1、第1讲细胞中的元素和无机化合物水和无机盐的作用()1.大量元素与微量元素(生命观念)2.水和无机盐的存在形式与作用(科学思维)考点一组成细胞的元素和化合物1组成细胞的元素2组成细胞的化合物1生物界和非生物界在元素组成上具有统一性，因此地壳中的元素在生物体内都能找到。()提示：组成生物体的元素在地壳中都能找到。2. 在人体活细胞中氢原子的数目最多。()3细胞中的一种元素的作用能被其他元素替代。()提示：细胞中每种元素的作用是不相同的。4细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要。()提示：微量元素对维持生命活动是不可缺少的。5在沙漠植物仙人掌的活细胞中含量最多的化合物是蛋白质。()提示：仙人掌
2、的活细胞中含量最多的化合物是水。1组成细胞的元素追根溯源来自无机环境，但细胞内各种元素的比例与无机环境大不相同，原因是_。提示：细胞是有生命的，它可以主动地有选择地从无机环境中获取生命活动需要的元素2生物体内含量很少的元素就是微量元素吗？_。提示：不一定，生物体细胞中，不可缺少的且含量很少的元素才是微量元素，某些元素如锡等虽然含量少但不属于微量元素1细胞中含量最多的两种化合物是水和蛋白质，这对细胞的生命活动有什么意义？提示：水是生命之源，生命活动离不开水，离开水生命活动就无法进行。蛋白质是生命活动的主要承担者。两种化合物含量高有利于保证细胞生命活动的正常进行。2镁是叶绿素的重要组成元素，植物体
3、缺少镁元素会导致叶片发黄，影响光合作用。请设计实验证明镁是植物必需的矿质元素。实验材料：某种植物幼苗若干、完全培养液、缺镁培养液。 请写出该实验的设计思路并预测实验结果。 思路建模：设置对照实验分组编号控制自变量检测因变量。提示：选择生理状况相同的植物幼苗若干，平均分成A、B两组；A组用完全培养液培养、B组用缺镁培养液培养；一段时间后，观察两组叶片是否变黄；若B组叶片发黄，再补充镁离子，一段时间叶片恢复绿色，则证明镁是植物必需的矿质元素。考查组成细胞和生物体的化学元素1(2020江西临川二中期中)如图甲是细胞中化合物含量的扇形图，图乙是活细胞中元素含量的柱形图，下列说法不正确的是()甲乙A若图
4、甲表示细胞干重，则A化合物必含图乙中的a、b、c元素B若图甲表示细胞鲜重，则A、B分别是水、蛋白质；图乙中a、b、c依次为C、O、HC若图甲表示正常细胞，则A化合物中不含图乙中的bD若图甲表示完全脱水的细胞，则此时含量最多的元素为图乙中的bB本题考查细胞内化合物及化学元素的含量。题图乙表示活细胞中的元素含量，因此a为O，b为C，c为H。若题图甲表示细胞干重，细胞干重中含量最多的化合物是蛋白质，则A是蛋白质，其必含的元素为C、H、O、N，A正确。细胞鲜重中含量最多的化合物是水，其次是蛋白质，则A、B化合物依次是水和蛋白质；题图乙中a、b、c依次为O、C、H，B错误。细胞鲜重中含量最多的化合物是水
5、，因此若题图甲表示正常细胞，则A化合物为水，其中不含b(C元素)，C正确。若题图甲表示完全脱水的细胞，即细胞处于干重状态，则此时含量最多的元素为题图乙中的b(C元素)，D正确。2.(2020河南开封模拟)茶叶生产在中国已有3 000多年的历史，其中信阳毛尖以“细、圆、光、直、多白毫、香高、味浓、汤色绿”的独特风格，盛名传播国内外。下列关于茶叶的说法，错误的是 ()A刚采摘的新鲜茶叶的细胞中含量最高的化合物是H2OB制好的成品茶叶的化学元素含量依次是CONHC茶叶和人体所含元素种类大致相同，但含量有差异D新鲜茶叶的细胞内含量最多的有机物中通常含有微量元素SD本题考查组成细胞的元素和化合物。刚采摘
