高考生物一轮复习第1单元走近细胞和组成细胞的分子第2讲细胞中的元素和化合物细胞中的无机物学案

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文

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，故生物体细胞中不存在无机

自然界中没有的特殊元素。（必修1Pm—正文）（/）

2.组成人体细胞鲜重和干重前4位的元素分别是0、C、H、N和C、0、N、H。（必修IP17—

图2—1、2-2）（V）

3.组成细胞的元素都以化合物形式存在。（必修1正文）（X）

4.并不是所有细胞中化合物的含量都一样。（必修1一思考与讨论）（J）

5.斐林试剂与双缩肠:试剂的组成成分完全相同，浓度不同。（必修1Pl8一实验）（J）

6.观察花生子叶中脂肪时，需用蒸翎水洗去浮色，再进行观察。（必修1P19一实验）（x）

7.双缩腺试剂A、B要混合均匀后使用，且需水浴加热及显微镜观察。（必修1%—实

验）（X）

8.自由水和结合水是细胞结构的重要组成成分。（必修1P笈一正文）（义）

9.缺铁会导致血红蛋白合成障碍，引起缺铁性贫血。（必修1P'一思考与讨论）（J）

10.哺乳动物血液中钙离子含量太低，会出现抽搐症状。（必修1P%一正文）（1）

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，要输入前萄糖盐水。（必

修1P36一与生活的联系）（j）

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。（必修1P好一技能训练）（x）

真题重组判断正误

（1）（2017•全国卷H）硒是人体必需的微量元素，但不宜摄入过多。（J）

（2）（2014•四川高考）在最基本的生命系统中，HQ有自由水和结合水两种存在形式。（J）

（3）（2014•海南高考）水是构成叶肉细胞的重要化合物之一。（V）

（4）（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。（X）

（5）（2018•全国卷H）蛋白质结合Mg"形成的血红蛋白参与0?运输。（X）

（6）（2016•全国卷II）构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收。（J）

知识自主梳理

一组成细胞的元素

1.存在形式：大多以同化合物的形式存在。

2.分类

(1)大量元素：画C、H、0、N、P、S、K、Ca、Mg等。

(2)微量元素：|03|］诂、Mn、Zn、Cu、B、Mo等.

