2026届高三生物一轮复习2.1细胞中的元素和化合物-“预-学-复”案

生物“预-学-复”案 第 xx 周 xx年xx月 xx日 主编：xx 校对：xx 2.1细胞中的元素和化合物 班级：________ 姓名：________ 小组：________ 【考情分析】 “细胞中的元素和化合物”在生物高考中多以选择题形式出现，分值通常为3分左右，也可能在非选择题中以小问形式考查，偶尔会结合实验情境，考查知识的应用能力。 考查内容包括阐述组成细胞的元素种类及含量特点、区分细胞中水的存在形式及功能、理解无机盐的存在形式和功能、明确糖类和脂质的分类及功能等。还可能考查化合物鉴定试剂与现象，强调 “结构→成分→元素” 的逻辑链。 【课程标准】 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. 指出水是活细胞中含量最多的化合物，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。 【学习目标】 1.说出细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成。 2.通过比较自由水和结合水在生物体内的含量及作用，形成“生命活动都离不开水”的观念。(生命观念) 3．运用归纳与概括的思维方法，探讨组成细胞的化学元素的种类和含量，总结水和无机盐的种类和作用。(科学思维) 【重点难点】 1.  重点： 细胞中的无机物 2. 难点：水与细胞代谢的全面解析 教学流程 环节一 预·筑基 【知识梳理】 一、组成细胞的元素 1.生物界和非生物界在元素种类和含量上的关系 2.组成细胞的元素的来源、分类和存在形式 1）来源：有选择地从无机自然界中吸收 2）种类：组成细胞的化学元素，常见的有 多种。 3）分类 （1）按含量分类 ①大量元素：如 等。 ②微量元素：含量少，但不可缺少和大量元素一样重要，如 等。（铁门碰新木桶） （2）按作用分类 ①最基本元素： ，因为生物大分子都以 为基本骨架。 ②基本元素(细胞中含量最多的元素)： 4种。 ③主要元素： 6种。 [提醒] ①大量和微量元素都是生物体必需的；含量少的元素不一定是微量元素，如Pb。 ②鲜重下含量高低依次为： O＞C＞H＞N ；干重下含量高低依次为： C＞O＞N＞H 。 [思考] 米细胞和人体细胞干重含量较多的四种都是元素C、H、O、N，在玉米细胞中的含量大小关系为O>C>H>N，而在人体细胞中的含量大小关系为C>O>N>H，这是为什么？ （3）特点：不同生物体内化学元素的种类 ，但含量 。 4）存在形式：大多以 的形式存在（教材P17） 5）作用：（1）组成多种多样的化合物 （2）影响生物体的生命活动 二、组成细胞的化合物 占细胞鲜重最多的化合物： 占细胞鲜重最多的有机物： 占细胞干重最多的化合物： 占细胞干重最多的有机物： [提醒] 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。比如 是构成大多数植物体干重中含量最多的化合物（2018年江苏卷）。 （一）细胞中的水 1.水的结构和性质 2.细胞中水的存在形式和功能 3.自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系 4.水与细胞代谢的全面解析 1）调节： （对水进行重吸收） 2）吸收：利用 、 的方式跨膜运输 3）产生过程举例： ①光合作用光 阶段（场所; ）； ②有氧呼吸 阶段（场所： ）； ③ATP的合成（场所： 、叶绿体、线粒体）； ④细胞内单糖合成多糖； ⑤核糖体上氨基酸脱水缩合（场所： ）； ⑥ 、转录（在真核细胞中，磷酸二酯键的形成场所为 、 、 ）。 4）利用过程举例： ①光合作用 阶段（场所： ）； ②有氧呼吸第 阶段（场所： ）； ③ATP的 （叶绿体基质等）； ④肝细胞中肝糖原水解（肝脏细胞）； ⑤消化道（非内环境中）中淀粉、蛋白质、脂肪的水解； ⑥DNA RNA的水解。 （二）细胞中的无机盐 1.无机盐在细胞中的含量： ，仅占细胞鲜重的1%～1.5%。 2.无机盐的存在形式：大部分以 形式存在 少数为 ：骨骼中骨盐的主要成分是Ca3(PO4)2 3.无机盐的运输方式：主要为 ；少数为 。 4.无机盐的功能：①组成细胞中 。如：Mg2+叶绿素的组成成分；Fe2+，血红蛋白的组成成分 ②维持细胞和生物体的 。如：Ca2+，影响神经系统的兴奋性 ③维持细胞的 。如细胞外液渗透压 ；细胞内液渗透压： 。人体依靠无机盐离子 等组成的缓冲体系来调节并维持酸碱平衡。 5.常考无机盐的功能 6.无机盐生理功能的验证 (1)完全培养液：满足植物生长发育必需营养素的培养液。 (2)缺素培养液：缺乏植物生长发育所必需的某种或几种营养素的培养液。 [提醒]设计实验时应注意: (1)实验中应保证实验材料的统一性，即材料的种类、生长状况应一致等。 (2)实验组用缺素培养液，对照组用完全培养液，不能用蒸馏水做对照。 (3)实验组加入X盐的目的是二次对照，使实验组前后对照，以增强说服力 【自我测评】（3分钟） 1.Ca、Mg、Fe、Mn、Cu是组成细胞的微量元素。(　 　) 2.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。(　 　) 3.细胞内结合水与自由水的比值越高，细胞质流动速率越快。(2024·湖南卷，8B)( ) 4无机盐参与维持细胞的酸碱平衡，不参与有机物的合成。(2020·江苏卷，1C)( ) 5.南极帝企鹅的核酸、多糖和蛋白质合成过程中都有水的产生。(2023·湖南卷，1B)( ) 6.人体血液中钙离子浓度过低易出现抽搐现象。(2022·全国甲卷，1D)( ) 7.Mg2＋存在于叶绿体的类胡萝卜素中。(2021·浙江6月选考，5A( ) 8.细胞的有氧呼吸过程不消耗水但能产生水。(2021·全国乙卷，3C)( ) 9.磷是组成藻类细胞的微量元素。