第2講細胞中的元素和化合物細胞中的無機物考點一細胞中的元素和化合物

1.細胞中的元素(1)元素的來源、分類依據(jù)和存在形式(2)生物界和非生物界在元素種類和含量上的關系2.細胞中的化合物

3.正確區(qū)分鮮重、干重的元素和化合物的含量

1.活細胞中含量最多的化學元素是碳元素。

(?

)2.細胞中的微量元素因含量極少而不如大量元素重要。

(?

)3.因為C是細胞干重中含量最多的元素,所以其是最基本的元素。

(?

)4.主動運輸機制有助于維持細胞內元素組成的相對穩(wěn)定。(√)5.細胞中的一種元素的作用能被其他元素替代。

(?

)6.在占細胞干重百分比中,因為脂質中脂肪是儲能物質,所以脂質最多。(?

)7.淀粉、脂肪、蛋白質和核酸4種生物分子都含C、H、O、N這4種元素。(?

)8.細胞中的脫氧核糖核酸和脂肪酸都不含氮元素。

(?

)

如圖A是組成人體細胞的主要元素及其占細胞鮮重的百分比,圖B是細

胞中幾種化合物的含量,據(jù)圖分析下列問題:

(1)如果圖A表示的是活細胞中的元素含量比例,則甲~丁依次為

。(2)若按干重計,圖B中②應為

,按鮮重計②應為

。(3)C、H、N三種元素在人體的化學成分中,質量分數(shù)共占73%左右(占細胞

干重的百分比),而在巖石圈的化學成分中,質量分數(shù)不到1%,這一事實說明

。答案(1)O、H、C、N(2)蛋白質水(3)生物界與非生物界具有差異性

考向一細胞中元素含量、種類及作用1.(2020陜西榆林二中期中)下列有關組成生物體細胞的化學元素的敘述中,

正確的是

(B)A.農作物種植中主要施加氮肥、磷肥、鉀肥,因此植物生長發(fā)育中可以不需

要B等微量元素B.H1N1病毒和桃樹共有的元素有C、H、O、N、PC.人體細胞中含量最多的元素是CD.常吸入汽車尾氣,可能在體內積累Pb等元素,因此Pb是人體需要的

答案

BB雖然是微量元素,但也是生命活動必需的,A錯誤;H1N1病毒和桃

樹均含有核酸,二者共有的元素有C、H、O、N、P,B正確;人體細胞中含量

最多的元素是O,C錯誤;Pb不是人體需要的,D錯誤。2.(2019江西奉新高級中學月考)關于生物體內的化學元素,下列說法中正確

的是

(B)A.組成生物體的化學元素的種類和含量大體相同B.生物體內的化學元素在非生物界都可以找到,說明生物界和非生物界具有

統(tǒng)一性C.生物體內的C元素是最基本的元素,含量總是最多的D.微量元素在生物體內含量很少,缺少時對人體影響不大

答案

B組成生物體的化學元素的種類基本相同,含量不一定相同,A錯誤;

生物體內的化學元素在非生物界都可以找到,說明生物界和非生物界具有統(tǒng)

一性,B正確;生物體內的C元素是最基本的元素,含量不一定是最多的,C錯誤;

微量元素在生物體內含量很少,但是缺少時對人體影響較大,D錯誤。題后悟道·方法1.判斷元素與化合物分子的四個“明確”2.從特征元素推測化合物種類考向二利用圖表分析細胞中的元素及化合物3.如圖甲是有活性的細胞中元素含量的柱形圖,圖乙是細胞中化合物含量的

扇形圖,下列說法正確的是

(B)A.若甲表示組成人體細胞的元素含量,則a、b、c依次是O、H、CB.若乙表示細胞干重,則A化合物是蛋白質C.若乙表示細胞鮮重,則A化合物在細胞內主要存在于細胞液中D.地殼與活細胞中含量最多的元素都是a,因此說明生物界與非生物界具有

統(tǒng)一性

答案

B若甲表示組成人體細胞的元素含量,則a、b、c依次是O、C、H,A

錯誤;若乙表示細胞干重,則A化合物是蛋白質,B正確;若乙表示細胞鮮重,則A

化合物為水,在細胞內主要存在于細胞內液中,C錯誤;生物界與非生物界的統(tǒng)

