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第02讲 细胞中的元素和化合物（专项训练）
模拟·基础演练 1
考点一 组成细胞的元素和化合物 1
考点二 细胞中的水和无机盐 3
考点三 检测生物组织中的糖类、脂肪、蛋白质 5
综合提升 7
重难·创新演练 8
真题·实战演练 15
模拟·基础演练
考查重点：组成细胞的元素和化合物;细胞中的水和无机盐;检测生物组织中的糖类、脂肪、蛋白质
考点一 组成细胞的元素和化合物
1．【细胞元素与化合物基础判断】（2026·湖南长沙·二模）下列关于组成细胞的元素和化合物的说法，正确的是（　　）
A．组成细胞的元素大多以离子的形式存在
B．细胞中常见的元素根据其作用大小分为大量元素和微量元素
C．组成生物体的最基本元素是C，但其占细胞干重的比例不一定是最大的
D．缺Mg不能合成叶绿素和类胡萝卜素，证明微量元素是生命活动所必需的
【答案】C
【分析】本题主要考查组成细胞的元素存在形式、大量元素微量元素划分依据、C 元素地位、无机盐与元素组成辨析。
【详解】A、组成细胞的元素大多以化合物的形式存在，仅无机盐大多以离子形式存在，A错误；
B、细胞中常见的元素根据含量多少划分为大量元素和微量元素，而非作用大小，微量元素含量低但生理作用同样不可或缺，B错误；
C、生物大分子以碳链为基本骨架，因此C是组成生物体的最基本元素；一般细胞干重中C占比最高，但部分富含糖类（如储存大量淀粉的植物细胞）的细胞，干重中O的占比高于C，因此C占细胞干重的比例不一定是最大的，C正确；
D、Mg属于大量元素，不属于微量元素；且类胡萝卜素的组成元素为C、H、O，不含Mg，缺Mg仅影响叶绿素合成，不影响类胡萝卜素合成，D错误。
故选C。
2．【不同生物细胞元素含量对比】（2026·甘肃陇南·二模）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（　　）
元素 O H N K Ca P Mg S
玉米 44.43 6.24 1.46 0.92 0.23 0.20 0.18 0.17
人 14.62 7.46 9.33 1.09 4.67 3.11 0.16 0.78
A．P、Mg、S等元素在玉米细胞中含量很少，属于微量元素
B．表中玉米细胞比人体细胞中含有的O元素较多是因为玉米细胞中含水更多
C．有的元素在细胞内含量很少，这些元素对细胞来说不太重要
D．玉米细胞和人体细胞中N元素含量不同，可能与细胞中蛋白质的含量不同有关
【答案】D
【分析】本题主要依托动植物干重元素含量数据，辨析大量元素种类、元素含量差异成因、元素功能与含量的关系。
【详解】A、P、Mg、S在玉米细胞中含量虽少，但均属于大量元素（高中生物定义中，C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg为大量元素），A错误；
B、题干为干重数据（已除去水分），玉米O元素含量高与含水无关，而是因其含大量糖类（如纤维素、淀粉）等含氧有机物，B错误；
C、元素重要性与其功能相关，与含量无必然联系（如微量元素Fe、Zn等对细胞至关重要），C错误；
D、蛋白质是含N有机物，人体细胞蛋白质含量远高于玉米细胞（玉米以糖类为主），导致人体细胞N元素含量显著高于玉米，D正确。
故选D。
3．【细胞化合物与元素、物质鉴定综合】（2026·甘肃·二模）天水大樱桃因其果大、色艳、味浓的特点倍受国内外消费者的青睐。樱桃鲜果肉中含有糖类、蛋白质、花青素、钙、磷、铁以及多种维生素。下列叙述错误的是（ ）
A．食用大樱桃可以补充组成细胞的大量元素
B．大樱桃果肉细胞内含量最多的化合物是水
C．可以使用双缩脲试剂检测大樱桃果肉细胞中的还原糖
D．大樱桃果肉细胞中含有的铁元素有助于预防缺铁性贫血
【答案】C
【分析】本题主要结合水果实例，考查大量元素作用、活细胞含量最多化合物、有机物鉴定试剂、微量元素生理功能。
【详解】A、组成细胞的大量元素包含C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等，大樱桃含有钙、磷等大量元素，食用可补充人体所需的大量元素，A正确；
B、活细胞中含量最多的化合物是水，大樱桃果肉细胞属于活细胞，其细胞内含量最多的化合物为水，B正确；
C、双缩脲试剂是用于检测蛋白质的试剂，还原糖需要用斐林试剂检测（水浴加热条件下产生砖红色沉淀），不能用双缩脲试剂检测还原糖，C错误；
D、铁是血红蛋白的重要组成成分，缺铁会引发缺铁性贫血，大樱桃含有的铁元素被人体吸收后可帮助预防缺铁性贫血，D正确。
故选C。
考点二 细胞中的水和无机盐
4．【自由水的功能】（2026·浙江宁波·二模）水熊虫生命力极其顽强，在不良环境中会自行脱去体内绝大多数水，处于假死状态，该过程脱去的水的功能不包括（　　）
A．细胞内良好的溶剂 B．为生命活动提供能量
C．运输营养物质和代谢废物 D．参与某些生化反应
【答案】B
【分析】本题主要考查自由水与结合水的分布，梳理自由水生理功能，明确水不能作为能源物质。
【详解】A、水在细胞中以自由水和结合水两种形式存在，水熊虫不良环境下脱去的绝大多数水为自由水，细胞内的良好溶剂是自由水的核心功能之一，A不符合题意；
B、水是无机物，不属于能源物质，不能为生命活动提供能量，该功能不属于水的功能，自然也不属于自由水的功能，B符合题意；
C、运输营养物质和代谢废物是自由水的功能之一，C不符合题意；
D、自由水可参与光合作用、细胞呼吸等多种生化反应，D不符合题意。
故选B。
5．【水与无机盐的生理功能】（2026·辽宁·三模）水和无机盐是细胞中重要的无机化合物。下列叙述错误的是（ ）
A．在正常情况下，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
B．水分子主要借助水通道蛋白进入细胞，在细胞内的存在形式有结合水和自由水两种
C．人体内Na+缺乏会引起肌肉酸痛、无力等症状
D．K+既能影响DNA聚合酶的活性，又能调节细胞内液的渗透压
【答案】D
【分析】本题主要围绕水的存在形式、跨膜运输、无机盐生理作用，辨析 Na 、K 、Mg 不同生理功能。
【详解】A、结合水是与细胞内其他物质相结合的水，结合水比例越高，细胞抗逆性越强，抵抗干旱、寒冷等不良环境的能力就越强，A正确；
B、水分子跨膜运输包括自由扩散和协助扩散两种方式，主要借助水通道蛋白以协助扩散方式进入细胞，细胞内水的存在形式分为自由水和结合水两种，B正确；
C、人体内Na+可维持神经肌肉的兴奋性，Na+缺乏时会导致神经肌肉兴奋性下降，引发肌肉酸痛、无力等症状，C正确；
