第2节 细胞中的无机物-【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。 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) 量最多的化合物为水，B错误；组成细胞的 教材拓展 微量元素有Mn、B、Zn、Mo、Cu等，虽然 水与种子的关系 在细胞中含量少，但作用大，C正确；细胞 (1)种子晒干时减少的是自由水，仍能萌 中所含元素不一定都是该植物必需的，如重 发；种子加热或炒熟，丧失的是结合 金属污染的环境中的细胞含有植物不需要的 水，种子死亡，不能萌发；种子萌发吸 重金属离子，D错误。 收水，主要是自由水增多，代谢加强。 例2水是细胞生命活动不可缺少的成分， (2)不同种子的亲水能力不同：大豆（主 下列相关叙述错误的是（) 要含蛋白质)>小麦、玉米（主要含 A.一般而言，细胞中含量最多的化合物 淀粉)>花生（主要含脂肪）。 是水 (3)种子的含水量并不是越多越好。 B. 水在细胞中以自由水和结合水的形式存 要点精析 在，其中自由水是细胞良好的溶剂 C. 细胞中自由水和结合水可以转化，结合 自由水和结合水并不是固定不变的，二 水含量增加，细胞代谢加强 者之间是可以相互转化的。 D. 干旱地区植物的肉质茎和根系发达，是 代谢强度 植物对干旱环境的一种适应 答案：C 抗逆性 解析：一般而言，细胞中含量最多的化合物 0自由水与结合水相对含量 是水，其次是蛋白质，A正确；水在细胞中 例1（不定项）粮食安全是国家安全的根 以自由水和结合水的形式存在，其中自由水 本。种植粮食是国家安全的保障。袁隆平院 士“禾下乘凉梦”已实现，其种植的“巨 是细胞良好的溶剂，B正确；细胞中自由水 和结合水可以转化，结合水含量增加，细胞 型稻”迎来丰收。“巨型稻”株高2米、茎 代谢减弱，C错误；干旱地区植物的肉质茎 秆粗壮、稻穗大、颗粒多、亩产1200~ 2000斤。下列有关“巨型稻”的叙述，正 和根系发达，能从土壤中更好地吸收水分， 是植物对干旱环境的一种适应，D正确。 确的是（) A.“巨型稻”的根尖细胞和叶肉细胞中氢 知识点二细胞中的无机盐 原子的数量是最多的 B.“巨型稻”产量高是因为其细胞中含量 知识梳理 最多的化合物为葡萄糖 C.“巨型稻”细胞中含量很少，但作用很 无机盐的含量、存在形式及功能 大的微量元素有Mn、Zn、Mo等 组成复杂例如Mg→ 主要是 Fe2+→ D.“巨型稻”与普通稻所含元素种类大体 形式 相同，所含的元素都是其必需的 存T在 作 可维持细胞和生 哺乳血钙 →肌无力 答案：AC 无机盐 物体的 动物，血钙过低→ 解析：活细胞中水含量最多，故原子数量最 对维持细胞和生物体正常的 多是氢原子，A正确；“巨型稻”细胞中含 非常重要 16)学 第2章组成细胞的分子。 教材拓展 量，D错误。 2.常见元素组成的无机盐在细胞中的作用 蛋白质、ATP 血红蛋白（人体缺Fc2 例4下列关于无机盐的叙述，错误的是 !NADP、叶绿索 时贫血，无氧呼吸加 核苷酸等」 强，可引发乳酸中毒) () ATP NADP S甲硫氨酸等组成成分。] 核苷酸：磷脂 A. 常用5S标记追踪蛋白质的去向 缺铁性贫血是因为体内缺乏铁，血红素 :叶绿素（与光反 维持细胞外液渗透压】 不能合成 应有关).…- Na" 动作电位的维持与恢复 离不开“Na内流” 甲状腺激素 B. Mg2+是叶绿素的成分之一，缺Mg2+影 维持细胞内液渗透压， (幼年时缺乏引 K+ 静息电位的维持与恢复 发“呆小症” 离不开“K外流” 响光合作用 !与Na共同维持 Ca2 可调节肌肉收缩和血液 C.