2021版高考生物一輪復(fù)習(xí) 第1單元 細胞的化學(xué)組成 第1講 細胞中的元素和無機化合物學(xué)案 蘇教版必修1

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1、第1講　細胞中的元素和無機化合物 水和無機鹽的作用(Ⅰ) 1.大量元素與微量元素（生命觀念） 2.水和無機鹽的存在形式與作用（科學(xué)思維） 組成細胞的元素和化合物 1．組成細胞的元素 2．組成細胞的化合物 1．在人體活細胞中氫原子的數(shù)目最多。(√) 2．細胞中的一種元素的作用能被其他元素替代。(×) [提示]　細胞中每種元素的作用是不相同的。 3．因為O是生物細胞中含量最多的元素，所以O(shè)是最基本的元素。(×) [提示]　雖然O是生物細胞中含量最多的元素，但由于有機物是以碳鏈或環(huán)為骨架的，所以碳元素應(yīng)為最基本元素。 4．生物界和非生物界在元素組

2、成的種類和含量上都相同。(×) [提示]　生物界和非生物界的元素組成種類具有統(tǒng)一性，含量差別很大。 5．沙漠植物中含量最多的化合物是水。(√) 元素的組成分析及應(yīng)用 1．據(jù)特征元素推測化合物的種類： 2．利用同位素示蹤法通過標(biāo)記特殊物質(zhì)中的標(biāo)志性元素，研究該物質(zhì)在生物體內(nèi)的合成運輸?shù)壬磉^程。 3．從化合物的元素組成分析代謝產(chǎn)物：糖類、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)都含有C、H、O，故其代謝產(chǎn)物都有CO2和H2O；蛋白質(zhì)中還有N，其代謝產(chǎn)物中還含有尿素。 4．從化合物的元素含量上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)量的脂肪徹底氧化分解時所消耗的O2比糖類多，釋放的能量

3、也多于糖類。 1．細胞中含量最多的兩種化合物是水和蛋白質(zhì)，這對細胞的生命活動有什么意義？ [提示]　水是生命之源，生命活動離不開水，離開水生命活動就無法進行。蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者。兩種化合物含量高有利于細胞生命活動的正常進行。 2．組成細胞的元素追根溯源來自無機環(huán)境，為什么細胞內(nèi)各種元素的比例與無機環(huán)境大不相同？ [提示]　細胞是有生命的，它可以主動地有選擇地從無機環(huán)境中獲取生命活動需要的元素和化合物，因此細胞內(nèi)各種元素的比例與無機環(huán)境大不相同。 3．生物體內(nèi)含量很少的元素就是微量元素嗎？ [提示]　不一定，生物體細胞中，不可缺少的且含量很少的元素才是微量元

4、素，某些元素如錫等雖然含量少，但不屬于微量元素。 考查組成細胞的元素和化合物 1．(2019·衡水金卷)如圖為元素在生物體內(nèi)的含量分布情況，下列說法錯誤的是(　　) A．Ⅰ在非生物界中都能找到，體現(xiàn)了生物界與非生物界的統(tǒng)一性 B．Ⅱ含量雖少，但卻是生物體正常生命活動不可缺少的 C．Ⅱ和Ⅲ稱為必需元素，一旦缺乏可能會導(dǎo)致相應(yīng)的病癥 D．P、S、K、Ca、Zn屬于大量元素 D　[微量元素和大量元素合稱為必需元素，Zn屬于微量元素，故D項錯誤。] 2．(2019·南通模擬)元素和化合物是細胞的物質(zhì)基礎(chǔ)，下列敘述錯誤的是(　　) A．細胞中的微量元素如Fe、Mn、Cu、Zn等

5、含量雖然很少，但不可缺少 B．ATP和質(zhì)粒中含有的元素都是C、H、O、N、P C．具有生物催化作用的酶是由氨基酸或核糖核苷酸組成的 D．染色體、核糖體中含有的五碳糖都是脫氧核糖 D　[Fe、Mn、Cu、Zn等微量元素含量雖然很少，但不可缺少，A正確；ATP含有的元素是C、H、O、N、P，質(zhì)粒是小型環(huán)狀DNA分子，含有的元素是C、H、O、N、P，B正確；具有生物催化作用的酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA，故其是由氨基酸或核糖核苷酸組成的，C正確；染色體中含有的核酸是DNA，其中的五碳糖是脫氧核糖，核糖體中含有的核酸是RNA，其中的五碳糖是核糖，D錯誤。] 考查依據(jù)元素組成的推斷 3．(2

