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第1课时：细胞重点元素和化合物、无机物
专题二 细胞的物质基础
近三年（2021-2023）考情分析
专题 考点 命题热度 关联考点
专题二 细胞的物质基础 细胞的元素和化合物（3年3次） ★ 三次考试均考查糖、脂肪和蛋白质的鉴定相关实验
细胞的无机物（3年6次） ★★ 常与细胞中的分子其他知识点相结合考查细胞的物质基础
考点
01
细胞中的元素和化合物
02
细胞中的无机物
元素 地壳 细胞
O 48.60% 65.0%
Si 26.30% 极少
C 0.087% 18.0%
N 0.03% 3.0%
H 0.76% 10.0%
含量
种类
细胞的物质基础——元素
生物界与非生物界的统一性和差异性
细胞的物质基础——元素
生物与生物的统一性和差异性
元素 玉米细胞 人体细胞
C 43.75% 55.99%
H 6.24% 7.46%
O 44.43% 14.62%
N 1.46% 9.33%
K 0.92% 1.09%
Ca 0.23% 4.67%
P 0.20% 3.11%
Mg 0.18% 0.16%
S 0.17% 0.78%
玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量
(干重，质量分数)
玉米细胞：O＞C＞H＞N
人体细胞：C＞O＞N＞H
植物______多，蛋白质少，故干重中O较多；
动物________多，糖类少，故干重中C比例高。
不同种类的细胞其组成元素和化合物种类基本相同，但含量往往有一定差异。
蛋白质
糖类
细胞的物质基础——元素
大量元素与微量元素
含量占生物体重量万分之一以上的元素
（1）大量元素
C
H O
N
基本的元素
最基本的元素
N S等
糖类、脂肪、叶黄素
磷脂、核酸、ATP、【H】
N P
蛋白质
K、Ca等
叶绿素
N Mg
Fe Mn B Zn Mo Cu Ni I等
（2）微量元素：
细胞的物质基础——元素
大量元素与微量元素
Zn:促进皮肤、骨骼和性器官的正常发育，维持正常的细胞代谢。常称为生命元素。
含量占生物体总重量万分之一以下的元素
I:合成甲状腺激素的必需元素。
各种化学元素在同一种生物体内含量不同，其中C、H、O、N四种元素含量最多，我们称这四种元素为基本元素；
元素种类
组成生物体的化学元素大体相同；
：
差异中的统一
：
元素含量
在不同的生物体内,各种化学元素的含量相差很大；
：
C、H、0、N、P、S、K、Ca、Mg等。
大量元素
：
Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。
微量元素
：
细胞的物质基础——元素
必需元素
“最近我的孩子不爱吃饭，注意力也不集中，是缺锌．”这是一句由著名影视演员在中央电视台说的广告词．关于锌元素的说法正确的是（　　）
A. 人体发育需要大量的锌
B. 锌是人体的必需元素
C. 锌在人体的含量越多，智力越发达
D. 要经常给儿童大量补锌
B
细胞的物质基础——元素
细胞的物质基础——化合物
无机物 水 70%-90%
无机盐 1%-1.5%
有机物 蛋白质 7%-10%
脂质 1%-2%
糖类 1%-1.5%
核酸 细胞内含量最多的化合物是________，含量最多的有机化合物是________。
水
蛋白质
判
断
①Ca、Mg、Fe、Mn、Cu是组成细胞的微量元素( )
②细胞中的一种元素的作用能被其他元素代替( )
③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( )
④在人体的脂肪细胞中含量最多的化合物是蛋白质( )
⑤在人体活细胞中氢原子的数目最多( )
⑥细胞中的微量元素因含量极少从而不如大量元素重要( )
⑦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( )
⑧Mg参与构成叶绿体中的各种色素( )
×
×
×
×
√
×
×
×
叶绿素：C、H、O、N、Mg
胡萝卜素：C、H
叶黄素：C、H、O
细胞的元素和化合物
通过对元素与化合物的推断，考查推理判断能力
1.1.科学家发现了一种被称作GFAJ-1的独特细菌，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生化反应。根据以上材料进行预测，以下说法错误的是（ ）
A.GFAJ-1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
C.GFAJ-1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重大改变，拓宽了在地球极端环境寻找生命的思路
C
细胞的元素和化合物
2.(2023·江苏盐城伍佑中学高三模拟)下图1是细胞中化合物含量的扇形图，图2是有活性的细胞中元素含量柱形图。下列说法不正确的是
A.若图1表示细胞鲜重，则A、B化合物依次是水、蛋白质
B.若图2表示组成人体细胞的元素含量，则a、b、c依次是O、C、H
C.若图1表示细胞完全脱水后的化合
物含量，则A化合物具有多样性，
其必含的元素为C、H、O、N
D.地壳与活细胞中含量最多的元素都
是a，由此说明生物界与非生物界具
有统一性
D
细胞的元素和化合物
细胞的物质基础——无机物——水：总览
细胞的物质基础——无机物——水：自由水|结合水
①自由水
绝大多数的水呈游离状态，可以自由流动，叫做自由水。
自由水
的作用
a.细胞内良好的溶剂。
b.细胞内的生化反应需要在水中进行。
c.多细胞生物体的绝大多数细胞，必须浸润在以水基础的液体环境中。
d.细胞内许多化学反应需要水的参与。
e.运输营养物和代谢废物。
f.缓和温度变化
溶剂
代谢的介质
内环境成分
参与代谢
水解反应、细胞呼吸、光合作用等
运输
增强
细胞
代谢
