生物第2章 组成细胞的分子 第1、5节 细胞中的元素和化合物、细胞中的无机物 必修1

第2章 组成细胞的分子考纲导读考纲内容能力要求命题分析1.水和无机盐的作用2.蛋白质、核酸的结构和功能3.糖类、脂质的种类和作用实验：(1)观察DNA、RNA在细胞中的分布(2)检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质实验与探究能力实验与探究能力1.新课标卷对本部分知识考查以选择题为主，内容包括：蛋白质、核酸的结构与功能及相关实验，水、无机盐的作用，糖类、脂质的种类及作用等。2017年考查了与蛋白质有关的内容。2.命题趋势：主要以选择题为主，少数结合细胞代谢、稳态调节，考查水、无机盐的作用；与细胞结构、细胞代谢、遗传变异相结合，考查相关知识点，以及生物组织中糖类、脂肪和蛋白质的鉴定实验。第1、5节细胞中的元素和化合物、细胞中的无机物一、组成细胞的元素和化合物1生物界与非生物界的统一性和差异性(1)组成生物体的化学元素，在无机自然界都可以找到，没有一种化学元素是生物界所特有的，说明生物界和非生物界具有_。统一性差异性(2)组成生物体的化学元素在生物体内与在无机自然界的含量相差很大，说明生物界和非生物界具有_。C、H、O、N、P、S、K、Ca、MgC2组成细胞的元素(1)大量元素：_ _等。其中最基本的元素是_。(2)微量元素：_等。(3)来源：生物体有选择地从_中获得。(4)存在形式：大多以_的形式存在。Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo无机自然界化合物3组成细胞的化合物水、无机盐糖类、脂质水蛋白质蛋白质二、水和无机盐细胞结构液体反应物1水的存在形式和作用(1)写出 A、B、C、D 代表的以上两种水的功能A 组成_；B 提供细胞生活的_环境；C 作为_参与反应；D 有利于_。(2)自由水和结合水的转换：温度升高后，_可转换为_，自由水与结合水的比例会_，新陈代谢会_。物质运输结合水自由水升高增强新鲜种子晒干时减少的是自由水，细胞仍能保持活性；干种子加热或炒熟时失去的主要是结合水，种子死亡，不能萌发。2无机盐离子(1)在细胞中的存在形式：主要是_的形式。(2)生理作用是细胞某些复杂化合物的组成成分，如下表所示：无机盐参与形成的化合物Mg2叶绿素Fe2动物血红蛋白I甲状腺激素生命活动渗透压酸碱度判断正误1判断有关细胞中元素和化合物说法的正误：(1)细胞中的化合物主要有水、无机盐、蛋白质、脂质、糖类和核酸。()(2)同种植物萌发种子的含水量和休眠种子的相同。()(3)动物体内的元素种类与无机环境相似。(4)在人体活细胞中氢原子的数目最多。(5)核苷酸中同时含有磷元素和氮元素。(答案：2判断下列有关水和无机盐叙述的正误：)(1)植物体内的水分参与营养物质的运输。(2)自由水可作为细胞内化学反应的反应物。(3)细胞中的结合水失去后仍可保持活性。()(4)细胞中的无机盐多以化合物的形式存在，如 CaCO3 构成牙齿、骨骼。()(5)植物缺乏 S 元素，将导致叶绿素不能合成，叶片颜色变黄。()答案：考点一组成细胞的化学元素考点梳理1生物界和非生物界在元素种类和含量上的关系2细胞中元素与化合物种类的推断(1)根据大量元素推测化合物种类(2)根据特征元素推测化合物的种类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、O、N蛋白质(3)根据代谢产物推断化合物的元素组成3.判断元素与化合物分子的四个“明确”4生物界具有统一性的拓展理解(1)从化学元素角度分析：组成生物体的化学元素种类大体相同。(2)从分子水平角度分析：含 DNA 的所有生物中，DNA分子的空间结构(规则的双螺旋结构)和化学组成(四种脱氧核苷酸)相同，所有生物共用一套遗传密码子，蛋白质的基本单位氨基酸的种类基本相同。(3)从结构角度分析：除病毒外，生物体都是由细胞组成的。(4)从能量角度分析：生物体都以 ATP 作为能量“通货”。