1、步步高高考生物一轮总复习精品讲义 第2讲 细胞中的元素和化合物 细胞中的无机物 新人教版第2讲细胞中的元素和化合物细胞中的无机物考点一细胞中的元素和化合物1 组成细胞的元素(1)大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。(2)微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。(3)来源：生物体有选择地从无机自然界中获得。(4)存在形式：大多以化合物的形式存在。2 元素与化合物的含量排序(1)在组成细胞的元素中，占鲜重百分比前四位的依次是O、C、H、N；占干重百分比前四位的依次是C、O、N、H。(2)在组成细胞的化合物中，占鲜重百分比前四位的依次是水、蛋白质、脂质、糖类。但在干重百分比中，
2、蛋白质最多。3 生物界与非生物界的统一性和差异性分析1 细胞鲜重中含量前四位的元素与细胞干重含量前四位的元素排序不同，这是因为细胞内自由水的含量不同。2 动物与植物的干重相比，由于植物含糖类较多，动物含脂肪、蛋白质较多，故植物体中所含氧元素较多。3 从化合物的元素组成分析代谢产物糖类、脂质和蛋白质都含有C、H、O，故其代谢产物都有CO2和H2O；蛋白质中还有N，其代谢产物中还含有尿素。4 从化合物中的元素含量上分析氧化分解释放能量的多少：脂肪的含氢量多于糖类，因此等质量的脂肪彻底氧化分解时所消耗的O2比糖类多，释放的能量也多于糖类。1 判断下列有关组成生物体细胞的化学元素的叙述：(1)细胞中一
3、种元素的作用能被其他元素替代(2012江苏，1A) ()提示细胞中每种元素的作用各不相同。(2)细胞中的脱氧核苷酸和脂肪酸都不含有氮元素(2012江苏，2B) ()提示脱氧核苷酸由C、H、O、N、P组成。(3)主动运输机制有助于维持细胞内元素组成的相对稳定(2012江苏，1C) ()(4)细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要(2012江苏，1D) ()提示微量元素虽含量极少，但其作用和大量元素同等重要。(5)纤维素和尿素、脂肪酸和磷脂、腺苷三磷酸和核糖核酸、胆固醇和血红蛋白四组均含有相同的元素 ()2 如图1是细胞中化合物含量的扇形图，图2是有活性的细胞中元素含量的柱形图，下列说法不正
4、确的是 ()A若图1表示细胞鲜重，则A、B化合物依次是H2O、蛋白质B若图2表示组成人体细胞的元素含量，则a、b、c依次是O、C、HC地壳与活细胞中含量最多的元素都是a，由此说明生物界与非生物界具有统一性D若图1表示细胞完全脱水后的化合物含量，则A化合物具有多样性，其必含的元素为C、H、O、N答案C解析考点二细胞中的水和无机盐1结合水与自由水的比较含量存在形式生理作用结合水大约4.5%与其他物质结合在一起细胞结构的重要组成成分自由水大约95.5%细胞中自由流动，以游离状态存在良好溶剂、运输作用、液体环境、原料等2无机盐的存在形式及功能1 探究自由水/结合水的比值与新陈代谢、生物抗逆性的关系比值