细胞中的无机盐大多数以化合物的形式存 细胞外液渗透压 CI 凝固 在，如CaCO3是骨骼、牙齿的主要成分 要点精析 D.碘是合成甲状腺激素的原料，所以常在 食盐中加碘 1.无机盐的生理作用 答案：C 例3人体内钠离子缺乏会引起神经细胞、 解析：铁是血红素的组成成分，缺铁则不能 肌肉细胞的兴奋性降低，最终引发肌肉酸 合成血红素，A正确；Mg2+是叶绿素的组 痛、无力等；血钙含量过低会出现肌肉抽搐 成成分，缺Mg2+则不能合成叶绿素，进而 现象，血钙含量过高会出现肌无力。这些事 影响光合作用，B正确；细胞中的无机盐大 实表明无机盐的作用为(） 多数以离子的形式存在，C错误；碘是合成 A.可维持细胞的酸碱平衡 甲状腺激素的原料，在食盐中加碘是为了补 B.对维持生命活动有重要作用 充碘，预防因缺碘而引起的地方性甲状腺 C.是细胞内重要化合物的重要组成成分 肿，D正确。 D.为生物体的各项生命活动直接提供能量 答案：B 变式训练 解析：无机盐中维持酸碱平衡的是缓冲对， 无机盐对生物体的生命活动起着重要作 与题意不符，A错误；根据题意，钠离子影 用。下列叙述正确的是() 响了神经细胞和肌肉细胞的兴奋性，哺乳动 A.血液中Ca+含量太低，哺乳动物会出现 物的血液中如果钙离子含量太低就会出现抽 抽搐等症状，说明无机盐对于维持细胞 搐等症状，血钙含量过高会出现肌无力，这 酸碱平衡非常重要 说明了无机盐能维持细胞和生物体的生命活 B.人输液时用生理盐水而不是蒸馏水，这 动，B正确；无机盐是细胞中某些复杂化合 说明无机盐在维持细胞的正常形态和功 物的重要组成成分，如Fe2+是血红蛋白的 能中具有重要作用 主要成分、Mg2+是叶绿素的必要成分，但C. 无机盐在细胞中含量很少，所以属于微 是与题意不符，C错误；无机盐不能提供能 量元素 17 高中生物学必修（人教版) D. 哺乳动物体内Na含量增加，会导致肌 D. 为防止外界影响，此实验需在黑暗密闭 肉酸痛、无力 条件下进行 3,验证某种矿质元素生理功能的实验方案 答案：AC (1)对照组：正常植物+完全培养液共同 解析：该实验中对照组是甲组、乙组实验 培养一段时间后，植物正常生长。 前，A正确；此实验的无关变量有选一些相 (2)实验组： 同的植物、培养条件等，B错误；若实验是 植物 正常生长→X不是必需的无机盐 无土栽培，则实验前营养液需灭菌，C正 缺X的 *不正常生长加入X 确；由于培养的是植物，故需在光照条件下 ,正常生长 培养液 进行，D错误。 X是必需的无机盐 实验相关说明： 例6无机盐能维持生物体正常的生命活 (1)实验中应保证实验材料的统一性，即 动。下面列出了若干确定无机盐X是否为 材料的种类、生长状况等相同。 植物必需的实验方案，其中正确的设计是 () (2)实验组加入X的目的是二次对照，使 实验组前后对照，以增强说服力。 ①以土壤为基质盆栽，浇缺少无机盐X的 “完全培养液”②以砂土为基质盆栽，浇 (3)该方案也可用于检测某种矿质元素是 缺少无机盐X的“完全培养液”③只用 否为植物正常生长的必需元素。 缺少无机盐X的“完全培养液”，不用基质 例5（不定项）设计实验探究X是否属于 ④以土壤为基质盆栽，浇蒸馏水⑤以砂土 植物生长所必需的无机盐，某同学的构思大 为基质盆栽，浇完全培养液⑥不用基质， 致如下：本实验中采用甲组、乙组之间的空 只用完全培养液⑦不用基质，只用含无机 白对照，以及乙组中实验前（无X)与实 盐X的培养液⑧不用基质，只用蒸馏水 验后（有X)之间的自身对照。下列叙述 A.以②为实验组，⑤为对照组 正确的是（ B. 以③为实验组，⑥为对照组 甲含X的完全营养 组液+幼苗 正常生长 C.以④为实验组，①为对照组 段时间 正常说明 不是必需无机盐 生长 D.