高考生物大一轮复习 第一单元 细胞及分子组成 第2讲 细胞中的元

第2讲 细胞中的元素和化合物 细胞中的无机物

1.水和无机盐的作用(Ⅰ)

2.实验：检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白

质

[学生用书P7])

一、组成细胞的元素和化合物

1．组成细胞的元素

(1)存在形式：大多数以化合物的形式存在。

(2)分类

①从含量上分

大量元素：C 、H 、O 、N 、P 、S 、K 、Ca 、Mg 等。

微量元素：Fe 、Mn 、Zn 、Cu 、B 、Mo 等。

谐音巧记组成细胞的微量元素

铁 猛(锰) 碰(硼) 新(锌) 木(钼) 桶(铜)

②从作用上分

最基本元素：C 。

基本元素：C 、H 、O 、N 。

2．组成细胞的化合物

(1)种类?

????无机化合物：水和无机盐有机化合物：糖类、脂质、蛋白质和核酸等 (2)含量?????含量最多或占细胞鲜重最多的化合物：水含量最多的有机物：蛋白质占细胞干重最多的化合物：蛋白质

二、生物组织中糖类、脂肪和蛋白质检测的原理

[连一连]

三、细胞中的无机物

1．水

写出A、B、C、D所反映的以上两种水的功能：

A．组成细胞结构。

B．提供细胞生活的液体环境。

C．作为反应物，参与反应。

D．有利于物质运输。

[解惑] 种子晒干时减少的是自由水，细胞仍能保持活性；加热或炒熟则失去的主要是结合水，种子死亡不萌发。

2．无机盐

(1)含量：占细胞鲜重的1%～1.5%。

(2)在细胞中的存在形式：大多数以离子的形式存在。

(3)生理作用

①是某些复杂化合物的组成成分，如Mg2＋参与叶绿素合成；Fe2＋参与血红蛋白合成。

②维持细胞和生物体的生命活动。

③维持细胞的酸碱平衡。

所有的色素分子都含有Mg2＋吗？

提示：只有叶绿素分子中含Mg2＋。

1．(必修1 P19拓展题T1改编)组成生物体的元素追根溯源来自无机环境，下列有关说法正确的是( )

A．生物体内的元素比例和无机环境中相同

B．说明生物界和非生物界具有统一性

C．生物界中含量最多的三种元素是O、C、H，因此非生物界中含量最多的三种元素也是O、C、H

D．生物体内的元素种类和无机环境中相同

答案：B

2．(必修1 P35思考与讨论改编)下列有关植物缺乏镁元素的说法，错误的是( ) A．不能合成叶绿素，说明无机盐有调节细胞和生物体生命活动的作用

B．植物叶片变成黄色

C．能合成部分叶绿体色素

D．光合作用强度将会有一定程度的降低

答案：A

3．思维诊断

(1)判断下列有关组成细胞的元素和化合物的叙述

①(2016·山东实验中学高三期中T5B)Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等是组成细胞的微量元素。(×)

②无论是干重还是鲜重，组成细胞的元素中C、O、H、N这四种元素的含量最多。(√)

③在人体活细胞中氢原子的数目最多。(√)

④细胞鲜重中含量最多的有机化合物是蛋白质。(√)

(2)判断下列有关生物组织中糖类、脂肪和蛋白质的叙述

①(2015·高考四川卷T5A)用双缩脲试剂检测蛋白尿，需水浴加热方可呈现出紫色。

(×)

②鉴定待测样液中的蛋白质时，先加NaOH溶液，振荡后加入CuSO4溶液。(√)

③以新鲜洋葱鳞片叶内表皮为材料，经苏丹Ⅲ染色，可观察到橘黄色颗粒状的蛋白质。(×)

④食物中脂肪用苏丹Ⅲ染液染色后，呈橘黄色。(√)

(3)判断下列有关水和无机盐的叙述

①(2015·高考山东卷T4A)细胞内结合水/自由水的比值，种子萌发时比休眠时高。(×)

