2026届高三生物一轮复习讲义第2讲　细胞中的元素和化合物,细胞中的无机物

第2讲　细胞中的元素和化合物,细胞中的无机物 考点一 ● 必备知识 1.统一性　差异性 2.C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg　Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo　C、H、O、N　化合物 3.水　无机盐　有机物 【考点易错】 (1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)×　(7)× [解析] (1)Ca、Mg是组成细胞的大量元素。(2)组成生物体的化学元素根据其含量不同分为大量元素和微量元素两大类,两者对生物体都十分重要,缺一不可。(3)组成人体的主要元素(占细胞鲜重百分比)中,O最多。(5)生物界和无机自然界在元素组成上具有统一性,因此组成生物体的元素在无机自然界中都能找到。(6)ATP由C、H、O、N、P组成,淀粉只含C、H、O三种元素。(7)在沙漠植物仙人掌的活细胞中含量最多的化合物是水。 【长句拓展】 1.玉米和人都是生物,细胞(干重)的主要组成成分都是蛋白质、脂质和糖类等物质,这些物质都含有C、H、O,蛋白质中还含有大量的N,因此在玉米细胞和人体细胞干重中含量较多的四种元素都是C、H、O、N 2.N、Mg是组成叶绿素的成分,N、P是组成叶绿体类囊体薄膜和ATP的成分,N也是组成光合作用相关酶的成分,因此植物缺少N、Mg、P会影响光合作用 ● 典型例题 1.B　[解析] Mg是大量元素,参与叶绿素构成,A错误;不同生物体所含元素种类大致相同,但含量有差异,茶叶和人体所含元素种类大致相同,但含量有差异,B正确;采摘的新鲜茶叶的细胞中含量最高的化合物是水,C错误;制好的成品茶自由水的含量下降,所以制好的成品茶相比新鲜茶叶结合水/自由水的值高,D错误。 2.C　[解析] 钙、镁是大量元素,不是微量元素,A错误;据题干信息“苯丙酮尿症患者早期确诊后,可及时采取严格限制高蛋白食物摄入的饮食策略辅助治疗”可知,实验组限制高蛋白食物摄入,B错误;对患者进行严格限制高蛋白食物摄入后,据表中数据可知,患者体内矿质元素的含量与对照组相比有差异,说明高蛋白食物的摄入会影响患者体内矿质元素的含量,C正确;人体血液中必须含有一定量的Ca2+,Ca2+的含量太低会引起抽搐,D错误。 考点二 ● 必备知识 1.(1)①生物种类　②活细胞　(2)①极性 ②氢键　(3)①结合水　②自由水 ③细胞结构　④细胞内的生物化学反应 ⑤液体环境　⑥营养物质和代谢废物　(4)旺盛　差　降低　强 2.①离子　②主动运输　③Fe　④P　⑤高　⑥低　⑦Na+ 【考点易错】 (1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×　(7)× [解析] (2)自由水和结合水比值高时,细胞代谢旺盛,抗逆性弱;自由水和结合水比值低时,细胞代谢弱,抗逆性强,故自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动。(3)结合水是细胞结构的重要组成成分,存在于液泡中的主要是自由水。 (4)Mg是构成叶绿体中叶绿素的元素,类胡萝卜素中不含Mg。(5)细胞中的无机盐大多数以离子的形式存在。(6)成年人缺碘会患大脖子病,说明无机盐对维持生物体的生命活动有重要作用。(7)无机盐参与维持细胞的酸碱平衡,也可以参与有机物的合成,如Fe2+参与血红蛋白的合成。 【长句拓展】 1.肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收　2.