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2024版新教材高考生物全程一轮总复习第一单元走近细胞及组成细胞的分子课堂互动探究案2细胞的物质组成及有机物的鉴定课件
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这是一份2024版新教材高考生物全程一轮总复习第一单元走近细胞及组成细胞的分子课堂互动探究案2细胞的物质组成及有机物的鉴定课件，共60页。PPT课件主要包含了课前自主预习案，课堂互动探究案，素能目标★考向导航，MnZn，无机自然界，化合物，无机盐，细胞结构，营养物质和代谢废物，良好溶剂等内容，欢迎下载使用。
基础梳理——系统化知识点一 组成细胞的元素和化合物
知识点二 细胞中的无机物1．细胞中水的存在形式和作用
细胞和生物体的生命活动
基能过关——问题化一、判一判(判断正误并找到课本原话)1．组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到。(必修1 P16正文)( )2．细胞中的微量元素因含量极少从而不如大量元素重要。(必修1 P16思考·讨论)( )3．玉米和人体细胞干重中含量占前四的元素均是C、O、N、H。(必修1 P16思考·讨论)( )4．Ca、Mg、Fe、Mn、Cu是组成细胞的微量元素。(必修1 P17正文)( )
5．组成细胞的各种元素都是以化合物的形式存在的。(必修1 P17正文)( )6．梨的果实和叶片的细胞中化合物的种类和含量大体是相同的。(必修1 P17旁栏思考)( )7．自由水和结合水都可以参与细胞内的生物化学反应。(必修1 P21正文)( )8．水分子具有极性的原因是水分子的空间结构及电子的不对称分布。(必修1 P21小字部分)( )9．水在常温下能够维持液体状态是由于水分子之间的氢键不断地断裂，又不断地形成。(必修1 P21小字部分)( )10．储藏中的种子不含水分以保持休眠状态。(必修1 P21正文)( )
11．入冬后气温下降植物体内自由水含量相对增多。(必修1 P21正文)( )12．小麦种子烧尽后留下的灰白色灰烬是无机盐。(必修1 P21正文)( )13．缺铁会导致血红素合成障碍，引起缺铁性贫血。(必修1 P22思考·讨论)( )14．哺乳动物血液中钙离子含量太低，会出现抽搐症状。(必修1 P22正文)( )
实验 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质1．斐林试剂使用时需提前按比例配好。(必修1 P18探究·实践)( )2．向盛有2 mL苹果匀浆的试管中加入1 mL现配的斐林试剂，2 min后试管中会呈现砖红色。(必修1 P18探究·实践)( )3．向某试管内无色液体中加入斐林试剂，经加热若出现砖红色沉淀，则表明试管内含有葡萄糖。(必修1 P18探究·实践)( )4．观察花生子叶中脂肪时，需用蒸馏水洗去浮色，再进行观察。(必修1 P18探究·实践)( )5．斐林试剂与双缩脲试剂的组成成分完全相同，浓度不同。(必修1 P18探究·实践)( )6．双缩脲试剂A、B先后加入待测溶液，水浴加热后显示紫色。(必修1 P18探究·实践)( )
二、议一议【教材易漏拾遗】1．[必修1 P16思考·讨论拓展]玉米细胞干重中含量最多的元素是O，人体细胞干重中含量最多的元素是C。玉米细胞和人体细胞中含量最多的四种元素是C、H、O、N。分析玉米细胞和人体细胞中的元素构成特点是什么？
提示：组成人体细胞和玉米细胞中的元素的种类基本相同，元素含量相差很大。
2.[必修1 P19拓展应用2拓展]干燥的大豆种子，在温暖、潮湿的环境下能正常萌发成幼苗，但将大豆磨碎后加水，在相同的温度下则不能萌发，原因是什么？
提示：组成生物体的化合物不能单独完成各项生命活动，只有以一定的方式形成细胞这一最基本的生命系统，才能体现生命特征。
3．[必修1 P22拓展应用1拓展]对于患急性肠胃炎的病人，治疗时经常需要输入生理盐水，这是为什么？
提示：患急性肠胃炎的病人，因腹泻而丢失水的同时也丢失了大量的无机盐，为了维持体内水盐平衡，需要补充生理盐水。
4．[必修1 P22思考·讨论拓展]为什么植物缺少N、Mg、P会影响植物的光合作用？
提示：N、Mg是组成叶绿素的成分，N、P是组成叶绿体类囊体膜和ATP的成分，N也是组成光合酶的成分，因此植物缺少N、Mg、P会影响植物的光合作用。
5．[必修1 P18探究·实践拓展](1)鉴定还原糖时使用的斐林试剂为什么要现配现用？ (2)蔗糖溶液中加入斐林试剂后呈现什么颜色？
提示：蔗糖属于非还原糖，不与斐林试剂发生颜色反应。观察到的颜色是斐林试剂本身的蓝色。
(3)利用斐林试剂的甲液、乙液和蒸馏水能鉴定蛋白质吗？请说明理由。
