1、分子与细胞第一单元细胞的分子组成第1讲细胞中的元素和化合物、无机物考情研读备考定位考点展示核心素养1.水和无机盐的作用。2实验：检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质。1.生命观念通过分析水与细胞代谢及抗逆性的关系，建立起普遍联系的观点。2理性思维通过识图推断细胞中元素和化合物的含量及化合物的元素组成，培养图文转换能力和判断能力。3科学探究通过探究植物生长必需无机盐的作用，掌握实验设计的对照思想和单一变量原则。考点一组成细胞的元素和化合物自主回顾素养储备基础梳理1组成细胞的元素2生物界和非生物界在元素种类和含量上的关系巧学妙记：(1)微量元素：(2)大量元素：洋人探亲，单留盖美家，即O(洋)、P(
2、人)、C(探)、H(亲)、N(单)、S(留)、Ca(盖)、Mg(美)、K(家)。3组成细胞的化合物化合物思维辨析易错整合，判断正误。(1)Ca、Mg、Fe、Mn、Cu是组成细胞的微量元素()(2)因为O是活细胞中含量最多的元素，所以O是最基本的元素()(3)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()(4)在人体活细胞中氢原子的数目最多()(5)在占干重百分比中，因为脂质中脂肪是储能物质，所以脂质最多()(6)生物界和非生物界中元素的种类和含量都相同()延伸探究据图分析下列问题(1)若图1表示组成人体活细胞的元素含量比例，则甲丁依次是 O、C、H、N ，但占人体细胞干重百分比最高的元
3、素是图l中的 乙 ，其原因是人体细胞鲜重含量最多的化合物是H2O，而干重含量最多的化合物是 蛋白质 。(2)若图2表示细胞干重中化合物的含量，则为 蛋白质 ，其标志性元素是图1中的 丁 (填“甲”“乙”“丙”或“丁”)，若按鲜重计应为 水 。(3)图1所示元素在非生物界中 一定能 (填“一定能”“一定不能”或“不一定能”)找到，这说明生物界和非生物界具有 统一性 。(4)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%，这一事实说明生物界与非生物界具有 差异性 。剖析难点考点突破重难精讲1细胞中化学元素和化合物的含量细
4、胞鲜重细胞干重元素含量OCHNCONH化合物含量水最多蛋白质最多原子数量H原子最多2几种重要化合物的元素组成化合物糖类脂质蛋白质核酸ATP叶绿素类胡萝卜素脂肪固醇磷脂胡萝卜素叶黄素组成元素C、H、OC、H、OC、H、O、N、PC、H、O、N(P、S等)C、H、O、N、PC、H、O、N、PC、H、O、N、MgC、HC、H、O3研究化合物中元素转移方向的常用方法同位素标记法教材中同位素标记法应用实例归纳如下：4组成细胞元素与化合物的相关推断(1)根据特征元素推断化合物的种类(2)根据代谢产物推断化合物的元素组成代谢产物化合物元素组成实例CO2和H2OC、H、O糖类、脂肪CO2、H2O和尿素C、H、
5、O、N蛋白质(3)根据化合物中元素含量推断氧化分解时放能多少精准命题典例剖析例1(2021山东高三单元测试)下列关于组成细胞的化合物的叙述，正确的是(D)A在任何活细胞中数量最多的化学元素都是氧B在活细胞中各种化合物含量从多到少的顺序是：蛋白质、脂质、无机盐、糖类、核酸C在活细胞中的各种化合物与食物中的各种成分相同D在不同的细胞中各种化合物的种类基本相同，含量有所差别解析细胞中含量最多的化合物是水，故活细胞中数量最多的化学元素是氢，A错误；在活细胞中各种化合物含量从多到少的顺序是：水、蛋白质、脂质、无机盐、糖类、核酸，B错误；由于消化吸收作用，活细胞中的各种化合物与食物中的各种成分不完全相同，