避免气温下降时自由水过多导致结冰而损害自身,提高抗逆性以应对寒冷环境　3.患急性肠炎的病人因腹泻在丢失水的同时也丢失了大量的无机盐,为了维持体内水盐平衡,需要补充生理盐水　4.不一样　Na+是维持细胞外液渗透压的主要离子,而K+是维持细胞内液渗透压的主要离子 ● 典型例题 1.B　[解析] 组织的形态与含水量以及水的存在形式有关,但含水量相同,组织形态也不一定相同,A错误;唾液淀粉酶是分泌蛋白,氨基酸脱水缩合形成的水来自氨基和羧基,B正确;同一细胞不同时期水的存在形式可能有差异,C错误;哺乳动物为恒温动物,温度的下降不会影响其体内水的存在形式,D错误。 2.D　[解析] 水是极性分子,带有正电荷或负电荷的分子(或离子)都容易与水结合,细胞中大多数无机盐以离子的形式存在,所以水是极性分子这一性质决定了大部分的无机盐易溶于水,A正确;水分子可通过自由扩散与水通道蛋白参与的协助扩散进入海产动物细胞中,B正确;海水的渗透压较高,海产动物可在内环境中积累代谢产物以维持渗透压平衡,防止自身失水,C正确;海产动物细胞中绝大部分水分子是自由水,D错误。 3.C　[解析] 锌在细胞中的含量很少但功能不可替代,是组成细胞的微量元素,A正确;ZNG1是蛋白质,蛋白质的功能与其氨基酸的种类、数目、排列顺序及肽链的盘曲、折叠方式和形成的空间结构有关,B正确;根据题意,ZNG1作为锌的伴侣蛋白,可以运输锌,但锌并不是组成ZNG1的元素,C错误;由题意可知,锌被ZNG1运送到需要与锌结合才能发挥作用的蛋白质处,这说明细胞中的无机盐和有机物需要相互配合才能保证某些生命活动的正常进行,D正确。 4.D　[解析] 根据题干信息可知,本实验的目的是探究盆栽黄瓜幼苗叶片发黄是由缺N还是缺Mg引起叶绿素合成不足导致的,A正确; A、C两组溶液中都含有N,而B组溶液中无N,若A、C两组叶片变绿,B组叶片发黄,说明该批盆栽黄瓜幼苗叶片发黄是由缺N造成的,B正确; B、C两组溶液中都含有Mg,A组溶液中无Mg,若A组叶片发黄,B、C两组叶片变绿,说明该批盆栽黄瓜幼苗叶片发黄是由缺Mg造成的,C正确; A组没有提供Mg,B组没有提供N,若A、B两组叶片发黄,C组叶片变绿,说明该批盆栽黄瓜幼苗叶片发黄可能是由缺少N和Mg造成的,D错误。 考点三 ● 必备知识 2.(1)白色或浅色　梨　葡萄　白萝卜　砖红色沉淀　可溶性还原糖 (2)脂肪　切片　苏丹Ⅲ 　低倍镜　橘黄　脂肪　(3)紫色　蛋白质 【考点易错】 (1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√　(6)× [解析] (1)番茄的颜色会对实验结果产生干扰,不能作为检测植物组织内还原糖的实验材料。 (2)用双缩脲试剂检测蛋白质时,先加入双缩脲试剂A液(NaOH溶液),摇匀后,再滴入双缩脲试剂B液(CuSO4溶液)。 (3)蛋白质的检测不需要加热处理。 (4)斐林试剂甲液与双缩脲试剂的A液相同,斐林试剂乙液为0.05 g/mL的CuSO4溶液,双缩脲试剂B液为0.01 g/mL的CuSO4溶液,因此利用斐林试剂甲液、乙液以及蒸馏水,也能鉴定组织样液中的蛋白质,使用过程中先加甲液,摇匀后滴加用蒸馏水稀释过的乙液。 (6)蛋白质彻底水解的产物为氨基酸,不能与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应。 ● 典型例题 1.A　[解析] 在检测时,可用淀粉溶液、葡萄糖溶液和蛋白质溶液作为标准对照,和实验材料对比,A正确;苏丹Ⅲ染液可以用来鉴定脂肪,不能鉴定淀粉,淀粉可用碘液检测,B错误;斐林试剂与还原糖经过加热后才能出现砖红色沉淀,C错误;蛋白质加热变性,肽键未断裂,仍然可以和双缩脲试剂反应,D错误。 