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细胞中的无机物
高中生物·一轮复习·第2讲
SW生老师
考点要求 考查形式 2025年 2024年 2023年
细胞中的元素和化合物 √选择题 非选择题 \ 重庆·T2，2分 湖南卷T1，2分
水和无机盐 √选择题 非选择题 安徽卷，T9,2分 浙江1月卷，T2,2分 福建卷，T2,2分 海南卷，T4,2分 湖南卷T5，2分
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 √选择题 √非选择题 黑吉辽蒙卷，T11,2分 浙江1月卷，T25，15分 江苏卷，T3,2分 北京卷，T14,2分 重庆卷，T7,2分
考情分析 考情分析：
1．从命题题型和内容上看，高考命题不多，试题以选择题为主，题目容易，主要从以下几方面考查：组成细胞的四种有机物及相关实验、组成细胞的无机物。
2．从命题思路上看，试题情境主要选自大学教材中的相关知识，要求学生在题干信息提取加工的基础上，结合教材原型知识进行作答，通常是考查学生已学知识在新情境中的迁移应用。核心素养的考查主要是生命观念和科学思维的考查，引导学生用模型认知与建构等科学思维深入理解相关概念，形成结构与功能等生命观念。
复习目标 复习目标：
1.说出细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成。
2.通过比较自由水和结合水在生物体内的含量及作用，形成“生命活动都离不开水”的观念。(生命观念)
3．运用归纳与概括的思维方法，探讨组成细胞的化学元素的种类和含量，总结水和无机盐的种类和作用。(科学思维)
4．通过检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质实验，掌握检测原理和方法。(科学探究)
细胞中的元素和化合物、无机物
PART 01
比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量，你能提出什么问题？就自己提出的问题与同学交流。
从元素种类上看：
组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到，没有一种元素为细胞所特有。
为什么呢？
生物体总是与外界环境进行这物质交换，归根结底是生物体有选择地从无机自然界获取各种物质来组成自身。
生物界与非生物界具有统一性
组成地壳和组成细胞的部分元素含量(%)表
一、组成细胞的元素和化合物
比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量，你能提出什么问题？就自己提出的问题与同学交流。
组成地壳和组成细胞的部分元素含量(%)表
从元素含量上看：
细胞与非生物相比，各种元素的相对含量又大不相同
生物界与非生物界具有差异性
元素 玉米细胞 人体细胞
C 43.57 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(%）】
注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3%
左表是玉米细胞和人体细胞内含量较多的化学元素的种类及其含量。
比较组成玉米细胞和人体细胞的元素及含量
1.在玉米细胞和人体细胞中含量较多的四种元素一样吗 怎样解释这种现象
2. 细胞中有些元素含量很少，是否意味着它们不重要
3.比较组成玉米细胞和人体细胞中的元素种类和含量，你还能得出哪些结论
C、H、O、N
讨论
重要
元素 玉米细胞 人体细胞
C 43.57 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(%）】
不同生物体内所含的化学元素的种类 ；
不同生物体内同种元素的
含量 。
同一生物体内的不同元素的
含量 。
细胞的统一性和差异性
体现
注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3%
基本相同
差别较大
也不相同
细胞中常见的化学元素有20多种。
1. 大量元素
