第2讲 细胞中的元素和化合物
细胞中的无机物（解析版）
一、组成细胞的元素和化合物
1．种类
(1)按含量分：
①大量元素： 等。
②微量元素：生物生活必需但需要量却很少的元素： 等。（新木桶碰铁锰）（谐音记忆法）
(2)作用：
①最基本元素： 。
②基本元素： 。
2．细胞中的元素种类关系
组成生物体的化学元素的种类大体相同，同一生物体内不同元素的含量也相差很大。
无论是大量元素还是微量元素，都是细胞中不可缺少的，其划分的依据是它们在细胞中的含量而非作用。
3．生物界与非生物界在元素种类和含量上的关系
4．几种重要化合物的组成元素
化合物
糖类
脂质
蛋白质
核酸
ATP
叶绿素
血红
蛋白
脂肪、固醇
磷脂
组成元素
C、H、O
C、H、O
C、H、O、N、P
C、H、O、N(P、S
等)
C、H、O、N、P
C、H O、N、
P
C、H、O、N、Mg
C、H、O、N、
Fe
【特别提醒】
（1）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起着非常重要的作用，如P是组成ATP、膜结构等的重要成分；Ca是组成骨骼、牙齿的成分；Mg是叶绿素的成分；Fe是血红蛋白的成分。
（2）细胞鲜重含量最多的元素是O。
（3）细胞干重含量最多的元素是C。
（4）误以为生物体内大量元素重要，微量元素不重要
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非常重要的作用。
（5）误以为细胞内含量最多的元素是C
活细胞内含量最多的元素是O而不是C，组成细胞干重最多的元素是C，活细胞中原子个数最多的元素是H。
5.组成细胞的化合物
(1)种类： 。
(2)含量：
①鲜重含量最多的化合物： 。
②鲜重含量最多的有机物： 。
③占细胞干重最多的化合物： 。
二、细胞中的无机物
1．细胞中的水
(1)存在形式： 和 。
(2)功能：
①结合水是细胞结构的重要组成成分。
②自由水是 ；参与细胞内的许多生物化学反应；为细胞提供液体环境； 。
（3）含量变化
①不同的生物体内水的含量差别很大
②同一生物体不同的生长发育阶段水的含量不同，幼儿期 成年期，幼嫩部分 老熟部分。
③同一生物不同器官水的含量不同。生物体的含水量与 和生物的 有关。
2．细胞中的无机盐
(1)存在形式： 。
(2)功能：
①细胞的重要组成成分；
②维持 ；
③维持 。
【特别提醒：】
①是细胞的结构成分（如下图）；②参与并维持生物体的代谢活动，如哺乳动物血液中钙盐含量过低就会出现抽搐；③维持生物体内的平衡：渗透压平衡（Na＋、Cl－维持细胞外液渗透压，K＋维持细胞内液渗透压），酸碱平衡（如人血浆中HCO3－、HPO42－等的调节）。
【特别提醒】
(1)自由水与结合水是可以相互转化。
(2)自由水与结合水比值与抗逆性的关系：
衰老的细胞内水分含量减少，细胞萎缩，体积减小，细胞代谢速率减慢。癌细胞中代谢增强，水分含量增加。
(3)水与细胞代谢的关系：
三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
【实验原理】
(1)糖类
脂肪＋苏丹Ⅲ染液―→
脂肪＋苏丹Ⅳ染液―→
(3)蛋白质＋双缩脲试剂―→
【实验步骤】
(1)还原糖的检测与观察：
制备组织样液
结论：组织样液与斐林试剂在加热的过程中生成砖红色沉淀，说明组织样液中有可溶性 。
(2)脂肪的检测：
方法一：花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ染液→橘黄色。
方法二：取材：花生种子(浸泡)，将子叶削成薄片。
制片
观察：先在低倍镜下寻找到已着色的颗粒再用高倍镜观察。
结论：圆形小颗粒呈橘黄色，说明有脂肪存在。
(3)蛋白质的检测：
选材与制备：鲜肝提取液或黄豆浆滤液。
结论：说明组织样液中存在蛋白质。
【特别提醒】
1．选材：三个实验中都不宜选取有颜色的材料，否则会干扰实验结果的颜色变化。
2．脂肪的鉴定不一定都使用显微镜：若要观察被染色的种子细胞中脂肪颗粒，则使用显微镜，但若要通过溶液颜色变化，则不必使用显微镜。
3．双缩脲试剂与斐林试剂的比较
比较项目
斐林试剂
双缩脲试剂
不同点
使用方法
甲液和乙液混合均匀后方可使用，且现配现用
使用时先加A液，再加B液
反应条件
需水浴加热
不需加热
颜色
砖红色
紫色
浓度
乙液CuSO4溶液浓度为0.05 g/mL
B液CuSO4溶液浓度为0.01 g/mL
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/mL
1．判断有关“细胞中的元素和化合物”的叙述
(1)Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等是组成细胞的微量元素。( )
(2)在人体活细胞中氢原子数目最多。( )
(3)细胞鲜重中含量最多的有机化合物是蛋白质。( )
(4)细胞中一种元素的作用能被其他元素替代。( )
(5)不同细胞的元素种类与含量均相差很大。( )
(6)活细胞中含量最多的元素是O而不是C。( )