高考探究考向1组成细胞的化学元素种类典例1(2016 年上海卷)诺贝尔奖得主屠呦呦在抗疟药物研发中，发现了一种药效高于青蒿素的衍生物蒿甲醚，结构如下)图。下列与蒿甲醚的元素组成完全相同的物质是(A纤维素B胰岛素C叶绿素D甲状腺激素解析据图可知蒿甲醚的元素组成为 C、H、O，纤维素为多糖，元素组成为 C、H、O，A 符合题意；胰岛素属于蛋白质，元素组成主要为 C、H、O、N；叶绿素含有 Mg 元素；甲状腺激素含有 I 元素，B、C、D 不符合题意。答案A(1)最基本的元素(或核心元素)为“C”(干重最多)。(2)含量最多的元素为“O”(鲜重最多)。(3)数目最多的元素为“H”。(4)生物界与非生物界间及各种生物之间就化学元素 “种类”来看具有统一性，就元素“含量”来看却具有差异性。考向2组成细胞的化学元素的作用典例2 (2017 安徽蚌埠皖北一模)下列关于构成生物体的元素的叙述中，正确的是()A生物群落中，碳以 CO2 的形式在生产者、消费者和分解者之间传递BO 是构成有机物的基本元素之一，光合作用制造的有机物中的 O 来自 H2OCMg 是植物必需的微量元素，因为合成叶绿素时需要Mg 做原料DC 是生命的核心元素，组成生物的大分子都是以碳链为骨架的解析生物群落中，碳是以有机物的形式在生产者、消费者和分解者之间传递，CO2 是在生物群落和无机环境之间的循环形式，A 错误；O 是构成有机物的基本元素之一，光合作用制造的有机物中的 O 来自 CO2，H2O 中的 O 被光解产生了 O2，B 错误；合成叶绿素时需要 Mg 做原料，Mg 是植物必需的大量元素，不是微量元素，C 错误；C 是最基本元素，组成生物的大分子都是以碳链为骨架的，D 正确。答案D考向预测1观察右图，下列叙述正确的是()A若该图表示的是活细胞中各化学元素的含量，则 a 应该为碳元素B若该图表示的是细胞的各化学元素占干重的百分比，则 a 应该为氧元素C若该图为活细胞的化合物组成情况，则 a 中含有的元素为 C、H、OD若该图是已经完全脱水的细胞的化合物组成情况，则 a是蛋白质解析：若题图表示的是活细胞中各化学元素的含量，则 a为氧元素；若题图表示的是细胞的各化学元素占干重的百分比，则 a 应该为碳元素；若题图为活细胞的化合物组成情况，则 a为水，含有的元素为 H、O；若题图是已经完全脱水的细胞的化合物组成情况，则 a 是蛋白质。答案：D2(2017 年广东揭阳二模)下列有关细胞中元素和化合物的说法，错误的是()A叶绿素的元素组成中一定含有镁和氮BADP 脱去一个磷酸基团后可作为合成 DNA 的原料C某蛋白质分子独特的螺旋结构决定了其具有特定的功能D与相同质量的糖类相比，脂肪完全氧化分解需要更多的氧气解析：叶绿素的组成元素有 C、H、O、N、Mg，A 正确；ADP 脱去一个磷酸基团后余下的部分为腺嘌呤核糖核苷酸，可作为合成 RNA 的原料，B 错误；结构决定功能，某蛋白质分子独特的螺旋结构决定了其具有特定的功能，C 正确；脂肪和糖类的组成元素都是 C、H、O，但脂肪中氢的含量远远高于糖类，而氧的含量远远低于糖类，所以与相同质量的糖类相比，脂肪完全氧化分解需要更多的氧气，D 正确。答案：B3下表为一种无土栽培培养液的主要配方，有关叙述正确的是()A.表中大量元素和微量元素都齐全B表中 Mg 参与构成叶绿体中的各种色素C培养液中的离子浓度通常比细胞液中的离子浓度高，这样有利于细胞对无机盐的吸收D栽培管理过程中，需要不断通气，这样可以促进有氧呼吸，进而促进对离子的吸收成分Ca(NO3)2MgSO4KH2PO4KClFeCl3H2O含量/g1.00.250.250.120.0051000解析：表中大量元素和微量元素并不齐全，如无大量元素C，无微量元素 Mn 等；叶绿体中的色素只有叶绿素含有 Mg；若培养液中的离子浓度比细胞液中的离子浓度高，会影响细胞的渗透吸水，导致根细胞失去水分，不利于细胞对无机盐的吸收；植物主要通过根系吸收无机盐离子，方式为主动运输，栽培管理过程中不断通气能促进有氧呼吸，为根细胞吸收无机盐离子提供能量。