一性表現(xiàn)在元素的種類上,而不是元素的含量上,D錯誤。4.構成細胞的有機化合物及其組成元素如表,下列敘述中正確的是

(B)A.基因中不含甲類化合物B.肺炎雙球菌中肯定有乙類化合物C.葉綠體中不含丙類化合物D.丁類化合物只存在細胞核中有機化合物組成元素甲C、H、O乙C、H、O,有的還含有N和P丙C、H、O、N,有的還含有S丁C、H、O、N、P

答案

B甲表示糖類,基因是有遺傳效應的DNA片段,脫氧核糖是DNA的組

成成分之一,A錯誤;乙表示脂質,細胞膜的基本骨架是磷脂雙分子層,肺炎雙

球菌具有細胞膜,B正確;丙表示蛋白質,葉綠體膜的主要成分就是蛋白質和磷

脂,C錯誤;丁表示核酸,DNA主要分布在細胞核中,RNA主要分布在細胞質中,

D錯誤。題后悟道·歸納有關生物體內元素的錯誤認識(1)誤以為生物體內大量元素重要,微量元素不重要大量元素、微量元素是根據(jù)元素的含量劃分的。無論是大量元素還是微量

元素,都是生物體必需的元素,對于維持生物體的生命活動都起著非常重要的

作用。(2)誤以為細胞內含量最多的元素是C活細胞內含量最多的元素是O而不是C,在細胞干重中含量最多的元素是C。考點二細胞中的水和無機鹽1.細胞中的水(1)細胞中水的存在形式和功能(2)自由水與結合水的比值和細胞代謝的關系2.細胞中的無機鹽

3.舉例說明細胞中常見無機鹽的作用及含量異常情況無機鹽作用含量異常

I-

甲狀腺激素的組成成分缺乏時患地方性甲狀腺腫;嬰、幼兒缺乏患呆小癥Fe2+

血紅蛋白

的組成成分缺乏時患缺鐵性貧血Ca2+降低神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性血鈣過

低

時,會出現(xiàn)抽搐現(xiàn)象;血鈣過

高

時,會患肌無力Mg2+

葉綠素

的組成成分缺乏會導致葉片發(fā)黃K+促進植物體內淀粉的運輸;維持動物細胞內液的滲透壓缺乏時植物抗逆能力減弱,易受病害侵襲

Na+

維持細胞外液的滲透壓缺乏會導致細胞外液滲透壓下降

1.入冬后氣溫下降,植物體內自由水含量相對增多。

(?

)2.貯藏中的種子不含水分,以保持休眠狀態(tài)。

(?

)3.同種植物萌發(fā)種子的含水量與休眠種子的相同。

(?

)4.活細胞中無機鹽含量最少,作用也最小。

(?

)5.細胞中的無機鹽大多數(shù)以化合物形式存在,如CaCO3構成骨骼、牙齒。(?

)6.植物缺Mg引起光反應和暗反應強度均減弱。

(√)7.適應高滲環(huán)境的動物可排出體內多余的鹽。

(√)8.水和無機鹽都可以作為細胞的能源物質。

(?

)

如圖是某同學設計實驗探究X是否屬于植物生長所必需的無機鹽的構

思,本實驗中采用甲組、乙組之間的空白對照,以及乙組中實驗前(無X)與實

驗后(有X)之間的自身對照。(1)實驗中的自變量、因變量分別是

無機鹽X的有無

、

植物的生長狀況

。(2)兩次對照中屬于實驗組的依次是

乙組

、

乙組實驗后

。(3)實驗培養(yǎng)過程中,需要不斷通入空氣(或不斷更換等量新鮮培養(yǎng)液),目的是

為植物根細胞提供O2

,由此可見,植物根細胞對無機鹽的吸收方式是

主

動運輸

。

考向一考查細胞中水的存在形式及功能1.(2020海南東方高三月考)水是生命之源,下列關于生物體內水的敘述,正確

的是

(A)A.參與運輸營養(yǎng)物質和代謝廢物的水是自由水B.自由水與結合水的比例大小和新陳代謝的強弱關系不大C.肽鍵的斷裂、ATP的形成、基因的表達過程均有水的產(chǎn)生D.在洋蔥根尖細胞中能產(chǎn)生水的細胞器有線粒體、葉綠體、核糖體等

