第02讲 细胞中的元素和化合物 课件-2026届高三生物一轮复习（人教版）

必修一 第2讲 细胞中的元素和化合物 --Never 1 1.说出细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成。 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.活动：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。 课标要求 考题 细胞中的元素和无机物 (2024河北，1)(2024贵州，1)(2022湖北，1)(2021浙江6月选考，5) 细胞中的糖类和脂质 (2024甘肃，1)(2024江苏，1)(2023湖北，3) 蛋白质和核酸 (2024黑、吉、辽，1)(2023湖北，2)(2023湖南，1)(2023福建，2)(2023海南，2)(2023河北，1)(2021重庆，3)(2021全国甲，1)(2020浙江7月选考，3) (1)考查内容与题型：主要考查水、无机盐的功能，糖类、脂质、蛋白质、核酸的结构和功能；多为选择题。 (2)命题特点与难度：一般以具体的生产生活情境或生理情境为载体，对学生的结构与功能观进行考查；难度一般中等或中等偏下。 (3)新风向：蛋白质的构象与活性，如(2023湖北，2)(2023河北，1)(2023海南，2)。 考情分析 目录 Contents 一 组成细胞的元素、化合物 三 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 二 细胞中的水和无机盐 构思维导图 四 考点一 组成细胞的元素、化合物 存在形式 分类 来源 细胞中 的元素 导致 从无机自然界中 有选择地吸收来 细胞的元素种类 在自然界都能找到 细胞的元素含量 与自然界相差很大 种类统一性 含量差异性 大量元素：____________________ 生物与 非生物 的关系 微量元素：______________________ 基本元素：______ 最基本元素：__(因生物大分子以____为骨架) 含量 作用 CONH、PS、KCaMg Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu C CONH 含量 干重：______(因缺H2O而蛋第一CN多) 鲜重：______(因H2O第一且糖使OH多) OCHN CONH 为何人体细胞CONH，玉米细胞OCHN? 大多以化合物形式 富含蛋白质 富含糖类(纤维素、淀粉) 相差很大 都能找到 有选择地 无机自然界 含量差异性 种类统一性 化合物 碳链 1 2 3 4 微量元素 不重要吗？ 因细胞膜具有 性 选择透过 (生命核心元素) 缺B，花而不实 鲜重 占比 干重 占比 (细胞含量最多) 干重占比 细胞中含量最多的元素 (干)细胞中数量最多的元素 细胞中最基本、含量最多、数量最多的元素依次是？ 一、组成细胞的元素 Fe是血红蛋白的组成成分，缺Fe会导致贫血 微量不微效 6 自然界的元素 细胞中的元素 大量元素 【矿质元素】指除碳、氢、氧以外，植物体主要由根系从土壤中吸收的元素。 微量元素 P S K Ca Mg Fe Mn B Zn Mo Cu 基本元素 最基本元素 O H N C 细胞中最基本、含量最多、数量最多的元素依次是_____。 COH 必需矿质元素 7 【思维提升】探究“必需元素” 恢复正常 甲组 完全(全素)营养液 正常生长 培养幼苗 乙组 不正常 只缺X的完全营养液 （缺素培养液） 培养幼苗 添加元素X 空白对照 自身（前后）对照 二、组成细胞的化合物 1.无机物 2.有机物 水 无机盐 鲜重 ，大多为 。 大多以 形式存在。 糖类 脂质 蛋白质 核酸 只含 （ 物质）。 主要含 ，此外 （ 物质）。 