届高考生物一轮复习第一单元组成细胞的分子第2讲细胞中的元素和化合物细胞中的无机物学案.docx

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届高考生物一轮复习第一单元组成细胞的分子第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

[最新考纲]　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。

考点一　细胞中的元素和化合物（5年4考）

1.细胞中的元素

（1）元素的来源、分类和存在形式

（2）生物界和非生物界在元素种类和含量上的关系

2.细胞中的化合物

3.正确区分鲜重、干重的元素和化合物的含量

下图A是组成人体细胞的主要元素及其比例，B是细胞中几种化合物的含量。

请据图思考下列问题：

（1）如果图A表示的是活细胞中的元素含量比例，则甲～丁依次为O、H、C、N。

（2）若按干重计，图B中②为蛋白质，其标志性元素是A图中的丁（填“甲”“乙”“丙”“丁”），按鲜重计②应为水（此时①为蛋白质）。

（3）图A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。

（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。

　细胞中的元素与化合物

1.（2013·海南卷，1）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　脱氧核糖属五碳糖仅由C、H、O三种元素组成。

答案　C

2.（2018·河北衡水调研）下列有关组成细胞的元素的说法，正确的是（　　）

A.组成生物体的大量元素中，C是最基本的元素，在细胞鲜重中含量总是最多的

B.微量元素在生物体内含量很低，但不可缺少，如叶绿素的合成离不开Mg

C.生物体内携带氨基酸进入核糖体的有机物一定不含S

D.P是磷脂、蛋白质、ATP和核糖等多种化合物的组成元素

解析　组成生物体的大量元素中，C是最基本的元素，在细胞鲜重中含量最多的是O，A错误；叶绿素的合成离不开Mg，但Mg是大量元素，B错误；携带氨基酸进入核糖体的有机物是tRNA，其组成元素只有C、H、O、N、P，C正确；磷脂和ATP的组成元素是C、H、O、N、P，蛋白质中一定含有C、H、O、N，有的含有S等，核糖的组成元素只有C、H、O，D错误。

答案　C

（1）判断元素与化合物的四个“明确”

（2）碳是最基本元素不是因为干重含量最多，而是因为碳链构成基本骨架，是大分子物质形成的基础。

（3）活细胞含量最多的元素是O而不是C，组成细胞干重最多的元素是C；无论干重、鲜重氢原子的数量最多。

（4）生物体内大量元素和微量元素都是生物体生命活动必需的元素。

　细胞中元素的含量、种类及作用

（2012·经典高考）下列关于细胞中化学元素的叙述，正确的是（　　）

A.细胞中一种元素的作用能被其他元素替代

B.细胞中的脱氧核苷酸和脂肪酸都不含有氮元素

C.主动运输机制有助于维持细胞内元素组成的相对稳定

D.细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要

解析　细胞的组成元素都是必需元素，都具有不可替代性，一种元素的作用不能被其他元素替代，A错误；脱氧核苷酸的组成元素是C、H、O、N、P，脂肪酸的组成元素是C、H、O，B错误；主动运输使细胞能够根据生命活动的需要有选择性地吸收营养物质和排除代谢废物，从而维持细胞内元素组成的相对稳定，C正确；细胞中的大量元素和微量元素都是生命的必需元素，它们只是含量不同，微量元素含量虽然少但却很重要，D错误。

答案　C

1.用元素分析法判断化合物的种类

2.核糖≠核糖核苷酸或核糖核酸；脱氧核糖≠脱氧核苷酸或脱氧核糖核酸——所有糖类均只含C、H、O三种元素，作为五碳糖的“核糖、脱氧核糖”也不例外。

3.从化合物的元素组成分析代谢终产物：

糖类、脂质和蛋白质都含有C、H、O，故其代谢终产物都有CO2和H2O；蛋白质中还有N，其代谢终产物还含有尿素。

4.从化合物的元素组成分析氧化分解释放能量的多少：

脂肪的含氢量多于糖类，因此等质量的脂肪氧化分解时消耗氧气和释放能量都多于糖类。

【方法体验】

（2017·陕西八校联考）下列有关组成生命的物质的叙述正确的是（　　）

A.正是由于生物大分子中碳元素的含量最高，所以“没有碳就没有生命”