②同种植物萌发种子的含水量和休眠种子的相同。(×)

③叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素。(√)

④血红蛋白和抗体都含有铁元素。(×)

考点一以化合物的元素组成为依托，考查组成细胞的元素的种类和功能[学生用书P8]

1．生物界和非生物界在元素种类和含量上的关系

2．元素的生理功能

(1)维持机体正常的生命活动：如K＋可保持心肌正常兴奋性，微量元素B能促进花粉的萌发和花粉管的伸长等。

(2)组成细胞的化合物

3．化合物的元素组成分析及应用

(1)据特征元素推测化合物的种类

(2)从化合物的元素组成分析代谢产物：糖类、脂质和蛋白质都含有C、H、O，故其代谢终产物都有CO2和H2O；蛋白质中还有N，其代谢产物中还含有尿素。

如图是活细胞中3种元素含量或3种化合物含量的扇形图，如表是几种细胞中6种大量元素的百分比含量，请回答以下问题：

(1)若扇形图代表化合物的含量，则甲、乙分别代表____________；若图代表元素的含量，则甲、乙、丙分别代表____________三种元素。

(2)分析表格：

①人的活细胞中含量最高的元素是____。原因是活细胞中含____较多。

②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____，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。

(3)组成生物界和非生物界的化学元素在含量上相差很大，说明________________________________。

[答案] (1)水和蛋白质氧、碳、氢(2)①氧水②氧糖类(3)生物界和非生物界具有一定的差异性

利用扇形图或柱形图法分析元素和

化合物的含量的技巧

1．图中A、B、C、D信息解读

(1)表示细胞鲜重时

①元素含量：O＞C＞H＞N。

②化合物含量：水＞蛋白质＞脂质＞糖类。

(2)表示细胞干重时

①元素含量：C＞O＞N＞H。

②化合物含量：蛋白质＞脂质＞糖类。

2．判断元素与化合物分子的四个“明确”

1．(2016·长春模拟)自然界中已发现的元素有100多种，而组成生物体的常见元素只有20多种。下列有关组成生物体化学元素的叙述，正确的是( )

A．微量元素在生物体内含量很少，所以人体不存在微量元素缺乏症

B．每种大量元素在不同的生物体内的含量都是相同的

C．组成生物体的化学元素根据其含量的不同分为大量元素和微量元素两大类

D．组成生物体的大量元素中，碳是最基本的元素，在细胞鲜重中含量总是最多的

解析：选C。微量元素在生物体内虽然含量少，但生命活动不可缺少。缺乏时，会引起代谢失调。

2．(2016·玉林模拟)如图表示细胞中各种化合物或主要元素占细胞鲜重的含量。

①②③④依次为( )

A．水、蛋白质、糖类、脂质；N、H、O、C

B．蛋白质、水、脂质、糖类；O、C、N、H

C．水、蛋白质、脂质、糖类；H、O、C、N

D．蛋白质、水、脂质、糖类；C、O、H、N

解析：选D。注意题干中的“各种化合物或主要元素占细胞鲜重的含量”。

易错点1 认为大量元素的重要性大于微量元素

[点拨] 大量元素和微量元素，都是生物体必需的元素。微量元素虽含量少，但其生理作用却不可替代。

易错点2 认为生物体内的各种元素的种类和含量

都相同

[点拨] (1)组成不同生物的化学元素的种类基本相同，但各种元素的含量相差较大。

(2)同一生物体内的不同细胞中元素的含量也不相同。

易错点3 认为细胞内含量最多的元素是碳

[点拨] 细胞内含量最多的元素是氧而不是碳(组成细胞干重最多的元素是碳)。

考点二结合细胞代谢，考查水和无机盐的存在形式和生理功能[学生用书P10]