主要含 （ 物质）。 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 9 最值问题 1.鲜重最多的化合物： 2.鲜重最多的有机物： 3.干重最多的化合物： 4.干重最多的有机物： 5.鲜重最多的四种元素： 6.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。 鲜重 干重 二、组成细胞的化合物 10 【考法1】常考化合物←→元素组成(巧用“CHO＋”)。 CHO N(S) N、P 脂质 C、H、O （N、P） 叶绿素 蛋白质 脂肪-固醇 P 甲状腺激素 (N) 三、化合物的常考法 11 1.如图表示不同化学元素所组成的化合物，以下说法错误的是（ ） A.若①为某种大分子的组成单位，则①最可能是氨基酸 B.若②是细胞中重要的储能物质，则②是脂肪 C.若③为能储存遗传信息的大分子物质，则③一定是DNA D.若④主要是在动物肝脏和肌肉中合成的储能物质， 则④是糖原 C 【课堂随练】 12 2.(2023·江苏南通调研)下列有关化合物的组成元素及功能的叙述，正确的是 (　　) A.磷脂、核酸都含C、H、O、N、P，可参与构成核糖体 B.叶绿素含C、H、O、N、Mg，能吸收、传递、转换光能 C.糖类都含C、H、O、N，既可提供能量也可构成细胞结构 D.胰岛素含有C、H、O、N、S，可促进肝糖原分解为葡萄糖 B 核糖体由RNA和蛋白质构成 胡萝卜素：C、H； 叶黄素：C、H、O 胰岛素是唯一降低血糖的激素 【课堂随练】 磷脂、核酸都含C、H、O、N、P，核糖体中没有磷脂，A错误；叶绿素含C、H、O、N、Mg，参与光合作用，在光合作用中可以吸收、传递、转换光能，B正确；糖类都含C、H、O，既可提供能量也可构成细胞结构，C错误；胰岛素含有C、H、O、N、S，具有降血糖的作用，可抑制肝糖原分解为葡萄糖，D错误。 13 【考法2】常考化合物→元素组成→推断代谢终产物和产能多少。 种类 多数糖类 脂肪 蛋白质 元素组成 C、H、O C、H、O C、H、O、N 代谢终产物 产能多少 CO2、H2O 尿素 H多O多 H更多O少 少 多 三、化合物的常考法 14 ①细胞膜→蛋白质 + _______________→________________。 ②染色体或DNA病毒→蛋白质 + _____→_______________。 ③核糖体或RNA病毒→蛋白质 + _____→________________。 ④中心体、细胞骨架或抗体→________→________________。 C、H、O、N、P C、H、O、N、P C、H、O、N、P C、H、O、N 磷脂 ＋ 糖类 DNA RNA 蛋白质 【考法3】常考细胞结构→化合物组成(蛋白质+)→元素组成。 三、化合物的常考法 15 1.（2022年广州一模）以下四组物质中，元素组成相同的一组是（ ） A. 磷脂和磷酸 B. ATP 和 cDNA· C. 丙酮酸与丙氨酸 D. 糖蛋白与肌糖原 B 2.（2020黑龙江鹤岗一中月考）图中表示部分化合物的元素组成，其中数字表示元素，下列相关叙述中不正确的是( ) A. 图中所示①②为大量元素，③④为微量元素 B. 人体缺③会影响正常的有氧呼吸功能 C. 血红蛋白、甲状腺激素等从细胞中分泌到细胞外的方式是胞吐 D. 图示化合物合成过程都需要消耗能量 C 【课堂随练】 3.(2023·湖南名校联考)下表是甲、乙两种生物(玉米、人)体细胞的部分元素的含量占干重的百分比，有关说法错误的是(　　) 元素 C H O N K Ca P Mg S 甲 43.57 6.24 44.43 1.46 0.92 0.23 0.20 0.18 0.17 乙 55.99 7.46 14.62 9.33 1.09 4.67 3.11 0.16 0.78 A.