第2讲 细胞中的元素和化合物，细胞中的无机物-2026年高考生物一轮复习课件（含练习、讲义及答案）

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考点一 细胞中的元素和化合物（固本·识记类）
考点二 细胞中的无机物（固本·识记类）
考点三 实验：检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质（实验·探究类）
1.生物界与无机自然界元素的统一性和差异性
［原因］生物选择性地从无机自然界获取各种物质来组成自身。
2.元素种类和存在形式
【考点易错】（明辨析）
（2）微量元素虽然含量较少,但比大量元素重要。( )
[解析] 组成生物体的化学元素根据其含量不同分为大量元素和微量元素两大类,两者对生物体都十分重要，缺一不可。
（5）生物界和无机自然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。( )
[解析] 生物界和无机自然界在元素组成上具有统一性，因此组成生物体的元素在无机自然界中都能找到。
（7）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。( )
[解析] 在沙漠植物仙人掌的活细胞中含量最多的化合物是水。
【长句拓展】（练思维）
1.[2024·浙江金华一中模拟] 茶叶生产在中国已有3000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。下列说法正确的是( )
2.[2024·湖北黄冈一模] 苯丙酮尿症患者早期确诊后，可及时采取严格限制高蛋白食物摄入的饮食策略辅助治疗。为验证该策略的有效性进行了相关研究，下表为研究过程中患者体内几种矿质元素含量的检测结果。下列分析正确的是( )
判断化合物种类的三种方法（1）元素组成分析法
①生物体的含水量随着__________的不同有所差别。②水是________中含量最多的化合物。
（2）水分子的结构特点
①水分子是______分子，因此水是良好的溶剂。②水分子之间以______结合,因此水的温度相对不容易发生改变。
（4）自由水、结合水与细胞代谢的关系
（1）细胞内一部分水能与蛋白质、多糖等物质相结合。( )
（2）[全国乙卷] 自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动。( )
[解析] 自由水和结合水比值高时,细胞代谢旺盛,抗逆性弱;自由水和结合水比值低时,细胞代谢弱,抗逆性强,故自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动。
（3）结合水是细胞结构的重要组成成分,主要存在于液泡中。( )
[解析] 结合水是细胞结构的重要组成成分,存在于液泡中的主要是自由水。
[解析] 细胞中的无机盐大多数以离子的形式存在。
（6）成年人缺碘会患大脖子病,说明无机盐对维持酸碱平衡很重要。( )
[解析] 成年人缺碘会患大脖子病,说明无机盐对维持生物体的生命活动有重要作用。
（7）无机盐参与维持细胞的酸碱平衡,不参与有机物的合成。( )
1.农田施肥的同时,往往需要适当浇水,此时浇水的原因是__________________________________________________。
肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收
2.北方冬小麦在冬天来临前，自由水的比例会逐渐降低，而结合水的比例会逐渐升高，原因是_______________________________________________________________________。
避免气温下降时自由水过多导致结冰而损害自身，提高抗逆性以应对寒冷环境
3.对于患急性肠炎的病人,治疗时经常需要补充生理盐水,原因是________________________________________________________________________________________________。