答案：D4在高等植物细胞中有两种大量元素，淀粉中没有，但核)酸中含有。关于这两种元素的相关叙述中，错误的是(A这两种元素是生物膜、染色体的重要组成元素B这两种元素是组成 ATP 分子不可缺少的C这两种元素是构成蛋白质不可缺少的D这两种大量元素也是动物生活所必需的解析：淀粉由 C、H、O 三种元素组成，核酸由 C、H、O、N、P 组成，因此淀粉中没有但核酸中含有的两种元素是 N 和 P。组成生物膜的主要成分是蛋白质和磷脂，主要由 C、H、O、N、P 组成；染色体主要由 DNA 和蛋白质组成，组成 DNA 的元素是 C、H、O、N、P，A 项正确。ATP 的组成元素是 C、H、O、N、P, B 项正确。蛋白质的基本组成元素是 C、H、O、N，不一定含有 P，C 项错误。C、H、O、N、P、S 是组成包括动物在内的生物体的主要元素，D 项正确。答案：C考点二细胞中的水考点梳理1水的含量(1)不同的生物体内水的含量差别很大：生物体的含水量一般为 60%95%，而生活在海洋中的水母的身体里水含量约为97%。(2)同一生物体不同的生长发育阶段水的含量不同：幼儿时期成年时期，幼嫩部分成熟部分。(3)同一生物体不同器官的含水量不同：血液骨骼牙齿。2水分含量与新陈代谢、生物抗性的关系(1)细胞中自由水/结合水的比值越大，生物新陈代谢越旺盛，其抗性越小。(2)若该比值越小，生物新陈代谢越缓慢，其抗性越大。3与水有关的概念图4在生产实际中的应用(1)种子的贮存：晒干种子是为了减少自由水的含量，降低种子的代谢，延长种子的寿命。(2)低温环境下减少花卉浇水，可提高花卉对低温的抗性。高考探究考向水的含量和作用等的综合考查典例3研究发现，由于自由水含量不同，细胞质会呈现两种不同的状态：一种是含水较多的溶胶，另一种是含水较少的凝胶。下列细胞中的细胞质最可能呈凝胶状态的是()A休眠的种子细胞C人体癌细胞B黑藻叶肉细胞D人体衰老细胞解析休眠的种子细胞新陈代谢比较慢，而且在储存之前已经经过晒干处理，细胞中自由水的含量很少，因此该细胞的细胞质应呈凝胶状态，故 A 正确；黑藻叶肉细胞会进行旺盛的光合作用，因此自由水的含量较高，细胞质应呈溶胶状态，故B 错误；癌细胞具有无限增殖的特点，因此该细胞的代谢比较旺盛，细胞质应呈溶胶状态，故 C 错误；衰老细胞由于含水量减少，酶的活性降低，导致代谢减慢，但是与休眠的种子细胞相比，含水量还是较多的，故 D 错误。答案A考向预测5(2017年湖南长沙长郡中学月考)水是构成植物体的主要成分，其含量随植物种类、植物组织以及外界环境条件的不同而变化。下列有关水对植物体生理作用的描述错误的是()A水是植物体光合作用和呼吸作用的原料，许多有机物的合成与分解均有水的参与B休眠的种子和越冬植物体内，自由水与结合水的比值相对降低C盛夏给大田喷雾(水)或给水稻灌“跑马水”，可减少或消除植物的“午休”现象D植物体内成熟细胞的吸水与失水，与液泡的吸水和失水有关，细胞质中细胞器与细胞核中的水分不会发生得失变化解析：水参与细胞内许多化学反应，是光合作用和呼吸作用的原料，许多有机物的合成与分解均有水的参与，A 正确；休眠种子和越冬植物体内，细胞代谢活动降低，自由水与结合水的比值会降低，B 正确；盛夏给大田喷雾(水)或给水稻灌“跑马水”，植物体温下降，可减少或消除植物的“午休”现象，C 正确；植物体内成熟细胞的吸水与失水，与液泡的吸水和失水有关，同时细胞质中的细胞器与细胞核等部位的水分也会随之发生得失变化，D 错误。答案：D6(2016 年河北石家庄模拟)下图甲表示几种生物体的含水量，图乙表示人体内有关组织或器官的含水量，下列有关叙述错误的是()甲乙A水生生物的含水量一般比陆生生物高B代谢旺盛的组织或器官含水量一般较高C生物体内含量最多的化合物是水D血液中自由水与结合水之比大于 1，而心脏中则相反解析：代谢旺盛的细胞中自由水比结合水含量高，因此，在血液和心脏中自由水与结合水之比都大于 1。答案：D