2024-2025年高考生物一輪復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)講解專題1-2細(xì)胞中的元素和化合物細(xì)胞中的無(wú)機(jī)物含解析

PAGEPAGE1專題1-2細(xì)胞中的元素和化合物細(xì)胞中的無(wú)機(jī)物【考情分析】1.說(shuō)出細(xì)胞主要由C、H、O、N、P、S等元素構(gòu)成，它們以碳鏈為骨架形成困難的生物大分子2.指出水大約占細(xì)胞重量的2/3，以自由水和結(jié)合水的形式存在，給予了細(xì)胞很多特性，在生命活動(dòng)中具有重要作用3.舉例說(shuō)出無(wú)機(jī)鹽在細(xì)胞內(nèi)含量雖少，但與生命活動(dòng)親密相關(guān)4.試驗(yàn)：檢測(cè)生物組織中的還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)【核心素養(yǎng)分析】1.生命觀念：大量元素與微量元素。2.科學(xué)思維：水和無(wú)機(jī)鹽的存在形式與作用。3.社會(huì)責(zé)任：留意飲食，養(yǎng)成良好的生活習(xí)慣。4.科學(xué)探究：檢測(cè)生物組織中還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)?！局攸c(diǎn)學(xué)問(wèn)梳理】學(xué)問(wèn)點(diǎn)一組成細(xì)胞的元素和化合物1．種類(1)含量：①大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。②微量元素：生物生活必需但須要量卻很少的元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。(2)作用：①最基本元素：C。②基本元素：C、H、O、N?！練w納總結(jié)】各種化合物的組成元素1.從化合物的元素組成分析代謝產(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。2．從化合物的元素含量上分析氧化分說(shuō)明放能量的多少：脂肪的含氫量多于糖類，因此等質(zhì)量的脂肪徹底氧化分解時(shí)所消耗的O2比糖類多，釋放的能量也多于糖類。2．組成細(xì)胞的化合物(1)種類：水、無(wú)機(jī)鹽、糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸。(2)含量：①鮮重含量最多的化合物：水。②鮮重含量最多的有機(jī)物蛋白質(zhì)。③占細(xì)胞干重最多的化合物：蛋白質(zhì)?！咎厥馓崾尽孔叱鲈嘏c化合物的三個(gè)誤區(qū)1．誤區(qū)一：易混淆元素與化合物的干重和鮮重。(1)在組成細(xì)胞的元素中，占鮮重百分比：O>C>H>N；占干重百分比：C>O>N>H。(2)在組成細(xì)胞的化合物中，占鮮重百分比：水>蛋白質(zhì)>脂質(zhì)>糖類，但在占干重百分比中，蛋白質(zhì)最多。2．誤區(qū)二：誤以為生物體內(nèi)大量元素重要，微量元素不重要。大量元素、微量元素是依據(jù)元素的含量劃分的。無(wú)論是大量元素還是微量元素，都是生物體必需的元素。3．誤區(qū)三：易混淆“數(shù)量”和“含量”。人體活細(xì)胞中氧的含量最多，但氫原子的數(shù)量最多。學(xué)問(wèn)點(diǎn)二、細(xì)胞中的無(wú)機(jī)物1．細(xì)胞中的水(1)存在形式：自由水和結(jié)合水。(2)功能：①結(jié)合水是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分。②自由水是細(xì)胞內(nèi)的良好溶劑；參加細(xì)胞內(nèi)的很多生物化學(xué)反應(yīng)；為細(xì)胞供應(yīng)液體環(huán)境；運(yùn)輸養(yǎng)分物質(zhì)和代謝廢物。2．細(xì)胞中的無(wú)機(jī)鹽(1)存在形式：主要以離子形式存在。(2)功能：①細(xì)胞的重要組成成分；②維持細(xì)胞和生物體的生命活動(dòng)；③維持細(xì)胞內(nèi)的酸堿平衡?！菊咸嵘繜o(wú)機(jī)鹽在細(xì)胞中的功能1．