5、越大，生物新陈代谢越旺盛，但其抗逆性下降；反之，生物新陈代谢缓慢，但抗逆性增强。2 探究自由水和结合水的转化自由水和结合水在一定条件下存在着动态转化，自由水和结合水的转化受代谢强度和温度的影响，细胞内代谢越强，细胞所处的温度越高，则会有较多的结合水转化为自由水。反之亦然。3 水在生产中的应用(1)种子贮存前，先要晾晒，目的是减少自由水的含量，降低种子的代谢速率，以延长种子的寿命。(2)越冬作物减少灌溉，可提高作物对低温的抗性。4 无机盐生理功能的验证方法(1)对照组植物完全培养液正常生长(2)实验组易错警示设计实验时应注意的事项(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
6、。(2)实验组用缺素培养液，对照组用全素培养液，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。1 下列水与生命活动的说法，不正确的是(双选) ()A细胞发生癌变，其自由水含量较正常细胞的低B正在萌发的种子中结合水与自由水的比值升高C在线粒体、叶绿体和核糖体中进行的化学反应都有水生成D自由水和结合水在一定的条件下可以相互转化答案AB解析癌细胞能无限增殖，细胞内代谢比正常细胞旺盛，因此自由水含量较正常细胞高；正在萌发的种子，代谢旺盛，自由水含量较高，此时结合水与自由水的比值下降；有氧呼吸第三阶段产生水，光合作用过程产生水，蛋白质的脱水缩合也会产生水，对应
7、的细胞器分别是线粒体、叶绿体和核糖体；自由水和结合水在一定条件下可以相互转化。2 判断下列有关无机盐的叙述：(1)细胞中的相关无机盐离子对于维持神经肌肉的兴奋性非常重要 ()(2)植物缺少B元素造成“花而不实”体现了无机盐能影响生物体的生命活动 ()(3)Mg2对于植物的光合作用至关重要 ()(4)Fe2是人体内结合与运输O2不可缺少的 ()(5)生长在含盐量高、干旱土壤中的盐生植物，通过在液泡中储存大量的Na而促进细胞吸收水分，该现象说明液泡内的Na参与维持正常pH ()(6)细胞中的无机盐大多数以化合物形式存在，如CaCO3构成骨骼、牙齿 ()3 科学施肥可使作物接近最高产量而又不会造成肥
8、料浪费。实验表明锌肥的施用量与番茄的果实产量密切相关，如图为实验结果曲线图，请完善探究实验的相关问题。(1)实验目的：_。材料用具：不同浓度的硫酸锌溶液(本实验SO对实验结果的影响可忽略)，用相同的杉木糠和土壤浸出液栽培的240株长势相同的番茄幼苗。(2)实验步骤：将240株番茄幼苗平均分成_组并编号；在相同且适宜条件下将幼苗培养至花蕾期，_；继续培养至果实成熟，_。绘制实验结果曲线图(如图)。(3)实验分析与结论：结果表明，施用锌肥的最佳浓度范围是_。根据该实验的结果分析科学施肥的理由：_。答案(1)探究锌肥施用量对番茄产量的影响(探究种植番茄时施用锌肥的最佳浓度范围)(2)8实验组喷洒适量
9、且等体积的不同浓度的硫酸锌溶液，对照组喷洒等量的蒸馏水称量每组番茄所结果实的质量(3)1216 mg/L锌肥施用量超过最佳范围(1216 mg/L)时果实产量下降，且造成浪费解析(1)根据题干信息可以看出，本实验研究的是“锌肥的施用量与番茄的果实产量的关系”，曲线图上可以看出“不同硫酸锌溶液浓度下，番茄果实产量不同”，因此本实验的实验目的就是“探究锌肥施用量对番茄产量的影响”。(2)题中曲线图横坐标中不同硫酸锌溶液浓度的数量是分组的依据。曲线图中给出了7种不同浓度的硫酸锌溶液，再考虑要设计对照实验，因此要把240株番茄幼苗平均分成8组。在花蕾期，7个实验组喷洒适量且等体积的不同浓度的硫酸锌溶液