D、K+是细胞内液的主要阳离子，能够调节细胞内液渗透压，但DNA聚合酶的活性依赖Mg2+作为辅因子，K+不影响DNA聚合酶的活性，D错误。故选D。
6．【无机盐的作用与单盐毒害】（2025·湖北武汉·模拟预测）将某种植物的根系浸泡在KNO3、NaCl、CaCl2三种单一盐溶液中时，植物均出现生长异常甚至死亡的现象。即使盐溶液浓度较低，植物生长也异常。若将上述任意两种或三种盐类混合使用后，植物恢复生长。下列叙述错误的是（　　）
A．大田生产时建议使用复合肥或有机肥
B．上述植物生长异常不是由于盐溶液的浓度引起的
C．单一盐会使细胞内的蛋白质发生变性导致植物死亡
D．混合使用补充了细胞中某些重要化合物所需的离子
【答案】C
【分析】生物体内的无机盐主要以离子的形式存在，有些无机盐是细胞内某些复杂化合物的组成成分，许多无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用，有些无机盐对于维持酸碱平衡和渗透压具有重要功能。
【详解】A、由题干信息“若将上述任意两种或三种盐类混合使用后，植物恢复生长”，可知大田生产时建议使用复合肥或有机肥，A正确；
B、由题干信息“即使盐溶液浓度较低，植物生长也异常”，说明上述植物生长异常不是由于盐溶液的浓度引起的，植物生长异常可能与盐的类型有关，B正确；
C、由题干信息无法得出单一盐会使细胞内的蛋白质发生变性导致植物死亡的结论，C错误；
D、若将上述任意两种或三种盐类混合使用后，植物恢复生长，推测混合使用补充了细胞中某些重要化合物所需的离子，D正确。
故选C。
7．【自由水/结合水比值与生理代谢】植物在冬季来临过程中，随着气温的逐渐降低，植物体内发生了一系列适应低温的生理生化变化。图一为冬小麦在不同时期含水量变化关系图，图二为种子萌发过程中胚的鲜重变化。下列叙述错误的是（ ）
A．自由水相对含量下降有利于避免低温时细胞内结冰
B．氢键使水具有较高的比热容，水温相对不易改变
C．不休眠种子结合水与自由水的比值较休眠种子的低
D．随萌发时间的延长，大豆种子中的有机物种类降低
【答案】D
【分析】本题考查水的理化性质与植物抗逆、种子萌发过程中水和有机物的变化规律。
【详解】A、自由水相对含量下降，有利于避免低温时细胞内结冰，引起植物细胞损伤，A正确；
B、水分子间氢键多，水比热容大，温度不易剧烈变化，利于植物抵御温度波动，B正确；
C、氢键的存在使水具有较高的比热容，进而使水的温度相对稳定，相对不容易发生改变，C正确；
D、种子萌发时大分子有机物水解，有机物种类增多，并非降低，D错误。故选D。
考点三 检测生物组织中的糖类、脂肪、蛋白质
8．【还原糖与蛋白质鉴定实验分析】（2026·河南郑州·一模）研究人员分析两种沙漠植物提取物（A和B）的抗旱成分。已知：提取物A含高浓度还原糖和少量蛋白质；提取物B含高浓度蛋白质和少量还原糖。实验操作及现象如下：①检测A的还原糖：加入斐林试剂后水浴加热，出现砖红色沉淀；②检测A的蛋白质：加入双缩脲试剂A液后直接加入B液（未说明滴数），出现蓝色絮状沉淀；③检测B的蛋白质：加入双缩脲试剂A液摇匀后，滴加4滴B液，出现紫色反应；④检测B的还原糖：加入斐林试剂后水浴加热，未出现砖红色沉淀。对上述现象的解释，正确的是（　　）
A．①中斐林试剂水浴加热后出现砖红色沉淀，说明A中含葡萄糖
B．②中蓝色沉淀是Cu（OH）2，直接加入B液导致CuSO4过量
C．③证明提取物B含肽键，加入双缩脲试剂后肽键直接显紫色
D．④未显砖红色是因提取物B不含糖类，故无需设置对照
【答案】B
【分析】本题依托有机物鉴定实验，辨析斐林试剂、双缩脲试剂的使用原理、操作要点与实验结果分析。
【详解】A、斐林试剂水浴加热后出现砖红色沉淀，仅能证明提取物A含还原糖，还原糖包括葡萄糖、果糖、麦芽糖等多种类型，不能确定一定是葡萄糖，A错误；
B、双缩脲试剂使用时需先加A液（NaOH溶液）营造碱性环境，再滴加3~4滴B液（CuSO4溶液），若B液加入过量，CuSO4会与NaOH反应生成蓝色Cu(OH)2絮状沉淀，与②中现象一致，B正确；
C、双缩脲试剂的显色原理是：碱性条件下肽键与Cu2+反应生成紫色络合物，并非肽键直接显紫色，C错误；
D、题干明确说明提取物B含少量还原糖，④未显砖红色可能是还原糖含量过低未达到检测阈值；且所有实验均需设置对照排除无关变量的干扰，D错误。
故选B。
9．【生物组织有机物鉴定】甜玉米籽粒在发育过程中，有机物的种类和含量会发生变化。用试剂对甜玉米籽粒的有机物进行检测时，下列叙述错误的是（ ）
A．成熟甜玉米籽粒切开后滴加碘液，出现蓝色说明籽粒含有淀粉
B．嫩甜玉米籽粒匀浆加入双缩脲试剂，通过产生蓝色检测蛋白质
C．嫩甜玉米籽粒匀浆加入斐林试剂摇匀后不能出现砖红色沉淀
D．成熟甜玉米籽粒切成薄片并用苏丹Ⅲ染色，橘黄色颗粒不明显
【答案】B
【分析】本题以玉米籽粒为素材，考查淀粉、还原糖、蛋白质、脂肪四种有机物的鉴定原理与实验现象。
【详解】A、淀粉遇碘液会变蓝色，成熟甜玉米籽粒切开后滴加碘液，出现蓝色说明籽粒含有淀粉，A正确；
B、蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。嫩甜玉米籽粒匀浆加入双缩脲试剂，依据产生紫色检测蛋白质，B错误；
C、还原糖可用斐林试剂进行检测，需要在水浴条件下反应才出现砖红色沉淀，C正确；
D、成熟甜玉米籽粒含脂肪很少，主要成分是淀粉，所以切成薄片并用苏丹Ⅲ染色，橘黄色颗粒不明显，D正确。
故选B。
10．【糖类相关实验原理辨析】（2025·广西北海·模拟预测）实验原理是实验设计的依据。利用相关实验原理，下列与糖类有关的说法，错误的是（　　）
A．淀粉酶能催化淀粉水解，可以用其探究温度对酶活性的影响
B．在酸性条件下用重铬酸钾检测酵母菌产生酒精时需将葡萄糖耗尽
C．斐林试剂可与葡萄糖在特定条件下生成砖红色沉淀，但一般不用于尿糖检测
D．制备纯净细胞膜时可用纤维素酶水解后的植物细胞作实验材料
【答案】D
【分析】淀粉和蔗糖都是非还原糖，它们在酶的催化作用下都能水解成还原糖，还原糖能够与斐林试剂发生氧化还原反应，生成砖红色的氧化亚铜沉淀。用淀粉酶分解催化淀粉和蔗糖的水解反应，再用斐林试剂鉴定水解产物中有无还原糖的存在。
【详解】A、淀粉酶是温度敏感型酶，符合探究温度对酶活性影响的实验要求。淀粉水解可通过碘液检测，操作简便并且现象直观，A正确；
B、重铬酸钾在酸性条件下与酒精反应呈灰绿色，但葡萄糖等还原糖可能干扰检测结果（如被氧化产生假阳性）。酵母菌发酵实验中需耗尽葡萄糖，确保检测特异性，B正确；
C、斐林试剂需加热至50~65℃才能与还原糖（如葡萄糖）反应生成砖红色Cu2O沉淀，操作繁琐且需定量对比。尿糖检测通常采用葡萄糖氧化酶试纸，避免斐林试剂非特异性反应（如与其他还原糖交叉反应），C正确；