含量占生物体总量的万分之一以上的元素；
C
碳
H
氢
O
氧
N
氮
P
磷
S
硫
K
钾
Ca
钙
Mg
镁
等
基本元素
C
碳
碳(C)是构成细胞的核心元素（最基本元素）；
碳(C)是构成有机物的基本支架。
原因：与组成细胞的化合物有关
组成人体细胞的主要元素（占细胞干重的百分比）
组成人体细胞的主要元素（占细胞鲜重的百分比）
鲜重指细胞正常生活状态下所测得的质量，如新鲜菠菜
干重指除去水分后所测得的重量，即烘干保持恒重后测定的重量
O>C>H>N
C>O>N>H
2. 微量元素
含量占生物体总量的万分之一以下的不可缺少的元素
Fe
铁
Zn
锌
Cu
铜
B
硼
Mo
钼
锰
Mn
细胞中常见的化学元素有20多种。
元素缺乏与疾病的相关性
Fe 是血红蛋白的成份，人缺Fe：缺铁性贫血
Mg是植物叶绿素的构成成分。
K、Ca组成牙齿、骨骼，与肌肉收缩有关，血液中Ca2+过低会抽搐。
I 是构成甲状腺激素的原料。幼年：呆小症；成年：甲状腺肿大
组成细胞的各元素以何形式存在的呢？
大多以化合物的形式存在
部分化合物的元素组成
组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在
化合物 化学元素
水 H O
无机盐 Na K Ca Mg Fe Cl
糖类 C H O
脂质 C H O N P
蛋白质 C H O N
核酸 C H O N P
二、组成细胞的化合物
组成细胞的化合物
无机
化合物
有机
化合物
水
无机盐
蛋白质
脂
质
核
酸
糖
类
70%~90%
1~1.5%
7~10%
1~2%
1~1.5%
细胞中含量最多的化合物是_____ 。
细胞内含量最多的有机化合物是___________。
干重中含量最多的化合物是____________。
水
蛋白质
蛋白质
①梨的果实和叶片的细胞中所含化合物的种类和含量有什么明显的差别？
糖类 H2O 叶绿素
梨果实细胞
梨叶片细胞
多
少
多
少
无
多
思考讨论
②下列种子中含蛋白质最丰富的是 ，含淀粉最丰富的是 ，含脂肪最丰富的是 。（玉米、油菜、大豆）
总结：不同生物组织的细胞中各种化合物的含量是有差别的
因此，日常膳食中做到不同食物合理搭配，以满足机体的营养需要
玉米
油菜
大豆
细胞中含量最多的化合物是 。
地球表面约3/4的部分是水。
一个人在极限状况下，可坚持20d以上不进食。
一个人不喝水，1d后就会丧失意识，生命濒临终点。
水
三、细胞中的水
80-85%
鱼类
高等植物
60-80%
哺乳动物
65%
97%
水母
90%
藻类
78%
蛙
1、生物体的含水量
结论
生物种类不同，含水量不同
水生生物> 两栖动物 > 陆生生物
51%
人体幼儿时期
人体成年时期
人体老年时期
77%
60%-65%
52%-58%
结论
同一生物体在不同的生长阶段，含水量不同
幼年> 成年 > 老年
结论
同一生物体不同的组织器官，含水量不同
代谢旺盛的组织或器官中含水量较多
84%
脑
骨骼肌
76%
骨骼
22%
血液
83%
79%
心脏
10%
牙齿
心脏呈坚韧的形态
血液呈流动的液态
2、水的存在形式和作用
水在细胞中以两种形式存在——自由水和结合水。
心脏的结合水含量较多，主要用于构成细胞结构
血液中自由水含量较多，主要来运输营养物质与废物
项目 自由水（95.5%） 结合水（4.5%）
形式 在细胞中以 的形式存在 与细胞内其他物质相结合
特点 可自由流动、易蒸发散失 不易散失、含量较稳定、
失去流动性和溶解性
作用 ①细胞内___________ ②参与_____________ ③为细胞提供液体环境 ④运送营养物质和_________ 是 的重要组成部分
游离
良好的溶剂
生物化学反应
细胞结构
代谢废物
3、自由水与结合水的关系
在一定条件下自由水和结合水可相互转化
√
自由水
结合水
降温
升温
两者的相对含量和生物组织的代谢速率相关
√
上升
下降
细胞代谢
增强
抗逆性
增强
自由水
含量越高
结合水
含量越高
冬小麦抗冻
自由水
结合水
萌发的种子
自由水/结合水
代谢强度
抗逆性
鲜种子
干种子
死种子
晒干
大量散失，
代谢 .
烘烤
散失，
细胞结构被破坏
用水浸泡
仍能萌发
失去大部分自由水的种子
仍 .