(2021·天津卷，4A)( ) 环节二 学•精研(15分钟） 【考向训练】 考向1 细胞中水的特点与功能 1．地球上最早的生命孕育在海洋中，生命从开始就离不开水。下列有关水的说法错误的是（    ） A．水是无机物，不能为生物化学反应提供电子，也不能提供能量 B．水是极性分子，带有不同性质电荷的分子（或离子）都易与水结合 C．水分子之间能够形成氢键，使水具有流动性，在常温下维持液体状态 D．水具有较高的比热容，农业上据此采用灌深水的措施预防气温过低造成稻谷减产 2.（25-26高三上·河南·阶段练习）冬小麦作为河南省第一大粮食作物，播种面积稳定在8500万亩以上，集中产区位于豫北、豫中地区，单产量、总产量连续多年保持全国第一。下列关于冬小麦的叙述，错误的是（　　） A．寒冷的冬天，若自由水含量高，易受低温导致结冰，从而导致小麦冻伤 B．冬小麦遭遇春旱，自由水与结合水的比值会减小，根细胞吸水能力上升 C．小麦收获后需风干或晒干处理再储藏，主要是减少自由水的含量 D．同一株冬小麦在发育的不同时期对水的需求无明显差异 3.（2025·四川成都·三模）记载我国古代农业生产先进经验的书籍中有很多种子保存的方法，如《汜胜之书》记述“种伤湿郁热则生虫也。取麦种……曝使极燥……取干艾杂藏之”；《齐民要术》记载“蒿、艾箪盛之，良。以蒿、艾蔽窖埋之，亦佳”“窖麦法，必须日曝令干，及热埋之”。关于这些方法蕴含的科学道理和实际应用的叙述，错误的是（　　） A．麦种“曝使极燥”的过程中，种子细胞中的自由水含量大幅度降低 B．“蒿、艾”中可提取出挥发性物质，用于大型封闭式粮库中的防虫、抗菌 C．高温暴晒可消灭种子表面的大部分虫卵和微生物 D．由“种伤湿郁热则生虫也”知种子应在高温、干燥的环境中储存 考向2 无机盐的功能及相关实验 1．为验证“K+是植物生成发育所必需的无机盐”，某同学将大豆幼苗放在相应的培养液中进行培养。下列与实验设计相关的叙述正确的是（　　） A．为保证根系对K+的吸收，应尽量提高培养液中K+的浓度 B．将生长状况相同的植物随机分成两组，一组添加完全培养液，一组添加缺K+的培养液 C．若添加完全培养液的大豆幼苗正常生长，添加缺K+的培养液不能正常生长，则说明K+是植物生成发育所必需的无机盐 D．该实验说明了无机盐可以调节渗透压 2.俗话说“春雨贵如油”“地里缺肥庄稼荒”，水和无机盐在农业生产中有着重要作用。下列叙述错误的是（    ） A．种子萌发时结合水与自由水的比值减小，细胞代谢增强 B．一株水稻中新长叶片细胞比老叶细胞的自由水含量高 C．将田里的秸秆充分燃烧后的灰烬主要是秸秆中的无机盐 D．庄稼缺镁会因胡萝卜素的合成受阻而影响其光合作用 3．（2022·全国甲卷·高考真题）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 【随堂训练】（5分钟） 一、过教材 1．下列关于细胞中的元素和化合物的叙述，错误的是(　　) A．组成细胞的元素总能在无机环境中找到，体现了生物界与非生物界的统一性 B．在不同的细胞中各种化学元素的种类基本相同，但含量有差别 C．Ca、Fe、Zn、Mn、Cu、B是细胞中的微量元素 D．组成细胞的元素大多以离子的形式存在，根据含量分为大量元素和微量元素 E．肌肉细胞中含量最多的有机化合物是蛋白质 3．下列关于细胞中的水的说法，错误的是(　　) A．同一株植物中，通常老叶细胞比幼叶细胞中自由水的含量高 B．水是极性分子决定其是细胞内良好的溶剂 C．水分子之间的氢键不断地断裂和形成，使水具有流动性 D．水有较高的比热容，其温度相对较难发生改变 E．细胞内的许多生化反应都需要结合水的参与 F．生物体内参与运输营养物质和代谢废物的水是自由水 G．结合水失去了流动性和溶解性，结合水的功能与自由水不同 H．种子萌发时自由水与结合水的比值比休眠时相对更高 I．储藏农作物的种子时应保证其不含水分，使种子保持休眠状态，以达到长时间留种的目的 4．下列关于细胞中的无机盐的叙述，错误的是(　　) A．细胞中的无机盐主要以化合物的形式存在 B．无机盐在细胞中含量很少，所含元素都属于微量元素 C．Mg2＋是叶绿素的成分之一，缺少Mg2＋影响光合作用 D．缺铁性贫血是因为体内缺少铁，血红素合成受阻 E．能维持生物体的正常生命活动 F．能维持生物体内的正常酸碱平衡 G．哺乳动物血液中Ca2＋浓度过高会发生抽搐 H．人体内Na＋缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最终引发肌肉酸痛、无力等 课堂小结 环节三 复•自测 【本科级】 1.植物细胞中的元素和化合物是细胞执行各项生命活动的物质基础。下列相关叙述错误的是（    ） A．植物细胞中不存在无机自然界中没有的特殊元素 B．无机盐参与维持植物细胞的酸碱平衡，不参与有机物合成 C．幼苗体内的水既可参与形成NADH，也可参与形成NADPH D．植物细胞可利用种类较少的小分子脱水合成种类繁多的生物大分子 2.（2025·河南·高考真题）耐寒黄花苜蓿的基因M编码的蛋白M属于水通道蛋白家族，将基因M转入烟草植株可提高其耐寒能力。下列叙述错误的是（　　） A．细胞内的结合水占比增加可提升植物的耐寒能力 B．低温时，水分子通过与蛋白M结合转运到细胞外 C．蛋白M增加了水的运输能力，但不改变水的运输方向 D．水通道蛋白介导的跨膜运输不是水进出细胞的唯一方式 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．（2023·湖南·高考真题）南极雌帝企鹅产蛋后，由雄帝企鹅负责孵蛋，孵蛋期间不进食。下列叙述错误的是（    ） A．帝企鹅蛋的卵清蛋白中N元素的质量分数高于C元素 B．帝企鹅的核酸、多糖和蛋白质合成过程中都有水的产生 C．帝企鹅蛋孵化过程中有mRNA和蛋白质种类的变化 D．雄帝企鹅孵蛋期间主要靠消耗体内脂肪以供能 5．（2025·湖北·高考真题）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 6．