D、纤维素酶仅水解细胞壁，但植物细胞含多种膜结构（如液泡膜、核膜等），无法获得“纯净”细胞膜。更优实验材料：哺乳动物成熟红细胞（无细胞器膜和核膜）是提取纯净细胞膜的标准材料，D错误。
故选D。
综合提升
11．【细胞元素分布与必需元素验证实验】元素是构成化合物及生物体生命活动必需的物质。
元素 O C H N P S
玉米细胞（干） 44.43 43.57 6.24 1.46 0.20 0.17
人细胞（干） 14.62 55.99 7.46 9.33 3.11 0.78
(1)元素C、H、O、N、P、S在玉米和人细胞中的含量（%）如上表，请分析回答下列问题：
①组成细胞的元素根据含量可分为大量元素和微量元素，常见的微量元素有___________________________，这些元素在细胞中大多以___________的形式存在。
②在玉米和人细胞干重中的含量最多的元素都是C、H、O、N，从细胞的物质组成角度分析其原因是____________________________________________。
③由表中数据可以看出，在玉米细胞（干重）中所占比例明显高于人细胞（干重）中的元素是O，发生这种差异的一个主要原因是组成玉米细胞的化合物中__________（成分）较多。而人细胞（干重）中N比例明显高于玉米细胞（干重），发生这种差异的一个主要原因是组成人细胞的化合物中_________（成分）较多。
(2)营养液培养法是研究某种元素是否为植物生长所必需的重要方法。为了研究K是否为植物A生长的必需元素，某同学用如图所示装置进行实验。气泵和气泡石的作用是满足根部有氧呼吸对氧气的需求。
①实验需要分为甲、乙两组。甲组营养液中含有K，作为对照组；乙组营养液中，____________作为实验组。培养一段时间后，观察两组植物的生长情况。
预期结果及结论：若________________________，则K不是植物A生长的必需元素；
若甲组植物A生长正常，乙组植物A生长不正常，则__________________________________。
②为进一步验证K一定是必需元素，还应增加的实验步骤是_______________________。
【答案】(1) Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo 化合物 在玉米和人细胞干重中的含量较多的化合物是糖、脂质、蛋白质，这些化合物都含有C、H、O，蛋白质含有N 糖类 蛋白质
(2) 不加K 甲、乙两组植物A都生长正常 则K是植物A生长的必需元素 乙组不能正常生长时，还需补充 K，观察植物 A 生长现象
【分析】活细胞中由于水分较多，所以H、O元素含量较高；细胞干重中由于蛋白质含量较高，所以C元素含量较高；由表中数据可以看出在玉米细胞（干）中所占比例明显高于人细胞（干）的元素是氧，发生这种差异的一个主要原因是组成玉米细胞的化合物中糖类较多。
【详解】（1）①细胞中常见的化学元素中，含量较多的有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等元素，称为大量元素；有些元素含量很少，如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等，称为微量元素。细胞中这些元素大多数以化合物的形式存在。
②在玉米和人细胞干重中的含量较多的化合物是糖、脂质、蛋白质，这些化合物都含有C、H、O，蛋白质含有N，所以在玉米和人细胞干重中的含量最多的元素都是C、H、O、N。
③因为玉米细胞比人细胞糖类含量更多，蛋白质含量更少，故玉米细胞O含量比人细胞O含量高而玉米细胞N含量比人细胞N含量少。
（2）①为了研究K是否为植物A生长的必需元素，根据实验题目分析可知：本实验的自变量是是否含K元素，因变量是植物的生长状况。实验需分为两组，甲组营养液中含有K元素，为完全营养液，乙组营养液中不含K元素，但含植物生长所需其它元素，水培养一段时间后，观察两组植物生长的情况。若甲、乙两组植物A都生长正常，则K不是植物A生长的必需元素；若甲组植物A生长正常，乙组植物A生长不正常，则K是植物A生长的必需元素。
②从科学研究的严谨角度出发，当乙组不能正常生长时，还需补充K进一步进行实验以排除其他因素对植物A不能正常生长的影响。
重难·创新演练
设题创新:以二十四节气雨水农业场景入题考查细胞水的功能(T1);结合食品保存生活场景考查微生物代谢与防腐原理(T2);以玉米缺素实验为载体探究缺素原因与变量分析(T3);结合苯丙酮尿症饮食治疗考查矿质元素与疾病辅助治疗(T4);结合草莓种植农业实践考查种子处理与无机盐功能(T5);从微量元素功能角度分析硼对植物细胞与生殖的影响(T6);结合低温胁迫研究考查玉米幼苗无机物抗逆变化(T7);以成分鉴定实验为载体分析实验结果与物质推断(T8);以还原糖检测实验为背景考查实验材料选择与分析(T9);以水培甜瓜实验为载体探究植物无机盐吸收规律(T10)
学科融合:传统文化节气文化与生物学科融合(T1)
1．【新情境·二十四节气雨水与作物水代谢分析】（2026·甘肃贵州·模拟预测）雨水，是二十四节气的第二个节气，通常预示着降雨开始，雨量渐增。俗话说“春雨贵如油”，适宜的降水对农作物的生长很重要。下列关于水的叙述，错误的是（　　）
A．细胞内结合水的存在形式主要是水与蛋白质、多糖等物质结合
B．细胞中的自由水和结合水都是细胞结构的重要组成成分
C．与休眠种子相比，萌发种子中自由水与结合水的比值更高
D．风干储藏的种子使用前需要泡水，主要是增加自由水的含量
【答案】B
【分析】本题考查自由水、结合水的功能与比值变化规律，结合种子萌发、风干储存中水的转化辨析选项。
【详解】A、细胞内的结合水主要与蛋白质、多糖等物质结合，是细胞结构的重要组成成分，A 正确；
B、只有结合水是细胞结构的重要组成成分，自由水不参与细胞结构的构成，可作为细胞内的良好溶剂、参与生化反应、运输营养物质和代谢废物等，B 错误；
C、自由水与结合水的比值越高，细胞代谢越旺盛，萌发种子代谢强度远高于休眠种子，因此该比值更高，C 正确；
D、风干储藏的种子主要丢失了自由水，代谢强度极低，泡水主要是增加自由水的含量，提升细胞代谢水平，促进种子萌发，D 正确。
故选 B。
2．【新情境·食品保存方法与微生物代谢调控】（2026·河南南阳·模拟预测）食品保存有干制、腌制、低温保存和高温处理等多种方法。下列叙述错误的是（ ）
A．干制降低食品的含水量，使微生物不易生长和繁殖，食品保存时间延长
B．腌制通过添加食盐、糖等制造高渗环境，从而抑制微生物的生长和繁殖