B.分解等质量的糖类比脂肪释放的能量更多

C.DNA是所有生物的遗传物质，说明生物具有统一性

D.构成哺乳动物细胞膜的化学成分除蛋白质、磷脂外还有多糖、胆固醇等

解析　构成哺乳动物细胞膜的化学成分主要是磷脂和蛋白质，此外还含有少量的糖类、胆固醇，D正确；多糖、蛋白质和核酸都是生物大分子，组成这些生物大分子的单体都是以若干个碳原子构成的碳链为基本骨架，因此碳元素在生物大分子中的重要作用并不体现在碳元素的含量上而是体现在物质构成上，A错误；等质量的脂肪与糖类比较，脂肪分子中O的含量少、H的含量多，因而在氧化分解时需要消耗更多的氧气，释放出更多的能量，B错误；DNA是主要的遗传物质，细胞生物的遗传物质为DNA，但部分病毒（如HIV、SARS病毒、烟草花叶病毒等）的遗传物质为RNA，C错误。

答案　D

考点二　细胞中的无机物（5年3考）

1.细胞中的水

（1）细胞中水的存在形式和功能

（2）自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系

自由水/结合水

2.无机盐的存在形式及功能（巧记一、一、二）

3.十种常考无机盐功能举例

（1）N：

蛋白质、ATP、NADP＋、叶绿素、核苷酸等

（2）P：

ATP、NADP＋、核苷酸、磷脂

（3）Mg：

参与构成叶绿素（与光反应有关）

（4）Ca2＋：

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

（5）S：

甲硫氨酸、半胱氨酸等含硫氨基酸的组成成分（蛋白质的特征元素，故常用35S标记追踪蛋白质去向）

（6）Fe2＋：

血红蛋白（缺Fe2＋时，贫血，无氧呼吸加剧，可引发乳酸积累致使酸中毒）

（7）I－：

甲状腺激素等（婴幼儿缺碘时可导致缺乏甲状腺激素，进而引发“呆小症”）

（8）Na＋：

维持细胞外液渗透压，动作电位形成离不开“Na＋内流”

（9）K＋：

维持细胞内液渗透压，静息电位的维持离不开K＋外流

（10）Cl－：

与Na＋共同维持细胞外液渗透压——细胞外液渗透压90%以上来自Na＋和Cl－

（教材P36技能训练改编）小麦幼苗的正常生长需要多种无机盐，你如何设计实验证明某种无机盐“A”是否为幼苗生长所必需的？

请写出实验思路，并指出对照组设置方法及作用。

提示　实验思路如下：

说明：

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A）与实验后（有A）之间的自身对照，甲组使用完全培养液，乙组实验前缺A，此时乙组为实验组；与乙组实验前相比，乙组实验后加A能正常生长，则乙组实验后又为实验组。

真题重组　判断正误

（1）构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收（2016·全国卷Ⅱ，4B）（√）

（2）饮水增加导致尿生成增加，有利于维持细胞外液渗透压相对恒定（2016·全国卷Ⅲ，3D）（√）

（3）自由水可作为细胞内化学反应的反应物（2014·海南卷，5C）（√）

（4）同种植物萌发种子的含水量和休眠种子的相同（2014·海南卷，5D）（×）

（5）血浆中的HCO

参与维持血浆pH的稳定（2012·海南卷，12C）（√）

以上内容主要源自人教版必修一P34～36，涉及自由水、结合水、无机盐的存在形式及功能。

　细胞中的水

【典例】（2016·海南卷，26）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是以　　　　的形式存在。