某些困難化合物的組成成分無(wú)機(jī)鹽參加形成的化合物N(NOeq\o\al(－,3))蛋白質(zhì)、ATP(ADP)、葉綠素、核酸(DNA或RNA)P(POeq\o\al(3－,4))ATP(ADP)、磷脂、核酸(DNA或RNA)Mg2＋葉綠素S(SOeq\o\al(2－,4))某些蛋白質(zhì)Fe2＋動(dòng)物血紅蛋白I－甲狀腺激素2.維持細(xì)胞和生物體的正常生命活動(dòng)。例如，哺乳動(dòng)物血液中Ca2＋含量過(guò)低就會(huì)出現(xiàn)抽搐，I－缺乏易患地方性甲狀腺腫，F(xiàn)e2＋缺乏易患貧血等，缺乏N、Mg和P元素，植物的光合作用將會(huì)受到影響。3．維持生物體內(nèi)的平衡。體內(nèi)平衡使細(xì)胞能有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)和功能，是生物維持正常的代謝和生理活動(dòng)的必要條件。(1)滲透壓的平衡：Na＋、Cl－對(duì)細(xì)胞外液滲透壓起重要作用，K＋則對(duì)細(xì)胞內(nèi)液滲透壓起確定作用。(2)酸堿平衡(即pH平衡)：pH調(diào)整著細(xì)胞的一切生命活動(dòng)，它的變更影響著生物大分子的功能特性以及在細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的一切反應(yīng)：如人血漿中的HCOeq\o\al(－,3)、HPOeq\o\al(2－,4)等。(3)離子平衡：動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)外Na＋/K＋/Ca2＋的比例是相對(duì)穩(wěn)定的。細(xì)胞膜外Na＋高、K＋低，細(xì)胞膜內(nèi)K＋高、Na＋低。K＋、Na＋這兩種離子在細(xì)胞膜內(nèi)外分布的濃度差，是使細(xì)胞保持反應(yīng)性能的重要條件。學(xué)問(wèn)點(diǎn)三檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)1．試驗(yàn)原理(1)還原糖＋斐林試劑eq\o(――→,\s\up11(50～65℃),\s\do4(溫水浴))磚紅色沉淀(2)脂肪＋eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(蘇丹Ⅲ染液―→橘黃色,蘇丹Ⅳ染液―→紅色))(3)蛋白質(zhì)＋雙縮脲試劑―→紫色2．試驗(yàn)步驟(1)還原糖的檢測(cè)(2)脂肪的檢測(cè)方法一：花生種子勻漿＋3滴蘇丹Ⅳ染液→紅色方法二(3)蛋白質(zhì)的檢測(cè)【誤區(qū)警示】走出誤區(qū)(1)三類有機(jī)物檢測(cè)在操作步驟上的“三個(gè)唯一”①唯一須要加熱——還原糖檢測(cè)，且必需水浴加熱，不能用酒精燈干脆加熱。若不加熱，則無(wú)磚紅色沉淀出現(xiàn)。②唯一須要顯微鏡——脂肪檢測(cè)。③唯一運(yùn)用酒精——脂肪的鑒定，試驗(yàn)用體積分?jǐn)?shù)為50%的酒精洗去浮色。(2)試驗(yàn)中的三個(gè)留意點(diǎn)①三個(gè)試驗(yàn)中都不宜選取有顏色的材料，否則會(huì)干擾視察試驗(yàn)結(jié)果的顏色變更。②脂肪鑒定的過(guò)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，緣由是蘇丹Ⅲ或蘇丹Ⅳ染液易溶于酒精。③物質(zhì)鑒定試驗(yàn)一般不設(shè)立比照試驗(yàn)，若需設(shè)立比照試驗(yàn)，比照組應(yīng)加入成分已知的物質(zhì)，如驗(yàn)證唾液淀粉酶是蛋白質(zhì)，比照組可加入稀釋的雞蛋清?！镜湫皖}分析】核心考點(diǎn)一、考查考查組成細(xì)胞和生物體的化學(xué)元素例1．(2024·安徽皖南八校聯(lián)考)下列有關(guān)組成生物體化學(xué)元素的敘述，正確的是()A．微量元素在生物體內(nèi)含量很少，所以人體不存在微量元素缺乏癥B．每種大量元素在不同的生物體內(nèi)的含量都是相同的C．組成生物體的化學(xué)元素依據(jù)其含量不同分為大量元素和微量元素兩大類D．