2021高考生物一轮复习第1单元走近细胞与细胞的分子组成第2讲细胞中的元素和化合物细胞中的无机物课件 60页

第2讲　细胞中的元素和化合物　细胞中的无机物 考点一　细胞中的元素和化合物   1.细胞中的元素 (1)元素的来源、分类依据和存在形式 (2)生物界和非生物界在元素种类和含量上的关系 2.细胞中的化合物   3.正确区分鲜重、干重的元素和化合物的含量     1. 活细胞中含量最多的化学元素是碳元素。   ( ✕ ) 2. 细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要。   ( ✕ ) 3. 因为C是细胞干重中含量最多的元素,所以其是最基本的元素。       ( ✕ ) 4. 主动运输机制有助于维持细胞内元素组成的相对稳定。( √ ) 5. 细胞中的一种元素的作用能被其他元素替代。   ( ✕ ) 6. 在占细胞干重百分比中,因为脂质中脂肪是储能物质,所以脂质最多。( ✕ ) 7. 淀粉、脂肪、蛋白质和核酸4种生物分子都含C、H、O、N这4种元素。 ( ✕ ) 8. 细胞中的脱氧核糖核酸和脂肪酸都不含氮元素。   ( ✕ )   　　如图A是组成人体细胞的主要元素及其占细胞鲜重的百分比,图B是细 胞中几种化合物的含量,据图分析下列问题:   (1)如果图A表示的是活细胞中的元素含量比例,则甲~丁依次为 　　　　     　　　     。 (2)若按干重计,图B中②应为 　　　     ,按鲜重计②应为 　　     。 (3)C、H、N三种元素在人体的化学成分中,质量分数共占73%左右(占细胞 干重的百分比),而在岩石圈的化学成分中,质量分数不到1%,这一事实说明      　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　     。 答案　 (1)O、H、C、N　(2)蛋白质　水 (3)生物界与非生物界具有差异性 考向一　细胞中元素含量、种类及作用 1. (2020陕西榆林二中期中)下列有关组成生物体细胞的化学元素的叙述中, 正确的是   (　 B 　) A.农作物种植中主要施加氮肥、磷肥、钾肥,因此植物生长发育中可以不需 要B等微量元素 B.H1N1病毒和桃树共有的元素有C、H、O、N、P C.人体细胞中含量最多的元素是C D.常吸入汽车尾气,可能在体内积累Pb等元素,因此Pb是人体需要的 答案    B 　B虽然是微量元素,但也是生命活动必需的,A错误;H1N1病毒和桃 树均含有核酸,二者共有的元素有C、H、O、N、P,B正确;人体细胞中含量 最多的元素是O,C错误;Pb不是人体需要的,D错误。 2. (2019江西奉新高级中学月考)关于生物体内的化学元素,下列说法中正确 的是   (　 B 　) A.组成生物体的化学元素的种类和含量大体相同 B.生物体内的化学元素在非生物界都可以找到,说明生物界和非生物界具有 统一性 C.生物体内的C元素是最基本的元素,含量总是最多的 D.微量元素在生物体内含量很少,缺少时对人体影响不大 答案    B 　组成生物体的化学元素的种类基本相同,含量不一定相同,A错误; 生物体内的化学元素在非生物界都可以找到,说明生物界和非生物界具有统 一性,B正确;生物体内的C元素是最基本的元素,含量不一定是最多的,C错误; 微量元素在生物体内含量很少,但是缺少时对人体影响较大,D错误。 题后悟道·方法 1.判断元素与化合物分子的四个“明确” 2.从特征元素推测化合物种类 考向二　利用图表分析细胞中的元素及化合物 3. 如图甲是有活性的细胞中元素含量的柱形图,图乙是细胞中化合物含量的 扇形图,下列说法正确的是   (　 B 　) A.若甲表示组成人体细胞的元素含量,则a、b、c依次是O、H、C B.若乙表示细胞干重,则A化合物是蛋白质 C. 若乙表示细胞鲜重 , 则 A 化合物在细胞内主要存在于细胞液中 D. 地壳与活细胞中含量最多的元素都是 a, 因此说明生物界与非生物界具有 统一性 答案    B 　若甲表示组成人体细胞的元素含量,则a、b、c依次是O、C、H,A 错误;若乙表示细胞干重,则A化合物是蛋白质,B正确;若乙表示细胞鲜重,则A 化合物为水,在细胞内主要存在于细胞内液中,C错误;生物界与非生物界的统 一性表现在元素的种类上,而不是元素的含量上,D错误。 