(7)细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要。( )
2．判断有关“细胞中的水和无机盐”的叙述
(1)细胞内结合水与自由水的比值，种子萌发时比休眠时高。( )
(2)晒干的种子细胞内不含有水分，导致细胞代谢停止，利于种子长时间储存。( )
(3)心肌呈固态是因为心肌内的水多以结合水形式存在，血液呈液态是因为其水多以自由水的形式存在。( )
1.(2019·山东日照高三校际联考)下列关于组成细胞的化学元素的叙述，错误的是( )
A．在人体活细胞中，氧元素的含量最多
B．C元素是细胞干重中含量最多的元素
C．蛋白质中的N元素只存在于肽键和R基中
D．有膜细胞器都含C、H、O、N、P五种元素
2.(2019·山东实验中学高三模拟)以下生物实验中描述正确的是( )
A．“观察DNA和RNA在细胞中的分布”中，盐酸的作用是使细胞彼此分离
B．“用高倍显微镜观察线粒体”的实验中，可取藓类的小叶滴加健那绿盖上盖玻片观察
C．选用紫色洋葱鳞片叶表皮细胞观察到质壁分离现象时，可以观察到染色体
D．用于鉴定蛋白质的双缩脲试剂必须现配现用
3.(2019·广州模拟)元素和化合物是细胞的物质基础，下列叙述错误的是( )
A．细胞中的微量元素如Fe、Mn、Cu、Zn等含量虽然很少，但不可缺少
B．ATP和质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组成的
D．染色体、核糖体中含有的五碳糖都是脱氧核糖
4.下图是构成细胞的某些化合物的元素组成情况。则对①、②、③所表示的物质及其所能表现的生理功能推测错误的是( )
A．①可能是叶绿素，能吸收光能进行光合作用
B．②可能是血红蛋白，有运输氧的作用
C．③可能是磷脂，是细胞膜的主要成分
D．①、②、③必为同一类物质
5.(2017·海南，4)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
6．(2019·遂宁二模)下列关于细胞中水的说法不正确的是( )
A．细胞中的含水量与细胞代谢速率密切相关
B．DNA复制和转录都有水产生，翻译不产生水
C．线粒体中产生大量ATP的同时一定有水生成
D．癌细胞中自由水所占比例比衰老细胞中高
7.下图为对刚收获的种子所做的一系列处理，据图分析有关说法正确的是( )
A．④和⑤是同一种物质，但是在细胞中的存在形式不同
B．①和②均能够萌发形成幼苗
C．③在生物体内主要以化合物形式存在
D．点燃后产生的CO2中的C只来自于种子中的糖类
8．设计实验探究X是否属于植物生长所必需的无机盐，某同学的构思大致如下：本实验中采用甲组、乙组之间的空白对照；以及乙组中实验前(无X)与实验后(有X)之间的自身对照。下列叙述正确的是( )
A．对照组是甲组、乙组实验后
B．控制此实验的无关变量只需选一些相同的植物
C．此实验如果是无土栽培，则实验前营养液要灭菌
D．为防止外界影响，此实验需在黑暗密闭条件下进行
9.（2018届高三理综高考压轴冲刺卷二生物试题）下列有关细胞及其物质组成的叙述，正确的是（ ）
A． 细胞中的水大多以结合水形式存在，其含量影响细胞代谢
B． 构成生物膜的磷脂分子中既有亲水基团又有疏水基团
C． 卵细胞的体积较大，它与周围环境进行物质交换的效率较高
D． 细胞在发生分化和癌变后，其细胞膜的成分不会发生改变
10.某校生物兴趣小组进行了生物组织中还原糖检测的实验(如下图)，下列叙述正确的是( )
A．在实验材料选择方面，用苹果比用植物叶片的效果要好
B．在制备生物组织样液时，加入石英砂的主要目的是促进还原糖的溶解
C．用于该实验检测的斐林试剂也可用于检测蛋白质，只是添加试剂的顺序不同
D．由于斐林试剂不稳定，在使用斐林试剂时要先加入0.1 g/mL的NaOH溶液，后加入0.05 g/mL的CuSO4溶液
11.(2019·泉州模拟)如图是油菜种子在发育和萌发过程中糖类和脂肪的变化曲线。下列分析正确的是( )
A．干重相等的可溶性糖和脂肪，所储存的能量大致相同
B．种子发育过程中，由于可溶性糖更多地转变为脂肪，种子需要的N增加
C．种子萌发时，脂肪酶的活性很高
D．种子萌发时，脂肪转变为可溶性糖，说明可溶性糖是种子生命活动的直接能源物质
12.据药理研究，一种茅草的根内含有降血糖的因子及多种有益于健康的成分，某公司将它开发成一种保健饮料。该产品是否适用于糖尿病患者，生物学兴趣小组的同学以此作为研究课题。请你完成下面的实验鉴定报告。
(1)实验目的：鉴定一种茅草的根是否含有还原糖和淀粉。
(2)实验原理：还原糖可用 来检测，淀粉可用 来检测。
(3)实验器材：一种茅草根、所需试剂、研钵、烧杯、试管、纱布、漏斗、酒精灯、试管夹、火柴、滴管等。
(4)实验步骤：
①用研钵将茅草根磨碎，过滤，取其滤液；
②取A、B两支试管，各加入2 mL滤液；
③往A试管中加入 ，摇匀，放入盛有50～65 ℃温水的大烧杯中加热约2 min。观察试管中的颜色变化；
④往B试管中加入 ，观察试管中的颜色变化。
(5)可能出现的实验现象及分析：
。