1．细胞中的水

(1)水的含量、分类及生理作用

(2)影响细胞含水量的因素

①生物种类：水生生物含水量＞陆生生物含水量。

②生长发育阶段：幼儿＞成年；幼嫩部分＞成熟部分。

③组织器官种类与代谢程度：如牙齿＜骨骼＜血液。

(3)水的存在形式与新陈代谢、生物抗逆性的关系

自由水和结合水在一定条件下可相互转化：

自由水代谢缓慢

代谢旺盛结合水

细胞中自由水/结合水的比值越大，生物新陈代谢越旺盛，该生物的抗逆性(如抗寒性、抗旱性)越差；反之，该比值越小，生物新陈代谢越缓慢，其抗逆性则越强。

2．细胞中的无机盐

(1)存在形式：主要是离子形式。

(2)无机盐在细胞中的功能

①某些复杂化合物的组成成分

②维持细胞和生物体的正常生命活动。例如：哺乳动物血液中Ca2＋含量过低就会出现抽搐，I－缺乏易患地方性甲状腺肿，Fe2＋缺乏易患贫血等。

③维持生物体的平衡。例如：维持血浆pH稳定的HCO－3、HPO2－4，维持细胞外液渗透压稳定的Na＋、Cl－。

(2016·山西大学附中期末)下列对于水分和无机盐的叙述，错误的是( ) A．细胞中的无机盐有些以化合物的形式存在，铁是合成血红蛋白不可缺少的成分

B．植物缺Mg2＋会影响光合作用，食盐中加碘可预防地方性甲状腺肿

C．各种生物体的生命活动不能离开水

D．休眠或越冬的植物体内自由水与结合水的比值上升

[解析] 细胞中的无机盐大多数以离子的形式存在，缺铁会导致缺铁性贫血，因为铁是合成血红蛋白的重要成分。镁是叶绿素组成的重要元素，缺镁会导致光合速率下降；碘是甲

状腺激素合成的重要元素，缺碘会造成地方性甲状腺肿。自由水是细胞内的良好溶剂，同时细胞内的许多生物化学反应必须有水参加，因此代谢旺盛的生物体内自由水与结合水的比值较高，而休眠或越冬的植物体内自由水与结合水的比值较低。

[答案] D

生命活动离不开水，下图中进行①②⑤的场所分别是什么？

提示：1.线粒体内膜、核糖体、叶绿体类囊体薄膜。

2．不能，对照组用全素培养液。

衍射法归纳细胞中的水

细胞中水的存在形式、功能及其与

代谢的关系

1．下列有关水与生命活动的说法，不正确的是( )

A．细胞发生癌变其自由水含量较正常的细胞低

B．正在萌发的种子中结合水与自由水的比值下降

C．在线粒体、叶绿体和核糖体中进行的化学反应都有水生成

D．自由水和结合水在一定的条件下可以相互转化

解析：选A。癌细胞能够无限增殖，细胞内代谢比正常细胞旺盛，因此自由水含量较正常细胞高，故A项错误。

2．(2016·安徽安庆期中)植物在冬季来临的过程中，随着气温逐渐降低，体内发生了一系列适应低温的生理生化变化，抗寒力逐渐增强。如图为冬小麦在不同时期含水量和呼吸速率变化的关系图。请据图推断以下有关说法错误的是( )

A．冬季来临过程中，自由水明显减少是呼吸速率下降的主要原因

B．结合水与自由水含量的比值，与植物的抗寒性呈现明显的正相关

C．随着气温和土壤温度的下降，根系的吸水量减少，组织的含水量下降

D．随着温度缓慢降低，植物的呼吸作用逐渐减弱，有利于减少有机物的消耗

解析：选A。呼吸速率下降的主要原因是由于温度过低导致酶活性降低，A错误；结合

水比值升高时，植物抗寒性增强，随冬季来临，植物体内自由水含量下降，结合水含量上升，B正确；温度降低，植物的代谢速率随之降低，产生的各种化合物减少，导致细胞液浓度降低而使细胞吸收的水分减少，C正确；温度降低，细胞呼吸减弱，消耗的有机物减少，D正确。

