细胞中的元素和化合物（知识清单）-2027年高考生物一轮复习解析版

基础梳理-自主夯基一一课前5分钟核心背默

1.生物界与非生物界在元素种类上具有统二性，在元素的含量上具有差异性。

2.组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在。细胞中含量最高的化合物是水，含量最高的有机化合物

是蛋白质,在细胞干重中，含量最多的有机化合物是蛋亘质.

3.生物组织中的成分鉴定

①还原糖+斐林试剂f砖红色沉淀;

②淀粉+碘液一蓝色:

③脂肪+苏丹m染液->橘黄色（染色后要用体积分数为50%酒精洗掉浮色）:

④蛋白质（多肽）+双缩腺试剂->紫色。

4.斐林试剂

①组成：甲液：质量浓度为o.lg/mL的NaOH溶液；乙液：质量浓度为0.05g/mL的CuS04溶液。

②使用方法：等量混合使用，现配现用;水浴加热。

5.双缩服试剂

成：A液：质量浓度为O.lg/mL的晒L溶液_；B液：质量浓度为0.Olg/mL的CuS04溶液。

②使用方法：先加双缩服试剂A液，摇匀，再加少量双缩朦试剂B液，摇匀，不需要（需

要/不需要）加热。

6.自由水的作用：

①水是细胞内良好的溶剂,许多种物质能够在水中溶解。

②细胞内的许多生物化学反应也都需要水的参与。

③多细胞生物体的绝大多数细胞，必须浸润在以水为基础的液体环境中。

④水在生物体内流动，可以把营养物质运送到各个细胞,同时也把各个细胞在新陈代谢中产生的废物，

运送到排泄器官或直接排出体外。

7.在正常情况下，细胞内自由水所占的比例越大，细胞的代谢就越旺盛；而结合水越多，细胞抵抗干旱和

寒冷等不良环境的能力就越强。

8.细胞中大多数无机盐以蚯的形式存在。

9.无机盐的作用有：

①某些重要化合物的组成部分,如Mg是构成吐绿素的元素，Fe是构成血红素的元素。

②对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用,如血钙偏低时哺乳动物会抽搐。

③对维持细胞酸碱平衡非常重要。

④维持正常渗透压，即水盐平衡。

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重难突破-考点深研--要点提炼

“考点一细胞中的元素♦>

1.生物界和无机自然界在元素组成上的统一性和差异性易错辨析:

（1）统一性：组成细胞的化学元素在无机自然界中都能找到，在元素种类上具有大量元素和微量元素

统一性。都是组成生物体的必需

（2）差异性：同一种元素在生物界和无机自然界中的相近食量差别很大。元素，但生物体内含有

2.元素的种类、分类及存在形式的元素不一定都是必需

（1）种类：组成细胞的化学元素，常见的有20多种。元素，如大体内可能含

（2）按含量分为大量元素和微量元素有Pb,但Pb不是必需

①大量元素：C、H、0、N、S、K、Ca、Mg等元素;元素。

②微量元素：Fe、等、?n、Q、KM。等元素.记忆口诀：

（3）按作用分为最基本元素和基本元素常见微量元素：铁（Fe）

①最基本元素：C；钵（Mn）碰（B）新（Zn）

②基本元素：C、H、0、No木（Mo）桶（Cu）

（4）细胞中含量最多的4种元素：C、H、0、No细胞中的四种元素含量分析：在教材隐性知识:

细胞的鲜重中0>C〉H>N（含量最多的元素是氧元素，但数最最多的是氢原子）；在细占玉米细胞干重最多

胞的干重中，C>0>N>llo造成这种差异的主要原因是水的含量不同。的元素是0,占人体细

胞干重最多的元素是C。

©考点二细胞中的化合物余

1.组成细胞的化学元素大多以化合物的形式存在,组成细胞的主要化合物及其相

对含量如下所示：特别提醒:

在细胞鲜重中，含

组无机化”物彳无机盐:1%~]$%量最多的化佥物是水，

成

细

含量最多的食机物是蛋

胞蚩白质:7%~10%

的

化—\1%~1.5%自质;在细胞王重中，

合一类/

物

含量最多的化食物是蜀

｛脂质：1%~2%

白质。

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•考点三细胞中的水♦＞

1.水在生物体内的分布

(1)生物种类不同，含水量一般不同。一般为水生动物)两栖类动物》陆生动物。

(2)同种生物的不同发育时期含水量一般不同。通常幼儿时期》成年时期)老年时易错辨析:

期；植物幼嫩部分＞植物成熟部分。

(3)同种生物不同器官的含水量一般不同,如：肝2肺＞肾＞人脑Q肌肉。

2.水的理化特性与分子结构的对应关系

▲•1“子・干失去第Jta由

水.干■干供州失去的量第

翁水.”于会死亡.

