第02讲 细胞中的元素和化合物（专项训练）（山东专用）2026年高考生物一轮复习讲练测

第02讲 细胞中的元素和化合物 目录 01 课标达标练 【题型一】细胞中元素和化合物的推断 【题型二】 细胞中水的特点和功能 【题型三】 无机盐的功能 【题型四】物质鉴定实验相关原理和方法 02 能力突破练（新考法+新情景+新思维） 03 高考溯源练 题型一 细胞中元素和化合物的推断 1．下列有关组成细胞的化学元素和化合物的叙述，不正确的是（    ） A．人体细胞干重中含量最多的有机化合物是蛋白质 B．人体活细胞内含量最多的元素是O C．Mg、Ca、Zn等大量元素是生物体必不可少的 D．细胞内元素大多以化合物形式存在 【答案】C 【分析】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：（1）大量元素是指含量占生物总重量万分之一以上的元素，包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg，其中C、H、O、N为基本元素，C为最基本元素，O是含量最多的元素；（2）微量元素是指含量占生物总重量万分之一以下的元素，包括Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。 【详解】A、人体细胞干重中含量最多的有机化合物是蛋白质，A正确； B、人体活细胞内含量最多的元素是O，B正确； C、Zn属于微量元素，C错误； D、细胞内元素大多以化合物形式存在（如蛋白质、核酸等），少量以离子形式存在，D正确。 故选C。 2．菠萝蜜营养丰富、口感甘甜，其果肉中部分物质的含量如下表所示。下列说法正确的是（　　） 物质 蛋白质 脂肪 碳水化合物 钾 磷 镁 钙 纤维素 含量（mg/100g果肉） 2000 300 25000 263 23 36 48 2000 A．菠萝蜜细胞中含量最多的化合物是碳水化合物 B．表格中未提及的微量元素因含量极少而不如大量元素重要 C．组成菠萝蜜细胞的化学元素在无机自然界中均能找到，体现了生物与非生物界的统一性 D．菠萝蜜果肉可与双缩脲试剂发生作用产生橘黄色反应 【答案】C 【分析】1、细胞中的化合物分为无机化合物和有机化合物，无机化合物包括水和无机盐，有机化合物包括糖类、脂质、蛋白质和核酸，其中水是含量最多的化合物，蛋白质是细胞中含量最多的有机物； 2、生物界与非生物界的统一性与差异性：统一性：构成生物体的元素在无机自然界都可以找到，没有一种是生物所特有的。 差异性：组成生物体的元素在生物体体内和无机自然界中的含量相差很大。 【详解】A、活细胞中含量最多的化合物是水，不是碳水化合物（糖类），A错误； B、微量元素虽然含量极少，但对生物体的生命活动同样具有重要作用，不可缺少，B错误； C、组成生物体（菠萝蜜）细胞的化学元素在无机自然界中都能找到，没有一种元素是生物所特有的，这体现了生物与非生物界的统一性，C正确； D、蛋白质可与双缩脲试剂发生紫色反应，菠萝蜜果肉中含有蛋白质，应是与双缩脲试剂发生紫色反应，而不是橘黄色反应，D错误。 故选C。 3．有这样几则广告语： ①这种食品由纯天然谷物制成，不含任何糖类，糖尿病患者也可放心大量食用 ②这种饮料含有多种无机盐，能有效补充人体运动时消耗的能量 ③这种营养品含有人体所需的全部21种必需氨基酸 ④这种口服液含有丰富的钙、铁、锌、硒等微量元素 请判断上述广告语中，哪些在科学性上有明显的错误（    ） A．①②③ B．①③ C．②④ D．①②③④ 【答案】D 【分析】1、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：（1）大量元素是指含量占生物总重量万分之一以上的元素，包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg，其中C、H、O、N为基本元素，C为最基本元素；（2）微量元素是指含量占生物总重量万分之一以下的元素，包括Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。 2、在人体中，组成蛋白质的氨基酸有21种，氨基酸是组成蛋白质的基本单位。 3、无机盐的功能有：（1）构成细胞某些复杂化合物的重要组成成分；（2）维持细胞和生物体的生命活动；（3）维持细胞和生物体的酸碱平衡；（4） 维持细胞内外的渗透压。 【详解】①谷物的主要成分是淀粉，淀粉属于多糖，糖尿病患者不能大量食用，①错误； ②无机盐不能为细胞生命活动提供能量，②错误； ③构成人体蛋白质的21种氨基酸有必需氨基酸和非必需氨基酸，并非21种全是必需氨基酸，③错误； ④钙不是微量元素，是大量元素，④错误。 综上所述，①②③④全部错误，D正确。 故选D。 （不定项）4．