6、的新鲜茶叶的细胞中含量最高的化合物(即细胞鲜重中含量最高的化合物)是H2O，A正确；制好的成品茶叶的化学元素含量，即细胞干重中化学元素含量，依次是CONH，B正确；茶叶和人体所含元素种类大致相同，但含量有差异，C正确；S是大量元素，D错误。考查细胞内化合物的组成元素3(2020重庆一中月考)下列关于元素和化合物的说法，不正确的是 ()A叶绿素由C、H、O、N、Mg等大量元素和微量元素构成BP元素存在于磷脂分子的亲水性部位C核酸中的N元素只存在于碱基中D细胞中的元素大多以化合物形式存在A本题考查组成细胞的化学元素。C、H、O、N、Mg都属于大量元素，A错误；P元素存在于磷脂分子的亲水性头部，疏水
7、性尾部是由脂肪酸链组成的，不含磷，B正确；核酸中的磷酸和五碳糖都不含N，N元素只存在于碱基中，C正确；细胞中的元素大多以化合物形式存在，D正确。4下列各组化合物中，由相同元素组成的是()A叶绿素、类胡萝卜素B胰岛素、性激素C脂肪、核苷酸 D纤维素、丙酮酸D叶绿素中含有镁元素，与类胡萝卜素的元素组成不完全相同，A错误；性激素只含有C、H、O，胰岛素含有C、H、O、N、S，B错误；脂肪只含有C、H、O，核苷酸含有C、H、O、N、P，C错误；纤维素和丙酮酸都只含有C、H、O，D正确。根据特征元素推测化合物的种类考点二细胞中的无机化合物1细胞中的水(1)细胞中水的存在形式和功能(2)自由水/结合水与代
8、谢、抗逆性的关系2细胞中的无机盐(1)主要存在形式：离子。(2)吸收方式：主要为主动运输。(3)生理功能：维持细胞的酸碱平衡：如红细胞中的K2HPO4、KH2PO4等。合成有机物的原料：如P核苷酸、Mg2叶绿素等。合成某些具有特殊生理功能的物质的原料：如Fe2血红蛋白、I甲状腺激素等。(4)相应病症：哺乳动物：缺少Ca2肌肉抽搐、Ca2过多肌肉乏力等。番茄：缺少Ca2果实脐腐、缺少K老叶尖端和边缘失绿，甚至干枯坏死。(人教版必修1 P36“与生活的联系”)患急性肠炎的病人脱水时需要及时补充_，同时也需要补充体内_，因此，输入_是常用的治疗方法。提示：水分丢失的无机盐葡萄糖盐水1晒干的种子细胞内
9、不含有水分，导致细胞代谢停止，种子能长时间储存。()提示：晒干的种子，自由水与结合水的比值很低，代谢很弱，以保持休眠状态，并非不含水分。2水影响光合作用强度的主要原因是水影响气孔的开闭。()3细胞中的无机盐大多数以化合物形式存在，如CaCO3构成骨骼、牙齿。()提示：细胞中的无机盐大多数以离子形式存在。4镁是叶绿体中参与光合作用的各种色素的组成元素。()提示：类胡萝卜素中不含镁。5当番茄果实出现脐腐现象时，可能体内缺乏K。()提示：番茄果实出现脐腐现象是体内缺乏Ca2。1植物根系既能从土壤中吸收水分也能吸收无机盐。根细胞内水分的作用有_。(答2点)提示：根细胞的组成成分；参与细胞内的生化反应；
10、运送营养和代谢废物等2大量出汗后，应喝淡盐水，原因是_。提示：大量出汗时会排出过多的无机盐，会导致体内水盐平衡和酸碱平衡失调1水的产生、利用和吸收2无机盐功能归纳整合1为什么植物缺少N、Mg、P会影响植物的光合作用？提示：N、Mg是组成叶绿素的成分，N、P是组成叶绿体类囊体膜和ATP的成分，N也是组成光合酶的成分，因此植物缺少N、Mg、P会影响植物的光合作用。2在冬季来临过程中，随着气温的逐渐降低，植物体内发生了一系列适应低温的生理生化变化，抗寒能力逐渐增强。如图为冬小麦在不同时期含水量变化关系图。(1)冬小麦的含水量从9月至12月处于下降趋势，请解释原因。(2)冬小麦的自由水下降非常快，而结
