第1节 细胞中的元素和化合物-【新课程能力培养】2025-2026学年高中生物必修1 分子与细胞学习手册（人教版）

第2章组成细胞的分子。 第2章组成细胞的分了 第1节细胞中的元素和化合物 核心素养 1.通过对细胞中元素与自然界组成元素的比较，形成生命与自然界统一的生命观。 (生命观念) 2.通过对大量元素和微量元素的分类学习，养成比较与分类的科学思维方式。（科学 思维) 3.通过检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质的实验，学习科学探究方法。（科学探究） 知识点一 组成细胞的元素 教材拓展 化学元素在生物体内的重要作用 知识梳理 1.P是构成磷脂、核酸和ATP的必需元素。 1.生物界与非生物界元素的统一性和差异性 2. 蛋白质一般都含有S(甲硫氨酸含S), 非生物界王 生物界 而核酸一般都不含S。 组成生物 组成元 3.N是构成叶绿素、ATP、蛋白质和核酸 体的元素 素含量 等最重要的生命物质的必需元素。 在自然界 上相差 4.K促进植物生长，对神经兴奋的传导和 都能找到 很 含量 肌肉的收缩有重要作用。 统一性 5.Mg是叶绿素的组成元素，也是很多酶的 2.元素的来源、分类依据和存在形式 激活剂。 来源→有选择地 6.I是合成甲状腺激素的必需元素。 获取 元素 7.Ca是构成人体骨骼和牙齿的主要成分。 等 含量 元 8.Fe是细胞色素、血红蛋白和许多含铁酶 等 作用 元紫C 类的组成成分。 基本元素 9.Z是某些酶的组成成分，也是酶的活化 中心。 存在形式 大多以 的形式存在 10.B促进花粉的萌发和花粉管的伸长。 11.Mo是固氮酶等所必需的元素。 学 11 高中生物学必修1 (人教版) C.在细胞中主要以化合物形式存在 要点精析 D.其浓度决定了细胞吸水或失水 概念检测 答案：B (1)细胞中不存在无机自然界没有的特殊 解析：植物细胞内的能源物质主要是糖类， 元素。 A错误；草莓缺少Mg2+时叶片叶脉缺绿、 (2)微量元素量少作用大。 叶片变黄变白，缺少Zn2+时幼叶和茎生长 (3)组成细胞的元素具有统一性和差异性。 受到抑制，这说明无机盐会影响植物的生长 例1下图为元素在生物体内的含量分布情 代谢，B正确；无机盐在细胞中主要以离子 况，下列表述错误的是() 形式存在，C错误；无机盐能维持细胞的形 I(组成生物体的元素) Ⅱ（大量元素） 态，其浓度决定了细胞吸水或失水，但题千 Ⅲ（微量元素） 信息不能说明该功能，D错误。 A.P、S、K、Ca、Zn属于大量元素 川知识点二 组成细胞的化合物 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 知识梳理 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 水 (70%-90%） D.Ⅲ含量虽少，却是生物体进行正常生命 活动不可缺少的 (7%-10% (1%-1.5%) 答案：A (1%~1.5%） (1%-2%) 组成细胞的主要化合物及相对含量 解析：P、S、K、Ca属于大量元素，Zn属 于微量元素，A错误；组成生物体的各种化 教材拓展 学元素，在非生物界中都能找到，没有一种 根据特征元素推测化合物的种类 是生物界特有的，体现了生物界与非生物界 AT 的统一性，B正确；大量元素和微量元素均 糖类 +N,P 为必需元素，一旦缺乏可能会导致相应的病 ,脂肪 叶绿素g、N+ 、H,oN、e血红蛋白 症，C正确；微量元素含量虽少，却是生物 +N、P 蛋白质“Θ时 磷脂 体进行正常生命活动不可缺少的，D正确。 