如图甲是有活性的细胞中元素含量的柱形图，图乙是细胞中化合物含量的扇形图，下列说法正确的是（　　） A．若图乙表示活细胞中化合物含量，则B化合物是一种生物大分子 B．若甲表示组成人体细胞中的元素含量，则a、b、c依次是O、C、H C．若乙表示完全脱水的细胞中化合物的含量，则A化合物一般是蛋白质 D．地壳与活细胞中含量最多的元素都是a，因此说明生物界与非生物界具有统一性 【答案】ABC 【分析】图甲是活细胞元素含量的柱形图：a含量最多是O元素，b是C元素，c是H元素；图乙是细胞中化合物含量的扇形图，若是活细胞，一般情况下，A化合物含量最多，是水，B是蛋白质；若该细胞是表示细胞干重，则A含量最多，表示蛋白质。 【详解】A、若图乙表示活细胞中化合物含量，A化合物是水，B化合物是蛋白质，蛋白质是一种生物大分子，A正确； B、题干显示甲是有活性的细胞中元素含量，若甲表示组成人体细胞中的元素含量，则a、b、c依次是O、C、H，B正确； C、若乙表示完全脱水的细胞中化合物的含量，由于水完全脱去，所以所占比例最大的化合物（A化合物）是蛋白质，C正确； D、生物界与非生物界具有统一性指的是在细胞中的元素在非生物界都能找到，没有生物界独有的元素。而地壳与活细胞中含量最多的元素都是a，并不能说明这一点，D错误。 故选ABC。 题型二 细胞中水的特点和功能 5．水分子由2个氢原子和1个氧原子构成，氢原子以共用电子对与氧原子结合。由于氧具有比氢更强的吸引共用电子的能力，使氧的一端稍带负电荷，氢的一端稍带正电荷。水分子的空间结构及电子的不对称分布，使得水分子成为一个极性分子。水分子间可以靠氢键相互作用在一起，氢键易于断裂和形成，如图所示为水分子结构示意图，下列说法正确的是（    ） A．水之所以是良好的溶剂，是因为结构①这种弱引力的存在 B．结构②使水分子成为极性分子，从而使水具有较高的比热容 C．细胞中结合水的含量是不断变化的，结合水越多，细胞代谢越旺盛 D．水可以与细胞中的蛋白质，多糖等相结合，成为生物体的构成成分 【答案】D 【分析】生物体的一切生命活动离不开水，水是活细胞中含量最多的化合物；细胞内水的存在形式是自由水和结合水，结合水是细胞结构的主要组成成分，自由水是良好的溶剂、是许多化学反应的介质、自由水还参与许多化学反应，自由水对于营养物质和代谢废物的运输具有重要作用；自由水与结合水的比值越大，细胞代谢越旺盛，反之亦然。 【详解】A、①是氢键，氢键这种弱引力的存在，是水在常温下具有流动性、具有较高比热容的根本原因，水之所以是良好的溶剂，是由于水分子为极性分子，A错误； B、②是共价键，氢、氧原子对电子的吸引能力不同，使得水分子具有不对称性，带有正电荷或负电荷的分子（或离子）都容易与水结合，使水成为良好的溶剂，B错误； C、细胞中结合水的含量是不断变化的，自由越多，细胞代谢越旺盛，C错误； D、水可以与细胞中的蛋白质、多糖等相结合，即结合水，成为生物体的构成成分，D正确。 故选D。 6．冬小麦细胞中不同时期的含水量和代谢速率随时间的变化而变化。下列相关叙述错误的是（    ） A．冬小麦的冻害级别与细胞中自由水与结合水的比值呈正相关 B．为避免冻伤，冬小麦叶片中一部分自由水可以转化为结合水 C．冬小麦细胞代谢速率下降仅仅是因为细胞中自由水含量下降 D．冬小麦细胞自由水和结合水含量改变是植物适应环境的表现 【答案】C 【分析】自由水和结合水的区别如下: 1、自由水在细胞内、细胞之间、生物体内可以自由流动，是良好的溶剂，可溶解许多物质和 化合物；可以参与物质代谢，如输送新陈代谢所需营养物质和代谢的废物。 2、结合水在生物体内或细胞内与蛋白质、多糖等物质相结合，失去流动性。 3、结合水是细胞结构的重要组成成分，不能溶解其它物质，不参与代谢作用。 【详解】A、自由水含量高，但抗逆性越弱，冬小麦的冻害级别与细胞中自由水与结合水的比值呈正相关，A正确； B、自由水转化为结合水可降低细胞冰点，增强抗冻能力，这是冬小麦适应低温的机制，B正确； C、代谢速率下降不仅与自由水减少有关，还与低温导致酶活性降低等因素有关，C错误； D、自由水和结合水的动态调整是细胞维持正常功能并适应环境的基础，D正确。 故选C。 题型三 无机盐的功能 7．细胞中的无机盐种类众多，行使不同的功能。下列因无机盐缺乏导致出现的生物异常症状的叙述，错误的是（　　） A．土壤中缺乏元素·Mg，植物会因叶绿素含量下降而导致光合作用受影响 B．血浆中的和HPO₄²⁻若缺乏不易维持pH相对稳定 C．人体内 K⁺缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，引发肌肉酸痛 D．若某哺乳动物血液中Ca2+的含量偏低，可能会出现抽搐等症状 【答案】C 【分析】无机盐主要以离子的形式存在，其功能：（1）细胞中某些复杂化合物的重要组成成分，如：Fe2+是血红蛋白的主要成分；Mg2+是叶绿素的必要成分；（2）维持细胞的生命活动，如血液钙含量低会抽搐；（3）维持细胞的形态、酸碱度、渗透压。 