提示：能；斐林试剂的甲液、乙液的成分与双缩脲试剂的A液、B液相同，只是斐林试剂的乙液的质量分数比双缩脲试剂的B液大，故只需将斐林试剂乙液用蒸馏水稀释即可。
高效课堂考点一 组成细胞的元素和化合物任务驱动任务1 填写完整生物界和非生物界在元素种类和含量上的关系
任务2 完成组成细胞元素与化合物的相关推断(1)根据特征元素推断化合物的种类
(2)根据代谢产物推断化合物的元素组成
(3)根据化合物中元素含量推断氧化分解时放能多少？
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量多于糖类，释放的能量也多于糖类。
任务3 研析深化教材，析因推理归纳，提升学科素养现有无标签的稀蛋清、葡萄糖、淀粉和淀粉酶溶液各一瓶，可用双缩脲试剂、斐林试剂和淀粉溶液将它们鉴定出来。用试剂将上述4种溶液初步鉴定如下，请填充图中①～⑤内容。
1.判断元素与化合物的四个“明确”
2．各种化合物的组成元素
过程评价考向一 组成化合物的元素考查1.[2023·福建厦门模拟预测]下列有关元素参与生命活动的叙述，错误的是( )A．缺P会影响植物线粒体膜的结构，进而影响有氧呼吸B．缺Fe会影响植物叶绿素的合成，进而影响光合作用C．缺I会影响人体甲状腺激素的合成，进而影响细胞代谢D．K含量过低会影响静息电位的大小，进而影响神经系统的功能
解析：有氧呼吸第三阶段的场所为线粒体内膜，且磷脂是组成线粒体内膜的成分之一，而磷脂的组成元素为C、H、O、N、P，因此缺P会影响植物线粒体膜的结构，进而影响有氧呼吸，A正确；Fe不参与构成叶绿素，Mg参与构成叶绿素，故缺Fe不会影响植物叶绿素的合成，B错误；I是合成甲状腺激素的原料，因此缺I会影响人体甲状腺激素的合成，进而影响细胞代谢，C正确；静息电位产生的原因是钾离子外流，因此K含量过低会影响静息电位的大小，进而影响神经系统的功能，D正确。
考向二 依据元素组成推断化合物的种类2.如图表示不同化学元素所组成的化合物，以下说法错误的是( )A．若①为某种大分子的组成单位，则①最可能是氨基酸B．若②是细胞中重要的储能物质，则②可能是脂肪C．若③为能储存遗传信息的大分子物质，则③一定是DNAD．若④主要是在动物肝脏和肌肉中合成的储能物质，则④是糖原
解析：由图示可知，①的组成元素为C、H、O、N，若①为某种大分子的组成单位，则①最可能是蛋白质的基本组成单位——氨基酸；②的组成元素只有C、H、O三种，若②是细胞中重要的储能物质，则②可能是脂肪；③的组成元素为C、H、O、N、P，若③是能储存遗传信息的大分子物质，则其可能是DNA或RNA；④只含C、H、O三种元素，主要是在动物肝脏和肌肉中合成的储能物质，则④是肝糖原或肌糖原。
任务2 归纳概括常考无机盐的功能
任务3 研析深化教材，析因推理归纳，提升学科素养
(1)【科学思维】(必修1 P21)水分子是极性分子，水分子间以氢键相连，氢键易于断裂和形成，使水具有较高的比热容。结合“水分子之间靠氢键结合示意图”回答问题：水为什么能成为细胞内良好的溶剂呢？它又为什么具有支持生命的独特性质呢？
提示：①水分子的空间结构及电子的不对称分布，使得水分子成为一个极性分子。带有正电荷或负电荷的分子(或离子)都容易与水结合，因此，水是良好的溶剂。②水分子具有氢键，氢键比较弱，易被破坏，只能维持极短时间，这样氢键不断地断裂，又不断地形成，使水在常温下能够维持液体状态，具有流动性。同时，由于氢键的存在，水具有较高的比热容，这就意味着水的温度相对不容易发生改变，水的这种特性，对于维持生命系统的稳定性十分重要。
(2)【科学思维】(必修1 P22“旁栏思考”拓展)摄入过多的食盐会导致高血压及其他心血管疾病，是否应不摄入或过少摄入食盐？请分析原因。
提示：不是。NaCl在细胞的代谢中发挥重要的作用，长期获取的食盐量过少也有可能带来危害，如果缺乏食盐获取有可能降低心脏功能，容易引发低钠血症等。
(3)【科学探究】下图是某同学设计实验探究X是否属于植物生长所必需的无机盐的构思，本实验中采用甲组、乙组之间的空白对照，以及乙组中实验前(无X)与实验后(有X)之间的自身对照。据图回答：
①实验中的自变量、因变量分别是___________、______________。②两次对照中属于实验组的依次是________、___________。③实验培养过程中，需要不断通入空气(或不断更换等量新鲜培养液)，其目的是__________________，由此可见，植物根细胞对无机盐的吸收方式是_________。
缺镁叶片失绿，严重时叶片会干枯，脱落
缺磷叶片有些会出现红苗；严重时叶片枯死脱落
缺钾叶片上出现褐色斑点或斑块，严重时叶片变为红棕色或干枯状，坏死脱落
3．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。(2)实验组用只缺某种元素的完全培养液，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盐的目的是进行二次对照，使实验组前后对照(即自身对照)，以增强说服力。