4. 构成细胞的有机化合物及其组成元素如表,下列叙述中正确的是       (　 B 　) A.基因中不含甲类化合物 B.肺炎双球菌中肯定有乙类化合物 C.叶绿体中不含丙类化合物 D.丁类化合物只存在细胞核中 有机化合物 组成元素 甲 C、H、O 乙 C、H、O,有的还含有N和P 丙 C、H、O、N,有的还含有S 丁 C、H、O、N、P 答案    B　 甲表示糖类,基因是有遗传效应的DNA片段,脱氧核糖是DNA的组 成成分之一,A错误;乙表示脂质,细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层,肺炎双 球菌具有细胞膜,B正确;丙表示蛋白质,叶绿体膜的主要成分就是蛋白质和磷 脂,C错误;丁表示核酸,DNA主要分布在细胞核中,RNA主要分布在细胞质中, D错误。 题后悟道·归纳 有关生物体内元素的错误认识 (1)误以为生物体内大量元素重要,微量元素不重要 大量元素、微量元素是根据元素的含量划分的。无论是大量元素还是微量 元素,都是生物体必需的元素,对于维持生物体的生命活动都起着非常重要的 作用。 (2)误以为细胞内含量最多的元素是C 活细胞内含量最多的元素是O而不是C,在细胞干重中含量最多的元素是C。 考点二　细胞中的水和无机盐 1.细胞中的水 (1)细胞中水的存在形式和功能 (2)自由水与结合水的比值和细胞代谢的关系 2.细胞中的无机盐 3.举例说明细胞中常见无机盐的作用及含量异常情况 无机盐 作用 含量异常 　 I -       甲状腺激素的组成成分 缺乏时患地方性甲状腺肿;婴、幼儿缺乏患呆小症 Fe 2+ 　 血红蛋白      的组成成分 缺乏时患缺铁性贫血 Ca 2+ 降低神经系统的兴奋性 血钙过 　 低      时,会出现抽搐现象;血钙过 　 高      时,会患肌无力 Mg 2+ 　 叶绿素      的组成成分 缺乏会导致叶片发黄 K + 促进植物体内淀粉的运输;维持动物细胞内液的渗透压 缺乏时植物抗逆能力减弱,易受病害侵袭 　 Na +       维持细胞外液的渗透压 缺乏会导致细胞外液渗透压下降   1. 入冬后气温下降,植物体内自由水含量相对增多。   ( ✕ ) 2. 贮藏中的种子不含水分,以保持休眠状态。   ( ✕ ) 3. 同种植物萌发种子的含水量与休眠种子的相同。   ( ✕ ) 4. 活细胞中无机盐含量最少,作用也最小。   ( ✕ ) 5. 细胞中的无机盐大多数以化合物形式存在,如CaCO 3 构成骨骼、牙齿。( ✕ ) 6. 植物缺Mg引起光反应和暗反应强度均减弱。   ( √ ) 7. 适应高渗环境的动物可排出体内多余的盐。   ( √ ) 8. 水和无机盐都可以作为细胞的能源物质。   ( ✕ ) 　　如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。 (1)实验中的自变量、因变量分别是 　 无机盐X的有无      、 　 植物的生长状 况      。 (2)两次对照中属于实验组的依次是 　 乙组      、 　 乙组实验后      。 (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 ), 目的是 　 为植物根细胞提供 O 2      , 由此可见 , 植物根细胞对无机盐的吸收方式是 　 主 动运输      。   考向一　考查细胞中水的存在形式及功能 1. (2020海南东方高三月考)水是生命之源,下列关于生物体内水的叙述,正确 的是   (　 A 　) A.参与运输营养物质和代谢废物的水是自由水 B.自由水与结合水的比例大小和新陈代谢的强弱关系不大 C.肽键的断裂、ATP的形成、基因的表达过程均有水的产生 D.在洋葱根尖细胞中能产生水的细胞器有线粒体、叶绿体、核糖体等 答案    A　 参与运输营养物质和代谢废物的水是自由水,A正确;自由水与结 合水的比例和新陈代谢的强弱关系很大,B错误;肽键的断裂属于水解过程,需 要消耗水,C错误;洋葱根尖细胞中没有叶绿体,D错误。 