專題01探尋細胞的生命結構，從細胞的化學組成中溯源考向一細胞中的無機化合物【母題來源】2022年全國甲卷【母題題文】鈣在骨骼生長和肌肉收縮等過程中發揮重要作用。曬太陽有助于青少年骨骼生長，預防老年人骨質疏松。下列敘述錯誤的是(

)A．細胞中有以無機離子形式存在的鈣B．人體內Ca2+可自由通過細胞膜的磷脂雙分子層C．適當補充維生素D可以促進腸道對鈣的吸收D．人體血液中鈣離子濃度過低易出現抽搐現象【試題解析】無機鹽的存在形式與作用：(1)存在形式：細胞中大多數無機鹽以離子的形式存在；(2)無機鹽的功能：對維持細胞和生物體生命活動有重要作用，如：Fe是構成血紅素的元素；Mg是構成葉綠素的元素。A、細胞中有以無機離子形式存在的鈣，也有以化合物形式存在的鈣(如CaCO3)，A正確；B、Ca2+不能自由通過細胞膜的磷脂雙分子層，需要載體協助，B錯誤；C、維生素D能有效地促進人體腸道對鈣和磷的吸收，故適當補充維生素D可以促進腸道對鈣的吸收，C正確；D、哺乳動物的血液中必須含有一定量的Ca2+，Ca2+的含量太低，會出現抽搐等癥狀，D正確。故選B。【命題意圖】本題考查原無機鹽的存在形式與作用，主要考查學生的識記能力。【命題方向】細胞的化學組成高考的重要考點之一，考查的內容為：組成細胞的元素及其化合物，化合物又分成有機化合物與無機化合物。展望2023年高考生物試題呈現仍然會以選擇題的形式考查考生對基礎知識的識記和相關知識點的延伸。【得分要點】組成細胞的元素及無機化合物。1．組成細胞的元素項目包含元素判斷依據根據含量大量元素C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg生命活動必需，且占生物體總質量萬分之一以上的元素微量元素Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo等生命活動必需，但需要量很少的元素根據功能最基本元素C構成有機物的基本骨架主要元素C、H、O、N、P、S共占細胞鮮重的97%以上分類概念模型2．組成細胞的化學元素大多以化合物的形式存在，組成細胞的主要化合物及其相對含量如下所示:(1)水的存在形式生命活動離不開水，水在生物體中以自由水和結合水兩種形式存在。存在形式自由水結合水定義細胞中絕大部分的水以游離的形式存在，可以自由流動，叫作自由水一部分水與細胞內的其他物質相結合，叫作結合水含量約占細胞內全部水分的95.5%約占細胞內全部水分的4.5%特點流動性強，可參與物質代謝不流動，與其他物質結合功能①細胞內的良好溶劑；②參與生化反應；③為細胞提供液體環境，是生化反應的介質；④運送營養物質和代謝廢物；是細胞結構的重要組成成分，結合水含量的高低與植物的抗逆性呈正相關聯系①自由水和結合水在一定條件下可相互轉化；自由水eq\o(,\s\up11(抗寒、耐鹽、耐旱),\s\do11(代謝加快、升溫、萌發))結合水②自由水與結合水的比值上升時，生物的新陳代謝旺盛，生長迅速；當自由水與結合水的比例下降時，生物的新陳代謝緩慢，但抗逆性增強(2)無機鹽的存在形式①細胞中的無機鹽大多數以離子形式存在。細胞中的陽離子有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等，陰離子有Cl、SO42、PO43、HCO3等。②少數無機鹽離子與其他化合物相結合，如Fe2+是血紅蛋白、細胞色素的成分，Mg2+是葉綠素的重要成分。(3)無機鹽在生物體內的存在形式及功能①B：促進花粉的萌發和花粉管的伸長，油菜缺B時，會出現“花而不實”現象。②Zn+：某些酶的組成成分，也是酶的活化中心。考向二細胞中的有機化合物【母題來源】2022浙江卷【母題題文】生物體中的有機物具有重要作用。下列敘述正確的是(

)A．油脂對植物細胞起保護作用B．鳥類的羽毛主要由角蛋白組成C．糖原是馬鈴薯重要的貯能物質D．纖維素是細胞膜的重要組成成分【試題解析】組成細胞的糖類和脂質：化合物分