【详解】A、Mg²⁺是叶绿素的组成成分，缺乏Mg²⁺会导致叶绿素合成受阻，叶片发黄，光合作用减弱，A正确； B、血浆中的缓冲系统由HCO₃⁻/H₂CO₃和HPO₄²⁻/H₂PO₄⁻组成，若缺乏不易维持pH相对稳定，B正确； C、人体内Na⁺缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，引发肌肉酸痛，C错误； D、血钙过低会导致抽搐，D正确； 故选C。 8．威尔逊氏症是铜在人体内过度积累引起的疾病，可导致肝、肾衰竭，甚至大脑损伤。下列叙述错误的是（　　） A．铜在人体内可以以离子形式存在，参与维持机体的渗透压 B．威尔逊氏症患者可能出现行动迟缓等症状，可使用排铜药物治疗 C．铜是人体生命活动所需的微量元素，积累过多会对身体造成伤害 D．细胞中的结合水既能溶解Cu2+，又能在Cu2+的运输中发挥作用 【答案】D 【分析】细胞中的元素分为大量元素和微量元素，各种元素大多以化合物的形式存在。结合水是组成细胞结构的重要组成成分，自由水是细胞良好的溶剂。 【详解】A、人体内Cu2＋可以以离子形式存在，参与维持机体正常的渗透压，A正确； B、据题可知，铜在人体内肝、肾、大脑等处过度积累，最终导致肝、肾衰竭，甚至大脑损伤，所以威尔逊氏症患者可能出现行动迟缓等症状，可使用排铜药物治疗，B正确； C、铜是人体生命活动所需的微量元素，可以参与维持机体的渗透压，但积累过多会对身体造成伤害，C正确； D、细胞中的自由水既能结合和溶解Cu2＋ ，又在Cu2＋的运输中发挥重要作用，结合水是细胞结构的一部分，不能作为溶剂，也不能参与物质的运输，D错误。 故选D。 题型四 物质鉴定实验相关原理和方法 9．为检测玉米籽粒发芽过程中淀粉含量的变化，将不同发芽阶段的玉米籽粒纵切，滴加某种试剂进行观察。结果显示，胚乳呈蓝色块状，且随着发芽时间的延长，蓝色块状物变小。某种试剂和该实验的结论分别是（　　） A．碘液；玉米发芽过程中胚乳中的淀粉逐渐减少 B．斐林试剂；玉米发芽过程中胚乳中的淀粉逐渐增加 C．斐林试剂；玉米发芽过程中胚乳中的淀粉逐渐减少 D．双缩脲试剂；玉米发芽过程中胚乳中的淀粉逐渐增加 【答案】A 【分析】1、斐林试剂检测可溶性还原糖原理：还原糖+斐林试剂→砖红色沉淀。注意：斐林试剂的甲液和乙液要混合均匀后方可使用，而且是现用现配，条件是需要加热。 2、苏丹Ⅲ检测脂肪原理：苏丹Ⅲ+脂肪→橘黄色。 3、双缩脲试剂检测蛋白质原理：蛋白质+双缩脲试剂→紫色，注意：双缩脲试剂在使用时，先加A液再加B液，反应条件不需要加热。 4、碘液检测淀粉和观察动植物细胞的基本结构的染色剂原理：淀粉+碘液→蓝色；碘液能使动植物细胞着色。 【详解】淀粉遇碘液变蓝，用碘液检测淀粉，且随着发芽时间的延长，蓝色块状物变小，说明在发芽的过程中胚乳中的淀粉在减少，A正确，BCD错误。 故选A。 10．植物的种子中储存足够量的有机物是其萌发的必要条件。下列叙述正确的是（　　） A．玉米种子组织样液中加入碘液后可出现砖红色 B．发芽的大麦种子样液，可直接与斐林试剂发生反应 C．由于花生种子中富含脂肪，所以花生子叶切片的厚度不影响脂肪颗粒的观察 D．大豆种子的组织样液和鲜肝提取液均可与双缩脲试剂发生反应产生紫色 【答案】D 【分析】生物组织中化合物的鉴定：（1）斐林试剂可用于鉴定还原糖，在水浴加热的条件下，产生砖红色沉淀。斐林试剂只能检验生物组织中还原糖（如葡萄糖、麦芽糖、果糖）存在与否，而不能鉴定非还原性糖（如淀粉）；（2）蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应；（3）脂肪可用苏丹Ⅲ染液鉴定，呈橘黄色；（4）淀粉遇碘液变蓝。 【详解】A、碘液用于检测淀粉，遇淀粉变蓝色。玉米种子富含淀粉，因此加入碘液应显蓝色而非砖红色，A错误； B、斐林试剂用于鉴定还原糖需在沸水浴条件下与还原糖反应生成砖红色沉淀。发芽大麦种子中的麦芽糖虽为还原糖，但斐林试剂需加热才能显色，直接加入无法反应，B错误； C、花生子叶切片过厚会导致细胞重叠，影响显微镜下脂肪颗粒的观察，故切片厚度会影响实验结果，C错误； D、大豆种子含蛋白质，鲜肝提取液含酶（蛋白质），双缩脲试剂可与蛋白质发生紫色反应，无需水浴，D正确。 故选D。 11．以下有关物质检测的说法，正确的是（    ） A．用双缩脲试剂检测蛋白质，水浴加热后即可观察到有紫色出现 B．鉴定样液中的蛋白质时，双缩脲试剂A和双缩脲试剂B等量混合均匀后加入待测样液 C．组织切片上滴加苏丹Ⅲ染液，显微镜下有橘黄色颗粒，说明有油脂 D．