自由水
结合水
减弱
保持其生理活性
4、水的结构特点
水分子的空间结构及电子的不对称分布，使水分子成为一个 分子。带有正电荷或负电荷的分子（或离子）都容易与水结合，因此，水是良好的 。
极性
溶剂
每个水分子可以与周围水分子靠 相互作用在一起, 氢键不断地断裂，又不断地形成，使水在常温下能够维持液体状态，具有 。
氢键
由于氢键的存在，水具有较高的 ，这就意味着水的温度相对 发生改变，对于维持生命系统的稳定性十分重要。
比热容
流动性
不容易
1、细胞中无机盐的存在形式及含量
(一) 存在形式
(二) 含量
大多数以 形式
少数以化合物形式
离子
如：骨骼中的碳酸钙等
仅占鲜重1％－1.5％
K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Fe2+等
阳离子
阴离子
Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等
四、细胞中的无机盐
2、细胞中无机盐的作用
材料一
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 。
材料一说明：无机盐是 。
　细胞结构及细胞内某些复杂化合物的组成成分　
　C、H、O、N、Mg　
　C、H、O、N、Fe　
叶绿素分子局部结构图
血红素分子局部结构图
细胞膜流动镶嵌模型
磷脂分子
材料二说明：无机盐能够 。
　维持细胞和生物体的生命活动　
血钙过低
肌肉抽搐
血钙过高
肌无力
人体内Na+缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最后引起肌肉酸疼、无力等。
材料二
生理盐水
质量分数为0.9%的氯化钠溶液
材料三
正常形态
皱缩
膨胀
9%
0.09%
材料三说明：无机盐能够 。
　维持细胞的正常渗透压（正常形态）　
材料四
材料四说明：无机盐能够 。
　维持细胞的酸碱平衡　
剧烈运动后会感到腰酸、膝盖酸，原因是运动时产生了乳酸，但血液的pH没有太大变化,还是维持在7.35~7.45之间。
乳酸 + NaHCO3
乳酸钠 + H2CO3 (碳酸)
H2CO3
H2O + CO2 (经呼吸系统排出)
人体血浆中主要的阳离子是Na+、K+、Ca2+、Mg2+等,对维持细胞外液的渗透压、体液的分布和转移起着决定性的作用;细胞外液中阴离子以Cl-和HCO3-为主,二者对维持酸碱平衡有重要作用。当出现任何一个电解质数量改变时,将导致不同的机体损害,即出现电解质紊乱。例如Ca2+含量过高会导致肌无力、Ca2+含量过低导致抽搐,人体缺铁会导致贫血。
(1)无机盐在生物体中的主要存在形式是什么
(2)根据资料可以得出无机盐的作用是什么
主要以离子的形式存在。
说明无机盐对维持生物体的正常生命活动有着重要的意义,维持细胞外液的渗透压和酸碱平衡。
思考·讨论
(3)人体缺铁为什么会导致贫血 说明无机盐的作用是什么
Fe是血红素的组成成分。说明无机盐是复杂化合物的组成成分。
离子形式
复杂化合物
细胞和生
物体的生命活动
抽搐
渗透压
酸碱平衡
归纳总结
水与细胞代谢的关系
常考无机盐的功能
拓展：验证某种无机盐的生理功能
1、实验设计
2、实验中的对照类型有空白对照和自身前后对照
空白 对照 对照组：植物+完全培养液
实验组：植物+缺无机盐X的培养液
自身 对照 对照组：植物+缺无机盐X的培养液（加入无机盐X之前）
实验组：加入无机盐X之后
3、实验注意事项
(1)实验中应保证实验材料的统一性，即植物的种类、生长状况等应一致。
(2)空白对照中实验组用缺该种无机盐的培养液，对照组用完全培养液，不能用蒸馏水作对照。
(3)自身对照中实验组加入所缺无机盐的目的是形成自身前后对照，以增强说服力。
细胞中的糖类和脂质
PART 02
性质
还原糖
非还原糖
所有的单糖、除蔗糖外的所有二糖
蔗糖、所有的多糖
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