6、019·河北正定中學(xué)期末)下列各組化合物中，由相同元素組成的是(　　) A．葉綠素、類胡蘿卜素 B．胰島素、性激素 C．脂肪、核苷酸 D．纖維素、丙酮酸 D　[葉綠素中含有鎂元素，與類胡蘿卜素的元素組成不完全相同，A錯誤；性激素只含有C、H、O，胰島素含有C、H、O、N、S，B錯誤；脂肪只含有C、H、O，核苷酸含有C、H、O、N、P，C錯誤；纖維素和丙酮酸都只含有C、H、O，D正確。] 4．如圖是構(gòu)成細胞的某些化合物的元素組成情況。下列對①②③所表示的物質(zhì)及其所能表現(xiàn)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

7、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(zhì) D　[葉綠素中含有Mg，所以①可能是葉綠素，能吸收光能進行光合作用，A項正確；血紅蛋白中含有Fe，所以②可能是血紅蛋白，有運輸氧的作用，B項正確；磷脂含有的元素是C、H、O、N、P，所以③可能是磷脂，是細胞膜的主要成分，C項正確；①②③可能為不同類物質(zhì)，D項錯誤。] 細胞中的無機化合物 1．細胞中的水 (1)細胞中水的存在形式和功能 (2)自由水/結(jié)合水與代謝、抗逆性的關(guān)系 2．細胞中的無機鹽 (1)主要存在形式：離子。 (2)吸收方式：主要為主動運輸。 (3)生理功

8、能： ①維持細胞的酸堿平衡：如紅細胞中的K2HPO4、KH2PO4等。 ②合成有機物的原料：如P—核苷酸、Mg2＋—葉綠素等。 ③合成某些具有特殊生理功能的物質(zhì)的原料：如Fe2＋—血紅蛋白、I—甲狀腺激素等。 (4)相應(yīng)病癥： ①哺乳動物：缺少Ca2＋—肌肉抽搐、Ca2＋過多—肌肉乏力等。 ②番茄：缺少Ca2＋—果實臍腐、缺少K＋—老葉尖端和邊緣失綠，甚至干枯壞死。 1．貯藏中的種子不含水分，以保持休眠狀態(tài)。(×) [提示]　貯藏中的種子，自由水與結(jié)合水的比值很低，代謝很弱，以保持休眠狀態(tài)，并非不含水分。 2．植物根系通過主動運輸吸收無機鹽離子需要ATP。(√) 3．細

9、胞中的無機鹽大多數(shù)以化合物形式存在，如CaCO3構(gòu)成骨骼、牙齒。(×) [提示]　細胞中的無機鹽大多數(shù)以離子形式存在。 4．鎂是葉綠體中參與光合作用的各種色素的組成元素。(×) [提示]　類胡蘿卜素中不含鎂。 5．當(dāng)番茄果實出現(xiàn)臍腐現(xiàn)象時，可能體內(nèi)缺乏K＋。(×) [提示]　番茄果實出現(xiàn)臍腐現(xiàn)象是體內(nèi)缺乏Ca2＋。 1．水的產(chǎn)生、利用和吸收 2．水在生產(chǎn)實際中的應(yīng)用 生活中的現(xiàn)象 對此現(xiàn)象的解釋 種子在貯存時需將種子曬干 減少自由水含量，降低種子的代謝，延長種子壽命 干種子用水浸泡后仍能萌發(fā) 失去自由水的種子仍保持其生理活性 低溫環(huán)境下減少花卉澆水 提高花

10、卉對低溫的抗性 鮮種子放在陽光下暴曬，重量減輕 自由水散失，代謝減弱 干種子放在試管中，用酒精燈加熱，試管壁上有水珠 種子曬干后，仍含有結(jié)合水，用酒精燈加熱會失去結(jié)合水 炒熟的種子浸泡后不萌發(fā) 失去結(jié)合水的細胞失去生理活性 3.無機鹽生理功能的驗證 (1)對照組 植物＋完全培養(yǎng)液→正常生長 (2)實驗組 1．為什么植物缺少N、Mg、P會影響植物的光合作用？ [提示]　N、Mg是組成葉綠素的成分，N、P是組成葉綠體類囊體膜和ATP的成分，N也是組成光合酶的成分，因此植物缺少N、Mg、P會影響植物的光合作用。 2．鎂是葉綠素的重要組成元素，植物體缺少鎂元素

11、會導(dǎo)致葉片發(fā)黃，影響光合作用。請設(shè)計實驗證明鎂是植物必需的礦質(zhì)元素。 實驗材料：某種植物幼苗若干、完全培養(yǎng)液、缺鎂培養(yǎng)液。 請寫出該實驗的設(shè)計思路并預(yù)測實驗結(jié)果。 [提示]　選擇生理狀況相同的植物幼苗若干，平均分成A、B兩組；A組用完全培養(yǎng)液培養(yǎng)、B組用缺鎂培養(yǎng)液培養(yǎng)；一段時間后，觀察兩組葉片是否變黃；若B組葉片發(fā)黃，再補充鎂離子，一段時間葉片恢復(fù)綠色，則證明鎂是植物必需的礦質(zhì)元素。 考查細胞中的水 1．(2019·順義區(qū)期末)生物體的生命活動離不開水，下列關(guān)于生物體中水的敘述，錯誤的是(　　) A．玉米體內(nèi)的水分參與營養(yǎng)物質(zhì)的運輸 B．正在萌發(fā)的種子中結(jié)合水與自由