2.D　[解析] 斐林试剂与样本混合并水浴加热后会产生砖红色沉淀,A错误;吸光值与溶液的浓度有关,故与样本的葡萄糖含量和斐林试剂的用量均有关,B错误;由表格数据可知,样本的葡萄糖含量越高,吸光值越小,若某样本的吸光值为0.578,则其葡萄糖含量在0.3~0.4 mg/mL之间,C错误;在一定范围内葡萄糖含量越高,生成的砖红色沉淀(氧化亚铜)越多,反应液去除沉淀后的溶液中游离的Cu2+越少,则蓝色越浅,D正确。 经典真题·明考向 1.C　[解析] 自由水可以自由流动,是细胞内主要的物质运输介质,A不符合题意;水可以保持植物枝叶挺立,B不符合题意;降低酶促反应活化能的是酶,水不具有此功能,C符合题意;水的比热容较大,能缓和植物温度的变化,D不符合题意。 2.A　[解析] 脱落酸的合成部位是根冠、萎蔫的叶片等,故在叶片萎蔫的时候脱落酸含量会升高,A错误;干旱缺水时,为了防止蒸腾作用过强流失水分,保卫细胞会收缩,气孔关闭,进入叶肉细胞的CO2减少,B正确;植物细胞失水主要是失去自由水,所以结合水和自由水的比值会增大,C正确;植物对营养物质的吸收和运输要借助蒸腾作用,干旱缺水时,蒸腾作用减弱,不利于植物对营养物质的吸收和运输,D正确。 3.C　[解析] 种子萌发时,代谢加强,结合水转变为自由水,细胞内自由水所占的比例升高,A正确;水可借助通道蛋白以协助扩散方式进入细胞,不需要消耗能量,B正确;丙酮酸的生成属于有氧呼吸第一阶段,没有水的参与,C错误;光合作用中,水的光解属于光反应阶段,发生在类囊体薄膜上,D正确。 4.B　[解析] 细胞中有以无机离子形式存在的钙,如Ca2+,A正确;Ca2+需借助载体蛋白或通道蛋白进出细胞,不可自由通过细胞膜的磷脂双分子层,B错误;维生素D能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收,C正确;人体血液中必须含有一定量的Ca2+,如果Ca2+的含量太低,会出现抽搐等症状,D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第2讲　细胞中的元素和化合物,细胞中的无机物 课标 要求 1.说出细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成,它们以碳链为骨架形成复杂的生物大分子 2.指出水大约占细胞重量的2/3,以自由水和结合水的形式存在,赋予了细胞许多特性,在生命活动中具有重要作用 3.举例说出无机盐在细胞内含量虽少,但与生命活动密切相关 4.教学活动:检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质 考点一　细胞中的元素和化合物(固本·识记类) 必备知识 1.生物界与无机自然界元素的统一性和差异性 [原因]生物选择性地从无机自然界获取各种物质来组成自身。 2.元素种类和存在形式 3.细胞中的化合物 考点易错·明辨析 (1)Ca、Mg、Fe、Mn、Cu是组成细胞的微量元素。(　) (2)微量元素虽然含量较少,但比大量元素重要。(　) (3)组成人体的主要元素(占细胞鲜重百分比)中,C最多,O次之。(　) (4)C、H、O、P、N参与组成线粒体的内膜。(　) (5)生物界和无机自然界在元素组成上具有统一性,因此地壳中的元素在生物体内都能找到。(　) (6)[天津卷] 藻类的ATP和淀粉都是含磷化合物。(　) (7)在沙漠植物仙人掌的活细胞中含量最多的化合物是蛋白质。(　) 长句拓展·练思维 1.