备考2024届高考生物一轮复习讲义第一章细胞的概述与分子组成课时2细胞中的无机物糖类和脂质考点1组成细胞的元素和化合物

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考点1 组成细胞的元素和化合物
1.组成细胞的元素
（1）生物体内的元素组成
（2）生物界和非生物界在元素种类和含量上的关系
2.组成细胞的化合物
3.细胞中的无机物
（1）细胞中的水
①细胞中水的性质、存在形式和生理功能
②水与细胞代谢
提醒（1）不同生物体内的含水量一般不同，如水生生物一般大于陆生生物。
（2）同一生物体不同生长发育阶段，水的含量也不同，如幼嫩部分大于衰老部分，幼儿时期大于成年时期。
（3）同一生物体的不同细胞中，含水量也不同，如代谢旺盛的细胞大于代谢缓慢的细胞。
（2）细胞中的无机盐
①无机盐的存在形式、吸收方式和功能
②对照实验法探究X元素是不是植物的必需元素
基础自测
1.生物界和非生物界在元素组成上具有统一性，因此地壳中的元素在生物体内都能找到。（× ）
2.细胞中的微量元素含量极少，所以不如大量元素重要。（× ）
3.细胞内不同存在形式的水都能参与物质运输和生化反应。（× ）
4.萌发的小麦种子和休眠的小麦种子相比，含水量基本相同。（× ）
5.无机盐参与维持细胞的酸碱平衡，不参与有机物的合成。（× ）
6.在沙漠植物仙人掌的活细胞中含量最多的化合物是蛋白质。（× ）
7.细胞中的无机盐大多数以化合物的形式存在，如CaCO3构成骨骼、牙齿等。（× ）
8.自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动[2021全国乙，T3D]。（ √ ）
情境应用
1.北方地区的冬小麦在－15 ℃的夜间不会被冻伤的原因：一方面，细胞内的 自由水 含量下降；另一方面，部分自由水转化为 结合水 ，使其比例上升，从而避免低温下自由水过多而结冰（冻伤）。
2.农业谚语是人民群众总结出的农业生产经验，它用简单通俗、精炼生动的话语反映出深刻的道理，是中华民族的文化瑰宝。回答下列与谚语有关的问题：
（1）“有收无收在于水，收多收少在于肥。”植物根系既能从土壤中吸收水分也能吸收无机盐。根细胞内水分的作用有 根细胞的组成成分；参与细胞内的生化反应；运送营养物质和代谢废物等 （答出2点即可）。
（2）“上粪不浇水，庄稼噘着嘴。”农田施肥的同时，往往需要适当浇水，此时浇水的原因是 肥料中的无机盐只有溶解在水中才能被作物根系吸收（合理即可） （答出1点即可）。
3.患急性肠炎的病人输入葡萄糖盐水，大量排汗的人多喝淡盐水，两者均体现了无机盐的 维持细胞和生物体的渗透压和正常的生命活动 功能。
4.若要验证某种元素是某种动物的必需元素，如何设计实验？请简要写出实验思路并预期结果和结论。
提示
研透高考 明确方向
命题点1 组成细胞的元素、化合物的分析与推断
1.[2022江苏]下列各组元素中，大量参与组成线粒体内膜的是（ A ）
A.O、P、NB.C、N、Si
C.S、P、CaD.N、P、Na
解析 线粒体内膜主要由磷脂和蛋白质组成，蛋白质的组成元素是C、H、O、N等，磷脂的组成元素为C、H、O、N、P，A符合题意。
2.[2024南昌模拟]2023年6月，我国科学家在《自然》子刊发表的论文揭示了适当多吃柑橘类水果可延长寿命的潜在机制，赣南脐橙是江西省重要经济作物和特产。下列有关说法错误的是（ B ）
A.脐橙的果汁含量达55％以上，其中主要成分是自由水
B.脐橙果肉细胞中含有多种对人体有益的微量元素，如Fe、Ca、Mg等
C.脐橙果肉细胞中的遗传物质初步水解后，得到4种游离的脱氧核苷酸
D.脐橙果肉中含糖量高达10.5％～12％，糖类的组成元素一般为C、H、O
解析 水是活细胞中含量最多的化合物，分为呈游离状态的自由水以及与蛋白质等物质结合在一起构成结构物质的结合水，其中自由水的比例更大，故脐橙果汁中的主要成分是自由水，A正确；Ca和Mg是大量元素，B错误；脐橙果肉细胞中的遗传物质是DNA，DNA的基本单位是脱氧核苷酸，故其初步水解后得到4种游离的脱氧核苷酸，C正确；糖类的组成元素一般为C、H、O，但几丁质还含有N，D正确。
命题点2 细胞中水和无机盐的作用及特点分析
3.[2022湖北]水是生命的源泉，节约用水是每个人应尽的责任。下列有关水在生命活动中作用的叙述，错误的是（ C ）