（2024·江西·高考真题）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 7．（2025·浙江·高考真题）无机盐对生物体维持生命活动有重要的作用。人体缺铁会直接引起（    ） A．血红蛋白含量降低 B．肌肉抽搐 C．神经细胞兴奋性降低 D．甲状腺肿大 8．（2021·浙江·高考真题）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．HCO3- 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 【重本级】 9．（2024·海南·高考真题）水平衡是指人每天摄入和排出的水处于动态平衡之中，是维持机体正常生理功能的必要条件之一。下列有关叙述错误的是（    ） A．机体出汗可以排出部分水分，有利于散热 B．正常机体排尿除了排出部分水分外，还可以排出尿素、葡萄糖等代谢废物 C．人每天摄入和排出适量的水分，有利于维持机体内环境渗透压的稳定 D．水参与并促进物质代谢，有利于保障机体正常的生理功能 10．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）佝偻病伴发的手足抽搐症状与人体内某种元素缺乏有关。该元素还可以（    ） A．参与构成叶绿素 B．用于诱导原生质体融合 C．辅助血红蛋白携氧 D．参与构成甲状腺激素 11．（2024·贵州·高考真题）种子萌发形成幼苗离不开糖类等能源物质，也离不开水和无机盐。下列叙述正确的是（    ） A．种子吸收的水与多糖等物质结合后，水仍具有溶解性 B．种子萌发过程中糖类含量逐渐下降，有机物种类不变 C．幼苗细胞中的无机盐可参与细胞构建，水不参与 D．幼苗中的水可参与形成NADPH，也可参与形成NADH 12．（2026·黑龙江·模拟预测）下列关于细胞中元素和化合物的叙述正确的是（　　） A．大量元素参与有机物的组成，微量元素参与无机物的组成 B．活细胞中含量最多的化合物，既含有大量元素，也含有微量元素 C．氢键可能存在于有机物中，也可能存在于无机物之间 D．血红蛋白的基本组成单位是氨基酸和亚铁离子 13．（2026·河北衡水·模拟预测）“霜降”是中国传统节气，该节气后天气渐冷、初霜出现，农作物体内将发生一系列适应低温的变化，农谚有“霜打蔬菜分外甜”的说法。下列相关叙述错误的是（　　） A．蔬菜在“霜降”后细胞中含量最多的化合物是糖类 B．“霜降“后蔬菜细胞内自由水所占比值降低 C．“霜降”后细胞内可溶性糖积累，可增强蔬菜的抗寒能力 D．低温可能激活了淀粉水解的关键酶，使“霜打蔬菜分外甜” 14．（2026·甘肃酒泉·一模）甘肃盛产的鲜牛奶是一种具有高营养价值的食物，它含有人体所需要的多种元素和维生素、氨基酸、蛋白质等化合物。下列叙述正确的是（　　） A．鲜牛奶中富含钙、磷、钾、锌等大量元素 B．鲜牛奶中的维生素D只能促进肠道对钙的吸收 C．鲜牛奶中的蛋白质不能够被人体直接吸收 D．鲜牛奶中含量最多的化合物是蛋白质 【双一流级】 15．（2023·山东·模拟预测）水蒸气从叶片扩散到大气的过程中，叶片表面的静止空气层对水分扩散产生的阻力，称为叶片界面层阻力。界面层的厚度主要受风速和叶片大小决定。当围绕叶片的空气稳定时，叶片表面的静止空气层较厚，从而成为水气从叶片散失时的主要阻力。此时增加气孔的开度对蒸腾速率的影响很小。吊竹梅的蒸腾流量与气孔开度的关系如图所示。以下相关说法错误的是（    ）  A．在静止空气中，气孔开度对蒸腾作用的控制能力较小 B．当风速高时，气孔开度是叶片散失水分的主要调控因子 C．有些植物的叶片生有茸毛，会增强植物的蒸腾作用，有利于植物对无机盐的运输 D．在流动空气中，为了减少蒸腾作用，有些植物可能会调节叶片的方向与日光平行 16．多选题（23-24高三上·湖北·阶段练习）细胞内Ca2＋与多种生理活动密切相关，而线粒体在细胞钙稳态调节中居核心地位，其参与的部分Ca2＋运输过程如图所示。下列有关叙述正确的是（    ）    注：转运蛋白NCLX是Na＋/Ca2＋交换体，即从线粒体运出1个Ca2＋的同时，运入3～4个Na＋；MCU为Ca2＋通道蛋白。 A．人体内钙元素只能以离子形式存在，钙稳态可保障肌肉的正常功能 B．MCU转移Ca2＋至线粒体时，其构象不发生改变，且不需要消耗ATP C．线粒体基质中的Ca2＋通过NCLX进入细胞质基质的方式为主动运输 D．NCLX还可调节线粒体内的电位，其功能异常可能导致线粒体的结构与功能障碍 【视野拓展】 一、生活中的联系与应用 1. 健康与饮食： • 钙、磷是骨骼牙齿的关键成分，缺钙易致骨质疏松，需通过牛奶、豆制品补充；铁是血红蛋白核心元素，缺铁会引发贫血，瘦肉、菠菜是重要来源。 • 糖类（如淀粉）提供能量，蛋白质（如鸡蛋、肉类）助力生长修复，合理搭配膳食可维持细胞化合物平衡。 2. 日常用品： • 护肤品含胶原蛋白（蛋白质）、维生素（小分子有机物），利用其抗氧化或保湿作用；食品添加剂中的防腐剂（如苯甲酸钠）通过影响微生物细胞结构抑菌。 二、学科中的联系与应用 1. 生物研究： • 同位素标记法（如用¹⁴C标记CO₂追踪光合作用中碳的转移路径）依赖元素的同位素特性，揭示细胞代谢规律。 • 化合物鉴定技术（如斐林试剂检测还原糖、双缩脲试剂检测蛋白质）是探究细胞成分的基础实验手段。 2. 医学应用： • 输液常用葡萄糖溶液补充能量（糖类功能），生理盐水（含NaCl）维持细胞渗透压，避免细胞失水或吸水破裂。 • 某些疾病与元素失衡相关（如碘缺乏导致甲状腺激素合成不足引发甲减），为疾病诊断和治疗提供依据。 2.1细胞中的元素和化合物 元素之基，化合为桥，探索细胞奥秘，解码生命密码。