高考復(fù)習(xí)生物 第2講 細(xì)胞中的元素和化合物（講義）（教師版）

2/11第2講細(xì)胞中的元素和化合物1.細(xì)胞中的元素和化合物。2.水和無機鹽的作用。3.實驗：檢測生物組織中還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)?？键c要求考題統(tǒng)計考情分析細(xì)胞中的水2022，河北，選T19,

2分2022，湖北，選T1,

2分2021，湖北，選T10,

2分本專題知識難度較低、基礎(chǔ)性強?？疾閷W(xué)生對細(xì)胞整體性的認(rèn)識(如2022廣東卷T8、2022湖南卷T1),或結(jié)合一些情景信息或表格信息設(shè)置題目，考查學(xué)生的應(yīng)變能力、獲取信息和綜合分析能力(如2022廣東卷T9、2021山東T1)。相關(guān)考題難度中等偏低。實驗：檢測生物組織中還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)2022，河北，選T3,

2分2021，河北，選T3,

2分2021，湖南，選T2,

2分考點一細(xì)胞中的元素和化合物1.生物界和非生物界在元素種類和含量上的關(guān)系2.細(xì)胞中的元素(1)元素的來源、分類和存在形式①C是生命的核心元素。生物大分子是以碳鏈為基本骨架的，碳原子在組成生物大分子中具有重要作用。因此，碳是生命的核心元素。②C、H、O、N四種元素在細(xì)胞中含量很高。組成細(xì)胞的很多化合物需要由這四種元素構(gòu)成。(2)生物界和非生物界在元素種類和含量上的關(guān)系3.細(xì)胞中的化合物4.依據(jù)元素推斷化合物的種類和功能（1）據(jù)特征元素推測化合物的種類（2）”元素分析法”判斷化合物的種類和功能:從化合物的元素組成分析代謝終產(chǎn)物：糖類、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)都含有C、H、O，故其代謝終產(chǎn)物都有CO2和H2O；蛋白質(zhì)中還有N，其代謝終產(chǎn)物中還含有尿素。（3）從化合物的元素組成分析氧化分解釋放能量的多少：脂肪的含氫量多于糖類，因此等質(zhì)量的脂肪氧化分解時消耗氧氣和釋放能量都多于糖類。例1.判斷：①細(xì)胞中的微量元素因含量極少而不如大量元素重要（×）解析：兩者都是生物必需的元素，作用不分大小，具有不可替代性②氨基酸是蛋白質(zhì)的基本組成單位，所以它們的元素組成相同（×）解析：氨基酸一定含有C、H、O、N四種元素，個別氨基酸（半胱氨酸和甲硫氨酸）含有S元素。蛋白質(zhì)主要由C、H、O、N四種化學(xué)元素組成；很多重要的蛋白質(zhì)還含有S、P兩種元素，有的蛋白質(zhì)還含有Fe、Mn、Cu、Zn等微量元素（如血紅蛋白含F(xiàn)e元素）③組成細(xì)胞的各種元素都是以化合物的形式存在的。(×)④梨的果實和葉片的細(xì)胞中化合物的種類和含量大體是相同的。(×)⑤微量元素雖然含量少，但它們既參與細(xì)胞結(jié)構(gòu)組成，也參與細(xì)胞的代謝調(diào)節(jié)（√）解析：缺B，花而不實例2.如圖1是細(xì)胞中化合物含量的扇形圖，圖2是有活性的細(xì)胞中元素含量的柱形圖，請分析：(1)若圖1表示細(xì)胞鮮重，則A、B化合物依次是。(2)若圖2表示組成人體細(xì)胞的元素含量，則a、b、c依次是。(3)若圖1表示細(xì)胞完全脫水后的化合物含量，則A化合物具有多樣性，其必含的元素是。(4)生物界和非生物界既然在元素組成上具有統(tǒng)一性，那么為什么會出現(xiàn)元素含量的差異性？(5)請給不同狀態(tài)的細(xì)胞(鮮重、干重)前四種元素的含量排序，并嘗試分析兩種狀態(tài)下O元素排序差異的原因。答案：(1)水、蛋白質(zhì)(2)O、C、H(3)C、H、O、N(4)因為組成細(xì)胞的元素是細(xì)胞有選擇地從無機自然界中吸收獲得(5)細(xì)胞鮮重時元素含量：O＞C＞H＞N。