C．低温保存可抑制微生物的生命活动，温度越低对食品保存越有利
D．高温处理可杀死食品中绝大部分微生物，并可破坏食品中的酶类
【答案】C
【分析】食物腐败变质是由于微生物的生长和大量繁殖而引起的，根据食物腐败变质的原因，食品保存就要尽量的杀死或抑制微生物的生长和大量繁殖。
【详解】A、干制能降低食品中的含水量，使微生物不易生长和繁殖，进而延长食品保存时间，A正确；
B、腌制过程中添加食盐、糖等可制造高渗环境，从而抑制微生物的生长和繁殖，B正确；
C、低温保存可以抑制微生物的生命活动，但不是温度越低越好，一般果蔬的保存温度为零上低温，C错误；
D、高温处理可杀死食品中绝大部分微生物，并通过破坏食品中的酶类，降低酶类对食品有机物的分解，有利于食品保存，D正确。
故选C。
3．【新考法·玉米缺素症状的实验探究与变量分析】（2025·山东·二模）一批在相同条件下培养出的玉米幼苗表现出叶片发黄的缺素症状。现取若干株该玉米幼苗随机均分为A、B、C三组，分别施用NH4NO3溶液、MgSO4溶液和Mg（NO3）2溶液，一段时间后观察并比较玉米幼苗叶片的颜色变化。下列说法错误的是（　　）
A．本实验目的是探究叶片发黄原因是缺少N或缺少Mg，还是同时缺少N和Mg
B．三组幼苗的数量及三种溶液的浓度应该是本实验的无关变量
C．若A、B两组叶片发黄，C组叶片变绿，则说明叶片发黄原因是缺少N或缺少Mg
D．本实验在设计上既遵循了单一变量原则，又遵循了对照原则
【答案】C
【分析】无机盐主要以离子的形式存在，其生理作用有：（1）细胞中某些复杂化合物的重要组成成分，如Fe2+是血红蛋白的主要成分；Mg2+是叶绿素的必要成分。（2）维持细胞的生命活动，如钙可调节肌肉收缩和血液凝固，血钙过高会造成肌无力，血钙过低会引起抽搐。（3）维持细胞的酸碱平衡和细胞的形态。
【详解】A、实验中设置 A 组施用NH4NO3溶液（含N不含Mg ）、B 组施用MgSO4溶液（含Mg不含N ）、C 组施用Mg（NO3）2溶液（含N和Mg ），通过观察不同组玉米幼苗叶片颜色变化，目的就是探究叶片发黄原因是缺少N或缺少Mg，还是同时缺少N和Mg ，A正确；
B、无关变量是指实验中除自变量以外的影响实验结果的因素。本实验中自变量是所施溶液的种类（即所含矿质元素的种类 ），三组幼苗的数量及三种溶液的浓度等对实验结果有影响，但不是研究的变量，所以是无关变量，应保持相同且适宜 ，B正确；
C、若 A、B 两组叶片发黄，C 组叶片变绿。A 组缺少Mg发黄，B 组缺少N发黄，C 组N和Mg都不缺变绿，这表明叶片发黄原因是缺少N和缺少Mg，而不是 “缺少N或缺少Mg” ，C错误；
D、单一变量原则是指实验中只有一个自变量，本实验自变量是所施溶液种类（所含矿质元素不同 ）；对照原则是指设置对照组和实验组，本实验中 C 组是对照组，A、B 组是实验组 ，所以既遵循了单一变量原则，又遵循了对照原则 ，D正确。
故选C。
4．【新情境·苯丙酮尿症饮食治疗与矿质元素研究】（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（ ）
组别 锌（μmol/L） 铁（μmol/L） 钙（mmol/L） 镁（mmol/L） 铜（μmo/L）
实验组 70.58±1.53 7.38±1.20 1.68±0.17 1.65±0.17 21.77±3.97
对照组 78.61±0.90 7.75±0.95 1.72±0.17 1.48±0.20 20.04±5.29
A．表中检测的5种元素均为微量元素
B．实验组不限制高蛋白食物摄入，对照组限制高蛋白食物摄入
C．表中结果说明高蛋白食物的摄入会影响患者体内矿质元素的含量
D．人体血液中必须含有一定量的Ca2+，但Ca2+的含量过高会引起抽搐
【答案】C
【分析】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：（1）大量元素是指含量占生物总重量万分之一以上的元素，包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg，其中C、H、O、N为基本元素，C为最基本元素；（2）微量元素是指含量占生物总重量万分之一以下的元素，包括Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。
【详解】A、钙、镁是大量元素，不是微量元素，A错误；
B、据题干信息“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”可知，实验组限制高蛋白食物摄入，B错误；
C、表中数据显示实验组与对照组矿质元素的含量不同，说明高蛋白食物的摄入会影响患者体内矿质元素的含量，C正确；
D、哺乳动物血液中必须含有一定量的Ca2+，但是Ca2+的含量太低会引起抽搐，D错误。
故选C。
5．【新情境·草莓种植的种子处理与无机盐应用】（2026高三·福建·专题练习）种植草莓时，可先将种子浸泡在低温清水中进行层积处理，打破休眠后吸水萌发；生长期用含钙无机盐的水浇灌草莓，可减少果实 “软果”“烂果” 的现象，而适量施加含氮、磷、钾等元素的肥料，可使草莓植株更健壮、果实更饱满。下列说法错误的是（　　）
A．施加含氮肥料后草莓长势改善，可能是因为氮是叶绿素、酶的组成元素
B．草莓缺水时果实皱缩、叶片萎蔫，说明水可以维持细胞的正常形态
C．用含钙无机盐的水浇灌草莓可改善果实品质，体现了无机盐是构成细胞结构的重要成分
D．种子层积处理吸水后，细胞中结合水的比例会显著升高
【答案】D
【分析】本题联系草莓栽培，考查 N、Ca 元素生理功能、水的生理作用、自由水结合水比值变化。
【详解】A、氮元素是叶绿素、蛋白质（如酶）等含氮化合物的组成元素，施加含氮肥料可促进光合作用和代谢，改善长势，A正确；
B、细胞失水会导致细胞壁与原生质层分离（质壁分离），使果实皱缩、叶片萎蔫，说明水能维持细胞的正常形态和膨压，B正确；
C、钙离子参与构成细胞壁的果胶酸钙，维持细胞壁稳定性，减少果实软烂，但选项表述为"构成细胞结构的重要成分"（如细胞壁），符合钙的功能，C正确；
D、种子层积处理吸水萌发时，代谢增强，自由水含量升高，结合水比例下降（自由水/结合水比值增大），D错误。
故选D。
6．【新角度·硼元素对植物细胞壁与生殖发育的影响】（2026·河南周口·三模）研究发现，硼可通过稳定植物细胞壁中的特定组分，影响细胞壁的弹性及信号分子锚定；此外，硼还可促进花粉萌发和花粉管伸长。下列叙述错误的是（　　）
A．植物细胞中硼含量很少，是微量元素
B．硼通过稳定几丁质来影响细胞壁弹性
C．缺硼可能会影响植物细胞间的信息交流
