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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 2
考点三 检测生物组织中的糖类、脂肪、蛋白质 3
综合提升 4
重难·创新演练 5
真题·实战演练 8
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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_______________________。
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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第02讲 细胞中的元素和化合物
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命题透视·考情前瞻
——对标素养，研判高考命题趋势
从命题题型和内容上看，高考命题多集中在选择题，题目相对基础，以考查基础知识和基本概念为主。主要涉及组成细胞的元素及分类、细胞中化合物的种类及含量、无机物（水和无机盐）的存在形式及功能，以及有机物的检测原理和操作等核心内容。
试题以选择题为主，题目相对简单，以基础考查为主。常结合具体的生命现象或生产生活情境，考查学生对基础知识的理解和迁移应用能力。
说出组成细胞的元素及其分类（大量元素、微量元素），阐明生物界与非生物界在元素种类和含量上的统一性与差异性。（生命观念） 概述细胞中化合物的种类及含量，阐明细胞中含量最多的化合物和有机化合物。（生命观念） 说明细胞中的无机物（水和无机盐）的存在形式及重要功能，特别是无机盐对维持细胞和生物体生命活动的重要作用。（科学思维）
1. 细胞中的元素 2026·黑吉辽蒙卷，1；2025·江西卷，4；2025·云南卷，1；2025·河南卷，1；2024·重庆卷，2；
2. 细胞中的无机化合物 2026·浙江卷1月选考，1；2025·天津卷，1；2025·河南卷，3；2024·甘肃卷，1；2023·福建卷，1；
知识建联·脉络梳理
——搭建知识框架，构建系统思维
考点精讲·靶向突破
——拆解核心考点，突破命题考向
自主研学·梳理教材
1.说出组成细胞的化学元素种类（大量元素、微量元素），理解生物界与非生物界的统一性和差异性。
2.概述细胞中化合物的种类（无机物：水、无机盐；有机物：糖类、脂质、蛋白质、核酸）及含量，明确含量最多的化合物（水）和含量最多的有机化合物（蛋白质）。
3.说明自由水与结合水的存在形式、功能及相互转化条件（如温度、代谢强度影响），分析细胞代谢速率与水含量的关系。
4.列举无机盐的主要存在形式（离子态为主），阐述其生理功能（如构成复杂化合物、维持渗透压和酸碱平衡、调节生命活动），举例说明（如Fe 参与血红蛋白合成、Mg 参与叶绿素合成、HCO /H CO 维持酸碱平衡）。
5.阐明实验原理（如斐林试剂检测还原糖、双缩脲试剂检测蛋白质的颜色反应），掌握试剂使用方法（现配现用、等量混合、水浴加热等），规范操作步骤（选材、制片、加样、观察），准确分析实验结果（颜色变化）。
考点一 细胞中的元素
知●识●解●构
知识点1 元素的种类与分类
组成细胞的元素
大量元素：
定义：含量占生物体总重量万分之一以上的元素。
种类：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg。
地位：构成细胞的主要元素，其中 C、H、O、N含量最多，称为基本元素；C是最基本元素。
微量元素：
定义：含量很少（占生物体总重量万分之一以下），但又是生命活动所必需的元素。
种类：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo。