A.水是酶促反应的环境
B.参与血液中缓冲体系的形成
C.可作为维生素D等物质的溶剂
D.可作为反应物参与生物氧化过程
解析 生物体内很多化学反应是在液体环境中进行的，水是酶促反应的环境，A正确。水是良好的溶剂，许多种物质（如缓冲物质NaHCO3、H2CO3等）能够在水中溶解，因此水可参与血液中缓冲体系的形成，B正确。维生素D属于脂质，其不溶于水，水不能作为维生素D等物质的溶剂，C错误。水可作为反应物参与生物氧化过程，如在有氧呼吸第二阶段，丙酮酸可与水反应生成二氧化碳和[H]，D正确。
4.[2022全国甲]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（ B ）
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 细胞中大多数无机盐以离子的形式存在，少数以化合物的形式存在，细胞中的钙有的以离子形式存在，有的以化合物的形式存在，A正确；人体内的Ca2＋进入细胞需要转运蛋白的协助，不能自由通过细胞膜的磷脂双分子层，B错误；维生素D能有效促进人和动物肠道对钙的吸收，C正确；血液中钙离子浓度过低，会使肌细胞兴奋性增强，从而使肌肉出现抽搐现象，D正确。
5.[2023六安模拟]苹果含有Zn， Zn是形成与记忆力息息相关的蛋白质不可缺少的元素，儿童缺Zn，就会导致大脑发育不完善。因此，苹果又被称为记忆之果，这说明无机盐（ D ）
A.对维持酸碱平衡起重要作用
B.对维持细胞形态有重要作用
C.对调节细胞的渗透压有重要作用
D.对维持生物体生命活动有重要作用
解析 由题意知，儿童缺Zn会导致大脑发育不完善，这体现了无机盐对维持生物体生命活动有重要作用，D符合题意；题干信息未体现Zn维持酸碱平衡、维持细胞形态、调节细胞的渗透压等作用，A、B、C不符合题意。
思维提升
运用归纳法归纳高考常考的无机盐的功能
命题点3 与无机盐离子相关的实验探究
6.[2023长春模拟]小麦幼苗在缺少无机盐X的“完全培养液”中培养一段时间后，出现了叶片发黄的现象。下列有关叙述错误的是（ C ）
A.对照实验应使用含无机盐X的完全培养液培养小麦幼苗
B.据实验结果推测无机盐X可能是一种含镁元素的无机盐
C.与正常幼苗相比，该幼苗叶绿体内的NADPH的合成速率增加
D.实验结束时，培养液中某种无机盐离子的浓度可能会增加
解析 本实验的自变量是有无无机盐X，实验组缺乏无机盐X，对照组应使用含无机盐X的完全培养液培养小麦幼苗，A正确；将小麦幼苗在缺少无机盐X的“完全培养液”中培养一段时间后，出现了叶片发黄的现象，根据这一现象推测无机盐X可能是一种含镁元素的无机盐，原因是镁元素是构成叶绿素的必需元素，B正确；当植物叶片发黄时，叶绿素含量减少，光反应速率下降，叶绿体内NADPH的合成速率下降，C错误；植物吸收无机盐具有选择性，如果植物吸收水的量大于吸收某种无机盐的量，那么实验结束时培养液中该种无机盐离子的浓度可能会增加，D正确。
7.[全国Ⅲ高考，11分]氮元素是植物生长的必需元素，合理施用氮肥可提高农作物的产量。回答下列问题。
（1）植物细胞内，在核糖体上合成的含氮有机物是 蛋白质 ，在细胞核中合成的含氮有机物是 核酸 ，叶绿体中含氮的光合色素是 叶绿素 。
（2）农作物吸收氮元素的主要形式有铵态氮（NH4＋）和硝态氮（NO3－）。已知作物甲对同一种营养液（以硝酸铵为唯一氮源）中NH4＋和NO3－的吸收具有偏好性（NH4＋和NO3－同时存在时，对一种离子的吸收量大于另一种）。请设计实验对这种偏好性进行验证，要求简要写出实验思路、预期结果和结论。
实验思路：配制营养液（以硝酸铵为唯一氮源），用该营养液培养若干作物甲，一段时间后，检测营养液中NH4＋和NO3－的剩余量。
预期结果和结论：若营养液中NO3－的剩余量小于NH4＋的剩余量，则说明作物甲偏好吸收NO3－；若营养液中NH4＋的剩余量小于NO3－的剩余量，则说明作物甲偏好吸收NH4＋。