晒干的种子浸泡吸水

后能够萌发，在一定范

围内，自由水和结合水

的比值越大，细胞代谢

越旺盛。

3.水的存在形式、特点及生理功能

存在形式自由水结合水教材拓展:

细胞中绝大部分的水呈游离状一部分水与细胞内的其他物质

定义

态，可以自由流动，叫作自由水相结合，叫作结合水

含量约占细胞内全部水分的95.5%约占细胞内全部水分的4.5%

自由水/结合水的值

特点流动性强，可参与物质代谢不流动，与其他物质结合如图表示冬小麦叶片

细胞中的水与冻害程度

①细胞内的良好酒剂：是细胞结构的重要组成成分：的相关性曲线，冬小麦

的冻害级别与细胞中自

②参与生化反应；水与蛋白质、多糖等物质结合，

功能由水/结合水的值成正

③为细胞提供液体环境；这样水就失去流动性和溶解比。因为细胞中自由水

越多，细胞越容易结冰

④运送营养物质和代谢废物；性，成为生物体的构成成分。

而发生冻害。反之，如

①自由水和结合水在一定条件下可相互转化；果结合水偏多，则不易

|‘一代谢强度结冰，从而有利于植物

,.I.温度降低、一人,xT抗寒。

自由水'汨金结口水揄^性

温度升高C1-----------------

联系°自由水与结合水相对含a

②自由水与结合水的比值上升时，生物的断陈代谢旺盛z生长迅速；

当自由水与结合水的比例下降时，生物的新陈代谢缓慢，但抗逆性

增强

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一考点四细胞中的无机盐，＞

1.无机盐大多数以离子的形式存在；无机盐是细胞中含量很少的无机物仅占细胞

鲜重的1%~1.5%o教材隐性知识：

2.生理功能农田施肥的同时，往

（1）组成细胞结构和许多化合物的重要成分：Mg是叶绿素的组成成分；F旦是血往需要适当浇水，此时

红素的组成成分；P是ATP、核酸、NADPH、磷脂的组成成分。浇水的原因是肥料史

（2）对维持细胞和生物体的生命适动起着重要作用的矿质元素只有洛解建

元素功能含量异常的表现水中才能被作物根系吸

Fe血红素分子的重要组成成分缺铁性贫血症

收

Mg叶绿素分子的重要组成成分植物吐绿素合成受阻，影响光合作用

Zn很多酶的结构中心生长发育不良（侏儒症），生殖腺功能受阻

儿童易患佝偻病，中老年人易患骨质疏

骨骼、牙齿的重要组成成分

松、痉挛等

Ca

（血钙）维持肌肉细胞的兴奋动物血钙过低时，会出现抽播现象；

性血钙过高时，会患肌无力

甲状腺肿大，儿童的智力和体格发育出现

I甲状腺激素的重要组成成分

障碍（呆小症）

促进花粉的萌发和花粉管的

B油菜缺硼时，会导致“花而丕实”

伸长

促进植物体内淀粉的运输；

K植物缺K时抗逆能力减弱，易受虫害侵袭

维持动物细胞内液渗透压

主要维持动物细胞外液的渗

Na过低时不能维持细胞的正常形态

透压

蛋白质、ATP、NADP+、叶绿

N植物缺N时，植株矮小，叶片薄而黄

素、核甘酸等的组成元素

ATP、NADP、核甘酸、磷脂等

P的组成元素之一；动物骨骼植物缺P时.，开花迟而小，植株矮小

牙齿的组成成分

教材隐性知识：

（3）维持细胞正常酸碱平衡（如：HCO寺和H2c。3等）;