过程评价考向一 细胞中水的生理功能考查1.[2023·河南鹤壁市高三模拟]水是细胞中含量最多的化合物，下列相关叙述错误的是( )A.质壁分离时成熟植物细胞的吸水力会逐渐增大B.有氧呼吸第三阶段[H]和 O2在线粒体内膜上产生水C．水分子进出细胞，取决于细胞内外液体的浓度差D.水在生物体的许多化学反应中充当溶剂和还原剂
解析：成熟植物细胞质壁分离时，由于细胞失水，所以其吸水力会逐渐增大，A正确；有氧呼吸第三阶段氧气与还原氢反应生成水，发生的场所是线粒体内膜，B正确；水分子跨膜运输的方式为自由扩散，因此其进出细胞取决于细胞内外液体的浓度差，C正确；水在生物体的许多化学反应中充当溶剂和反应物，但是不能作为还原剂，D错误。
2．小麦是我国重要的粮食作物，小麦种子成熟过程中干物质和水分的变化如图所示，下列叙述正确的是( )A．种子成熟过程中水分含量逐渐降低，种子的生命活动会暂时停止B．种子中水分减少的主要原因是植物吸收的水分减少C．种子形成后，细胞中的自由水与结合水不会相互转化D．种子成熟期间干物质相对含量升高，水分的相对含量下降
解析：小麦种子成熟过程中水分含量逐渐降低，种子的生命活动由代谢活跃状态转入休眠状态，生命活动并未暂时停止，A错误；种子成熟过程中水分减少的原因不是植物吸收的水分减少，B错误；种子形成之后，细胞中的自由水和结合水还是可以相互转化的，C错误；据图可知，种子成熟期间干物质相对含量升高，水分的相对含量下降，D正确。
考向二 无机盐的功能分析及实验验证3.[经典模拟]某农场在田间试验时发现，小麦产量总是比邻近的地块低，技术员怀疑该农田可能缺乏某种元素。现将该农田分成面积相等的5块样地，分别编为1～5号进行试验。除施肥不同外，其他条件相同，结果如下图所示。分析判断该农田最可能缺乏的元素是( )A．K B．N C．P D．S
解析：分析柱形图可知，1号地施尿素，3号地施磷酸二氢铵，4号地施硫酸铵，与5号地不施肥料的小麦的产量无差异，说明该农田产量较低的原因不是缺乏N、P、S元素，2号地施磷酸二氢钾，与5号地相比，小麦产量显著增加，说明小麦产量增加与K、P元素密切相关，又知该农田产量较低的原因不是缺乏N、P、S元素，所以推断该农田最可能缺乏的元素是K元素。
考向三 对水和无机盐相关知识的综合考查4．[2023·衡水冀州中学高三模拟] “红豆生南国，春来发几枝。愿君多采撷，此物最相思。”红豆种子萌发过程中鲜重的变化曲线如图所示，下列相关叙述，正确的是( )A. 阶段Ⅲ中，种子的胚细胞内水的主要存在形式是结合水B．红豆种子萌发过程中，有机物总量增加C．阶段Ⅰ到阶段Ⅲ过程中细胞内自由水与结合水的比值增加D．阶段Ⅰ和Ⅲ种子的鲜重明显增加主要是种子吸收了土壤中的无机盐
解析：自由水约占细胞内全部水分的95%，胚细胞内水的主要存在形式是自由水，A错误；红豆种子萌发过程中，要进行细胞呼吸，消耗有机物，有机物总量减少，B错误；阶段Ⅰ到阶段Ⅲ的过程中，细胞的代谢逐渐增强，结合水向自由水转化，细胞内自由水与结合水的比值增加，C正确；阶段Ⅰ和Ⅲ种子的鲜重明显增加主要是种子吸收了土壤中的水分，D错误。
等级考必考教材实验——检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质任务驱动任务1 实验原理(连线)
任务2 补充完善实验步骤1．还原糖的检测
2．脂肪的检测方法一：花生种子匀浆＋3滴____________→________色。不使用显微镜。方法二：
尿素被加热，则两分子的尿素放出一分子氨而形成双缩脲。双缩脲在碱性环境中，能与硫酸铜结合成紫色的化合物，此反应称为双缩脲反应。
蛋白质与双缩脲试剂反应原理
1.实验注意事项(1)非还原糖(如蔗糖)鉴定时，如果与斐林试剂混合，水浴加热后的现象不是无色，而是浅蓝色[Cu(OH)2的颜色]。(2)脂肪鉴定现象观察时：①若要观察被染色的脂肪颗粒，则使用显微镜。②若要通过溶液颜色变化，则不必使用显微镜。(3)蛋白质鉴定时：①若用大豆作材料，必须提前浸泡。②若用蛋清液作材料，必须稀释，防止其黏在试管内壁上不易刷洗。
2．实验归纳(1)区分斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同”
(2)三类有机物检测在操作步骤上的“三个唯一”：①唯一需要加热——还原糖的检测，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——脂肪的检测。③唯一使用酒精——脂肪的鉴定，实验用体积分数为50%的酒精洗去浮色。(3)实验成功的几个关键点：①三个实验中都不宜选取有颜色的材料，否则会干扰实验结果的颜色变化。②脂肪鉴定的过程中滴加1～2滴体积分数为50%的酒精的目的是洗去浮色，原因是苏丹Ⅲ染液易溶于酒精。③物质鉴定实验一般不设置对照实验，若需设置对照实验，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。
