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第一章 细胞的分子组成
第一节 细胞中的元素和无机化合物
构成细胞的元素和化
合物
1.种类：生物体中常见的元素有20多种。
（1）大量元素：①________________________________________等。
（2）微量元素：②__________________________________等。

（4）细胞结构和功能所需的基本物质由⑤____________________等元素构成。
2.特点
（1）组成生物体的任何一种元素都可以在⑥____________中找到。
（2）不同生物体内所含的元素⑦______基本相同，但每种元素的⑧_____
存在一定的差异。
（3）生物体会因环境中缺乏某种元素而发生该元素的缺乏症。如缺⑨___
易患克山病。
无机自然界
种类
含量
硒
3.某种植物细胞中的主要化合物及其质量分数
（1）生物界和非生物界在组成元素的种类和含量上都相同。( )
×
解析：生物界和非生物界在组成元素的种类上相同，但含量上有差异。
×
（3）不同种类的细胞其组成元素和化合物种类基本相同，但含量又往往
有一定差异。( )
√
（4）沙漠中的仙人掌细胞中干重含量最多的化合物是水。( )
×
解析：仙人掌细胞中干重含量最多的化合物是蛋白质。
元素 C
地壳 48.60 26.30 0.087 0.03 0.76
细胞 65.0 极少 18.0 3.0 10.0
（1）组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能找到，说明___________
_________________。
（2）细胞中的各元素含量和无机自然界中的含量大不相同，这说明_____
_______________________。
生物界和非
生物界具有统一性
生物
界和非生物界具有差异性
（3）组成细胞的元素追根溯源来自无机自然界，但是细胞内各种元素的
比例与无机自然界的大不相同，其原因是____________________________
________________________________。
生物体是按照生命活动的需要，
有选择地从无机自然界中获取元素
［探究2］ 分析组成细胞的化合物
（1）细胞中含量最多的化合物及有机化合物分别是____________；占细
胞干重最多的化合物是________。
水、蛋白质
蛋白质
（2）根据已经掌握的知识分析，不同生物材料中富含有机物的成分不同，
下面的生物材料中，富含糖类、脂肪、蛋白质的分别有__________、
_______、________。
①玉米种子 ②牛奶 ③甘蔗的茎 ④鸡蛋
⑤花生种子 ⑥甜菜的块根 ⑦蓖麻种子
⑧大豆种子 ⑨苹果
①③⑥⑨
⑤⑦
②④⑧
1.构成细胞的元素的种类和含量
2.细胞中化合物的种类及含量
1.（2025·镇江高一期中）下列关于细胞中化学元素的叙述正确的是
( )
√
2.下图1是细胞中3种化合物含量的扇形图，图2是有活性的细胞中元素含量
的柱形图，下列说法错误的是( )
√
水赋予细胞许多特性
1.水的含量和性质：在活细胞中，水是含量①______的物质，约占细胞重量
的②_____。水分子之间形成③______，使水分子具有许多特殊的理化性质。
最多

氢键
2.存在形式及作用
（1）
游离
代谢废物
介质
反应物
代谢旺盛
（2）
自由流动
组成细胞
抵抗不良环境
（1）对于生命活动来说，自由水比结合水重要。( )
×
解析：对于生命活动来说，自由水和结合水都有重要作用，只是二者功能
不同。
（2）自由水是生化反应的介质，不直接参与生化反应。( )
×
解析：自由水参与生化反应。
（3）结合水与其他物质结合在一起，是细胞结构的重要组成部分。( )
√
（4）细胞内结合水与自由水的比值，种子萌发时比休眠时高。( )
×
解析：种子萌发时自由水所占比例升高，结合水与自由水的比值比休眠时低。
［探究1］ 结合教材P7的图示和内容回答下列问题：
（1）水能成为细胞内良好的溶剂的原因是 __________________________
________________________________________________________________
____________________________________________ 。
（2）细胞中的水分子以________________形式存在。
自由水和结合水
水分子的空间结构与电荷的
不对称分布，使得水分子具有极性，这让几乎所有带电荷的或具有极性基