解析 （1）植物细胞内的含氮有机物有蛋白质、磷脂、ATP、核酸等，其中在核糖体上合成的为蛋白质，在细胞核中合成的是DNA和RNA，植物叶绿体中的光合色素有叶绿素和类胡萝卜素，其中含氮的光合色素是叶绿素。（2）本实验的目的是验证作物甲对硝酸铵中NH4＋和NO3－的吸收具有偏好性，因变量是作物甲对二者的吸收量，因此可将若干生理状态相同的作物甲培养在适宜浓度的以硝酸铵为唯一氮源的营养液中，在适宜条件下培养一段时间，并测定实验后营养液中的NH4＋和NO3－的剩余量，最后进行比较，如果实验后营养液中的NH4＋的剩余量小于NO3－的剩余量，可说明作物甲对硝酸铵中的NH4＋的吸收具有偏好性；反之，则说明作物甲对硝酸铵中的NO3－的吸收具有偏好性。
命题变式
[角度改变型]硝酸铵等无机盐肥料在水中的溶解度高，因此经常作为滴灌施肥技术的首选。
（1）无机盐在植物体内主要以 离子 的形式存在。将植物体烘干，然后点燃烧尽，最终得到的 （灰白色的）灰烬 就是无机盐。
（2）利用滴灌施肥技术时，肥料溶液浓度不宜过高，否则会造成植物根细胞 渗透失水 ，从而造成“烧苗”现象。
（3）研究发现，当铵态氮（NH4＋）作为唯一氮源时，植物不但不能正常生长，反而产生明显的毒害现象，即叶片黄化严重，根生长受抑制，而硝态氮（NO3－）可有效缓解此现象，请利用正常生长的某种植物设计实验验证硝态氮（NO3－）的此作用，简要写出实验思路。
方法一：将若干该种植物平均分成两组并编号为①、②，①组用NH4＋作为唯一氮源的营养液进行培养，②组用等量的NH4＋和NO3－的混合营养液进行培养，其他条件相同且适宜，培养一段时间后观察植物的生长状况。方法二：将若干该种植物平均分成两组并编号为①、②，①、②组都先用NH4＋作为唯一氮源的营养液进行培养，出现生长异常后，①组加入适量NO3－，②组加入等量蒸馏水，一段时间后观察植物的生长状况。（合理即可）
解析 （1）在生物体内，无机盐主要以离子的形式存在；将植物体烘干，然后燃烧完全，有机物部分都被燃烧成为CO2、H2O，挥发到空气中，最终得到的灰白色的灰烬就是无机盐。（2）肥料溶液浓度过高会引起植物根细胞渗透失水，从而造成“烧苗”现象。（3）本实验的自变量是NO3－的有无，因变量是植物的长势。根据对照原则和单一变量原则进行实验设计，具体见答案。课标要求
核心考点
五年考情
核心素养对接
1.说出细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成；
2.指出水大约占细胞重量的2/3，以自由水和结合水的形式存在，赋予了细胞许多特性，在生命活动中具有重要作用；
3.举例说出无机盐在细胞内含量虽少，但与生命活动密切相关；
4.概述糖类有多种类型，它们既是细胞的重要结构成分，又是生命活动的主要能源物质；
5.举例说出不同种类的脂质对维持细胞结构和功能有重要作用；
6.检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质
组成细胞的元素和化合物
2023：湖南T1A、全国乙T2A、湖北T3；
2022：湖北T1、全国甲T1、江苏T1；
2021：天津T4、全国乙T3、浙江6月T5；
2020：浙江1月T7、江苏T1；
2019：全国ⅢT29
1.生命观念——结构与功能观：从结构与功能相适应的角度解释细胞由多种多样的元素和分子组成。
2.科学思维——归纳与概括：比较糖类和脂质的种类、分布、结构和功能并进行归纳。
3.科学探究——实验分析：检测生物组织中的有机物
糖类、脂质的种类和作用
2023：北京T1、新课标T1、湖南T1D；
2022：浙江6月T5、浙江1月T9；
2021：海南T1、重庆T1；
2020：山东T16、海南T1；
2019：浙江4月T7、海南T2
检测生物组织中的糖类、脂肪、蛋白质
2023：江苏T9B和T15A、海南T2C；
2022：北京T12A、江苏T5C和T13、河北T3C、重庆T11；
2021：湖南T2A、河北T3A；
2020：浙江1月T10、江苏T17AD和T25A；
2019：江苏T22C和T30、海南T6
命题分析预测
1.高考对本部分的考查集中在理解和实验分析层次，主要涉及组成细胞的元素和化合物，糖类、脂肪和蛋白质的鉴定等，多以选择题的形式呈现，或以非选择题的形式与其他相关知识点进行综合命题。
2.预计2025年高考仍会延续这种考查模式，或以实验、情境信息为背景，将其结构、功能与其他知识相结合进行跨章节综合考查；或借助生物组织中有机物的鉴定考查实验与探究能力。另外，水、无机盐等考点也不容忽视，结合细胞代谢，考查种子萌发或成熟过程中水的含量变化、不同种类有机物间的转化也是重要的考查方向