PART 03
还原糖
斐林试剂
1.实验原理
某些化学试剂能够使生物组织中的有关有机化合物产生特定的颜色反应。
砖红色沉淀
水浴加热
蛋白质
双缩脲试剂
紫色反应
脂肪
苏丹Ⅲ染液
橘黄色
砖红色沉淀
还原糖 + 斐林试剂
水浴加热
蛋白质 + 双缩脲试剂 紫色反应
脂肪 + 苏丹III染液 橘黄色
选择要求：颜色浅或接近于浅色，富含某种有机物的材料。
2. 实验材料
(1) 还原糖的鉴定
砖红色沉淀
制备组织样液：
制浆 过滤 取液
用一层纱布
注意：(还原糖：葡萄糖、麦芽糖、果糖等；非还原糖：蔗糖、淀粉等)
原理：
还原糖 + 斐林试剂
材料：苹果、梨
试剂：斐林试剂
甲液：0.1g/ml NaOH溶液
乙液：0.05g/ml CuSO4溶液
步骤：
水浴加热
（无色或近白色、含还原糖高）
3. 过程及结果
向试管内注入2mL待测组织样液
将试管放入盛有50~65℃温水的大烧杯中加热约2min。
出现砖红色沉淀
甲液
乙液
0.1g/mL的NaOH
0.05g/mL的CuSO4
等量混合
新制Cu(OH)2
斐林试剂
(蓝色）
现配
取1mL
豆浆滤液或鸡蛋清稀释液
取材：
步骤：
组织样液2mL
双缩脲试剂A液1mL
双缩脲试剂B液4滴
摇匀后出现紫色反应
试剂：
原理：
蛋白质 + 双缩脲试剂 紫色反应
A液： 0.1g/ml的NaOH溶液
B液： 0.01g/ml的CuSO4溶液
双缩脲试剂
(2) 蛋白质的鉴定
(3) 脂肪的鉴定
方法：制作子叶临时切片，用显微镜观察子叶细胞着色情况。
原理：脂肪+苏丹III染液 橘黄色
脂肪的检测和观察
取材切片
苏丹Ⅲ染色3分钟
吸去多余染液
用50%酒精洗去浮色
吸去多余酒精
滴加蒸馏水
盖盖玻片制成临时装片
实验小结
斐林试剂
甲液：0.1g/mL的NaOH
乙液：0.05g/mL的CuSO4
双缩脲试剂
A液：0.1g/mL的NaOH
B液：0.01g/mL的CuSO4
0.01g/mL苏丹Ⅲ染液
体积分数为50％酒精
蒸馏水
斐 等量混合，现配现用
双 先A摇匀，后B要少
苏 染液要洗，多余要去
实验材料：
颜色浅含量高
实验步骤：
斐林试剂与双缩脲试剂的对比
0. 1g/mlNaOH
0. 05g/mlCuSO4
0. 1g/mlNaOH
0. 01g/mlCuSO4
还原糖+Cu(OH)2
↓Δ
Cu2O(沉淀）
肽键与Cu2+在碱性的条件下结合成紫色络合物
新制Cu(OH)2
碱性条件下的Cu2+
等量混合，现配现用
先A摇匀，后B要少
50-65℃水浴加热
无需加热
浅蓝→棕色→砖红色沉淀
紫色
1.区分斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同”
注意事项
2.实验成功的3个关键点
(1)三个实验中都不宜选取有颜色的材料,否则会干扰实验结果的观 察。
(2)物质鉴定实验一般不设立对照实验,若需设立对照实验,对照组应加入成分已知的物质,如验证唾液淀粉酶是蛋白质,对照组可加入稀释的鸡蛋清。
(3)实验中,在加相应试剂之前要留出部分组织样液,目的是作为对照,以便与鉴定后的样液颜色作对比,增强实验的说服力。
3.三类有机物检测在操作步骤上的“三个唯一”
(1)唯一需要水浴加热——还原糖检测。若不加热,则无砖红色沉淀出现。
(2)唯一需要显微镜——脂肪颗粒的观察。
(3)唯一使用酒精——脂肪的检测,实验用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色。
能力提升
PART 03
一、教材知识链接
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。(答2点)
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？