組成生物體的大量元素中，碳元素是最基本的元素，在細(xì)胞鮮重中含量總是最多的【答案】C【解析】微量元素在生物體內(nèi)含量很少，卻是維持正常生命活動(dòng)不行缺少的，若缺乏，則會(huì)出現(xiàn)微量元素缺乏癥，如缺鋅、缺碘都會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的病癥。每種元素在不同的生物體內(nèi)的含量是不相同的，如氧元素在玉米和人的細(xì)胞中占細(xì)胞干重的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為44.43%和14.62%。生物體內(nèi)的碳元素是最基本的元素，但在細(xì)胞鮮重中，氧元素的含量是最多的?！咀兪教骄俊?2024·江西南昌三中模擬)下表是組成人體細(xì)胞中的部分元素含量，下圖是人體細(xì)胞中化合物含量的柱形圖，下列說(shuō)法正確的是()元素abc含量65%18%10%A．若表格表示元素占細(xì)胞鮮重的百分比含量，則表中含量最多的元素a是碳元素B．若圖表示細(xì)胞鮮重化合物含量，則甲化合物是蛋白質(zhì)C．若表格表示元素占細(xì)胞干重的百分比含量，則b是細(xì)胞中數(shù)量最多的元素D．若圖表示細(xì)胞完全脫水后化合物含量，則甲化合物具有多樣性【答案】D【解析】細(xì)胞鮮重中元素含量前三位從多到少依次為O、C、H，化合物含量前兩位從多到少依次為水和蛋白質(zhì)，故若表格表示元素占細(xì)胞鮮重的百分比含量，則表格中a為氧元素，若圖表示細(xì)胞鮮重化合物含量，則甲為水，A、B錯(cuò)誤；若表格表示元素占細(xì)胞干重的百分比含量，則b是氧元素，C錯(cuò)誤；細(xì)胞完全脫水后蛋白質(zhì)含量最多，蛋白質(zhì)具有多樣性，D正確。核心考點(diǎn)二考查細(xì)胞內(nèi)化合物的組成元素例2．(2024·河北正定中學(xué)模擬)下列各組化合物中，由相同元素組成的是()A．葉綠素、類胡蘿卜素 B．胰島素、性激素C．脂肪、核苷酸 D．纖維素、丙酮酸【答案】D【解析】葉綠素中含有鎂元素，與類胡蘿卜素的元素組成不完全相同，A錯(cuò)誤；性激素只含有C、H、O，胰島素含有C、H、O、N、S，B錯(cuò)誤；脂肪只含有C、H、O，核苷酸含有C、H、O、N、P，C錯(cuò)誤；纖維素和丙酮酸都只含有C、H、O，D正確。【變式探究】(2024·河南開(kāi)封二中模擬)如圖是構(gòu)成細(xì)胞的某些化合物的元素組成狀況。下列對(duì)①②③所表示的物質(zhì)及其所能表現(xiàn)的生理功能推想，錯(cuò)誤的是()A．①可能是葉綠素，能汲取光能進(jìn)行光合作用B．②可能是血紅蛋白，有運(yùn)輸氧的作用C．③可能是磷脂，是細(xì)胞膜的主要成分D．①②③必為同一類物質(zhì)【答案】D【解析】葉綠素中含有Mg，所以①可能是葉綠素，能汲取光能進(jìn)行光合作用，A項(xiàng)正確；血紅蛋白中含有Fe，所以②可能是血紅蛋白，有運(yùn)輸氧的作用，B項(xiàng)正確；磷脂含有的元素是C、H、O、N、P，所以③可能是磷脂，是細(xì)胞膜的主要成分，C項(xiàng)正確；①②③可能為不同類物質(zhì)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。核心考點(diǎn)三考查水的存在形式、作用及與代謝的關(guān)系例3．(2024·海南高考)植物細(xì)胞中水和礦質(zhì)元素離子會(huì)表現(xiàn)出某些特點(diǎn)。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．根細(xì)胞中的K＋不能以自由擴(kuò)散的方式進(jìn)入土壤溶液中B．礦質(zhì)元素離子在細(xì)胞內(nèi)積累可引起外界溶液中的水進(jìn)入細(xì)胞C．根細(xì)胞汲取的礦質(zhì)元素能夠以離子的形式貯存在液泡中D．葉肉細(xì)胞中參加光合作用光反應(yīng)階段的水分子屬于結(jié)合水【答案】D【解析】根細(xì)胞中的K＋不能以自由擴(kuò)散的方式進(jìn)入土壤溶液中，因?yàn)镵＋跨膜運(yùn)輸須要載體，自由擴(kuò)散不須要載體，A正確；礦質(zhì)元素離子在細(xì)胞內(nèi)積累會(huì)引起細(xì)胞液濃度增大，進(jìn)而發(fā)生吸水，故會(huì)引起外界溶液中的水進(jìn)入細(xì)胞，B正確；細(xì)胞內(nèi)無(wú)機(jī)鹽大多以離子形式存在，根細(xì)胞汲取的礦質(zhì)元素能夠以離子的形式貯存在液泡中，C正確；葉肉細(xì)胞中參加光合作用光反應(yīng)階段的水分子屬于自由水，可以分解成氧氣和[H]，D錯(cuò)誤。