1 学科网（北京）股份有限公司 $生物“预-学-复”案 第xx 周 xx年 xx月 xx日 主编：xx 校对：xxx 2.1细胞中的元素和化合物 班级：________ 姓名：________ 小组：________ 【考情分析】 “细胞中的元素和化合物”在生物高考中多以选择题形式出现，分值通常为3分左右，也可能在非选择题中以小问形式考查，偶尔会结合实验情境，考查知识的应用能力。 考查内容包括阐述组成细胞的元素种类及含量特点、区分细胞中水的存在形式及功能、理解无机盐的存在形式和功能、明确糖类和脂质的分类及功能等。还可能考查化合物鉴定试剂与现象，强调 “结构→成分→元素” 的逻辑链。 【课程标准】 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. 指出水是活细胞中含量最多的化合物，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。 【学习目标】 1.说出细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成。 2.通过比较自由水和结合水在生物体内的含量及作用，形成“生命活动都离不开水”的观念。(生命观念) 3．运用归纳与概括的思维方法，探讨组成细胞的化学元素的种类和含量，总结水和无机盐的种类和作用。 【重点难点】 1. 重点： 细胞中的无机物 2. 难点：水与细胞代谢的全面解析 教学流程 环节一 预·筑基 【知识梳理】——组成细胞的元素和化合物 一、组成细胞的元素 1.生物界和非生物界在元素种类和含量上的关系 2组成细胞的元素的来源、分类和存在形式 1）来源：有选择地从无机自然界中吸收 2）种类：组成细胞的化学元素，常见的有20多种。 3）分类 （1）按含量分类 ①大量元素：如 C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg 等。 ②微量元素：含量少但不可缺少和大量元素一样重要，如 Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo 等。（铁门碰新木桶） （2）按作用分类 ①最基本元素： C ，因为生物大分子都以 碳链 为基本骨架。 ②基本元素(细胞中含量最多的元素)： C、H、O、N 4种。 ③主要元素： C、H、O、N、P、S 6种。 [提醒] ①大量和微量元素都是生物体必需的；含量少的元素不一定是微量元素，如Pb。 ②鲜重下含量高低依次为： O＞C＞H＞N ；干重下含量高低依次为： C＞O＞N＞H 。 [思考] 米细胞和人体细胞干重含量较多的四种都是元素C、H、O、N，在玉米细胞中的含量大小关系为O>C>H>N，而在人体细胞中的含量大小关系为C>O>N>H，这是为什么？ 提示：不同生物组织细胞中化合物含量不同，有的还相差悬殊。如小麦种子细胞和玉米细胞等中糖类含量较高，而人体细胞中蛋白质含量较高。 （3）特点：不同生物体内化学元素的种类 基本相同 ，但含量 相差很大 。 4）存在形式：大多以化合物的形式存在（教材P17） 5）作用：（1）组成多种多样的化合物 （2）影响生物体的生命活动 二、组成细胞的化合物 占细胞鲜重最多的化合物：水 占细胞鲜重最多的有机物：蛋白质 占细胞干重最多的化合物： 蛋白质 占细胞干重最多的有机物：蛋白质 [提醒] 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。比如糖类是构成大多数植物体干重中含量最多的化合物（2018年江苏卷）。 （一）细胞中的水 1.水的结构和性质 2.细胞中水的存在形式和功能 3.自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系 4．水与细胞代谢的全面解析 1）调节：抗利尿激素（对水进行重吸收） 2）吸收：利用自由扩散、协助扩散（主要）的方式跨膜运输 3.产生过程举例： ①光合作用暗应阶段（叶绿体基质）； ②有氧呼吸第三阶段（线粒体内膜）； ③ATP的合成（场所：细胞质基质、叶绿体、线粒体）； ④细胞内单糖合成多糖； ⑤核糖体上氨基酸脱水缩合（核糖体）； ⑥DNA分子复制、转录（在真核细胞中，磷酸二酯键的形成场所为细胞核、线粒体、叶绿体）。 4.利用过程举例： ①光合作用光反应阶段（叶绿体类囊体薄膜）； ②有氧呼吸第二阶段（线粒体基质）； ③ATP的水解（叶绿体基质等）； ④肝细胞中肝糖原水解（肝脏细胞）； ⑤消化道（非内环境中）中淀粉、蛋白质、脂肪的水解； ⑥DNA RNA的水解。 （2） 细胞中的无机盐 1.无机盐在细胞中的含量：极少，仅占细胞鲜重的1%～1.5%。 2.无机盐的存在形式：大部分以离子形式存在 少数为化合物：骨骼中骨盐的主要成分是Ca3(PO4)2 3.无机盐的运输方式：主要为主动运输；少数为协助扩散。 4.无机盐的功能：①组成细胞中某些复杂化合物。如：Mg2+叶绿素的组成成分；Fe2+，血红蛋白的组成成分 ②维持细胞和生物体的生命活动。如：Ca2+，影响神经系统的兴奋性 ③维持细胞的渗透压平衡和酸碱平衡。如细胞外液渗透压：Na+、Cl-；细胞内液渗透压：K+。人体依靠无机盐离子H2CO3/HCO3— 等组成的缓冲体系来调节并维持酸碱平衡。 5.常考无机盐的功能 6.无机盐生理功能的验证 (1)完全培养液：满足植物生长发育必需营养素的培养液。 (2)缺素培养液：缺乏植物生长发育所必需的某种或几种营养素的培养液。 [提醒]设计实验时应注意: (1)实验中应保证实验材料的统一性，即材料的种类、生长状况应一致等。 (2)实验组用缺素培养液，对照组用完全培养液，不能用蒸馏水做对照。 (3)实验组加入X盐的目的是二次对照，使实验组前后对照，以增强说服力 【自我测评】 (1)Ca、Mg、Fe、Mn、Cu是组成细胞的微量元素。(　×　) Ca、Mg属于大量元素 (2)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。(　×　) 活细胞中含量最多的化合物是水 (1)细胞内结合水与自由水的比值越高，细胞质流动速率越快。