3．实验材料的选取原则(1)凡是用到染色剂的实验，一般都需要选择无色材料。如检测生物组织中糖类、脂肪、蛋白质；观察细胞的有丝分裂和减数分裂。(2)在选择实验材料时，不仅要考虑材料本身颜色的影响，还要特别注意材料中是否包含实验对象，如甘蔗汁不能用来检测还原糖，菠菜叶的表皮细胞不能用来观察叶绿体。(3)有的实验材料必须是新鲜的，放置时间不能过长。如蔗糖本身没有还原性，但如果放置时间过长，蔗糖可能会被微生物分解，产生还原糖。
过程评价考向一 对实验原理和操作的考查1.[2023·江苏模拟预测]下列关于“可溶性还原糖、脂肪和蛋白质的鉴定”实验的叙述，正确的是( )A．常用梨、苹果等组织样液作为鉴定植物组织内脂肪的实验材料B．脂肪鉴定中观察花生子叶切片细胞间也可能出现橘黄色小颗粒C．鉴定蛋白质时，先加入NaOH溶液提供碱性环境，振荡后再加入等量的CuSO4溶液D．上述三个实验中所有剩余试剂都可以装入棕色瓶内，以便长期保存备用
解析：梨、苹果等组织样液中含有丰富的还原糖，常常作为鉴定还原糖的材料，A错误；切片时，被破坏的子叶细胞会释放少量脂肪，用苏丹Ⅲ染液染色，会观察花生子叶切片细胞间出现橘黄色小颗粒，B正确；鉴定蛋白质时，先加入1 mL NaOH溶液，振荡后再加入CuSO4溶液4滴，C错误；斐林试剂和双缩脲试剂均需要现配现用，D错误。
考向二 借助物质检测，考查种子成熟和萌发中物质的变化2.[广东卷]油菜种子成熟过程中部分有机物的变化如图所示。将不同成熟阶段的种子制成匀浆后检测，结果正确的是( )
解析：第10 d有可溶性糖，不排除有还原糖的可能，故加入斐林试剂，水浴加热后可能出现砖红色沉淀；种子中一定有蛋白质，加入双缩脲试剂后会出现紫色反应；第30 d种子中有脂肪，与苏丹Ⅲ染液发生反应，呈现橘黄色；第40 d种子中无淀粉，加入碘液后不会呈现蓝色。
[题后归纳]种子成熟与萌发时有机物的变化(1)种子成熟时有机物的变化种子成熟时，小分子有机物合成大分子物质，以便于储存，主要营养物质变化如下：①可溶性糖类→不溶性糖类(如淀粉)。②非蛋白质氮→蛋白质。③糖类→脂肪。
课堂总结[网络建构提升]
C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等
Fe、Mn、Zn、Cu、B、M等
[长句应答必备]1．大量元素、微量元素都是生物必需的元素，对于维持生物体生命活动都起着非常重要的作用。2．结合水是细胞结构的重要组成成分；自由水是细胞内的良好溶剂，参与生化反应，为细胞提供液体环境，运送营养物质和代谢废物。3．无机盐是细胞内某些复杂化合物的组成成分，维持细胞和生物体的正常生命活动，维持生物体的酸碱平衡和渗透压。4．还原糖与斐林试剂发生作用且水浴加热时生成砖红色沉淀；脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色；蛋白质与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应。
2．[2020·江苏卷]下列关于细胞中无机化合物的叙述，正确的是( )A．自由水是生化反应的介质，不直接参与生化反应B．结合水是细胞结构的重要组成成分，主要存在于液泡中C．无机盐参与维持细胞的酸碱平衡，不参与有机物的合成D．无机盐多以离子形式存在，对维持生命活动有重要作用
解析：自由水是生化反应的介质，也能作为反应物直接参与生化反应，A错误；结合水是细胞结构的重要组成成分，植物成熟细胞中的自由水主要存在于液泡中，B错误；无机盐参与维持细胞的酸碱平衡，也能参与有机物的合成，如Fe2＋是合成血红蛋白分子必需的无机盐离子，C错误；无机盐多以离子形式存在，对维持生命活动有重要作用，D正确。
解析：Mg2＋通过主动运输进入根细胞，A错误；MgSO4必须溶解在水中呈现离子形式，才能被根吸收，B正确；无机盐组成复杂的化合物，如Mg2＋可以参与叶绿素的形成，C正确；降低温度会影响膜的流动性和酶的活性，则对Mg2＋的吸收也会造成影响，D正确。
[国考真题研规律]4．[2022·全国甲卷]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
解析：细胞中有以无机离子和化合物两种形式存在的钙，人体中的钙主要以化合物的形式存在于骨骼和牙齿中，少量以无机离子形式存在，A正确；钙离子不能自由通过细胞膜的磷脂双分子层，需要载体蛋白协助，B错误；适当补充维生素D能有效地促进人和动物肠道对钙的吸收，C正确；哺乳动物的血液中必须含有一定量的钙离子，以维持正常的肌肉收缩与舒张功能，如果钙离子的含量太低，会出现抽搐等症状，D正确。