经阶段Ⅰ吸水后，种子中的水主要是以

　　　　的形式存在。

（2）在阶段Ⅱ，种子吸水速率　　　　（填“大于”“小于”或“等于”）阶段Ⅰ，呼吸速率　　　　（填“大于”“小于”或“等于”）阶段Ⅰ。

（3）从细胞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。

[慧眼识图　获取信息]

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

衍射法归纳细胞中的水

【方法体验】

（2017·河南焦作二模，1）水是生命之源，下列有关生物体内水的叙述，不合理的是（　　）

A.结合水是细胞的组成成分，越冬植物体内结合水的比例会升高

B.人体细胞中的内质网、线粒体和核糖体都会产生水

C.胰岛素在肝脏细胞发挥作用的过程中只产生水，不消耗水

D.绿色植物暗反应所需的还原剂最终来自叶绿体中的水的光解

解析　结合水的比例越高，植物抗逆性越强，A正确；人体细胞中的内质网中脂质的合成、线粒体内膜上有氧呼吸第三阶段和核糖体中蛋白质的合成都会产生水，B正确；促进血糖的氧化分解是胰岛素的作用之一，该过程中既有水的消耗也有水的产生，C错误；绿色植物暗反应所需的还原剂是[H]，其是光反应中水的光解产生的，D正确。

答案　C

　结合细胞代谢考查无机盐的功能

1.（2017·海南卷，4）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　草酸与食物中的钙离子结合形成草酸钙，不易被人体吸收，A正确；哺乳动物红细胞中具有运输O2的血红蛋白，含有铁，缺铁会使血红蛋白减少进而降低运输O2的能力，B正确；KH2PO4在体内为生物提供无机盐离子，不能供能，C错误；植物秸秆燃烧过程中，有机物耗尽，剩下的灰烬中富含无机盐，D正确。

答案　C

2.下列有关无机盐的含量、存在形式和生理作用的叙述中错误的是（　　）

A.无机盐在细胞内含量很少，主要以离子形式存在；具有维持渗透压、酸碱度及细胞正常生命活动的功能

B.人体内Na＋主要存在于细胞内液，K＋主要存在于细胞外液，血液中Ca2＋缺乏时导致肌肉抽搐

C.某些无机盐是细胞内一些大分子物质的组成成分，如Fe2＋参与血红蛋白的构成，Mg2＋参与叶绿素的形成

D.氮是植物体内的重要元素之一，酶、核酸、ATP中都含有氮元素

解析　人体内Na＋主要存在于细胞外液，维持细胞外液的渗透压，K＋主要存在于细胞内液，维持细胞内液的渗透压，B错误。

答案　B

考点三　实验：

检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质（5年4考）

1.糖类的检测

（1）原理

①还原糖＋斐林试剂

砖红色沉淀。

②淀粉＋碘液―→蓝色。

（2）检测步骤

2.脂肪的检测

（1）检测原理：

脂肪＋

（2）检测步骤

方法一：

花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ（Ⅳ）染液→橘黄色（红色）

方法二：

3.蛋白质的检测

（1）检测原理：

蛋白质＋双缩脲试剂→紫色。

（2）检测步骤

4.实验成功关键点

（1）三个实验中都不宜选取有颜色的材料，否则会干扰实验结果的颜色变化。

（2）由于苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液易溶于酒精，故可用体积分数为50%的酒精洗去浮色。

（3）蛋白质鉴定中，若用大豆作材料，必须提前浸泡；若用蛋清作材料，必须稀释，防止其黏在试管上不易刷洗。

（4）物质鉴定实验一般可预留部分样液作对照实验，若需进一步设立对照实验，对照组应加入成分已知的物质，如验证唾液淀粉酶是蛋白质，对照组可加入稀释的鸡蛋清溶液。

1.下图是检测还原糖的实验

（1）如下图示的处理，2min后试管内将呈现何种颜色？

试加以分析说明。

（2）向某试管内无色液体中加入斐林试剂，经加热若出现砖红色沉淀，则表明试管内含有葡萄糖，对吗？

提示　

（1）应为蓝