第1单元　第1讲　细胞中的元素和化合物、无机化合物

第一单元细胞的分子组成第1讲

细胞中的元素和化合物、无机化合物1.说出细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成；2.指出水大约占细胞重量的2/3，以自由水和结合水的形式存在，赋予了细胞许多特性，在生命活动中具有重要作用；3.举例说出无机盐在细胞内含量虽少，但与生命活动密切相关。壹考点1细胞中的元素和化合物1.

生物界与非生物界的统一性和差异性1组成细胞的元素2.

组成细胞的元素

归

纳

总

结重要化合物或结构中的元素(1)单糖、二糖和多糖(几丁质除外)，以及脂肪、固醇的元素组成都是C、H、O。(2)所有蛋白质均有的元素为C、H、O、N，有的蛋白质还含有S等。(3)叶绿素的元素组成是C、H、O、N、Mg。血红素的元素组成是C、H、O、N、Fe。甲状腺激素中含有I等。(4)DNA、RNA、ATP和ADP的元素组成均是C、H、O、N、P。磷脂含C、H、O、P，大部分还含N。(5)在构成细胞的结构中，生物膜、染色体、核糖体和叶绿体等含C、H、O、N、P。2组成细胞的化合物思辨小练1.

判断下列说法的正误：(1)没有一种化学元素为细胞所特有。(

)(2)组成细胞的各种元素都以化合物的形式存在，如水、蛋白质等。(

)(3)Cu、Mn和Mg属于微量元素，对细胞的作用是不可或缺的。(

)√××(4)细胞中含量很少的元素都是微量元素。(

)(5)(2025·南通期初)大豆种子中的淀粉和磷脂均有碳、氢、氧、磷4种元素。(

)××提示：细胞中含量少的元素不一定是微量元素。提示：淀粉只有碳、氢、氧三种元素。2.

玉米细胞和人体细胞干重中含量较多的四种元素都是C、H、O、N，在玉米细胞中的含量大小关系为O>C>H>N，而在人体细胞中的含量大小关系为C>O>N>H，这是因为玉米和人都是生物，组成它们的主要成分都是______________________等物质，这些物质含有_____________(填元素)，蛋白质中还含有大量的___(填元素)。玉米细胞中含糖较多，人体细胞中含_________较多。糖类、脂质和蛋白质C、H、ON蛋白质【解析】多糖的元素组成不一定都是C、H、O，如几丁质含有C、H、O、N，A正确；Mg属于大量元素，B错误；血红蛋白中的铁是血红素的一部分，不是氨基酸的组成部分，C错误；脂质的组成元素有C、H、O，有些还含有N、P，糖类的组成元素一般为C、H、O，蛋白质的组成元素主要是C、H、O、N，D错误。(2025·淮安一联改编)下列关于细胞分子组成的叙述，正确的是(

)A.多糖的元素组成不一定都是C、H、OB.微量元素Mg参与叶绿素的构成C.血红蛋白中的Fe存在于氨基酸残基的R基上D.C、H、O、N、P是糖类、脂质、蛋白质共有的化学元素考向细胞中的元素和化合物A【解析】线粒体内膜属于生物膜，生物膜的元素组成为C、H、O、N、P，不含Si、Ca、Na。A(2022·江苏卷)下列各组元素中，大量参与组成线粒体内膜的是()A.O、P、N B．C、N、SiC.S、P、Ca D．N、P、Na贰考点2水和无机盐的作用1.

水的含量：生物体的含水量随着__________的不同而有所差别。2.

水的特性(1)水分子具有______，是良好的溶剂。(2)水分子之间的______不断地断裂，又不断地形成，使水具有______性。(3)水具有较高的_________，水的温度相对不容易改变。1细胞中的水生物种类极性氢键流动比热容3.

水的存在形式及作用存在形式_________自由水特点主要与______________等物质结合，失去流动性和溶解性呈游离状态，可以______流动，具有流动性和溶解性含量很少(约占4.5%)占细胞内全部水的___________结合水蛋白质、多糖自由绝大部分生理作用细胞结构的重要组成部分细胞内是细胞内的____________；参与生物化学反应细胞外为细胞生活提供液体环境；运送___________________________生物体的一切生命活动都离不开水关系

两者可以相互转化：营养物质和代谢废物良好溶剂

解

疑

释

惑种子中的水(1)将种子晒干，减少了其中部分自由水，种子代谢减慢而便于储藏，因减少了部分自由水，故仍能萌发；种子加热或炒熟，丧失的是部分自由水和结合水，种子死亡，不能再萌发；种子萌发时，吸收的水主要是自由水，代谢加强。(2)不同种子亲水能力不同：大豆(主要含蛋白质)＞小麦、玉米(主要含淀粉)＞花生(主要含脂肪)。1.