類元素組成主要生理功能糖類單糖二糖多糖C、H、O①供能(淀粉、糖原、葡萄糖等)②組成核酸(核糖、脫氧核糖)③細胞識別(糖蛋白)④組成細胞壁(纖維素)脂質脂肪磷脂(類脂)固醇C、H、OC、H、O、N、PC、H、O①供能(貯備能源)②組成生物膜③調節生殖和代謝(性激素、VD)④保護和保溫A、油脂是植物細胞良好的儲能物質，植物蠟對植物細胞起保護作用，A錯誤；B、鳥類的羽毛主要成分是蛋白質，主要由角蛋白組成，B正確；C、糖元是動物細胞特有的多糖，淀粉是馬鈴薯重要的貯能物質，C錯誤；D、纖維素是構成植物細胞壁的主要成分，細胞膜的組成成分主要是磷脂和蛋白質，D錯誤。故選B。【命題意圖】本題考查細胞中有機物的存在形式與作用，題型較為基礎，主要考查糖類、脂質，和蛋白質的結構與功能。考查學生的識記與理解能力。【命題方向】細胞的化學組成高考的重要考點之一，考查的內容為：組成細胞的元素及其化合物，化合物又分成有機化合物與無機化合物。其中對各種有機物結構和功能的考查更是重中之重，不僅限于識記課本上的基礎知識，還要求學生要更理解有機物在細胞生命結構中的運用，會聯系實際生活，運用所學知識分析解決生活中遇到的問題。展望2023年高考生物試題，仍然會以選擇題的形式考查考生對基礎知識的識記也可能聯系實際生活提出問題分析問題、解決問題。【得分要點】組成細胞的有機化合物。1．蛋白質的結構2．比較歸納蛋白質的類型、功能、分布和特點蛋白質類型功能與分布特點載體執行運輸功能，該類蛋白往往位于細胞膜上，與特定物質結合進行轉運，與細胞膜的控制物質進出功能密切相關具有特異性，只能與特定的一種或一類物質結合發揮相應的功能受體執行信息交流功能，該類蛋白大都位于細胞膜上，少數位于細胞內，與相應的信號分子結合，實現細胞間信息交流抗體執行免疫功能，大都分布于組織液或血漿中，與相應的抗原結合(少數黏附于細胞膜上，會引起過敏反應)酶執行催化功能，主要分布于細胞內，可附著于膜表面，也可以游離于基質中。少數位于體液中，如溶菌酶血紅蛋白執行運輸功能，位于紅細胞內，與氧結合運輸氧氣3．核酸的結構層次4．核酸的種類：核酸包括兩類，一類是脫氧核糖核酸(DNA)，一類是核糖核酸(RNA)(1)DNA與RNA的比較分類脫氧核糖核酸(DNA)核糖核酸(RNA)組成單位成分堿基A(腺嘌呤)、C(胞嘧啶)、G(鳥嘌呤)T(胸腺嘧啶)U(尿嘧啶)五碳糖脫氧核糖核糖磷酸磷酸分子結構一般為規則的雙螺旋結構一般為單鏈結構初步水解4種脫氧核糖核苷酸4種核糖核苷酸徹底水解磷酸、脫氧核糖、4種含氮堿基(A、T、C、G)磷酸、核糖、4種含氮堿基(A、U、C、G)功能是主要的遺傳物質，攜帶遺傳信息，并決定蛋白質的合成①是RNA病毒的遺傳物質；②在遺傳信息表達中起作用：mRNA—蛋白質合成的直接模板，tRNA—攜帶特定的氨基酸，rRNA—核糖體的組成成分；③催化作用：極少數酶屬于RNA分布①真核生物：細胞核(主要)、線粒體、葉綠體②原核生物：擬核、質粒主要分布于細胞質中結構多樣性核苷酸的數目和排列順序(2)核酸的功能：核酸是細胞內攜帶遺傳信息的物質，在生物體的遺傳、變異和蛋白質的生物合成中具有極其重要的作用。5．細胞中的糖類(1)糖類的種類eq\a\vs4\al(單糖)二糖多糖eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(植物\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(麥芽糖\o(→,\s\up7(水解))2分子葡萄糖,蔗糖\o(→,\s\up7(水解))1分子果糖＋1分子葡萄糖)),動物：乳糖\o(→,\s\up7(水解))1分子半乳糖＋1分子葡萄糖))eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(植物\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(淀粉：植物細胞的儲能物質,纖維素：植物細胞壁的成分,不提供能量)),動物：糖原：動物細胞的儲能物質,如肝糖原和肌糖原))eq\o(→,\s\up7(水解))葡萄糖(2)糖類的功能①糖類是生物體的主要能源物質；淀粉和糖原分別是植物、動物細胞內的儲能物質；而纖維素為結構物質，非儲能物質。②糖類是細胞和生物體的重要結構成分：五碳糖是構成核酸的主要成分；纖維素是植物細胞壁的主要成分；③細菌的細胞壁主要由肽聚糖組成。③糖類是細胞通訊、識別作用的基礎，也是細胞膜的成分；在細胞膜上糖類常與蛋白質結合在一起構成糖蛋白，糖蛋白在細胞與細胞之間的相互識別、信息傳遞過程中起著非常重要的作用。6．細胞中的脂質種類功能分布脂肪(C、H、O)①細胞內良好的儲能物質②是一種很好的絕熱體，皮下的脂肪層起到保溫作用③分布在內臟周圍的脂肪具有緩沖和減壓作用，能保護內臟器官大量存在于某些植物的種子、果實及動物體的脂肪組織中類脂磷脂(C、H、O、N、P)構成細胞膜、線粒體膜、葉綠體膜等多種膜結構的重要成分在動物的腦和卵細胞以及大豆的種子中含量較多糖脂(C、H、O)與細胞組織的免疫及細胞識別有關固醇類膽固醇(C、H、O)構成動物細胞膜的重要成分，在人體內參與血液中脂質的運輸在許多動物性食物中含量豐富性激素(C、H、O)促進生殖器官發育及生殖細胞的形成，激發并維持第二性征由動物的性腺分泌，進入血液、組織液維生素D(C、H、O)促進人和動物腸道對鈣、磷的吸收在動物的卵黃中含量較多；在人的表皮細胞中有膽固醇，在日光照射下能變成維生素D7．核酸與蛋白質比較(1)DNA、RNA及與蛋白質的比較=1\*GB3①區別項目核酸蛋白質DNARNA元素C、H、O、N、PC、H、O、N等組成單位核苷酸(8種)(元素：C、H、O、N、P)氨基酸(20種)(元素：C、H、O、N等)形成場所主要在細胞核中復制產生主要在細胞核中轉錄生成核糖體檢測試劑甲基綠(綠色)吡羅紅(紅色)雙縮脲試劑(紫色反應)分子結構一般為規則的雙螺旋結構一般為單鏈結構氨基酸→多肽→蛋白質結構多樣性的決定因素核苷酸的種類、數量及排列順序氨基酸的種類、數量、排列順序及蛋白質的空間結構=2\*GB3②聯系DNA、RNA和蛋白質三者之間的關系：(3)核DNA、mRNA、蛋白質的“相同”與“不同”(4)DNA、RNA、蛋白質的水解產物的比較項目DNARNA蛋白質基本單位脫氧核苷酸核糖核苷酸氨基酸初步水解產物4種脫氧核苷酸4種核糖核苷酸多肽徹底水解產物脫氧核糖、含氮堿基和磷酸核糖、含氮堿基和磷酸氨基酸(5)DNA、RNA、ATP及核苷酸中“A”的含義8．糖類與脂質的區別及聯系比較項目糖類脂質區別元素組成C、H、OC、H、O，有的還含有N、P種類單糖、二糖、多糖等脂肪、磷脂、固醇等合成部位淀粉：葉綠體纖維素：高爾基體糖原：主要是肝臟、肌肉主要是內質網生理作用①主要的能源物質②構成細胞結構，如糖被、細胞壁③核酸的組成成分，如核糖、脫氧核糖①生物體的儲能物質，如脂肪②構成生物膜的重要成分，如磷脂③調節新陳代謝和生殖，如性激素聯系糖類脂肪9．比較細胞中的能源物質(1)細胞中的能源物質是糖類、脂肪、蛋白質，三者供能順序是：糖類→脂肪→蛋白質。(2)細胞生命活動的主要能源物質：葡萄糖。(3)細胞生命活動的直接能源物質：ATP。(4)細胞的儲能物質：脂肪、淀粉、糖原。1．(2022·全國·高三專題練習)下列關于細胞內化合物的敘述，正確的是(