答案

A參與運輸營養(yǎng)物質和代謝廢物的水是自由水,A正確;自由水與結

合水的比例和新陳代謝的強弱關系很大,B錯誤;肽鍵的斷裂屬于水解過程,需

要消耗水,C錯誤;洋蔥根尖細胞中沒有葉綠體,D錯誤。2.(2019內蒙古包頭模擬)互花米草是一種沿海灘涂草本鹽沼植物,對水淹的

生態(tài)環(huán)境有很強適應能力。如圖中甲、乙兩條曲線分別表示互花米草體內

自由水與結合水的比值、K+吸收速率與潮汐水淹時間的關系。下列敘述中

正確的是(B)A.在進行水淹處理時實驗用水應為自來水B.互花米草在水淹時間為3h·d-1的環(huán)境下,抗逆性最強C.水淹時間為24h·d-1的互花米草長勢最差的主要原因是光照不足D.隨著水淹時間的延長,K+吸收速率逐漸下降,主要與細胞膜上載體數(shù)量不足有關

答案

B為確保實驗結果的可靠性,該實驗應選用取自互花米草采樣地點

的海水,A錯誤;在水淹時間為24h·d-1時,植物因缺氧而長時間進行無氧呼吸,

導致供能不足和酒精毒害,C錯誤;隨著水淹時間的延長,K+吸收速率逐漸下

降,主要與植物被水淹后無氧呼吸供能不足有關,D錯誤。題后悟道·歸納衍射法歸納細胞中的水3.(2019湖北武漢期末)下列關于生物體內無機鹽的相關說法正確的是

(D)A.碘元素攝取不足可引起甲亢、地方性甲狀腺腫等疾病B.細胞吸收無機鹽離子的速率主要取決于膜內外離子的濃度差C.植物體內含有鎂元素的類胡蘿卜素和葉綠素都可吸收藍紫光D.神經(jīng)細胞內外K+分布不均衡是產(chǎn)生和維持靜息電位的主要原因考向二考查細胞中無機鹽的功能及其實驗分析

答案

D碘是合成甲狀腺激素的重要元素,碘元素攝取不足可引起地方性

甲狀腺腫,但不會引起甲亢,A錯誤;細胞吸收無機鹽離子的方式主要是主動運

輸,主動運輸?shù)乃俾手饕c載體和能量有關,B錯誤;葉綠素和類胡蘿卜素都可

以吸收藍紫光,但只有葉綠素含鎂元素,類胡蘿卜素不含鎂元素,C錯誤;靜息

電位時,神經(jīng)細胞膜對鉀離子的通透性大,鉀離子大量外流,形成內負外正的

靜息電位,神經(jīng)細胞內外K+分布不均衡是產(chǎn)生和維持靜息電位的主要原因,D

正確。4.設計實驗探究X是否屬于植物生長所必需的無機鹽,某同學的構思大致如

下:本實驗中采用甲組、乙組之間的空白對照,以及乙組中實驗前(無X)與實

驗后(有X)之間的自身對照。下列敘述正確的是

(C)A.對照組是甲組、乙組實驗后B.此實驗的無關變量只是選一些相同的植物C.此實驗如果是無土栽培,則實驗前營養(yǎng)液要滅菌D.為防止外界影響,此實驗需在黑暗密閉條件下進行

答案

C該實驗中對照組是甲組、乙組實驗前;此實驗的無關變量有選一

些相同的植物、每組中的植物數(shù)量、培養(yǎng)條件等;由于培養(yǎng)的是植物,故需在

光照下進行。題后悟道·方法生物體內無機鹽(X)生理功能的實驗驗證(1)對照組:植物+含X完全培養(yǎng)液

正常生長。(2)實驗組:

分析:①實驗中應保證實驗材料的統(tǒng)一性,即材料的種類、生長狀況等要一致。②實驗組加入X鹽的目的是二次對照,使實驗組前后對照,以增強說服力。實驗檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質1.糖類的檢測(1)原理①還原糖+

斐林試劑

磚紅色沉淀

。②淀粉+碘液

藍色

。(2)還原糖的檢測步驟2.脂肪的檢測(1)檢測原理:脂肪+

(2)檢測步驟方法一:花生種子勻漿+3滴蘇丹Ⅲ(Ⅳ)染液→橘黃色(紅色)