例2草莓缺少Mg2+时叶片叶脉缺绿、叶 核酸 甲状腺激素 片变黄变白，缺少Z2+时幼叶和茎生长受 要点精析 到抑制，这说明无机盐（) A.是植物细胞内的能源物质 细胞内含量最多的化合物是水，含量最 B.会影响植物的生长代谢 多的有机物是蛋白质。 12)学 第2章组成细胞的分子。 例3 (不定项)如图为元素在生物体内的 :C. 医用的生理盐水和糖溶液中的溶质分别 含量分布情况，下列表述正确的是( 属于V和V (组成生物体的元素)》 D. 上述物质中氧原子含量最高的化合物是 (微量元素) Ⅲ Ⅲ（大量元素） 知识点三 检测生物组织中的糖类、脂 A.I在非生物界中都能找到，这体现了生 肪和蛋白质 物界与非生物界的统一性和差异性 知识梳理 B.Ⅱ含量虽少，但却是生物体正常生命活 动不可缺少的 1. 实验原理 C.Ⅱ和Ⅲ为必需元素，一旦缺乏可能会导 （1)可溶性还原糖+ 试剂， 致相应的病症 沉淀。 (2) +双缩脲试剂→ D.P、S、K、Ca、Zn属于大量元素 反应。 答案：BC (3)脂肪小颗粒+ 小N 解析：I在非生物界中都能找到，这体现了 颗粒。 生物界与非生物界的统一性，A错误；Zn 2.实验步骤 属于微量元素，D错误。 (1)还原糖的检测和观察 取 2mL于试管中→加入刚配 仔变式训练① 制的 试剂1mL(斐林试剂甲 液和乙液等量混合均匀后再加入)→ (不定项)生命的物质基础是组成细胞 水浴（温度为 ℃)加热2min 的元素和化合物，如图中序号代表不同的化 左右→观察颜色变化( 合物，面积不同代表含量不同，其中I和Ⅱ (2)脂肪的检测和观察 代表两大类化合物。下列叙述正确的是 ①取材：取一粒浸泡过的 种子，去 ( 掉种皮。 ②切片：用刀片在花生子叶的 上平 行切下若干薄片，放入盛有 的培 养皿中待用。 M ③从培养皿中选取 的切片，用 蘸取放在载玻片中央，滴 组成细胞的化合物 染液2~3滴于切片上，染色 A.若V和I分别代表蛋白质和脂质，则I ,用吸水纸吸去染液，再加1~ 代表核酸 2滴体积分数50%的 洗去浮色， B.细胞干重和鲜重中含量最多的化合物分 用吸水纸吸去多余的酒精，滴上1滴 别是V和Ⅲ 盖上盖玻片，制成临时装片。 13 高中生物学必修1 (人教版) ④观察：在 倍镜下找到花生子叶的 测脂肪需要使用显微镜。 最薄处，移到视野中央，将物镜调节清 (3)试剂滴加顺序：先等量混合后再滴加 晰；换成 倍镜观察，视野中被染 的是斐林试剂，分别滴加的是双缩脲 成 的脂肪颗粒清晰可见。 试剂。 (3)蛋白质的检测和观察 例4下列关于实验操作步骤的叙述中，正 试管中加样液2mL→加 A液 确的是（ 1mL,摇匀→加双缩脲试剂 液 A.用于检测可溶性还原糖的斐林试剂甲液 4滴，摇匀→观察颜色变化（紫色)。 和乙液，可直接用于蛋白质的检测 教材拓展 B. 检测可溶性还原糖时，要先加入斐林试 剂甲液再加入乙液 1.斐林试剂与双缩脲试剂的“一同、三 C.脂肪的检测实验中需要使用显微镜才能 不同” 观察到被染成橘黄色的脂肪颗粒 都含有NaOH和CuSO4两种成分，且NaOH溶液的 D. 用于检测蛋白质的双缩脲试剂A液和B 同 质量浓度都为0.1gmL 液，要混合均匀，再加入含样品的试管 斐林试剂的实质是新配制的CuOH,溶 中，且现配现用 使用原 液，双缩脲试剂的实质是碱性环境中 理不同 答案：C 的Cu2+ 解析：斐林试剂甲液和双缩脲试剂A液的 鉴定还原糖时将甲、乙两液等量混匀后 使用方 成分及质量浓度都相同，斐林试剂乙液和双 立即使用：鉴定蛋白质时先加A液1mL 法不同 摇匀，然后加B液4滴，振荡摇匀 缩脲试剂B液的成分相同但质量浓度不同， 因此用于检测可溶性还原糖的斐林试剂甲液 CuSO 斐林试剂中CS0,溶液的浓度为0.05gmL, 溶液的 和乙液不能直接用于蛋白质的检测，A错 双缩脲试剂中CuSO溶液的浓度为0.01mL 浓度不同 误；用斐林试剂检测可溶性还原糖时，应将 2. 