考点02 组成细胞的元素和化合物（精讲课件）-备战2025年高考生物一轮复习考点帮（新高考通用）

第一单元 细胞的概述及其分子组成 考点2 组成细胞的元素和化合物 打造卓越，赢在起点——2025年高考一轮复习 基于对细胞元素组成的认知，认同生物界与非生物界具有统一性，并能说出大量元素与微量元素在细胞中的作用。 运用归纳与概括的思维方法，探讨组成细胞的化学元素种类和含量，以及总结出水和无机盐的种类和作用 探究植物生长必需无机盐的作用，检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质 核心素养——提考能 素养目标 考情分析 SZ-LWH 全国历年考点详情 预测 考点一：细胞的元素和化合物 （3年3次，全国卷3年1次） （2022江苏卷1）元素 （2021 全国甲卷 1 ）组成细胞的化合物综合 题型：选择题 内容：重点是组成细胞的四种有机物及相关实验、组成细胞的无机物 考点二：细胞的无机物 （3年6次，全国卷3年2次） （2022 全国甲卷 1 ）无机盐 （2022湖北卷 1 ）水 （2021 全国乙卷 3 ）水 考点三：检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质 （3年7次，全国卷3年1次） （2022 海南卷 10 ）脂肪实验 （ 2022河北卷4）还原糖的鉴定 （2022江苏卷5）蛋白质实验 （2021湖南卷2）组成细胞的化合物实验 素养目标 考情分析 SZ-LWH (1)Ca是大量元素，人体可以大量补充(　　) (2)细胞中的一种元素的作用能被其他元素替代(　　) (3)梨的果实和叶片的细胞中化合物的种类和含量大体是相同的(　　) (4)组成细胞的各种元素大多以离子形式存在 (　　) (5)水在常温下分子之间的氢键不断地断裂，又不断地形成从而呈液态 ( ) (6)仙人掌细胞内的水主要是结合水 (　　) (7)水影响气孔的开闭从而影响光合作用强度 (　　) (8)Mg参与构成叶绿体中的各种色素 (　　) (9)细胞中的无机盐都以离子的形式存在 (　　) × × × × √ × √ × × 自主回顾·素养储备 易 错 辨 析 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 组成细胞的元素和化合物 细胞中的水和无机盐 精讲精练+考向强化+核心归纳+能力提升 名师在线·考点预览 目 录 考点1 考点2 考点3 (1)生物界和非生物界在元素种类和含量上的关系 统一 差异 组成细胞的元素 1 一、组成细胞的元素和化合物 （2）元素分类和存在形式 N、P、S、K、Ca、 Mg Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu 化合物 H 差异性 统一性 一、组成细胞的元素和化合物 (1)细胞中的化合物的分类 水：鲜重 ，大多为 。 无机化合物 无机盐：大多以 形式存在 糖类：一般 （ 物质） 脂质：主要含 ，此外还含 （ 物质） 有机化合物 蛋白质：主要含 （ 物质） 核酸：含 （ 物质） 最多 自由水 离子 C、H、O 能源 N、P 储能 C、H、O、N (S) 结构 C、H、O、N、P 遗传 C、H、O (含碳元素) 组成细胞的化合物 2 一、组成细胞的元素和化合物 鲜重最多的化合物： 鲜重最多的有机物： 干重最多的化合物： 干重最多的有机物： 鲜重最多的四种元素： 干重最多的四种元素： 水 蛋白质 蛋白质 蛋白质 O>C>H>N C>O>N>H 不同生物组织的细胞中各种化合物的含量是有差别的，同种生物不同组织细胞中化合物种类和含量也是有区别的。 (2)正确区分鲜重、干重的元素和化合物的含量(以人体细胞为例) 最值问题 一、组成细胞的元素和化合物 含量 水 蛋白质 糖类和核酸 脂质 无机盐 87 8 1.5 2 1.5 考向1　通过对细胞中的元素和化合物的推断，考查判断推理能力 1.(2024·福建泉州期中)如图为元素在生物体内的含量分布情况，下列叙述错误的是(　　) A A.P、S、K、Ca、Zn属于大量元素 B.Ⅰ在非生物界中都能找到，体现了生物界与非生物界的统一性 C.Ⅱ和Ⅲ为生物体的必需元素，一旦缺乏就可能会导致相应的病症 D.Ⅲ含量虽少，却是生物体正常生命活动不可缺少的 解析　P、S、K、Ca属于大量元素，Zn属于微量元素，A错误。 考点 强化训练 D 2.(2024·河南天一联考)下列有关生物体中元素和化合物的叙述，正确的是(　　) A.性激素在核糖体上合成，经内质网加工再由高尔基体分泌 B.血红蛋白含有Mg2＋且参与O2运输，叶绿素含有Fe2＋且吸收可见光 C.通道蛋白通过自身构象的改变来完成物质的跨膜运输 D.