团的分子都能溶解在水中，因此，水是良好的溶剂
［探究2］ 农业生产中，需要将种子晒干后进行储存，这样能保存较长时
间。回答下列问题：
（1）上述过程中，种子丢失的主要是______水。种子____（填“有”或“没
有”）活性。将晒干的种子放在试管中加热，会发现试管壁上有水珠出现，
该过程中种子丢失的主要是______水，种子______（填“有”或“没有”）活性。
自由
有
结合
没有
（2）晒干的种子能够长久保存，浸泡吸水后能够萌发，据此推断，自由
水和结合水的比值与细胞的代谢强度之间的关系是____________________
_____________________________________。
在一定范围内，自由
水和结合水的比值越大，细胞代谢越旺盛
（3）越冬的植物、干旱地区植物的细胞中，结合水含量升高，说明自由
水和结合水的比值与生物的抗逆性的关系是__________________________
_____________________________。
一般情况下，自由水和结合
水的比值越大，细胞抗逆性越弱
（4）下图表示自由水和结合水比值与
代谢强度、抗逆性之间的关系曲线，
综合问题（2）和（3）分析，表示细
胞代谢强度的曲线是____，表示抗逆
性的曲线是____。
甲
乙
1.自由水与结合水相对含量与细胞代谢的关系
2.水在生产实践中的应用
（1）种子储存前晒干是为了降低自由水含量，从而降低代谢速率，以延
长储存时间。
（2）干种子用水浸泡后仍能萌发，原因是失去自由水的种子仍保持其生
理活性。
（3）干种子不用水浸泡则不萌发，原因是自由水减少，代谢缓慢。
（4）失去结合水的种子用水浸泡后不萌发，原因是失去结合水的种子丧
失了生理活性。
（5）种子萌发时，需要吸收水分，增加自由水含量。
（6）越冬作物减少灌溉，可提高作物对低温的抗性。
1.（2025·南京高一期末）水是生命之源。下列关于水的叙述错误的是
( )
A.自由水是细胞内良好的溶剂
B.结合水是组成细胞的重要成分
C.活细胞中的自由水和结合水可相互转化
D.代谢旺盛的细胞中一般结合水含量较高
解析：选D。自由水是细胞内良好的溶剂，A正确；结合水是组成细胞的
重要成分，B正确；活细胞中的自由水和结合水可相互转化，一般情况下，
自由水越多，细胞代谢越旺盛，结合水越多，细胞抗逆性越强，C正确，
D错误。
√
2.（2025·扬州八校高一开学考）“霜降”是我国传统节气，之后天气渐冷、
初霜出现，农作物体内发生了一系列适应低温的变化。下列相关叙述错误
的是( )
A.许多离子、分子可以溶解在自由水中
B.水在农作物细胞中以自由水和结合水的形式存在
C.农作物通过提高细胞内自由水与结合水的比值减弱代谢，从而适应低温
变化
D.减少灌溉可提高农作物抗冻能力
√
解析：选C。自由水是细胞内良好的溶剂，细胞生命活动所需的许多离子、
分子都可以溶解其中，A正确；水在农作物细胞中以自由水和结合水的形
式存在，B正确；降温时，细胞内的部分自由水转化为结合水，自由水与
结合水的比值降低，细胞代谢减弱，从而适应低温变化，C错误；减少灌
溉可提高农作物抗冻能力，D正确。
细胞中的无机盐与生
命活动关系密切
1.含量：细胞中的无机盐约占细胞重量的①____。
2.存在形式：常以②______形式存在。

离子
3.作用
（1）参与物质组成，维持细胞正常的③__________。
（2）维持细胞的④________和生物体液的⑤__________。
代谢活动
渗透压
酸碱平衡
4.含量异常时的病症
（1）缺少钙时，哺乳动物会出现⑥__________现象，番茄果实会出现
⑦______现象。
（2）钙过多时，哺乳动物会出现⑧__________现象。
（3）缺少⑨____时，番茄植株的老叶尖端和边缘出现失绿直至干枯坏死
的现象。
肌肉抽搐
脐腐
肌肉乏力
钾
5.应用:精准农业能根据农田的土壤元素状况和⑩______________________
_____，实施定位、定量的精准施肥，高效地利用各类农业资源，取得较好
的经济效益和 __________。
作物的元素缺乏或过剩
状况
环境效益
（1）细胞中的无机盐大多以离子的形式存在。( )
√
×
（3）生理盐水能维持人体渗透压的平衡，防止细胞过度吸水而涨破。
( )
√
（4）细胞中的无机盐为细胞的生命活动提供物质和能量。( )
×
解析：无机盐不能提供能量。
［探究1］ 下图是一种叶绿素分子和血红
素分子的局部结构简图，据图回答相关问
题：
（1）叶绿素分子的基本组成元素有_____
______________，
血红素分子的基本组成元素有__________________。