患急性肠炎的病人因腹泻在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
命题角度一 考查细胞中的水
1.[2024·河北石家庄期末] 在人体不同组织中，水的存在形式与其功能直接相关，血液中的水主要是自由水，有利于物质运输，心肌中的水主要是结合水，可以维持肌肉细胞的形态，有利于肌肉的收缩。下列关于生物组织中水的叙述，正确的是( )
A.人体不同组织的形态与含水量直接相关，含水量相同的组织，形态一定相同B.唾液腺细胞合成唾液淀粉酶过程中产生的水，来自氨基酸的氨基和羧基C.不同物质与水的结合能力不同，同一细胞不同时期水的存在形式不变D.温度下降会影响哺乳动物体内自由水和结合水的比值，使动物抵抗寒冷的能力增强
[解析] 组织的形态与含水量以及水的存在形式有关，但含水量相同，组织形态也不一定相同，A错误；唾液淀粉酶是分泌蛋白，氨基酸脱水缩合形成的水来自氨基和羧基，B正确；同一细胞不同时期水的存在形式可能有差异，C错误；哺乳动物为恒温动物，温度的下降不会影响其体内水的存在形式，D错误。
2.[2024·湖北武汉模拟] 我国新疆的盐碱地资源丰富，科学家对其中的盐碱水进行过滤、杀菌、淡化等处理，再添加微量元素，将盐碱水改良处理成与天然海水相似的“人造海水”，用于海产养殖。下列叙述错误的是( )
A.水是极性分子这一性质决定了大部分的无机盐易溶于水B.水分子可通过自由扩散与协助扩散进入海产动物细胞中C.海产动物可在内环境中积累代谢产物以维持渗透压平衡D.海产动物细胞中绝大部分水分子会与蛋白质等物质结合
[解析] 水是极性分子，带有正电荷或负电荷的分子（或离子）都容易与水结合，细胞中大多数无机盐以离子的形式存在，所以水是极性分子这一性质决定了大部分的无机盐易溶于水，A正确；水分子可通过自由扩散与水通道蛋白参与的协助扩散进入海产动物细胞中，B正确；海水的渗透压较高，海产动物可在内环境中积累代谢产物以维持渗透压平衡，防止自身失水，C正确；海产动物细胞中绝大部分水分子是自由水，D错误。
命题角度二 考查细胞中无机盐的功能及相关实验分析
（2）常考无机盐的功能
（1）常用番茄、苹果等组织样液作为检测植物组织内还原糖的实验材料。( )
[解析] 番茄的颜色会对实验结果产生干扰,不能作为检测植物组织内还原糖的实验材料。
（3）还原糖和蛋白质的检测都需要加热处理。( )
[解析] 蛋白质的检测不需要加热处理。
（4）利用斐林试剂的甲液、乙液和蒸馏水可以鉴定蛋白质。( )
（5）[2022·海南卷] 种子子叶切片用苏丹 Ⅲ 染色后,显微镜下观察到橘黄色颗粒,说明该种子含有脂肪。( )
（6）[2023·海南卷] 蛋白质的彻底水解的产物可与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。( )
[解析] 蛋白质彻底水解的产物为氨基酸，不能与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应。
1.斐林试剂与双缩脲试剂的比较
1.[2024·浙江湖州二模] 某兴趣小组为了解不同膳食中存在的营养物质类型，进行了物质鉴定实验。下列叙述正确的是( )
A.可用淀粉溶液、葡萄糖溶液和蛋白质溶液作为对照B.可以用苏丹 Ⅲ 染液鉴定马铃薯匀浆中是否存在淀粉C.梨汁还原糖含量高，加入斐林试剂后即可出现砖红色沉淀D.豆浆中的蛋白质经加热处理后，用双缩脲试剂检测不会出现紫色
[解析] 在检测时，可用淀粉溶液、葡萄糖溶液和蛋白质溶液作为标准对照，和实验材料对比，A正确；苏丹Ⅲ染液可以用来鉴定脂肪，不能鉴定淀粉，淀粉可用碘液检测，B错误；斐林试剂与还原糖经过加热后才能出现砖红色沉淀，C错误；蛋白质加热变性，肽键未断裂，仍然可以和双缩脲试剂反应，D错误。
2.[2022·重庆卷] 在一定条件下，斐林试剂可与葡萄糖反应生成砖红色沉淀，去除沉淀后的溶液蓝色变浅，测定其吸光值可用于计算葡萄糖含量。下表是用该方法检测不同样本的结果。下列叙述正确的是 ( )