10、，对照组喷洒等量的蒸馏水。通过比较成熟后各组番茄果实的质量得出结论。(3)根据曲线图可判断，硫酸锌浓度在1216 mg/L，番茄产量最高，超过此浓度范围果实产量下降。1衍射法归纳细胞中的水2解题指导(1)解答与水有关的考题时，不要仅仅抓住一个“水”字，而应该梳理出试题所涉及的生理过程，从生理过程的层面去理解水在相应生理过程中的作用。如果出现坐标图和表格，可以采取对比思维，通过曲线、数据的比较，找出规律，再从水的角度进行解答。(2)无机盐试题的求解路径试题无论怎么变，但考查的知识几乎都是“无机盐重要化合物对生理作用的调节、作用和影响”，只要我们遵循这条路径去理解、分析，即能找到所需答案。实验二检
11、测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质重要程度：1实验原理连线2实验步骤1 探究实验的选材(1)可溶性还原糖的鉴定实验中选材的标准需选用还原糖含量较高且为白色或近于无色的生物组织(或器官) 因为颜色反应明显，易于观察。(2)不能选用甘蔗、甜菜或马铃薯鉴定还原糖的原因甘蔗和甜菜所含糖为蔗糖，属于非还原糖，马铃薯所含糖为淀粉，都不宜作为实验材料。(3)脂肪的鉴定实验中，实验材料最好选择花生种子，不宜选用芝麻或核桃等种子，因为芝麻太小，核桃具坚硬的壳，都不容易切片。(4)蛋白质的鉴定实验，最好选用富含蛋白质的生物组织。植物材料常用大豆，且浸泡12 d，适于研磨，动物材料常用鸡蛋蛋白。2 斐林试剂和双缩脲试
12、剂的异同点比较项目斐林试剂双缩脲试剂不同点使用方法甲液和乙液混合均匀后即可使用，且现配现用使用时先加A液再加B液呈色反应条件需水浴加热不需加热即可反应颜色砖红色紫色浓度乙液CuSO4浓度为0.05_g/mLB液CuSO4浓度为0.01_g/mL相同点都含有NaOH、CuSO4两种成分，且所用NaOH浓度都是0.1_g/mL易错警示三类有机物检测在操作步骤上的差异(1)唯一需要加热还原糖检测，且必须水浴加热，不能用酒精灯直接加热。若不加热，则无砖红色沉淀出现。(2)唯一需要显微镜脂肪检测。(3)混合后加入斐林试剂；分别加入双缩脲试剂(先加A液，后加B液，且B液不能过量)。1 判断与推断有机物的鉴
13、定：(1)葡萄糖遇碘变为蓝色(2013广东，1B) ()(2)经苏丹染色，可观察到橘黄色颗粒状的蛋白质(2012安徽，1D) ()(3)从细胞膜上提取了某种成分，用非酶法处理后，加入双缩脲试剂处理后出现紫色，若加入斐林或班氏试剂并加热，出现砖红色，该成分是糖蛋白。(4)分析下表，可推测：溶液双缩脲试剂碘液斐林试剂甲乙甲、乙混合注：“”显色，“”显色更深，“”不显色。甲中含蛋白质，乙中含淀粉，甲、乙混合可推测溶液中含有淀粉酶。2 小麦种子萌发时产生淀粉酶，将淀粉水解为麦芽糖、葡萄糖等，小麦种子萌发的最适温度为30 左右。取适量小麦种子在20 和30 培养箱中培养4天后，做如下处理：在3支试管中加
14、入等量斐林试剂，并加热至50 左右，摇匀后观察试管中的颜色。结果是：甲呈浅砖红色，乙呈砖红色，丙呈蓝色。1脂肪鉴定的过程中滴加12滴体积分数为50%的酒精的目的是洗去浮色，原因是苏丹或苏丹易溶于酒精。2注意用苏丹和苏丹染液进行染色时所用的时间和实验的现象都不同。3蛋白质鉴定中，若用大豆作材料，必须提前浸泡；若用蛋清作材料，必须稀释，防止其粘在试管上不易刷洗；且该实验应预留部分组织样液作对比。4物质鉴定实验一般不设立对照实验，若需设立对照实验，对照组应加入成分已知的物质，如验证唾液淀粉酶是蛋白质，对照组可加入稀释的鸡蛋清。5易写错别字提示：“斐林试剂”中的“斐”不可错写成“非”；双缩脲试剂中的“
