第2講細(xì)胞中的元素和化合物

目標(biāo)要求+考情分析+網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

目錄rj-考點(diǎn)一細(xì)胞中的元素和化合物

考點(diǎn)精講考點(diǎn)二水和無機(jī)鹽的作用必備基礎(chǔ)知識梳理+必考考向歸納+真題感悟

<考點(diǎn)三實(shí)驗(yàn)：檢測生物組織中還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)

?

1.細(xì)胞中的元素和化合物。

2.水和無機(jī)鹽的作用。

3.實(shí)驗(yàn)：檢測生物組織中還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)。

考點(diǎn)要求考題統(tǒng)計(jì)考情分析

細(xì)胞中的水2022,河北，選T19,2分本專題知識難度較低、基礎(chǔ)性強(qiáng)?？疾閷W(xué)生對

2022,湖北，選T1,2分細(xì)胞整體性的認(rèn)識（如2022廣東卷T8、2022

2021,湖北，選T10,2分湖南卷T1）,或結(jié)合一些情景信息或表格信息

設(shè)置題目，考查學(xué)生的應(yīng)變能力、獲取信息和

實(shí)驗(yàn):檢測生物組織中2022,河北，選T3,2分綜合分析能力（如2022廣東卷T9、2021山東

還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)2021,河北，選T3,2分Tl）o相關(guān)考題難度中等偏低。

2021,湖南，選T2,2分

生物界與非生物界

的統(tǒng)一性與差異性

組

水成

無無機(jī)化合物R

機(jī)

鹽

分類細(xì)胞中的實(shí)驗(yàn)檢測生物組織

化合物中的糖類、脂

肪和蛋白質(zhì)

［有機(jī)化合物P

考點(diǎn)一細(xì)胞中的元素和化合物

1.生物界和非生物界在元素種類和含量上的關(guān)系

生物

2.細(xì)胞中的元素

(1)元素的來源、分類和存在形式

王憶有選擇地從無機(jī)自然界吸收

人大量元青N、P、S、K、Ca、Mg等

古童--C---H---O---------------------

微1tt元素》■Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等

素四睇最基本元素c

作用I"------------------

不足按功能，［基本元素》CH、0、N

是含量

?存在形式》大多以化合物的形式存在

①C是生命的核心元素。

生物大分子是以碳鏈為基本骨架的，碳原子在組成生物大分子CHONIPSKCaMg

中具有重要作用。因此，碳是生命的核心元素。,(—基本元素一n

②C、H、0、N四種元素在細(xì)胞中含量很高。*------主要元素

組成細(xì)胞的很多化合物需要由這四種元素構(gòu)成。

⑵生物界和非生物界在元素種

類和含量上的關(guān)系

圖2-1組成人體和植物細(xì)胞的主要的元素圖2-2組成人體細(xì)胞的主要元素

(占細(xì)胞鮮重的百分比)(占細(xì)胞干重的百分比)

3.細(xì)胞中的化合物鮮重：0>C>H>N干重：C>O>N>H

4.依據(jù)元素推斷化合物的種類

和功能

(1)據(jù)特征元素推測化合物的種類

葉綠素卜^二［二e⑸》|蛋白面一

糖類、脂肪|----

核酸、ATP等卜----------------j->|甲狀腺激素

（2）”元素分析法”判斷化合物的種類和功能:從化合物的元素組成分析代謝終產(chǎn)物：糖類、

脂質(zhì)和蛋白質(zhì)都含有C、H、0,故其代謝終產(chǎn)物都有C02和H20；蛋白質(zhì)中還有N,其代謝

終產(chǎn)物中還含有尿素。

（3）從化合物的元素組成分析氧化分解釋放能量的多少：脂肪的含氫量多于糖類，因此等

質(zhì)量的脂肪氧化分解時消耗氧氣和釋放能量都多于糖類。

_____廠水一?占細(xì)胞醒最多的化合物

「無機(jī)物_____________ZZ_.