13.某同学有喝牛奶的习惯，在学习了细胞的化合物知识后，他想知道牛奶中有无蛋白质和还原糖。下面是其未设计完的实验，请帮助他完成实验设计。
实验目的：探究某品牌牛奶中有无蛋白质和还原糖。
实验原理：利用颜色反应检测牛奶中有无蛋白质和还原糖。
材料用具：略。
实验步骤：请补充表格中a、b、c、d处内容：
探究目的
探究牛奶中有无还原糖
探究牛奶中有无蛋白质
试管
步骤
A
B
C
D
E
F
第一步
2 mL牛奶
2 mL
蒸馏水
2 mL葡萄糖样液
2 mL牛奶
2 mL
蒸馏水
2 mL a 样液
第二步
1 mL斐林
试剂
1 mL斐林试剂
1 mL斐林
试剂
1 mLNaOH
溶液
b
1 mLNaOH
溶液
第三步
c
水浴
加热
水浴
加热
d
4滴CuSO4
溶液
4滴CuSO4
溶液
结果
？
？
(1)a. ；b. ；c． ；d. 。
(2)请预测A、D两个试管的现象及其结论：
A： 。
D： 。
(3)分析该实验设计：
试管A和 形成对照实验，对照组为 ，目的是 。
14.（陕西省西安市长安区第五中学2018届高三上学期第二次模拟考试生物试题）华北某地区经常出现苹果小叶病，有人认为是土壤中缺Zn引起的，有人认为是土壤中缺Mg引起的。现有如下材料，请你完成下列实验，证实上面的猜测哪个正确。
（1）材料用具：三十株长势相同的苹果幼苗、蒸馏水、含有植物必需元素的各种化合物。
（2）实验原理：任何一种必需元素在植物体内都有一定的作用，一旦缺乏，就会表现出相应的症状。根据全素培养液和相应缺Zn、缺Mg的培养液对苹果生长发育影响的比较，判断小叶病的病因。
（3）方法步骤：
①首先配制全素培养液和相应的缺Zn培养液和_________培养液，分别放入三个培养缸并编号为A、B、C。
②将三株长势相同的幼苗分别培养在上述三种培养液中。
③放在适宜的条件下培养一段时间，观察苹果幼苗的生长发育状况。
（4）结果预测和分析：
①____________缸内的苹果幼苗正常生长。
②若B缸内苹果幼苗表现出小叶病，而C缸中的没有，则说明苹果小叶病是缺____________引起的；
若C缸内苹果幼苗表现出小叶病，而B缸没有，则说明苹果小叶病是由缺____________引起的；
若B、C两缸内的幼苗都表现为小叶病，则说明苹果小叶病是由缺____________引起的；
若B、C两缸都不表现为小叶病，则说明苹果小叶病____________。
（5）若实验证明苹果小叶病是由于缺Zn引起的，从科学研究的严谨角度出发，还应增加的实验步骤是：____________________。增加故障后的实验结果是______________________________。
第2讲 细胞中的元素和化合物
细胞中的无机物（解析版）
一、组成细胞的元素和化合物
1．种类
(1)按含量分：
①大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。
②微量元素：生物生活必需但需要量却很少的元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。（新木桶碰铁锰）（谐音记忆法）
(2)作用：
①最基本元素：C。
②基本元素：C、H、O、N。
2．细胞中的元素种类关系
组成生物体的化学元素的种类大体相同，同一生物体内不同元素的含量也相差很大。
无论是大量元素还是微量元素，都是细胞中不可缺少的，其划分的依据是它们在细胞中的含量而非作用。
3．生物界与非生物界在元素种类和含量上的关系
4．几种重要化合物的组成元素
化合物
糖类
脂质
蛋白质
核酸
ATP
叶绿素
血红
蛋白
脂肪、固醇
磷脂
组成元素
C、H、O
C、H、O
C、H、O、N、P
C、H、O、N(P、S
等)
C、H、O、N、P
C、H O、N、
P
C、H、O、N、Mg
C、H、O、N、
Fe
【特别提醒】
（1）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起着非常重要的作用，如P是组成ATP、膜结构等的重要成分；Ca是组成骨骼、牙齿的成分；Mg是叶绿素的成分；Fe是血红蛋白的成分。
（2）细胞鲜重含量最多的元素是O。
（3）细胞干重含量最多的元素是C。
（4）误以为生物体内大量元素重要，微量元素不重要
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非常重要的作用。
（5）误以为细胞内含量最多的元素是C
活细胞内含量最多的元素是O而不是C，组成细胞干重最多的元素是C，活细胞中原子个数最多的元素是H。
5.组成细胞的化合物
(1)种类：水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质和核酸。
(2)含量：
①鲜重含量最多的化合物：水。
②鲜重含量最多的有机物：蛋白质。
③占细胞干重最多的化合物：蛋白质。
二、细胞中的无机物
1．细胞中的水
(1)存在形式： 自由水 和 结合水 。
(2)功能：
①结合水是细胞结构的重要组成成分。
②自由水是细胞内的良好溶剂；参与细胞内的许多生物化学反应；为细胞提供液体环境；运送营养物质和代谢废物。