D．缺硼会使植物出现"花而不实"的现象
【答案】B
【分析】本题围绕硼元素，考查微量元素判定、植物细胞壁成分、无机盐调控植物发育相关知识点。
【详解】A、硼属于微量元素，在植物体内含量很少，A 正确；
B、几丁质主要存在于真菌细胞壁和昆虫外骨骼中，植物细胞壁的主要成分为纤维素和果胶等，不含几丁质，B 错误；
C、据题可知，硼会影响信号分子锚定，推测缺硼可能会影响植物细胞间的信息交流，C 正确；
D、硼可促进花粉萌发和花粉管伸长，缺硼会导致受粉失败，使植物出现 “花而不实” 的现象，D 正确。
故选 B。
7．【新情境·低温胁迫下玉米幼苗无机物含量变化研究】（25-26高三下·重庆·3月阶段检测）某科研团队研究低温胁迫下玉米幼苗细胞内某些无机物的含量变化，结果如下表。下列叙述正确的是（　　）
组别 自由水含量 （mg/g鲜重） 结合水含量 （mg/g鲜重） K+含量 （mg/g干重） Ca2+含量 （mg/g干重）
对照组（25℃） 180 40 35 12
实验组（4℃） 120 60 42 18
A．玉米幼苗细胞内的K+和Ca2+均以离子形式存在，共同参与维持细胞酸碱平衡
B．低温下无机盐含量升高，说明低温条件下种植玉米时应大量施加无机盐肥料
C．若验证结合水升高是抗低温关键，可增设低温下抑制结合水升高组，该组抗寒能力最强
D．若实验组施加Ca2+载体蛋白抑制剂后自由水/结合水的比值升高，则幼苗低温下损伤加剧
【答案】D
【详解】A、玉米幼苗细胞内的K+和Ca2+主要以离子形式存在，但并非均以离子形式存在，Ca2+在细胞中可呈结合态（如与磷脂、蛋白质结合），A错误；
B、由表格数据可知低温下玉米幼苗细胞内无机盐含量升高，但这不能说明低温条件下种植玉米时应大量施加无机盐肥料，因为植物细胞对无机盐的吸收具有选择性，且需要考虑土壤中无机盐的含量等多种因素，B错误；
C、若验证结合水升高是抗低温关键，可增设低温下抑制结合水升高组，根据实验逻辑，该组结合水含量低于实验组，其抗寒能力应最弱，而不是最强，C错误；
D、实验组施加Ca2+载体蛋白抑制剂后，Ca2+的吸收减少，从表格中可知实验组Ca2+含量高于对照组，施加抑制剂后Ca2+含量降低，细胞液浓度降低，自由水/结合水的比值升高，细胞代谢增强，不利于适应低温环境，幼苗低温下损伤加剧，D正确。
故选D。
8．【新考法·生物组织成分鉴定的实验结果分析】某同学用双缩脲试剂、碘液、斐林试剂分别与甲、乙两种溶液混合以鉴定成分，实验处理及现象如下表，据表不能得出的结论是（　　）
溶液 双缩脲试剂 碘液 斐林试剂（水浴加热）
甲 + -
乙 - ++ -
甲、乙混合 +
注：“+”：显色，“++”：显色很深，“-”：不显色。
A．甲溶液含有蛋白质，没有淀粉和还原糖
B．乙溶液含有淀粉，没有蛋白质和还原糖
C．甲、乙混合溶液中蛋白质、淀粉、还原糖的含量相等
D．据表分析，甲溶液含有一定量的水解淀粉的酶
【答案】C
【分析】本题依托三类鉴定试剂显色结果，考查蛋白质、还原糖、淀粉的鉴定原理与酶的本质。
【详解】A、甲溶液与双缩脲试剂反应显色，与碘液和斐林试剂不显色，说明甲溶液含有蛋白质，不含淀粉和还原糖，A不符合题意；
B、乙溶液与碘液反应显色，说明含有淀粉，与双缩脲试剂和斐林试剂不显色，说明不含蛋白质和还原糖，B不符合题意；
CD、甲、乙混合溶液与双缩脲试剂反应显色，结合AB项可知，甲溶液中含有一定量的水解淀粉的酶，而无法判断甲、乙混合溶液中蛋白质、淀粉、还原糖的含量，C符合题意，D不符合题意。
故选C。
9．【新考法·还原糖检测的实验材料选择与结果分析】（2025·湖北武汉·二模）某兴趣小组对四种材料匀浆进行还原糖的检测，观察现象如表所示。下列叙述错误的是（ ）
材料匀浆（2ml） 与斐林试剂（1ml）混合后现象 水浴加热后现象
西红柿 深蓝色 红黄色
西瓜 黄色 红黄色
橘子 黄绿色 橙红色
韭菜 灰绿色 黄绿色
A．该实验的自变量为材料种类，属于相互对照实验
B．韭菜组处理前后颜色变化不明显，说明韭菜不含还原糖
C．西瓜组未出现预期实验现象可能因为材料未经脱色处理
D．斐林试剂甲液和乙液经适当处理后可用于蛋白质的检测
【答案】B
【分析】生物组织中化合物的鉴定：（1）斐林试剂可用于鉴定还原糖，在水浴加热的条件下，溶液的颜色变化为砖红色（沉淀）。斐林试剂只能检验生物组织中还原糖（如葡萄糖、麦芽糖、果糖）存在与否，而不能鉴定非还原性糖（如淀粉）。（2）蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应。（3）脂肪可用苏丹Ⅲ染液鉴定，呈橘黄色。（4）淀粉遇碘液变蓝。
【详解】A、本实验的目的是鉴定四种材料中是否含有还原糖，因此该实验的自变量为材料种类，属于相互对照实验，A正确；
B、由于韭菜本身为灰绿色，该颜色会掩盖还原糖反应后的颜色，影响实验现象的观察，因此虽然韭菜组处理前后颜色变化不明显，但不能说明韭菜不含还原糖，B错误；
C、由于西瓜本身是红色的，还原糖鉴定的颜色为红黄色，因此西瓜组未出现预期实验现象可能因为材料未经脱色处理，C正确；
D、斐林试剂和双缩脲试剂均包括氢氧化钠和硫酸铜溶液，两种试剂仅在浓度上存在差异，因此斐林试剂甲液和乙液经适当处理后可用于蛋白质的检测，D正确。
故选B。
10．【新考法·水培甜瓜的无机盐吸收规律探究（多选）】为探究无机盐对植物生长的影响，研究人员用水培法培养甜瓜幼苗，每天培养液中K+和Mg2+初始状态均为 500mg·L-1，定时测定K+和Mg2+的剩余量，结果如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．K和Mg都是植物生存所必需的微量元素
B．Mg在甜瓜幼苗中主要以离子形式存在
C．甜瓜幼苗对K+的吸收量小于对Mg2+的吸收量
D．甜瓜植株授粉期比营养生长期对Mg2+的需求量更大
【答案】BD
【分析】本题结合水培实验数据，考查大量元素分类、无机盐存在形式、植物对矿质离子的吸收差异。
【详解】A、K和Mg都是大量元素，A错误；
B、无机盐在细胞中主要以离子形式存在，Mg在甜瓜幼苗中主要以离子形式存在，B正确；
C、每天培养液中K+和Mg2+初始状态均为500mg·L-1，同一时期培养液中钾离子的剩余量小于镁离子，说明甜瓜幼苗对钾离子的吸收量大于镁离子，C错误；
D、据图可知，授粉期与营养生长期相比，Mg2+的剩余量更低（初始浓度相同），说明授粉期甜瓜幼苗对Mg2+的吸收量更多，即需求量更大，D正确。
故选BD。
真题·实战演练
高频考点：细胞中的化合物种类与含量、无机盐生理功能、水的生理作用、有机物鉴定实验
1．（2022·重庆·高考真题）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（ ）