15、脲”不可错写成“尿”。高考模拟提能训练高考题组1 (2013江苏卷，16)下列关于生物体与水分的关系，叙述正确的是 ()A贮藏中的种子不含水分，以保持休眠状态B水从根系向地上部分的运输与细胞壁无关C适应高渗环境的动物可排出体内多余的盐D缺水时，动物体的正反馈调节能促使机体减少水的散失答案C解析贮藏的种子中含有结合水和少量的自由水，A错误；细胞壁可控制细胞过度吸水，B错误；动物会通过保水排盐维持机体内环境渗透压的稳定，C正确；动物体内水平衡的调节为负反馈调节，D错误。2 (2013海南卷，1)关于生物体内有机化合物所含元素的叙述，错误的是 ()A叶绿素含有镁元素 B血红蛋白含有铁元素C脱氧核糖含
16、有磷元素 D胰岛素含有碳元素答案C解析叶绿体的组成元素含有镁；血红蛋白含铁；胰岛素的本质为蛋白质，故含有碳；脱氧核糖为五碳糖，不含有磷元素，故答案选C。3 (2013课标全国卷，29)某油料作物种子中脂肪含量为种子干重的70%。为探究该植物种子萌发过程中干重及脂肪的含量变化，某研究小组将种子置于温度、水分(蒸馏水)、通气等条件适宜的黑暗环境中培养，定期检查萌发种子(含幼苗)的脂肪含量和干重，结果表明：脂肪含量逐渐减少，到第11 d时减少了90%，干重变化如图所示。回答下列问题：(1)为了观察胚乳中的脂肪，常用_染液对种子胚乳切片染色，然后在显微镜下观察，可见_色的脂肪颗粒。(2)实验过程中，导
17、致萌发种子干重增加的主要元素是_(填“C”、“N”或“O”)。(3)实验第11 d后，如果要使萌发种子(含幼苗)的干重增加，必须提供的条件是_和_。答案(1)苏丹(或苏丹)橘黄(或红)(2)O(3)光照所需的矿质元素解析回顾教材中脂肪的检测实验作答(1)；种子干重增加主要是种子吸水所致，再结合空后说明作答(2)；使萌发种子(含幼苗)的干重增加也就是有机物增加，必须依靠光合作用来制造，C、H、O以外的元素还需要萌发种子(幼苗)从溶液中吸收。模拟题组4 下列有关组成生物体化学元素的叙述，正确的是 ()A微量元素在生物体内含量很少，所以人体不存在微量元素缺乏症B每种大量元素在不同的生物体内的含量都是
18、相同的C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D组成生物体的大量元素中，C是最基本的元素，在细胞鲜重中含量总是最多的答案C解析微量元素也是生物体的必需元素，一旦缺乏也会导致相应的病症；同一种元素在不同的生物体内的含量是不同的；细胞鲜重中含量最多的元素是氧元素。5 美国航天局科学家在加利福尼亚洲东部的莫诺湖里发现了一种被称作GFAJ1的独特细菌，这种细菌能利用剧毒化合物砒霜中的砷来代替磷元素构筑生命分子，进行一些关键的生化反应(在元素周期表中，砷排在磷下方，两者属于同族，化学性质相似)。根据上述材料进行预测，下列说法错误的是 ()AGFAJ1细菌体内含量较多的六种元素可能
19、是碳、氢、氧、氮、砷、硫B砷元素存在于GFAJ1细菌细胞膜以及脱氧核糖、ATP、DNA和RNA等物质中C砷对多数生物有毒是因为砷与磷的化学性质相似，它能够“劫持”磷参与的生化反应，制造混乱D该发现使人类对生命的认识发生了重大改变，拓宽了人类在地球极端环境乃至外星球寻找生命的思路答案B解析由于该细菌利用砷来代替磷，所以细胞含量较多的六种元素可能是碳、氢、氧、氮、砷、硫；脱氧核糖只含有C、H、O元素，所以砷元素不可能存在于脱氧核糖中；砷对多数生物有毒是因为砷与磷的化学性质相似，它能够“劫持”磷参与的生化反应，制造混乱；该发现使人类对生命的认识发生了重大改变，拓宽了人类在地球极端环境乃至外星球寻找生