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水分，同时也需要补充体内丢失的无机盐_，因此，输入 葡萄糖盐水 是常用的治疗方法。
(2)大量出汗会排出过多的无机盐，导致体内的水盐平衡和酸碱平衡失调，这时应多喝淡盐水_。
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
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。
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
丢失的无机盐
葡萄糖盐水
水盐平衡和酸碱
淡盐水
二、教材深挖拓展
1．在蛋白质的检测和观察实验中，向试管内注入双缩脲试剂B液的量只有4滴，不能过量的原因：过量的CuSO4溶液会与NaOH溶液反应生成蓝色沉淀氢氧化铜，干扰实验结果的观察。
2．细胞是生命活动的基本单位，虽然组成细胞的元素来自无机自然界，但是构成细胞的主要元素C、H、O、N的相对含量与无机自然界差异很大，这与组成细胞内的化合物(如糖类、脂质、蛋白质和 核酸)有关。
3．水是良好溶剂的原因：水分子由2个氢原子和1个氧原子构成，氢原子以共用电子对与氧原子结合。由于氧具有比氢更强的吸引共用电子的能力，使氧的一端稍带负电荷，氢的一端稍带正电荷。水分子的空间结构及电子的不对称分布，使水分子成为一个极性分子。带有正电荷或负电荷的分子(或离子)都容易与水结合，因此，水是良好的溶剂。
过量的CuSO4溶液会与NaOH溶液反应生成蓝色沉淀氢氧化铜，干扰实验结果的观察
组成细胞内的化合物(如糖类、脂质、蛋白质和核酸)
水分子由2个氢原子和1个氧原子构成，氢原子以共用电子对与氧原子结合。由于氧具有比氢更强的吸引共用电子的能力，使氧的一端稍带负电荷，氢的一端稍带正电荷。水分子的空间结构及电子的不对称分布，使水分子成为一个极性分子。带有正电荷或负电荷的分子(或离子)都容易与水结合，因此，水是良好的溶剂
4．生理盐水的含义：质量分数为0.9%的氯化钠溶液的浓度，正是人体细胞所处液体环境中溶质的浓度，所以 叫生理盐水。
5．人体内血红蛋白和红细胞的减少都可以导致贫血。血红蛋白的分子结构不能缺少的一种元素就是Fe。缺Fe会导致血红蛋白合成障碍，从而引起贫血。
6．P是植物生长发育所必需的大量元素之一，是许多重要化合物和生物膜等的重要组成成分，也在光合作用和细胞呼吸等与能量代谢有关的反应中扮演重要角色。当P供应不足时，核酸的合成会受到影响，并波及蛋白质的合成，还会影响糖类的代谢。因此，缺P会影响植物的生长发育。
质量分数为0.9%的氯化钠溶液的浓度，正是人体细胞所处液体环境中溶质的浓度，所以叫生理盐水
缺Fe会导致血红蛋白合成障碍，从而引起贫血。
当P供应不足时，核酸的合成会受到影响，并波及蛋白质的合成，还会影响糖类的代谢
真题练习
PART 04
　
1．(2025·云南选择考)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
C
2．(2025·广东选择考)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
C
3．(2023·北京等级考)PET- CT是一种使用示踪剂的影像学检查方法。所用示踪剂由细胞能量代谢的主要能源物质改造而来，进入细胞后不易被代谢，可以反映细胞摄取能源物质的量。由此可知，这种示踪剂是一种改造过的(　　)
A．维生素 B．葡萄糖
C．氨基酸 D．核苷酸
B
4．(2022·浙江1月选考)植物体内果糖与X物质形成蔗糖的过程如图所示。
下列叙述错误的是(　　)
A．X与果糖的分子式都是C6H12O6
B．X是植物体内的主要储能物质
C．X是植物体内重要的单糖
D．X是纤维素的结构单元
B

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