文档文本内容
第02 讲 细胞中的元素和化合物
内容导航
01
命题透视·考情前瞻
对标素养，研判高考命题趋势
02
知识建联·脉络梳理
搭建知识框架，构建系统思维
03
考点精讲·靶向突破
拆解核心考点，突破命题考向
知识解构
+ 即时演练
+ 高分破译
考点一 细胞中的元素
知识点1 元素的种类与分类
知识点2 元素在生物界与非生物界的分布
考点二 细胞中的无机化合物
知识点1 细胞中的水
知识点2细胞中的无机盐
考点三 实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
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
04
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
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
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
05
情境探究·素养拓展
深挖素材脉络，规范长句作答
命题透视·考情前瞻
——对标素养，研判高考命题趋势
考查概述
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。
考查形式
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。
课标要求
明确目标
1. 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）
2. 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）
3. 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）
高考前沿
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Fe²⁺参与血红蛋白合成、Mg²⁺参与叶绿素合成、HCO₃⁻/H₂CO₃ 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
1.
组成细胞的元素
(1)
大量元素：
① 定义：含量占生物体总重量万分之一以上的元素。
② 种类：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg。
③ 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。
(2)
微量元素：
① 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。
② 种类：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo。
③ 记忆口诀：铁锰锌铜硼钼（Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo）。
④ 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）。
2.
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
1.
生物界与非生物界的统一性和差异性
(1)
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。
(2)
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。
2.
不同生物间元素的比较
(1)
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）。
(2)
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）。
3.
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
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
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
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
1、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。
2、水的功能
(1)
自由水的功能：
① 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。
② 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。
③ 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。
④ 提供液体环境：细胞浸润在以水为基础的液体环境中。
(2)
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
(1)
动态转化：自由水和结合水在一定条件下可以相互转化。
(2)
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。
(3)
生理意义：
① 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。
② 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
1. 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⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Cl⁻、HCO₃⁻
等
2. 无机盐的生理功能
(1)
构成细胞内某些复杂化合物的重要成分：
① Fe²⁺：是血红蛋白的组成成分，缺乏会患缺铁性贫血。
② Mg²⁺：是叶绿素的组成成分，缺乏会影响光合作用。
③ 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）。
④ Ca²⁺：是骨骼和牙齿的重要组成成分。
(2)
维持细胞和生物体的生命活动：
① 血钙过低：会引起肌肉抽搐。
② 血钙过高：会引起肌无力。
③ 缺 Na⁺：会导致肌肉酸痛无力。
(3)
维持细胞的酸碱平衡和渗透压平衡：
① 缓冲物质：如 HCO₃⁻/H₂CO₃、HPO₄²⁻/H₂PO₄⁻等，能维持细胞内环境的 pH 稳定。
② 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。
3. 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 Mg²⁺
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 HCO₃⁻）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
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
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
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
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
1、实验原理
(1)
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。
(2)
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。
(3)
蛋白质：与双缩脲试剂发生反应，产生紫色络合物。
2、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 CuSO₄ 溶
液
质量浓度为 0.01 g/mL 的 CuSO₄ 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（CuSO₄）
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)₂ 还原为 Cu₂O（砖
红色）
在碱性环境下，Cu²⁺ 与肽键结合形成紫色络合物
3、实验材料选择
(1)
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）。
(2)
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。
(3)
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
(1)
还原糖的检测：
① 取待测组织样液 2 mL 注入试管。
② 加入刚配制好的斐林试剂 1 mL（甲液和乙液等量混合）。
③ 将试管放入盛有 50~65℃温水的大烧杯中水浴加热约 2 分钟。
④ 观察现象：溶液颜色由蓝色变为棕色，最终变为砖红色沉淀。
(2)
蛋白质的检测：
① 取待测组织样液 2 mL 注入试管。
② 先加入双缩脲试剂 A 液（NaOH）1 mL，摇匀（营造碱性环境）。
③ 再加入双缩脲试剂 B 液（CuSO₄）4 滴，摇匀。
④ 观察现象：溶液变成紫色。
(3)
脂肪的检测（切片法）：
① 制作花生子叶临时切片。
② 滴加 3 滴苏丹Ⅲ染液（或苏丹Ⅳ染液），染色 3 分钟。
③ 滴加体积分数为 50% 的酒精溶液，洗去浮色（关键步骤）。
④ 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
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
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
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
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
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_ _细胞，大鼠肾小管中葡萄糖含量增加，会使其
尿量__ __。同时大鼠的进食量增加，体重下降，原因是_
_。
②检测尿中是否有葡萄糖，可选用的试剂是_ _。
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_ _；光能转
化为电能，再转化为_ _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_ _，从叶绿素的合成角度分析，原因是 _（答出两点即
可）。