(2024·湖南卷，8B)(×) 通常来说，细胞内自由水所占的比例越大，细胞的代谢就越旺盛，因此，细胞内自由水与结合水的比值越高，细胞质流动速率越快。 (2)无机盐参与维持细胞的酸碱平衡，不参与有机物的合成。(2020·江苏卷，1C)(×) 　无机盐也参与有机物的合成，如Mg2＋参与构成叶绿素。 (3)南极帝企鹅的核酸、多糖和蛋白质合成过程中都有水的产生。(2023·湖南卷，1B)(√) (4)人体血液中钙离子浓度过低易出现抽搐现象。(2022·全国甲卷，1D)(√) (5)Mg2＋存在于叶绿体的类胡萝卜素中。(2021·浙江6月选考，5A)(×) 　Mg2＋是叶绿素的主要成分，Mg2＋存在于叶绿体的叶绿素中。 (6)细胞的有氧呼吸过程不消耗水但能产生水。(2021·全国乙卷，3C)(×) 　细胞在有氧呼吸第二阶段消耗水，在有氧呼吸第三阶段产生水。 (7)磷是组成藻类细胞的微量元素。(2021·天津卷，4A)(×) 　磷是大量元素。 环节二 学•精研 【考向训练】 考向一 细胞中水的特点与功能 1．地球上最早的生命孕育在海洋中，生命从开始就离不开水。下列有关水的说法错误的是（    ） A．水是无机物，不能为生物化学反应提供电子，也不能提供能量 B．水是极性分子，带有不同性质电荷的分子（或离子）都易与水结合 C．水分子之间能够形成氢键，使水具有流动性，在常温下维持液体状态 D．水具有较高的比热容，农业上据此采用灌深水的措施预防气温过低造成稻谷减产 【答案】A 【解析】水是无机物，但在光合作用等生化反应中，水可以作为电子供体，能提供电子，A错误；水是极性分子，其氧原子带部分负电荷，氢原子带部分正电荷，带有不同性质电荷的分子（或离子）易与水结合，B正确；水分子中的氧原子与其他水分子中的氢原子之间能够形成氢键，这使得水具有流动性，在常温下维持液体状态，C正确；水具有较高的比热容，意味着水吸收或放出较多热量时温度变化相对较小。农业上采用灌深水的措施，在气温过低时，水可以放出较多热量而温度下降幅度小，从而预防因气温过低造成的稻谷减产，D正确。 2.（25-26高三上·河南·阶段练习）冬小麦作为河南省第一大粮食作物，播种面积稳定在8500万亩以上，集中产区位于豫北、豫中地区，单产量、总产量连续多年保持全国第一。下列关于冬小麦的叙述，错误的是（　　） A．寒冷的冬天，若自由水含量高，易受低温导致结冰，从而导致小麦冻伤 B．冬小麦遭遇春旱，自由水与结合水的比值会减小，根细胞吸水能力上升 C．小麦收获后需风干或晒干处理再储藏，主要是减少自由水的含量 D．同一株冬小麦在发育的不同时期对水的需求无明显差异 【答案】D 【详解】A、自由水在低温下易结冰，导致细胞结构损伤，因此冬季自由水含量高会增加冻害风险，A正确； B、干旱时，自由水减少，结合水相对增多，自由水/结合水比值下降，细胞液浓度升高，根细胞渗透吸水能力增强，B正确； C、风干或晒干处理通过减少自由水含量，降低细胞呼吸速率，减少有机物消耗，利于储藏，C正确； D、冬小麦在不同发育时期（如幼苗期、拔节期、抽穗期）代谢强度不同，对水的需求量存在显著差异，D错误。 3.（2025·四川成都·三模）记载我国古代农业生产先进经验的书籍中有很多种子保存的方法，如《汜胜之书》记述“种伤湿郁热则生虫也。取麦种……曝使极燥……取干艾杂藏之”；《齐民要术》记载“蒿、艾箪盛之，良。以蒿、艾蔽窖埋之，亦佳”“窖麦法，必须日曝令干，及热埋之”。关于这些方法蕴含的科学道理和实际应用的叙述，错误的是（　　） A．麦种“曝使极燥”的过程中，种子细胞中的自由水含量大幅度降低 B．“蒿、艾”中可提取出挥发性物质，用于大型封闭式粮库中的防虫、抗菌 C．高温暴晒可消灭种子表面的大部分虫卵和微生物 D．由“种伤湿郁热则生虫也”知种子应在高温、干燥的环境中储存 【答案】D 【分析】收获的种子晒干，可以使种子失去自由水，降低代谢强度，有利于种子的储存。 【详解】A、麦种晾晒干燥过程中，失去自由水，种子细胞中的自由水含量大幅度降低，A正确； B、“蒿、艾”中的挥发性物质能用于大型封闭式粮库中的防虫、抗菌，B正确； C、高温暴晒可消灭种子表面的大部分虫卵和微生物，C正确； D、由“种伤湿郁热则生虫也”意为若种子受湿气，又郁积热气就会生虫，故可知种子应在低温、干燥的环境中储存，D错误。 考向二 无机盐的功能及相关实验 1．为验证“K+是植物生成发育所必需的无机盐”，某同学将大豆幼苗放在相应的培养液中进行培养。下列与实验设计相关的叙述正确的是（　　） A．为保证根系对K+的吸收，应尽量提高培养液中K+的浓度 B．将生长状况相同的植物随机分成两组，一组添加完全培养液，一组添加缺K+的培养液 C．若添加完全培养液的大豆幼苗正常生长，添加缺K+的培养液不能正常生长，则说明K+是植物生成发育所必需的无机盐 D．该实验说明了无机盐可以调节渗透压 【答案】B 【解析】培养液中钾离子的浓度应该适当，浓度过高会使植物细胞失水，A错误；实验应遵循单一变量原则，因此，将生长状况相同的植物随机分成两组，一组添加完全培养液，一组添加缺K+的培养液，B正确；出现缺钾症状后需要再向培养液中添加K+，并继续观察幼苗生长状况，这样能够起到第二次对照目的，使实验结果更具有说服力，C错误；该实验能说明“K+是植物生成发育所必需的无机盐”，并不能说明无机盐可以调节渗透压，D错误。 2.俗话说“春雨贵如油”“地里缺肥庄稼荒”，水和无机盐在农业生产中有着重要作用。下列叙述错误的是（    ） A．种子萌发时结合水与自由水的比值减小，细胞代谢增强 B．一株水稻中新长叶片细胞比老叶细胞的自由水含量高 C．将田里的秸秆充分燃烧后的灰烬主要是秸秆中的无机盐 D．庄稼缺镁会因胡萝卜素的合成受阻而影响其光合作用 【答案】D 【解析】细胞内结合水与自由水的比值越小，细胞代谢越旺盛，种子萌发时细胞代谢增强，结合水与自由水的比值减小，A正确；幼嫩细胞中含水量高于老熟细胞，因此一株水稻中新长叶片细胞比老叶细胞的自由水含量高，B正确；秸秆燃烧掉的是有机物，剩下的是无机物，无机物主要指水和无机盐，水在燃烧过程中已经蒸发，只剩下无机盐，C正确；叶绿素中含有镁，胡萝卜素中不含有镁，因此庄稼缺镁不会影响胡萝卜素的合成，D错误。 