表格中在细胞内含量多的元素比含量少的元素更重要 B.两种生物细胞中C、H、O、N四种元素的含量很高 与组成细胞的化合物有关 C.根据O的含量判断甲代表的是玉米，因为玉米细胞中糖类含量高 D.根据N、Ca的含量判断乙代表的是人， 因为人细胞中蛋白质含量高，骨骼中Ca含量高 A 【课堂随练】 表格中含量多和含量少都是生物的必需元素，不应依据含量的多少来区别重要与否，A错误；玉米和人体细胞中C、H、O、N四种元素的含量很高，与细胞中的化合物有关，B正确；根据O、N、Ca的含量判断甲代表的是玉米细胞，乙代表的是人细胞，因为玉米细胞中糖类含量高，人细胞中蛋白质含量高，且骨骼中含有大量的Ca，C、D正确。 17 4.（2022年湛江二模）下列有关组成细胞的化学元素的叙述，错误的是 （ ） 组成纤维素、糖原、丙酮酸、脂肪酸的化学元素的种类相同 B. 碳循环是指碳元素在生物群落与无机环境之间的往返过程 C. DNA双链均被32P标记的细菌在含31P的培养基中繁殖， 子一代细菌都含放射性 D. DNA双链均被15N标记的细菌在含14N的培养基中繁殖， 子一代细菌只含14N D 【课堂随练】 18 考点二 细胞中的水和无机盐 一、水 1.水的含量 活细胞中含量最多化合物 （1）生物种类： 水生生物 陆生生物。 （2）生长发育阶段： 幼儿____成年； 幼嫩部分____成熟部分。 （3）组织器官种类与代谢程度： 牙齿___骨骼____血液。 > > > < < 在不同情况下细胞含水量的高低 20 95.5% 4.5% 存在 形式 自由水 细胞中 的水 结合水 (失去溶解性和流动性) 2.水的性质——极性分子。 成为结 合水(占4.5%) 作为良好溶剂(具溶解性) 维持液体状态(具流动性) 维持生命系统的稳定性 使水具较高比热容 水温相对不易改变 氢键不断地 断裂与形成 易形成 氢键 易与带电分子或离子结合 易与亲水性大分子结合 极性 良好溶剂 溶解 液体 流动 稳定 自由水 3.水的存在形式和功能。 功能 是细胞结构的重要组成部分 功能 细胞内良好溶剂 为细胞提供液体环境 运送营养物质和代谢废物 参与许多生物化学反应(如呼吸/光合) 自由水 结合水 细胞结构 生物化学反应 液体环境 营养物质 代谢废物 良好溶剂 升温 降温 结合水 一、水 空间结构及电子不对称分布 O H H - ＋ ＋ O H H - ＋ ＋ O H H - ＋ ＋ 氢键 失去______的种子 毫无生理活性 水的存在形式和功能 ——探究实验 分析原因 失去______的种子 仍有生理活性 出现 水珠 烘烤使种子大量失去____水 结合 结合水 自由水 (破坏细胞结构) 晾晒 2天 烘烤 称重 浸水 重量减轻 且不萌发 晾晒使种子大量失去____水，代谢变得____ 自由 很弱 观察 管壁 浸水 不萌发 萌发 鲜种子 干种子 分析原因 分析自变量 是否失去过 大量结合水 一、水 一、水 4.自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系 （如：癌细胞、种子萌发等） 旺盛 减弱 降低 增强 比值高：代谢 ，但抗逆性 。 自由水/结合水 比值低：代谢强度 ，但抗寒、抗旱、 抗热等抗逆性 。 结合水含量 23 自由水/结合水与生活中的联系 生活中的现象 对此现象的解释 种子在贮存时需将种子晒干 干种子用水浸泡后仍能萌发 低温环境下减少花卉浇水 干种子放在试管中加热有水珠 炒熟的种子浸泡后不萌发 减少自由水含量，降低种子的代谢， 延长种子寿命 失去自由水的种子仍保持其生理活性 提高花卉对低温的抗性 种子晒干后，仍含有结合水， 用酒精灯加热会失去结合水 失去结合水的细胞失去生理活性 24 一、水 5.水的运输方式 从细胞组成和结构的角度来推测，水分可以经过细胞膜中的 、 从细胞外进入细胞内。 