方法二:3.蛋白質的檢測(1)檢測原理:蛋白質+雙縮脲試劑→

紫色

。(2)檢測步驟

4.實驗成功關鍵點(1)三個實驗中都不宜選取

顏色深

的材料,否則會干擾實驗結果的顏色觀察。(2)由于蘇丹Ⅲ或蘇丹Ⅳ染液易溶于酒精,故可用體積分數(shù)為

50%

的酒精

洗去浮色。(3)蛋白質鑒定中,若用大豆作材料,必須提前浸泡;若用蛋清作材料,必須稀釋,防止其黏在試管上不易刷洗。(4)物質鑒定實驗一般可預留部分樣液作對照實驗,若需進一步設立對照實

驗,對照組應加入成分已知的物質,如驗證唾液淀粉酶是蛋白質,對照組可加入稀釋的雞蛋清溶液。

1.區(qū)分斐林試劑與雙縮脲試劑的“一同三不同”

2.三類有機物檢測在操作步驟上的“三個唯一”(1)唯一需要加熱——還原糖的檢測,且必須水浴加熱,不能用酒精燈直接加

熱。若不加熱,則無磚紅色沉淀出現(xiàn)。(2)唯一需要顯微鏡——脂肪的檢測。(3)唯一使用酒精——脂肪的檢測,實驗用體積分數(shù)為50%的酒精洗去浮色。

1.(2019黑龍江哈爾濱期中)有關下表的分析錯誤的是

(D)A.甲液可能是麥芽糖溶液B.乙液可能是一種酶溶液C.①是斐林試劑,使用時需水浴加熱D.②是紫色,③是核苷酸溶液溶質的元素組成檢測試劑顏色反應溶質的基本單位甲C、H、O①磚紅色葡萄糖乙C、H、O、N等雙縮脲試劑②③

答案

D甲液有磚紅色反應說明甲是還原糖,A正確;乙能與雙縮脲試劑反

應,說明乙是蛋白質,而絕大多數(shù)酶的本質是蛋白質,B正確;檢測還原糖呈現(xiàn)

磚紅色的試劑①是斐林試劑,需要水浴加熱,C正確;雙縮脲試劑檢測蛋白質的

顏色反應是②紫色,蛋白質的基本單位是③氨基酸,D錯誤。2.(2019北京石景山期末)下列關于“可溶性還原糖、蛋白質和脂肪的鑒定”

實驗的敘述,正確的是

(D)A.常用番茄、蘋果等作為鑒定植物組織內還原糖的實驗材料B.脂肪鑒定中,花生子葉切片細胞間不能觀察到橘黃色油滴C.脂肪鑒定中,50%的酒精用于溶解組織中的脂肪D.蛋白質鑒定中,加入的0.1g/mLNaOH溶液可為反應提供堿性環(huán)境

答案

D

番茄的紅色會影響還原糖鑒定實驗中對實驗現(xiàn)象的觀察,A錯誤;

切片時,被破壞的子葉細胞會釋放出少量脂肪,因此染色后細胞間會出現(xiàn)橘黃

色小顆粒,B錯誤;脂肪鑒定實驗中50%的酒精主要作用是洗去浮色,C錯誤;鑒

定蛋白質實驗中,雙縮脲試劑的NaOH溶液作用是為反應提供堿性環(huán)境,蛋白

質的肽鍵在堿性溶液中能與CuSO4絡合成紫色的化合物,D正確。素養(yǎng)引領·情境命題1.(2019海南單科)植物細胞中水和礦質元素離子會表現(xiàn)出某些特點。下列敘

述錯誤的是

(D)A.根細胞中的K+不能以自由擴散的方式進入土壤溶液中B.礦質元素離子在細胞內積累可引起外界溶液中的水進入細胞C.根細胞吸收的礦質元素能夠以離子的形式貯存在液泡中D.葉肉細胞中參與光合作用光反應階段的水分子屬于結合水