細(xì)胞干重時元素含量：C＞O＞N＞H。原因：鮮重中水是細(xì)胞中含量最多的化合物，而水分子中O的含量遠(yuǎn)大于H，因此組成生物體的元素中，O元素占細(xì)胞鮮重百分比最多。（易錯“數(shù)量”和“含量”）判斷：在活細(xì)胞中氫原子的數(shù)目最多（√）例3.如圖表示不同化學(xué)元素所組成的化合物，以下說法錯誤的是（）A.若①為某種大分子的組成單位，則①最可能是氨基酸B.若②是細(xì)胞中重要的儲能物質(zhì)，則②是脂肪C.若③為能儲存遺傳信息的大分子物質(zhì)，則③一定是DNAD.若④主要是在動物肝臟和肌肉中合成的儲能物質(zhì)，則④是糖原答案：C解析：C、若③為能儲存遺傳信息的大分子物質(zhì)，則③是DNA或RNA考點二水和無機鹽的作用1.細(xì)胞中的水（1）含量：活細(xì)胞中含量最多化合物。在不同情況下細(xì)胞含水量的高低(填“>”或“<”)：①生物種類：水生生物含水量__>__陸生生物含水量。②生長發(fā)育階段：幼兒_>_成年；幼嫩部分_>_成熟部分。③組織器官種類與代謝程度：牙齒_<_骨骼_<_血液。水為什么是細(xì)胞內(nèi)的良好溶劑？（P一20）(2)存在形式、作用(3)水的轉(zhuǎn)化及其與代謝的關(guān)系①自由水和結(jié)合水相互轉(zhuǎn)化：自由水結(jié)合水②自由水/結(jié)合水與代謝、抗逆性的關(guān)系（4）水的跨膜運輸方式抗利尿激素通過調(diào)節(jié)腎小管上皮細(xì)胞膜上的水通道蛋白的多少來實現(xiàn)重吸收水的多少?！咎貏e提醒】1.細(xì)胞中的水A.種子萌發(fā)時，吸收水分，自由水增多，代謝增強B.曬干的種子，自由水減少，代謝減弱，利于儲存。C.曬干的種子，經(jīng)過加熱，失去結(jié)合水，細(xì)胞的結(jié)構(gòu)被破壞，不能萌發(fā)。2.歸納水的產(chǎn)生、利用、吸收及其調(diào)節(jié)【教材拾遺】從細(xì)胞組成和結(jié)構(gòu)的角度來推測，水分可以經(jīng)過細(xì)胞膜中的磷脂雙分子層、水通道蛋白從細(xì)胞外進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。水通道蛋白(AQP)是對水專一的通道蛋白,普遍存在于動、植物及微生物中。它所介導(dǎo)的自由水快速被動的跨生物膜轉(zhuǎn)運,是水進(jìn)出細(xì)胞的主要途徑?！境ＷR拓展】種子的萌發(fā)水在植物的生命活動中具有重要作用。風(fēng)干種子只有吸收足夠的水才能進(jìn)行旺盛的代謝活動，使胚生長。小麥種子萌發(fā)過程中吸水量隨時間變化的趨勢如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：（1）植物細(xì)胞中的水通常以結(jié)合水和自由水兩種形式存在，風(fēng)干種子細(xì)胞中的水主要以_結(jié)合水_的形式存在。經(jīng)階段I吸水后，種子中的水主要是以_自由水_的形式存在。（2）在階段II，種子吸水速率_小于_（填“大于”、“小于”或“等于”）階段I，呼吸速率_大于_（填“大于”、“小于”或“等于”）階段I。吸脹吸水：植物細(xì)胞吸水的一種方式。未形成液泡的細(xì)胞靠吸脹作用為動力的吸水過程。例如風(fēng)干種子的吸水就是靠吸脹作用。分生組織細(xì)胞主要也靠吸脹作用吸水。吸脹作用是親水膠體吸水并使其膨脹的現(xiàn)象。滲透吸水：滲透作用是溶劑分子通過半透膜的擴(kuò)散作用。具有中央大液泡的細(xì)胞主要靠滲透作用吸水。例4.生命活動離不開水。下列關(guān)于水的敘述，正確的有幾項（）①在最基本的生命系統(tǒng)中，H2O有自由水和結(jié)合水兩種存在形式；②由氨基酸形成多肽時，生成物H2O中的氫來自氨基和羧基；③有氧呼吸時，生成物中H2O中的氫全部來自線粒體中丙酮酸分解；④H2O在光下分解，產(chǎn)生的NADPH將固定的CO2還原成（CH2O）；⑤貯藏中的種子不含水分，以保持休眠狀態(tài)；⑥缺水時，動物體通過調(diào)節(jié)能使機體減少水的散失A.