5．[2021·全国乙卷]植物在生长发育过程中，需要不断从环境中吸收水。下列有关植物体内水的叙述，错误的是( )A．根系吸收的水有利于植物保持固有姿态B．结合水是植物细胞结构的重要组成成分C．细胞的有氧呼吸过程不消耗水但能产生水D．自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动
基础梳理——系统化知识点一 组成细胞的元素和化合物
知识点二 细胞中的无机物1．细胞中水的存在形式和作用
细胞和生物体的生命活动
基能过关——问题化一、判一判(判断正误并找到课本原话)1．组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到。(必修1 P16正文)( )2．细胞中的微量元素因含量极少从而不如大量元素重要。(必修1 P16思考·讨论)( )3．玉米和人体细胞干重中含量占前四的元素均是C、O、N、H。(必修1 P16思考·讨论)( )4．Ca、Mg、Fe、Mn、Cu是组成细胞的微量元素。(必修1 P17正文)( )
5．组成细胞的各种元素都是以化合物的形式存在的。(必修1 P17正文)( )6．梨的果实和叶片的细胞中化合物的种类和含量大体是相同的。(必修1 P17旁栏思考)( )7．自由水和结合水都可以参与细胞内的生物化学反应。(必修1 P21正文)( )8．水分子具有极性的原因是水分子的空间结构及电子的不对称分布。(必修1 P21小字部分)( )9．水在常温下能够维持液体状态是由于水分子之间的氢键不断地断裂，又不断地形成。(必修1 P21小字部分)( )10．储藏中的种子不含水分以保持休眠状态。(必修1 P21正文)( )
11．入冬后气温下降植物体内自由水含量相对增多。(必修1 P21正文)( )12．小麦种子烧尽后留下的灰白色灰烬是无机盐。(必修1 P21正文)( )13．缺铁会导致血红素合成障碍，引起缺铁性贫血。(必修1 P22思考·讨论)( )14．哺乳动物血液中钙离子含量太低，会出现抽搐症状。(必修1 P22正文)( )
实验 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质1．斐林试剂使用时需提前按比例配好。(必修1 P18探究·实践)( )2．向盛有2 mL苹果匀浆的试管中加入1 mL现配的斐林试剂，2 min后试管中会呈现砖红色。(必修1 P18探究·实践)( )3．向某试管内无色液体中加入斐林试剂，经加热若出现砖红色沉淀，则表明试管内含有葡萄糖。(必修1 P18探究·实践)( )4．观察花生子叶中脂肪时，需用蒸馏水洗去浮色，再进行观察。(必修1 P18探究·实践)( )5．斐林试剂与双缩脲试剂的组成成分完全相同，浓度不同。(必修1 P18探究·实践)( )6．双缩脲试剂A、B先后加入待测溶液，水浴加热后显示紫色。(必修1 P18探究·实践)( )
二、议一议【教材易漏拾遗】1．[必修1 P16思考·讨论拓展]玉米细胞干重中含量最多的元素是O，人体细胞干重中含量最多的元素是C。玉米细胞和人体细胞中含量最多的四种元素是C、H、O、N。分析玉米细胞和人体细胞中的元素构成特点是什么？
提示：组成人体细胞和玉米细胞中的元素的种类基本相同，元素含量相差很大。
2.[必修1 P19拓展应用2拓展]干燥的大豆种子，在温暖、潮湿的环境下能正常萌发成幼苗，但将大豆磨碎后加水，在相同的温度下则不能萌发，原因是什么？
提示：组成生物体的化合物不能单独完成各项生命活动，只有以一定的方式形成细胞这一最基本的生命系统，才能体现生命特征。
3．[必修1 P22拓展应用1拓展]对于患急性肠胃炎的病人，治疗时经常需要输入生理盐水，这是为什么？
提示：患急性肠胃炎的病人，因腹泻而丢失水的同时也丢失了大量的无机盐，为了维持体内水盐平衡，需要补充生理盐水。
4．[必修1 P22思考·讨论拓展]为什么植物缺少N、Mg、P会影响植物的光合作用？
提示：N、Mg是组成叶绿素的成分，N、P是组成叶绿体类囊体膜和ATP的成分，N也是组成光合酶的成分，因此植物缺少N、Mg、P会影响植物的光合作用。
5．[必修1 P18探究·实践拓展](1)鉴定还原糖时使用的斐林试剂为什么要现配现用？ (2)蔗糖溶液中加入斐林试剂后呈现什么颜色？
提示：蔗糖属于非还原糖，不与斐林试剂发生颜色反应。观察到的颜色是斐林试剂本身的蓝色。
(3)利用斐林试剂的甲液、乙液和蒸馏水能鉴定蛋白质吗？请说明理由。
提示：能；斐林试剂的甲液、乙液的成分与双缩脲试剂的A液、B液相同，只是斐林试剂的乙液的质量分数比双缩脲试剂的B液大，故只需将斐林试剂乙液用蒸馏水稀释即可。
高效课堂考点一 组成细胞的元素和化合物任务驱动任务1 填写完整生物界和非生物界在元素种类和含量上的关系
任务2 完成组成细胞元素与化合物的相关推断(1)根据特征元素推断化合物的种类
(2)根据代谢产物推断化合物的元素组成
(3)根据化合物中元素含量推断氧化分解时放能多少？