[必修1 P16“思考·讨论”]玉米细胞和人体细胞干重中含量较多的四种元素都是C、H、O、N,这是因为  　。  2.植物缺少N、Mg、P会影响光合作用的原因是 　。  典型例题 1.[2024·浙江金华一中模拟] 茶叶生产在中国已有3000多年的历史,其中信阳毛尖以“细、圆、光、直、多白毫、香高、味浓、汤色绿”的独特风格,盛名传播国内外。下列说法正确的是(　) A.Mg是微量元素,参与叶绿素构成 B.茶叶和人体所含元素种类大致相同,但含量有差异 C.采摘的新鲜茶叶的细胞中含量最高的化合物是蛋白质 D.制好的成品茶相比新鲜茶叶结合水/自由水的值低 2.[2024·湖北黄冈一模] 苯丙酮尿症患者早期确诊后,可及时采取严格限制高蛋白食物摄入的饮食策略辅助治疗。为验证该策略的有效性进行了相关研究,下表为研究过程中患者体内几种矿质元素含量的检测结果。下列分析正确的是(　) 组别 锌/ (μmol/L) 铁/ (μmol/L) 钙/ (mmol/L) 镁/ (mmol/L) 铜/ (μmo/L) 实验 组 70.58± 1.53 7.38± 1.20 1.68± 0.17 1.65± 0.17 21.77± 3.97 对照 组 78.61± 0.90 7.75± 0.95 1.72± 0.17 1.48± 0.20 20.04± 5.29 A.表中检测的5种元素均为微量元素 B.实验组不限制高蛋白食物摄入,对照组限制高蛋白食物摄入 C.表中结果说明高蛋白食物的摄入会影响患者体内矿质元素的含量 D.人体血液中必须含有一定量的Ca2+,但Ca2+的含量过高会引起抽搐 判断化合物种类的三种方法 (1)元素组成分析法 (2)特征元素提示法 (3)代谢产物推理法 考点二　细胞中的无机物(固本·识记类) 必备知识 1.细胞中的水 (1)含量 ①生物体的含水量随着　　　　的不同有所差别。   ②水是　　　　　中含量最多的化合物。  (2)水分子的结构特点 ①水分子是　　　　分子,因此水是良好的溶剂。   ②水分子之间以　　　　结合,因此水的温度相对不容易发生改变。  (3)存在形式及功能 (4)自由水、结合水与细胞代谢的关系 2.细胞中的无机盐 考点易错·明辨析 (1)细胞内一部分水能与蛋白质、多糖等物质相结合。(　) (2)[全国乙卷] 自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动。(　) (3)结合水是细胞结构的重要组成成分,主要存在于液泡中。(　) (4)Mg存在于叶绿体的类胡萝卜素中。(　) (5)细胞中的无机盐大多数以化合物的形式存在,如CaCO3构成骨骼、牙齿等。(　) (6)成年人缺碘会患大脖子病,说明无机盐对维持酸碱平衡很重要。(　) (7)无机盐参与维持细胞的酸碱平衡,不参与有机物的合成。(　) 长句拓展·练思维 1.农田施肥的同时,往往需要适当浇水,此时浇水的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  2.北方冬小麦在冬天来临前,自由水的比例会逐渐降低,而结合水的比例会逐渐升高,原因是 　。  3.对于患急性肠炎的病人,治疗时经常需要补充生理盐水,原因是 　。  4.Na+、K+对细胞内外渗透压大小所起的作用一样吗?　　　　,原因是　 　。  典型例题 命题角度一　考查细胞中的水 1.[2024·河北石家庄期末] 在人体不同组织中,水的存在形式与其功能直接相关,血液中的水主要是自由水,有利于物质运输,心肌中的水主要是结合水,可以维持肌肉细胞的形态,有利于肌肉的收缩。下列关于生物组织中水的叙述,正确的是(　) A.人体不同组织的形态与含水量直接相关,含水量相同的组织,形态一定相同 B.