0.9%的NaCI溶液与

（4）维持血浆渗透压平衡（如：Na'和C1等），维持细胞的正常形态。

人体内细胞直接生活的

3.验证作用（见后文专项突破02）

环境浓度一致，能使细

（1）对照组：植物+完全培养液，正常生长。

胞保持正常的形态结构

（2）实验组：植物+只缺元素X的完全培养液。若正常生长，X为非必需元素；若

和生理功能，因此又被

生长不正常，补充X后生长正常，则X是必需元索。

称为“生理盐水”。

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一考点五实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质超

1.检测生物组织中的还原糖易错辨析:

①西瓜果肉中含有丰富

制浆的还原糖，但其颜色影

I响实验观察；甘蔗汁中

纱布

含人量不具有还原性的

过滤

I蔗糖，因比上述两材料

取灌液都不是理想的实验材

料。

②韭还原糖(如蔗糖，多

糖)+斐林试剂水浴加热

后的现象小是尢色，而

2.蛋白质的鉴定

是蓝色［Cu(0H)2的颜

选材与制备：蛋;物第液或豆浆灌液

色］。

待测”缩臊试剂G双绵除试

胸底,鬻液BImL•摇勺_♦JB液41面

摇勾信变③用鸡蛋要用量清，井

成紫色

I

注意稀释，一般稀释10

结论：毋织择液中含有强白盾

倍以上，否则实验后易

3.脂肪的鉴定

黏附在试管壁上，使反

(1)实验原理：脂肪+苏丹III染液一橘黄色。

应不彻底，且试管不易

(2)实验步骤：

清洗。

方法一：花生种子匀浆+3子苏丹111染液f楮西色

方法二」■前汉沮.易「切片

取材：花生种子(漫泡，去想种皮―^^——----------------

I-④体积分数为50%的酒

切片：格子叶切翊干薄片，放入值有清水的培养皿中待用

।但取最薄的切片，用毛笔般取放在载玻片中央精的作用：洗去浮色(原

U1」②架色：滴2~3滴苏丹KI染液,染色3mm因是苏丹III染液易溶于

制片|③去浮色：加1~2滴体积分数后0%的酒精溶液

jI©制成临时装片：滴一滴蒸灌水，盖上盖城片酒精)