和J無機(jī)鹽——?約占1%~1.5%|

入____________________________

CHON碼口白質(zhì)|~d占細(xì)胞干重最多的化合物

T有憾卜魂）脂質(zhì)I------d約占

T糖類和核酸I——X約占1%~1.5%

CHO~CHONP------------------------

提升?必考考向歸納

例1.判斷:

①細(xì)胞中的微量元素因含量極少而不如大量元素重要（X）

解析：兩者都是生物必需的元素，作用不分大小，具有不可替代性

②氨基酸是蛋白質(zhì)的基本組成單位，所以它們的元素組成相同（X）

解析：氨基酸一定含有c、H、0、N四種元素，個別氨基酸（半胱氨酸和甲硫氨酸）含有S

元素。蛋白質(zhì)主要由C、H、0、N四種化學(xué)元素組成；很多重要的蛋白質(zhì)還含有S、P兩種元

素，有的蛋白質(zhì)還含有Fe、Mn、Cu、Zn等微量元素（如血紅蛋白含F(xiàn)e元素）

③組成細(xì)胞的各種元素都是以化合物的形式存在的。（X）

④梨的果實(shí)和葉片的細(xì)胞中化合物的種類和含量大體是相同的。（X）

⑤微量元素雖然含量少，但它們既參與細(xì)胞結(jié)構(gòu)組成，也參與細(xì)胞的代謝調(diào)節(jié)（T）

解析：缺B,花而不實(shí)

例2.如圖1是細(xì)胞中化合物含量的扇形圖，圖2是有活性的細(xì)胞中元素含量的柱形圖，請

（1）若圖1表示細(xì)胞鮮重，則A、B化合物依次是。

（2）若圖2表示組成人體細(xì)胞的元素含量，則a、b、c依次是。

（3）若圖1表示細(xì)胞完全脫水后的化合物含量，則A化合物具有多樣性，其必含的元素

是O

（4）生物界和非生物界既然在元素組成上具有統(tǒng)一性，那么為什么會出現(xiàn)元素含量的差異

性？

（5）請給不同狀態(tài)的細(xì)胞（鮮重、干重）前四種元素的含量排序，并嘗試分析兩種狀態(tài)下。元

素排序差異的原因。

答案：（1）水、蛋白質(zhì)

⑵0、C、H

（3）C、H、0、N

（4）因?yàn)榻M成細(xì)胞的元素是細(xì)胞有選擇地從無機(jī)自然界中吸收獲得

（5）細(xì)胞鮮重時元素含量：0>C>H>N。細(xì)胞干重時元素含量：C>0>N>H。

原因：鮮重中水是細(xì)胞中含量最多的化合物，而水分子中0的含量遠(yuǎn)大于H,因此組成生物

體的元素中，0元素占細(xì)胞鮮重百分比最多。

（易錯“數(shù)量”和“含量”）判斷：在活細(xì)胞中氫原子的數(shù)目最多（4）

例3.如圖表示不同化學(xué)元素所組成的化合物，以下說法錯誤的是（)①②③

A.若①為某種大分子的組成單位，則①最可能是氨基酸

B.若②是細(xì)胞中重要的儲能物質(zhì)，則②是脂肪

C.若③為能儲存遺傳信息的大分子物質(zhì)，則③一定是DNA

D.若④主要是在動物肝臟和肌肉中合成的儲能物質(zhì)，則④是糖原

答案：C④

解析：C、若③為能儲存遺傳信息的大分子物質(zhì)，則③是DNA或RNA

考點(diǎn)二水和無機(jī)鹽的作用

1.細(xì)胞中的水

?夯基?必備基礎(chǔ)知識梳理

（1）含量：活細(xì)胞中含量最多化合物。在不同情況下細(xì)胞含水量的高低（填“〉”或“〈”）：

①生物種類：水生生物含水量〉陸生生物含水量。

②生長發(fā)育階段：幼兒成年；幼嫩部分成熟部分。

③組織器官種類與代謝程度：牙齒，骨骼，血液。

水為什么是細(xì)胞內(nèi)的良好溶劑？（P—20）

表2：幾種物質(zhì)的比熱容

物質(zhì)比熱容磯J?（盟C）1]