利用颜色反应的原理和方法，在医学上 甲液和乙液等量混合均匀后再加入待测组织 进行疾病诊断，你能举出例子吗？ 样液中，B错误；用双缩脲试剂检测蛋白质 时，应先加A液，摇匀后再滴加B液，D 错误。 例5（不定项）广西农科院研发的钦蜜九 要点精析 号（黄金百香果）一经上市即因清甜无酸 1.选择实验材料时，一是要选富含需要鉴 而深受好评。某学习小组对软蜜九号果肉进 定的物质，二是最好选用白色或近于白色 行脱色处理后打成匀浆，取样液用斐林试剂鉴 的材料，避免颜色干扰，影响实验结果。 定其含糖情况。下列说法中合理的是（) 2.有机物检测在操作步骤上的差异 A.脱色处理的目的是排除胡萝卜素等对实 (1)加热：还原糖的检测需要加热，且是 验结果的干扰 水浴加热。 B. 斐林试剂通过简单处理后，也能用于鉴 (2)显微镜：若用花生种子切片为材料检 定黄金百香果中的蛋白质 14 第2章组成细胞的分子。 C.为验证其甜度高，需增设多组不同浓度 浴加热，实验现象是由蓝色变成砖红色，D 的蔗糖样液作为颜色对照 ! 错误。 D.样液与试剂混匀后还需水浴加热，实验 变式训练2 现象是由无色变成砖红色 答案：AB 下面是一组探究生物体内主要有机物存 解析：胡萝卜素为橙黄色，可能会对实验现 在与否的鉴别实验，表中编号顺序对应下列 象产生千扰，但其为无关变量，A正确；斐 各项中的内容，正确的是( ) 林试剂由甲液（质量浓度为0.1g/mL氢氧 待测物 试剂 颜色 反应条件 化钠溶液)和乙液（质量浓度为0.05g/mL 蛋白质双缩脲试剂 ③ ④ 硫酸铜溶液)组成，双缩脲试剂由A液 脂肪 ② 橘黄色 (质量浓度为0.1g/mL氢氧化钠溶液)和B ① 斐林试剂 砖红色 5065℃ 液（质量浓度为0.01g/mL硫酸铜溶液) 组成，因此，斐林试剂通过简单处理后，也 A. 葡萄糖、苏丹Ⅲ染液、紫色、沸水浴 能用于鉴定黄金百香果中的蛋白质，B正 B. 蔗糖、苏丹Ⅲ染液、紫红色、常温 确；斐林试剂可用于鉴定还原糖，蔗糖为非 C. 还原糖、苏丹Ⅲ染液、蓝紫色、沸水浴 还原糖，C错误；样液与试剂混匀后还需水 D. 果糖、苏丹Ⅲ染液、紫色、常温 第2节 细胞中的无机物 核心素养 1.通过对组成细胞的水和无机盐的学习，建立生命物质性的观点。（生命观念) 2.通过概括水与细胞代谢的关系形成科学的思维方式。（科学思维) 3.通过探究无机盐功能的技能训练，培养科学探究能力。（科学探究) 2. 川知识点一细胞中的水 水的理化特性与分子结构的对应关系 理化特性 分子结构 知识梳理 ①是良好的溶剂 a.水是极性分子 ②具有流动性 b.能形成分子间氢键 1.水的存在形式和功能 ③具有高比热容 c.氢键不稳定 水是细胞结构的重要 3.自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系 →细胞内的 比值大→新陈代谢，但抗逆性较 许多生物化学反应 中 水 结合 →为细胞提供 环境 水比值 比值小 新陈代谢一，但抗逆性较 》运送 物质和 学 15高中生物学必修1（人教版） 【要点精析】 变式训练1B【解析】细菌是单细胞原核生物。在判 断某种菌是否为细菌时，通常可以根据其名称中是否带有 “杆”“球”“弧”等字样来初步判断。①结核分枝杆菌 ②肺炎链球菌、④酵母菌、⑤炭疽杆菌。