)A．缺鐵會導致哺乳動物血液運輸O2的能力下降B．硝化細菌主要從硝酸還原成氨的過程中獲取能量C．葉肉細胞吸收的氮元素可用于合成葉綠素、ATP、酶和淀粉D．脂肪、淀粉、纖維素都是生物體內的能源物質[答案]A[分析]1、無機鹽的功能：(1)細胞中某些復雜化合物的重要組成成分．如：Fe2+是血紅蛋白的主要成分；Mg2+是葉綠素的必要成分。(2)維持細胞的生命活動．如血液鈣含量低會抽搐。(3)維持細胞的形態、酸堿度、滲透壓。2、光合作用所需的能量來自光能，而化能合成作用所需的能量來自無機物氧化分解釋放的能量。3、糖類是主要的能源物質，脂肪是良好的儲能物質。[解析]A、紅細胞中的血紅蛋白含有Fe元素，缺鐵會導致哺乳動物血液運輸O2的能力下降，A正確；B、硝化細菌進行化能合成作用時需要的能量來自氨氣氧化成亞硝酸鹽和硝酸鹽過程中釋放的能量，B錯誤；C、淀粉是多糖，不需要N元素，C錯誤；D、纖維素不能作為生物體內的能源物質，D錯誤。故選A。2．(2022·全國·高三專題練習)下列關于構成生物體的元素和化合物的敘述，錯誤的是(