水42X103

酒精2.4X103

水銀0.14X103

冰2.1X103

鋁0.88X103

銅0.39X103

水是極性分子，帶正電水分子之間容易形成氫由于氫鍵的存在，水分

或負(fù)電的分子容易與之鍵，保證水分子具有洗子具有較大的比熱容，

歲冷空是良好溶劑一動性。水可以保持穩(wěn)定性

⑵存在形式、作用

95.5%

結(jié)合水

與細(xì)胞內(nèi)的其他物質(zhì)相結(jié)合的水,菽^細(xì)胞中絕大部分的水以游離的形式存

叫做結(jié)合水在，可以自由流動，叫做自由水

細(xì)胞內(nèi)的良好溶劑：

是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分作參與許多生化反應(yīng)；

用為細(xì)胞提供液體環(huán)境；

運(yùn)輸營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物

(3)水的轉(zhuǎn)化及其與代謝的關(guān)系

①自由水和結(jié)合水相互轉(zhuǎn)化：自由水<上隔雪結(jié)合水

②自由水/結(jié)合水與代謝、抗逆性的關(guān)系降低溫度

省

求

由比值大一新陳代謝費(fèi),但抗逆性較差

與

合

結(jié)

水

值

比

、比值才新陳代謝里，但抗逆性較直

自由水含量

(4)水的跨膜運(yùn)輸方式

自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散

水分子通過半透膜

的擴(kuò)散稱為滲透將種子放在_重量_自由水

0陽光下2天-噓~散失

水分子通過生物膜的滲透

有自由擴(kuò)散也有協(xié)助擴(kuò)散

抗利尿激素通過調(diào)節(jié)腎小管上皮細(xì)胞膜上的水通道蛋

白的多少來實(shí)現(xiàn)重吸收水的多少。

曬干的種子浸在有一仍能一失去大部分自由水的

濕濾紙的培養(yǎng)皿中f萌發(fā)?種子仍保持其生理活性

【特別提醒】

1.細(xì)胞中的水

A.種子萌發(fā)時，吸收水分，自由水增多，代謝增強(qiáng)

B.曬干的種子，自由水減少，代謝減弱，利于儲存。

C.曬干的種子，經(jīng)過加熱，失去結(jié)合水，細(xì)胞的結(jié)構(gòu)被

破壞，不能萌發(fā)。

2.歸納水的產(chǎn)生、利用、吸收及其調(diào)節(jié)

'->失去結(jié)合水的種子失去輻34

【教材拾遺】從細(xì)胞組成和結(jié)構(gòu)的角度來推測，水分可以經(jīng)過細(xì)胞

膜中的磷脂雙分子層、水通道蛋白從細(xì)胞外進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。

水通道蛋白（AQP）是對水專一的通道蛋白，普遍存在于動、植物

及微生物中。它所介導(dǎo)的自由水快速被動的跨生物膜轉(zhuǎn)運(yùn)，是水進(jìn)

出細(xì)胞的主要途徑。

【常識拓展】種子的萌發(fā)

水在植物的生命活動中具有重要作用。風(fēng)干種子只有吸收足夠的水

才能進(jìn)行旺盛的代謝活動，使胚生長。小麥種子萌發(fā)過程中吸水量隨時間變化的

趨勢如圖所示。回答下列問題：

（1）植物細(xì)胞中的水通常以結(jié)合水和自由水兩種形式存在，風(fēng)干種子細(xì)胞中的

水主要以結(jié)合水的形式存在。經(jīng)階段I吸水后，種子中的水主要是以自由水

的形式存在。

植物細(xì)胞吸水的一種方式。未形成液泡的細(xì)胞靠吸脹作用為動力的

吸水過程。例如風(fēng)干種子的吸水就是靠吸脹作用。分生組織細(xì)胞主要也靠吸脹作用吸水。吸

脹作用是親水膠體吸水并使其膨脹的現(xiàn)象。

滲透吸水：滲透作用是溶劑分子通過半透膜的擴(kuò)散作用。具有中央大液泡的細(xì)胞主要靠滲透

作用吸水。

提升?必考考向歸納

例4.生命活動離不開水。下列關(guān)于水的敘述，正確的有幾項(xiàng)（）

①在最基本的生命系統(tǒng)中，H20有自由水和結(jié)合水兩種存在形式；

②由氨基酸形成多肽時，生成物H20中的氫來自氨基和竣基；

③有氧呼吸時，生成物中H20中的氫全部來自線粒體中丙酮酸分解；

@H20在光下分解，產(chǎn)生的NADPH將固定的CC）2還原成（CH20）；

⑤貯藏中的種子不含水分，以保持休眠狀態(tài)；

⑥缺水時，動物體通過調(diào)節(jié)能使機(jī)體減少水的散失

A.一項(xiàng)B.二項(xiàng)C.三項(xiàng)D.四項(xiàng)