其中酵母菌属于 真菌，A错误：①结核分枝杆菌、②肺炎链球菌、③霍乱 弧菌、⑤炭疽杆菌、⑦金黄色葡萄球菌，这些都属于细菌， B正确；②肺炎链球菌、③霍乱弧菌、⑤炭疽杆菌、⑥青 霉菌、⑦金黄色葡萄球菌，其中青霉菌属于真菌，C错误； ③嚯乱弧菌、④酵母菌、⑥青霉菌、⑦金黄色葡萄球菌， 其中酵母菌和青霉菌属于真菌，D错误。 知识点三细胞的多样性和统一性 【知识梳理】 1.(1)有无以核膜真核细胞原核细胞(2)形 态、结构结构(3)真核细胞细胞壁 2.细胞膜和细胞质DNA 【要点精析】 变式训练2C【解析】细胞都有相似的基本结构，如 细胞膜、细胞质，这体现了细胞的统一性。但仅这一点不 全面，A错误；真核细胞的细胞核内有染色体，原核细胞 无染色体，但有拟核，其中都含有DNA,这体现了细胞在 遗传物质上的统一性，但不完整，B错误；细胞都有相似 的基本结构，如细胞膜、细胞质，这体现了细胞结构上的 统一性：真核细胞的细胞核内有染色体，原核细胞无染色 体，但有拟核，其中都含有DNA,这体现了细胞在遗传物 质上的统一性。①②均能体现细胞的统一性，C正确：真 核细胞多种多样，原核细胞同样多种多样，但真核细胞和 原核细胞又不一样，这体现的是细胞的多样性，而不是统 一性，D错误。 第2章组成细胞的分子 "第1节细胞中的元素和化合物 知识点一组成细胞的元素 【知识梳理】 1.大种类差异性 2.无机自然界大量C、H、O、N、P、S、K、Ca、 Mg微量Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo最基本C、H、 0、N化合物 70 知识点二组成细胞的化合物 【知识梳理】 蛋白质糖类和核酸脂质无机盐 【要点精析】 变式训练1BD【解析】根据题图可知，I和Ⅱ分别 代表无机化合物和有机化合物，若V代表蛋白质，I代表 脂质，则Ⅶ应代表核酸和糖类，A错误；在细胞干重中含 量最多的化合物是蛋白质(V),在细胞鲜重中含量最多 的化合物是水（Ⅲ），B正确；医用的生理盐水和糖溶液中 的溶质分别是NaC1和葡萄糖，它们分别属于V(无机盐)、 M或W(糖类)，而V代表蛋白质，C错误；水中的氧原子 含量最高，因此，氧原子含量最高的化合物是Ⅲ，D正确。 知识点三检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 【知识梳理】 1.(1)斐林砖红色(2)蛋白质紫色(3)苏 丹Ⅲ染液橘黄色 2.(1)样液斐林50~65浅蓝色→棕色→砖红色 (2)①花生②横断面清水③最薄毛笔苏丹Ⅲ 3min酒精蒸馏水④低高橘黄色(3)双缩脲 试剂B 【教材拓展】 2.提示：利用斐林试剂和双缩脲试剂可以检测尿液， 从而辅助进行糖尿病、肾炎的诊断。 【要点精析】 变式训练2D【解析】葡萄糖是还原糖，可与斐林试 剂在水浴加热(50~65℃)条件下产生砖红色沉淀，不是 沸水浴；蛋白质与双缩脲试剂反应在常温下呈紫色，A错 误；蔗糖不是还原糖，不能与斐林试剂反应产生砖红色沉 淀：蛋白质与双缩脲试剂反应呈紫色，不是紫红色，且是 在常温下反应，B错误；还原糖（如葡萄糖、果糖等）与 斐林试剂在水浴加热(50~65℃)条件下产生砖红色沉 淀，不是蓝紫色和沸水浴；脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄 色，C错误；果糖是还原糖，可与斐林试剂在50~65℃水 浴加热条件下产生砖红色沉淀；脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成 橘黄色；蛋白质与双缩脲试剂在常温下反应呈紫色，D正确。 一”第2节细胞中的无机物 知识点一细胞中的水 【知识梳理】 1.结合组成成分自由良好溶剂参与液体 营养代谢废物