样本 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥
吸光值 0.616 0.606 0.595 0.583 0.571 0.564
葡萄糖含量（mg/mL） 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
A．斐林试剂与样本混合后立即生成砖红色沉淀
B．吸光值与样本的葡萄糖含量有关，与斐林试剂的用量无关
C．若某样本的吸光值为0.578，则其葡萄糖含量大于0.4mg/mL
D．在一定范围内葡萄糖含量越高，反应液去除沉淀后蓝色越浅
【答案】D
【详解】A、斐林试剂可用于鉴定还原糖，在水浴加热的条件下会产生砖红色沉淀，A错误；
B、吸光值与溶液的浓度有关，故吸光值与样本的葡萄糖含量和斐林试剂的用量均有关，B错误；
C、由表格内容可知，葡萄糖含量越高，吸光值越小，若某样本的吸光值为0.578，则其葡萄糖含量小于0.4mg/mL，即葡萄糖含量在0.3mg/mL～0.4mg/mL，C错误；
D、在一定范围内葡萄糖含量越高，生成的砖红色沉淀（氧化亚铜）越多，反应液去除沉淀后的溶液中游离的Cu2+越少，则蓝色越浅，D正确。
故选D。
2．（2025·广东·高考真题）某同学使用双缩脲试剂检测豆浆中的蛋白质。下列做法错误的是（ ）
A．用蒸馏水稀释豆浆作样液 B．在常温下检测
C．用未加试剂的样液作对照 D．剩余豆浆不饮用
【答案】C
【分析】生物组织中化合物的鉴定：（1）斐林试剂可用于鉴定还原糖，在水浴加热的条件下，溶液的颜色变化为砖红色（沉淀）。斐林试剂只能检验生物组织中还原糖（如葡萄糖、麦芽糖、果糖）存在与否，而不能鉴定非还原性糖（如淀粉）。（2）蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应。（3）脂肪可用苏丹Ⅲ染液鉴定，呈橘黄色。（4）淀粉遇碘液变蓝。
【详解】A、豆浆本身为液体，豆浆中蛋白质浓度较高，需要用蒸馏水稀释，A正确；
B、蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应在常温下进行，B正确；
C、应设置对照组（标准蛋白质溶液+双缩脲试剂）与实验组 （豆浆液+双缩脲试剂），如果两组都出现紫色，说明豆浆中含有蛋白质，C错误；
D、实验室中严禁进食、饮水,以免误将危险物质带入口中,造成中毒或其他安全事故，D正确。
故选C。
3．（2022·江苏·高考真题）下列物质的鉴定实验中所用试剂与现象对应关系错误的是（ ）
A．还原糖-斐林试剂-砖红色 B．DNA-台盼蓝染液-蓝色
C．脂肪-苏丹Ⅲ染液-橘黄色 D．淀粉-碘液-蓝色
【答案】B
【分析】生物组织中化合物的鉴定：（1）斐林试剂可用于鉴定还原糖，在水浴加热的条件下，溶液的颜色变化为砖红色（沉淀）。（2）蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应。（3）脂肪可用苏丹Ⅲ染液（或苏丹Ⅳ染液）鉴定，呈橘黄色（或红色）。（4）淀粉遇碘液变蓝。（5）线粒体可被活性染料健那绿染成蓝绿色。（6）在酸性条件下，酒精与重铬酸钾呈灰绿色。（7）DNA可以用二苯胺试剂鉴定，呈蓝色。（8）染色体可以被碱性染料染成深色。（9）台盼蓝染液用于鉴别细胞死活，死细胞被染成蓝色。
【详解】A、还原糖与斐林试剂在水浴加热的条件下产生砖红色沉淀，A正确；
B、在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺呈蓝色，B错误；
C、苏丹Ⅲ染液将脂肪染成橘黄色，苏丹Ⅳ将脂肪染成红色，C正确；
D、淀粉遇碘变蓝，D正确。
故选B。
4．（2026·浙江·高考真题）在新鲜的白色玫瑰花瓣细胞中，含量最多的化合物是（　　）
A．水 B．DNA C．磷脂 D．色素
【答案】A
【详解】A、水是细胞中含量最多的化合物，占细胞鲜重的60%-90%，在新鲜玫瑰花瓣细胞中也不例外，A正确；
B、DNA是遗传物质，主要存在于细胞核中，但其含量远低于水，B错误；
C、磷脂是生物膜的主要成分之一，但含量较少，C错误；
D、色素（如花青素）存在于花瓣细胞的液泡中，但在白色玫瑰中含量极少，且总量远低于水，D错误。
故选A。
5．（2025·云南·高考真题）化学元素含量对生命活动十分重要。下列说法错误的是（　　）
A．植物缺镁导致叶绿素合成减少 B．哺乳动物缺钙会出现抽搐症状
C．人体缺铁导致镰状细胞贫血症 D．人体缺碘甲状腺激素合成减少
【答案】C
【分析】化学元素在生命活动中起着至关重要的作用。例如，镁是叶绿素的重要组成成分，钙对于维持肌肉的正常功能很关键，铁是血红蛋白的组成部分，碘是合成甲状腺激素的原料。
【详解】 A 、 镁是叶绿素的组成元素，植物缺镁会导致叶绿素合成减少，A 正确；
B 、 哺乳动物血液中钙离子含量过低会出现抽搐症状，这体现了钙对维持肌肉正常功能的重要性，B 正确；
C 、 人体缺铁会导致缺铁性贫血，而镰状细胞贫血症是由于基因突变导致血红蛋白结构异常引起的，并非缺铁所致，C 错误；
D 、 碘是合成甲状腺激素的原料，人体缺碘会使甲状腺激素合成减少，D 正确。
故选C。
6．（2025·浙江·高考真题）无机盐对生物体维持生命活动有重要的作用。人体缺铁会直接引起（ ）
A．血红蛋白含量降低 B．肌肉抽搐
C．神经细胞兴奋性降低 D．甲状腺肿大
【答案】A
【分析】部分无机盐离子的具体功能：（1）I-是甲状腺激素的组成成分，缺乏时甲状腺激素合成减少，成年人患地方性甲状腺肿；（2）Fe2+是血红蛋白中血红素的组成成分，缺乏时患贫血；（3）Ca2+：血钙过低时，会出现抽搐现象；血钙过高时，会患肌无力；（4）Mg2+是组成叶绿素的元素之一，缺乏时叶片变黄，无法进行光合作用；
【详解】A、Fe2+是血红蛋白中血红素的组成成分，缺铁会直接引起血红蛋白含量降低，A正确；
B、血钙过低时，会出现抽搐现象，B错误；
C、神经细胞兴奋性降低与细胞外Na+浓度低有关，C错误；
D、I-是甲状腺激素的组成成分，缺乏时甲状腺激素合成减少，成年人患地方性甲状腺肿，D错误。
故选A。
7．（2022·湖北·高考真题）水是生命的源泉，节约用水是每个人应尽的责任，下列有关水在生命活动中作用的叙述，错误的是（　　）
A．水是酶促反应的环境 B．参与血液中缓冲体系的形成
C．可作为维生素D等物质的溶剂 D．可作为反应物参与生物氧化过程
【答案】C
【分析】细胞内的水的存在形式是自由水和结合水，结合水是细胞结构的重要组成成分；自由水是良好的溶剂，是许多化学反应的介质，自由水还参与许多化学反应，自由水对于营养物质和代谢废物的运输具有重要作用；自由水与结合水不是一成不变的，可以相互转化，自由水与结合水的比值越高，细胞代谢越旺盛，抗逆性越低，反之亦然。