控制细菌性状的基因位于拟核的DNA分子上和质粒上 解析　性激素的化学本质为脂质，核糖体合成的是蛋白质，A错误；血红蛋白含有Fe2＋且参与O2运输，叶绿素含有Mg2＋且吸收可见光，B错误；通道蛋白在运输过程中并不与被运输的分子或离子相结合，也不会移动，其自身构象不会发生改变，C错误；细菌属于原核生物，没有成形的细胞核，控制细菌性状的基因位于拟核的DNA分子上和质粒上，D正确。 考点 强化训练 (1)水的性质 流动性 比热容 细胞中的水 1 二、细胞中的水和无机盐 (2)细胞中水的存在形式和功能 细胞结构 化学反应 液体环境 二、细胞中的水和无机盐 (3)自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系 低 旺盛 差 强 细胞中的水 1 二、细胞中的水和无机盐 离 子 主 动 叶绿素 血红素 血钙过高 抽搐 酸碱平衡 1%～1.5% 组成成分 提醒　水、无机盐是细胞需要的营养物质，但不能为细胞的生命活动提供能量。 细胞中的无机盐 2 二、细胞中的水和无机盐 1.水是细胞内的良好溶剂的原因是_____________________________________ ___________________________________________________________。 2.根系是植物吸收水分的主要器官。根细胞内水分的主要作用有________________________________________________________(答出两点即可)。 3.某运动饮料广告词“解口渴，更解体渴”，其中的“解体渴”主要指_________________________________________________________________________。 水分子为极性分子，带有正电荷或负电荷的分子或离子都容易与水结合 组成成分、参与生化反应、运送营养和代谢废物等 该饮料中含有大量水和少量无机盐，能补充剧烈运动散失的水分和无机盐 长 句 默 写 提升·关键能力 4.“有收无收在于水，收多收少在于肥”“上粪不浇水，庄稼噘着嘴”“犁地深一寸，等于上层粪”。农业谚语是人民群众总结出的农业生产经验，它用简单通俗、精炼生动的话语反映出深刻的道理，是中华民族的文化瑰宝。 (1)[2017·全国卷Ⅲ，30(4)]植物根系既能从土壤中吸收水分也能吸收无机盐。根细胞内水分的作用有_______________________________________________ ______________________________________________________(答出2点即可)。 根细胞的组成成分；参与细胞内的生化反应；运送营养物质和代谢废物等 (2)[2020·全国卷Ⅰ，30(2)]农田施肥的同时，往往需要适当浇水，此时浇水的原因是_________________________________________________________________ (答出1点即可)。 肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收 提升·关键能力 4.“有收无收在于水，收多收少在于肥”“上粪不浇水，庄稼噘着嘴”“犁地深一寸，等于上层粪”。农业谚语是人民群众总结出的农业生产经验，它用简单通俗、精炼生动的话语反映出深刻的道理，是中华民族的文化瑰宝。 (3)当土壤含水量过高时，反而不利于植物的正常生长，可能的原因有__________________________________________________________________ ___________________________________________________(答出两点即可)。 (4)增施有机肥有利于叶绿素分子合成的主要原因是_______________________________________________________________。 植物根部因缺氧进行无氧呼吸，根部能量供应不足，影响物质运输；植物根部因无氧呼吸产生大量酒精而出现烂根现象 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 提升·关键能力 C 考向2　围绕细胞中的水，考查生命观念 3.(2022·湖北卷，1)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　自由水是化学反应的介质，故水是酶促反应的环境，A正确；血液中的缓冲物质溶解在水中才能形成缓冲体系，B正确；维生素D属于脂质，脂质通常都不溶于水，C错误；水可作为反应物参与生物氧化过程，如光反应中水的光解，D正确。 考点 强化训练 C 4.(2024·山东青岛模拟)下列关于细胞中水的叙述，错误的是(　　) A.水是极性分子，易与带正电荷或负电荷的分子结合，因此水是良好的溶剂 B.水在常温下维持液体状态与氢键的不断断裂和形成有关 C.自由水和结合水都能参与细胞内的生物化学反应 D.