故選D?！咀兪教骄俊?2024·山西省大同模擬)下列關(guān)于水與生命活動(dòng)的說(shuō)法，不正確的是()A．細(xì)胞發(fā)生癌變，其自由水含量較正常細(xì)胞的低B．正在萌發(fā)的種子中結(jié)合水與自由水的比值降低C．在線粒體、葉綠體和核糖體中進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)都有水生成D．自由水和結(jié)合水在肯定的條件下可以相互轉(zhuǎn)化【答案】A【解析】細(xì)胞發(fā)生癌變，細(xì)胞代謝增加，細(xì)胞內(nèi)自由水的含量較正常細(xì)胞多，A錯(cuò)誤；正在萌發(fā)的種子中自由水的含量增多，自由水與結(jié)合水的比值上升，有利于種子的萌發(fā)，B正確；線粒體是進(jìn)行有氧呼吸的主要場(chǎng)所，水在線粒體內(nèi)膜上生成，葉綠體是細(xì)胞的養(yǎng)料制造車間，有機(jī)物的合成過(guò)程中有水生成，核糖體通過(guò)脫水縮合形成多肽，C正確；細(xì)胞中的自由水和結(jié)合水在肯定條件下可以相互轉(zhuǎn)化，這也是細(xì)胞對(duì)環(huán)境適應(yīng)的一種表現(xiàn)，D正確。核心考點(diǎn)四考查無(wú)機(jī)鹽的作用例4．(2024·高考全國(guó)卷Ⅲ)氮元素是植物生長(zhǎng)的必需元素，合理施用氮肥可提高農(nóng)作物的產(chǎn)量?；卮鹣铝袉?wèn)題。(1)植物細(xì)胞內(nèi)，在核糖體上合成的含氮有機(jī)物是________，在細(xì)胞核中合成的含氮有機(jī)物是________，葉綠體中含氮的光合色素是________。(2)農(nóng)作物汲取氮元素的主要形式有銨態(tài)氮(NHeq\o\al(＋,4))和硝態(tài)氮(NOeq\o\al(－,3))。已知作物甲對(duì)同一種養(yǎng)分液(以硝酸銨為唯一氮源)中NHeq\o\al(＋,4)和NOeq\o\al(－,3)的汲取具有偏好性(NHeq\o\al(＋,4)和NOeq\o\al(－,3)同時(shí)存在時(shí)，對(duì)一種離子的汲取量大于另一種)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)試驗(yàn)對(duì)這種偏好性進(jìn)行驗(yàn)證，要求簡(jiǎn)要寫(xiě)出試驗(yàn)思路、預(yù)期結(jié)果和結(jié)論?！敬鸢浮?1)蛋白質(zhì)核酸葉綠素(2)試驗(yàn)思路：配制養(yǎng)分液(以硝酸銨為唯一氮源)，用該養(yǎng)分液培育作物甲，一段時(shí)間后，檢測(cè)養(yǎng)分液中NHeq\o\al(＋,4)和NOeq\o\al(－,3)的剩余量。預(yù)期結(jié)果和結(jié)論：若養(yǎng)分液中NOeq\o\al(－,3)的剩余量小于NHeq\o\al(＋,4)的剩余量，則說(shuō)明作物甲偏好汲取NOeq\o\al(－,3)；若養(yǎng)分液中NHeq\o\al(＋,4)的剩余量小于NOeq\o\al(－,3)的剩余量，則說(shuō)明作物甲偏好汲取NHeq\o\al(＋,4)。【解析】(1)植物細(xì)胞內(nèi)的含氮有機(jī)物有蛋白質(zhì)、磷脂、ATP、核酸等，其中在核糖體上合成的為蛋白質(zhì)，在細(xì)胞核中合成的是核酸，植物葉綠體中的光合色素有葉綠素和類胡蘿卜素，其中含氮的光合色素是葉綠素。