高考生物一轮复习 专题12 细胞中的元素和化合物 细胞中的无机物教学案.docx
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高考生物一轮复习专题12细胞中的元素和化合物细胞中的无机物教学案
专题1.2细胞中的元素和化合物细胞中的无机物
1．近年高考中，生物组织中糖类、脂肪和蛋白质检测的考查最为突出，多以选择题的形式直接考查对染色原理、过程及结果的识记；化合物的元素组成和水、无机盐的作用多以选择题的形式，结合代谢、重要化合物及生产生活实际，考查对水、Na＋、K＋、酶、激素、抗体、色素、核酸等的理解记忆。
2．对本讲内容的复习要注意以下几点：
（1）通过比较，识记不同化合物的组成元素，联系生态系统的元素循环（物质循环）理解生物体与无机自然界元素组成的统一性和差异性。
（2）联系代谢、抗性和生产实际理解自由水和结合水的生理作用，通过实例识记无机盐的作用。
（3）牢记物质鉴定的试剂和显色反应，注意不同试剂的使用方法和不同物质鉴定的条件。
一、组成细胞的元素和化合物
1．种类
（1）含量：
①大量元素：
C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。
②微量元素：
生物生活必需但需要量却很少的元素：
Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。
（2）作用：
①最基本元素：
C。
②基本元素：
C、H、O、N。
2．组成细胞的化合物
（1）种类：
水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质和核酸。
（2）含量：
①鲜重含量最多的化合物：
水。
②鲜重含量最多的有机物蛋白质。
③占细胞干重最多的化合物：
蛋白质。
二、细胞中的无机物
1．细胞中的水
（1）存在形式：
自由水和结合水。
（2）功能：
①结合水是细胞结构的重要组成成分。
②自由水是细胞内的良好溶剂；参与细胞内的许多生物化学反应；为细胞提供液体环境；运送营养物质和代谢废物。
2．细胞中的无机盐
（1）存在形式：
主要以离子形式存在。
（2）功能：
①细胞的重要组成成分；
②维持细胞和生物体的生命活动；
③维持细胞内的酸碱平衡。
高频考点一元素的种类和功能
例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%）如下表所示，下列有关叙述正确的是（）
元素
C
H
O
N
P
Ca
S
植物（%）
43.57
6.24
44.43
1.46
0.20
0.23
0.17
动物（%）
55.99
7.46
14.62
9.33
3.11
4.67
0.78
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含量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、O、N、S，此化合物可能是RNA
答案A
【变式探究】下图所示是组成人体细胞的主要元素及其比例。
下列相关叙述中，错误的是（）
A．图中所示为细胞鲜重中元素的比重
B．因为O元素含量最多，所以O元素是构成有机物的最基本元素
C．细胞失去大部分水分后，C元素比例最大
D．图中含有的元素在非生物界也可以找到
答案B
解析题图中O元素所占比例最大，所以表示细胞鲜重中元素所占的比例，A正确；O元素含量最多是因为细胞中水分含量最多，不能说明O元素是构成有机物的最基本元素，B错误；细胞失去大部分水分后，C元素比重最大，C正确；图中含有的元素在非生物界也可以找到，这体现了生物界与非生物界的统一性，D正确。
【感悟提升】
1.三种常考元素
（1）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“O”（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”
高频考点二根据元素判断化合物
例2．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（）
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
D．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
【变式探究】下列化合物中，含化学元素种类最多的一组是（）
①胰岛素②乳糖③核苷酸④磷脂⑤[H]⑥脂肪⑦RNA⑧抗体⑨纤维素⑩ATP