无机盐的含量和存在形式无机盐在细胞中含量______，但具有重要的作用。主要以______形式存在。2.

无机盐的作用2细胞中的无机盐很少离子

归

纳

总

结教材中常见无机盐的功能思辨小练1.

判断下列说法的正误：(1)自由水是细胞结构的重要组成成分。(

)(2)晒干的种子不含自由水。(

)(3)很多无机盐在细胞中有离子和化合物两种存在形式，这两种形式的无机盐是可以相互转化的，如骨钙(磷酸钙、碳酸钙等形式)和血钙。(

)(4)植物秸秆燃烧产生的灰烬中含有丰富的无机盐。(

)(5)细胞中的K2HPO4和KH2PO4等主要参与维持生物体的渗透压平衡。(

)××√√×2.有氧呼吸时，在线粒体基质中水是_________，在线粒体内膜上水是_________。(填“反应物”或“生成物”)3.增施有机肥有利于叶绿素分子合成的主要原因是___________________________________________________________________。反应物生成物有机肥被微生物分解产生N、Mg等无机盐，有利于叶绿素的合成【解析】自由水可以自由流动，是细胞内主要的物质运输介质，A正确；水可以保持植物枝叶挺立，B正确；降低酶促反应活化能的是酶，水不具有此功能，C错误；水的比热容较大，能缓和植物温度的变化，D正确。考向1细胞中的水(2024·浙江1月卷)下列不属于水在植物生命活动中作用的是(

)A.物质运输的良好介质

B.保持植物枝叶挺立C.降低酶促反应活化能

D.缓和植物温度变化1C(2024·贵州卷)种子萌发形成幼苗离不开糖类等能源物质，也离不开水和无机盐。下列叙述正确的是(

)A.种子吸收的水与多糖等物质结合后，水仍具有溶解性B.种子萌发过程中糖类含量逐渐下降，有机物种类不变C.幼苗细胞中的无机盐可参与细胞构建，水不参与D.幼苗中的水可参与形成NADPH，也可参与形成NADH【解析】种子吸收的水与多糖等物质结合后，这部分水为结合水，失去了溶解性，A错误；种子萌发过程中糖类含量逐渐下降，有机物种类增加，B错误；水也参与细胞构建，如结合水是细胞的重要组成成分，C错误；幼苗中的水可参与光合作用形成NADPH，也可通过有氧呼吸第二阶段与丙酮酸一起生成NADH，D正确。D

归

纳

总

结【解析】人体缺少无机盐离子，如缺少Fe2＋可能导致贫血，A正确；叶绿体色素中的胡萝卜素不含有无机盐离子，B错误；兴奋的产生与钠离子浓度有关，即肌肉的兴奋性与无机盐离子浓度有关，C正确；某些无机盐离子与维持血浆酸碱平衡有关，如NaHCO3和H2CO3组成的缓冲对与血浆酸碱平衡有关，D正确。2考向2细胞中的无机盐(2024·海安高级中学)无机盐与生物体生命活动密切相关，下列叙述错误的是(

)A.人体缺少无机盐离子可能导致贫血B.叶绿体中的色素都含有无机盐离子C.肌肉的兴奋性与无机盐离子浓度有关D.某些无机盐离子与维持血浆酸碱平衡有关B叁配套精练一、

单项选择题1.

(2024·镇江期末)下列关于冬小麦中水的叙述，错误的是(

)A．自由水之间的氢键易断裂使其常温下保持液态B．结合水能维持细胞中某些大分子物质的稳定性C．冬季来临时自由水的含量会下降至低于结合水D．结合水和自由水均能参与物质运输和化学反应【解析】细胞中自由水是良好的溶剂，能参与物质运输和化学反应，结合水参与组成细胞结构，不能参与物质运输和化学反应，D错误。D2.