（3）含量变化
①不同的生物体内水的含量差别很大
②同一生物体不同的生长发育阶段水的含量不同，幼儿期＞成年期，幼嫩部分＞老熟部分。
③同一生物不同器官水的含量不同。生物体的含水量与生物种类和生物的生长发育期有关。
2．细胞中的无机盐
(1)存在形式：主要以离子形式存在。
(2)功能：
①细胞的重要组成成分；
②维持细胞和生物体的生命活动；
③维持细胞内的酸碱平衡。
特别提醒：
①是细胞的结构成分（如下图）；②参与并维持生物体的代谢活动，如哺乳动物血液中钙盐含量过低就会出现抽搐；③维持生物体内的平衡：渗透压平衡（Na＋、Cl－维持细胞外液渗透压，K＋维持细胞内液渗透压），酸碱平衡（如人血浆中HCO3－、HPO42－等的调节）。
【特别提醒】
(1)自由水与结合水是可以相互转化。
(2)自由水与结合水比值与抗逆性的关系：
衰老的细胞内水分含量减少，细胞萎缩，体积减小，细胞代谢速率减慢。癌细胞中代谢增强，水分含量增加。
(3)水与细胞代谢的关系：
三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
【实验原理】
(1)糖类
(2)脂肪＋苏丹Ⅲ染液―→橘黄色
脂肪＋苏丹Ⅳ染液―→红色
(3)蛋白质＋双缩脲试剂―→紫色
【实验步骤】
(1)还原糖的检测与观察：
制备组织样液
结论：组织样液与斐林试剂在加热的过程中生成砖红色沉淀，说明组织样液中有可溶性还原糖。
(2)脂肪的检测：
方法一：花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ染液→橘黄色。
方法二：取材：花生种子(浸泡)，将子叶削成薄片。
制片
观察：先在低倍镜下寻找到已着色的颗粒再用高倍镜观察。
结论：圆形小颗粒呈橘黄色，说明有脂肪存在。
(3)蛋白质的检测：
选材与制备：鲜肝提取液或黄豆浆滤液。
结论：说明组织样液中存在蛋白质。
【特别提醒】
1．选材：三个实验中都不宜选取有颜色的材料，否则会干扰实验结果的颜色变化。
2．脂肪的鉴定不一定都使用显微镜：若要观察被染色的种子细胞中脂肪颗粒，则使用显微镜，但若要通过溶液颜色变化，则不必使用显微镜。
3．双缩脲试剂与斐林试剂的比较
比较项目
斐林试剂
双缩脲试剂
不同点
使用方法
甲液和乙液混合均匀后方可使用，且现配现用
使用时先加A液，再加B液
反应条件
需水浴加热
不需加热
颜色
砖红色
紫色
浓度
乙液CuSO4溶液浓度为0.05 g/mL
B液CuSO4溶液浓度为0.01 g/mL
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/mL
1．判断有关“细胞中的元素和化合物”的叙述
(1)Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等是组成细胞的微量元素。( )
【答案】×
【解析】Ca、Mg是组成细胞的大量元素
(2)在人体活细胞中氢原子数目最多。( )
【答案】√
(3)细胞鲜重中含量最多的有机化合物是蛋白质。( )
【答案】√
(4)细胞中一种元素的作用能被其他元素替代。( )
【答案】×
【解析】即使是微量元素，也有其独特的作用，如却铁会换缺铁性贫血。
(5)不同细胞的元素种类与含量均相差很大。( )
【答案】×
【解析】细胞中的元素在种类上具有统一性。
(6)活细胞中含量最多的元素是O而不是C。( )
【答案】√
(7)细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要。( )
【答案】×
【解析】虽是微量元素，也有其独特的作用，如却铁会换缺铁性贫血。
2．判断有关“细胞中的水和无机盐”的叙述
(1)细胞内结合水与自由水的比值，种子萌发时比休眠时高。( )
【答案】 ×
【解析】种子萌发时细胞内的自由水含量增多，结合水与自由水的比值降低。
(2)晒干的种子细胞内不含有水分，导致细胞代谢停止，利于种子长时间储存。( )
【答案】×
【解析】晒干的种子细胞内自由水含量减少，细胞代谢减慢减少有机物的消耗，利于储存。
(3)心肌呈固态是因为心肌内的水多以结合水形式存在，血液呈液态是因为其水多以自由水的形式存在。( )
【答案】 √
1.(2019·山东日照高三校际联考)下列关于组成细胞的化学元素的叙述，错误的是( )
A．在人体活细胞中，氧元素的含量最多
B．C元素是细胞干重中含量最多的元素
C．蛋白质中的N元素只存在于肽键和R基中
D．有膜细胞器都含C、H、O、N、P五种元素
【答案】 C
【解析】 氧元素占人体细胞鲜重的百分比最高，A正确；C元素是细胞干重中含量最多的元素，B正确；蛋白质中的N元素存在于肽键和肽链末端游离的氨基中，R基中可能也存在N元素，C错误；有膜细胞器都含磷脂，磷脂的组成元素有C、H、O、N、P，D正确。
2.(2019·山东实验中学高三模拟)以下生物实验中描述正确的是( )
A．“观察DNA和RNA在细胞中的分布”中，盐酸的作用是使细胞彼此分离
B．“用高倍显微镜观察线粒体”的实验中，可取藓类的小叶滴加健那绿盖上盖玻片观察
C．选用紫色洋葱鳞片叶表皮细胞观察到质壁分离现象时，可以观察到染色体