6、C错误；同一生物体或不同生物体的不同细胞中各种元素种类基本相同、但含量不同，D正确。故选D。规律方法判断元素与化合物的四个“明确”对应训练1(2020湖北武汉联考)下列关于组成生物体的化学元素的叙述正确的是(B)A占细胞鲜重百分比最多的元素是CB组成DNA、磷脂分子的元素种类相同C非生物界与生物界的元素种类相同D组成生物体的化学元素多以离子形式存在解析占细胞鲜重百分比最多的元素是O；组成DNA、磷脂分子的元素都是C、H、O、N、P，种类相同；组成生物界的元素种类在非生物界中都能找到，但非生物界与生物界的元素种类存在差异；组成生物体的化学元素多以化合物的形式存在。2(2020哈三中期中)如图是构
7、成细胞的某些化合物的元素组成情况。则对、所表示的物质及其所能表现的生理功能推测错误的是(D)A可能是叶绿素，能吸收光能进行光合作用B可能是血红蛋白，有运输氧的作用C可能是磷脂，是细胞膜的主要成分D、必为同一类物质解析叶绿素中含有Mg，所以可能是叶绿素，能吸收光能进行光合作用，A正确；血红蛋白中含有Fe，所以可能是血红蛋白，有运输氧的作用，B正确；磷脂含有的元素是C、H、O、N、P，所以可能是磷脂，是细胞膜的主要成分，C正确；由以上分析可知，、不是同类物质，D错误。考点二细胞中的无机物自主回顾素养储备基础梳理1细胞中的水(1)存在形式： 自由水 和 结合水 。(3)水的转化及其与代谢的关系自由水
8、和结合水相互转化：自由水结合水自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系自由水/结合水2图解记忆细胞中的无机盐巧学妙记：巧记无机盐功能的“三个一”一组成一调节一维持组成化合物调节酸碱度和渗透压维持生命活动思维辨析易错整合，判断正误。(1)生物体内的水就是细胞内的水()(2)晒干的种子细胞内不含有水分，导致细胞代谢停止，有利于种子长时间储存()(3)Mg参与构成叶绿体中的各种色素()(4)水影响光合作用强度的主要原因是水影响气孔的开闭()(5)细胞中的无机盐大多数以化合物的形式存在，如CaCO3构成骨骼、牙齿等()(6)同种植物萌发种子的含水量和休眠种子的相同()延伸探究1回答下列与无机物相关的问题。(
9、1)衰老的细胞自由水含量低，而癌细胞自由水含量相对高，由此说明自由水与细胞代谢的关系是？(2)Na、K对细胞内外渗透压大小所起的作用一样吗，为什么？(3)对于患急性肠炎的病人，治疗时经常需要输入生理盐水，这是为什么？提示(1)自由水相对含量越高，细胞代谢越旺盛。(2)不一样。Na主要维持细胞外液的渗透压，K主要维持细胞内液的渗透压。(3)患急性肠炎的病人因腹泻而丢失水的同时也丢失了大量的无机盐，为了维持体内水盐平衡，需要补充生理盐水。2如下是一种叶绿素和血红蛋白的局部分子结构简图。(1)绿色植物长期缺Mg会导致叶子变黄，其原因是？(2)人长期缺Fe会导致贫血，请分析原因。(3)该资料说明：无机
10、盐的功能是？提示(1)Mg是叶绿素的组成成分，缺Mg会导致叶绿素无法合成，而类胡萝卜素不含Mg，叶子显出类胡萝卜素的颜色，即黄色。(2)Fe是血红蛋白的组成成分，缺Fe会导致血红蛋白无法合成。(3)某些化合物的重要组成成分。剖析难点考点突破重难精讲1水的代谢与调节2水的含量、存在形式与代谢的关系(1)影响细胞含水量的因素生物种类：如水生生物含水量陆生生物含水量。生长发育阶段：如幼儿成年；幼嫩部分成熟部分。组织器官种类与代谢程度：如牙齿骨骼血液；衰老细胞自由水含量降低。(2)理解自由水/结合水比值的变化自由水的作用均与代谢有关，如作为良好溶剂，参与生化反应等，因此自由水的含量升高，有利于新陈代谢
11、。结合水的作用则是组成细胞结构的成分，该水分不容易散失。同时，由于自由水和结合水可相互转化，结合水也可看作是自由水的一种储备。因此，结合水可看作是生物保命的水，有利于抵御不良环境(逆境)。所以，当生物朝代谢方向发展时，主要依靠自由水，自由水/结合水比值增大；当生物朝逆境方向发展时，主要依靠结合水，自由水/结合水比值减小。比如秋冬季节，蒸腾作用弱，吸水减少，结合水含量相对升高有利于植物抗寒性提高。种子晾晒过程中，丧失的主要是自由水，此时细胞仍具活力，种子烘烤过程中可导致结合水丧失，此时种子丧失活性。3对照法探究植物生长必需的无机盐(1)实验目的：探究无机盐X是否是植物生长发育所必需的。(2)实验