(2022·湖北卷)水是生命的源泉，节约用水是每个人应尽的责任。下列有关水在生命活动中作用的叙述，错误的是(

)A.水是酶促反应的环境B．参与血液中缓冲体系的形成C．可作为维生素D等物质的溶剂D．可作为反应物参与生物氧化过程【解析】维生素D属于脂质，脂质通常都不溶于水，C错误。C3.(2024·南通期末)下列关于细胞中无机化合物的叙述，正确的是(

)A．结合水主要存在于液泡中B．无机盐多以离子形式存在C．自由水所占比例越高，细胞抵抗不良环境的能力越强D．无机盐参与维持细胞的酸碱平衡，不参与有机物的合成【解析】结合水是细胞结构的重要组成成分，而液泡中的水主要为自由水，A错误；结合水所占比例越高，细胞抵抗不良环境的能力越强，C错误；无机盐参与维持细胞的酸碱平衡，参与有机物的合成，例如铁参与血红蛋白的形成，D错误。B4.(2024·重庆卷)下表据《中国膳食指南》得到女性3种营养元素每天推荐摄入量，据表推测，下列错误的是()年龄段元素钙/(mg·d－1)铁/(mg·d－1)碘/(μg·d－1)0.5～1岁3501011525～30岁(未孕)8001812025～30岁(孕中期)8002523065～75岁80010120A．以单位体重计，婴儿对碘的需求高于成人B．与孕前期相比，孕中期女性对氧的需求量升高C．对25岁与65岁女性，大量元素的推荐摄入量不同D．即使按推荐量摄入钙，部分女性也会因缺维生素D而缺钙C【解析】由表格数据可知，婴儿每天的碘摄入量为115μg，成人为120μg，相差不大，但成人的体重远高于婴儿，所以以单位体重计，婴儿对碘的需求高于成人，A正确；铁是血红蛋白的重要成分，由表中数据可知，孕中期铁的摄入量高于未孕，由此推测，孕中期胎儿发育加快，孕妇的新陈代谢加快，与孕前期相比，孕中期女性对氧的需求量升高，B正确；大量元素主要有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg，由表格数据可知，对25岁与65岁女性，钙的推荐摄入量均为800mg·d－1，C错误；维生素D可以促进钙的吸收，所以即使按推荐量摄入钙，部分女性也会因缺维生素D而缺钙，D正确。5.

钙在骨骼生长和肌肉收缩等过程中发挥重要作用。晒太阳有助于青少年骨骼生长，预防老年人骨质疏松。下列叙述错误的是(

)A．细胞中有以无机离子形式存在的钙B．人体内Ca2＋可自由通过细胞膜的磷脂双分子层C．适当补充维生素D可以促进肠道对钙的吸收D．人体血液中钙离子浓度过低易出现抽搐现象【解析】细胞中有以无机离子形式存在的钙，也有以化合物形式存在的钙(如CaCO3)，A正确；Ca2＋不能自由通过细胞膜的磷脂双分子层，需要转运蛋白协助，B错误；维生素D能有效地促进人体肠道对钙和磷的吸收，C正确；哺乳动物的血液中必须含有一定量的Ca2＋，Ca2＋的含量太低会出现抽搐等现象，D正确。B6.

植物在生长发育过程中需要不断从环境中吸收水。下列有关植物体内水的叙述，错误的是(

)A．根系吸收的水有利于植物保持固有姿态B．结合水是植物细胞结构的重要组成成分C．细胞的有氧呼吸过程不消耗水，但能产生水D．自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动【解析】根系吸收的水进入细胞，有利于植物保持固有姿态，A正确；结合水一般含量较少，是植物细胞结构的重要组成成分，B正确；细胞有氧呼吸的第二阶段需要消耗水，第三阶段能产生水，C错误；自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动，比值越高，细胞代谢越旺盛，D正确。C7.(2024·南通二调改编)下列有关人体细胞中元素和化合物的叙述，正确的是(

)A.磷脂分子和ATP的组成元素完全相同B．促甲状腺激素中含有碘元素C．胆固醇参与构成细胞膜D．DNA和RNA都是细胞内的遗传物质【解析】ATP和大部分磷脂组成元素为C、H、O、N、P，但少部分磷脂不含N，A错误；甲状腺激素中含有碘元素，B错误；胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分之一，在人体内还参与血液中脂质的运输，C正确；DNA是细胞中的遗传物质，RNA不是，D错误。C8.