(2)本試驗(yàn)的目的是驗(yàn)證作物甲對(duì)養(yǎng)分液中NHeq\o\al(＋,4)和NOeq\o\al(－,3)的汲取具有偏好性，因變量是作物甲對(duì)二者的汲取量，因此可將生理狀態(tài)相同的若干作物甲培育在相宜濃度的以硝酸銨為唯一氮源的養(yǎng)分液中，在相宜條件下培育一段時(shí)間，并測(cè)定試驗(yàn)后養(yǎng)分液中NHeq\o\al(＋,4)和NOeq\o\al(－,3)的剩余量，最終進(jìn)行比較，假如試驗(yàn)后養(yǎng)分液中NHeq\o\al(＋,4)的剩余量小于NOeq\o\al(－,3)的剩余量，可說(shuō)明作物甲對(duì)養(yǎng)分液中NHeq\o\al(＋,4)的汲取具有偏好性；反之，則說(shuō)明作物甲對(duì)養(yǎng)分液中NOeq\o\al(－,3)的汲取具有偏好性?！咀兪教骄俊?2024·高考海南卷)無(wú)機(jī)鹽對(duì)于維持生物體的生命活動(dòng)具有重要作用。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．蔬菜中的草酸不利于機(jī)體對(duì)食物中鈣的汲取B．缺鐵會(huì)導(dǎo)致哺乳動(dòng)物血液運(yùn)輸O2的實(shí)力下降C．和ATP一樣，KH2PO4也能為生物體供應(yīng)能量D．植物秸稈燃燒產(chǎn)生的灰燼中含有豐富的無(wú)機(jī)鹽【答案】C【解析】草酸與食物中的鈣結(jié)合形成沉淀物不利于鈣的汲取，A正確。鐵是血紅蛋白的組成成分，血紅蛋白的主要作用是運(yùn)輸氧，缺鐵會(huì)導(dǎo)致哺乳動(dòng)物血液運(yùn)輸O2的實(shí)力下降，B正確。無(wú)機(jī)鹽在生物體中的作用是細(xì)胞的結(jié)構(gòu)成分、參加并維持生物體的代謝活動(dòng)、維持生物體內(nèi)的酸堿平衡、維持細(xì)胞的滲透壓，C錯(cuò)誤。燃燒過(guò)程中有機(jī)物被分解，剩下來(lái)的是無(wú)機(jī)物，D正確。核心考點(diǎn)五檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)例5．(2024·海南高考)下列檢測(cè)生物分子的試驗(yàn)中，關(guān)于顏色變更的敘述錯(cuò)誤的是()A．淀粉遇碘液可顯藍(lán)色B．葡萄糖與斐林試劑反應(yīng)呈磚紅色C．蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑反應(yīng)顯紫色D．脂肪被蘇丹Ⅳ染液染成橘黃色【答案】D【解析】淀粉遇碘液會(huì)出現(xiàn)藍(lán)色，A正確；葡萄糖與斐林試劑經(jīng)水浴加熱，會(huì)呈磚紅色，B正確；蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑反應(yīng)顯紫色，不須要水浴加熱，C正確；脂肪被蘇丹Ⅳ染液染成紅色，脂肪被蘇丹Ⅲ染液染成橘黃色，D錯(cuò)誤。故選D。【變式探究】(2024·高考江蘇卷)為探究玉米籽粒發(fā)芽過(guò)程中一些有機(jī)物含量的變更，探討小組利用下列供選材料用具進(jìn)行了試驗(yàn)。材料用具：玉米籽粒；斐林試劑，雙縮脲試劑，碘液，緩沖液，淀粉，淀粉酶等；研缽，水浴鍋，天平，試管，滴管，量筒，容量瓶，顯微鏡，玻片，酒精燈等。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)為了檢測(cè)玉米籽粒發(fā)芽過(guò)程中蛋白質(zhì)(肽類)含量變更，在不同發(fā)芽階段玉米提取液中，分別加入________試劑，比較顏色變更。該試驗(yàn)須要選用的器具有________(填序號(hào))。①試管②滴管③量筒④酒精燈⑤顯微鏡(2)為了檢測(cè)玉米籽粒發(fā)芽過(guò)程中淀粉含量變更，將不同發(fā)芽階段的玉米籽?？v切，滴加________，進(jìn)行視察。結(jié)果顯示，胚乳呈藍(lán)色塊狀，且隨著發(fā)芽時(shí)間的延長(zhǎng)，藍(lán)色塊狀物變小。由此可得出的結(jié)論是_________________________________________。(3)為了驗(yàn)證上述藍(lán)色塊狀物變小是淀粉酶作用的結(jié)果，設(shè)計(jì)了如下試驗(yàn)：在1～4號(hào)試管中分別加入相應(yīng)的提取液和溶液(如下圖所示)，40℃溫育30min后，分別加入斐林試劑并60℃水浴加熱，視察試管內(nèi)顏色變更。請(qǐng)接著以下分析：①設(shè)置試管1作為比照，其主要目的是______________________