(3)基本元素：|"5?］c、H、0、N。

(4)最基本元素：画的

(5)干重前四位：画二、0、N、儿

(6)鲜重前四位：所1。、C、H、N。

3.来源：生物体有选择地从自然界中获得。

4.生物界和非生物界在元素组成上的统一性和差异性

(1)统一性：画组成生物体的元素在无机自然界中都能找到,在元素画种类上具有统

一性。

(2)差异性：同一种元素在生物界和非生物界中的回食量差别很大。

二细胞中化合物

［无机化合物：画水和无机盐

1•分类彳

(有机化合物：画糖类、脂质、蛋白质、核酸等

2.细胞中化合物的比较

鲜重含量最多的有机化合物回1蛋白质

鲜重含量最多的化合物画丞

干重含量最多的化合物丽蛋白质

不含N的有机物画糖类和脂肪

含有N,同时含有S的有机物Ml蛋白质

含有N,同时含有P的有机物国核酸、磷脂、ATP等

三细胞中水的存在形式和作用

1.存在形式：回结合水和自由水。

2.怖闻专赞是画细胞结构的重要组成成分耦岑参与许多画生物化学反应细胞

内的画良好溶剂为细胞提供厨液体环境运送画营养物质和代谢废物

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：自由水画低温，向高温结合水。

4.自由水、结合水与细胞代谢及抗逆性的关系

比值高=＞细胞代谢同旺盛,抗逆性直，如癌细胞、萌发种子、分

自由水/]生组织细胞

结合水I比值低=细胞代谢回直，抗逆性⑫理，如干种子、越冬植物、细菌

芽胞等

四无机盐

1.在细胞中的存在形式：主要是同离子。

2.生理作用

功能举例

是某些复杂化合物的画组成Ml'参与两叶绿素合成;Fe2+参与画血红蛋白合成;厂参

成分与厨甲状腺激素合成

维持细胞和生物体的网止常血Ca含量过低，会出现阿抽搐症状;血Ca含量过高，会

生命活动出现画肌无力症状:缺B,花而不实

维持细胞和生物体的画渗透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

压要作用

维持细胞和生物体的回幽

人血浆中HC07、HPO：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

①还原糖+画斐林试剂画水浴加热叵]砖红色沉淀0

②淀粉+碘液一叵蓝色。

苏丹III染液一厨橘黄色

(2)脂肪的检测：脂肪+1

苏丹IV染液一画红色

⑶蛋白质的检测：蛋白质+面1双缩眼试剂一紫色。

2.材料的选择：要检测的物质含量高；画白色或无色。

3.实验步骤

（1）还原糖的检测和观察

生物组织样液2血,一画斐林试剂1血,（甲液和乙液回等量混合均匀）一口］水浴加

热（50〜65℃）一砖红色沉淀

（2）脂肪的检测和观察

方法一：花生种子匀浆+3滴苏丹HI（或苏丹IV）染液一橘黄色（或红色）

方法一：

取材：花生种子（浸泡，去掉种皮）

切片：将子叶切成薄片

I

，①取最薄的切片，放在载玻片中央

I②染色：滴2〜3滴苏丹HI染液，染色3min

制片,③去浮色：加1〜2滴同体积分数为50%的酒精溶液

、④制成临时装片，滴一滴蒸馄水，盖上盖玻片

I

观察：先在低倍显微镜下寻找已着色颗粒，再用高倍显微镜观察，视野中被染成橘黄色

的脂肪颗粒清晰可见

（3）蛋白质的检测和观察

豆浆（或稀蛋清）2mL一双缩腺试剂同A液1mL一摇匀一双缩胭试剂向B液4滴一

摇匀一溶液呈丽紫色

注：双缩眼试剂与肽键作用呈紫色。

易错判断

1.细胞中的微曷元素因含品极少而不加大最元素重要。（X）

2.细胞中的一种元素的作用能被其他元素替代。（X）

3.细胞中常见的化学元素有C、H、0、N等20多种，其中C是最基本元素。（J）

4.人体活细胞中氧的含量最多，但氢原子的数量最多。（J）

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.干种子不浸泡就不萌发，原因是什么？

提示干种子含有的自由水非常少，细胞代谢强度很低。

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。

特别提醒

1.所选生物材料中有机化合物的种类、含量不一样，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.因为本实验是利压颜色反应进行检测，所以生物材料原有颜色会影响实验结果。

3.开始时的浅蓝色是Cu(0II)2的颜色，后来的棕色是浅蓝和砖红色的混合色，最后C1+

全部生成Cu2O,溶液呈现砖红色。

4.蛋白质中的肽键在碱性条件下能与C/+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Cj+。其中双缩胭试剂B液的量不能过多，因为过多的双缩服试剂B液会与双

缩腺试剂A液反应生成CU(0H)2,使溶液呈蓝色进而掩盖实验生成的紫色。

5.斐林试剂的甲液、乙液的成分分别与双缩服试剂的A液、B液相同，只是斐林试剂的

乙液的质量浓度比双缩腺试剂的B液大，故只需将斐林试剂乙液用蒸储水稀释即可用来鉴定

蛋白质。・

考点题型突破

考点1细胞中的元素和化合物

£题型一元素的种为和功能

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.的质量分数给如

下表所示，下列有关叙述正确的是()

元素CH0NPCaS

植物(%)

动物闾

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含吊: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、0、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、0、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、0、N、P,D错误。

2.（2019•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I表示细胞鲜重,则A、B化合物依次是也0、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0、C、H

C,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

1）.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、0、N

答案C

解析若图1表示细胞鲜重，含量最多的化合物是10,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0,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、0、N,D正确。

「国同阻的.....................................

1.三种常考元素

（D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“0”（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”

C题型二根据元素别断化合物

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（）

①Tc、]（）-③

④I

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

I）.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，②®可能是糖类、脂肪

或固醇等，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

体内的储能物质一一脂肪，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、0、N、P等，C正确；在低血糖时，肝糖原可以直接分解，以补充血糖，但肌糖原不

能直接分解以补充血糖，艮】④可能是肝糖原，但不会是肌糖原，D错误。

..................................................

“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

物质名称特征元素共有元素

ATPP

叶绿素Mg

血红蛋白S、FeC、H、0、N

甲状腺激素I

胰岛素S

（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:

细胞膜一蛋白质+糖类+磷脂一C、H、0、N、P；

染色体f蛋白质+DWfC、H、0、N、P；

核糖体一蛋白质+RNA-C、H、0、N、P；

病毒一蛋白质+核酸-C、H、0、N、P。

5变式训练

[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乳糠③核甘酸④磷脂⑤[H]⑥脂肪⑦RNA⑧抗体⑨纤维素

⑩ATP

A.①②®B.④⑤⑥⑧⑨

C.②⑤®⑦©D.③④（§）⑦⑩

答案D

解析①胰岛素是蛋白质，其组成元素有C、H、0,N、S；②乳糖属于糖类，其组成元

素有C、H、0；③核甘酸是核酸的基本组成单位，其组成元素有C、H、0、N、P；④磷脂属于

脂质，其组成元素有C、H、0、N、P；⑤[H]组成元素有C、H、0、N、P；⑥脂肪属于脂质，

其组成元素有C、H、0；⑦RNA属于核酸，其组成元素有C、H、0、N、P；⑧抗体是蛋白质，

其组成元素主要有C、H、C、N；⑨纤维素属于糖类，其组成元素有C、II、0；⑩ATP组成元素

有C、H、0、N、P；所以，选项D中含化学元素种类相同，都是由C、H、0、N、P五种元素组

成。

[3-2]（2020•哈三中期中）如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Fc,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、0、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2细胞中的水和无机盐

0题型一水的存在形式与功能

1.（2019•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.①④⑤B.①②④C.⑤©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；自由水的含量直接

影响细胞的代谢强度，不同细胞的代谢强度不同，所以大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土改变，如癌变细

胞的代谢速率会加快，D正确。

3.（2019•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C0?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，细

胞失去活性，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，后者与细胞内内其他

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C0：中的C也可能来自其他有机物，D错误。

1国同阻置｝.....................................

