新高考生物一轮复习精品讲义第2讲 组成细胞的元素及无机化合物（含解析）

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[高中生物一轮复习教学讲义 必修1]第2讲 组成细胞的元素及无机化合物考点一 细胞中的元素与化合物1．组成细胞的元素项目包含元素判断依据根据含量大量元素C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg生命活动必需，且占生物体总质量万分之一以上的元素微量元素Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo等生命活动必需，但需要量很少的元素根据功能最基本元素C构成有机物的基本骨架主要元素C、H、O、N、P、S共占细胞鲜重的97%以上分类概念模型注意说明：①细胞鲜重中含量最多的元素是“O”；细胞干重含量最多的元素是“C”；细胞中原子数最多的是“H”。②大量元素和微量元素都是组成生物体的必需元素，但生物体内含有的元素不一定都是必需元素，如人体内可能含Pb。③C、H、O、N四种元素在人体细胞中的含量：在细胞的鲜重中O>C>H>N；在细胞的干重中，C>O>N>H造成这种差异的主要原因是水的含量不同。2．从元素看生物间的关系(1)组成不同生物的化学元素种类基本相同，但各种元素的含量相差较大，如人与玉米、人与大肠杆菌。(2)同一生物体内的不同元素的含量也不相同，如人体甲状腺细胞内含I较多，红细胞内则含Fe较多。3．从元素看生物界与非生物界的关系差异性原因：组成生物体的元素是从自然界中有选择地吸收的。拓展：(1)几种重要化合物的元素组成
(2)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，故其代谢终产物都有CO2和H2O，蛋白质中还有N，故其代谢产物中还含有尿素。4．组成细胞的化学元素大多以化合物的形式存在，组成细胞的主要化合物及其相对含量如下所示:注意说明：在细胞鲜重中，含量最多的化合物是水，含量最多的有机物是蛋白质；在细胞干重中，含量最多的化合物是蛋白质。考点二 细胞中的水和无机盐1．水的存在形式生命活动离不开水，水在生物体中以自由水和结合水两种形式存在。存在形式自由水结合水定义细胞中绝大部分的水以游离的形式存在，可以自由流动，叫作自由水一部分水与细胞内的其他物质相结合，叫作结合水含量约占细胞内全部水分的95.5%约占细胞内全部水分的4.5%特点流动性强，可参与物质代谢不流动，与其他物质结合功能①细胞内的良好溶剂；②参与生化反应；③为细胞提供液体环境，是生化反应的介质；④运送营养物质和代谢废物；是细胞结构的重要组成成分，结合水含量的高低与植物的抗逆性呈正相关联系①自由水和结合水在一定条件下可相互转化；自由水结合水②自由水与结合水的比值上升时，生物的新陈代谢旺盛，生长迅速；当自由水与结合水的比例下降时，生物的新陈代谢缓慢，但抗逆性增强注意说明：①不同的生物体内水的含量差别很大，一般水生生物含水量高于陆生生物。②同一生物体在不同的生长发育阶段的含水量不同。幼儿时期身体的含水量远高于成年时期，如幼儿身体的含水量约为77%，成年人为52%～65%，老年人约为51%。植物幼嫩部分比老熟部分含水量多。③同一生物不同器官中水的含量也不同。例如，心肌含水量约为79%，血液含水量约为82%，而血液的含水量远远超过牙齿的含水量。
2．水在生产实际中的应用(1)种子的贮存：晒干种子是为了减少自由水含量，降低种子的代谢速率，延长种子的寿命。(2)低温环境下减少花卉浇水，可提高花卉对低温的抗性。3．细胞中水的产生和利用4．无机盐的存在形式(1)细胞中的无机盐大多数以离子形式存在。细胞中的阳离子有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等，阴离子有Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。(2)少数无机盐离子与其他化合物相结合，如Fe2+是血红蛋白、细胞色素的成分，Mg2+是叶绿素的重要成分。5．无机盐在生物体内的存在形式及功能①B：促进花粉的萌发和花粉管的伸长，油菜缺B时，会出现“花而不实”现象。②Zn+：某些酶的组成成分，也是酶的活化中心。考点三 (实验)　检测生物组织中的还原糖、脂肪、蛋白质1．还原糖的鉴定