记忆口诀：铁锰锌铜硼钼（Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo）。
地位：缺乏会导致相应的病症（如缺Fe患缺铁性贫血，缺I患地方性甲状腺肿，缺B导致花而不实）。
总结
考点归纳 核心结论
最基本元素 C（因为碳原子之间能形成稳定的碳链，作为生物大分子的骨架）
基本元素 C、H、O、N（含量占细胞鲜重的绝大部分）
大量元素 C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg
微量元素 Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo
统一性与差异性 种类大体相同（统一），含量差异很大（差异）
知识点2 元素在生物界与非生物界的分布
生物界与非生物界的统一性和差异性
统一性：
表现：组成生物体的化学元素在无机自然界中都能找到，没有一种是生物所特有的。
原因：生命起源于非生物环境，生物体是从无机自然界获取各种物质来组成自身的。
差异性：
表现：组成生物体的化学元素在生物体内和无机自然界中的含量相差很大。
原因：生物体有其特定的生理功能和代谢机制，对环境元素具有选择性吸收和利用的能力。
不同生物间元素的比较
种类：不同生物体内，各种化学元素的种类大体相同（体现了生物界的统一性）。
含量：不同生物体内，各种化学元素的含量差异很大（体现了生物界的差异性）。
核心概念辨析
比较类型 概念界定 核心区别
统一性 元素种类的关系 强调“有没有”，即生物体内的元素在无机界都能找到
差异性 元素含量的关系 强调“多不多”，即同种元素在生物界和非生物界的含量差异巨大
技巧方法：对照实验法探究某种元素是不是植物/动物的必需元素
即●时●演●练
回归教材·易错辨析
判断以下表述是否正确：
1.生物界和非生物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。（ ）
2.大量元素和微量元素是根据元素在生物体内含量的多少来划分的，因此微量元素在生物体内含量极少，作用微小。（ ）
3.因为 C 是细胞干重中含量最多的元素，所以其是最基本的元素。（ ）
4.在细胞鲜重中，含量最多的元素是 C，含量最多的化合物是蛋白质。（ ）
5.因为 Fe 是微量元素，所以它在细胞中不如大量元素重要。（ ）
考向01 元素种类与分类的判断
1．下列各组物质中，由相同种类元素组成的是（　　）
A．胆固醇、脂肪酸、脂肪酶
B．氨基酸、核苷酸、半乳糖
C．淀粉、脂肪、纤维素
D．性激素、生长激素、胰岛素
【答案】C
【分析】糖类的元素组成是C、H、O；蛋白质的元素组成是C、H、O、N等；不同类的脂质的元素组成不同，脂肪和固醇的元素组成是C、H、O，磷脂的元素组成是C、H、O、N、P；核酸的元素组成是C、H、O、N、P。
【详解】A、脂肪酶的化学本质是蛋白质，基本元素组成是C、H、O、N，而胆固醇、脂肪酸的组成元素只有C、H、O，不含N元素，A错误；
B、氨基酸是蛋白质的基本单位，基本元素组成是C、H、O、N，核苷酸是核酸的基本单位，元素组成是C、H、O、N、P，半乳糖的元素组成是C、H、O，三者元素组成不同，B错误；
C、淀粉、纤维素都是糖类，和脂肪的元素组成相同，都是C、H、O，C正确；
D、性激素的元素组成是C、H、O，生长激素、胰岛素的元素组成是C、H、O、N等，D错误。
故选C。
2．氮元素是植物生长的必需元素。下列有关叙述正确的是（　　）
A．氮元素属于植物细胞中的微量元素
B．细胞中的氮元素大多以离子的形式存在
C．氮元素参与植物细胞中纤维素的合成
D．氮元素可参与合成叶绿素进而提高产量
【答案】D
【详解】A、氮元素属于植物细胞中的大量元素（C、H、O、N、P、S等），而非微量元素（如Fe、Mn、B等），A错误；
B、细胞中的氮元素主要参与构成含氮有机物（如蛋白质、核酸等），而非以离子形式存在，B错误；
C、纤维素属于多糖，其组成元素为C、H、O，不含氮元素，C错误；