1.[2024·浙江1月选考] 下列不属于水在植物生命活动中作用的是( )
A.物质运输的良好介质B.保持植物枝叶挺立C.降低酶促反应活化能D.缓和植物温度变化
[解析] 自由水可以自由流动，是细胞内主要的物质运输介质，A不符合题意；水可以保持植物枝叶挺立，B不符合题意；降低酶促反应活化能的是酶，水不具有此功能，C符合题意；水的比热容较大，能缓和植物温度的变化，D不符合题意。
2.[2024· 新课标全国卷] 干旱缺水条件下，植物可通过减小气孔开度减少水分散失。下列叙述错误的是( )
3.[2024·江西卷] 农谚有云：“雨生百谷。”“雨”有利于种子的萌发，是“百谷”丰收的基础。下列关于种子萌发的说法，错误的是( )
A.种子萌发时，细胞内自由水所占的比例升高B.水可借助通道蛋白以协助扩散方式进入细胞C.水直接参与了有氧呼吸过程中丙酮酸的生成D.光合作用中，水的光解发生在类囊体薄膜上
[解析] 种子萌发时，代谢加强，结合水转变为自由水，细胞内自由水所占的比例升高，A正确；水可借助通道蛋白以协助扩散方式进入细胞，不需要消耗能量，B正确；丙酮酸的生成属于有氧呼吸第一阶段，没有水的参与，C错误；光合作用中，水的光解属于光反应阶段，发生在类囊体薄膜上，D正确。
4.[2022·全国甲卷] 钙在骨骼生长和肌肉收缩等过程中发挥重要作用。晒太阳有助于青少年骨骼生长,预防老年人骨质疏松。下列叙述错误的是( )
1. 威尔逊氏症是铜在体内积累而导致的疾病。铜在人体内肝、肾、大脑等处过度积累,最终导致肝、肾衰竭,甚至大脑损伤。下列叙述正确的是( )A.铜是人体生命活动所需的大量元素,但积累过多时会对身体造成伤害B.人体内铜均以化合物形式存在,参与维持机体正常的渗透压C.细胞中的结合水既能结合和溶解Cu2+ ,又在Cu2+的运输中发挥重要作用D.威尔逊氏症患者可能出现行动迟缓等症状,可使用排铜药物治疗
[解析] 铜是人体生命活动所需的微量元素,A错误;人体内铜可以离子形式存在,参与维持机体正常的渗透压,B错误;细胞中的自由水既能溶解Cu2+ ,又在Cu2+的运输中发挥重要作用,结合水是细胞结构的重要组成部分,不能作为溶剂,也不能参与物质的运输,C错误;据题可知,铜在人体内肝、肾、大脑等处过度积累,最终导致肝、肾衰竭,甚至大脑损伤,所以威尔逊氏症患者可能出现行动迟缓等症状,可使用排铜药物治疗,D正确。
A.图中①指的是结合水,该部分水丢失会导致细胞死亡B.图中②指的是自由水,该部分水的含量增多时细胞代谢旺盛C.存在形式①转变成②有利于提高植物的抗寒性、抗旱性等抗逆性D.图中甲表示“组成细胞结构”,乙可表示运输营养物质和代谢废物
2. 如下图所示为细胞中水的两种存在形式及其作用。下列相关叙述错误的是( )
[解析]水的存在形式②有多种功能,故为自由水,则①为结合水,结合水是细胞结构的重要组成部分,如果这部分水失去会导致细胞死亡,A正确;若②自由水含量高,细胞代谢旺盛,B正确;②自由水转化为①结合水,可降低代谢水平,提高植物抗寒性、抗旱性等抗逆能力,C错误;①为结合水,其功能为甲“组成细胞结构”,②为自由水,是良好的溶剂、能运送营养物质和代谢废物、参与生化反应,为细胞提供液体环境等,故乙可表示运输营养物质和代谢废物,D正确。
3. 叶片“焦边”是由缺钾所引起的植物叶片边缘出现枯黄色的现象。某同学欲探究钾对植物叶片生长情况的影响,配制了两种培养液进行实验,培养液的配方如表所示。以下说法错误的是( )
A.因变量为叶片边缘是否出现枯黄色B.该实验不能证明镁是合成叶绿素的必需元素C.乙组实验结果可以证明缺钾会导致植物出现“焦边”现象D.可以增加一组二次对照实验,即在缺钾培养液中加入钾,观察植物叶片生长是否恢复正常
[解析] 本题实验自变量是有无钾元素,因变量是植物叶片边缘是否出现枯黄色的现象,A正确;实验目的是探究钾对植物叶片生长情况的影响,甲、乙两组中镁含量无差异,不能判断镁是否参与合成叶绿素,B正确;乙组植物出现“焦边”现象也可能是其他因素引起的,所以需要进一步实验证明,比如增加一组二次对照实验,即在缺钾培养液中加入钾,观察植物叶片生长是否恢复正常,C错误,D正确。