以⑦为实验组，⑧为对照组 照 乙只缺X的完全营 组养液+幼苗 一段 园 答案：B 时间 解析：设计实验遵循的原则有对照原则和单 (实验前) (实验后) 一变量原则，由于本实验为了研究无机盐X 自身对照 是否为植物必需的元素，而土壤、砂土中都 可能含有这种无机盐，因此不能用基质做实 A.对照组是甲组、 乙组实验前 验。对照组应该是用完全培养液，而实验组 B.此实验的无关变量只是选一些相同的植物 为缺少无机盐X的缺素培养液，通过观察 C. 此实验如果是无土栽培，则实验前营养液 植物的生长状况可以知道，故B正确。 要灭菌 18 学高中生物学必修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 2.①-a②-c③-b 3.旺盛差缓慢强 知识点二细胞中的无机盐 离子化合物叶绿素血红素生命活动过高 抽搐很少酸碱平衡 【要点精析】 变式训练B【解析】血液中Ca2+含量太低，哺乳动 物会出现抽搐等症状，说明无机盐对于维持生物体的生命 活动具有重要作用，A错误：无机盐中也包含大量元素， 如N、P、Mg等，C错误；哺乳动物体内Na缺乏，会导 致肌肉酸痛、无力等，D错误。 >"第3节细胞中的糖类和脂质 知识点一细胞中的糖类种类和功能 【知识梳理】 1.C、H、O 2.核糖脱氧核糖核酸能源物质蔗糖植物 单糖乳糖动物淀粉细胞壁糖原储能几丁质 【教材拓展】 提示：无糖食品一般指不含蔗糖、葡萄糖、麦芽糖和 果糖等的食品。 知识点二脂质的种类和功能 【知识梳理】 1.C、H、0N、P 2.甘油三酯三分子脂肪酸、一分子甘油储能缓 冲和减压磷脂甘油、脂肪酸、磷酸及其他衍生物细 胞膜、细胞器膜胆固醇动物细胞膜脂质的运输生 殖生殖细胞维生素D钙和磷 3.（1)氧氢(2)结构水脂溶性丙酮、 乙醚、氯仿 【教材拓展】 提示：(1)单糖、二糖、多糖(2)淀粉、纤维素、 糖原(3)脂肪、磷脂、固醇(4)胆固醇、性激素、 维生素D 知识点三糖类和脂质的比较 【知识梳理】 1.C、H、0低高少多能源储能 2.大量发生障碍分解供能 【教材拓展】 提示：脂肪分子中氢的含量多于糖类，氧化比糖慢且 需要大量的氧。 参考答案与解析。 "第4节蛋白质是生命活动的主要承担者 知识点一蛋白质的功能 【知识梳理】 ①-c②-b③-a④-d⑤-e 知识点二氨基酸及其种类 【知识梳理】 C、H、O、NS、P、fe -C-COOH 至少氨 基同一个碳原子非必需氨基酸13必需氨基酸8 【教材拓展】 提示：胶原蛋白在人体内被消化分解为多种氨基酸， 其中包括多种必需氨基酸，这些氨基酸可参与合成人体的 蛋白质。 知识点三蛋白质的结构及其多样性 【知识梳理】 1.(1)脱水缩合二肽(2)氨基和羧基羧基 3.(1)①种类②数目③排列顺序(2)肽链 空间结构 4.(1)物理和化学空间构象丧失(2)①蛋白 酶②蛋白质变性 【教材拓展】 (1) -COOH (2)-CH、CH,一SH、 H 一(CH),一NH、一CH,COOH(3)提示：“氨基酸” 代表了其分子结构中的主要部分，即氨基和羧基。(4)提 示：每种氨基酸分子中至少含有一个氨基和一个羧基，并 且都连接在同一个碳原子上，部分氨基酸分子中含有一个 以上的氨基或羧基，多出来的氨基或羧基位于R基上。 【要点精析】 变式训练A【解析】组成蛋白质的氨基酸有21种， 所以该多肽的侧链基团最多有21种，A错误；该多肽链由 31个氨基酸构成，其含有的肽键数=氨基酸数-肽链数= 31-1=30(个)，C正确；该多肽链由31个氨基酸构成， 形成过程中脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数=31-1= 30(个)，其相对分子质量减少18×30=540，D正确。 71