磷脂双分子层 水通道蛋白 水通道蛋白 ( AQP) 是对水专一的通道蛋白, 普遍存在于动、植物及微生物中。它所介导的自由水快速被动的跨生物膜转运, 是水进出细胞的主要途径。 25 补充拓展-生物学实验中的“四类水” 蒸馏水 实验中四类水的作用 清水 无菌水 生理盐水 ：常用于植物激素调节实验、动物饲喂实验及酶实验中空白对照组设置 ：常用于临时装片制作，植物细胞的吸水和失水、观察细胞有丝分裂等实验 ：常用于微生物培养与分离等实验 ：做动物生理实验时，用于空白对照组注射等 一、水 6.归纳小结 协助扩散 27 1.当人体失水过多时，不会发生的生理变化是( ) A.血浆渗透压升高　　　　　　　　　　 B.产生渴感 C.血液中的抗利尿激素含量升高　　　　 D.肾小管对水的重吸收降低 D 【课堂随练】 2.哺乳动物长时间未饮水导致机体脱水时，会发生的生理现象是（　　） A.血浆渗透压降低 B.抗利尿激素增加 C.肾小管和集合管对水的重吸收作用减弱　　　　 D.下丘脑渗透压感受器受到的刺激减弱 B 28 3.(2023·广东梅州统考二模)水是生命之源，一切生命都离不开水。下列有关水的叙述，正确的是(　　) A.细胞中的结合水可以结合、溶解、运输无机盐 B.自由水作为一种良好溶剂的原因是水为非极性分子 C.手有时会磨出水泡，水泡中的液体主要是组织液 D.水是有氧呼吸和无氧呼吸共同的代谢终产物 C 自由水才可溶解、运输无机盐 无氧呼吸的产物是二氧化碳和酒精或者乳酸，不产生水 【课堂随练】 细胞中水包括自由水和结合水，其中自由水既可溶解无机盐，也可运输无机盐，A错误；水分子是极性分子，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错误；手有时会磨出水泡，主要原因是挤压和摩擦使局部毛细血管壁透性增大，血浆穿过毛细血管壁进入组织液，使组织液增加，在局部形成水泡，因此水泡中的液体主要是指组织液，C正确；无氧呼吸的产物是二氧化碳和酒精或者乳酸，不产生水，D错误。 29 4.(2021·全国卷Ⅰ) 植物在生长发育过程中，需要不断从环境中吸收水。下列有关植物体内水的叙述，错误的是(　　) A．根系吸收的水有利于植物保持固有姿态 B．结合水是植物细胞结构的重要组成成分 C．细胞的有氧呼吸过程不消耗水但能产生水 D．自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动 C 有氧呼吸第二阶段消耗水 【课堂随练】 30 5.植物在生长发育过程中，需要不断从环境中吸收水。下列有关植物体内水的叙述，错误的是（ ） A. 根系吸收的水有利于植物保持固有姿态 B. 结合水是植物细胞结构的重要组成成分 C. 细胞的有氧呼吸过程不消耗水但能产生水 D. 自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动 【课堂随练】 C 6.“浓霜打白菜，霜威空自严。不见菜心死，翻教菜心甜”是白居易的一首描写白菜的诗。研究表明，“霜打”后白菜细胞的细胞液浓度升高，冰点降低。下列叙述错误的是(　　) A.该现象是白菜对低温环境的一种适应 B.细胞内的结合水增多，抗寒能力增强 C.细胞内的自由水增多，细胞代谢旺盛 D.多糖水解成单糖，细胞液的浓度升高 C D项: 低温来临，细胞质、细胞液中的多糖降解为单糖以提高细胞液浓度，冰点降低，提高抗寒抗冻能力。 A项: “霜打”后白菜细胞的细胞液浓度升高，冰点降低，抗寒抗冻能力增强，这是白菜对低温环境的一种适应。 C项:低温来临，自由水转化为结合水，细胞内的自由水减少，细胞代谢减慢。 