3．（2022·全国甲卷·高考真题）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 【答案】B 【详解】A、细胞中有以无机离子形式存在的钙，也有以化合物形式存在的钙（如CaCO3），A正确； B、Ca2+不能自由通过细胞膜的磷脂双分子层，需要载体协助，B错误； C、维生素D能有效地促进人体肠道对钙和磷的吸收，故适当补充维生素D可以促进肠道对钙的吸收，C正确； D、哺乳动物的血液中必须含有一定量的Ca2+，Ca2+的含量太低，会出现抽搐等症状，D正确。 【随堂训练】（5分钟） 1．下列关于细胞中的元素和化合物的叙述，错误的是(　　) A．组成细胞的元素总能在无机环境中找到，体现了生物界与非生物界的统一性 B．在不同的细胞中各种化学元素的种类基本相同，但含量有差别 C．Ca、Fe、Zn、Mn、Cu、B是细胞中的微量元素 D．组成细胞的元素大多以离子的形式存在，根据含量分为大量元素和微量元素 E．肌肉细胞中含量最多的有机化合物是蛋白质 答案　CD 解析　Ca是细胞中的大量元素，C错误；组成细胞的元素大多以化合物的形式存在，D错误。 2．下列关于细胞中的水的说法，错误的是(　　) A．同一株植物中，通常老叶细胞比幼叶细胞中自由水的含量高 B．水是极性分子决定其是细胞内良好的溶剂 C．水分子之间的氢键不断地断裂和形成，使水具有流动性 D．水有较高的比热容，其温度相对较难发生改变 E．细胞内的许多生化反应都需要结合水的参与 F．生物体内参与运输营养物质和代谢废物的水是自由水 G．结合水失去了流动性和溶解性，结合水的功能与自由水不同 H．种子萌发时自由水与结合水的比值比休眠时相对更高 I．储藏农作物的种子时应保证其不含水分，使种子保持休眠状态，以达到长时间留种的目的 答案　AEI 解析　同一株植物中，幼叶细胞新陈代谢旺盛，细胞中自由水的含量通常高于老叶，A错误；细胞内的自由水参与许多生化反应，如光合作用、呼吸作用等，E错误；因为细胞内自由水比例越大，细胞代谢越旺盛，因此，储藏农作物的种子时应保证其含有较低的水分(不含水分会使种子失活)，使种子保持休眠状态，以达到长时间留种的目的，I错误。 3．下列关于细胞中的无机盐的叙述，错误的是(　　) A．细胞中的无机盐主要以化合物的形式存在 B．无机盐在细胞中含量很少，所含元素都属于微量元素 C．Mg2＋是叶绿素的成分之一，缺少Mg2＋影响光合作用 D．缺铁性贫血是因为体内缺少铁，血红素合成受阻 E．能维持生物体的正常生命活动 F．能维持生物体内的正常酸碱平衡 G．哺乳动物血液中Ca2＋浓度过高会发生抽搐 H．人体内Na＋缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最终引发肌肉酸痛、无力等 答案　ABG 解析　大多数无机盐以离子形式存在，A错误；无机盐在细胞中含量很少，但并非所含元素都属于微量元素，如Ca属于大量元素，B错误；哺乳动物血液中Ca2＋浓度过低会发生抽搐，G错误。 课堂小结 环节三 复•自测 【本科级】 1.植物细胞中的元素和化合物是细胞执行各项生命活动的物质基础。下列相关叙述错误的是（    ） A．植物细胞中不存在无机自然界中没有的特殊元素 B．无机盐参与维持植物细胞的酸碱平衡，不参与有机物合成 C．幼苗体内的水既可参与形成NADH，也可参与形成NADPH D．植物细胞可利用种类较少的小分子脱水合成种类繁多的生物大分子 【答案】B 【解析】组成生物体的化学元素在无机自然界中都存在，细胞中不存在无机自然界中没有的特殊元素，A正确；无机盐参与维持细胞的酸碱平衡，参与有机物的合成，例如铁参与血红蛋白的形成，B错误；植物细胞中，在光合作用光反应阶段，水的光解可产生NADPH，在有氧呼吸第二阶段，水与丙酮酸反应可参与形成NADH，C正确；细胞中利用种类较少的小分子(单体）脱水缩合成种类繁多的生物大分子（多聚体），如许多氨基酸分子脱水缩合后通过肽键相连形成蛋白质，D正确。 2.（2025·河南·高考真题）耐寒黄花苜蓿的基因M编码的蛋白M属于水通道蛋白家族，将基因M转入烟草植株可提高其耐寒能力。下列叙述错误的是（　　） A．细胞内的结合水占比增加可提升植物的耐寒能力 B．低温时，水分子通过与蛋白M结合转运到细胞外 C．蛋白M增加了水的运输能力，但不改变水的运输方向 D．水通道蛋白介导的跨膜运输不是水进出细胞的唯一方式 【答案】B 【详解】A、结合水是与细胞内的其他物质相结合的水，是细胞结构的重要组成成分，细胞内的结合水占比增加可提升植物的耐寒能力，A正确； B、水分子通过细胞膜上的通道蛋白进行跨膜运输时，不与通道蛋白相结合，B错误； C、蛋白M是细胞膜上的水分子通道蛋白，增加了水的运输能力，但不改变水的运输方向，水的运输方向为水的顺浓度梯度，C正确； D、水进出细胞的方式有水通道蛋白介导的协助扩散和自由扩散，D正确。 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 【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，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。 4．（2023·湖南·高考真题）南极雌帝企鹅产蛋后，由雄帝企鹅负责孵蛋，孵蛋期间不进食。下列叙述错误的是（    ） A．帝企鹅蛋的卵清蛋白中N元素的质量分数高于C元素 B．帝企鹅的核酸、多糖和蛋白质合成过程中都有水的产生 C．帝企鹅蛋孵化过程中有mRNA和蛋白质种类的变化 D．