【详解】A、自由水是化学反应的介质，故水是酶促反应的环境，A正确；
B、血液中的缓冲对是由离子组成的，离子溶解在水中才能形成缓冲体系，B正确；
C、维生素D属于脂质，脂质通常都不溶于水，C错误；
D、自由水能参与化学反应，故水可作为反应物参与生物氧化过程，D正确。
故选C。
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第02讲 细胞中元素和化合物
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知识脑图·核心脉络搭建——梳理专题框架，搭建知识体系
考点深研·知能分层突破——深挖高频考点，分层突破重难点
基础梳理·自主夯基（9条） 重难突破·考点深研
【考点一】 细胞中的元素
【考点二】 细胞中的化合物
【考点三】 细胞中的水
【考点四】 细胞中的无机盐
【考点五】 实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
能力进阶·方法专项提炼——总结解题方法，突破专项难点
【专项突破01】 种子萌发过程中有机物的变化
【专项突破02】 探究某种无机盐X是否是植物生长所必需的（科学探究）
【专项突破03】 元素和化合物的相互推断（归纳总结）
高考精练·专题实战通关——精选高考真题，强化实战应用
知识脑图·核心脉络搭建
考点深研·知能分层突破
基础梳理 自主夯基——课前5分钟核心背默
1.生物界与非生物界在元素种类上具有 ， 在元素的含量上具有 。 2.组成细胞的各种元素大多以 的形式存在。细胞中含量最高的化合物是 ，含量最高的有机化合物是 ， 在细胞干重中， 含量最多的有机化合物是 。 3.生物组织中的成分鉴定 ①还原糖＋ 试剂→ 沉淀； ②淀粉＋ → 色； ③脂肪＋ → 色 (染色后要用体积分数为 洗掉浮色)； ④蛋白质(多肽)＋ 试剂→ 色。 4.斐林试剂 ①组成：甲液：质量浓度为 的 ；乙液：质量浓度为 的 。②使用方法： 等量混合使用， ； 加热。 5.双缩脲试剂 ①组成：A 液：质量浓度为 的 ；B 液：质量浓度为 的 。 ②使用方法： 先加 ， 摇匀， 再加少量 ， 摇匀 ， (需要/不需要)加热。 6. 自由水的作用： ①水是 ，许多种物质能够在水中溶解。 ②细胞内的许多 也都需要水的参与。 ③多细胞生物体的绝大多数细胞，必须浸润在 。 ④水在生物体内流动，可以把 运送到各个细胞， 同时也把各个细胞在新陈代谢中产生的废物， 运送到 或 。 7.在正常情况下， 细胞内自由水所占的比例越大， 细胞的代谢就越 ； 而结合水越多， 细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就 。 8.细胞中大多数无机盐以 的形式存在。 9.无机盐的作用有： ①某些 的组成部分，如 Mg 是构成 的元素，Fe 是构成 的元素。 ②对于维持 有重要作用，如血钙偏低时哺乳动物会 。 ③对维持 非常重要 。 ④维持正常 ， 即水盐平衡。
重难突破 考点深研——要点提炼
考点一 细胞中的元素
1.生物界和无机自然界在元素组成上的统一性和差异性 （1）统一性：组成细胞的化学元素在无机自然界中都能找到，在元素种类上具有统一性。 （2）差异性：同一种元素在生物界和无机自然界中的相对含量差别很大。 2.元素的种类、分类及存在形式 （1）种类：组成细胞的化学元素，常见的有20多种。 （2）按含量分为大量元素和微量元素 ①大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等元素； ②微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等元素。 （3）按作用分为最基本元素和基本元素 ①最基本元素：C； ②基本元素：C、H、O、N。 （4）细胞中含量最多的4种元素：C、H、O、N。细胞中的四种元素含量分析：在细胞的鲜重中O>C>H>N(含量最多的元素是氧元素，但数量最多的是氢原子)；在细胞的干重中，C>O>N>H。造成这种差异的主要原因是水的含量不同。 易错辨析： 大量元素和微量元素都是组成生物体的必需元素，但生物体内含有的元素不一定都是必需元素，如人体内可能含有Pb，但Pb不是必需元素。 记忆口诀： 常见微量元素：铁（Fe）锰（Mn）碰（B）新（Zn）木（Mo）桶（Cu） 教材隐性知识： 占玉米细胞干重最多的元素是O，占人体细胞干重最多的元素是C。
考点二 细胞中的化合物
1．组成细胞的化学元素大多以化合物的形式存在，组成细胞的主要化合物及其相对含量如下所示： 特别提醒： 在细胞鲜重中，含量最多的化合物是水，含量最多的有机物是蛋白质；在细胞干重中，含量最多的化合物是蛋白质。
考点三 细胞中的水
1．水在生物体内的分布 （1）生物种类不同，含水量一般不同。一般为水生动物>两栖类动物>陆生动物。 （2）同种生物的不同发育时期含水量一般不同。通常幼儿时期>成年时期>老年时期；植物幼嫩部分>植物成熟部分。 （3）同种生物不同器官的含水量一般不同，如：肝≈肺>肾>大脑≈肌肉。 2.水的理化特性与分子结构的对应关系 3.水的存在形式、特点及生理功能 存在形式自由水结合水定义细胞中绝大部分的水呈游离状态，可以自由流动，叫作自由水一部分水与细胞内的其他物质相结合，叫作结合水含量约占细胞内全部水分的95.5%约占细胞内全部水分的4.5%特点流动性强，可参与物质代谢不流动，与其他物质结合功能①细胞内的良好溶剂； ②参与生化反应； ③为细胞提供液体环境； ④运送营养物质和代谢废物；是细胞结构的重要组成成分：水与蛋白质、多糖等物质结合，这样水就失去流动性和溶解性，成为生物体的构成成分。联系①自由水和结合水在一定条件下可相互转化； ②自由水与结合水的比值上升时，生物的新陈代谢旺盛，生长迅速；当自由水与结合水的比例下降时，生物的新陈代谢缓慢，但抗逆性增强
易错辨析： 晒干的种子浸泡吸水后能够萌发，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。 教材拓展： 　如图表示冬小麦叶片细胞中的水与冻害程度的相关性曲线，冬小麦的冻害级别与细胞中自由水/结合水的值成正比。因为细胞中自由水越多，细胞越容易结冰而发生冻害。反之，如果结合水偏多，则不易结冰，从而有利于植物抗寒　。
考点四 细胞中的无机盐