D．用于鉴定蛋白质的双缩脲试剂必须现配现用
【答案】D
【解析】“观察DNA和RNA在细胞中的分布”中，盐酸的作用是改变细胞膜的通透性以及使染色体中DNA和蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合，A错误；藓类叶片含叶绿体，本身为绿色，而观察线粒体需要用健那绿染液染色，藓类叶片本身的绿色会干扰实验结果，B错误；紫色洋葱鳞片叶表皮细胞为高度分化的成熟细胞，没有分裂能力，而染色体是细胞分裂期出现的结构，故选用紫色洋葱鳞片叶表皮细胞观察质壁分离现象时，观察不到染色体，C错误；双缩脲试剂最好是现配现用，较长时间的放置不仅会改变溶液浓度，还会由于放置过程中
3.(2019·广州模拟)元素和化合物是细胞的物质基础，下列叙述错误的是( )
A．细胞中的微量元素如Fe、Mn、Cu、Zn等含量虽然很少，但不可缺少
B．ATP和质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组成的
D．染色体、核糖体中含有的五碳糖都是脱氧核糖
【答案】D
【解析】 Fe、Mn、Cu、Zn等微量元素含量虽然很少，但不可缺少，A正确；ATP含有的元素是C、H、O、N、P，质粒是小型环状DNA分子，含有的元素是C、H、O、N、P，B正确；具有生物催化作用的酶的化学本质是蛋白质或RNA，故其是由氨基酸或核糖核苷酸组成的，C正确；染色体中含有的核酸是DNA，其中的五碳糖是脱氧核糖，核糖体中含有的核酸是RNA，其中的五碳糖是核糖，D错误。的化学反应而改变其性质，D正确。
4.下图是构成细胞的某些化合物的元素组成情况。则对①、②、③所表示的物质及其所能表现的生理功能推测错误的是( )
A．①可能是叶绿素，能吸收光能进行光合作用
B．②可能是血红蛋白，有运输氧的作用
C．③可能是磷脂，是细胞膜的主要成分
D．①、②、③必为同一类物质
【答案】D
【解析】叶绿素中含有Mg，所以①可能是叶绿素，能吸收光能进行光合作用，A项正确；血红蛋白中含有Fe，所以②可能是血红蛋白，有运输氧的作用，B项正确；磷脂含有的元素是C、H、O、N、P，所以③可能是磷脂，是细胞膜的主要成分，C项正确；①、②、③为不同类物质，D项错误。
【技巧归纳】
5.(2017·海南，4)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
【答案】 C
【解析】草酸与食物中的钙结合形成沉淀物，不利于机体对食物中钙的吸收，A项正确；铁是血红蛋白的组成成分，血红蛋白的主要作用是运输O2，缺铁会导致哺乳动物血液运输O2的能力下降，B项正确；无机盐在生物体中是细胞的结构成分、参与并维持生物体的代谢活动、维持生物体内的酸碱平衡、维持细胞的渗透压，但不能为生物体提供能量，C项错误；燃烧过程中有机物被分解，剩下来的是无机物，含有丰富的无机盐，D项正确。
6．(2019·遂宁二模)下列关于细胞中水的说法不正确的是( )
A．细胞中的含水量与细胞代谢速率密切相关
B．DNA复制和转录都有水产生，翻译不产生水
C．线粒体中产生大量ATP的同时一定有水生成
D．癌细胞中自由水所占比例比衰老细胞中高
【答案】B
【解析】细胞中的含水量与细胞代谢速率密切相关，自由水与结合水的比值越高，细胞代谢越旺盛，A正确；DNA复制和转录过程都涉及到相应的核苷酸聚合为核苷酸链，因此都有水产生，在翻译过程中氨基酸脱水缩合也会产生水，B错误；线粒体中产生大量ATP发生在有氧呼吸的第三阶段，该阶段发生的反应是前两个阶段产生的[H]与氧结合生成H2O，并释放大量的能量，C正确；癌细胞的代谢较衰老的细胞旺盛，因此癌细胞中自由水所占比例比衰老细胞中高，D正确。
7.下图为对刚收获的种子所做的一系列处理，据图分析有关说法正确的是( )
A．④和⑤是同一种物质，但是在细胞中的存在形式不同
B．①和②均能够萌发形成幼苗
C．③在生物体内主要以化合物形式存在
D．点燃后产生的CO2中的C只来自于种子中的糖类
【答案】A
【解析】晒干过程中失去的是自由水，而烘干过程中失去的是结合水，A正确；失去自由水的种子仍保持其生理活性，用水浸泡后仍能萌发，失去结合水的细胞失去了生理活性，浸泡后不能萌发，B错误；③为种子燃烧后剩余的灰分，主要含矿质元素，其在生物体内主要以离子的形式存在，C错误；点燃后产生的CO2中的C来自于各种有机物，D错误。
8．设计实验探究X是否属于植物生长所必需的无机盐，某同学的构思大致如下：本实验中采用甲组、乙组之间的空白对照；以及乙组中实验前(无X)与实验后(有X)之间的自身对照。下列叙述正确的是( )
A．对照组是甲组、乙组实验后
B．控制此实验的无关变量只需选一些相同的植物
C．此实验如果是无土栽培，则实验前营养液要灭菌
D．为防止外界影响，此实验需在黑暗密闭条件下进行
【答案】C
【解析】该实验中对照组是甲组、乙组实验前，A项错误；此实验的无关变量有植物的种类、生长状况和培养条件等，B项错误；若此实验是无土栽培，则实验前营养液要灭菌，C项正确；由于培养的是植物，故此实验需在光照条件下进行，D项错误。
【科学探究】 验证某种矿质元素生理功能的实验方案