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量多于糖类，释放的能量也多于糖类。
任务3 研析深化教材，析因推理归纳，提升学科素养现有无标签的稀蛋清、葡萄糖、淀粉和淀粉酶溶液各一瓶，可用双缩脲试剂、斐林试剂和淀粉溶液将它们鉴定出来。用试剂将上述4种溶液初步鉴定如下，请填充图中①～⑤内容。
1.判断元素与化合物的四个“明确”
2．各种化合物的组成元素
过程评价考向一 组成化合物的元素考查1.[2023·福建厦门模拟预测]下列有关元素参与生命活动的叙述，错误的是( )A．缺P会影响植物线粒体膜的结构，进而影响有氧呼吸B．缺Fe会影响植物叶绿素的合成，进而影响光合作用C．缺I会影响人体甲状腺激素的合成，进而影响细胞代谢D．K含量过低会影响静息电位的大小，进而影响神经系统的功能
解析：有氧呼吸第三阶段的场所为线粒体内膜，且磷脂是组成线粒体内膜的成分之一，而磷脂的组成元素为C、H、O、N、P，因此缺P会影响植物线粒体膜的结构，进而影响有氧呼吸，A正确；Fe不参与构成叶绿素，Mg参与构成叶绿素，故缺Fe不会影响植物叶绿素的合成，B错误；I是合成甲状腺激素的原料，因此缺I会影响人体甲状腺激素的合成，进而影响细胞代谢，C正确；静息电位产生的原因是钾离子外流，因此K含量过低会影响静息电位的大小，进而影响神经系统的功能，D正确。
考向二 依据元素组成推断化合物的种类2.如图表示不同化学元素所组成的化合物，以下说法错误的是( )A．若①为某种大分子的组成单位，则①最可能是氨基酸B．若②是细胞中重要的储能物质，则②可能是脂肪C．若③为能储存遗传信息的大分子物质，则③一定是DNAD．若④主要是在动物肝脏和肌肉中合成的储能物质，则④是糖原
解析：由图示可知，①的组成元素为C、H、O、N，若①为某种大分子的组成单位，则①最可能是蛋白质的基本组成单位——氨基酸；②的组成元素只有C、H、O三种，若②是细胞中重要的储能物质，则②可能是脂肪；③的组成元素为C、H、O、N、P，若③是能储存遗传信息的大分子物质，则其可能是DNA或RNA；④只含C、H、O三种元素，主要是在动物肝脏和肌肉中合成的储能物质，则④是肝糖原或肌糖原。
任务2 归纳概括常考无机盐的功能
任务3 研析深化教材，析因推理归纳，提升学科素养
(1)【科学思维】(必修1 P21)水分子是极性分子，水分子间以氢键相连，氢键易于断裂和形成，使水具有较高的比热容。结合“水分子之间靠氢键结合示意图”回答问题：水为什么能成为细胞内良好的溶剂呢？它又为什么具有支持生命的独特性质呢？
提示：①水分子的空间结构及电子的不对称分布，使得水分子成为一个极性分子。带有正电荷或负电荷的分子(或离子)都容易与水结合，因此，水是良好的溶剂。②水分子具有氢键，氢键比较弱，易被破坏，只能维持极短时间，这样氢键不断地断裂，又不断地形成，使水在常温下能够维持液体状态，具有流动性。同时，由于氢键的存在，水具有较高的比热容，这就意味着水的温度相对不容易发生改变，水的这种特性，对于维持生命系统的稳定性十分重要。
(2)【科学思维】(必修1 P22“旁栏思考”拓展)摄入过多的食盐会导致高血压及其他心血管疾病，是否应不摄入或过少摄入食盐？请分析原因。
提示：不是。NaCl在细胞的代谢中发挥重要的作用，长期获取的食盐量过少也有可能带来危害，如果缺乏食盐获取有可能降低心脏功能，容易引发低钠血症等。
(3)【科学探究】下图是某同学设计实验探究X是否属于植物生长所必需的无机盐的构思，本实验中采用甲组、乙组之间的空白对照，以及乙组中实验前(无X)与实验后(有X)之间的自身对照。据图回答：
①实验中的自变量、因变量分别是___________、______________。②两次对照中属于实验组的依次是________、___________。③实验培养过程中，需要不断通入空气(或不断更换等量新鲜培养液)，其目的是__________________，由此可见，植物根细胞对无机盐的吸收方式是_________。
缺镁叶片失绿，严重时叶片会干枯，脱落
缺磷叶片有些会出现红苗；严重时叶片枯死脱落
缺钾叶片上出现褐色斑点或斑块，严重时叶片变为红棕色或干枯状，坏死脱落
3．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。(2)实验组用只缺某种元素的完全培养液，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盐的目的是进行二次对照，使实验组前后对照(即自身对照)，以增强说服力。
过程评价考向一 细胞中水的生理功能考查1.[2023·河南鹤壁市高三模拟]水是细胞中含量最多的化合物，下列相关叙述错误的是( )A.质壁分离时成熟植物细胞的吸水力会逐渐增大B.有氧呼吸第三阶段[H]和 O2在线粒体内膜上产生水C．水分子进出细胞，取决于细胞内外液体的浓度差D.水在生物体的许多化学反应中充当溶剂和还原剂