答案：D

解析：③有氧呼吸時，生成物中H20中的氫來自葡萄糖和水；⑤貯藏中的種子結(jié)

合水與自由水的比值較高，以保持休眠狀態(tài)；

（2013年新課標(biāo)全國I卷節(jié)選）某油料作物種子中脂肪含量為種子干重

的70%。為探究該植物種子萌發(fā)過程中干重及脂肪的含量變化，某研究小

組將種子置于溫度、水分（蒸儲水）、通氣等條件適宜的黑暗環(huán)境中培養(yǎng)，

定期檢查萌發(fā)種子（含幼苗）的脂肪含量和干重，結(jié)果表明：脂肪含量逐

漸減少，到第11d時減少了90%,干重變化如圖所示。

實(shí)驗(yàn)過程中，導(dǎo)致種子干重增加的主要元素是（填“C”、“N”

或或"）。

答案：0

解析：解析：從圖中可以看出，種子的干重先增加后減少，在6-8d時最大。培養(yǎng)條件為黑

暗，蒸鐳水。干重增加不可能是來源于光合作用和礦質(zhì)元素的吸收，因而導(dǎo)致種子干重增加

的主要元素不會是C和N,只能是0。吸收的水參與種子中物質(zhì)代謝以及成為結(jié)合水等，導(dǎo)

致種子干重增加。特別是胚乳中脂肪轉(zhuǎn)化為幼苗中糖等親水物質(zhì)，會使細(xì)胞中結(jié)合水增加。

2.細(xì)胞中的無機(jī)鹽

⑴存在形式和功能

（2）無機(jī)鹽離子進(jìn)出細(xì)胞的方式：

①大多數(shù)無機(jī)鹽離子進(jìn)出細(xì)胞的方式是主動運(yùn)輸。

無機(jī)鹽離子逆濃度梯度跨膜運(yùn)輸

如：人體甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞吸收血液中的碘離子。

植物根部細(xì)胞從土壤中吸收無機(jī)鹽（逆濃度）。

②少數(shù)情況下無機(jī)鹽離子進(jìn)出細(xì)胞的方式是協(xié)助擴(kuò)散

如：靜息電位形成時：神經(jīng)細(xì)胞中的K+外流

動作電位形式時：神經(jīng)細(xì)胞外的Na+內(nèi)流

肌肉收縮時肌細(xì)胞外的Ca2+內(nèi)流

（3）無機(jī)鹽生理功能的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：P-22

甲組：實(shí)驗(yàn)組，乙組：對照組；

實(shí)驗(yàn)中應(yīng)保證實(shí)驗(yàn)組和對照組中實(shí)驗(yàn)材料的統(tǒng)一性，即材料

的種類、生長狀況等相同；

實(shí)驗(yàn)組中加入Fe的目的是二次對照，使實(shí)驗(yàn)組前后對照，

以增強(qiáng)說服力。

該方差也可用于檢測某種礦質(zhì)元素是否是植物正常生長的

必需元素。

每組放入的植物不能是一株，因?yàn)橐恢曛参锎嬖谂既恍浴?/p>

.提升?必考考向歸納

例1.判斷

①自由水主要存在于血漿、組織液、淋巴。（X）

解析：自由水主要分布在細(xì)胞內(nèi)。___________________________

②水影響光合作用強(qiáng)度的主要原因是水影響氣孔的開閉。（V）

③秋冬季節(jié)，蒸騰作用弱，吸水減少，結(jié)合水含量相對提高有利于植物抗寒提高。（V）

④細(xì)胞內(nèi)自由水/結(jié)合水比例升高，則代謝旺盛，反之，則代謝緩慢，如衰老細(xì)胞與癌細(xì)胞

相比，前者該比例下降，后者該比例升高。（V）P-123

⑤小麥種子中水分減少的主要原因是植物吸收的水分減少（X）

解析：小麥種子中水分減少的主要原因是自由水散失。

例2.圖1表示甲、乙兩種無機(jī)鹽離子處于不同

濃度時與作物產(chǎn)量的關(guān)系；圖2表示不同濃度

的鈣對某種植物花粉萌發(fā)和花粉管生長的影響。

下列相關(guān)描述錯誤的是（）

A.同一種作物對甲、乙兩種無機(jī)鹽離子的需求

量不同

B.乙的濃度為d時，對提高產(chǎn)量最有利無機(jī)鹽離子濃度

C.適宜濃度的鈣有利于花粉管的生長圖1

D.在一定范圍內(nèi)，鈣的濃度對花粉萌發(fā)率無影響

答案：B

解析：乙的濃度為b時，對提高產(chǎn)量最有利,d時會造成無機(jī)鹽浪費(fèi)