(2024·南京二模)下列关于细胞中元素的叙述，正确的是(

)A.脂肪酸、性激素、淀粉的组成元素都是C、H、OB．碳作为生命的核心元素，占人体细胞鲜重比例最大C．常用放射性同位素14C、15N、32P进行生物学研究D．细胞中的血红蛋白由于含大量元素铁而呈现红色【解析】碳是生命的核心元素，但占人体细胞鲜重比例最大的元素是O，B错误；15N没有放射性，C错误；Fe是微量元素，D错误。A9.(2025·盐城八校联考改编)下列关于生物体中元素和化合物的叙述，错误的是(

)A．在活细胞中，水可以与蛋白质、多糖等分子结合B．缺Ca2＋会导致哺乳动物血液运输O2的能力下降C．叶绿素分子与血红蛋白分子结构的区别之一为所含的无机盐离子不同D．人体内Na＋的缺乏会引起神经、肌肉等细胞的兴奋性降低【解析】水的存在形式有自由水和结合水，在活细胞中，水可以与蛋白质、多糖等分子结合，A正确；Fe2＋参与构成血红蛋白，缺铁会导致血液运输O2的能力下降，血浆中缺Ca2＋会出现抽搐等症状，B错误；叶绿素的合成需要Mg2＋，血红蛋白分子需要Fe2＋，可见叶绿素分子与血红蛋白分子结构的区别之一为所含的无机盐离子不同，C正确。B10.

(2024·常熟期中)《氾胜之书》著于西汉晚期，是中国现存较早的一部农学著作，书中提到收获的粮食要“曝使极燥”，降低粮食的含水量后才入仓储存。下列有关叙述正确的是(

)A．“曝使极燥”使种子细胞丧失全部结合水，从而抑制种子新陈代谢B．种子生长发育的不同时期，细胞内结合水所占比例可能不同C．种子萌发形成根系后，无机盐不需要溶解于水中被吸收D．若将“曝使极燥”后的种子放入清水中，其主要通过渗透作用吸收水B【解析】“曝使极燥”后，丢失的是自由水，细胞中结合水比例大幅度增加，自由水的含量减少，细胞的代谢强度降低，A错误；种子生长发育的不同时期，细胞内结合水所占比例可能不同，如在种子逐渐成熟的过程中，结合水的比例逐渐上升，而自由水的比例逐渐下降，B正确；无机盐必须溶解于水中才能被吸收，且植物的根是吸收水分和无机盐的主要器官，C错误；若将“曝使极燥”后的种子放入清水中，其主要通过种子中的亲水性物质吸收水分，D错误。11.

下列有关化合物的组成元素及功能的叙述，正确的是(

)A．磷脂、核酸都含C、H、O、N、P，可参与构成核糖体B．叶绿素含C、H、O、N、Mg，能吸收、传递、转换光能C．糖类都含C、H、O、N，既可提供能量，也可构成细胞结构D．胰岛素含有C、H、O、N、S，可促进肝糖原分解为葡萄糖【解析】核糖体无膜结构，不含磷脂，且有少部分磷脂不含N，A错误；叶绿素含C、H、O、N、Mg，能吸收、传递、转换光能，B正确；大多数糖类仅含C、H、O，不含N，C错误；胰岛素由2条肽链(通过二硫键连接)构成，含有C、H、O、N、S，可促进血糖转化为肝糖原储存，胰高血糖素可促进肝糖原分解为葡萄糖，D错误。B12.

“有收无收在于水，收多收少在于肥。”某生物兴趣小组以玉米幼苗为实验材料进行了如下探究实验。下列叙述错误的是(

)A．步骤一损失的水在细胞中主要以游离形式存在，是细胞内的良好溶剂B．步骤二损失的水在细胞中主要与蛋白质、多糖等物质结合C．步骤三损失的主要是无机盐，它们在细胞中主要以离子形式存在D．干旱环境中生长的玉米，其细胞中结合水与自由水的比值相对较高C【解析】步骤一是晾晒幼苗，此时失去的是自由水，自由水在细胞中以游离形式存在，是细胞内的良好溶剂，A正确；步骤二是烘干幼苗，此时细胞结构遭到破坏，失去的是结合水，结合水能与细胞内蛋白质、多糖等其他物质相结合，在细胞内的含量稳定，B正确；步骤三可燃烧掉幼苗中的有机物，故步骤三损失的主要是有机物，剩下的灰分是无机盐，C错误；细胞中的结合水含量与植物抗逆能力有关，干旱环境中生长的玉米，其细胞中结合水的含量相对较高，自由水的含量相对较低，D正确。二、

多项选择题13.

下列有关生物体内元素和化合物的叙述，正确的有(

)A．细胞鲜重中质量百分比最高的元素是氧B．血红蛋白中含有铁元素C．相同质量的糖类比脂肪所含的能量多D．蓝细菌的遗传物