细胞的物质基础——无机物——水：自由水|结合水
②结合水
结合水的作用：
作为细胞结构的重要组成部分。
增强细胞抗逆性(如：植物的抗旱、抗寒等。)
细胞中一部分水(4.5%)与细胞内部的其他物质(蛋白质、多糖)结合，叫做结合水。
→细胞代谢增强
如：萌发的种子
自由水
结合水
上升
下降
→细胞代谢减弱，抗逆性增强
如：晒干的种子，自由水减少，利于储存；
冬小麦在冬季来临时，结合水增多，自由水减少增强抗
冻能力。
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。
细胞的物质基础——无机物——水：自由水|结合水
自由水 → 结合水
低温
高温
与水相关的知识
①水与代谢 有水参与的代谢
有水生成的代谢
②水平衡调节
③水分子进出细胞的方式
水解反应、光合作用(光反应)有氧呼吸(第二阶段)
(氨基酸)脱水缩合、有氧呼吸(第三阶段)
神经体液调节(下丘脑渗透压感受器、抗利尿激素)
自由扩散、协助扩散
3.(2023·河南洛阳市高三月考)下列有关植物体内水的叙述，不正确的是
A.同一植株中，幼嫩细胞比衰老细胞的自由水含量高
B.植物吸收的水分主要通过蒸腾作用散失
C.细胞的有氧呼吸过程既能消耗水又能产生水
D.晒干的种子中不含水分，便于储藏
D
4.(2018·全国卷Ⅱ，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(　　)
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
C
水进出细胞的方式
人体渗透压调节
水摄入量/mL 水排出量/mL
来自饮水 1 300 来自食物 900 来自物质代谢 300 由肾排出 1 500
由皮肤排出 500
由肺排出 400
由大肠排出 100
共计 2 500 共计 2 500
饮水不足、失水过多或吃的食物过咸
细胞外液渗透压
升高
渗透压感受器
下丘脑
大脑皮层
垂体
产生渴觉
主动饮水
补充水分
抗利尿激素
肾小管、集合管
重吸收水分
尿量
细胞外液渗透压
下降
细胞外液渗透压
下降
减少
(-)
(+)
(+)
(-)
增多
细胞中的无机物——无机盐：含量|存在形式|作用|跨膜运输方式
1.含量
较少
2.存在形式：
绝大多数是离子形式
阳离子：K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等
阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等
3.作用
ATP
①构成细胞中某些复杂化合物的组成成分
细胞中的无机物——无机盐：含量|存在形式|作用|跨膜运输方式
②参与并维持生物体的代谢活动
细胞中的无机物——无机盐：含量|存在形式|作用|跨膜运输方式
Na+、K+ 维持神经细胞、肌肉细胞的兴奋性
Ca2+：与神经细胞的兴奋性、肌肉细胞兴奋及肌肉细胞的收缩有关。缺钙：抽搐，钙过多：肌无力。
③维持生物体内的酸碱平衡
细胞中的无机物——无机盐：含量|存在形式|作用|跨膜运输方式
④维持细胞的渗透压。
常见缓冲对:H2CO3/HCO3-
如：多细胞动物细胞，Na+主要维持____________渗透压，
K+主要维持__________渗透压
细胞外液
细胞内液
细胞中的无机物——无机盐：含量|存在形式|作用|跨膜运输方式
4.跨膜运输方式
协助扩散
主动运输
1.含量
较少
2.存在形式：
绝大多数是离子形式
阳离子：K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等
阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等
3.作用
①构成细胞中某些复杂化合物的组成成分
②参与并维持生物体的代谢活动
③维持生物体内的酸碱平衡
细胞中的无机物——无机盐：含量|存在形式|作用|跨膜运输方式
④维持细胞的渗透压。
4.跨膜运输方式
多数：主动运输 少数：协助扩散
[深挖教材·长句溯源]
1.(必修1 P35)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)
根细胞的组成成分；参与细胞内的生化反应；运送营养和代谢废物等
2.(必修1 P35)Na＋、K＋对细胞内外渗透压大小所起的作用一样吗，为什么？
提示　不一样。Na＋是维持细胞外液渗透压的主要离子，而K＋是维持细胞内液渗透压的主要离子。
3.(必修1 P34“问题探讨”改编)某运动饮料广告词“解口渴，更解体渴”，其中的“解体渴”主要指 。
该饮料中含有大量水和少量无机盐，能补充剧烈运动散失的水分和无机盐
4.(必修1 P36“与生活的联系”)(1)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。
(2)大量出汗会排出过多的无机盐，导致体内的__________________平衡失调，这时应多喝__________。
水分
丢失的无机盐
葡萄糖盐水
水盐平衡和酸碱
淡盐水
5.探究无机盐X是否为植物生长发育所必需
5.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
C
6.(2019·全国Ⅲ，29)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_______。
蛋白质
核酸
叶绿素
总结回顾
C、H、0、N、P、S、K、Ca、Mg等
Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等
溶剂
液体环境
参与反应
运输物质
离子
构成重要化合物
维持正常生命活动
维持pH
维持渗透压
细胞的物质基础结构图

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