一項 B.二項 C.三項 D.四項答案：D解析：③有氧呼吸時，生成物中H2O中的氫來自葡萄糖和水；⑤貯藏中的種子結(jié)合水與自由水的比值較高，以保持休眠狀態(tài)；（2013年新課標(biāo)全國Ⅰ卷節(jié)選）某油料作物種子中脂肪含量為種子干重的70%。為探究該植物種子萌發(fā)過程中干重及脂肪的含量變化，某研究小組將種子置于溫度、水分（蒸餾水）、通氣等條件適宜的黑暗環(huán)境中培養(yǎng)，定期檢查萌發(fā)種子（含幼苗）的脂肪含量和干重，結(jié)果表明：脂肪含量逐漸減少，到第11d時減少了90%，干重變化如圖所示。實驗過程中，導(dǎo)致種子干重增加的主要元素是_______（填“C”、“N”或“O”）。答案：O解析：解析：從圖中可以看出，種子的干重先增加后減少，在6-8d時最大。培養(yǎng)條件為黑暗，蒸餾水。干重增加不可能是來源于光合作用和礦質(zhì)元素的吸收，因而導(dǎo)致種子干重增加的主要元素不會是C和N，只能是O。吸收的水參與種子中物質(zhì)代謝以及成為結(jié)合水等，導(dǎo)致種子干重增加。特別是胚乳中脂肪轉(zhuǎn)化為幼苗中糖等親水物質(zhì)，會使細(xì)胞中結(jié)合水增加。2.細(xì)胞中的無機鹽(1)存在形式和功能(2)無機鹽離子進(jìn)出細(xì)胞的方式:①大多數(shù)無機鹽離子進(jìn)出細(xì)胞的方式是主動運輸。無機鹽離子逆濃度梯度跨膜運輸如：人體甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞吸收血液中的碘離子。植物根部細(xì)胞從土壤中吸收無機鹽(逆濃度)。②少數(shù)情況下無機鹽離子進(jìn)出細(xì)胞的方式是協(xié)助擴(kuò)散如：靜息電位形成時：神經(jīng)細(xì)胞中的K+外流動作電位形式時：神經(jīng)細(xì)胞外的Na+內(nèi)流肌肉收縮時肌細(xì)胞外的Ca2+內(nèi)流（3）無機鹽生理功能的實驗驗證:P一22甲組：實驗組，乙組：對照組；實驗中應(yīng)保證實驗組和對照組中實驗材料的統(tǒng)一性，即材料的種類、生長狀況等相同；實驗組中加入Fe的目的是二次對照，使實驗組前后對照，以增強說服力。該方案也可用于檢測某種礦質(zhì)元素是否是植物正常生長的必需元素。每組放入的植物不能是一株，因為一株植物存在偶然性。例1.判斷①自由水主要存在于血漿、組織液、淋巴。（×）解析：自由水主要分布在細(xì)胞內(nèi)。②水影響光合作用強度的主要原因是水影響氣孔的開閉。（√）③秋冬季節(jié)，蒸騰作用弱，吸水減少，結(jié)合水含量相對提高有利于植物抗寒提高。（√）④細(xì)胞內(nèi)自由水∕結(jié)合水比例升高，則代謝旺盛，反之，則代謝緩慢，如衰老細(xì)胞與癌細(xì)胞相比，前者該比例下降，后者該比例升高。（√）P一123⑤小麥種子中水分減少的主要原因是植物吸收的水分減少（×）解析：小麥種子中水分減少的主要原因是自由水散失。例2.圖1表示甲、乙兩種無機鹽離子處于不同濃度時與作物產(chǎn)量的關(guān)系；圖2表示不同濃度的鈣對某種植物花粉萌發(fā)和花粉管生長的影響。下列相關(guān)描述錯誤的是()A.同一種作物對甲、乙兩種無機鹽離子的需求量不同B.乙的濃度為d時，對提高產(chǎn)量最有利C.適宜濃度的鈣有利于花粉管的生長D.在一定范圍內(nèi)，鈣的濃度對花粉萌發(fā)率無影響答案：B解析：乙的濃度為b時，對提高產(chǎn)量最有利,d時會造成無機鹽浪費例3.設(shè)計實驗探究X是否屬于植物生長所必需的無機鹽，某同學(xué)的構(gòu)思大致如下：本實驗中采用甲組、乙組之間的空白對照；以及乙組中實驗前(無X)與實驗后(有X)之間的自身對照。下列敘述正確的是()A.對照組是甲組、乙組實驗后B.此實驗的無關(guān)變量只是選一些相同的植物C.