11、合水则上升比较多，这是为什么？思维瓶颈：寒冷环境中，自由水能结冰，结冰伤害细胞。提示：(1)冬小麦的含水量从9月至12月处于下降趋势，因为随着冬季来临，气温下降，细胞中自由水的含量显著下降，有助于抵抗低温冻害。(2)在寒冷的情况下，自由水可以结成冰而伤害植物，结合水则不会结冰。因此，冬季来临时，冬小麦细胞内自由水的比例逐渐降低，而结合水的比例逐渐上升，可以避免气温下降时自由水过多导致容易结冰而损害自身，这是植物适应环境的一种表现，是生物进化的结果。考查细胞中的水1(2020山东青岛二中期中)2020年3月22日是第二十八个“世界水日”，水利部确定“中国水周”的宣传主题是“坚持节水优先，建设幸福
12、河湖”。水污染、水资源短缺导致的水危机日趋严重。下列有关生物体内水的叙述，错误的是 ()A水在病变细胞中以结合水和自由水形式存在B在胰岛素的合成过程中伴随着水的产生C人体衰老细胞中自由水含量减少，代谢减慢D冬季，植物体内结合水含量高于自由水含量，以增强植物的抗寒能力D本题考查水的存在形式、功能及水的产生。水在任何细胞中都有自由水和结合水两种形式，A正确；胰岛素是蛋白质，在形成的过程中氨基酸发生脱水缩合反应，有水生成，B正确；衰老细胞中的自由水含量减少，代谢减慢，C正确；冬季，植物细胞中结合水含量增加，自由水含量减少，抗寒能力增强，但还是自由水含量较高，D错误。2(2020重庆七校联考)下列关于
13、水的叙述，正确的是()A细胞代谢速率与细胞中的含水量密切相关B沙漠植物仙人掌抗旱能力强，其细胞内结合水含量比自由水含量高C光合作用过程中有水的消耗但无水的生成，呼吸作用正好相反D血细胞中的水主要是自由水，肝细胞中的水主要是结合水A细胞代谢速率与细胞中的含水量密切相关，自由水与结合水的比值越高，细胞代谢越旺盛，A正确；沙漠植物仙人掌抗旱能力强，其细胞中结合水含量比自由水含量低，B错误；光合作用和呼吸作用过程中均既有水的消耗，也有水的生成，C错误；细胞中绝大部分的水都是自由水，肝细胞中的水主要是自由水，D错误。考查细胞中的无机盐3(2020山东青岛3校3月月考)科学家发现了一种被称作GFAJ1的独
14、特细菌，这种细菌能利用剧毒化合物(砒霜)中的砷来代替磷元素构筑生命分子和参与生化反应。根据材料进行预测，以下说法错误的是()AGFAJ1细菌体内砷元素含量可能比铜、铁元素多B砷对多数生物有毒可能是因为砷能够替代磷参与生化反应，制造混乱CGFAJ1细菌可利用砷元素合成蛋白质、核酸、糖类等物质D该发现使人类对生命的认识发生了重大改变，拓宽了在地球极端环境寻找生命的思路C根据题干中“砷来代替磷元素构筑生命分子”可知，由于磷元素是大量元素，因此砷元素的含量可能比微量元素(铜、铁元素)多，A正确；对多数生物来说，砷之所以有毒，可能是因为砷与磷化学性质相似，砷能够替代磷参与生化反应，制造混乱，B正确；糖类
15、不含磷元素，因此GFAJ1细菌不能利用砷元素合成糖类，C错误；由题干信息可知，本材料“颠覆”了教材的个别说法，使人类对生命的认识发生了重大改变，拓宽了在地球极端环境乃至外星球寻找生命的思路，D正确。4(2020内江模拟)农作物苗期缺氮往往表现出生长缓慢、植株矮小、叶片薄而小、叶色缺绿发黄等症状。下列相关说法错误的是()A氮既是细胞中的大量元素，又是组成细胞的主要元素之一B农作物苗期缺氮症状可通过及时补充适量氮肥来得到缓解C氮在细胞中可用于合成蛋白质、核酸、ATP、叶绿素等化合物D氮肥施用过量，会导致作物根系吸收氮素过多出现“烧苗”现象D氮肥施用过量，会导致土壤溶液的浓度过高，作物的根细胞失水，
16、出现“烧苗”现象。1.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重要的作用。2活细胞中含量最多的元素是氧元素，但数量最多的是氢元素。3干种子中不是不含自由水，而是自由水的比例很低，结合水的比例较高。4水既是细胞代谢的原料，参与有氧呼吸、光合作用、化合物的水解；也是细胞代谢的产物，有氧呼吸、光合作用、蛋白质的合成等过程都有水的生成。5无机盐不都以离子形式存在，少数无机盐以化合物的形式存在，如牙齿、骨骼中的CaCO3。1.大量元素、微量元素都是生物必需的元素，对于维持生物体生命活动都起着非常重要的作用。 2结合水是细胞
