的蛋白质的脱水缩合都发生在核糖体。答案：B[示例]

根据“生物组织中可溶性还原糖、脂肪和蛋白质的鉴定”实验，回答下列问题：(1)鉴定成熟苹果果肉中存在还原糖所用的试剂是_____，

该试剂与细胞内还原糖发生作用，形成_____沉淀。(2)在鉴定花生子叶中的脂肪的实验中，能将脂肪染成橘

黄色的染液是________，用其染色时，冲洗浮色要用

酒精，这是因为酒精_____________________________。(3)本实验注意事项：①斐林试剂极不稳定，其甲液和乙

液需________。使用时再临时混合均匀用于实验。②双缩脲试剂的使用，应先加试剂________，造成碱

性环境，再加试剂________。③在可溶性还原糖的鉴定中，对试管中溶液加热时，

试管底部不要触及________；试管口不要朝向

_

_______，以免溶液沸腾时冲出试管造成烫伤。[解析]

(1)还原糖具有还原性，能将斐林试剂中的Cu2＋还原成Cu＋，生成Cu2O砖红色沉淀，所以可用斐林试剂鉴定还原糖的存在；(2)苏丹Ⅲ可将脂肪染成橘黄色。苏丹Ⅲ能溶解在酒精中，根据这一性质可用酒精洗去浮色，便于观察。(3)斐林试剂的甲液和乙液混合后使用，且需现用现配；而双缩脲试剂则需先加A液再加B液。试管加热时要注意底部不能触及烧杯底部，试管口不能触朝向实验者及他人。[答案]

(1)斐林试剂砖红色(2)苏丹Ⅲ能溶解苏丹Ⅲ

(3)①分别配制、储存②A液(0.1g/mL

NaOH溶液)

B液(0.01g/mLCuSO4溶液)

③烧杯底部实验者或其他人1．实验材料的选择(1)可溶性还原糖的鉴定实验中，最理想的实验材料是还

原糖含量较高的生物组织(或器官)，而且组织的颜色

较浅，易于观察。可选用苹果、梨、白色甘蓝叶、白

萝卜等。(2)脂肪的鉴定实验中，实验材料最好选富含脂肪的生物

组织，若利用显微镜观察，则最好选择花生种子。如

果是新鲜花生种子，可不必浸泡，如果是干种子，浸

泡3～4h最适宜切片(浸泡时间短，不容易切片；

浸泡时间过长，组织太软，切下的薄片不易成形。)(3)蛋白质的鉴定实验，最好选用富含蛋白质的生物组

织。植物材料常用大豆，且浸泡1～2d，适于研磨，

动物材料常用鸡卵清。2．实验操作中的注意事项(1)在鉴定可溶性还原糖的实验中，加热试管中的溶液

时，应该用试管夹夹住试管上部，放入盛有50～

65℃温水的大烧杯中加热。注意试管底部不要接触

烧杯底部；斐林试剂不稳定易变性，应现用现配。(2)还原糖、蛋白质的鉴定实验中，在加相应试剂鉴定

之前，要留出一部分组织样液，以便与鉴定后的样

液颜色作对比，增强实验的说服力。(3)在蛋白质的鉴定实验中，如果用蛋清稀释液作为

实验材料，一定要稀释到一定程度，否则，与双

缩脲试剂发生反应后会粘在试管的内壁上，使反

应不彻底，试管也不易洗刷干净。1．(2010·山东基本能力)区域内水和土壤中某种化学元素

过多或过少都可能导致地方病，影响人们的健康。下

列说法正确的是(

)A．龋齿是由于人体内钙含量过高造成的

B．氟骨病是由于人体内氟含量过高造成的

C．人体内硒含量过高会引发克山病

D．饮用低氟水可以预防大骨节病解析：龋齿的发生与人体的钙含量无直接关系；氟骨病是由于人体内氟含量过高造成的；人体内硒含量过低会引发克山病；一般认为大骨节病是由于人体内硒含量过低造成的。答案：B2．(2009·上海高考)下列有机化合物中，只含有C、H、O三

种元素的是(

)A．氨基酸B．核苷酸

C．脱氧核糖

D．磷脂解析：脱氧核糖属于五碳糖，仅有C、H、O三种元素构成，而蛋白质由C、H、O、N四种元素构成，核酸由C、H、O、N、P五种元素构成，磷脂一定含P元素。答案：C3．(2009·广东高考)对下表中所列待测物质的检测，所选用

的试剂及预期结果都正确的是(

)待测物质检测试剂预期显色结果①DNA甲基绿红色②脂肪苏丹Ⅲ橘黄色③淀粉斐林试剂蓝色④蛋白质双缩脲试剂紫色A．①③B．②③