【课堂随练】 无机盐 存在形式 主要是离子 吸收方式 作用 主要是主动运输 含量 含量很少，仅占细胞鲜重的1%-1.5% ①组成细胞中复杂化合物 ②维持细胞和生物体的生命活动 ③维持细胞的酸碱平衡 ④细胞渗透压平衡的维持 Mg2+: Fe2+: 构成叶绿素分子 构成血红素分子 I-: 甲状腺激素 血钙过低: 血钙过高: Na+缺乏: 抽搐 肌无力 引起神经、肌肉的兴奋性降低 HCO3-、H2PO4- Na+、Cl-、K + 二、无机盐 少数是化合物 归纳小结：常考无机盐的功能 名称 常见无机盐生理作用 Mg2+ Fe2+ Na+ Ca2+ P N I K Cl- 构成叶绿素的元素，缺乏影响光合作用。 构成血红素的元素，缺乏导致缺铁性贫血。 Ca2+ 浓度太低动物出现抽搐等症状，过高会肌无力 是组成细胞膜、细胞核的重要组分，也是细胞必不可少的化合物的组分。 维持细胞外液渗透压，动作电位的形成和传导离不开“Na+内流" 蛋白质、ATP、NADP+、叶绿素、核苷酸 与Na+共同维持细胞外液渗透压 维持细胞内液滲透压，静息电位的形成和维持离不开“K+外流 甲状腺激素(幼年时缺乏引发呆小症) 探究：某种无机盐(矿质元素)M是否是植物生长的必需元素。 自变量：________，分___组 因变量：________ 无关变量：_________________________等 分析变量 M的有无 幼苗、光、温、CO2、溶氧量 生长状况 有M的完全培养液 无M的完全培养液 2 实验设计和预期结果结论： 甲组(对照组) 乙组(实验组) 培养 生长正常 培养 非必需元素 +M 必需 有M的完全培养液 + 等量幼苗 无M的完全培养液 + 等量幼苗 生长异常 生长正常 必需元素 恢复正常 自身对照(二次对照) 空白对照 ①实验中应保证实验材料的统一性，即材料的种类、生长状况等相同 ②实验组加M的目的是二次对照，使其前后对照，以增强说服力。 ③每组幼苗不能用1株(防偶然性) ④不能用蒸馏水代替完全培养液(因都长不好) 二、无机盐 2.(2021·浙江卷) 无机盐是生物体的组成成分，对维持生命活动有重要作用。下列叙述错误的是(　　) A．Mg2＋存在于叶绿体的类胡萝卜素中 B．HCO- 对体液pH 起着重要的调节作用 C．血液中Ca2＋含量过低，人体易出现肌肉抽搐 D．适当补充I－，可预防缺碘引起的甲状腺功能减退症 1.（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 B A 【课堂随练】 知识网络构建 细胞中的无机物 细胞中的水 细胞中的无机盐 少 离子 自由水 结合水 细胞代谢 细胞结构 参与 构成 构成化合物的成分 生命活动必不可少 生理功能 主要存在形式 含量 氢键 良好溶剂 运输 参与反应 水为基础液体环境 生理功能 极性分子 形成 是 高比热容 具有 生物体内的水 分为 1.(2021·全国卷Ⅰ) 植物在生长发育过程中，需要不断从环境中吸收水。下列有关植物体内水的叙述，错误的是(　　) A．根系吸收的水有利于植物保持固有姿态 B．结合水是植物细胞结构的重要组成成分 C．细胞的有氧呼吸过程不消耗水但能产生水 D．自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动 2.(2022·湖北卷)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( ) C 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 <m></m> 等物质的溶剂 D.可作为反应物参与生物氧化过程 C 【习题巩固】 3.植物细胞中水和矿质元素离子会表现出某些特点。下列叙述错误的是(　　) A．根细胞中的K+不能以自由扩散的方式进入土壤溶液中 B．矿质元素离子在细胞内积累可引起外界溶液中的水进入细胞 C．根细胞吸收的矿质元素能够以离子的形式贮存在液泡中 D．叶肉细胞中参与光合作用光反应阶段的水分子属于结合水 D 【习题巩固】 39 THANKS 40 $$