)A．RNA和ATP的元素組成相同B．膽固醇是構成動物細胞膜的重要成分C．脂質分子中氫的含量遠遠多于糖類D．無機鹽大多數以化合物的形式存在，如CaCO3構成骨骼和牙齒[答案]D[分析]無機鹽主要以離子的形式存在，其生理作用有：細胞中某些復雜化合物的重要組成成分，如Fe2+是血紅蛋白的主要成分；Mg2+是葉綠素的必要成分；許多無機鹽對維持細胞和生物體的生命活動具有重要作用；對于維持維持細胞的酸堿平衡和細胞的形態具有重要作用。[解析]A、RNA和ATP的元素組成相同，均為C、H、O、N、P，A正確；B、膽固醇是構成動物細胞膜的重要成分，在體內還參與血液中脂質的運輸，B正確；C、與糖類相比，脂質分子中氫的含量多，氧的含量少，C正確；D、在生物體內無機鹽大多數以離子的形式存在，D錯誤。故選D。3．(2022·全國·高三專題練習)新冠肺炎疫情期間，武漢市“方艙醫院”內醫護人員與患者共同鍛煉身體，如打太極、做五禽戲、跳廣場舞等。下列有關敘述中，正確的是(

)A．在醫護人員與患者共同鍛煉身體時，體內ATP的含量會明顯下降B．醫護人員及患者在鍛煉過程中細胞呼吸產生的CO2只來自線粒體C．若是血液中鈣離子濃度過高，鍛煉過程中可能會出現抽搐現象D．鍛煉產生的汗液在流經汗腺導管排出時，大部分Na+可通過自由擴散被細胞重吸收[答案]B[分析]細胞中的ATP的含量比較少，但ATP與ADP轉化非常迅速，使得ATP含量保持相對穩定；人體細胞在缺氧條件下進行厭氧呼吸的產物是乳酸，不產生CO2，所以產生的CO2只來自線粒體；血液中鈣離子濃度過低會使肌肉抽搐；Na+的重吸收屬于主動運輸，需要消耗ATP水解釋放的能量。[解析]A、人體中ATP含量很少，當醫護人員與患者共同鍛煉身體時，體內ATP的含量不會明顯下降，A錯誤；B、醫護人員及患者在鍛煉過程中，無氧呼吸產物是乳酸，不會產生CO2，細胞呼吸產生的CO2只來自于有氧呼吸，故只來自于線粒體，B正確；C、若是血液中鈣離子濃度過低，鍛煉過程中可能會出現抽搐現象，過高會肌無力，C錯誤；D、鍛煉產生的汗液在流經汗腺導管排出時，大部分Na+可通過主動運輸被細胞重吸收，離子進出細胞需要蛋白質協助，不能自由擴散，D錯誤。故選B。4．(2022·全國·高三專題練習)下圖是構成細胞的某些化合物的元素組成情況。則對①②③所表示的物質及其所能表現的生理功能推測錯誤的是(