唾液腺细胞合成唾液淀粉酶过程中产生的水,来自氨基酸的氨基和羧基 C.不同物质与水的结合能力不同,同一细胞不同时期水的存在形式不变 D.温度下降会影响哺乳动物体内自由水和结合水的比值,使动物抵抗寒冷的能力增强 2.[2024·湖北武汉模拟] 我国新疆的盐碱地资源丰富,科学家对其中的盐碱水进行过滤、杀菌、淡化等处理,再添加微量元素,将盐碱水改良处理成与天然海水相似的“人造海水”,用于海产养殖。下列叙述错误的是(　) A.水是极性分子这一性质决定了大部分的无机盐易溶于水 B.水分子可通过自由扩散与协助扩散进入海产动物细胞中 C.海产动物可在内环境中积累代谢产物以维持渗透压平衡 D.海产动物细胞中绝大部分水分子会与蛋白质等物质结合 题后归纳 (1)种子与水 (2)水的产生与利用 命题角度二　考查细胞中无机盐的功能及相关实验分析 3.[2024·湖南长沙一中期末] 研究人员发现了金属锌的第一个伴侣蛋白ZNG1,它可将锌运送到需要锌的蛋白质处发挥作用。下列叙述错误的是(　) A.锌在细胞中的含量很少但功能不可替代,是组成细胞的微量元素 B.ZNG1运送锌的功能与其氨基酸的排列顺序及肽链的盘曲、折叠方式等有关 C.锌是构成ZNG1的重要元素,说明无机盐可以参与构成细胞内的重要化合物 D.该实例说明细胞中的无机盐和有机物相互配合才能保证某些生命活动的正常进行 4.[2024·河北保定三模] 一批在相同条件下培养出的盆栽黄瓜幼苗表现出叶片发黄的缺素症状。现取若干株该盆栽黄瓜幼苗随机分为A、B、C三组,分别施用等量适宜浓度的NH4NO3溶液、MgSO4溶液和Mg(NO3)2溶液,一段时间后观察并比较盆栽黄瓜幼苗叶片的颜色变化。下列叙述错误的是(　) A.本实验的目的是探究盆栽黄瓜幼苗叶片发黄是由缺 N还是缺 Mg引起叶绿素合成不足导致的 B.若A、C两组叶片变绿,B组叶片发黄,则说明该批盆栽黄瓜幼苗叶片发黄是由缺N造成的 C.若A 组叶片发黄,B、C 两组叶片变绿,则说明该批盆栽黄瓜幼苗叶片发黄是由缺 Mg造成的 D.若A、B两组叶片发黄,C组叶片变绿,则说明该批盆栽黄瓜幼苗叶片发黄是由缺少N或 Mg造成的 题后归纳 (1)验证某种矿质元素生理功能的实验方案 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形成自身对照,以增强说服力。 (2)常考无机盐的功能 考点三　实验:检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质(实验·探究类) 必备知识 1.实验原理 某些化学试剂能够使生物组织中的相关化合物产生特定的颜色反应。 (1)还原糖+斐林试剂 砖红色沉淀 (2)脂肪+苏丹 Ⅲ 染液→橘黄色 (3)蛋白质+双缩脲试剂→紫色 2.实验步骤及结论 (1)还原糖的检测 (2)脂肪的检测 选材:最好选富含　　　　的生物组织,若用显微镜观察,则最好选择花生或蓖麻种子。使用前可提前浸泡3~4 h,以便于　　　　。  (3)蛋白质的检测 考点易错·明辨析 (1)常用番茄、苹果等组织样液作为检测植物组织内还原糖的实验材料。(　) (2)用双缩脲试剂检测蛋白质时,先加入CuSO4溶液,再加入NaOH溶液。(　) (3)还原糖和蛋白质的检测都需要加热处理。(　) (4)利用斐林试剂的甲液、乙液和蒸馏水可以鉴定蛋白质。(　) (5)[2022·海南卷] 种子子叶切片用苏丹 Ⅲ 染色后,显微镜下观察到橘黄色颗粒,说明该种子含有脂肪。(　) (6)[2023·海南卷] 蛋白质的彻底水解的产物可与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应。