2. (2019内蒙古包头模拟)互花米草是一种沿海滩涂草本盐沼植物,对水淹的 生态环境有很强适应能力。如图中甲、乙两条曲线分别表示互花米草体内 自由水与结合水的比值、K + 吸收速率与潮汐水淹时间的关系。下列叙述中 正确的是(　 B 　) A. 在进行水淹处理时实验用水应为自来水 B. 互花米草在水淹时间为 3 h·d -1 的环境下 , 抗逆性最强 C. 水淹时间为 24 h·d -1 的互花米草长势最差 的主要原因是光照不足 D. 随着水淹时间的延长 ,K + 吸收速率逐渐下 降 , 主要与细胞膜上载体数量不足有关 答案    B　 为确保实验结果的可靠性,该实验应选用取自互花米草采样地点 的海水,A错误;在水淹时间为24 h·d -1 时,植物因缺氧而长时间进行无氧呼吸, 导致供能不足和酒精毒害,C错误;随着水淹时间的延长,K + 吸收速率逐渐下 降,主要与植物被水淹后无氧呼吸供能不足有关,D错误。 题后悟道·归纳 衍射法归纳细胞中的水 3. (2019湖北武汉期末)下列关于生物体内无机盐的相关说法正确的是   (　 D 　) A.碘元素摄取不足可引起甲亢、地方性甲状腺肿等疾病 B.细胞吸收无机盐离子的速率主要取决于膜内外离子的浓度差 C.植物体内含有镁元素的类胡萝卜素和叶绿素都可吸收蓝紫光 D.神经细胞内外K + 分布不均衡是产生和维持静息电位的主要原因 考向二　考查细胞中无机盐的功能及其实验分析 答案    D 　碘是合成甲状腺激素的重要元素,碘元素摄取不足可引起地方性 甲状腺肿,但不会引起甲亢,A错误;细胞吸收无机盐离子的方式主要是主动运 输,主动运输的速率主要与载体和能量有关,B错误;叶绿素和类胡萝卜素都可 以吸收蓝紫光,但只有叶绿素含镁元素,类胡萝卜素不含镁元素,C错误;静息 电位时,神经细胞膜对钾离子的通透性大,钾离子大量外流,形成内负外正的 静息电位,神经细胞内外K + 分布不均衡是产生和维持静息电位的主要原因,D 正确。 4. 设计实验探究X是否属于植物生长所必需的无机盐,某同学的构思大致如 下: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。下列叙述正确的是   (　 C 　) A.对照组是甲组、乙组实验后 B.此实验的无关变量只是选一些相同的植物 C.此实验如果是无土栽培,则实验前营养液要灭菌 D.为防止外界影响,此实验需在黑暗密闭条件下进行 答案    C 　该实验中对照组是甲组、乙组实验前;此实验的无关变量有选一 些相同的植物、每组中的植物数量、培养条件等;由于培养的是植物,故需在 光照下进行。 题后悟道·方法 生物体内无机盐(X)生理功能的实验验证 (1)对照组:植物+含X完全培养液   正常生长。 (2)实验组:   分析:①实验中应保证实验材料的统一性,即材料的种类、生长状况等要一致。 ②实验组加入X盐的目的是二次对照,使实验组前后对照,以增强说服力。 实验　检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 1.糖类的检测 (1)原理 ①还原糖+ 　 斐林试剂        　 砖红色沉淀      。 ②淀粉+碘液   　 蓝色      。 (2)还原糖的检测步骤 2.脂肪的检测 (1)检测原理:脂肪+   (2)检测步骤 方法一:花生种子匀浆+3滴苏丹Ⅲ(Ⅳ)染液 →橘黄色(红色)   方法二: 3.蛋白质的检测 (1)检测原理:蛋白质+双缩脲试剂→ 　 紫色      。 (2)检测步骤   4.实验成功关键点 (1)三个实验中都不宜选取 　 颜色深      的材料,否则会干扰实验结果的颜色观察。 (2)由于苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液易溶于酒精,故可用体积分数为 　 50%      的酒精 洗去浮色。 (3)蛋白质鉴定中,若用大豆作材料,必须提前浸泡;若用蛋清作材料,必须稀释, 防止其黏在试管上不易刷洗。 (4)物质鉴定实验一般可预留部分样液作对照实验,若需进一步设立对照实 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 入稀释的鸡蛋清溶液。   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,且必须水浴加热,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——脂肪的检测,实验用体积分数为50%的酒精洗去浮色。   1. (2019黑龙江哈尔滨期中)有关下表的分析错误的是   (　 D 　) A.甲液可能是麦芽糖溶液 B.乙液可能是一种酶溶液 C.①是斐林试剂,使用时需水浴加热 D.②是紫色,③是核苷酸 溶液 溶质的元素组成 检测试剂 颜色反应 溶质的基本单位 甲 C、H、O ① 砖红色 葡萄糖 乙 C、H、O、N等 双缩脲试剂 ② ③ 答案    D 　甲液有砖红色反应说明甲是还原糖,A正确;乙能与双缩脲试剂反 应,说明乙是蛋白质,而绝大多数酶的本质是蛋白质,B正确;检测还原糖呈现 砖红色的试剂①是斐林试剂,需要水浴加热,C正确;双缩脲试剂检测蛋白质的 颜色反应是②紫色,蛋白质的基本单位是③氨基酸,D错误。 2. (2019北京石景山期末)下列关于“可溶性还原糖、蛋白质和脂肪的鉴定” 实验的叙述,正确的是   (　 D 　) A.常用番茄、苹果等作为鉴定植物组织内还原糖的实验材料 B.脂肪鉴定中,花生子叶切片细胞间不能观察到橘黄色油滴 C.脂肪鉴定中,50%的酒精用于溶解组织中的脂肪 D.蛋白质鉴定中,加入的0.1 g/mL NaOH溶液可为反应提供碱性环境 答案    D     番茄的红色会影响还原糖鉴定实验中对实验现象的观察,A错误; 切片时,被破坏的子叶细胞会释放出少量脂肪,因此染色后细胞间会出现橘黄 色小颗粒,B错误;脂肪鉴定实验中50%的酒精主要作用是洗去浮色,C错误;鉴 定蛋白质实验中,双缩脲试剂的NaOH溶液作用是为反应提供碱性环境,蛋白 质的肽键在碱性溶液中能与CuSO 4 络合成紫色的化合物,D正确。 素养引领·情境命题 1. (2019海南单科)植物细胞中水和矿质元素离子会表现出某些特点。下列叙 述错误的是   (　 D 　) A.根细胞中的K + 不能以自由扩散的方式进入土壤溶液中 B.矿质元素离子在细胞内积累可引起外界溶液中的水进入细胞 C.根细胞吸收的矿质元素能够以离子的形式贮存在液泡中 D.叶肉细胞中参与光合作用光反应阶段的水分子属于结合水 答案    D 　根细胞中的K + 不能以自由扩散的方式进入土壤溶液中,因为钾离 子跨膜运输需要载体,自由扩散不需要载体,A正确;矿质元素离子在细胞内积 累会引起细胞液浓度增大,进而发生吸水,故会引起外界溶液中的水进入细 胞,B正确;细胞内无机盐大多以离子形式存在,根细胞吸收的矿质元素能够以 离子的形式贮存在液泡中,C正确;叶肉细胞中参与光合作用光反应阶段的水 分子属于自由水,D错误。 2. (2019海南单科)下列检测生物分子的实验中,关于颜色变化的叙述错误的 是   (　 D 　) A.淀粉遇碘液可显蓝色 B.葡萄糖与斐林试剂反应呈砖红色 C.蛋白质与双缩脲试剂反应显紫色 D.脂肪被苏丹Ⅳ染液染成橘黄色 答案    D　 淀粉遇碘液会出现蓝色,A正确;葡萄糖与斐林试剂经水浴加热,会 呈砖红色,B正确;蛋白质与双缩脲试剂反应显紫色,不需要水浴加热,C正确;脂肪被苏丹Ⅳ染液染成红色,脂肪被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色,D错误。 3. (2017课标全国Ⅰ,2,6分)下列关于细胞结构与成分的叙述,错误的是   (　 B 　) A.细胞膜的完整性可用台盼蓝染色法进行检测 B.检测氨基酸的含量可用双缩脲试剂进行显色 C.若要观察处于细胞分裂中期的染色体可用醋酸洋红液染色 D.斐林试剂是含有Cu 2+ 的碱性溶液,可被葡萄糖还原成砖红色 答案    B　 本题主要考查试剂的颜色反应及应用。