组织样液滴加本尼迪特试剂不产生红黄色沉淀，说明待测样液中没有还原糖 【答案】C 【分析】生物组织中化合物的鉴定：（1）本尼迪特试剂可用于鉴定还原糖，在水浴加热的条件下，溶液的颜色变化为红黄色沉淀。本尼迪特试剂只能检验生物组织中还原糖（如葡萄糖、麦芽糖、果糖）存在与否，而不能鉴定非还原性糖（如淀粉）。（2）蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应；（3）油脂用苏丹 Ⅲ染液检测，呈橘黄色。 【详解】A、用双缩脲试剂检测蛋白质不需要水浴加热，A错误； B、鉴定样液中的蛋白质时，先加双缩脲试剂A，制造碱性条件，振荡后再加双缩脲试剂B，B错误； C、油脂用苏丹 Ⅲ染液检测，呈橘黄色；组织切片上滴加苏丹 Ⅲ染液，显微镜下有橘黄色颗粒，说明有油脂，C正确； D、组织样液滴加本尼迪特试剂，水浴加热后，如果不产生红黄色沉淀，说明没有还原糖，D错误。 故选C。 12．糖类、脂肪和蛋白质是生物细胞中重要的有机化合物，下列有关其检测实的相关操作，正确的是（　　） A．用斐林试剂检测还原糖时，可以选择西瓜汁为实验材料 B．用显微镜观察脂肪时，换用高倍镜后调节粗准焦螺旋 C．检测蛋白质时双缩脲试剂的A液与B液无需分开使用 D．检测脂肪时，可以用植物油 【答案】D 【分析】斐林试剂甲液（0.1g/ml NaOH溶液）、乙液（0.05g/ml CuSO4 溶液），可用于鉴定还原性糖。双缩脲试剂A液（0.1g/ml NaOH溶液）、B液（0.01g/ml CuSO4  溶液），可用于鉴定蛋白质。 【详解】A、使用斐林试剂检测还原糖时，在水浴加热条件下样液能生成砖红色沉淀，故应选择颜色较浅的实验材料，否则会影响实验结果的观察，即西瓜汁不适合作为检测还原糖的材料，A错误； B、使用显微镜时，换用高倍镜后应调节细准焦螺旋，使视野变清晰，B错误； C、检测蛋白质时，应先向试管内注入A液摇匀，再注入B液摇匀，即双缩脲试剂的A液和B液应分开使用，C错误； D、植物油富含脂肪，检测脂肪时，可以用植物油，D正确。 故选D。 1．分步冷冻保存种子技术可用于长期保存植物种子。将种子放在4℃冰箱中存放30min后立刻移入－20℃冰箱中存放1h，随即将其投入液氮（－196℃）中进行保存。该过程使种子中的水分有充足的时间流出细胞，从而增加种子的抗逆性，减少冷冻伤害。下列有关叙述错误的是（　　） A．种子细胞中的无机盐可参与细胞构建，但水不参与 B．水在常温下能够维持液体状态与氢键的不断断裂和形成有关 C．分步冷冻过程中流出的水主要是自由水 D．分步冷冻过程中，种子细胞内自由水与结合水比值逐渐减小直至稳定 【答案】A 【分析】细胞中自由水呈游离状态，可以自由流动；结合水是指与细胞内的其他物质相结合的水，不可自由流动。 【详解】A、种子细胞中的无机盐可参与细胞构建，例如镁离子参与叶绿素的构成；水也参与细胞构建，比如结合水是细胞结构的重要组成成分，A错误； B、由于水分子之间氢键的不断断裂和形成，使得水在常温下能够维持液体状态，B正确；    C、自由水流动性强，分步冷冻过程中流出的水主要是自由水，C正确；    D、分步冷冻过程中，种子中的水分不断流出细胞，自由水含量逐渐减少，结合水相对含量增加，所以种子细胞内自由水与结合水比值逐渐减小直至稳定，D正确。 故选A。 2．我国农学家贾思勰所著《齐民要术》记载：“凡五谷种子，浥郁则不生，生者亦寻死。”意思是种子如果受潮发霉就不会发芽，即使发芽也会很快死亡。下列叙述错误的是（　　） A．农业生产中，种子储藏需要干燥的环境 B．种子受潮导致细胞内结合水比例升高，自由水比例降低，细胞代谢减弱 C．霉菌在种子上大量繁殖，消耗了种子的营养物质，不利于种子正常萌发 D．发霉过程中，微生物代谢产生的有害物质可能抑制种子萌发相关酶的活性 【答案】B 【分析】自由水是良好的溶剂，是许多化学反应的介质，自由水还参与许多化学反应，自由水对于营养物质和代谢废物的运输具有重要作用；自由水与结合水不是一成不变的，可以相互转化，自由水与结合水的比值越高，细胞代谢越旺盛，抗逆性越低，反之亦然。 【详解】A、种子储藏需要干燥环境，以减少自由水含量，降低细胞呼吸速率，减少有机物消耗，A正确； B、种子受潮时，自由水比例应升高而非降低，结合水比例下降，此时细胞代谢应增强而非减弱。但若种子发霉死亡，代谢停止，但选项描述的水分变化方向错误，B错误； C、霉菌繁殖会消耗种子储存的有机物，导致种子缺乏萌发所需营养，C正确； D、霉菌代谢产物（如毒素）可能破坏种子细胞结构或抑制酶活性，阻碍萌发，D正确； 故选B。 （不定项）3．“有收无收在于水，收多收少在于肥。”某生物兴趣小组以玉米幼苗为实验材料进行了如下探究实验。下列叙述正确的是（    ） 洗净并除去表面水分风干幼苗干物质灰分 A．步骤一损失的水在细胞中以游离形式存在，是细胞内的良好溶剂 B．步骤二损失的水与细胞内其他物质相结合，在细胞内的含量相对稳定 C．