雄帝企鹅孵蛋期间主要靠消耗体内脂肪以供能 【答案】A 【详解】A、帝企鹅蛋的卵清蛋白中N元素的质量分数低于C元素，A错误； B、核酸、糖原、蛋白质的合成都经历了“脱水缩合”过程，故都有水的产生，B正确； C、帝企鹅蛋孵化过程涉及基因的选择性表达，故帝企鹅蛋孵化过程有mRNA和蛋白质种类的变化，C正确； D、脂肪是良好的储能物质，雄帝企鹅孵蛋期间不进食，主要靠消耗体内脂肪以供能，D正确。 5．（2025·湖北·高考真题）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 【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； 6．（2024·江西·高考真题）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 【答案】C 【详解】A、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； B、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； C、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； D、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。 7．（2025·浙江·高考真题）无机盐对生物体维持生命活动有重要的作用。人体缺铁会直接引起（    ） A．血红蛋白含量降低 B．肌肉抽搐 C．神经细胞兴奋性降低 D．甲状腺肿大 【答案】A 【详解】A、Fe2+是血红蛋白中血红素的组成成分，缺铁会直接引起血红蛋白含量降低，A正确； B、血钙过低时，会出现抽搐现象，B错误； C、神经细胞兴奋性降低与细胞外Na+浓度低有关，C错误； D、I-是甲状腺激素的组成成分，缺乏时甲状腺激素合成减少，成年人患地方性甲状腺肿，D错误。 8．（2021·浙江·高考真题）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．HCO3- 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 【答案】A 【详解】A、Mg2+存在于叶绿体的叶绿素中，类胡萝卜素是由碳氢链组成的分子，不含Mg2+，A错误； B、HCO3-、H2PO4-对体液pH 起着重要的调节作用，B正确； C、哺乳动物血液中Ca2+含量过低，易出现肌肉抽搐，C正确； D、I是组成甲状腺激素的重要元素，故适当补充I-，可预防缺碘引起的甲状腺功能减退症，D正确。 【重本级】 9．（2024·海南·高考真题）水平衡是指人每天摄入和排出的水处于动态平衡之中，是维持机体正常生理功能的必要条件之一。下列有关叙述错误的是（    ） A．机体出汗可以排出部分水分，有利于散热 B．正常机体排尿除了排出部分水分外，还可以排出尿素、葡萄糖等代谢废物 C．人每天摄入和排出适量的水分，有利于维持机体内环境渗透压的稳定 D．水参与并促进物质代谢，有利于保障机体正常的生理功能 【答案】B 【详解】A、机体出汗时，水分蒸发会带走热量，从而有利于散热，A正确； B、正常机体排尿可以排出部分水分、尿素等代谢废物，但葡萄糖一般不会出现在尿液中，除非血糖过高超过肾糖阈，B错误； C、当摄入和排出的水量合适时，身体里细胞周围液体的浓度就会稳定，这就是内环境渗透压的稳定。如果摄入或排出的水过多或过少，就会打破这个平衡，可能会影响身体的正常功能，C正确； D、水参与许多化学反应，促进物质代谢，对保障机体正常的生理功能有重要意义，D正确。 10．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）佝偻病伴发的手足抽搐症状与人体内某种元素缺乏有关。该元素还可以（    ） A．参与构成叶绿素 B．用于诱导原生质体融合 C．辅助血红蛋白携氧 D．参与构成甲状腺激素 【答案】B 【详解】A、佝偻病伴发的手足抽搐症状与人体内钙（Ca2+）缺乏有关，叶绿素的核心元素是镁（Mg2+），钙（Ca2+）不参与叶绿素构成，A错误； B、在植物体细胞杂交技术中，高Ca2+-高pH是植物原生质体融合的其中一种方法，与钙（Ca2+）有关，B正确； C、血红蛋白的辅基含铁（Fe2+），负责携氧，与钙无关，C错误； D、甲状腺激素含碘（I-），钙不参与其构成，D错误。 11．（2024·贵州·高考真题）种子萌发形成幼苗离不开糖类等能源物质，也离不开水和无机盐。下列叙述正确的是（    ） A．种子吸收的水与多糖等物质结合后，水仍具有溶解性 B．种子萌发过程中糖类含量逐渐下降，有机物种类不变 C．幼苗细胞中的无机盐可参与细胞构建，水不参与 D．幼苗中的水可参与形成NADPH，也可参与形成NADH 【答案】D 【详解】A、种子吸收的水与多糖等物质结合后，这部分水为结合水，失去了溶解性，A错误； B、种子萌发过程中糖类含量逐渐下降，有机物种类增加，B错误； C、水也参与细胞构成，如结合水是细胞的重要组成成分，C错误； D、幼苗中的水可参与光合作用形成NADPH，也可通过有氧呼吸第二阶段丙酮酸和水生成NADH，D正确。 12．（2026·黑龙江·模拟预测）下列关于细胞中元素和化合物的叙述正确的是（　　） A．大量元素参与有机物的组成，微量元素参与无机物的组成 B．活细胞中含量最多的化合物，既含有大量元素，也含有微量元素 C．氢键可能存在于有机物中，也可能存在于无机物之间 D．血红蛋白的基本组成单位是氨基酸和亚铁离子 【答案】C【知识点】组成细胞的元素、组成细胞的化合物、蛋白质的基本组成单位--氨基酸、细胞中的水 【详解】A、大量元素（如C、H、O、N）和微量元素（如Fe、Zn）均可参与有机物的组成（如Fe参与血红蛋白，Zn参与酶），微量元素也可能参与无机物（如Fe²⁺在无机盐中），A错误； B、活细胞中含量最多的化合物是水（H₂O），其组成元素为H、O，均属于大量元素，不含微量元素，B错误； C、氢键可存在于有机物中（如DNA双链间的氢键），也可存在于无机物之间（如水分子间的氢键），C正确； D、血红蛋白是蛋白质，其基本组成单位是氨基酸，D错误。 