12、水的比值下降 C．水分子能與膜上親水物質(zhì)結(jié)合，導(dǎo)致生物膜具有流動性 D．有氧呼吸產(chǎn)生的H2O中的O來自O(shè)2 C　[組成生物膜的磷脂和蛋白質(zhì)分子的運動使生物膜具有流動性，C錯誤。] 2．下列關(guān)于細胞中水的說法不正確的是(　　) A．細胞中的含水量與細胞代謝速率密切相關(guān) B．DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄都有水產(chǎn)生，翻譯不產(chǎn)生水 C．線粒體中產(chǎn)生大量ATP的同時一定有水生成 D．癌細胞中自由水所占比例比衰老細胞中高 B　[細胞中的含水量與細胞代謝速率密切相關(guān)，自由水與結(jié)合水的比值越高，細胞代謝越旺盛，A正確；DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過程都涉及相應(yīng)的核苷酸聚合為核苷酸鏈，因此都有水產(chǎn)生，在翻譯過程中氨基

13、酸脫水縮合也會產(chǎn)生水，B錯誤；線粒體中產(chǎn)生大量ATP發(fā)生在有氧呼吸的第三階段，該階段發(fā)生的反應(yīng)是前兩個階段產(chǎn)生的[H]與氧結(jié)合生成H2O，并釋放大量的能量，C正確；癌細胞的代謝較衰老的細胞旺盛，因此癌細胞中自由水所占比例比衰老細胞中高，D正確。] 考查細胞中的無機鹽 3．(2019·哈爾濱模擬)下列有關(guān)生物體內(nèi)無機鹽的敘述，錯誤的是(　　) A．人體血液中Ca2＋濃度太低，會出現(xiàn)抽搐癥狀 B．生物體內(nèi)無機鹽濃度的大小會影響細胞的吸水或失水 C．患急性腸炎的病人脫水時輸入葡萄糖鹽水是常見的治療方法 D．給水中毒患者注射質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.8%的鹽水，是為了降低細胞外液的滲透壓 D　[給水

14、中毒患者注射質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.8%的鹽水，是為了升高細胞外液的滲透壓，D錯誤。] 4．(2018·蘇州高三調(diào)研)某農(nóng)科所用含K＋和Mg2＋的培養(yǎng)液培養(yǎng)番茄幼苗，每天K＋和Mg2＋初始狀態(tài)均為500 mg/L，定時測定培養(yǎng)液中K＋和Mg2＋的剩余量，實驗結(jié)果如圖所示。據(jù)圖分析，下列敘述正確的是(　　) A．該實驗的自變量是離子種類和離子剩余量 B．番茄對各種無機鹽的需求量在授粉期均大于營養(yǎng)生長期 C．番茄對K＋和Mg2＋吸收量的差異可能與細胞膜上相應(yīng)載體的數(shù)量有關(guān) D．番茄在營養(yǎng)生長期的前期對K＋幾乎不吸收，在營養(yǎng)生長期的后期吸收量增大 C　[該實驗的自變量是番茄生長發(fā)育時間和離子種

15、類，A錯誤；由于實驗只涉及K＋和Mg2＋，不能根據(jù)實驗結(jié)果判斷番茄在不同生長發(fā)育期對其他無機鹽的需求量，B錯誤；番茄根系吸收K＋和Mg2＋的過程均需要載體協(xié)助，番茄對K＋和Mg2＋吸收量的差異可能與細胞膜上相應(yīng)載體的數(shù)量有關(guān)，C正確；分析題圖曲線可知，番茄在營養(yǎng)生長期的前期對K＋吸收量約為300 mg/L，故吸收了較多的K＋，D錯誤。] 1.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重要的作用。 2．活細胞中含量最多的元素是氧元素，但數(shù)量最多的是氫元素。 3．干種子中不是不含自由水，而是自由水的比例很低，

16、結(jié)合水的比例較高。 4．水既是細胞代謝的原料，參與有氧呼吸、光合作用、化合物的水解；也是細胞代謝的產(chǎn)物，有氧呼吸、光合作用、蛋白質(zhì)的合成等過程都有水的生成。 5．無機鹽不都以離子形式存在，少數(shù)無機鹽以化合物的形式存在，如牙齒、骨骼中的CaCO3。 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．結(jié)合水是細胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分；自由水是細胞內(nèi)的良好溶劑，參與生化反應(yīng)，為細胞提供液體環(huán)境，運送營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物。 3．無機鹽是細胞內(nèi)某些復(fù)雜化合物的組成成分，維持細胞和生物體的正常生命活動，維持生物體的酸堿平衡和滲透壓。 真題體驗