D、叶绿素分子含氮和镁，其合成也需要酶的催化，而酶的化学本质是蛋白质（含氮），且氮元素参与叶绿体中其他重要物质的合成（如酶、ATP等），从而提高光合作用效率，最终增加产量，D正确。
故选D。
考向02 生物界与非生物界关系的逻辑辨析
3．牛吃草获得营养物质，那么牛和草的化学元素种类以及含量上的特点分别是（ ）
A．种类和含量都相差很大
B．种类和含量都相差不大
C．种类相差很大，其中相同元素的含量大体相同
D．种类大体相同，其中相同元素的含量大多相差很大
【答案】D
【分析】从元素的种类上来说，植物和动物体内所含元素的种类大体相同，动植物都含有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等元素；从元素的含量上来说，植物和动物体内所含元素的量存在差异性。
【详解】A、牛和草的化学元素种类差别大体相同，A错误；
B、牛和草的化学元素含量相差很大，B错误；
C、牛和草的化学元素种类差别不大，但是相同元素的含量相差较大，C错误；
D、牛和草体内的各种化学元素的种类大体相同，其中相同元素的含量大多存在较大差异，D正确。
故选D。
考点二 细胞中的无机化合物
知●识●解●构
知识点1 细胞中的水
水的含量与存在形式
阶段 项目 核心事实 特征描述
基础认知 含量 水在细胞中的含量最多 约占细胞鲜重的 85% ~ 90%，是细胞中含量最多的化合物
基础认知 存在形式 自由水和结合水 两者的相对含量决定了细胞的代谢强度和抗逆性
自由水：以游离的形式存在，可以自由流动的水。
结合水：与细胞内的其他物质相结合的水，是细胞结构的重要组成成分。
水的功能
自由水的功能：
良好溶剂：许多物质溶解在水中，利于细胞内的物质运输和生物化学反应的进行。
参与反应：直接参与生物体内的许多化学反应，如光合作用、呼吸作用等。
运输载体：运送营养物质和代谢废物，维持细胞的正常形态和功能。
提供液体环境：细胞浸润在以水为基础的液体环境中。
结合水的功能：是细胞结构的重要组成成分，赋予各种组织、器官一定的形状、硬度和弹性。
3、水的存在形式的转化及其意义
动态转化：自由水和结合水在一定条件下可以相互转化。
影响因素：主要受温度影响。在低温环境下，部分自由水会转化为结合水。
生理意义：
自由水/结合水比值高：细胞代谢旺盛，生长迅速，但抗逆性（如抗旱、抗寒）弱。
自由水/结合水比值低：细胞代谢缓慢，但抗逆性强。例如，越冬植物的自由水比例降低，结合水比例升高，以利于抵抗寒冷环境。
4、核心概念辨析
比较类型 概念界定 核心区别
自由水 以游离态存在，可自由流动 功能侧重于代谢，是细胞内的良好溶剂和运输介质
结合水 与细胞内其他物质相结合 功能侧重于结构，是细胞结构的重要组成部分
知识点2 细胞中的无机盐
无机盐的含量与存在形式
阶段 项目 核心事实 特征描述
基础认知 含量 很少，约占细胞鲜重的 1% ~ 1.5% 无机盐在细胞中含量很少，但不容忽视
基础认知 存在形式 绝大多数以离子形式存在 主要有 Na 、K 、Ca 、Mg 、Cl 、HCO 等
无机盐的生理功能
构成细胞内某些复杂化合物的重要成分：
Fe ：是血红蛋白的组成成分，缺乏会患缺铁性贫血。
Mg ：是叶绿素的组成成分，缺乏会影响光合作用。
I：是甲状腺激素的组成成分，缺乏会患地方性甲状腺肿（大脖子病）。
Ca ：是骨骼和牙齿的重要组成成分。
维持细胞和生物体的生命活动：
血钙过低：会引起肌肉抽搐。
血钙过高：会引起肌无力。
缺 Na ：会导致肌肉酸痛无力。
维持细胞的酸碱平衡和渗透压平衡：
缓冲物质：如 HCO /H CO 、HPO /H PO 等，能维持细胞内环境的 pH 稳定。
渗透压：Na 、Cl 等对维持细胞外液渗透压起重要作用，K 对维持细胞内液渗透压起重要作用。
核心概念辨析
比较类型 概念界定 核心区别
离子形式 无机盐的主要存在形式 具有流动性，参与多种生理过程，如神经冲动的传导