A．①②⑥⑦⑧B．④⑤⑥⑧⑨
C．②⑤⑥⑦⑩D．③④⑤⑦⑩
答案D
解析①胰岛素是蛋白质，其组成元素有C、H、O、N、S；②乳糖属于糖类，其组成元素有C、H、O；③核苷酸是组成核酸的基本组成单位，其组成元素有C、H、O、N、P；④磷脂属于脂质，其组成元素有C、H、O、N、P；⑤[H]组成元素有C、H、O、N、P；⑥脂肪属于脂质，其组成元素有C、H、O；⑦RNA属于核酸，其组成元素有C、H、O、N、P；⑧抗体是蛋白质，其组成元素有C、H、O、N、S；⑨纤维素属于糖类，其组成元素有C、H、O；⑩ATP组成元素有C、H、O、N、P；所以，选项D中含化学元素种类最多，都有C、H、O、N、P五种元素。
【感悟提升】1.据特征元素推测化合物的种类
2．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，其代谢终产物中还含有尿素。
3．从化合物的元素组成分析氧化分解释放能量的多少：
脂肪的碳、氢比例高于糖类，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。
高频考点三水和无机盐的存在形式与功能
例3．研究发现，冬小麦在秋冬受低温袭击时，呼吸速率先升高后降低；持续的冷害使根生长迟缓，吸收能力下降，但细胞内可溶性糖的含量有明显的提高。
下列有关水对生命活动影响的叙述，合理的是（）
A．冷害初期呼吸作用增强，不利于抵御寒冷
B．持续低温使线粒体内氧化酶活性减弱，影响可溶性糖合成淀粉
C．低温使细胞内结合水含量降低，自由水含量增加，以适应低温环境
D．在休眠的植物体内自由水与结合水的比值降低，有利于降低植物的细胞代谢
答案D
解析冷害初期呼吸作用增强，产热增加，有利于抵御寒冷，A不合理；持续低温使线粒体内氧化酶活性减弱，导致葡萄糖（可溶性还原糖）氧化分解减少，细胞内可溶性还原糖含量增加，可溶性糖合成淀粉需要的是淀粉合成酶，而不是线粒体内的氧化酶，B不合理；低温使细胞内结合水含量上升，自由水含量减少，C不合理；休眠的植物体内自由水与结合水的比值降低，代谢减慢，D合理。
【变式探究】下列关于无机盐在生物体内所起作用的叙述，错误的是（）
A．合成DNA、RNA、脂肪等物质时，都需要磷酸盐作原料
B．根瘤菌的固氮酶中含有钼、铁，说明某些金属元素可以成为一些复杂化合物的构成元素
C．观察人的口腔上皮细胞时要用浓度为0.9%的生理盐水，这说明无机盐在维持细胞的形态和功能中有重要作用
D．人缺碘会患大脖子病，是因为碘是合成甲状腺激素的重要原料
答案A
解析脂肪的组成元素只有C、H、O，因此合成时不需要磷酸盐，A错误；固氮酶中含有钼、铁，说明某些无机盐离子参与构成细胞中一些复杂化合物，B正确；0.9%的生理盐水与细胞内液渗透压相同，细胞的形态没有变化，说明无机盐在维持细胞的形态和功能中有重要作用，C正确；碘是合成甲状腺激素的重要原料，D正确。
【感悟提升】
（1细胞内自由水/结合水比例升高，则代谢旺盛；反之代谢缓慢，如衰老细胞与癌变细胞相比，前者该比例下降，后者该比例升高。
2秋冬季节，蒸腾作用弱，吸水减少，结合水含量相对升高有利于植物抗寒性提高。
3种子晾晒过程中，丧失的主要是自由水，此时细胞仍具活力，种子烘烤过程中可导致结合水丧失，此时种子丧失活性。
高频考点四无机盐的功能分析及实验验证
例4．某农场在田间试验时发现，小麦产量总是比邻近的地块低，技术员怀疑该农田可能缺乏某种元素。
现将该农田分成面积相等的5块样地，分别编为1～5号进行试验。
除施肥不同外，其他条件相同，结果如图所示。
分析判断该农田最可能缺乏的元素是（）
A．KB．NC．PD．S
答案A
【变式探究】无机盐能维持生物体正常的生命活动。
下面列出了若干确定无机盐X是否是植物必需的实验方案，其中正确的设计是（）
①以土壤为基质盆栽，浇缺少无机盐X的“完全培养液”
②以沙土为基质盆栽，浇缺少无机盐X的“完全培养液”
③只用缺少无机盐X的“完全培养液”，不用基质④以土壤为基质盆栽，浇蒸馏水⑤以沙土为基质盆栽，浇完全培养液⑥不用基质，只用完全培养液⑦不用基质，只用含无机盐X的培养液⑧不用基质，只用蒸馏水
A．以③为实验组，⑥为对照组
B．以④为实验组，①为对照组
C．以②为实验组，⑤为对照组
D．以⑦为实验组，⑧为对照组
答案A
解析本实验的自变量是植物生活的环境是否含有该无机盐。
植物正常生长需要多种无机盐，缺少无机盐或只用含无机盐X的培养液培养植物，植物均不能正常生长，不能作为对照组；土壤、沙土中都可能含有这种无机盐，也不能作为对照组。