12、设计(3)实验中的对照空白对照自身对照4举例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Fe2血红蛋白的组成成分缺乏时患缺铁性贫血Ca2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Mg2叶绿素的组成成分缺乏会导致叶片发黄K促进植物内淀粉的运输；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精准命题典例剖析例2(2020河北衡水中学二调)下列有关生物体内无机盐的叙述，错误的是(D)A细胞中绝大多数的无机盐以离子的形式存在B生物体内
13、无机盐浓度的大小会影响细胞的吸水或失水C患急性肠炎的病人脱水时输入葡萄糖盐水是常见的治疗方法D给水中毒患者注射质量分数为1.8%的盐水，是为了降低细胞外液的渗透压解析细胞中绝大多数的无机盐以离子的形式存在；水分子是顺相对含量的梯度跨膜运输的，生物体内无机盐浓度的大小会影响细胞的吸水或失水；患急性肠炎的病人脱水时输入葡萄糖盐水是常见的治疗方法；给水中毒患者注射质量分数为1.8%的盐水，是为了升高细胞外液的渗透压。对应训练3(2021云南玉溪检测)下列有关水的叙述错误的是(C)自由水参与运输营养物质和代谢废物生物体内的化学反应离不开水水是组成细胞的成分之一细胞内水的存在形式为结合水和自由水自由水与
14、结合水的比例与细胞代谢的强弱关系不大不同细胞内自由水与结合水的比例基本相同ABCD解析自由水与结合水的比例越大，细胞代谢活动越旺盛，错误；自由水的含量直接影响细胞的代谢强度，不同细胞的代谢强度不同，所以不同细胞中自由水与结合水的比例不相同，错误。4(2020凯里市月考)某同学将一株玉米幼苗放到缺镁营养液中，然后放到暗处进行培养，结果幼苗很快变黄，这说明(D)A镁是玉米的必需元素B镁是大量元素C镁不是玉米的必需元素D无法确定镁是玉米的必需元素解析由于Mg是叶绿素的重要组成成分，同时，叶绿素的合成需要光照条件，如果将一株玉米幼苗放到缺镁营养液中，放到暗处进行培养，含有2个影响叶绿素合成的因素，因此
15、不能确定叶片变黄的原因。考点三实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质自主回顾素养储备基础梳理1连一连2完善实验原理及步骤思维辨析易错整合，判断正误。(1)检测氨基酸的含量可用双缩脲试剂进行染色()(2)葡萄糖、蔗糖等与斐林试剂在加热条件下会生成砖红色沉淀()(3)还原糖遇到斐林试剂后立即生成砖红色沉淀()(4)脂肪的检测一定要用显微镜观察()(5)双缩脲试剂和斐林试剂的成分和使用方法相同()延伸探究1脂肪鉴定实验中为什么用50%的酒精洗去浮色，而不用清水？提示因为苏丹或苏丹易溶于有机溶剂酒精中，而不溶于清水中。2在使用双缩脲试剂时，为什么要先加入试剂A，后加入试剂B?提示先加入试剂A，造成碱
16、性环境，只有在碱性环境中，蛋白质才容易与Cu2发生颜色反应。3鉴定还原糖时使用的斐林试剂为何要现配现用？提示因为斐林试剂很不稳定，容易产生蓝色的Cu(OH)2沉淀，所以应将甲液和乙液分别保存，使用时现配现用。剖析难点考点突破重难精讲1还原糖的检测2脂肪的检测(1)检测原理脂肪苏丹(或)染液橘黄色(或红色)。(2)检测步骤方法一：花生种子匀浆3滴苏丹(或)染液橘黄色(红色)。方法二：3蛋白质的检测4斐林试剂与双缩脲试剂比较比较项目斐林试剂双缩脲试剂成分甲液乙液A液B液0.1 g/mLNaOH溶液0.05 g/mLCuSO4溶液0.1 g/mLNaOH溶液0.01 g/mLCuSO4溶液反应原理可
17、溶性还原糖将Cu(OH)2还原为Cu2O沉淀具有两个或两个以上肽键的化合物在碱性条件下与Cu2反应生成络合物添加顺序甲、乙两液等量混匀后立即使用先加入A液2 mL摇匀，再加34滴B液摇匀反应条件5065 水浴加热不需加热反应现象样液浅蓝色棕色砖红色样液变紫色相同点都含有NaOH、CuSO4两种成分，且所用NaOH溶液浓度都是0.1 g/mL5三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检测。(3)唯一使用酒精脂肪的鉴定，实验用体积分数为50%的酒精洗去浮色。精准命题典例剖析例3