化合物形式 少数无机盐参与构成大分子 结构稳定，是细胞结构的组成部分，如叶绿素中的 Mg
即●时●演●练
回归教材·易错辨析
判断以下表述是否正确：
1.自由水/结合水的比值越高，细胞新陈代谢越旺盛，抗逆性越强。（ ）
2.无机盐在细胞中主要以化合物的形式存在。（ ）
3.剧烈运动大量出汗后，人体内的 Na 流失较多，此时只需大量补充水分即可恢复体能。（ ）
4.无机盐对于维持细胞的酸碱平衡非常重要，因此细胞内的缓冲物质（如 HCO ）全部都属于无机盐离子。（ ）
5.玉米植株体内的 Mg 元素在老叶中的含量通常高于新叶，这是因为 Mg 在植物体内形成了稳定的、不可移动的化合物。（ ）
考向01 水的存在形式与功能辨析
4．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
【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，细胞内良好的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。
5．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
【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。
考向02 无机盐的功能与实例对应
6．无机盐是维持生命活动不可或缺的物质，下列关于人体内Mg2+的叙述，最合理的是（　　）
A．是直接参与肌肉收缩的关键离子
B．是组成血红蛋白的关键离子
C．是维持细胞外液酸碱平衡的关键离子
D．是激活某些胞内酶的关键离子
【答案】D
【详解】A、直接参与肌肉收缩的关键离子是Ca2+，Mg2+不直接参与肌肉收缩过程，A错误；
B、组成血红蛋白的关键离子是Fe2+，Mg2+是植物细胞中叶绿素的组成成分，人体血红蛋白不含Mg2+，B错误；
C、维持细胞外液酸碱平衡的关键离子是HCO3-、HPO42-等缓冲对离子，Mg2+不是承担该功能的关键离子，C错误；
D、Mg2+是多种胞内酶的激活剂，可激活参与细胞呼吸、核酸合成等生命活动的多种酶，是激活某些胞内酶的关键离子，D正确。
7．钙调蛋白是广泛存在于真核细胞的Ca2+感受器 例如根横放时淀粉体下沉诱导内质网释放Ca2+，Ca2+能与钙调蛋白结合，活化有关蛋白质，最终导致根的生长方向发生改变 以下说法错误的是（　　）
A．上述实例说明无机盐对于生命活动是必不可少的
B．钙调蛋白结合Ca2+后空间结构可能发生改变
C．哺乳动物血液中Ca2+含量过低会出现抽搐的现象
D．细胞中的元素均为微量元素
【答案】D
【详解】A、题干中Ca2+作为信号分子参与根生长方向的调节过程，说明无机盐对于细胞和生物体的生命活动是必不可少的，A正确；
B、蛋白质发挥功能时往往会伴随空间结构的改变，钙调蛋白结合Ca2+后能活化有关蛋白质，说明其结合Ca2+后空间结构可能发生改变，B正确；
C、哺乳动物血液中Ca2+的含量需维持在适宜范围，含量过低会引起肌肉抽搐，这是教材明确提及的无机盐功能相关实例，C正确；
D、细胞中的大量元素包含C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等，微量元素包含Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等，因此Ca、Mg属于大量元素，只有Fe是微量元素，D错误。
考点三 实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
知●识●解●构
知识点 使用特定试剂检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
实验原理
糖类：还原糖：与斐林试剂在水浴加热条件下发生反应，生成砖红色沉淀。淀粉：遇碘液变蓝色。
脂肪：可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色；或被苏丹Ⅳ染液染成红色。