自由水和结合水在一定条件下可以互相转化 解析　水分子之间易形成氢键，氢键易断裂和形成，使水在常温下呈液体状态，具有流动性，B正确；自由水能参与生物化学反应，结合水不能参与生物化学反应，C错误。 考点 强化训练 归纳概括与水相关的知识点 跳出●题海 B 考向3　围绕无机盐的作用及实验，考查科学探究的能力 5.(2022·全国甲卷，1)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，A正确；人体内Ca2＋不能自由通过细胞膜的磷脂双分子层，需要载体蛋白协助，B错误；维生素D能有效地促进人体肠道对钙和磷的吸收，故适当补充维生素D可以促进肠道对钙的吸收，C正确；哺乳动物的血液中必须含有一定量的Ca2＋，Ca2＋的浓度过低会导致出现抽搐等症状，D正确。 考点 强化训练 考点 强化训练 (1)常考无机盐的功能 跳出●题海 (2)验证某种矿质元素的生理功能 ①实验设计 a.对照组：植物＋完全培养液―→正常生长。 b.实验组 ②实验成功关键 a.实验中应保证实验材料的统一性，即材料的种类、生长状况应一致等。 b.实验组加入X的目的是使实验组前后对照，以增强说服力。　　　 跳出●题海 （1）实验原理 还原糖+斐林试剂 水浴加热 50-65℃ （2）实验试剂 斐林试剂：由甲液（质量分数0.1g／mL NaOH）和乙液（质量分数0.05 g／mL CuSO4)配制而成，而且要____________ 砖红色沉淀 现配现用 检测生物组织中的还原糖 1 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 26 （3）实验流程 选材：含糖（还原糖）量较高、______________色的植物组织 制备组织样液 显色反应 【制浆→过滤（一层纱布）→取浆）】 刚配制的斐林试剂1ml 组织样液2ml 出现砖红色沉淀 50-650C水浴加热2min 反应实质：还原糖将Cu2+还原，生成砖红色Cu2O 白色或近于白 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 材料 Text in here Text in here Text in here ①材料要含有丰富还原糖 ②材料颜色为白色或近于白色以免造成干扰 选材 原则 富含还原糖 富含蔗糖 含淀粉但还原糖很少 颜色干扰 富含蔗糖 富含还原糖 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 （2）实验流程 苏丹Ⅲ染液 方法一：花生种子匀浆+3滴苏丹Ⅲ染液 出现橘黄色 组织样液 （1）检测原理：脂肪＋____________________→橘黄色(或红色)。 苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)染液 脂肪的检测 2 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 （2）实验流程 取材 制片 观察 （方法二：显微镜观察） 【花生种子（浸泡），将子叶削成薄片】 【滴2-3滴苏丹Ⅲ染液（染色3min)】 【取最理想的薄片】 【洗去浮色（1-2滴体积分数为50%的酒精溶液）】 【制成临时装片（1滴蒸馏水，加盖玻片】 【先在低倍镜下寻找到已着色的圆形小颗粒，再 用高倍镜观察，花生子叶切片中有橘黄色颗粒】 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 注意事项 切片要尽可能薄，观察时要找最薄处，最好只有 1～2层细胞 染色后一定要用体积分数为50﹪的酒精溶液洗去浮色 用苏丹Ⅲ染色时间不宜过长，否则脂肪会溶解在苏丹Ⅲ溶液中的酒精里 1 2 3 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 （1）实验原理 双缩脲试剂+蛋白质（肽键） 紫色 （2）实验试剂 双缩脲试剂（A液：质量浓度为0.1g/ml的______溶液；B液：质量浓度为0.01g/ml的CuSO4溶液）。 NOH 检测生物组织中的蛋白质 3 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 （3）实验流程 选材：大豆组织研磨液或蛋清稀释液、鲜肝研磨液 颜色反应 双缩脲试剂A1ml 组织样液2ml 摇匀变成紫色 双缩脲试剂B4滴 无色 实验结论 【组织样液中含有蛋白质】 反应实质：碱性条件下，双缩脲试剂中的Cu2+与蛋白质或多肽中的肽键反应可以产生紫色络合物。（注意：至少有两个肽键） 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 三个唯一 唯一需要水浴加热——还原糖检测。若不加热，则无砖红色沉淀出现 唯一需要显微镜——脂肪颗粒的观察 唯一使用酒精——脂肪的鉴定，实验用体积分数为50%的酒精洗去浮色 1.