实验组：正常植物＋缺X培养液共同培养一段时间后，表现出相应的症状，再加入X后，症状消失。
对照组：正常植物＋完全培养液共同培养一段时间后，植物正常生长。
实验相关说明：
(1)实验中应保证实验材料的统一性，即材料的种类、生长状况等相同。
(2)实验组加入X的目的是二次对照，使实验组前后对照，以增强说服力。
(3)该方案也可用于检测某种矿质元素是否是植物正常生长的必需元素。
9.（2018届高三理综高考压轴冲刺卷二生物试题）下列有关细胞及其物质组成的叙述，正确的是（ ）
A． 细胞中的水大多以结合水形式存在，其含量影响细胞代谢
B． 构成生物膜的磷脂分子中既有亲水基团又有疏水基团
C． 卵细胞的体积较大，它与周围环境进行物质交换的效率较高
D． 细胞在发生分化和癌变后，其细胞膜的成分不会发生改变
【答案】B
【解析】细胞内的水的存在形式有自由水和结合水，主要的存在形式是自由水，自由水与结合水的比值越大，细胞代谢越旺盛；磷脂分子的结构特点是具有亲水的头部和疏水的尾部；细胞体积越大，相对表面积越小，和周围环境进行物质交换的效率越低；癌细胞的主要特征：（1）无限增殖；（2）细胞形态结构发生显著变化；（3）细胞表面发生变化。
10.某校生物兴趣小组进行了生物组织中还原糖检测的实验(如下图)，下列叙述正确的是( )
A．在实验材料选择方面，用苹果比用植物叶片的效果要好
B．在制备生物组织样液时，加入石英砂的主要目的是促进还原糖的溶解
C．用于该实验检测的斐林试剂也可用于检测蛋白质，只是添加试剂的顺序不同
D．由于斐林试剂不稳定，在使用斐林试剂时要先加入0.1 g/mL的NaOH溶液，后加入0.05 g/mL的CuSO4溶液
【答案】A
【解析】苹果含还原糖量高、颜色浅，比植物叶片更适合用于还原糖的鉴定，A正确；在制备生物组织样液时，加入石英砂的主要目的是使实验材料研磨充分，B错误；斐林试剂和双缩脲试剂中CuSO4溶液的浓度不同，C错误；在使用斐林试剂时应将NaOH和CuSO4溶液等量混匀后再加入组织样液，D错误。
11.(2019·泉州模拟)如图是油菜种子在发育和萌发过程中糖类和脂肪的变化曲线。下列分析正确的是( )
A．干重相等的可溶性糖和脂肪，所储存的能量大致相同
B．种子发育过程中，由于可溶性糖更多地转变为脂肪，种子需要的N增加
C．种子萌发时，脂肪酶的活性很高
D．种子萌发时，脂肪转变为可溶性糖，说明可溶性糖是种子生命活动的直接能源物质
【答案】C
【解析】干重相等的可溶性糖和脂肪，脂肪储存的能量多，彻底氧化分解释放的能量多，A项错误；种子发育过程中，可溶性糖更多地转变为脂肪，脂肪中含有的元素也为C、H、O，不含N，B项错误；种子萌发时，脂肪被分解，含量逐渐减少，此时脂肪酶的活性很高，C项正确；种子生命活动的直接能源物质是ATP，D项错误。
12.据药理研究，一种茅草的根内含有降血糖的因子及多种有益于健康的成分，某公司将它开发成一种保健饮料。该产品是否适用于糖尿病患者，生物学兴趣小组的同学以此作为研究课题。请你完成下面的实验鉴定报告。
(1)实验目的：鉴定一种茅草的根是否含有还原糖和淀粉。
(2)实验原理：还原糖可用 来检测，淀粉可用 来检测。
(3)实验器材：一种茅草根、所需试剂、研钵、烧杯、试管、纱布、漏斗、酒精灯、试管夹、火柴、滴管等。
(4)实验步骤：
①用研钵将茅草根磨碎，过滤，取其滤液；
②取A、B两支试管，各加入2 mL滤液；
③往A试管中加入 ，摇匀，放入盛有50～65 ℃温水的大烧杯中加热约2 min。观察试管中的颜色变化；
④往B试管中加入 ，观察试管中的颜色变化。
(5)可能出现的实验现象及分析：
。
【答案】(2)斐林试剂 碘液 (4)③1 mL现配制的斐林试剂 ④2滴碘液 (5)①如果A试管中出现砖红色沉淀，说明茅草的根内含有还原糖；否则没有。②如果B试管中出现蓝色，说明茅草的根内含有淀粉；否则没有
【解析】 (2)还原糖的鉴定：与斐林试剂水浴加热出现砖红色沉淀；淀粉的鉴定：与碘液反应呈蓝色。(4)③A试管需要水浴加热，加入的应为现配制的斐林试剂。④A试管加入的是斐林试剂，则B试管加入的是碘液。(5)①如果A试管中出现砖红色沉淀，说明茅草的根内含有还原糖；否则没有。②如果B试管中出现蓝色，说明茅草的根内含有淀粉；否则没有。
13.某同学有喝牛奶的习惯，在学习了细胞的化合物知识后，他想知道牛奶中有无蛋白质和还原糖。下面是其未设计完的实验，请帮助他完成实验设计。
实验目的：探究某品牌牛奶中有无蛋白质和还原糖。
实验原理：利用颜色反应检测牛奶中有无蛋白质和还原糖。
材料用具：略。
实验步骤：请补充表格中a、b、c、d处内容：
探究目的
探究牛奶中有无还原糖
探究牛奶中有无蛋白质
试管
步骤
A
B
C
D
E
F
第一步
2 mL牛奶
2 mL
蒸馏水
2 mL葡萄糖样液
2 mL牛奶
2 mL
蒸馏水
2 mL a 样液
第二步
1 mL斐林
试剂
1 mL斐林试剂
1 mL斐林
试剂
1 mLNaOH
溶液
b
1 mLNaOH
溶液
第三步
c
水浴
加热
水浴
加热
d
4滴CuSO4
溶液
4滴CuSO4
溶液
结果
？
？