蛋白质：与双缩脲试剂发生反应，产生紫色络合物。
试剂组成与使用比较
比较项目 斐林试剂 双缩脲试剂
甲液 质量浓度为 0.1 g/mL 的 NaOH 溶液 质量浓度为 0.1 g/mL 的 NaOH 溶液
乙液 质量浓度为 0.05 g/mL 的 CuSO 溶液 质量浓度为 0.01 g/mL 的 CuSO 溶液
使用方法 等量混合均匀后立即使用（现配现用） 先加 A 液（NaOH）创造碱性环境，摇匀后再加 B 液（CuSO ）
反应条件 水浴加热（50~65℃） 常温（不需加热）
反应原理 还原糖将 Cu(OH) 还原为 Cu O（砖红色） 在碱性环境下，Cu 与肽键结合形成紫色络合物
3、实验材料选择
还原糖检测：材料：含糖量高、白色或近白色的植物组织（如苹果、梨匀浆）。禁忌：不能用甘蔗（主要含蔗糖，非还原糖）、西瓜汁（红色干扰观察）。
脂肪检测：材料：花生种子（富含脂肪）。方法：制作徒手切片，用显微镜观察被染色的脂肪颗粒。
蛋白质检测：材料：黄豆（豆浆）、蛋清稀释液。禁忌：若直接用蛋清做实验，必须稀释，否则反应后会粘在试管壁上，不易清洗。
4、实验步骤与现象
还原糖的检测：
取待测组织样液 2 mL 注入试管。
加入刚配制好的斐林试剂 1 mL（甲液和乙液等量混合）。
将试管放入盛有 50~65℃温水的大烧杯中水浴加热约 2 分钟。
观察现象：溶液颜色由蓝色变为棕色，最终变为砖红色沉淀。
蛋白质的检测：
取待测组织样液 2 mL 注入试管。
先加入双缩脲试剂 A 液（NaOH）1 mL，摇匀（营造碱性环境）。
再加入双缩脲试剂 B 液（CuSO ）4 滴，摇匀。
观察现象：溶液变成紫色。
脂肪的检测（切片法）：
制作花生子叶临时切片。
滴加 3 滴苏丹Ⅲ染液（或苏丹Ⅳ染液），染色 3 分钟。
滴加体积分数为 50% 的酒精溶液，洗去浮色（关键步骤）。
制成临时装片，显微镜下观察：可见细胞内有橘黄色（或红色）的脂肪颗粒。
特别提醒：三类有机物检测在操作步骤上的“三个唯一”
【1】唯一需要加热——还原糖检测，需要用水浴加热，一般不能用酒精灯直接加热。
【2】唯一需要显微镜——脂肪检测。
【3】唯一使用酒精——脂肪检测，用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色。
即●时●演●练
回归教材·易错辨析
判断以下表述是否正确：
1.鉴定可溶性还原糖时，应选择含糖量高且颜色为白色或近白色的植物组织，如苹果、梨。（ ）
2.斐林试剂和双缩脲试剂的成分完全相同，只是使用方法不同。（ ）
3.在脂肪鉴定实验中，用显微镜观察时，一定能看到橘黄色（或红色）的脂肪颗粒。（ ）
4.双缩脲试剂检测的是蛋白质中的肽键，因此不能用来检测氨基酸。（ ）
5.鉴定淀粉时，应直接滴加碘液，观察到溶液变蓝色即可证明有淀粉存在。（ ）
考向 实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
8．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
【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。
9．下列有关生物组织中化合物检测的叙述，正确的是（ ）
A．向马铃薯匀浆中滴加碘液呈现蓝色，说明含有葡萄糖
B．花生子叶切片用苏丹Ⅲ染液染色后，需用50%的酒精溶解脂肪滴
C．检测还原糖时，加入本尼迪特试剂需热水浴后观察显色反应
D．检测蛋白质时，先加双缩脲试剂B液再加A液，不影响实验结果
【答案】C
【详解】A、向马铃薯匀浆中滴加碘液呈现蓝色，说明含有淀粉（淀粉遇碘变蓝），而非葡萄糖。葡萄糖需用本尼迪特试剂（斐林试剂）检测，A错误；
B、花生子叶切片用苏丹Ⅲ染液染色后，需用50%的酒精洗去浮色（去除染料残留），而非溶解脂肪滴（脂肪本身不溶于酒精），B错误；