)A．①可能是葉綠素，能吸收光能進行光合作用B．②可能是血紅蛋白，有運輸氧的作用C．③可能是磷脂，是細胞膜的主要成分D．①②③必為同一類物質[答案]D[分析]葉綠素的組成元素是C、H、O、N、Mg；血紅蛋白的組成元素是C、H、O、N、Fe；磷脂和核酸的組成元素是C、H、O、N、P。[解析]A、含有Mg，可能是葉綠素，能吸收光能進行光合作用，A正確;B、Fe可能構成的是血紅蛋白，運輸氧氣，B正確;C、P可能構成的是磷脂，構成生物膜，C正確;D、②血紅蛋白是蛋白質，③磷脂是脂質，不是同一種物質，D錯誤。故選D。5．(2022·河南鄭州·高二期末)下列有關無機鹽的作用的敘述，錯誤的是(

)A．缺鐵使血紅蛋白合成減少引起貧血，說明無機鹽可以參與重要化合物的合成B．血漿中鈣的含量太低會引起抽搐，說明無機鹽對維持生物體的生命活動有重要作用C．血漿中H2CO3/HCO3含量相對穩定對于維持細胞酸堿平衡具有重要作用D．無機鹽可以參與細胞呼吸，為生命活動提供能量[答案]D[分析]細胞中無機鹽的作用：①細胞中某些復雜化合物的重要組成成分，如鐵元素元素是血紅蛋白的主要成分、鎂離子是葉綠素的必要成分；②維持細胞的生命活動，如鈣離子可調節肌肉收縮和血液凝固，血鈣過高會造成肌無力，血鈣過低會引起抽搐；③維持細胞的酸堿平衡和細胞的形態。[解析]A、血紅蛋白含有鐵，缺鐵使血紅蛋白合成減少引起貧血，說明無機鹽可以參與重要化合物的合成，A正確；B、鈣離子可調節肌肉收縮和血液凝固，血鈣過高會造成肌無力，血鈣過低會引起抽搐，說明無機鹽對維持細胞和生物體正常生命活動有重要作用，B正確；C、血漿中H2CO3/HCO3含量相對穩定對于維持細胞酸堿平衡具有重要作用，C正確；D、無機鹽不能為生命活動提供能量，D錯誤。故選D。6．(2022·四川成都·高二期末)下列與生活相聯系的生物學知識的說法，正確的是(

)A．膽固醇既是動物細胞膜的重要成分，又參與血液中脂質的運輸，過多攝入有益無害B．糖尿病患者的飲食雖然受到嚴格限制，但不具甜味的米飯、饅頭等可隨意食用C．患急性腸炎的病人脫水時，需要及時補充水和無機鹽，所以需要輸入葡萄糖鹽水D．雞蛋煮熟后，蛋白質發生了變性，不容易被蛋白酶水解，因此吃熟雞蛋難消化[答案]C[分析]1、膽固醇是構成動物細胞膜的重要成分，在人體內還參與血液中脂質的運輸。2、高溫會破壞蛋白質的空間結構，使其變性。[解析]A、膽固醇攝入過多會引起血管堵塞，影響人體健康，A錯誤；B、米飯與饅頭含大量淀粉，可分解為葡萄糖，使血糖濃度升高，因此糖尿病患者不能隨意食用米飯、饅頭等，B錯誤；C、患急性腸炎的病人脫水的同時也丟失了無機鹽，因此患急性腸炎的病人脫水時，需要及時補充水和無機鹽，需要輸入葡萄糖鹽水(補充能量)，C正確；D、蛋白質變性后，空間結構被破壞，易被蛋白酶水解，因此吃熟雞蛋易消化，D錯誤。故選C。7．(2022·全國·高三專題練習)用同一打孔器在一白蘿卜上打出若干蘿卜條，切成相同長度，均分為三組，分別置于等體積的I、Ⅱ、Ⅲ三種溶液中一段時間，b點時將三組實驗的蘿卜條同時放回相應溶液的低濃度溶液中一段時間。實驗期間持續觀察蘿卜條體積的變化，并計算相對體積，實驗結果如圖所示。下列相關敘述錯誤的是(

)A．實驗的自變量包括溶液的種類和濃度，觀測指標是蘿卜條的體積變化B．隨著蘿卜條體積減小的同時，蘿卜細胞的原生質層逐漸與細胞壁分離C．初始I溶液濃度小于Ⅱ溶液，I溶液和Ⅱ溶液中的溶質都能進入細胞D．b點時Ⅱ溶液的滲透壓等于細胞液的滲透壓，Ⅲ溶液中的細胞已死亡[答案]C[分析]分析題圖可知，圖示中Ⅰ溶液內的細胞先發生質壁分離，但隨后復原，說明開始時的外界溶液濃度大于細