（3）由此说明____________________________________________。
无机盐参与物质组成，维持细胞正常的代谢活动
［探究2］ 阅读下列材料，回答下列问题：
维持细胞和生物体正常生命活动
渗透压
正常形态
酸碱平衡
常见无机盐的功能与缺乏症
种类 功能 缺乏时引起的症状
血红蛋白的重要组成成分 缺铁性贫血症
叶绿素的重要组成成分 植物叶绿素合成受阻，影响光合作用
甲状腺激素的重要组成成
分 成年：甲状腺肿大；幼年：呆小症
种类 功能 缺乏时引起的症状
骨骼、牙齿的重要组成成
分 儿童易患佝偻病，中老年人易患骨质
疏松、痉挛等
（血钙）维持肌肉细胞的
兴奋性
主要维持细胞外液的渗透
压 会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降
低，最终引发肌肉酸痛、无力
续表
1.（2025·盐城联盟校高一期中）谚语有云“收多收少在于肥”，由此说明无
机盐在农作物的生命活动中发挥着重要的作用。下列关于无机盐的叙述，
错误的是( )
√
2.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( )
A.细胞中有以无机离子形式存在的钙
B.人体缺少钠离子会引起神经和肌肉的兴奋性升高
C.无机盐可维持细胞正常的代谢活动
D.人体血液中钙离子浓度过低易出现抽搐现象
√
解析：选B。细胞中大多数无机盐以离子的形式存在，少数以化合物的形
式存在，细胞中的钙有的以离子形式存在，有的以化合物的形式存在，A
正确；人体缺少钠离子会引起神经和肌肉的兴奋性降低，B错误；无机盐
在维持细胞正常的代谢活动、细胞渗透压等方面具有重要作用，C正确；
钙离子浓度过低，会使肌肉出现抽搐现象，D正确。
【知识框架】
随堂 效果检测
1.（2025·常州高一期中）下列关于组成细胞的元素和化合物，叙述正确的
是( )
A.组成细胞的化合物中有机物含量高于无机物
B.细胞内含有的元素不一定是生物体所必需的
C.哺乳动物的血钙太低会导致机体出现肌无力
D.微量元素在细胞内可有可无且作用不大
√
解析：选B。组成细胞的化合物中含量最多的是水，属于无机物，所以组
成细胞的化合物中有机物含量低于无机物，A错误；细胞内含有的元素不
一定是生物体所必需的，如铅元素，B正确；哺乳动物的血钙太低会导致
机体出现抽搐，血钙太高会导致机体出现肌无力，C错误；微量元素含量
低，但在细胞内不可缺少，D错误。
2.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.（2025·常州五校高一联考）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 ( )
A.图中①指的是结合水，该部分水较少，丢失不会导致细胞死亡
B.图中②指的是自由水，细胞代谢旺盛时该部分水的含量会增多
C.存在形式由②转变成①有利于提高植物的抗寒性、抗旱性等抗逆性
D.图中甲可表示组成细胞结构，乙可表示运送营养物质和代谢废物
√
解析：选A。由题图可知，水的存在形式②有多种功能，为自由水，则水
的存在形式①为结合水。结合水是组成细胞的重要成分，如果这部分水丢
失会导致细胞死亡，A错误；正常情况下，细胞内自由水所占的比例越高，
细胞的代谢就越旺盛，B正确；结合水越多，细胞抵抗干旱和寒冷等不良
环境的能力就越强，故自由水转化为结合水，可降低代谢水平，提高植物
抗寒性、抗旱性等抗逆性，C正确；结合水的功能为组成细胞，故甲可表
示组成细胞结构，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，故乙可表示运送营养物质和代谢废
物，D正确。
4.（2025·苏州高一期中）下列关于水和无机盐的叙述正确的是( )
A.无机盐与生命活动无关
B.细胞中无机盐含量很少且大多数以化合物形式存在
C.贮藏中的种子不含水分，以保持休眠状态
D.北方冬小麦在冬天来临前，结合水与自由水的比值增大
解析：选D。无机盐与生命活动关系密切，A错误；细胞中无机盐含量很
少且大多数以离子形式存在，B错误；贮藏中的种子自由水含量较少，以
保持休眠状态，C错误；北方冬小麦在冬天来临前，结合水与自由水的比
值增大，以增强抗逆性，D正确。
√
A.步骤一损失的水在细胞中以游离的形式存在，是细胞内的良好溶剂
B.步骤二损失的水与细胞内其他物质相结合，在细胞内的含量稳定
C.步骤三损失的主要是无机盐，它们在细胞中主要以离子形式存在
D.干旱环境中生长的玉米，其细胞中结合水与自由水的比值相对较低
√
√

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