(1)a. ；b. ；c． ；d. 。
(2)请预测A、D两个试管的现象及其结论：
A： 。
D： 。
(3)分析该实验设计：
试管A和 形成对照实验，对照组为 ，目的是 。
【答案】(1)蛋白质 1 mL NaOH溶液 水浴加热 4滴CuSO4溶液 (2)若出现砖红色沉淀，证明牛奶中含有还原糖，否则无还原糖 若出现紫色，证明牛奶中含有蛋白质，否则无蛋白质 (3)试管B、C 试管B和试管C 通过对照探究牛奶中是否含有还原糖
14.（陕西省西安市长安区第五中学2018届高三上学期第二次模拟考试生物试题）华北某地区经常出现苹果小叶病，有人认为是土壤中缺Zn引起的，有人认为是土壤中缺Mg引起的。现有如下材料，请你完成下列实验，证实上面的猜测哪个正确。
（1）材料用具：三十株长势相同的苹果幼苗、蒸馏水、含有植物必需元素的各种化合物。
（2）实验原理：任何一种必需元素在植物体内都有一定的作用，一旦缺乏，就会表现出相应的症状。根据全素培养液和相应缺Zn、缺Mg的培养液对苹果生长发育影响的比较，判断小叶病的病因。
（3）方法步骤：
①首先配制全素培养液和相应的缺Zn培养液和_________培养液，分别放入三个培养缸并编号为A、B、C。
②将三株长势相同的幼苗分别培养在上述三种培养液中。
③放在适宜的条件下培养一段时间，观察苹果幼苗的生长发育状况。
（4）结果预测和分析：
①____________缸内的苹果幼苗正常生长。
②若B缸内苹果幼苗表现出小叶病，而C缸中的没有，则说明苹果小叶病是缺____________引起的；
若C缸内苹果幼苗表现出小叶病，而B缸没有，则说明苹果小叶病是由缺____________引起的；
若B、C两缸内的幼苗都表现为小叶病，则说明苹果小叶病是由缺____________引起的；
若B、C两缸都不表现为小叶病，则说明苹果小叶病____________。
（5）若实验证明苹果小叶病是由于缺Zn引起的，从科学研究的严谨角度出发，还应增加的实验步骤是：____________________。增加故障后的实验结果是______________________________。
【答案】 缺Mg A Zn Mg Zn或Mg 与缺Zn和缺Mg都无关 在缺Zn的完佘培养液B中加入一定量的含Zn的无机盐 一段时间后小叶病消失，幼苗恢复正常生长
【解析】分析题干信息可知，该实验为探究性实验，实验的自变量是培养液中矿质元素的不同，因变量是苹果幼苗生长发育状况。设计实验时，利用全素培养液作为对照，设置缺锌和缺镁的培养液为实验组，其他培养条件都相同，通过比较苹果幼苗的生长发育状况即可得出结论；探究实验的结果和结论是开放的，要根据所学习的理论知识正确预测所有可能的实验结果并得出相应的实验结论。
(3)该实验的自变量是营养液的种类，因为探究的是苹果小叶病是土壤中缺锌引起的还是土壤中缺镁引起的，因此实验组的培养液是缺镁培养液、缺锌培养液，对照实验的营养液是全素营养液。
(4) 结果预测和分析：
①A缸中是全素营养液，正常生长；
②如果是小叶病是由缺锌引起的，则B缸内苹果幼苗表现出小叶病，而C缸没有；如果是由缺镁引起的，则C缸内苹果幼苗表现出小叶病，而B缸没有，B、C两缸内的幼苗都表现为小叶病，则说明小叶病与与缺锌和缺镁都有关；如果B、C两缸内幼苗都不表现为小叶病,则说苹果小叶病与缺锌和缺镁都无关。
(5)若实验证明苹果小叶病是由缺锌引起的，从科学研究的严谨角度出发，还应增加的实验步骤是在缺锌的完全培养液B中加入一定量的含锌的无机盐，观察缺素症状是否消失；如果一段时间后小叶病消失，幼苗恢复正常生长，说明苹果小叶病是由缺锌引起的。
课件15张PPT。第2讲 细胞中的元素和化合物高考一轮复习 全国版考纲解读本节是人教版高中必修1《分子与细胞》第二章第一节“细胞中的元素和化合物”的内容。由于生物科学的许多问题都是在细胞层次上寻求解答的，要深入阐明细胞生命活动的规律，必须要了解生物大分子的结构和功能。要从系统的视角来认识细胞，首先要了解细胞这个系统的物质组成。因此，本章节内容是学习本模块其它章节的基础，也是学习高中生物课程其它模块的基础。教材从组成细胞中的最基本物质——元素，再深入到化合物，这样层层深入，也符合学生学习的认知过程。同时，也使学生在微观层面上了解生命的物质性和生物界的物质统一性，为后续学习进一步打下基础。
教学重点难点1.阐明组成细胞的主要元素和化合物，2.解释构成细胞的基本元素是碳，3.检测生物组织中的糖类、脂肪。通过比较，识记不同化合物的组成元素，联系生态系统的元素循环(物质循环)理解生物体与无机自然界元素组成的统一性和差异性。联系代谢、抗性和生产实际理解自由水和结合水的生理作用，通过实例识记无机盐的作用。牢记物质鉴定的试剂和显色反应，注意不同试剂的使用方法和不同物质鉴定的条件。典例讲解一、组成细胞的元素和化合物例1：(2019·通化模拟)“黄金搭档”含多种维生素及钙、铁、锌、硒等矿物质，因具有改善人体代谢和免疫功能、保障儿童青少年体格和智力正常发育等保健功能而受到广大消费者的青睐。下面能够正确体现其保健作用的叙述是 ( )
A.人体对钙、铁、锌、硒等无机盐的吸收与水关系不大
B.补铁有助于对缺铁性贫血及镰刀型细胞贫血症的治疗
