高考生物一輪復習 第二章 第一講 細胞中的元素和化全物 細胞中的無機物訓練 新人教版

【創(chuàng)新方案】年高考生物一輪復習第二章第一講細胞中的元素和化全物細胞中的無機物訓練新人教版1．大量元素、微量元素都是生物必需的元素，對于維持生物體生命活動都起著非常重要的作用。2．占細胞鮮重含量最多的元素是氧，占細胞干重含量最多的元素是碳。3．占細胞鮮重最多的化合物是水，占細胞干重最多的化合物是蛋白質。4．活細胞中自由水/結合水的比值高低能反映該細胞的代謝水平。5．生物體的一切生命活動都離不開水。 6．活細胞中的各種化合物的含量和比例都處在不斷變化中，但又保持相對的穩(wěn)定。一、組成細胞的元素和化合物1．組成細胞的元素(1)大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。(2)微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu等。(3)來源：生物體有選擇地從無機自然界中獲得。(4)存在：大多以化合物的形式存在。2．組成細胞的化合物(1)種類eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(無機化合物：水、無機鹽,有機化合物：糖類、脂質、蛋白質、核酸))(2)含量eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①鮮重含量最多的化合物：水,②鮮重含量最多的有機物：蛋白質,③占細胞干重最多的化合物：蛋白質))二、生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質的檢測[連線]eq\a\vs4\al([想一想])斐林試劑和雙縮脲試劑在使用方法上有什么不同？提示：斐林試劑的甲液和乙液等量混合，現(xiàn)用現(xiàn)配，加入到組織樣液中后需水浴加熱；雙縮脲試劑使用時，先加入A液后再滴入B液，加入組織樣液后不需加熱。三、水和無機鹽的作用1．水(1)寫出A、B、C、D反映出的以上兩種水的功能：A．組成細胞結構；B．提供細胞生活的液體環(huán)境；C．作為反應物，參與反應；D．有利于物質運輸。(2)自由水與結合水的轉換：一定限度內，溫度升高后，結合水可轉換為自由水，自由水與結合水的比例會升高，新陳代謝會增強。eq\a\vs4\al([想一想])生物體的水都存在于細胞內嗎？提示：不一定，在細胞間隙也存在大量水分，如動物體內的組織液。2．無機鹽(1)在細胞中的存在形式：主要是離子。(2)生理作用eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①細胞的組成成分，如Mg2＋參與葉綠素,合成；Fe2＋參與合成血紅蛋白,②維持生命活動，血鈣低引起肌肉抽搐))[知識體系構建]①統(tǒng)一②差異③C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg④Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu⑤水⑥無機鹽組成細胞的元素和化合物(1)(·江蘇卷T1A)細胞中的一種元素的作用能被其他元素替代。(×)(2)(·上海卷T1C)脫氧核糖只含有C、H、O三種元素。(√)(3)(·海南卷T7B)植物細胞中含量最多的四種元素是C、H、O和N。(√)(4)(·江蘇卷T1B)細胞中脫氧核苷酸和脂肪酸都不含有氮元素。(×)(5)(·江蘇卷T1B)組成DNA與ATP的元素種類不同。(×)(6)(·上海卷T1D)只含有C、H、O三種元素的有機化合物是磷脂。(×)1．細胞中化合物含量之最細胞內含量最多的化合物水細胞內含量最多的無機化合物占細胞鮮重含量最多的化合物占細胞鮮重50%以上的化合物細胞內含量僅次于水的化合物蛋白質細胞內含量最多的有機化合物占細胞干重含量最多的化合物占細胞干重50%以上的化合物2.細胞內有機分子的元素組成、單體構成與合成場所種類元素組成構成單體合成場所多糖僅含C、H、O葡萄糖等單糖內質網、高爾基體(纖維素)脂質脂肪和固醇：C、H、O磷脂：C、H、O、(N)、P甘油、脂肪酸內質網蛋白質C、H、O、N氨基酸核糖體核酸C、H、O、N、PDNA：脫氧核苷酸RNA：核糖核苷酸主要在細胞核高考地位本考點知識簡單，一般單獨命題考查頻率較低，常在單科卷中以專題綜合形式進行綜合命題命題角度(1)結合特殊或常見化合物考查化學元素組成，如典例1；(2)運用圖示作為信息載體，對組成細胞的化學元素含量進行考查，如典例2。