答案

D根細胞中的K+不能以自由擴散的方式進入土壤溶液中,因為鉀離

子跨膜運輸需要載體,自由擴散不需要載體,A正確;礦質元素離子在細胞內積

累會引起細胞液濃度增大,進而發(fā)生吸水,故會引起外界溶液中的水進入細

胞,B正確;細胞內無機鹽大多以離子形式存在,根細胞吸收的礦質元素能夠以

離子的形式貯存在液泡中,C正確;葉肉細胞中參與光合作用光反應階段的水

分子屬于自由水,D錯誤。2.(2019海南單科)下列檢測生物分子的實驗中,關于顏色變化的敘述錯誤的

是

(D)A.淀粉遇碘液可顯藍色B.葡萄糖與斐林試劑反應呈磚紅色C.蛋白質與雙縮脲試劑反應顯紫色D.脂肪被蘇丹Ⅳ染液染成橘黃色答案

D淀粉遇碘液會出現(xiàn)藍色,A正確;葡萄糖與斐林試劑經(jīng)水浴加熱,會

呈磚紅色,B正確;蛋白質與雙縮脲試劑反應顯紫色,不需要水浴加熱,C正確;脂肪被蘇丹Ⅳ染液染成紅色,脂肪被蘇丹Ⅲ染液染成橘黃色,D錯誤。

3.(2017課標全國Ⅰ,2,6分)下列關于細胞結構與成分的敘述,錯誤的是

(B)A.細胞膜的完整性可用臺盼藍染色法進行檢測B.檢測氨基酸的含量可用雙縮脲試劑進行顯色C.若要觀察處于細胞分裂中期的染色體可用醋酸洋紅液染色D.斐林試劑是含有Cu2+的堿性溶液,可被葡萄糖還原成磚紅色

答案

B本題主要考查試劑的顏色反應及應用。細胞膜具有選擇透過性,

臺盼藍不能把完整的活細胞染成藍色,但可使細胞膜不完整的細胞著色,故可

用臺盼藍染色法檢測細胞膜的完整性,A正確;雙縮脲試劑可與蛋白質(或多

肽)中的肽鍵發(fā)生紫色反應,而氨基酸分子中不含肽鍵,故不能與雙縮脲試劑

發(fā)生顯色反應,B錯誤;染色體容易被堿性染料(如龍膽紫溶液或醋酸洋紅液)

染成深色,C正確;斐林試劑使用時需將甲液(質量濃度為0.1g/mL的NaOH溶

液)和乙液(質量濃度為0.05g/mL的CuSO4溶液)等量混合,在水浴加熱情況下

能與還原糖反應生成磚紅色沉淀,D正確。4.(2016上海單科,6,2分)諾貝爾獎得主屠呦呦在抗瘧藥物研發(fā)中,發(fā)現(xiàn)了一種

藥效高于青蒿素的衍生物蒿甲醚,結構如圖。下列與蒿甲醚的元素組成完全

相同的物質是

(A)

A.纖維素B.胰島素C.葉綠素D.甲狀腺激素

答案

A分析題圖結構中的元素組成,可知蒿甲醚是由C、H、O三種元素

組成的。纖維素的元素組成為C、H、O;胰島素的元素組成為C、H、O、N

等;葉綠素的元素組成為C、H、O、N、Mg;甲狀腺激素的元素組成

為C、H、O、N、I。由此可見,與蒿甲醚的元素組成完全相同的物質是纖維

素。5.香蕉果實在成熟過程中,淀粉會不斷轉化為還原糖,使香蕉逐漸變甜。甲和

乙試管中分別加入2mL成熟到第2天的香蕉果肉的提取液,丙和丁試管中分

別加入2mL成熟到第4天的香蕉果肉的提取液。然后在乙和丁試管中分別

滴加適量斐林試劑,并水浴加熱;甲和丙試管中分別滴加適量碘液。預期觀察

到的實驗現(xiàn)象是

(C)A.甲和乙試管內溶液都呈藍色B.丙和丁試管內溶液都呈磚紅色C.甲試管內溶液藍色比丙試管深D.乙試管內溶液磚紅色比丁試管深

答案

C香蕉果實在成熟過程中,淀粉逐漸轉化為還原糖,故成熟到第2天

的香蕉內淀粉含量高于第4天的,而還原糖含量低于第4天。甲和丙試管中分

別滴加適量碘液后,兩試管內溶液都呈藍色,但是由于甲試管中淀粉含量高于

丙試管,故甲試管內溶液藍色更深;乙和丁試管中分別滴加適量斐林試劑,并