步骤三损失的主要是无机盐，它们在细胞中主要以离子形式存在 D．干旱环境中生长的玉米，其细胞中结合水与自由水的比值相对较低 【答案】AB 【分析】细胞内的水的存在形式是自由水和结合水，结合水是细胞结构的重要组成成分；自由水是良好的溶剂，是许多化学反应的介质，自由水还参与许多化学反应，自由水对于营养物质和代谢废物的运输具有重要作用；自由水与结合水不是一成不变的，可以相互转化，自由水与结合水的比值越高，细胞代谢越旺盛，抗逆性越低，反之亦然。 【详解】A、自由水容易失去，步骤一玉米幼苗在晾晒过程中损失的主要是自由水，自由水在细胞中以游离形式存在，是细胞内的良好溶剂，A正确； B、结合水是细胞内与其他物质相结合的水，是细胞的重要成分，不容易损失，含量稳定，步骤二损失的主要是结合水，结合水与细胞内其他物质相结合，B正确； C、构成细胞的有机物容易燃烧，步骤三损失的是构成细胞的有机物，C错误； D、结合水和自由水的比值与生物的抗逆性有关，在干旱环境中生活的玉米结合水与自由水的比值相对较高，抗逆性强，D错误。 故选AB。 （不定项）4．科学家用水培法培养甜瓜幼苗时，每天的和初始浓度均为500mg·L-1，定时测定培养液中和的剩余量，结果如图所示。下列有关叙述错误的是（    ） A．Mg是构成叶绿素的元素，缺Mg对光合作用的暗反应没有影响 B．据图可知，甜瓜在营养生长期对的吸收速率大于授粉期 C．甜瓜对和吸收量的差异可能与细胞膜上两种离子的载体数量有关 D．据图可知，甜瓜对和的吸收速率在坐果期的前期最大，须注意适时适量的施肥 【答案】AB 【分析】该实验的自变量有离子种类和甜瓜生长发育时期，因变量为测定培养液中K+和Mg2+的剩余量，培养液中K+的剩余量小于Mg2+的剩余量，可推断出甜瓜对Mg2+的吸收量小于对K+的吸收量。 【详解】A、Mg是构成叶绿素的元素，缺Mg会影响叶绿素合成，进而影响光反应（光反应需要叶绿素吸收光能 ），光反应为暗反应提供[H]和ATP，所以缺Mg对暗反应也有影响，A错误； B、离子吸收速率越快，培养液中离子剩余量越少。由图可知，营养生长期K+剩余量下降幅度比授粉期小，说明营养生长期对K+的吸收速率小于授粉期，B错误； C、植物对离子的吸收方式是主动运输（一般情况 ），需要载体蛋白协助，所以甜瓜对K+和Mg2+吸收量的差异可能与细胞膜上两种离子的载体数量有关，C正确； D、坐果期前期培养液中K+和Mg2+剩余量最低，说明吸收速率最大，此时甜瓜生长需肥量大，须注意适时适量施肥，D正确。 故选AB。 1．（2024·浙江·高考真题）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 【答案】C 【分析】水是活细胞中含量最多的化合物，在细胞内以自由水和结合水的形式存在，结合水是细胞结构的重要组成成分，自由水是细胞内良好的溶剂，是化学反应的介质，自由水还是许多化学反应的反应物或者产物，自由水能自由移动，对于生物体内的营养物质和代谢废物的运输具有重要作用，自由水与结合水可以相互转化，自由水与结合水比值升高，细胞代谢旺盛，抗逆性差，反之亦然。 【详解】A、自由水可以自由流动，是细胞内主要的物质运输介质，A正确； B、水可以保持植物枝叶挺立，B正确； C、降低酶促反应活化能的是酶，水不具有此功能，C错误； D、水的比热容较大，能缓和植物温度的变化，D正确。 故选C。 2．（2024·重庆·高考真题）下表据《中国膳食指南》得到女性3种营养元素每天推荐摄入量，据表推测，下列错误的是（    ） 钙（mg/d） 铁（mg/d） 碘 0.5-1岁 350 10 115 25-30岁（未孕） 800 18 120 25-30岁（孕中期） 800 25 230 65-75岁 800 10 120 A．以单位体重计，婴儿对碘的需求高于成人 B．与孕前期相比，孕中期女性对氧的需求量升高 C．对25岁与65岁女性，大量元素的推荐摄入量不同 D．即使按推荐量摄入钙，部分女性也会因缺维生素D而缺钙 【答案】C 【分析】大量元素主要有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg；微量元素主要有Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo；主要元素有C、H、O、N、P、S；基本元素有C、H、O、N；最基本元素是C。 【详解】A、由表格数据可知，婴儿碘每天的摄入量为115μg，成人为120μg，相差不大，但成人的体重远高于婴儿，所以以单位体重计，婴儿对碘的需求高于成人，A正确； B、铁是血红蛋白在重要成分，表中数据可知，孕中期铁的摄入量高于未孕，由此推测孕中期胎儿发育加快，孕妇的新陈代谢加快，与孕前期相比，孕中期女性对氧的需求量升高，B正确； C、大量元素主要有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg，由表格数据可知对25岁与65岁女性，钙的推荐摄入量均为800mg/d，C错误； D、维生素D可以促进钙的吸收，所以即使按推荐量摄入钙，部分女性也会因缺维生素D而缺钙，D正确。 