20、命的思路。6 实验测得小麦、大豆、花生三种生物干种子中三大类有机物含量如图，有关叙述正确的是(双选) ()A用双缩脲试剂检测大豆种子研磨滤液呈紫色B蛋白质检测实验最好选用花生作为材料C三种种子都常用来做成面粉或榨成食用油D萌发时相同质量的三种种子需要的O2量不同答案AD解析大豆种子含有蛋白质，用双缩脲试剂检测大豆种子研磨滤液呈紫色；花生富含脂肪，所以蛋白质检测实验不适宜选用花生作为材料；做成面粉或榨成食用油应选用相应富含淀粉或脂肪的种子来制作；花生中富含脂肪，脂肪中C、H比例较高，氧化分解时需要氧气较多，所以萌发时相同质量的三种种子中花生需要的O2量最多。一、单项选择题1 下图横坐标表示细胞中
21、的几种化合物，纵坐标表示每种成分在细胞鲜重中的含量，以下按图中顺序排列的是 ()A水、蛋白质、糖类、脂质B蛋白质、糖类、脂质、水C水、蛋白质、脂质、糖类D蛋白质、水、脂质、糖类答案D解析在细胞鲜重中水的含量最多，其次是蛋白质，糖类和核酸含量较少。2 羊通过吃草获得自身所需的化合物和元素，那么羊和草体内的各种化学元素 ()A种类差异很大，含量大体相同B种类和含量差异都很大C种类和含量都是大体相同的D种类大体相同，含量差异很大答案D解析组成不同生物体的化学元素种类虽然大体相同，但各种化学元素的含量差异很大。3 下列有关生物体内化学元素的叙述中，错误的是 ()A同一生物体不同组织细胞内化学元素种类和
22、含量大体相同BC、H、O、N是组成生物体内酶所必需的元素C蛋白质中的S元素存在于氨基酸的R基中D核酸中的N存在于碱基中，蛋白质中的N主要存在于肽键中答案A解析同一生物体不同组织细胞中所含的元素种类大体相同，但含量存在差异，A错误。4 下列有关生命物质基础和结构基础的叙述，不正确的是 ()A组成ATP的化学元素是C、H、O、N、PB线粒体、核糖体和叶绿体中都含有DNAC构成糖原和纤维素的单体都是葡萄糖D磷脂是构成细胞膜的重要物质答案B解析组成ATP的化学元素是C、H、O、N、P，A正确；核糖体含有RNA不含有DNA，B错；多糖(糖原和纤维素)的单体都是葡萄糖，C正确；细胞膜的主要组成物质是磷脂和
23、蛋白质，D正确。5 下列广告语在科学性上没有错误的是 ()A没有水就没有生命B这种饮料不含任何化学物质C这种纯净水绝对纯净，其中不含任何离子D这种口服液含有丰富的N、P、Zn等微量元素答案A解析纯净水也存在H、OH等离子；N、P元素在生物体内属于大量元素。6 下列有关无机盐的叙述，正确的是 ()A人体的血浆渗透压由无机盐维持B细胞中的无机盐主要以化合物形式存在C细胞进行脂肪、DNA、RNA等物质合成时都需要磷酸盐DK是构成细胞的大量元素，对维持细胞正常功能有重要作用答案D解析人体血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质含量有关，A错误；细胞中的无机盐主要以离子形式存在，B错误；脂肪的组成元素只有C