[典例1]下列化合物中，含有相同元素的一組是()A．纖維素和生長激素B．脂肪酸和磷脂C．三磷酸腺苷和核糖核酸D．膽固醇和血紅蛋白[解析]選C纖維素屬于多糖，僅由C、H、O三種元素組成；而生長激素的化學本質是蛋白質，由C、H、O、N等元素組成。脂肪酸、膽固醇屬于脂質，由C、H、O三種元素組成，而血紅蛋白由C、H、O、N、Fe等化學元素組成；三磷酸腺苷和核糖核酸，均由C、H、O、N、P五種元素組成?！承碗s化合物中的無機鹽成分無機鹽化合物N(NOeq\o\al(－,3))蛋白質、ATP(ADP)、葉綠素、DNA、RNAP(POeq\o\al(3－,4))ATP(ADP)、磷脂、DNA、RNAMg2＋葉綠素S(SOeq\o\al(2－,4))某些蛋白質Fe2＋血紅蛋白I－甲狀腺激素[典例2]下圖1表示細胞中三種化合物含量的扇形圖，圖2表示有活性的細胞中元素含量的柱形圖，下列說法不正確的是()A．若圖1表示正常細胞，則甲、乙兩化合物共有的元素中含量最多的是aB．若圖1表示細胞完全脫水后化合物含量的扇形圖，則甲化合物中含量最多的元素為圖2中的bC．圖2中含量最多的元素是c，這與細胞中含量最多的化合物有關D．若圖1表示正常細胞，則乙化合物具有多樣性，其必含的元素為C、H、O、N[解析]選C本題考查細胞中的元素與化合物的種類及含量。從圖2有活性的細胞中元素含量相對值分析，a代表O，b代表C。若圖1表示正常細胞，則甲表示H2O，乙表示蛋白質，二者共有的元素在細胞中含量最多的是O，故A正確；若圖1表示完全脫水后的細胞，則甲為蛋白質，蛋白質中含量最多的元素為C，故B正確；圖2細胞中含量最多元素是a而不是c，故C錯誤；若圖1表示正常細胞，乙化合物表示蛋白質，其具有多樣性，必含的元素為C、H、O、N，故D正確。細胞中的無機鹽(1)(·海南卷T7C)植物根系通過主動運輸吸收無機離子需要ATP。(√)(2)(·上海卷T9A)生長在含鹽量高、干旱土壤中的鹽生植物，其液泡內貯存大量的Na＋，而促進細胞吸收水分，說明Na＋參與調節(jié)滲透壓。(√)1．細胞中水與其代謝的關系2．細胞中產生水的結構及代謝過程結構代謝過程葉綠體基質光合作用暗反應階段線粒體有氧呼吸第三階段核糖體氨基酸脫水縮合生成多肽高爾基體植物細胞纖維素的合成細胞核DNA復制、轉錄命題分析高考地位本考點知識較簡單，但與細胞代謝聯(lián)系密切，常常進行綜合命題考查命題角度(1)聯(lián)系對太空生命探究熱點材料，考查水的生理作用，典例3；2.以圖表曲線為信息載體，對生物體內水、無機鹽變化規(guī)律進行考查，如典例4。[典例3]年8月5日美國宇航局的“好奇”號火星車已安全著陸火星表面，之后它將全方位展開行動，鉆探并分析火星土壤進行研究，尋找過去或現(xiàn)在水的線索，并確定火星是否曾有過可以支撐生命生存的環(huán)境條件。下列有關水的敘述，不正確的是()A．各種生物體的一切生命活動都離不開水B．生存在嚴重干旱環(huán)境中的生物生命活動不需要水C．水是細胞內良好溶劑，又是生物體內物質運輸?shù)慕橘|D．水參與生物體內多種代謝活動[解析]選B水在生物細胞內以自由水和結合水兩種形式存在，自由水是細胞內的良好溶劑，許多生物化學反應也都需要水參與，多細胞生物體的組織細胞浸潤在以水為基礎的液體環(huán)境中。生物體內物質的運輸也是依靠水完成的，因此各種生物體的一切生命活動都離不開水，生存在嚴重干旱環(huán)境中的生物，其生命活動也離不開水。[典例4]結合下列曲線，分析有關無機物在生物體內含量的說法，錯誤的是()A．曲線①可表示人一生中體內自由水與結合水的比值隨年齡變化的曲線B．曲線②可表示細胞呼吸速率隨自由水與結合水比值的變化C．曲線③可以表示一粒新鮮的玉米種子在烘箱中被烘干的過程中，其內無機鹽的相對含量變化D．曲線①可以表示人從幼年到成年體內含水量的變化[解析]選CC項中隨著新鮮的玉米種子在烘箱中被烘干，水分不斷減少，無機鹽相對含量逐漸增多，因此C項是錯誤的。A、D項是正確的，隨著年齡增加，新陳代謝減慢，自由水/結合水的比值下降。B項中自由水/結合水的比值增加，會導致細胞呼吸速率加快?！