C.维生素不是能源物质，但对生物体的新陈代谢起调节作用
D.血钙过高会出现肌肉抽搐等症状是基因突变引起的遗传病大多数无机盐必须溶解在水中，以离子形式才能被吸收引起肌无力血钙过低C变式训练变式训练1：下列哪一实例能证明微量元素是生命活动所必需的 ( )
?A.Mg是叶绿素的组成成分
B.油菜缺少B时只开花不结果
C.哺乳动物血液中Ca2+含量太低会抽搐
D.缺P会影响ATP的合成是大量元素哟！！！B【知识回顾】
大量元素包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等微量元素包括Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu等典例讲解例2：下列有关生物体内水和无机盐的叙述，不正确的是 ( )
A.水是生物体内物质运输的主要介质
B.水是进行光合作用和细胞呼吸的原料
C.无机盐离子可维持血浆的酸碱平衡
D.合成脂肪时，需要磷酸盐做原料二、细胞中的无机物自由水具有运送营养物质和代谢废物的作用体现自由水参与细胞内的许多生化反应的作用D血浆中的HCO-3、HPO42-等无机盐离子可维持血浆的酸碱平衡仅含有C、H、O三种元素变式训练变式训练2.1：(2019·吉林模拟)下列有关水的叙述，错误的是 ( )
A.晒干新鲜玉米种子的过程中，散失的是结合水
B.单体形成多聚体的过程中产生水
C.有氧呼吸中，水既是反应物又是产物
D.在沙漠中的仙人掌细胞中最多的化合物是水 散失的是自由水形成方式为脱水缩合A变式训练变式训练2.2：(2019·广元模拟)以下关于水和无机盐的叙述，正确的是 ( )
A.耐盐碱植物细胞液渗透压较高
B.缺镁会影响植物体的生长主要是因为影响酶的活性
C.结合水比例越高，细胞的新陈代谢越旺盛
D.自由水与结合水是不能相互转化的 影响叶绿体中叶绿素的合成叶绿素的组成成分A自由水可以典例讲解例3：(2019·昆明模拟)下列有关实验试剂的选择的叙述，正确的是 ( )
A.用双缩脲试剂鉴定还原糖
B.用斐林试剂鉴定纤维素
C.用苏丹Ⅲ染液鉴定脂肪
D.甲基绿染液对染色体染色三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质蛋白质，呈紫色C使DNA呈现绿色变式训练变式训练3．下列关于实验结果的推测，正确的是 ( )
A.用显微镜观察到花生子叶细胞中有橘黄色颗粒说明细胞内的脂肪能被苏丹Ⅳ染色
B.苹果提取液加斐林试剂后必须水浴加热才能出现砖红色
C.纵向剖开的玉米种子的剖面滴加红墨水，剖面变红说明变红部分是淀粉
D.观察到某组织样液与双缩脲试剂反应呈紫色，说明该样液中含氨基酸苏丹Ⅲ鉴定原理：碱性条件下CuSO4与肽键发生反应形成紫色络合物，故不含氨基酸呈现红色B主要分胚乳和胚两部分，胚是活细胞，胚乳是死细胞故加红墨水后死细胞部分会染红，胚不变红，此现象不能说明变红的就是淀粉真题再现1．(2018·全国卷Ⅱ·T4)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 ( )
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思路：①失去自由水②自由水越多，代谢越旺盛，反之则减慢C真题再现2．(2018·江苏高考·T17)关于还原糖、蛋白质和DNA的鉴定实验,下列叙述正确的是( )
A.在甘蔗茎的组织样液中加入双缩脲试剂,温水浴后液体由蓝色变成砖红色
B.在大豆种子匀浆液中加入斐林试剂,液体由蓝色变成紫色
C.提取DNA时,在切碎的洋葱中加入适量洗涤剂和食盐,充分研磨,过滤并弃去滤液
D.将DNA粗提物溶解在2 mol/L NaCl溶液中,加入二苯胺试剂沸水浴后液体由无色变成蓝色含有蔗糖不是还原糖检测蛋白质用双缩脲试剂DNA粗提取与鉴定的实验中,研磨后过滤时应留滤液D检测还原糖使用斐林试剂含有蛋白质真题再现3.（2017海南卷·4）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参与并维持生物体的代谢活动、维持生物体内的酸碱平衡、维持细胞的渗透压C是细胞的结构成分真题再现4.（2017新课标Ⅰ卷·2）下列关于细胞结构与成分的叙述，错误的是（ ）
A．细胞膜的完整性可用台盼蓝染色法进行检测
B．检测氨基酸的含量可用双缩脲试剂进行显色
C．若要观察处于细胞分裂中期的染色体可用醋酸洋红液染色
D．斐林试剂是含有Cu2+的碱性溶液，可被葡萄糖还原成砖红色检测蛋白质中的肽键不含肽键B真题再现5.（2018江苏卷·1）下列关于糖类的叙述，正确的是（ ）
A．单糖可以被进一步水解为更简单的化合物
B．构成淀粉、糖原和纤维素的单体均为果糖
C．细胞识别与糖蛋白中蛋白质有关，与糖链无关
D．糖类是大多数植物体干重中含量最多的化合物不能再水解的糖葡萄糖D与膜外侧的糖蛋白有关，而糖蛋白由蛋白质和和多糖组成植物利用空气中的二氧化碳和水为原料，通过叶绿体合成糖类等有机物，即光合作用的产物主要是糖类，且细胞壁的结构成分也是糖类，因此大多数植物体干重中含量最多的化合物是糖类感谢欣赏