因此对照组应该用完全培养液，而实验组为缺少无机盐X的“完全培养液”，通过观察植物的生长状况来确定实验结论。
【感悟提升】探究无机盐对植物生长的作用
（1）无机盐吸收的主要方式：
主动运输。
（2）无机盐生理功能的验证
①对照组
植物＋完全培养液→正常生长
②实验组
1．[2017·全国卷Ⅰ]下列关于细胞结构与成分的叙述，错误的是（）
A．细胞膜的完整性可用台盼蓝染色法进行检测
B．检测氨基酸的含量可用双缩脲试剂进行显色
C．若要观察处于细胞分裂中期的染色体可用醋酸洋红液染色
D．斐林试剂是含有Cu2＋的碱性溶液，可被葡萄糖还原成砖红色
答案B
解析台盼蓝是细胞活性染料，常用于检测细胞膜的完整性与细胞的存活率，是组织和细胞培养中最常用的细胞活性鉴定染色剂，A正确；双缩脲试剂的作用原理是Cu2＋在碱性条件下与肽键发生反应生成紫色络合物，因为氨基酸中没有肽键，故不会与双缩脲试剂发生反应，也就不能用双缩脲试剂检测氨基酸的含量，B错误；染色体可被碱性染料染成深色，常用的碱性染料为龙胆紫溶液或醋酸洋红液，C正确；斐林试剂的甲液是质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液，乙液是质量浓度为0.05g/mL的CuSO4溶液，应现配现用，可溶性还原糖中含有的醛基或酮基具有弱还原性，在水浴加热的条件下可与氢氧化铜发生氧化还原反应，把Cu2＋还原成砖红色的Cu2O（氧化亚铜）沉淀，D正确。
2．[2017·海南高考]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
答案C
1.（2016•北京卷.1）将与生物学有关的内容依次填入下图各框中，其中包含关系错误的选项是
框号
选项
1
2
3
4
5
A
组成细胞的化合物
有机物
无机物
水
无机盐
B
人体细胞的染色体
常染色体
性染色体
X染色体
Y染色体
C
物质跨膜运输
主动运输
被动运输
自由扩散
协助（易化）扩散
D
有丝分裂
分裂期
分裂间期
染色单体分离
同源染色体分离
【答案】D
【解析】组成细胞的化合物包括无机化合物和有机化合物，其中无机化合物包括水和无机盐，有机化合物包括糖类、蛋白质、脂质和核酸；A正确。
人为XY型性别决定类型，人体染色体组成包括常染色体和性染色体，其中性染色体包括X染色体和Y染色体；B正确。
物质跨膜运输包括主动运输和被动运输，其中被动运输包括自由扩散和协助扩散；C正确。
有丝分裂分为两个阶段：
有丝分裂间期和分裂期，有丝分裂过程中没有同源染色体的分离，但在有丝分裂后期姐妹染色单体分离；D错误。
答案选D。
2.【2014·四川高考】生物体的生命活动离不开水。
下列关于水的叙述，错误的是（）
A.在最基本生命系统中，H2O有自由水和结合水两种存在形式
B.由氨基酸形成多肽链时，生成物H2O中的氢来自氨基和羧基
C.有氧呼吸时，生成物H2O中的氢来自线粒体中丙酮酸的分解
D.H2O在光下分解，产生的[H]将固定的CO2还原成（CH2O）
【解析】细胞中水的存在形式有自由水和结合水两种，A正确；氨基酸之间脱水缩合过程中生成物H2O中的氢一个来自—NH2，一个来自—COOH，B正确；有氧呼吸生成物H2O中的氢来自第一阶段葡萄糖的分解以及第二阶段丙酮酸和水的分解，C错误；光反应阶段，H2O的光解产生的[H]用于暗反应C3的还原，D正确。
【答案】C
3.【2014·广东高考】油菜种子成熟过程中部分有机物的变化如下图所示。
将不同成熟阶段的种子匀浆后检测，结果正确的是（）
选项
取样时间
检测试剂
检测结果
A
第10天
斐林试剂
不显色
B
第20天
双缩脲试剂
不显色
C
第30天
苏丹Ⅲ试剂
橘黄色
D
第40天
碘液
蓝色
【解析】本题考查有机物的鉴定及从坐标曲线中获取信息的能力。
第10天有可溶性糖的存在，可溶性糖中的葡萄糖、麦芽糖是还原性糖，用斐林试剂鉴定会有砖红色沉淀，A项错误。
细胞中含有蛋白质，各种有机物的转化也离不开蛋白质类酶的催化，用双缩脲试剂检测会产生紫色反应，B项错误。
第30天脂肪含量较高，苏丹Ⅲ检测呈橘黄色，C项正确。
第40天淀粉含量为0，碘液检测不显蓝色，D项错误。
【答案】C
4.【2013·江苏高考】下列关于生物体与水分的关系，叙述正确的是（）
A.贮藏中的种子不含水分，以保持休眠状态
B.水从根系向地上部分的运输与细胞壁无关
C.适应高渗环境的动物可排出体内多余的盐
D.缺水时，动物体的正反馈调节能促使机体减少水的散失
【答案】C
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