4. 现有无标签的四种样品各一瓶:稀蛋清、葡萄糖、淀粉和淀粉酶溶液,某学生用双缩脲试剂和斐林试剂将它们正确鉴别出来了,其实验步骤和结果见表:
根据上述实验结果,下列判断中正确的是( )A.1葡萄糖、2淀粉酶、3淀粉、4稀蛋清B.1葡萄糖、2稀蛋清、3淀粉、4淀粉酶C.1淀粉、2淀粉酶、3葡萄糖、4稀蛋清D.1淀粉、2稀蛋清、3淀粉酶、4葡萄糖
[解析] 能与双缩脲试剂发生紫色反应的是蛋白质,所以2号和4号样品是蛋白质,即稀蛋清或淀粉酶;能与斐林试剂反应生成砖红色沉淀的是还原糖,所以3号样品是葡萄糖,则1号样品是淀粉;淀粉可被淀粉酶水解成还原糖,还原糖可与斐林试剂反应产生砖红色沉淀,取1号样品(淀粉)与2号样品混合,加入斐林试剂水浴加热后出现砖红色沉淀,所以2号样品为淀粉酶,则4号样品为稀蛋清,故选C项。
题组一 细胞中的元素和化合物
1.[2024·江苏南京二模] 下列关于细胞中元素的叙述，正确的是( )
2.[2024·陕西榆林模拟] 下图为元素在生物体内的含量分布情况。下列叙述错误的是( )
3.下表是玉米和人体细胞的部分元素及含量（干重，质量分数），下列有关说法正确的是( )
题组二 细胞中的无机物
4.[2024·江西九江二模] 早稻秧田在寒潮来临前深灌，起保温防寒作用；施肥后灌水，可起溶肥作用。下列叙述不正确的是( )
A.水具有较高的比热容，水温相对不容易发生改变，故深灌能保温防寒B.电子对称分布使水分子具有极性，起溶肥之效有利于植物吸收C.水在细胞代谢中既可以是反应底物，也可以是代谢产物D.水在植物体内的流动，有助于光合产物从“源”运输到“库”
[解析] 水分子的空间结构及电子的不对称分布使水分子具有极性，B错误；水在细胞代谢中既可以是反应底物，也可以是代谢产物，例如有氧呼吸过程中水既是反应物也是产物，C正确；水是良好的溶剂，许多物质都易溶于水，故水在植物体内的流动，有助于光合产物从“源”运输到“库”，D正确。
5.[2024·安徽合肥联考] 无机盐在细胞中含量很少，但对于维持细胞和生物体的生命活动有非常重要的作用。下列关于无机盐的叙述，错误的是( )
A.若海藻糖为还原糖，则向其中加入斐林试剂后即可观察到砖红色B.处于“隐生”状态时，水熊虫的代谢速率较低，但并未完全停止C.处于“隐生”状态时，水熊虫体内的水主要以结合水的形式存在D.海藻糖可能有利于保护水熊虫细胞，使其免受不利因素的损伤
[解析] 若海藻糖为还原糖，则向其中加入斐林试剂后，在水浴加热的条件下，可观察到砖红色，A错误；处于“隐生”状态时，水熊虫体内自由水含量较低，代谢速率较低，但并未完全停止，B正确；处于“隐生”状态时，水熊虫抗逆性较强，体内的水主要以结合水的形式存在，C正确；处于“隐生”状态的水熊虫体内会产生大量海藻糖，海藻糖可能有利于保护水熊虫细胞，使其免受不利因素的损伤，D正确。
7.[2024·江西吉安期末] 谚语“有收无收在于水，收多收少在于肥”形象地说明了水和无机盐在水稻等农作物生长发育中的重要作用。下列叙述正确的是( )
A.水稻根系对无机盐的吸收可以促进根系对水分的吸收B.水稻吸收的无机盐在细胞中大多数以化合物的形式存在C.贮藏中的水稻种子不含自由水，以保持休眠状态D.将水稻秸秆充分晒干后，剩余的物质主要是无机盐
[解析] 水稻根系吸收无机盐可增大细胞液的浓度，从而促进根系细胞对水分的吸收，A正确；水稻吸收的无机盐在细胞中大多数以离子的形式存在，B错误；贮藏中的水稻种子自由水含量较少，以保持休眠状态，C错误；将水稻秸秆充分晒干，损失的主要是水分，剩余物主要是有机化合物，秸秆充分燃烧剩余的灰烬主要是无机盐，D错误。
8.[2024·辽宁大连八中模拟] 植物的种子中储存足够量的有机物是其萌发的必要条件。下列叙述错误的是( )
A.组成斐林试剂和双缩脲试剂的两种溶液种类相同，但溶液的浓度有差别B.三个组别中的1、3和5三支试管都起对照作用C.2和4对照可以说明还原糖的鉴定需要水浴加热D.丙组如果给予高温条件，则6中不会再发生紫色反应