17、| 感悟高考　淬煉考能 1．(2018·全國卷Ⅱ)有些作物的種子入庫前需要經(jīng)過風(fēng)干處理。與風(fēng)干前相比，下列說法錯誤的是(　　) A．風(fēng)干種子中有機物的消耗減慢 B．風(fēng)干種子上微生物不易生長繁殖 C．風(fēng)干種子中細胞呼吸作用的強度高 D．風(fēng)干種子中結(jié)合水與自由水的比值大 C　[風(fēng)干種子中自由水含量減少，細胞呼吸作用的強度降低，有機物消耗減慢，A項正確、C項錯誤；風(fēng)干種子中自由水含量減少，其上微生物不易生長繁殖，B項正確；風(fēng)干種子中自由水含量減少，其結(jié)合水與自由水的比值較風(fēng)干前大，D項正確。] 2．(2017·全國卷Ⅰ)下列關(guān)于細胞結(jié)構(gòu)與成分的敘述，錯誤的是(　　) A．細胞

18、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 B　[雙縮脲試劑的作用原理是Cu2＋在堿性條件下與肽鍵發(fā)生反應(yīng)生成紫色絡(luò)合物，因為氨基酸中沒有肽鍵，故不會與雙縮脲試劑發(fā)生反應(yīng)，也就不能用雙縮脲試劑檢測氨基酸的含量，B錯誤。] 3．(2017·海南高考)無機鹽對于維持生物體的生命活動具有重要作用。下列相關(guān)敘述錯誤的是(　　) A．蔬菜中的草酸不利于機體對食物中鈣的吸收 B．缺鐵會導(dǎo)致哺乳動物血液運輸O2的能力下降 C．和ATP一樣，

19、KH2PO4也能為生物體提供能量 D．植物秸稈燃燒產(chǎn)生的灰燼中含有豐富的無機鹽 C　[KH2PO4是緩沖物質(zhì)，用于維持酸堿平衡，不作為能源物質(zhì)，C錯誤。] 4．(2019·全國卷Ⅲ)氮元素是植物生長的必需元素，合理施用氮肥可提高農(nóng)作物的產(chǎn)量?；卮鹣铝袉栴}。 (1)植物細胞內(nèi)，在核糖體上合成的含氮有機物是______________，在細胞核中合成的含氮有機物是________，葉綠體中含氮的光合色素是________。 (2)農(nóng)作物吸收氮元素的主要形式有銨態(tài)氮(NH)和硝態(tài)氮(NO)。已知作物甲對同一種營養(yǎng)液(以硝酸銨為唯一氮源)中NH和NO的吸收具有偏好性(NH和NO同時存在時，對

20、一種離子的吸收量大于另一種)。請設(shè)計實驗對這種偏好性進行驗證，要求簡要寫出實驗思路、預(yù)期結(jié)果和結(jié)論。 [解析]　(1)植物細胞內(nèi)的含氮有機物有蛋白質(zhì)、磷脂、ATP、核酸等，其中在核糖體上合成的為蛋白質(zhì)，在細胞核中合成的是DNA和RNA，植物葉綠體中的光合色素有葉綠素和類胡蘿卜素，其中含氮的光合色素是葉綠素。(2)本實驗的目的是驗證作物甲對硝酸銨中的NH和NO的吸收具有偏好性，因變量是作物甲對二者的吸收量，因此可將生理狀態(tài)相同的若干作物甲培養(yǎng)在適宜濃度的以硝酸銨為唯一氮源的營養(yǎng)液中，在適宜條件下培養(yǎng)一段時間，并測定實驗后營養(yǎng)液中的NH和NO的濃度，最后進行比較，如果實驗后營養(yǎng)液中的NH的濃度低于NO，可說明作物甲對硝酸銨中的NH的吸收具有偏好性；反之，則說明作物甲對硝酸銨中的NO的吸收具有偏好性。 [答案]　(1)蛋白質(zhì)　核酸　葉綠素 (2)實驗思路：配制營養(yǎng)液(以硝酸銨為唯一氮源)，用該營養(yǎng)液培養(yǎng)作物甲，一段時間后，檢測營養(yǎng)液中NH和NO剩余量。 預(yù)期結(jié)果和結(jié)論：若營養(yǎng)液中NO剩余量小于NH剩余量，則說明作物甲偏好吸收NO；若營養(yǎng)液中NH剩余量小于NO剩余量，則說明作物甲偏好吸收NH。 9