故选C。 3．（2025·云南·高考真题）化学元素含量对生命活动十分重要。下列说法错误的是（　　） A．植物缺镁导致叶绿素合成减少 B．哺乳动物缺钙会出现抽搐症状 C．人体缺铁导致镰状细胞贫血症 D．人体缺碘甲状腺激素合成减少 【答案】C 【分析】化学元素在生命活动中起着至关重要的作用。例如，镁是叶绿素的重要组成成分，钙对于维持肌肉的正常功能很关键，铁是血红蛋白的组成部分，碘是合成甲状腺激素的原料。 【详解】 A 、 镁是叶绿素的组成元素，植物缺镁会导致叶绿素合成减少，A 正确； B 、 哺乳动物血液中钙离子含量过低会出现抽搐症状，这体现了钙对维持肌肉正常功能的重要性，B 正确； C 、 人体缺铁会导致缺铁性贫血，而镰状细胞贫血症是由于基因突变导致血红蛋白结构异常引起的，并非缺铁所致，C 错误； D 、 碘是合成甲状腺激素的原料，人体缺碘会使甲状腺激素合成减少，D 正确。 故选C。 4．（2025·广东·高考真题）某同学使用双缩脲试剂检测豆浆中的蛋白质。下列做法错误的是（    ） A．用蒸馏水稀释豆浆作样液 B．在常温下检测 C．用未加试剂的样液作对照 D．剩余豆浆不饮用 【答案】C 【分析】生物组织中化合物的鉴定：（1）斐林试剂可用于鉴定还原糖，在水浴加热的条件下，溶液的颜色变化为砖红色（沉淀）。斐林试剂只能检验生物组织中还原糖（如葡萄糖、麦芽糖、果糖）存在与否，而不能鉴定非还原性糖（如淀粉）。（2）蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应。（3）脂肪可用苏丹Ⅲ染液鉴定，呈橘黄色。（4）淀粉遇碘液变蓝。 【详解】A、未经稀释的豆浆样液过于粘稠，易附着试管壁导致反应不均匀或清洗困难，影响显色观察和结果判定，故反应前需用蒸馏水稀释豆浆作样液，A正确； B、蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应在常温下进行，B正确； C、本实验能够前后自身对照，无需用未加试剂的样液作对照，C错误； D、实验所用豆浆一般未经煮沸，故剩余豆浆不建议饮用，D正确。 故选C。 5．（2025·安徽·高考真题）运用某些化学试剂可以检测生物组织中的物质或相关代谢物。下列叙述正确的是（    ） A．蔗糖溶液与淀粉酶混合后温水浴，加入斐林试剂可反应生成砖红色沉淀 B．淡蓝色的双缩脲试剂可与豆浆中的蛋白质结合，通过吸附作用显示紫色 C．苏丹Ⅲ染液可与花生子叶中的脂肪结合，通过化学反应形成橘黄色 D．橙色的酸性重铬酸钾溶液可与酒精或葡萄糖发生反应，变成灰绿色 【答案】D 【分析】斐林试剂可用于鉴定还原糖，在水浴加热的条件下，溶液的颜色变化为砖红色（沉淀）；淀粉的鉴定利用碘液，观察是否产生蓝色；蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应；脂肪可用苏丹Ⅲ染液鉴定，呈橘黄色。 【详解】A、蔗糖为非还原糖，蔗糖溶液与淀粉酶混合后不能生成还原糖，温水浴加入斐林试剂不能生成砖红色沉淀，A错误； B、双缩脲试剂与蛋白质的反应为络合反应，B错误； C、脂肪与苏丹III反应的原理是苏丹III作为脂溶性染色剂，通过亲脂性结合溶解于脂肪并显色，使脂肪呈现橘黄色颗粒。‌该过程属于物理溶解而非化学反应，C错误； D、酒精和葡萄糖均能与橙色的酸性重铬酸钾溶液发生反应，变成灰绿色，D正确。 故选D。 6．（2022·湖北·高考真题）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 【答案】C 【分析】细胞内的水的存在形式是自由水和结合水，结合水是细胞结构的重要组成成分；自由水是良好的溶剂，是许多化学反应的介质，自由水还参与许多化学反应，自由水对于营养物质和代谢废物的运输具有重要作用；自由水与结合水不是一成不变的，可以相互转化，自由水与结合水的比值越高，细胞代谢越旺盛，抗逆性越低，反之亦然。 【详解】A、自由水是化学反应的介质，故水是酶促反应的环境，A正确； B、血液中的缓冲对是由离子组成的，离子溶解在水中才能形成缓冲体系，B正确； C、维生素D属于脂质，脂质通常都不溶于水，C错误； D、自由水能参与化学反应，故水可作为反应物参与生物氧化过程，D正确。 故选C。 