18、(2021黑龙江大庆实验中学模拟)关于生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定实验，下列叙述正确的是(D)A鉴定还原糖、蛋白质都需要进行水浴加热B实验结束时将剩余的斐林试剂装入棕色瓶，以便长期使用C用苏丹鉴定花生组织中是否含有脂肪成分时，实验结果肯定可见橘黄色颗粒D当实验试剂中提供了斐林试剂甲液、乙液和蒸馏水时，不但可以检验还原糖，也可以鉴定蛋白质解析鉴定还原糖需要进行水浴加热，鉴定蛋白质不需要进行水浴加热，A错误；斐林试剂需现配现用，不能久置，即剩余的斐林试剂应及时处理掉不能再用，B错误；用苏丹鉴定花生组织中是否含有脂肪成分时，若实验材料是子叶切片，则实验结果是在显微镜下可见红色颗粒，用苏丹鉴定
19、可见橘黄色颗粒，C错误；当实验试剂中提供了斐林试剂甲液、乙液和蒸馏水时，不但可以检验还原糖，还可以将乙液稀释后与甲液用于鉴定蛋白质，D正确。对应训练5(2020江西临川二中月考)现提供可配制斐林试剂的溶液：甲液(0.1 g/mL的NaOH溶液)、乙液(0.05 g/mL的CuSO4溶液)以及蒸馏水，如果充分利用上述试剂及必需的实验用具，可灵活地鉴别出下列哪些物质(C)葡萄糖蔗糖胃蛋白酶RNAA只有B和C和D和解析葡萄糖为还原糖，可用斐林试剂检测。由于还提供了蒸馏水，因此0.05 g/mL的CuSO4溶液可用蒸馏水稀释至0.01 g/mL，以作为双缩脲试剂的成分，胃蛋白酶的化学本质为蛋白质，可用
20、双缩脲试剂检测。课末总结 知识导图思维缕析 学科素养核心释疑下图是小麦种子成熟过程中干物质和水分的变化，据图回答：1随着种子的成熟，种子中水分减少的主要原因是自由水散失过多。由此导致的细胞呼吸的变化及好处是细胞呼吸减弱，有机物消耗减少，有利于种子的储存。2取第20天和第50天的种子分别制成组织样液，加入斐林试剂后水浴加热，发现第20天的砖红色沉淀更多，其原因是小麦种子成熟过程中，可溶性的还原糖转变成了不具有还原性的淀粉。3芝麻种子成熟过程中增加的干物质主要是脂肪，用苏丹试剂鉴定芝麻种子含有脂肪的方法是将芝麻种子研磨制成组织样液，在组织样液中加入苏丹染液，若出现橘黄色，则说明芝麻种子中含有脂肪。
21、 探究高考明确考向1(2020江苏卷，1)下列关于细胞中无机化合物的叙述，正确的是(D)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解析自由水是生化反应的介质，有些水还直接作为反应物参与生物化学反应，如有氧呼吸，A错误；结合水是组成细胞结构的重要成分，主要存在形式是水与蛋白质、多糖等物质结合，成为生物体的构成成分，而液泡中的水属于自由水，B错误；细胞中大多数无机盐以离子的形式存在，对维持细胞和生物体的生命活动有重要作用，能参与维持细胞的酸碱平衡，
22、也能参与有机物的合成，如Mg2是合成叶绿素的原料，C错误、D正确。故选D。2(2019海南卷，6)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染液染成橘黄色解析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，脂肪被苏丹染液染成橘黄色，D错误。故选D。3(2018全国卷，4)有些作物的种子入库前需要经过风干处理。与风干前相比，下列说法错误的是(C)A风干种子中有机物的消耗减慢B风干种子上微生物不易生长繁殖C风干种子中细胞呼吸作用的强度高D风干种子中结合水与自由水的比值大解析A对、C错：风干种子细胞中含水量少，细胞呼吸作用强度低，有机物的消耗慢。B对：风干种子细胞中含水量少，微生物不易在其上生长繁殖。D对：风干种子细胞中自由水的含量相对少，结合水与自由水的比值大。