解析：成熟植物细胞质壁分离时，由于细胞失水，所以其吸水力会逐渐增大，A正确；有氧呼吸第三阶段氧气与还原氢反应生成水，发生的场所是线粒体内膜，B正确；水分子跨膜运输的方式为自由扩散，因此其进出细胞取决于细胞内外液体的浓度差，C正确；水在生物体的许多化学反应中充当溶剂和反应物，但是不能作为还原剂，D错误。
2．小麦是我国重要的粮食作物，小麦种子成熟过程中干物质和水分的变化如图所示，下列叙述正确的是( )A．种子成熟过程中水分含量逐渐降低，种子的生命活动会暂时停止B．种子中水分减少的主要原因是植物吸收的水分减少C．种子形成后，细胞中的自由水与结合水不会相互转化D．种子成熟期间干物质相对含量升高，水分的相对含量下降
解析：小麦种子成熟过程中水分含量逐渐降低，种子的生命活动由代谢活跃状态转入休眠状态，生命活动并未暂时停止，A错误；种子成熟过程中水分减少的原因不是植物吸收的水分减少，B错误；种子形成之后，细胞中的自由水和结合水还是可以相互转化的，C错误；据图可知，种子成熟期间干物质相对含量升高，水分的相对含量下降，D正确。
考向二 无机盐的功能分析及实验验证3.[经典模拟]某农场在田间试验时发现，小麦产量总是比邻近的地块低，技术员怀疑该农田可能缺乏某种元素。现将该农田分成面积相等的5块样地，分别编为1～5号进行试验。除施肥不同外，其他条件相同，结果如下图所示。分析判断该农田最可能缺乏的元素是( )A．K B．N C．P D．S
解析：分析柱形图可知，1号地施尿素，3号地施磷酸二氢铵，4号地施硫酸铵，与5号地不施肥料的小麦的产量无差异，说明该农田产量较低的原因不是缺乏N、P、S元素，2号地施磷酸二氢钾，与5号地相比，小麦产量显著增加，说明小麦产量增加与K、P元素密切相关，又知该农田产量较低的原因不是缺乏N、P、S元素，所以推断该农田最可能缺乏的元素是K元素。
考向三 对水和无机盐相关知识的综合考查4．[2023·衡水冀州中学高三模拟] “红豆生南国，春来发几枝。愿君多采撷，此物最相思。”红豆种子萌发过程中鲜重的变化曲线如图所示，下列相关叙述，正确的是( )A. 阶段Ⅲ中，种子的胚细胞内水的主要存在形式是结合水B．红豆种子萌发过程中，有机物总量增加C．阶段Ⅰ到阶段Ⅲ过程中细胞内自由水与结合水的比值增加D．阶段Ⅰ和Ⅲ种子的鲜重明显增加主要是种子吸收了土壤中的无机盐
解析：自由水约占细胞内全部水分的95%，胚细胞内水的主要存在形式是自由水，A错误；红豆种子萌发过程中，要进行细胞呼吸，消耗有机物，有机物总量减少，B错误；阶段Ⅰ到阶段Ⅲ的过程中，细胞的代谢逐渐增强，结合水向自由水转化，细胞内自由水与结合水的比值增加，C正确；阶段Ⅰ和Ⅲ种子的鲜重明显增加主要是种子吸收了土壤中的水分，D错误。
等级考必考教材实验——检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质任务驱动任务1 实验原理(连线)
任务2 补充完善实验步骤1．还原糖的检测
2．脂肪的检测方法一：花生种子匀浆＋3滴____________→________色。不使用显微镜。方法二：
尿素被加热，则两分子的尿素放出一分子氨而形成双缩脲。双缩脲在碱性环境中，能与硫酸铜结合成紫色的化合物，此反应称为双缩脲反应。
蛋白质与双缩脲试剂反应原理
1.实验注意事项(1)非还原糖(如蔗糖)鉴定时，如果与斐林试剂混合，水浴加热后的现象不是无色，而是浅蓝色[Cu(OH)2的颜色]。(2)脂肪鉴定现象观察时：①若要观察被染色的脂肪颗粒，则使用显微镜。②若要通过溶液颜色变化，则不必使用显微镜。(3)蛋白质鉴定时：①若用大豆作材料，必须提前浸泡。②若用蛋清液作材料，必须稀释，防止其黏在试管内壁上不易刷洗。
2．实验归纳(1)区分斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同”
(2)三类有机物检测在操作步骤上的“三个唯一”：①唯一需要加热——还原糖的检测，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——脂肪的检测。③唯一使用酒精——脂肪的鉴定，实验用体积分数为50%的酒精洗去浮色。(3)实验成功的几个关键点：①三个实验中都不宜选取有颜色的材料，否则会干扰实验结果的颜色变化。②脂肪鉴定的过程中滴加1～2滴体积分数为50%的酒精的目的是洗去浮色，原因是苏丹Ⅲ染液易溶于酒精。③物质鉴定实验一般不设置对照实验，若需设置对照实验，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。
3．实验材料的选取原则(1)凡是用到染色剂的实验，一般都需要选择无色材料。如检测生物组织中糖类、脂肪、蛋白质；观察细胞的有丝分裂和减数分裂。(2)在选择实验材料时，不仅要考虑材料本身颜色的影响，还要特别注意材料中是否包含实验对象，如甘蔗汁不能用来检测还原糖，菠菜叶的表皮细胞不能用来观察叶绿体。(3)有的实验材料必须是新鲜的，放置时间不能过长。如蔗糖本身没有还原性，但如果放置时间过长，蔗糖可能会被微生物分解，产生还原糖。