三类有机物检测在操作步骤上的“三个唯一” 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 2.区分斐林试剂与双缩脲试剂的“一同四不同” 都含NaOH溶液和CuSO4溶液，NaOH溶液浓度相同 四不同 一同 CuSO4溶液浓度不同 检测原理不同 添加顺序不同 反应条件不同 斐林试剂乙液 0.05g/ml的CuSO4溶液 双缩脲试剂B液 0.01g/ml的CuSO4溶液 稀释 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 是否对照 对照设置 物质鉴定实验一般不设立对照实验，若需设立对照实验，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 洗去浮色 3.实验成功4个关键点 材料选择 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观察 脂肪鉴定的过程中滴加1～2滴体积分数为50%的酒精的目的是洗去浮色，原因是苏丹Ⅲ易溶于酒精 实验中，在加相应试剂之前要留出部分组织样液，目的是作为对照，以便与鉴定后的样液颜色作对比，增强实验的说服力 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 1.为什么利用斐林试剂的甲液、乙液和蒸馏水也能鉴定蛋白质？ 提示　斐林试剂的甲液、乙液的成分分别与双缩脲试剂的A液、B液相同，只是斐林试剂乙液的CuSO4溶液的质量浓度比双缩脲试剂的B液大，故只需将斐林试剂乙液用蒸馏水稀释即可。 2.蛋白质检测时，为什么先加A液再加B液？B液为什么不能过量？ 提示　蛋白质中的肽键结构在碱性条件下能与Cu2＋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Cu2＋。其中双缩脲试剂B液的量不能过多，因为过多的双缩脲试剂B液会与双缩脲试剂A液反应生成Cu(OH)2，使溶液呈蓝色，进而掩盖实验生成的紫色。 提升·关键能力 3.若研究小组欲探究洋葱肥大的鳞片叶中所含的糖是淀粉还是可溶性还原糖，或者是二者均含有。现有斐林试剂、碘液等试剂，请简要写出实验思路。 提示　①制备洋葱组织样液，取4支试管，编号为A、B、C、D，向A、B两试管内加入2 mL洋葱组织样液，向C、D两试管内加入2 mL的水。②向A、C试管中加入1 mL现配的斐林试剂，摇匀，放入盛有50～65 ℃温水的大烧杯中加热约2 min，观察试管中是否出现砖红色沉淀。向B、D试管中加入碘液，摇匀，观察试管中液体是否变蓝。 提升·关键能力 考向4　结合有机物的检测，考查科学探究能力 7.(2024·河南名校联盟)下列关于实验的叙述中，错误的是(　　) A.高倍镜下可观察到花生子叶中被染色的脂肪颗粒 B.取成熟香蕉匀浆，用斐林试剂检测还原糖可出现特定颜色 C.用碘液检测淀粉可产生特定颜色 D.检测氨基酸的含量可用双缩脲试剂进行显色 解析　花生子叶中的脂肪经苏丹Ⅲ染液染色后，可以在高倍镜下观察到花生子叶中被染成橘黄色的脂肪颗粒，A正确；成熟香蕉含有丰富的还原糖，且接近白色，可以取成熟香蕉匀浆，用斐林试剂检测还原糖可出现砖红色，B正确；用碘液检测淀粉可产生蓝色，C正确；氨基酸中不含肽键，不能与双缩脲试剂反应生成紫色，故检测氨基酸的含量不能用双缩脲试剂进行显色，D错误。 D 考点 强化训练 7.(2024·荆州高三联考)香蕉果实在成熟过程中，所含的贮藏物进行代谢转化，果实逐渐变甜。图1中Ⅰ、Ⅱ两条曲线分别表示香蕉果实成熟过程中两种物质含量的变化趋势。取成熟到第x天和第y天的等量香蕉果肉，分别加入等量的蒸馏水制成提取液。然后在a、b试管中各加入5 mL第x天的提取液，在c、d试管中各加入5 mL第y天的提取液，如图2。 考点 强化训练 下列对于该实验的一些分析，正确的是( ) A.向a、c试管加入碘液后，c试管中蓝色更深 B.曲线Ⅰ表示还原糖，曲线Ⅱ表示淀粉 C.向b、d试管加入斐林试剂，d试管颜色更深 D.在果实成熟过程中，淀粉不断转变成还原糖 D 考点 强化训练 谢谢! 打造卓越，赢在起点 6.[2019·全国卷Ⅲ，29(2)]氮元素是植物生长的必需元素，合理施用氮肥可提高农作物的产量。农作物吸收氮元素的主要形式有铵态氮(NH)和硝态氮(NO)。已知作物甲对同一种营养液(以硝酸铵为唯一氮源)中NH和NO的吸收具有偏好性(NH和NO同时存在时，对一种离子的吸收量大于另一种)。请设计实验对这种偏好性进行验证，要求简要写出实验思路、预期结果和结论。 答案　实验思路：配制营养液(以硝酸铵为唯一氮源)，用该营养液培养作物甲，一段时间后，检测营养液中NH和NO剩余量。预期结果和结论：若营养液中NO剩余量小于NH剩余量，则说明作物甲偏好吸收NO；若营养液中NH剩余量小于NO剩余量，则说明作物甲偏好吸收NH。 $$