2．脂肪的鉴定(1)实验原理：脂肪+ 苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ，染色1min)染液→ 橘黄色(或红色)。(2)实验步骤：①方法一：花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ染液→橘黄色。②方法二：3．蛋白质的鉴定注意说明(1)还原糖的含量、生物组织中有无色素是影响实验结果和观察的重要因素，因此要选择可溶性还原糖含量高、组织颜色较浅或近于白色的植物，如苹果、梨、白萝卜。(2)所用材料最好是富含脂肪的种子，如花生种子，取其子叶，但必须提前浸泡3～4h
(3)富含蛋白质的生物组织(或器官)，如大豆、鸡蛋。如用大豆可直接用豆浆作实验材料；如用鸡蛋要用蛋清，并注意稀释，一般稀释10倍以上，否则实验后易黏附在试管壁上，使反应不彻底，且试管不易清洗。(4)易忽略斐林试剂本身的颜色：非还原糖(如蔗糖)＋斐林试剂水浴加热后的现象不是无色而是浅蓝色[Cu(OH)2的颜色]。(5)误认为脂肪的鉴定必须使用显微镜：若要观察被染色的脂肪颗粒，则使用显微镜，但若要通过溶液颜色变化，则不必使用显微镜。(6)斐林试剂与双缩脲试剂比较比较项目斐林试剂双缩脲试剂成分甲液乙液A液B液0.1 g/mLNaOH溶液0.05 g/mLCuSO4溶液0.1 g/mLNaOH溶液0.01 g/mLCuSO4溶液反应原理含醛基的可溶性还原糖将Cu(OH)2还原为Cu2O沉淀具有两个或两个以上肽键的化合物在碱性条件下与Cu2＋反应生成络合物添加顺序甲、乙两液等量混匀后立即使用先加入A液1 mL摇匀，再加3～4滴B液摇匀反应条件50～65℃水浴加热不需加热反应现象样液浅蓝色→棕色→砖红色样液变紫色相同点都含有NaOH、CuSO4两种成分，且所用NaOH溶液浓度都是0.1 g/mL(7)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(阳性对照)。 

1．如图1是细胞中3种化合物含量的扇形图，图2是细胞完全脱水后元素含量的柱形图，下列说法不正确的是(　　)A．若图1表示正常细胞，则A、B化合物共有的元素中含量最多的是bB．若图1表示细胞完全脱水后化合物含量扇形图，则A中含量最多的元素为图2的bC．图2中含量最多的元素是碳元素，这是因为生物大分子以碳链为骨架D．若图1表示正常细胞，则B化合物具有多样性，其必含的元素为C、H、O、N[答案]B [解析]如果图1表示正常细胞，A是水，B是蛋白质，C是脂质，图2是细胞完全脱水后的元素含量，a是C，b是O，c是N，水和蛋白质中共有的元素是O和H，含量最多的是b(O)，A正确。如果图1表示细胞完全脱水后化合物含量，A是蛋白质，B是脂质，C是糖类，在蛋白质中含量最多的元素是a(C)，B错误。图2中含量最多的元素是C，是因为生物大分子以碳链为基本骨架，C正确。若图1表示正常细胞，B是蛋白质，蛋白质具有多样性，其一定含有C、H、O、N四种元素，D正确。2．下列各选项描述的化合物中元素组成一定相同的是 (　　)A．纤维素酶催化的底物，脂肪酶催化的底物B．生命活动的主要承担者，遗传信息的携带者C．红细胞内运输氧气的物质，HIV的遗传物质D．具催化功能的有机物，具调节功能的有机物[答案]A．[解析]本题考查化合物的元素组成，意在考查考生的识记能力。纤维素酶催化的底物是纤维素，脂肪酶催化的底物是脂肪，纤维素和脂肪的组成元素都是C、H、O，A符合。生命活动的主要承担者是蛋白质，组成元素是C、H、O、N等；遗传信息的携带者是核酸，组成元素是C、H、O、N、P，B不符合。红细胞内运输氧气的物质是血红蛋白，组成元素有C、H、O、N、Fe等；HIV的遗传物质是RNA，组成元素是C、H、O、N、P，C不符合。具催化功能的有机物的化学本质是蛋白质或RNA，具调节功能的有机物有某些蛋白质、某些脂质等，具催化功能的有机物与具调节功能的有机物的组成元素不一定相同，D不符合。3．下列关于细胞内含磷化合物的叙述，错误的是 (　　)A．为生命活动直接供能的“通货”是含磷化合物B．对细胞代谢具有催化作用的酶都是含磷化合物C．细胞膜、核糖体、染色体都有含磷化合物