(　) 重点难点 1.斐林试剂与双缩脲试剂的比较 项目 斐林试剂 双缩脲试剂 不同点 CuSO4溶液 浓度 0.05 g/mL 0.01 g/mL 检测物质 还原糖 蛋白质 使用方法 甲、乙两液等量 混合均匀后使用 先加入A液, 再加入B液 反应条件 50~65 ℃ 水浴加热 不需要加热 反应现象 浅蓝色→棕色→ 砖红色 浅蓝色→紫色 相同点 含有NaOH和CuSO4两种成分,且NaOH的质量浓度都是0.1 g/mL 2.三组实验操作中的“三个唯一” (1)唯一需要加热——还原糖的检测,且必须水浴加热,不能用酒精灯直接加热。若不加热,则无砖红色沉淀出现。 (2)唯一需要使用显微镜——脂肪的检测。 (3)唯一需要使用酒精溶液——脂肪的检测实验中,用体积分数为50%的酒精洗去浮色。 3.实验中的“三个注意点” (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观察。 (2)脂肪鉴定的过程中用体积分数为50%的酒精洗去浮色,原因是苏丹 Ⅲ 染液易溶于酒精。 (3)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。 典型例题 1.[2024·浙江湖州二模] 某兴趣小组为了解不同膳食中存在的营养物质类型,进行了物质鉴定实验。下列叙述正确的是(　) A.可用淀粉溶液、葡萄糖溶液和蛋白质溶液作为对照 B.可以用苏丹 Ⅲ 染液鉴定马铃薯匀浆中是否存在淀粉 C.梨汁还原糖含量高,加入斐林试剂后即可出现砖红色沉淀 D.豆浆中的蛋白质经加热处理后,用双缩脲试剂检测不会出现紫色 2.[2022·重庆卷] 在一定条件下,斐林试剂可与葡萄糖反应生成砖红色沉淀,去除沉淀后的溶液蓝色变浅,测定其吸光值可用于计算葡萄糖含量。下表是用该方法检测不同样本的结果。下列叙述正确的是(　) 样本 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 吸光值 0.616 0.606 0.595 0.583 0.571 0.564 葡萄糖含量/ (mg/mL) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 A.斐林试剂与样本混合后立即生成砖红色沉淀 B.吸光值与样本的葡萄糖含量有关,与斐林试剂的用量无关 C.若样本的吸光值为0.578,则其葡萄糖含量大于0.4 mg/mL D.在一定范围内葡萄糖含量越高,反应液去除沉淀后蓝色越浅 经典真题·明考向 1.[2024·浙江1月选考] 下列不属于水在植物生命活动中作用的是(　) A.物质运输的良好介质 B.保持植物枝叶挺立 C.降低酶促反应活化能 D.缓和植物温度变化 2.[2024·新课标全国卷] 干旱缺水条件下,植物可通过减小气孔开度减少水分散失。下列叙述错误的是(　) A.叶片萎蔫时叶片中脱落酸的含量会降低 B.干旱缺水时进入叶肉细胞的CO2会减少 C.植物细胞失水时胞内结合水与自由水比值增大 D.干旱缺水不利于植物对营养物质的吸收和运输 3.[2024·江西卷] 农谚有云:“雨生百谷。”“雨”有利于种子的萌发,是“百谷”丰收的基础。下列关于种子萌发的说法,错误的是(　) A.种子萌发时,细胞内自由水所占的比例升高 B.水可借助通道蛋白以协助扩散方式进入细胞 C.水直接参与了有氧呼吸过程中丙酮酸的生成 D.光合作用中,水的光解发生在类囊体薄膜上 4.[2022·全国甲卷] 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 学科网（北京）股份有限公司 $$