拇嬖谛问經Q定著相關生理活動(1)細胞內自由水/結合水比例升高，則代謝旺盛；反之代謝緩慢。(2)秋冬季節(jié)，蒸騰作用弱，吸水減少，結合水含量相對升高，有利于植物提高抗寒性。實驗平臺—eq\x(檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質)eq\a\vs4\al(,,)一、實驗原理某些化學試劑能夠使生物組織中的相關有機化合物產生特定的顏色反應。(1)還原糖＋斐林試劑eq\o(→,\s\up7(50℃～65℃溫水浴),\s\do5())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＋雙縮脲試劑→紫色。(4)淀粉＋碘液→藍色。二、實驗步驟(1)還原糖的檢測：選材：含糖量較高、白色或近于白色的植物組織eq\a\vs4\al(制備組織樣液\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(制漿,↓,過濾用一層紗布,↓,取液)))eq\a\vs4\al(顯色反應)結論：組織樣液中含有可溶性還原糖(2)脂肪的檢測：方法一：花生種子勻漿＋3滴蘇丹Ⅲ染液→橘黃色方法二：取材：花生種子(浸泡)，將子葉切成薄片eq\a\vs4\al(制片\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①取最理想的薄片，放在載玻片中央,②滴2～3滴蘇丹Ⅲ染液染色3min,③去浮色1～2滴體積分數(shù)為50%的酒精溶液)))制成臨時裝片(滴一滴蒸餾水，蓋上蓋玻片)觀察：先在低倍鏡下尋找已著色顆粒，再用高倍顯微鏡觀察結論：圓形小顆粒呈橘黃色，說明植物組織中有脂肪存在(3)蛋白質的檢測：選材與制備：蛋清稀釋液或豆?jié){濾液eq\a\vs4\al(顯色反應)結論：組織樣液中存在蛋白質三、易誤點撥斐林試劑與雙縮脲試劑的“四個不同”(1)濃度不同：二者成分中CuSO4的濃度不同。(2)使用方法不同：斐林試劑是甲、乙液等量混合后使用，雙縮脲試劑是先加A液后加B液。(3)條件不同：斐林試劑需水浴加熱，而雙縮脲試劑則不需要加熱。(4)現(xiàn)象不同：斐林試劑檢測還原糖，產生磚紅色沉淀，雙縮脲試劑檢測蛋白質，產生紫色物質。

[高考實驗對接]技法平臺—eq\x(植物必需元素的判斷方法)eq\a\vs4\al(,,)生物體內的各種化學元素都是從無機自然界有選擇地吸收而來，各種化學元素在生物體內的作用不同，有些化學元素是生物必需的，有些化學元素不是生物所必需的，可通過設計探究實驗而確定。[典例]探究鉀是否屬于植物生長發(fā)育所必需的元素。(1)實驗思路：利用缺素培養(yǎng)液和完全培養(yǎng)液的培養(yǎng)作對照并得出結論。(2)實驗步驟：①培養(yǎng)液的配制：_____________________________________________________。②取材：選取__________兩組植物。③培養(yǎng)：將兩組植物分別培養(yǎng)在盛有上述兩種培養(yǎng)液的容器中，培養(yǎng)條件要______。④觀察：______________________________________。(3)預測可能的結果及結論。如下表：缺素培養(yǎng)液完全培養(yǎng)液結論生長狀況正常正常①異常正常②①______________________________________。②______________________________________。[解析]該題重點考查實驗設計的對照原則和單一變量原則。運用完全培養(yǎng)液和缺鉀培養(yǎng)液分別培養(yǎng)植物，前者為對照組，后者為實驗組。取長勢相同的植株，在適宜且相同的條件下培養(yǎng)，排除無關變量的干擾。若植物對這種元素的需要是必需的，缺乏時，植物就會出現(xiàn)特殊的缺乏癥狀，只有滿足植物對這種元素需求，癥狀才會消除。[答案](2)①配制完全培養(yǎng)液和缺鉀培養(yǎng)液②長勢相同的③相同且適宜④兩組植物的生長狀況(3)①鉀不是植物生長發(fā)育所必需的元素②鉀是植物生長發(fā)育所必需的元素eq\a\vs4\al([技法歸納])確定植物必需元素的實驗方法(1)對照組：正常植物＋完全培養(yǎng)液→生長正常(2)實驗組：正常植物＋只缺X完全培養(yǎng)液↓a．