10.[2024·广东深圳一模] 为检测生物组织中的还原糖，制备了某苹果的两种提取液：①浅红色浑浊的匀浆；②浅黄色澄清的匀浆。下列叙述正确的是( )
11.[2024·山东青岛期中] 随着气温的逐渐降低，植物体内会发生一系列适应低温的生理变化，抗寒力逐渐加强，该过程称为抗寒锻炼。我国北方晚秋及早春时，寒潮入侵，气温骤然下降，可能会造成植物体内发生冰冻而受伤甚至死亡，这种现象称为冻害。某科研团队对冬小麦在不同时期细胞内水的含量及呼吸速率进行了研究，结果如图甲所示。回答下列问题：
（1）由上图结果推测，小麦细胞内的水以________形式存在时，不易结冰和蒸腾。当冬季气温过低时，小麦植株也可能会出现冻害，冻害主要发生在小麦的__________（填“幼嫩部位”或“成熟部位”）。
[解析] 由图可知随着环境温度的逐渐下降，结合水的比例逐渐升高，自由水的比例降低，说明小麦细胞内的水以结合水形式存在时，不易结冰和蒸腾；当冬季气温过低时，小麦植株也可能会出现冻害，冻害主要发生在小麦的幼嫩部位，因为幼嫩部位的自由水含量比成熟部位高。
（2）进一步研究表明，冬小麦抗寒锻炼前后细胞膜的变化如图乙所示，该变化的基础是细胞膜在结构上具有__________________特点。锻炼后冬小麦抗寒能力增强的原因是___________________________________________________________。
细胞膜内陷形成向细胞外排水的通道，细胞质内水减少避免结冰
[解析] 由题图信息可知，抗寒锻炼前，液泡中的水较多，容易进入细胞质中结冰；抗寒锻炼后，细胞膜内陷形成向细胞外排水的通道，细胞质内水减少避免结冰，因此冬小麦抗寒能力增强，细胞膜内陷的结构基础是细胞膜具有流动性。
（3）研究表明，提高细胞液的浓度可使植物的结冰温度降低。因此在抗寒锻炼过程中，淀粉水解为可溶性糖______（填“增多”或“减少”），与此同时植物通过呼吸作用消耗的糖分______（填“增多”或“减少”），从而提高植物的抗寒能力。
[解析] 由于提高细胞液的浓度可使植物的结冰温度降低，因此在抗寒锻炼过程中，淀粉水解为可溶性糖增多，与此同时植物通过呼吸作用消耗的糖分减少，细胞中积累的糖分增多，细胞液浓度增加，植物的抗寒能力增强。
（4）冬季来临前，冬小麦体内脱落酸含量增多，核膜开口逐渐关闭，细胞核与细胞质之间的物质交流停止，分生组织的细胞周期______，生长速度变慢，也可提高其抗寒性。
[解析] 冬季来临前，冬小麦体内脱落酸的含量增多，抑制细胞分裂；核膜开口逐渐关闭，细胞核与细胞质之间的物质交流停止，细胞分裂减慢，分生组织的细胞周期变长，生长速度变慢，抗寒性提高。
（5）综合上述研究，请提出一条预防大田作物冻害发生的可行方案：____________________________________________________________________________________________________。
在晚秋和早春时减少作物的水分供应；减少氮肥等促进植物生长的肥料的供应；增强光合作用以积累更多的糖分
[解析] 作物自由水的含量高，液泡中的水较多时，容易进入细胞质中结冰，细胞分裂旺盛时，抗寒性降低，作物易发生冻害，在晚秋和早春时减少作物的水分供应、减少氮肥等促进植物生长的肥料的供应、增强光合作用以积累更多的糖分，可预防大田作物冻害发生。
典型例题 提能力 命题角度一 考查细胞中的水
1.B 2.D 命题角度二 考查细胞中无机盐的功能及相关实验分析 3.C 4.D
考点三 实验：检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质（实验·探究类） 必备知识 精梳理 2.（1）白色或浅色 梨 葡萄 白萝卜 砖红色沉淀 可溶性还原糖 （2）脂肪,切片,苏丹Ⅲ 低倍镜 橘黄 脂肪 （3）紫色 蛋白质 考点易错·明辨析 （1）× （2）× （3）× （4）√ （5）√ （6）×
重点难点 深剖析 典型例题 提能力
1.A 2.D 经典真题·明考向 1.C 2.A 3.C 4.B