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第02讲 细胞中的元素和化合物 目录 01 课标达标练 【题型一】细胞中元素和化合物的推断 【题型二】 细胞中水的特点和功能 【题型三】 无机盐的功能 【题型四】物质鉴定实验相关原理和方法 02 能力突破练（新考法+新情景+新思维） 03 高考溯源练 题型一 细胞中元素和化合物的推断 1．下列有关组成细胞的化学元素和化合物的叙述，不正确的是（    ） A．人体细胞干重中含量最多的有机化合物是蛋白质 B．人体活细胞内含量最多的元素是O C．Mg、Ca、Zn等大量元素是生物体必不可少的 D．细胞内元素大多以化合物形式存在 2．菠萝蜜营养丰富、口感甘甜，其果肉中部分物质的含量如下表所示。下列说法正确的是（　　） 物质 蛋白质 脂肪 碳水化合物 钾 磷 镁 钙 纤维素 含量（mg/100g果肉） 2000 300 25000 263 23 36 48 2000 A．菠萝蜜细胞中含量最多的化合物是碳水化合物 B．表格中未提及的微量元素因含量极少而不如大量元素重要 C．组成菠萝蜜细胞的化学元素在无机自然界中均能找到，体现了生物与非生物界的统一性 D．菠萝蜜果肉可与双缩脲试剂发生作用产生橘黄色反应 3．有这样几则广告语： ①这种食品由纯天然谷物制成，不含任何糖类，糖尿病患者也可放心大量食用 ②这种饮料含有多种无机盐，能有效补充人体运动时消耗的能量 ③这种营养品含有人体所需的全部21种必需氨基酸 ④这种口服液含有丰富的钙、铁、锌、硒等微量元素 请判断上述广告语中，哪些在科学性上有明显的错误（    ） A．①②③ B．①③ C．②④ D．①②③④ （不定项）4．如图甲是有活性的细胞中元素含量的柱形图，图乙是细胞中化合物含量的扇形图，下列说法正确的是（　　） A．若图乙表示活细胞中化合物含量，则B化合物是一种生物大分子 B．若甲表示组成人体细胞中的元素含量，则a、b、c依次是O、C、H C．若乙表示完全脱水的细胞中化合物的含量，则A化合物一般是蛋白质 D．地壳与活细胞中含量最多的元素都是a，因此说明生物界与非生物界具有统一性 题型二 细胞中水的特点和功能 5．水分子由2个氢原子和1个氧原子构成，氢原子以共用电子对与氧原子结合。由于氧具有比氢更强的吸引共用电子的能力，使氧的一端稍带负电荷，氢的一端稍带正电荷。水分子的空间结构及电子的不对称分布，使得水分子成为一个极性分子。水分子间可以靠氢键相互作用在一起，氢键易于断裂和形成，如图所示为水分子结构示意图，下列说法正确的是（    ） A．水之所以是良好的溶剂，是因为结构①这种弱引力的存在 B．结构②使水分子成为极性分子，从而使水具有较高的比热容 C．细胞中结合水的含量是不断变化的，结合水越多，细胞代谢越旺盛 D．水可以与细胞中的蛋白质，多糖等相结合，成为生物体的构成成分 6．冬小麦细胞中不同时期的含水量和代谢速率随时间的变化而变化。下列相关叙述错误的是（    ） A．冬小麦的冻害级别与细胞中自由水与结合水的比值呈正相关 B．为避免冻伤，冬小麦叶片中一部分自由水可以转化为结合水 C．冬小麦细胞代谢速率下降仅仅是因为细胞中自由水含量下降 D．冬小麦细胞自由水和结合水含量改变是植物适应环境的表现 题型三 无机盐的功能 7．细胞中的无机盐种类众多，行使不同的功能。下列因无机盐缺乏导致出现的生物异常症状的叙述，错误的是（　　） A．土壤中缺乏元素·Mg，植物会因叶绿素含量下降而导致光合作用受影响 B．血浆中的和HPO₄²⁻若缺乏不易维持pH相对稳定 C．人体内 K⁺缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，引发肌肉酸痛 D．若某哺乳动物血液中Ca2+的含量偏低，可能会出现抽搐等症状 8．威尔逊氏症是铜在人体内过度积累引起的疾病，可导致肝、肾衰竭，甚至大脑损伤。下列叙述错误的是（　　） A．铜在人体内可以以离子形式存在，参与维持机体的渗透压 B．威尔逊氏症患者可能出现行动迟缓等症状，可使用排铜药物治疗 C．铜是人体生命活动所需的微量元素，积累过多会对身体造成伤害 D．细胞中的结合水既能溶解Cu2+，又能在Cu2+的运输中发挥作用 题型四 物质鉴定实验相关原理和方法 9．为检测玉米籽粒发芽过程中淀粉含量的变化，将不同发芽阶段的玉米籽粒纵切，滴加某种试剂进行观察。结果显示，胚乳呈蓝色块状，且随着发芽时间的延长，蓝色块状物变小。某种试剂和该实验的结论分别是（　　） A．碘液；玉米发芽过程中胚乳中的淀粉逐渐减少 B．斐林试剂；玉米发芽过程中胚乳中的淀粉逐渐增加 C．斐林试剂；玉米发芽过程中胚乳中的淀粉逐渐减少 D．双缩脲试剂；玉米发芽过程中胚乳中的淀粉逐渐增加 10．植物的种子中储存足够量的有机物是其萌发的必要条件。下列叙述正确的是（　　） A．玉米种子组织样液中加入碘液后可出现砖红色 B．发芽的大麦种子样液，可直接与斐林试剂发生反应 C．由于花生种子中富含脂肪，所以花生子叶切片的厚度不影响脂肪颗粒的观察 D．