17、结构的重要组成成分；自由水是细胞内的良好溶剂，参与生化反应，为细胞提供液体环境，运送营养物质和代谢废物。3无机盐是细胞内某些复杂化合物的组成成分，维持细胞和生物体的正常生命活动，维持生物体的酸碱平衡和渗透压。真题体验| 感悟高考淬炼考能1(2020江苏高考)下列关于细胞中无机化合物的叙述，正确的是()A自由水是生化反应的介质，不直接参与生化反应B结合水是细胞结构的重要组成成分，主要存在于液泡中C无机盐参与维持细胞的酸碱平衡，不参与有机物的合成D无机盐多以离子形式存在，对维持生命活动有重要作用D自由水是生化反应的介质，也能作为反应物直接参与生化反应，A错误；结合水是细胞结构的重要组成成分，植物成
18、熟细胞中的自由水主要存在于液泡中，B错误；无机盐参与维持细胞的酸碱平衡，也能参与有机物的合成，如Fe2是合成血红蛋白分子必需的无机盐离子，C错误；无机盐多以离子形式存在，对维持生命活动有重要作用，D正确。2(2019海南高考)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()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K跨膜运输需要载体，自由扩散不需要载体，A正确；矿质
19、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，可以分解成氧气和H，D错误。故选D。3(2017海南高考)无机盐对于维持生物体的生命活动具有重要作用。下列相关叙述错误的是()A蔬菜中的草酸不利于机体对食物中钙的吸收B缺铁会导致哺乳动物血液运输O2的能力下降C和ATP一样，KH2PO4也能为生物体提供能量D植物秸秆燃烧产生的灰烬中含有丰富的无机盐CKH2PO4是缓冲物质，用于维持酸碱平衡，不作为能源物质，C错
20、误。4(2019全国卷)氮元素是植物生长的必需元素，合理施用氮肥可提高农作物的产量。回答下列问题。(1)植物细胞内，在核糖体上合成的含氮有机物是_，在细胞核中合成的含氮有机物是_，叶绿体中含氮的光合色素是_。(2)农作物吸收氮元素的主要形式有铵态氮(NH)和硝态氮(NO)。已知作物甲对同一种营养液(以硝酸铵为唯一氮源)中NH和NO的吸收具有偏好性(NH和NO同时存在时，对一种离子的吸收量大于另一种)。请设计实验对这种偏好性进行验证，要求简要写出实验思路、预期结果和结论。_。解析(1)植物细胞内的含氮有机物有蛋白质、磷脂、ATP、核酸等，其中在核糖体上合成的为蛋白质，在细胞核中合成的是DNA和R
21、NA，植物叶绿体中的光合色素有叶绿素和类胡萝卜素，其中含氮的光合色素是叶绿素。(2)本实验的目的是验证作物甲对硝酸铵中的NH和NO的吸收具有偏好性，因变量是作物甲对二者的吸收量，因此可将生理状态相同的若干作物甲培养在适宜浓度的以硝酸铵为唯一氮源的营养液中，在适宜条件下培养一段时间，并测定实验后营养液中的NH和NO的浓度，最后进行比较，如果实验后营养液中的NH的浓度低于NO，可说明作物甲对硝酸铵中的NH的吸收具有偏好性；反之，则说明作物甲对硝酸铵中的NO的吸收具有偏好性。答案(1)蛋白质核酸叶绿素(2)实验思路：配制营养液(以硝酸铵为唯一氮源)，用该营养液培养作物甲，一段时间后，检测营养液中NH和NO剩余量。预期结果和结论：若营养液中NO剩余量小于NH剩余量，则说明作物甲偏好吸收NO；若营养液中NH剩余量小于NO剩余量，则说明作物甲偏好吸收NH