观察：先在低倍显微谎下寻找已着色颗粒，再用高倍显微情观察

I

结论：国形小颗粒呈楮黄色，证明花生种子中含有脂肪

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4.斐林试剂和双缩服试剂的比较

二匕较项目斐林试剂双缩胭试剂

使用甲液和乙液混合均匀后即可使

用时先加A液再加B液

方法用，且现配现用。

呈色

反应需水浴加热不需要加热即可反应上图为苏丹HI染液染色

不后，在高倍显微镜下观察

条件到脂肪颗粒呈橘黄色。

同

具有两个以上肽键的化合物

点反应还原糖中的醛基被Cu(()H)2氧

在碱性条件下与C/+反应生

检测这原糖时使用

原理化，Cu(0H)2被还原为C*0

成络合物的斐林试剂要现配现用

颜色破纽鱼沉淀紫色的原因：斐林试剂很不

稳定，容易产生蓝色的

浓度乙液CuS04浓度为0.05g/mLB液CuS04浓度为0.01g/mL

Cu(0H)2沉淀，所以应

都含有NaOH、QS04两种成分,

相同将甲液和乙液分别保

且所用NaOH浓度都是0.1g/mL

存，使用时现配现用。

111能力进阶•方法专项提炼

【专项突破01】种子萌发过程中有机物的变化

种子萌发过程中，储存的大分子有机物在酶的作用下水解为小分子物质，为胚的生长提供营养。

-淀口Mr麦芽箫yg

1.配牙硼*即置雨，随着种子萌发，种子干重减少(是由细胞呼吸消耗导致

的)，用碘液检测，蓝色变浅。

2量白质►氨基酸+小分产肽，随着种子萌发，种子干重减少，用双缩服试剂检测,

紫色变浅。

3帖肪■~脂肪酸、甘油油料作物种子在萌发初期.脂肪转化为糖类、蛋白质等需添加氧元

素.会使有机物的质量增加.因此种子萌发初期干重增加。

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【专项突破02】种子萌发过程中有机物的变化（科学探究）

】.实验设计及过程

1）对照组：植物+完全培养液一正常生长。

2）实验组

正常生长「X不是必需无机盐

植物♦缺X

的培养液不正常加入正常_X是必需

生长IXI生长「无ttlt

正常生长

加X

对

实

对

实

对

实

照

验

照

验

验

照

组

组

组

组

组

组

2.实验结果预测

1）若两组植物都正常生长，则无机盐X不是植物生长所必需的。

2）若实验组植物生长不正常，对照组植物生长正常，且向实验组中添加无机盐X,植物恢复正常生长，则

无机盐X是植物生长所必需的。

3.实验设计原则

1）对照原则

在实验设计中，为排除无关条件的干扰，常常要设立对照组。常见的对照方法一般包括空白对照、自

身对照、相互对照、条件对照4种。实验组加入无机盐X的目的是二次对照，使实验组前后自身对照，以

增强说服力。

2）单一变量原则

单一变量原则是指其他因索•（无关变量）不变，只改变其中的一个因素（要研究的因素一一实验变量，

即日变量），然后观察这个实验变量对实验结果的影响。

3）平行重复原则：为避免偶然性，需多做几组平行重复实验。

4）科学性原则：科学性原则是指决策活动必须在决策科学理论的指导下，遵循科学决策的程序，运用科

学思维方法进彳r决策的行为准则o

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【专项突破03】元素和化合物的相互推断（归纳总结）

1.依据元素推断化合物

种类元素组成

糖类C、H、0（几丁质有N）

脂肪C、H、0

性激素C、11、0

磷脂C、II、0、N、P

蛋白质主要含C、要0、N、（S）

核酸、ATPC、H、0、N、P

叶绿素C、11、0、N、Mg

2.推断化合物的种类

（1）元素分析法

他美中的“了质（而多僮）屯含肩Nib豪.

*

蛋6质」^c、H?O------二卷A多&期类、腑肪]

|N、p

磷脂;核I«]ATP等

（2）特征元素提示法

Fe是由成皿红狼的心桑.

1M黛'-F«（S）

叶像素=]f.产一蛋白质

1------------Pr1H、。\T1

.AE上J-------------1•—!—

（3）代谢产物推理法

|R工工和；£­（）和、

I蛋白质代]CO谢,产H,物O]卜"匚]绝C大,多H数O糖LT类；、---脂----肪------------------

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考向一分析组成细胞的元素、化合物和无机物

1.（2025•陕晋宁青，1）佝偻病停发的手足抽搐症状与人体内某种元素缺乏有关。该元素还可以（）

A.参与构成叶绿素

B.用于诱导原生质体融合

C.辅助血红蛋白携氧

D.参与构成甲状腺激素

【答案】B

【解析】佝偻病伴发的手足抽搐症状与人体内钙（Ca-）缺乏有关，而叶绿素的核心元素是镁（Mg?*）,钙（Ca?

十）不参与叶绿素构成，A错误；在植物体细胞杂交技术中，高Ca?+—高川是植物原生质体融合的其中一种

方法，与钙（Ca2+）有关，B正确：血红蛋白的辅基含铁（Fe?+）,负责携氧，与钙无关，C错误；甲状腺激素

含碘（厂），钙不参与其构成，D错误。

2.（2025•湖北，7）我国农学家贯思^所著《齐民要术》记载：“凡五谷种子，泡郁则小生，生者亦寻夕匕」

意思是种子如果受潮发霉就不会发芽，即使发芽也会很快死亡。下列叙述错误的是（）

A.农业生产中，种子储藏需要干燥的环境

B.种子受潮导致细胞内结合水比例升高，自由水比例降低，细胞代谢减弱

C.霉菌在种子上大量繁殖，消耗了种子的营养物质，不利于种子正常萌发

D.发霉过程中，微生物代谢产生的有害物质可能抑制种了•萌发相关酶的活性

【答案】B

【解析】种子储藏需要干燥的环境，以减少自由水含量，降低细胞呼吸速率，减少有机物消耗，A正确；

种子受潮时，自由水比例升高，结合水比例下降，此时细胞代谢应增强，B错误；霉菌繁殖会消耗种子储存

的有机物，导致种子缺乏萌发所需营养物质，C正确；霉菌代谢产物（如毒素）可能破坏种子细胞结构或抑制

能活性，阻碍萌发，D正确。

【归纳总结】

①有氧呼吸第三阶段②氨基酸脱水缩合③多糖