过程评价考向一 对实验原理和操作的考查1.[2023·江苏模拟预测]下列关于“可溶性还原糖、脂肪和蛋白质的鉴定”实验的叙述，正确的是( )A．常用梨、苹果等组织样液作为鉴定植物组织内脂肪的实验材料B．脂肪鉴定中观察花生子叶切片细胞间也可能出现橘黄色小颗粒C．鉴定蛋白质时，先加入NaOH溶液提供碱性环境，振荡后再加入等量的CuSO4溶液D．上述三个实验中所有剩余试剂都可以装入棕色瓶内，以便长期保存备用
解析：梨、苹果等组织样液中含有丰富的还原糖，常常作为鉴定还原糖的材料，A错误；切片时，被破坏的子叶细胞会释放少量脂肪，用苏丹Ⅲ染液染色，会观察花生子叶切片细胞间出现橘黄色小颗粒，B正确；鉴定蛋白质时，先加入1 mL NaOH溶液，振荡后再加入CuSO4溶液4滴，C错误；斐林试剂和双缩脲试剂均需要现配现用，D错误。
考向二 借助物质检测，考查种子成熟和萌发中物质的变化2.[广东卷]油菜种子成熟过程中部分有机物的变化如图所示。将不同成熟阶段的种子制成匀浆后检测，结果正确的是( )
解析：第10 d有可溶性糖，不排除有还原糖的可能，故加入斐林试剂，水浴加热后可能出现砖红色沉淀；种子中一定有蛋白质，加入双缩脲试剂后会出现紫色反应；第30 d种子中有脂肪，与苏丹Ⅲ染液发生反应，呈现橘黄色；第40 d种子中无淀粉，加入碘液后不会呈现蓝色。
[题后归纳]种子成熟与萌发时有机物的变化(1)种子成熟时有机物的变化种子成熟时，小分子有机物合成大分子物质，以便于储存，主要营养物质变化如下：①可溶性糖类→不溶性糖类(如淀粉)。②非蛋白质氮→蛋白质。③糖类→脂肪。
课堂总结[网络建构提升]
C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等
Fe、Mn、Zn、Cu、B、M等
[长句应答必备]1．大量元素、微量元素都是生物必需的元素，对于维持生物体生命活动都起着非常重要的作用。2．结合水是细胞结构的重要组成成分；自由水是细胞内的良好溶剂，参与生化反应，为细胞提供液体环境，运送营养物质和代谢废物。3．无机盐是细胞内某些复杂化合物的组成成分，维持细胞和生物体的正常生命活动，维持生物体的酸碱平衡和渗透压。4．还原糖与斐林试剂发生作用且水浴加热时生成砖红色沉淀；脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色；蛋白质与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应。
2．[2020·江苏卷]下列关于细胞中无机化合物的叙述，正确的是( )A．自由水是生化反应的介质，不直接参与生化反应B．结合水是细胞结构的重要组成成分，主要存在于液泡中C．无机盐参与维持细胞的酸碱平衡，不参与有机物的合成D．无机盐多以离子形式存在，对维持生命活动有重要作用
解析：自由水是生化反应的介质，也能作为反应物直接参与生化反应，A错误；结合水是细胞结构的重要组成成分，植物成熟细胞中的自由水主要存在于液泡中，B错误；无机盐参与维持细胞的酸碱平衡，也能参与有机物的合成，如Fe2＋是合成血红蛋白分子必需的无机盐离子，C错误；无机盐多以离子形式存在，对维持生命活动有重要作用，D正确。
解析：Mg2＋通过主动运输进入根细胞，A错误；MgSO4必须溶解在水中呈现离子形式，才能被根吸收，B正确；无机盐组成复杂的化合物，如Mg2＋可以参与叶绿素的形成，C正确；降低温度会影响膜的流动性和酶的活性，则对Mg2＋的吸收也会造成影响，D正确。
[国考真题研规律]4．[2022·全国甲卷]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
解析：细胞中有以无机离子和化合物两种形式存在的钙，人体中的钙主要以化合物的形式存在于骨骼和牙齿中，少量以无机离子形式存在，A正确；钙离子不能自由通过细胞膜的磷脂双分子层，需要载体蛋白协助，B错误；适当补充维生素D能有效地促进人和动物肠道对钙的吸收，C正确；哺乳动物的血液中必须含有一定量的钙离子，以维持正常的肌肉收缩与舒张功能，如果钙离子的含量太低，会出现抽搐等症状，D正确。
5．[2021·全国乙卷]植物在生长发育过程中，需要不断从环境中吸收水。下列有关植物体内水的叙述，错误的是( )A．根系吸收的水有利于植物保持固有姿态B．结合水是植物细胞结构的重要组成成分C．细胞的有氧呼吸过程不消耗水但能产生水D．自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动
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