此實驗如果是無土栽培，則實驗前營養(yǎng)液要滅菌D.為防止外界影響，此實驗需在黑暗密閉條件下進(jìn)行答案：C解析：A.對照組是甲組。B.此實驗的無關(guān)變量是選一些相同的植物、培養(yǎng)溫度、時間、光照強度等；D.為防止外界影響，此實驗需在人工控制條件下進(jìn)行，黑暗下植物不能存活。故選：C【歸納總結(jié)】礦質(zhì)元素吸收和水分吸收的關(guān)系項目水分吸收礦質(zhì)元素吸收區(qū)別水分吸收為滲透作用，不需要ATP礦質(zhì)元素吸收主要為主動運輸，需要ATP聯(lián)系(1)都發(fā)生在根毛區(qū)；(2)礦質(zhì)元素需要溶于水中才能進(jìn)行；(3)礦質(zhì)元素的吸收增加細(xì)胞液濃度，從而促進(jìn)水的吸收；(4)水分能及時將吸收的礦質(zhì)元素運走，在一定程度上也促進(jìn)了礦質(zhì)元素的吸收考點三實驗：檢測生物組織中還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)1.生物組織在還原糖、蛋白質(zhì)、脂肪的鑒定（1）還原糖的檢測藍(lán)色→棕色→磚紅色（2）蛋白質(zhì)的檢測紫色（3）脂肪的檢測：（制作臨時裝片）花生種子勻漿＋3滴蘇丹Ⅲ染液→橘黃色【易錯點】思考：某同學(xué)在鑒定還原糖和蛋白質(zhì)時,只配制了斐林試劑甲液和乙液,忘記配制雙縮脲試劑了,如果鑒定完還原糖后仍想鑒定蛋白質(zhì),該如何做才最快捷?提示:斐林試劑甲液和雙縮脲試劑A液完全相同,將斐林試劑乙液用蒸餾水稀釋5倍后便成為雙縮脲試劑B液,可用于蛋白質(zhì)的鑒定。①三個實驗中都不宜選取有顏色的材料，否則會干擾實驗結(jié)果的顏色變化。②脂肪鑒定的過程中滴加1～2滴體積分?jǐn)?shù)為50%的酒精的目的是洗去浮色，原因是蘇丹Ⅲ染液易溶于酒精。③物質(zhì)鑒定實驗一般不設(shè)立對照實驗，若需設(shè)立對照實驗，對照組應(yīng)加入成分已知的物質(zhì)，如驗證唾液淀粉酶是蛋白質(zhì)，對照組可加入稀釋的雞蛋清。例4.(經(jīng)典易錯題)在生物組織中還原糖、脂肪、蛋白質(zhì)的鑒定實驗中，關(guān)于實驗材料的選擇的敘述，錯誤的是（）A.甘蔗莖的薄壁組織、甜菜的塊根等，都含有較多的糖，且近于白色，因此可以用于進(jìn)行還原糖的鑒定B.花生種子含脂肪多，且子葉肥厚，是用于脂肪鑒定的理想材料C.大豆種子蛋白質(zhì)含量高，是進(jìn)行蛋白質(zhì)鑒定的理想植物材料D.雞蛋清含蛋白質(zhì)多，是進(jìn)行蛋白質(zhì)鑒定的動物材料E.可用斐林試劑甲液和乙液、蒸餾水來鑒定葡萄糖和尿液中的蛋白質(zhì)答案：A解析：蔗糖是非還原糖。1.(2021·全國乙，3)植物在生長發(fā)育過程中，需要不斷從環(huán)境中吸收水。下列有關(guān)植物體內(nèi)水的敘述，錯誤的是()A.根系吸收的水有利于植物保持固有姿態(tài)B.結(jié)合水是植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分C.細(xì)胞的有氧呼吸過程不消耗水但能產(chǎn)生水D.自由水和結(jié)合水比值的改變會影響細(xì)胞的代謝活動答案：C.解析：C植物根系從土壤中吸收的水使液泡充盈，可調(diào)節(jié)植物細(xì)胞液滲透壓并有利于植物保持一定的形態(tài)，A正確；細(xì)胞內(nèi)結(jié)合水可與蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)結(jié)合，成為生物體的構(gòu)成成分，因此結(jié)合水是植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分，B正確；細(xì)胞有氧呼吸過程中，第二階段需要水的參與，第三階段有水的生成，C錯誤；細(xì)胞內(nèi)自由水和結(jié)合水的比值下降，細(xì)胞代謝活動減弱，反之