1.无机盐大多数以离子的形式存在；无机盐是细胞中含量很少的无机物仅占细胞鲜重的1%~1.5%。 2.生理功能 （1）组成细胞结构和许多化合物的重要成分：Mg是叶绿素的组成成分；Fe是血红素的组成成分；P是ATP、核酸、NADPH、磷脂的组成成分。 （2）对维持细胞和生物体的生命活动起着重要作用 元素功能含量异常的表现Fe血红素分子的重要组成成分缺铁性贫血症Mg叶绿素分子的重要组成成分植物叶绿素合成受阻，影响光合作用Zn很多酶的结构中心生长发育不良(侏儒症)，生殖腺功能受阻Ca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动物血钙过低时，会出现抽搐现象； 血钙过高时，会患肌无力I甲状腺激素的重要组成成分甲状腺肿大，儿童的智力和体格发育出现障碍(呆小症)B促进花粉的萌发和花粉管的伸长油菜缺硼时，会导致“花而不实”K促进植物体内淀粉的运输；维持动物细胞内液渗透压植物缺K时抗逆能力减弱，易受虫害侵袭Na主要维持动物细胞外液的渗透压过低时不能维持细胞的正常形态N蛋白质、ATP、NADP＋、叶绿素、核苷酸等的组成元素植物缺N时，植株矮小，叶片薄而黄PATP、NADP、核苷酸、磷脂等的组成元素之一；动物骨骼牙齿的组成成分植物缺P时，开花迟而小，植株矮小
（3）维持细胞正常酸碱平衡（如：HCO3-和H2CO3等）； （4）维持血浆渗透压平衡（如：Na+和CI-等），维持细胞的正常形态。 3.验证作用(见后文专项突破02) （1）对照组：植物+完全培养液，正常生长。 （2）实验组：植物+只缺元素X的完全培养液。若正常生长，X为非必需元素；若生长不正常，补充X后生长正常，则X是必需元素。 教材隐性知识： 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 教材隐性知识： 0.9%的NaCI溶液与人体内细胞直接生活的环境浓度一致，能使细胞保持正常的形态结构和生理功能，因此又被称为“生理盐水”。
考点五 实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1．检测生物组织中的还原糖 2．蛋白质的鉴定 3．脂肪的鉴定 (1)实验原理：脂肪＋ 苏丹Ⅲ染液→ 橘黄色。 (2)实验步骤： 4.斐林试剂和双缩脲试剂的比较 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即可使用，且现配现用。用时先加A液再加B液 呈色反应条件需水浴加热不需要加热即可反应反应 原理还原糖中的醛基被Cu(OH)2氧化，Cu(OH)2被还原为Cu2O具有两个以上肽键的化合物在碱性条件下与Cu2＋反应生成络合物颜色砖红色沉淀紫色浓度乙液CuSO4浓度为 0.05 g/mLB液CuSO4浓度为0.01 g/mL 相同都含有NaOH、CuSO4两种成分， 且所用NaOH浓度都是 0.1 g/mL
易错辨析： ①西瓜果肉中含有丰富的还原糖，但其颜色影响实验观察；甘蔗汁中含大量不具有还原性的蔗糖，因此上述两材料都不是理想的实验材料。 ②非还原糖(如蔗糖，多糖)+斐林试剂水浴加热后的现象不是无色，而是蓝色[Cu(OH) 的颜色]。 ③用鸡蛋要用蛋清，并注意稀释，一般稀释10倍以上，否则实验后易黏附在试管壁上，使反应不彻底，且试管不易清洗。 ④体积分数为50%的酒精的作用：洗去浮色(原因是苏丹Ⅲ染液易溶于酒精) 上图为苏丹Ⅲ染液染色后，在高倍显微镜下观察到脂肪颗粒呈橘黄色。 检测还原糖时使用的斐林试剂要现配现用的原因：斐林试剂很不稳定，容易产生蓝色的Cu(OH)2沉淀，所以应将甲液和乙液分别保存，使用时现配现用。
能力进阶·方法专项提炼
【专项突破01】种子萌发过程中有机物的变化
种子萌发过程中，储存的大分子有机物在酶的作用下水解为小分子物质，为胚的生长提供营养。
1.，随着种子萌发，种子干重减少（是由细胞呼吸消耗导致的），用碘液检测，蓝色变浅。
2.，随着种子萌发，种子干重减少，用双缩脲试剂检测，紫色变浅。
3.油料作物种子在萌发初期.脂肪转化为糖类、蛋白质等需添加氧元素.会使有机物的质量增加.因此种子萌发初期干重增加。
【专项突破02】种子萌发过程中有机物的变化（科学探究）
1.实验设计及过程
1)对照组：植物+完全培养液→正常生长。
2)实验组
2.实验结果预测
1）若两组植物都正常生长，则无机盐X不是植物生长所必需的。
2）若实验组植物生长不正常，对照组植物生长正常，且向实验组中添加无机盐X,植物恢复正常生长，则无机盐X是植物生长所必需的。
3.实验设计原则
1）对照原则
在实验设计中，为排除无关条件的干扰，常常要设立对照组。常见的对照方法一般包括空白对照、自身对照、相互对照、条件对照4种。实验组加入无机盐X的目的是二次对照，使实验组前后自身对照，以增强说服力。
2）单一变量原则
单一变量原则是指其他因素（无关变量）不变，只改变其中的一个因素（要研究的因素——实验变量，即自变量），然后观察这个实验变量对实验结果的影响。
3）平行重复原则：为避免偶然性，需多做几组平行重复实验。
4）科学性原则：科学性原则是指决策活动必须在决策科学理论的指导下，遵循科学决策的程序，运用科学思维方法进行决策的行为准则。
【专项突破03】元素和化合物的相互推断（归纳总结）
1.依据元素推断化合物
种类 元素组成
糖类 C、H、O（几丁质有N）
脂肪 C、H、O
性激素 C、H、O
磷脂 C、H、O、N、P
蛋白质 主要含C、H、0、N、（S）
核酸、ATP C、H、0、N、P
叶绿素 C、H、O、N、Mg
2.推断化合物的种类
（1）元素分析法
（2）特征元素提示法
（3）代谢产物推理法
高考精练·专题实战通关
考向一　分析组成细胞的元素、化合物和无机物
1．(2025·陕晋宁青，1)佝偻病伴发的手足抽搐症状与人体内某种元素缺乏有关。该元素还可以(　　)
A．参与构成叶绿素
B．用于诱导原生质体融合
C．辅助血红蛋白携氧
D．参与构成甲状腺激素
2．(2025·湖北，7)我国农学家贾思勰所著《齐民要术》记载：“凡五谷种子，浥郁则不生，生者亦寻死。”意思是种子如果受潮发霉就不会发芽，即使发芽也会很快死亡。下列叙述错误的是(　　)
A．农业生产中，种子储藏需要干燥的环境
B．种子受潮导致细胞内结合水比例升高，自由水比例降低，细胞代谢减弱
C．霉菌在种子上大量繁殖，消耗了种子的营养物质，不利于种子正常萌发
D．发霉过程中，微生物代谢产生的有害物质可能抑制种子萌发相关酶的活性
3．(2025·浙江1月选考，2)无机盐对生物体维持生命活动有重要的作用。人体缺铁会直接引起(　　)
A．血红蛋白含量降低
B．肌肉抽搐
C．神经细胞兴奋性降低
D．甲状腺肿大
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