D．人体维持内环境pH的稳定需要含磷化合物参与[答案]B．[解析]ATP为生命活动的能量“通货”，全称为三磷酸腺苷，为含磷化合物，故A项正确；大多数酶的化学本质是蛋白质，少数是RNA，化学本质为RNA的酶都含磷元素，但化学本质为蛋白质的酶不一定含有磷元素，故B项错误；组成细胞膜的含磷化合物有磷脂分子，组成核糖体的含磷化合物有RNA，组成染色体的含磷化合物有DNA，故C项正确；人体维持内环境pH的稳定需要含磷化合物参与，如缓冲物质磷酸氢二钠和磷酸二氢钠，故D项正确。4．下列关于生物体内水和无机盐的叙述．正确的是(　　)A．长时间剧烈运动会导致血钙浓度上升．引起肌肉抽搐B．植物在冬季来临之前．自由水/结合水的值会下降．从而适应寒冷环境C．细胞中的无机盐对生命活动具有重要作用．均以离子形式存在D．新鲜的谷物在晾晒过程中失去的主要是结合水[答案]B．[解析]本题考查了生物体内的水和无机盐等知识．意在考查考生的理解和识记能力。剧烈运动过程中．血钙浓度下降．会引起肌肉抽搐．A错误。寒冷时．植物细胞中结合水比例增大．自由水/结合水的值下降．可提高植物的抗寒能力．B正确。细胞中的无机盐大多数以离子形式存在．少数以化合物形式存在．C错误。新鲜的谷物在晾晒过程中失去的主要是自由水．D错误。5．植物在天气变冷的过程中，随着气温的逐渐降低，体内发生了一系列适应低温的生理生化变化，抗寒性逐渐增强。如图为冬小麦在不同时期含水量和呼吸速率变化关系图。请据图判断以下有关说法，错误的是(　　)A．随着气温和土壤温度的下降，组织的含水量下降，这可能与根系的吸水量减少有关B．天气变冷过程中，自由水明显减少是呼吸速率下降的原因之一C．结合水与自由水含量的比值，与植物的抗寒性呈负相关D．随温度的缓慢降低，植物的呼吸作用逐渐减弱，有利于减少有机物的消耗[答案]C．[解析]随着温度降低，植物的吸水量减少可能与根系吸水量减少有关，A正确；结合水与自由水含量的比值越高，细胞代谢越弱，故自由水含量下降是呼吸速率下降的原因之一，B正确；
随着温度降低，结合水含量相对增多，自由水含量相对减少，植物抗寒性增强，结合水与自由水含量的比值，与植物的抗寒性呈正相关，C错误；随着温度降低，细胞呼吸减弱，消耗的有机物减少，D正确。6．下列有关生物体中元素和化合物的叙述，正确的是(　　)A．性激素在核糖体上合成，经内质网加工再由高尔基体分泌B．血红蛋白含有Mg2+且可参与O2运输，叶绿素含有Fe2+且可吸收可见光C．血浆渗透压主要由无机盐维持，组织液渗透压仅由蛋白质维持D．控制细菌性状的基因位于拟核的DNA分子和质粒上[答案]D．[解析]本题考查生物体中的元素和化合物，意在考查考生的理解能力。性激素的化学本质为脂质，其合成场所为内质网，A错误;血红蛋白含有Fe2+，可参与O2运输，叶绿素含有Mg2+，可吸收可见光，B错误;血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关，组织液渗透压不是仅由蛋白质维持，C错误;细菌属于原核生物，没有由核膜包被的细胞核，控制细菌性状的基因位于拟核的DNA分子和质粒上，D正确。7．关于生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质和DNA的鉴定实验，下列叙述正确的是(　　)A．还原糖、DNA的鉴定通常分别使用双缩脲试剂、二苯胺试剂B．鉴定还原糖、蛋白质和DNA都需要进行水浴加热C．二苯胺试剂和用于配制斐林试剂的NaOH溶液都呈无色D．脂肪、蛋白质鉴定时分别可见橘黄色颗粒、砖红色沉淀[答案]C．[解析]鉴定还原糖、DNA可分别使用斐林试剂、二苯胺试剂，A项错误；鉴定还原糖和DNA都需要水浴加热，而鉴定蛋白质不需要水浴加热，B项错误；二苯胺试剂和用于配制斐林试剂的NaOH溶液都呈无色，C项正确；用苏丹Ⅲ鉴定脂肪时可见橘黄色颗粒，用双缩脲试剂鉴定蛋白质时会发生紫色反应，D项错误。8．“颜色反应”是鉴定特定物质的常用方法。下列叙述正确的是 (　　)A．可以使用斐林试剂检测待测样液中是否含有葡萄糖B．用苏丹Ⅲ染液和苏丹Ⅳ染液检测组织切片内的脂肪时，染色时间不同C．若待测样液中不含蛋白质，则加入双缩脲试剂后样液颜色不变D．斐林试剂和双缩脲试剂所含物质种类不同，使用方法也不同[答案]B．[解析]斐林试剂只能检测出待测样液中是否含有还原糖，不能检测出特定种类的还原糖，A项错误；苏丹Ⅲ染液和苏丹Ⅳ染液都能用于检测组织切片内的脂肪，苏丹Ⅲ染液的染色时间为3 min，而苏丹Ⅳ染液对应的染色时间为1 min，B项正确；双缩脲试剂本身为浅蓝色，即使待测样液中不含蛋白质，加入双缩脲试剂后样液颜色也会变化，且多肽也能与双缩脲试剂发生紫色反应，C项错误；斐林试剂和双缩脲试剂所含物质种类相同，而使用方法不同，D项错误。