细胞膜具有选择透过性, 台盼蓝不能把完整的活细胞染成蓝色,但可使细胞膜不完整的细胞着色,故可 用台盼蓝染色法检测细胞膜的完整性,A正确;双缩脲试剂可与蛋白质(或多 肽)中的肽键发生紫色反应,而氨基酸分子中不含肽键,故不能与双缩脲试剂 发生显色反应,B错误;染色体容易被碱性染料(如龙胆紫溶液或醋酸洋红液) 染成深色,C正确;斐林试剂使用时需将甲液(质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶 液)和乙液(质量浓度为0.05 g/mL的CuSO 4 溶液)等量混合,在水浴加热情况下 能与还原糖反应生成砖红色沉淀,D正确。 4. (2016上海单科,6,2分)诺贝尔奖得主屠呦呦在抗疟药物研发中,发现了一种 药效高于青蒿素的衍生物蒿甲醚,结构如图。下列与蒿甲醚的元素组成完全 相同的物质是   (　 A 　)   A.纤维素　　B.胰岛素　　C.叶绿素　　D.甲状腺激素 答案    A　 分析题图结构中的元素组成,可知蒿甲醚是由C、H、O三种元素 组成的。纤维素的元素组成为C、H、O;胰岛素的元素组成为C、H、O、N 等;叶绿素的元素组成为C、H、O、N、Mg;甲状腺激素的元素组成 为C、H、O、N、I。由此可见,与蒿甲醚的元素组成完全相同的物质是纤维 素。 5. 香蕉果实在成熟过程中,淀粉会不断转化为还原糖,使香蕉逐渐变甜。甲和 乙试管中分别加入2 mL成熟到第2天的香蕉果肉的提取液,丙和丁试管中分 别加入2 mL成熟到第4天的香蕉果肉的提取液。然后在乙和丁试管中分别 滴加适量斐林试剂,并水浴加热;甲和丙试管中分别滴加适量碘液。预期观察 到的实验现象是   (　 C 　) A.甲和乙试管内溶液都呈蓝色 B.丙和丁试管内溶液都呈砖红色 C.甲试管内溶液蓝色比丙试管深 D.乙试管内溶液砖红色比丁试管深 答案    C　 香蕉果实在成熟过程中,淀粉逐渐转化为还原糖,故成熟到第2天 的香蕉内淀粉含量高于第4天的,而还原糖含量低于第4天。甲和丙试管中分 别滴加适量碘液后,两试管内溶液都呈蓝色,但是由于甲试管中淀粉含量高于 丙试管,故甲试管内溶液蓝色更深;乙和丁试管中分别滴加适量斐林试剂,并 水浴加热后,两试管内溶液都呈砖红色,由于丁试管中还原糖含量高于乙试 管,故丁试管内溶液砖红色更深。 6. 【不定项选择题】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。下列有关叙述正确的是   (　 BCD 　) A.与正常幼苗相比,该幼苗叶绿体内的NADPH的合成速率升高 B.对照实验应使用含无机盐X的完全培养液培养小麦幼苗 C.据实验结果推测,无机盐X可能是一种含镁元素的无机盐 D.实验结束时,培养液中某些无机盐离子的浓度可能会增加 答案    BCD 　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,根据现象推测此无机盐X可能是镁元素,当植物 缺镁,叶绿素减少时,光反应减弱,叶绿体内的NADPH的合成速率降低,A错误, C正确。本实验的自变量是无机盐X,实验组缺乏X,则对照组应使用含无机 盐X的完全培养液培养小麦幼苗,B正确。植物吸收无机盐具有选择性,若植 物吸水强度大于吸收某种元素强度,实验结束时,培养液中某些无机盐离子的 浓度可能会增加,D正确。 7. 【不定项选择题】研究发现,冬小麦在秋冬受低温袭击时,呼吸速率先升高 后降低;持续的冷害使根生长迟缓,吸收能力下降,但细胞内可溶性糖的含量 有明显的提高。下列推断正确的是   (　 ABCD 　) A.冷害初期呼吸作用先增强,有利于抵御寒冷 B.持续低温使线粒体内氧化酶活性减弱,直接影响ATP的合成 C.低温时细胞内结合水的比例上升,有利于适应低温环境 D.低温使根细胞呼吸减弱,吸收矿质营养能力下降 答案    ABCD     冷害初期呼吸作用增强,产热量增加,有利于抵御寒冷;持续低 温使线粒体内氧化酶活性减弱,使呼吸作用减弱,影响ATP的合成;低温时细 胞内结合水含量升高,自由水含量降低,有利于适应低温环境,增强抗寒性;低 温使酶活性降低,根细胞呼吸减弱,根细胞吸收矿质营养的方式是主动运输, 需要消耗能量,因此低温下根吸收矿质营养能力下降。