C、检测还原糖时，本尼迪特试剂（斐林试剂）需在50~65℃热水浴中加热，才能出现砖红色沉淀，这是该反应的必需条件，C正确；
D、检测蛋白质时，应先加双缩脲试剂A液（0.1g/mL NaOH）创造碱性环境，再加B液（0.01g/mL CuSO ）反应生成紫色络合物。若顺序颠倒，Cu 会与碱性环境直接反应生成沉淀，影响实验结果，D错误。
故选C。
真题溯源·考向感知
——溯源真题逻辑，感知高考考向
题组一 情景设定：佝偻病伴发的手足抽搐症状 知识溯源：细胞中的无机盐功能辨析
1．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）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
【答案】B
【知识点】细胞中的无机盐、植物体细胞杂交技术
【分析】手足抽搐是由于血钙浓度降低引起的，而佝偻病与钙吸收不足有关。
【详解】A、佝偻病伴发的手足抽搐症状与人体内钙（Ca2+）缺乏有关，叶绿素的核心元素是镁（Mg2+），钙（Ca2+）不参与叶绿素构成，A错误；
B、在植物体细胞杂交技术中，高Ca2+-高pH是植物原生质体融合的其中一种方法，与钙（Ca2+）有关，B正确；
C、血红蛋白的辅基含铁（Fe2+），负责携氧，与钙无关，C错误；
D、甲状腺激素含碘（I-），钙不参与其构成，D错误。
故选B。
题组二 情景设定：元素在生命活动中的重要作用 知识溯源：细胞中的元素功能辨析
2．（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
【知识点】细胞中的无机盐
【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。
题组三 情景设定：花瓣细胞中含量最多的化合物 知识溯源：细胞中的水
3．（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
【知识点】组成细胞的化合物、细胞中的水
【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。
情境探究·素养拓展
——深挖素材脉络，规范长句作答
1.（2025·浙江·高考真题·25节选）为研究药物D对机体生理功能的影响和药物Z对细胞增殖的影响，某同学进行以下实验并提出一个实验方案。回答下列问题：
给一组大鼠隔日注射药物D，每隔一定时间，测定该组大鼠的血糖浓度和尿糖浓度。
实验结果：血糖浓度增加，出现尿糖且其浓度增加。
(1)①由上述实验结果推测，药物D损伤了大鼠的_胰岛B_细胞，大鼠肾小管中葡萄糖含量增加，会使其尿量__增加__。同时大鼠的进食量增加，体重下降，原因是_胰岛素分泌不足，机体对血糖的利用减弱，供能不足，为补充能量，需增加食物的摄取，同时加速脂肪等非糖物质的转化与分解_。
②检测尿中是否有葡萄糖，可选用的试剂是__斐林试剂__。
3．（2024·湖南·高考真题·17节选）钾是植物生长发育的必需元素，主要生理功能包括参与酶活性调节、渗透调节以及促进光合产物的运输和转化等。研究表明，缺钾导致某种植物的气孔导度下降，使CO2通过气孔的阻力增大；Rubisco的羧化酶（催化CO2的固定反应）活性下降，最终导致净光合速率下降。回答下列问题：
(1)从物质和能量转化角度分析，叶绿体的光合作用即在光能驱动下，水分解产生_O2、H+、电子_；光能转化为电能，再转化为_ATP和NADPH_中储存的化学能，用于暗反应的过程。
(2)长期缺钾导致该植物的叶绿素含量_减少_，从叶绿素的合成角度分析，原因是_缺钾影响光合产物的运输和转化，叶绿素合成的底物供应不足：缺钾影响 叶绿素合成相关酶的活性_（答出两点即可）。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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