13．（2026·河北衡水·模拟预测）“霜降”是中国传统节气，该节气后天气渐冷、初霜出现，农作物体内将发生一系列适应低温的变化，农谚有“霜打蔬菜分外甜”的说法。下列相关叙述错误的是（　　） A．蔬菜在“霜降”后细胞中含量最多的化合物是糖类 B．“霜降“后蔬菜细胞内自由水所占比值降低 C．“霜降”后细胞内可溶性糖积累，可增强蔬菜的抗寒能力 D．低温可能激活了淀粉水解的关键酶，使“霜打蔬菜分外甜” 【答案】A【知识点】组成细胞的化合物、细胞中的水 【详解】A、细胞中含量最多的化合物始终是水，而非糖类。低温环境不会改变这一基本组成，A错误； B、低温环境下，植物为减少细胞结冰风险，会降低自由水比例，增加结合水含量以增强抗逆性，B正确； C、可溶性糖（如葡萄糖、蔗糖）积累可降低细胞质浓度，减少冰晶形成，同时提供渗透保护，增强抗寒能力，C正确； D、低温激活淀粉酶活性，促使淀粉水解为可溶性糖，导致细胞液浓度升高、甜度增加，符合“霜打蔬菜分外甜”现象，D正确。 14．（2026·甘肃酒泉·一模）甘肃盛产的鲜牛奶是一种具有高营养价值的食物，它含有人体所需要的多种元素和维生素、氨基酸、蛋白质等化合物。下列叙述正确的是（　　） A．鲜牛奶中富含钙、磷、钾、锌等大量元素 B．鲜牛奶中的维生素D只能促进肠道对钙的吸收 C．鲜牛奶中的蛋白质不能够被人体直接吸收 D．鲜牛奶中含量最多的化合物是蛋白质 【答案】C【知识点】组成细胞的元素、组成细胞的化合物、蛋白质的功能、细胞中的无机盐 【详解】A、钙、磷、钾属于大量元素，但锌属于微量元素（人体必需但含量极少），A错误； B、维生素D除促进肠道对钙的吸收外，还能促进磷的吸收，维持骨骼健康，B错误； C、鲜牛奶中的蛋白质为大分子物质，需经消化分解为氨基酸才能被人体小肠吸收，C正确； D、鲜牛奶（动物细胞）中含量最多的化合物是水，蛋白质是含量最多的有机物，D错误。 【双一流级】 15．（2023·山东·模拟预测）水蒸气从叶片扩散到大气的过程中，叶片表面的静止空气层对水分扩散产生的阻力，称为叶片界面层阻力。界面层的厚度主要受风速和叶片大小决定。当围绕叶片的空气稳定时，叶片表面的静止空气层较厚，从而成为水汽从叶片散失时的主要阻力。此时增加气孔的开度对蒸腾速率的影响很小。吊竹梅的蒸腾流量与气孔开度的关系如图所示。以下相关说法错误的是（    ） A．在静止空气中，气孔开度对蒸腾作用的控制能力较小 B．当风速高时，气孔开度是叶片散失水分的主要调控因子 C．有些植物的叶片生有茸毛，会增强植物的蒸腾作用，有利于植物对无机盐的运输 D．在流动空气中，为了减少蒸腾作用，有些植物可能会调节叶片的方向与日光平行 【答案】C 【详解】A、据题意可知：当围绕叶片的空气稳定时，叶片表面的静止空气层较厚，从而成为水气从叶片散失时的主要阻力，此时增加气孔的开度对蒸腾速率的影响很小。故在静止空气中，气孔开度对蒸腾作用的控制能力较小，A正确； B、由图可知，在流动空气中，随气孔开度的增加蒸腾流量增加明显，B正确； C、植物叶片的绒毛会影响水蒸气从叶片扩散到大气的过程，降低了植物的蒸腾作用，不利于植物对无机盐的运输，C错误； D、在流动空气中，植物可通过调节叶片的方向与日光平行来减少蒸腾作用，D正确。 16．多选题（23-24高三上·湖北·阶段练习）细胞内Ca2＋与多种生理活动密切相关，而线粒体在细胞钙稳态调节中居核心地位，其参与的部分Ca2＋运输过程如图所示。下列有关叙述正确的是（    ）    注：转运蛋白NCLX是Na＋/Ca2＋交换体，即从线粒体运出1个Ca2＋的同时，运入3～4个Na＋；MCU为Ca2＋通道蛋白。 A．人体内钙元素只能以离子形式存在，钙稳态可保障肌肉的正常功能 B．MCU转移Ca2＋至线粒体时，其构象不发生改变，且不需要消耗ATP C．线粒体基质中的Ca2＋通过NCLX进入细胞质基质的方式为主动运输 D．NCLX还可调节线粒体内的电位，其功能异常可能导致线粒体的结构与功能障碍 【答案】BCD 【详解】A、人体内钙元素除了能以离子形式存在，还有化合态形式存在，如骨细胞的成分为磷酸钙，A错误； B、题干信息：MCU是通道蛋白；MCU转移Ca2+至线粒体时，其构象不发生改变，不需要消耗ATP，B正确； C、题干信息：Ca2+通过通道蛋白由细胞质基质进入线粒体，该过程属于协助扩散，可见细胞质基质Ca2+浓度高于线粒体内，因此，线粒体基质中的Ca2+通过NCLX进入细胞质基质的方式为主动运输，C正确； D、题干信息：转运蛋白NCLX是Na+/Ca2+交换体，即从线粒体运出1个Ca2+的同时，运入3～4个Na+，可见NCLX还可调节线粒体内的电位，其功能异常可能导致线粒体的结构与功能障碍，D正确。 【视野拓展】 一、生活中的联系与应用 1. 健康与饮食： • 钙、磷是骨骼牙齿的关键成分，缺钙易致骨质疏松，需通过牛奶、豆制品补充；铁是血红蛋白核心元素，缺铁会引发贫血，瘦肉、菠菜是重要来源。 • 糖类（如淀粉）提供能量，蛋白质（如鸡蛋、肉类）助力生长修复，合理搭配膳食可维持细胞化合物平衡。 2. 日常用品： • 护肤品含胶原蛋白（蛋白质）、维生素（小分子有机物），利用其抗氧化或保湿作用；食品添加剂中的防腐剂（如苯甲酸钠）通过影响微生物细胞结构抑菌。 二、学科中的联系与应用 1. 生物研究： • 同位素标记法（如用¹⁴C标记CO₂追踪光合作用中碳的转移路径）依赖元素的同位素特性，揭示细胞代谢规律。 • 化合物鉴定技术（如斐林试剂检测还原糖、双缩脲试剂检测蛋白质）是探究细胞成分的基础实验手段。 2. 医学应用： • 输液常用葡萄糖溶液补充能量（糖类功能），生理盐水（含NaCl）维持细胞渗透压，避免细胞失水或吸水破裂。 • 某些疾病与元素失衡相关（如碘缺乏导致甲状腺激素合成不足引发甲减），为疾病诊断和治疗提供依据。 2.1细胞中的元素和化合物 元素之基，化合为桥，探索细胞奥秘，解码生命密码。1 学科网（北京）股份有限公司 $