例3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究X是否屬于植物生長所必需的無機(jī)鹽，某同學(xué)的構(gòu)思大致如下：本實(shí)驗(yàn)

中采用甲組、乙組之間的空白對照；以及乙組中實(shí)驗(yàn)前（無X）與實(shí)驗(yàn)后（有X）之間的自身對

照。下列敘述正確的是（）

含X的完全營

空甲正常生長

白組養(yǎng)液+幼苗

對

照不是必需無機(jī)鹽

對照I

A.對照組是甲組、乙組實(shí)驗(yàn)后

B.此實(shí)驗(yàn)的無關(guān)變量只是選一些相同的植物

C.此實(shí)驗(yàn)如果是無土栽培，則實(shí)驗(yàn)前營養(yǎng)液要滅菌

D.為防止外界影響，此實(shí)驗(yàn)需在黑暗密閉條件下進(jìn)行

答案：C

解析：A.對照組是甲組。

B.此實(shí)驗(yàn)的無關(guān)變量是選一些相同的植物、培養(yǎng)溫度、時間、光照強(qiáng)度等；

D.為防止外界影響，此實(shí)驗(yàn)需在人工控制條件下進(jìn)行，黑暗下植物不能存活。

故選：C

【歸納總結(jié)】礦質(zhì)元素吸收和水分吸收的關(guān)系

項(xiàng)目水分吸收礦質(zhì)元素吸收

水分吸收為滲透作用，

區(qū)別礦質(zhì)元素吸收主要為主動運(yùn)輸，需要ATP

不需要ATP

⑴都發(fā)生在根毛區(qū)；

(2)礦質(zhì)元素需要溶于水中才能進(jìn)行；

聯(lián)系

⑶礦質(zhì)元素的吸收增加細(xì)胞液濃度，從而促進(jìn)水的吸收；

⑷水分能及時將吸收的礦質(zhì)元素運(yùn)走，在一定程度上也促進(jìn)了礦質(zhì)元素的吸收

考點(diǎn)三實(shí)驗(yàn)：檢測生物組織中還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)

識梳理

1.生物組織在還原糖、蛋

白質(zhì)、脂肪的鑒定

(1)還原糖的檢測

組織樣液中有可溶性還原糖

BJA■J?.Bp

藍(lán)色一棕色f磚紅色

JJHLJ——二

(2)蛋白質(zhì)的檢測

(3)脂肪的檢測：(制作臨時裝片)花生種子勻漿+3滴蘇丹III染液一橘黃色

思考:某同學(xué)在鑒定還原糖和蛋白質(zhì)時，只配制了斐林試劑甲液和乙液,忘記配制雙縮版試劑

了，如果鑒定完還原糖后仍想鑒定蛋白質(zhì)，該如何做才最快捷?

提示:斐林試劑甲液和雙縮胭試劑A液完全相同，

將斐林試劑乙液用蒸儲水稀釋5倍后便成為雙縮版試劑B液,可用于蛋白質(zhì)的鑒定。

①三個實(shí)驗(yàn)中都不宜選取有顏色的材料，否則會干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果的顏色變化。

②脂肪鑒定的過程中滴加1?2滴體積分?jǐn)?shù)為50%的酒精的目的是洗去浮色，原因是蘇丹m

染液易溶于酒精。

③物質(zhì)鑒定實(shí)驗(yàn)一般不設(shè)立對照實(shí)驗(yàn)，若需設(shè)立對照實(shí)驗(yàn)，對照組應(yīng)加入成分已知的物質(zhì)，

斐林試劑雙縮麻試劑

具有兩個以上肽鍵的化合物在

還原糖中的醛基把CU(OH)2