24、、H、O，不含P，其合成时不需要磷酸盐，C错误。7 在下列生理过程中，细胞内自由水与结合水比值增加的是 ()A细胞衰老 B作物越冬C种子萌发 D细胞质壁分离答案C解析细胞中自由水含量增多的时候，细胞代谢速率加快；结合水含量增多的时候，细胞抗逆性增强。自由水和结合水的比值越高，代谢越旺盛。从种子萌发开始到幼苗的过程中，随着萌发的继续和生命活动的旺盛进行，细胞内自由水与结合水的比值会增加。8为了确定某种矿质元素是否是植物的必需元素，应采取的方法是 ()A检测正常叶片中该矿质元素的含量B分析根系对该矿质元素的吸收过程C分析环境条件对该矿质元素吸收的影响D观察含全部营养的培养液中去掉该矿质元素前、后植
25、株生长发育状况答案D解析验证某元素是否为必需矿质元素的实验设计时，先用只缺少该元素的完全培养液培养，观察植物是否正常生长，若不能正常生长，则补充该元素，观察植物是否恢复正常生长状态。9研究发现，冬小麦在秋冬受低温袭击时，呼吸速率先升高后降低；持续的冷害使根生长迟缓，吸收能力下降，但细胞内可溶性糖的含量有明显的提高。下列有关水对生命活动影响的叙述，合理的是 ()A冷害初期呼吸作用增强，不利于抵御寒冷B持续低温使线粒体内氧化酶活性减弱，影响可溶性糖合成淀粉C低温使细胞内结合水含量降低，自由水含量增加，以适应低温环境D在休眠的植物体内自由水与结合水的比值降低，有利于降低植物的细胞代谢答案D解析冷害初
26、期呼吸作用增强，产热增加，有利于抵御寒冷；持续低温使线粒体内氧化酶活性减弱，导致葡萄糖(可溶性还原糖)氧化分解减少，细胞内可溶性还原糖含量增加，可溶性糖合成淀粉需要的是淀粉合成酶，而不是线粒体内的氧化酶；低温时细胞内结合水含量上升，自由水含量减少；休眠的植物体自由水与结合水的比值降低，代谢减慢，D项正确。二、双项选择题10下表的有关分析中，错误的是 ()溶液溶质的元素组成检测试剂颜色反应溶质的基本单位甲C、H、O砖红色葡萄糖乙C、H、O、N等双缩脲试剂A甲可能是蔗糖溶液B是斐林试剂，使用时需水浴加热C乙液可能是一种酶溶液D是紫色，是核苷酸答案AD解析蛋白质的组成元素主要有C、H、O、N，基本单
27、位是氨基酸，蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应。糖类的基本组成元素为C、H、O，蔗糖的基本组成单位是葡萄糖和果糖，且蔗糖不是还原糖。还原糖与斐林试剂水浴加热生成砖红色沉淀。11下列关于实验操作步骤的叙述中，正确的是 ()A用于鉴定还原糖的斐林试剂甲液和乙液要现配现用B脂肪的鉴定需要用显微镜才能看到被染色的脂肪颗粒C用于鉴定蛋白质的双缩脲试剂A液与B液与斐林试剂甲液和乙液浓度可以相同D在鉴定脂肪的实验中，苏丹将脂肪染成橘黄色，苏丹将脂肪染成红色答案AB解析斐林试剂需现配现用；双缩脲试剂和斐林试剂的成分相同，但成分的浓度不同；脂肪鉴定中，苏丹将脂肪染成橘黄色，而苏丹将脂肪染成红色；脂肪鉴定中需要借助于显微镜才能观察到被染色的脂肪颗粒。12下列关于生物体内水分和无机盐的叙述，错误的是 ()A干种子内自由水的相对含量较低，不能进行旺盛的生命活动B旱生植物比水生植物具有较强的抗旱能力，其原因之一是结合水的相对含量较高C镁离子是叶绿素的重要成分，缺镁会造成叶片发黄D生理盐水能维持人体渗透压的平衡，防止细胞过度吸水而涨破答案AB解析干种子内结合水的相对含量高，自由水的相对含量低，因此不能进行旺盛的生命活动，A错误；旱生植物比水生植物具有较强的抗捍能力，其原因之一是结合水的相对含量较高。三、非选择题1