若生長正常?則X不是必需元素b．若出現(xiàn)病癥?則X是必需元素(3)在實驗組中還可設置二次對照，即在出現(xiàn)病癥后，再加入含X的培養(yǎng)液，植物恢復正常生長，以形成前后對照。[高考隨堂體驗]一、選擇題(每小題5分，共60分)1．(·江蘇高考)下列關于細胞中化學元素的敘述，正確的是()A．細胞中一種元素的作用能被其他元素替代B．細胞中的脫氧核苷酸和脂肪酸都不含有氮元素C．主動運輸機制有助于維持細胞內元素組成的相對穩(wěn)定D．細胞中的微量元素因含量極少而不如大量元素重要解析：選C細胞中不同元素的功能不盡相同，不能相互替代；脫氧核苷酸的組成元素是C、H、O、N、P，而脂肪酸的組成元素是C、H、O；因為主動運輸能主動選擇吸收細胞需要的營養(yǎng)物質，排出代謝廢物和對細胞有害的物質，所以主動運輸有助于維持細胞內元素組成的相對穩(wěn)定；微量元素含量雖少，但對于細胞的生命活動卻是必不可少的。2．(·海南高考)關于植物細胞中元素的敘述，錯誤的是()A．番茄和水稻根系吸收Si元素的量相等B．細胞中含量最多的四種元素是C、O、H和NC．植物根系通過主動運輸吸收無機離子需要ATPD．與豆科植物共生的根瘤菌可為豆科植物生長提供N元素解析：選A不同植物的根系對同種無機鹽離子的吸收量不同；細胞中含量最多的元素為C、O、H、N；植物根系吸收無機鹽離子的方式為主動運輸，需要消耗ATP；豆科植物和根瘤菌為共生關系，根瘤菌具有固氮作用，可為豆科植物提供N元素。3．(·江蘇高考)下表中有關人體細胞化合物的各項內容，正確的是()編號化合物實驗檢測組成單位主要功能檢測試劑顏色反應①脂肪蘇丹Ⅲ染液橘黃色脂肪酸儲存能量②糖原斐林試劑磚紅色葡萄糖提供能量③蛋白質雙縮脲試劑紫色氨基酸承擔生命活動④核酸甲基綠染液綠色核苷酸攜帶遺傳信息A．① B．②C．③ D．④解析：選C①中脂肪的組成單位是甘油和脂肪酸；②中糖原為非還原糖，不能與斐林試劑反應產生磚紅色沉淀；③中蛋白質是生物體生命活動的主要承擔者，其基本組成單位是氨基酸，可與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應；④中核酸包括DNA和RNA，DNA可被甲基綠染液染成綠色，而RNA可被吡羅紅染液染成紅色，人體細胞中攜帶遺傳信息的是DNA。4．(·廣東高考)分析下表，可推測()溶液雙縮脲試劑碘液斐林試劑甲＋－－乙－＋＋－甲、乙混合＋＋＋注：“＋”顯色，“＋＋”顯色更深；“－”不顯色。A．甲溶液含有淀粉 B．乙溶液含有還原糖C．混合溶液不含淀粉 D．混合溶液含有淀粉酶解析：選D蛋白質能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應，淀粉遇碘變藍色，斐林試劑與還原糖在水浴加熱條件下生成磚紅色沉淀。根據(jù)溶液甲中的顏色變化可知其含有蛋白質；根據(jù)乙溶液中的顏色變化可知其含有淀粉；據(jù)甲、乙混合后的顏色反應可知，兩溶液中的物質發(fā)生反應產生了還原糖，故混合溶液中應含有淀粉酶。5．(·上海高考)下列食物營養(yǎng)成分與鑒定試劑及顯色反應之間的對應關系中，錯誤的是()A．淀粉：碘液，藍紫色B．還原糖：班氏試劑，紅黃色C．脂肪：蘇丹Ⅲ染液，橘紅色D．蛋白質：雙縮脲試劑，黃綠色解析：選D淀粉遇碘液呈藍紫色，還原糖遇班氏試劑呈紅黃色，脂肪可被蘇丹Ⅲ染液染成橘紅色，而蛋白質遇雙縮脲試劑呈紫色。6．(·新課標全國卷)下表中根據(jù)實驗目的，所選用的試劑與預期的實驗結果正確的是()實驗目的試劑預期的實驗結果A.觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂醋酸洋紅染色體被染成紫紅色B.檢測植物組織中的脂肪雙縮脲試劑脂肪顆粒被染成紅色C.檢測植物組織中的葡萄糖甲基綠葡萄糖與甲基綠作用，生成綠色沉淀D.觀察DNA和RNA在細胞中的分布斐林試劑吡羅紅斐林試劑將DNA染成綠色，吡羅紅將RNA染成紅色解析：選A在觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂實驗中，是用堿性染料如龍膽紫染液或醋酸洋紅溶液進行染色，使細胞核中染色體著色，醋酸洋紅液使染色體被染成紫紅色。脂肪的檢測試劑為蘇丹Ⅲ染液或蘇丹Ⅳ染液，雙縮脲試