大豆种子的组织样液和鲜肝提取液均可与双缩脲试剂发生反应产生紫色 11．以下有关物质检测的说法，正确的是（    ） A．用双缩脲试剂检测蛋白质，水浴加热后即可观察到有紫色出现 B．鉴定样液中的蛋白质时，双缩脲试剂A和双缩脲试剂B等量混合均匀后加入待测样液 C．组织切片上滴加苏丹Ⅲ染液，显微镜下有橘黄色颗粒，说明有油脂 D．组织样液滴加本尼迪特试剂不产生红黄色沉淀，说明待测样液中没有还原糖 12．糖类、脂肪和蛋白质是生物细胞中重要的有机化合物，下列有关其检测实的相关操作，正确的是（　　） A．用斐林试剂检测还原糖时，可以选择西瓜汁为实验材料 B．用显微镜观察脂肪时，换用高倍镜后调节粗准焦螺旋 C．检测蛋白质时双缩脲试剂的A液与B液无需分开使用 D．检测脂肪时，可以用植物油 1．分步冷冻保存种子技术可用于长期保存植物种子。将种子放在4℃冰箱中存放30min后立刻移入－20℃冰箱中存放1h，随即将其投入液氮（－196℃）中进行保存。该过程使种子中的水分有充足的时间流出细胞，从而增加种子的抗逆性，减少冷冻伤害。下列有关叙述错误的是（　　） A．种子细胞中的无机盐可参与细胞构建，但水不参与 B．水在常温下能够维持液体状态与氢键的不断断裂和形成有关 C．分步冷冻过程中流出的水主要是自由水 D．分步冷冻过程中，种子细胞内自由水与结合水比值逐渐减小直至稳定 2．我国农学家贾思勰所著《齐民要术》记载：“凡五谷种子，浥郁则不生，生者亦寻死。”意思是种子如果受潮发霉就不会发芽，即使发芽也会很快死亡。下列叙述错误的是（　　） A．农业生产中，种子储藏需要干燥的环境 B．种子受潮导致细胞内结合水比例升高，自由水比例降低，细胞代谢减弱 C．霉菌在种子上大量繁殖，消耗了种子的营养物质，不利于种子正常萌发 D．发霉过程中，微生物代谢产生的有害物质可能抑制种子萌发相关酶的活性 （不定项）3．“有收无收在于水，收多收少在于肥。”某生物兴趣小组以玉米幼苗为实验材料进行了如下探究实验。下列叙述正确的是（    ） 洗净并除去表面水分风干幼苗干物质灰分 A．步骤一损失的水在细胞中以游离形式存在，是细胞内的良好溶剂 B．步骤二损失的水与细胞内其他物质相结合，在细胞内的含量相对稳定 C．步骤三损失的主要是无机盐，它们在细胞中主要以离子形式存在 D．干旱环境中生长的玉米，其细胞中结合水与自由水的比值相对较低 （不定项）4．科学家用水培法培养甜瓜幼苗时，每天的和初始浓度均为500mg·L-1，定时测定培养液中和的剩余量，结果如图所示。下列有关叙述错误的是（    ） A．Mg是构成叶绿素的元素，缺Mg对光合作用的暗反应没有影响 B．据图可知，甜瓜在营养生长期对的吸收速率大于授粉期 C．甜瓜对和吸收量的差异可能与细胞膜上两种离子的载体数量有关 D．据图可知，甜瓜对和的吸收速率在坐果期的前期最大，须注意适时适量的施肥 1．（2024·浙江·高考真题）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·重庆·高考真题）下表据《中国膳食指南》得到女性3种营养元素每天推荐摄入量，据表推测，下列错误的是（    ） 钙（mg/d） 铁（mg/d） 碘 0.5-1岁 350 10 115 25-30岁（未孕） 800 18 120 25-30岁（孕中期） 800 25 230 65-75岁 800 10 120 A．以单位体重计，婴儿对碘的需求高于成人 B．与孕前期相比，孕中期女性对氧的需求量升高 C．对25岁与65岁女性，大量元素的推荐摄入量不同 D．即使按推荐量摄入钙，部分女性也会因缺维生素D而缺钙 3．（2025·云南·高考真题）化学元素含量对生命活动十分重要。下列说法错误的是（　　） A．植物缺镁导致叶绿素合成减少 B．哺乳动物缺钙会出现抽搐症状 C．人体缺铁导致镰状细胞贫血症 D．人体缺碘甲状腺激素合成减少 4．（2025·广东·高考真题）某同学使用双缩脲试剂检测豆浆中的蛋白质。下列做法错误的是（    ） A．用蒸馏水稀释豆浆作样液 B．在常温下检测 C．用未加试剂的样液作对照 D．剩余豆浆不饮用 5．（2025·安徽·高考真题）运用某些化学试剂可以检测生物组织中的物质或相关代谢物。下列叙述正确的是（    ） A．蔗糖溶液与淀粉酶混合后温水浴，加入斐林试剂可反应生成砖红色沉淀 B．淡蓝色的双缩脲试剂可与豆浆中的蛋白质结合，通过吸附作用显示紫色 C．苏丹Ⅲ染液可与花生子叶中的脂肪结合，通过化学反应形成橘黄色 D．橙色的酸性重铬酸钾溶液可与酒精或葡萄糖发生反应，变成灰绿色 6．（2022·湖北·高考真题）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 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$