衍射法归纳细胞中的水

质生分离与发原一脸证上｛主要一抗利凝不

调节

①有氧呼吸第三阶段

②氨基酸脱水缩合

①良好溶剂

③多糖的合成

②生化反应的介质

④DNA的复制与'：

③参与生化反应

⑤ADP、Pi形成ATP

④物质运输

①多糖、蛋白质、脂肪、核酸的分解（水解）；②光反应中

水的分解；③有氧呼吸第二阶段中水的利用；④ATP的水解;

⑤DNA、RNA的水斛

0题型二无机盐的功能分析及实验验证

4.（2019•辽宁凌源二中上学期期末）下列关于无机盐在生物体中功能的叙述，错误的是

（）

A.镁是叶绿体中参与光合作用的各种色素的组成元素

B.人体缺铁会影响正常的有氧呼吸功能

C.人体血液中CzT浓度太低，会出现抽搐症状

D.细胞中的某些无机盐离子对维持细胞的酸碱平衡具有•定作用

答案A

解析镁是合成叶绿素必需的元素，而不是各种光合色素的组成元素，A错误；缺铁会

影响血红蛋白的合成，影响氧气的运输，进而影响有氧呼吸，B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

中甲组作为空白对照，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（）

空甲含X的完全并

组养液+幼苗正常生K

白

对一段时|h

照x不是必需无机盐

生K

乙只缺X的完全营说

组养液+幼苗仍为不是

L生长丫一段异施M

异常

是

正常明

实验前实验后

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•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

【）.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；无土栽培并不是无菌环境,

则实验前营养液没有必要灭菌，C正确；由于培养的是植物，故需在光照下进行，D错误。

实验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（）

溶液溶质的元素组成检测试剂颜色反应溶质的基本单位

甲C、H、0©砖红色葡萄糖

乙C、H、0、N等双缩版试剂②③

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是核苜酸

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；蛋白质与双缩腺试剂发生紫色反应，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.（2020•南阳期中）下列关于生物组织中有机物检测的实验叙述，正确的是（）

A.变性的蛋白质也能与双缩胭试剂发生作用，产生紫色反应

B.斐林试剂和双缩腺试剂的构成物质都是相同浓度的氢氧化钠和硫酸铜溶液，只是使用

的方法不同

C.还原糖鉴定实验的实验材料可选用西瓜和U.蔗

D.苏丹1H染色后的花生了叶细胞，用显微镜可观察到被染成红色的脂肪颗粒

答案A

解析变性的蛋白质存在肽键，与双缩版试剂发生作用产生紫色反应，A正确；斐林试

剂与双缩腺试剂具有相同浓度的旧OH溶液，不同浓度的CuSO,溶液，B错误；西瓜有颜色，甘

蔗里含有的是蔗糖，不属于还原糖，C错误；苏丹III可将脂肪染成橘黄色，D错误。

:•母同画圈.....................................

1.区分斐林试剂与双缩服试剂的“一同三不同”

F成分一部含有、a（）H和CSC,两种成分，且NaCH溶液

回相同上的质量浓度都为0.1g/mL

斐林试剂的实质是新配制的Cu（OH）z

原理

溶液,双缩屏试制的实质是减性环境

不同

中的Cu”

鉴定还原糖时将手、乙两液等量混匀

使用方法

■-后立即使用；鉴定蛋白质时先加A液

同1mL摇匀.然后加B液4滴,振荡摇匀

斐林试剂中CuSO,溶液的质量浓度为

CuSO,浓皮

-0.05g/mL.双缩除试剂中CuSO,溶液

的质量浓度为0.01g/mL

2.三类有机物检测在操作步骤上的“三个唯一”

还原糖检测，且必须水浴加热，不能用酒精灯直接加热。若不加热，则

唯一需要加热

无砖红色沉淀出现

唯一需要显微镜切片法检测生物组织中的脂肪

唯一使用酒精脂肪的检测实验用体积分数为50%的酒精洗去浮色

方向真题体验

1.（2018•全国卷II）有些作物的种子入库前需要经过风干处理，与风干前相比，下列说

法错误的是（）

A.风干种子中有机物的消耗减慢

B.风干种子上微生物不易生长繁殖

C.风干种子中细胞呼吸作