易错点1 认为自由水比结合水作用大

[点拨] 自由水、结合水的作用都非常大，两种水在不同时期的作用各有侧重。结合水是细胞的结构物质。

易错点2 认为干种子细胞中不含有自由水

[点拨] 干种子细胞中也含有自由水，只是含量少而已。

无机盐的功能分析及实验验证

3．(2016·江西南昌调研)下列哪项不属于含磷化合物具有的生物学功能( )

A．构成各种生物膜的基本支架

B．催化基因转录出信使RNA

C．在蛋白质合成中转运氨基酸

D．为蛋白质分子合成提供能量

解析：选B。细胞内的含磷化合物有磷脂、DNA和RNA、ADP和ATP等。磷脂是构成各种生物膜的基本支架；RNA聚合酶催化基因转录出信使RNA，RNA聚合酶的化学本质是蛋白质，不含有磷；tRNA在蛋白质合成中转运氨基酸；ATP为蛋白质分子合成提供能量。

4．(2016·湖南武穴中学月考)某农场在田间试验时发现，小麦产量总是比邻近的地块低，技术员怀疑该农田可能缺乏某种元素。现将该农田分成面积相等的5块样地，分别编为1～5号进行试验。除施肥不同外，其他条件相同，结果如下图所示。分析判断该农田最可能缺乏的元素是( )

A．K B．N

C．P D．S

解析：选A。通过图中数据可知1号、3号、4号分别补充了氮元素、磷元素和氮元素、硫元素和氮元素，但作物产量和5号不施肥相差无几，说明田中不缺乏上述元素，而2号地中补充了磷元素和钾元素，产量明显提高，故钾元素应是该农田中缺乏的元素。

某种无机盐在植物体中生理功能的验证思路

(1)实验组

(2)对照组

正常植物＋完全培养液→正常生长,)

考点三 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质[学生用书P11]

1．实验原理

(1)还原糖＋斐林试剂――→50～65 ℃温水浴砖红色沉淀

(2)脂肪＋?

????苏丹Ⅲ染液―→橘黄色苏丹Ⅳ染液―→红色 (3)蛋白质＋双缩脲试剂―→紫色

2．实验步骤

(1)还原糖的检测

选材：含糖量较高、无色或近于无色的植物组织

制备组织样液：制浆→一层纱布过滤→取滤液

颜色反应：

结论：组织样液中含有还原糖

(2)脂肪的检测

方法一：花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ染液→橘黄色

方法二：

取材：花生种子(浸泡，去掉种皮)，将子叶切成薄片

制片 ?????①取最薄的切片，放在载玻片中央②染色：滴2～3滴苏丹Ⅲ染液，染色3 min ③去浮色：加1～2滴体积分数为50%的酒精溶液④制成临时装片：滴一滴蒸馏水，盖上盖玻片

观察：先在低倍显微镜下寻找已着色颗粒，再用高倍显微镜观察

结论：圆形小颗粒呈橘黄色，证明有脂肪存在 (3)蛋白质的检测

选材与制备：蛋清稀释液或豆浆滤液

颜色反应：

结论：组织样液中存在蛋白质 3．注意事项

(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颜色变化。

(2)脂肪鉴定的过程中滴加1～2滴体积分数为50%的酒精的目的是洗去浮色，原因是苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液易溶于酒精。

(3)蛋白质鉴定中，若用大豆作材料，必须提前浸泡；若用蛋清作材料，必须稀释，防止其黏在试管上不易刷洗；且该实验应预留部分组织样液作对比。

(4)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。

(5)还原糖、脂肪和蛋白质的检测中：

①唯一需要加热——还原糖鉴定，且必须水浴加热，不能用酒精灯直接加热。若不水浴加热，则无砖红色沉淀出现。

②唯一需要显微镜——脂肪鉴定。

(2016·郴州模拟)为进一步确定来源不同的A 、B 、C 、D 、E 五种物质(或结构)

的具体类型，进行了下列实验，现象与结果如下：

(1)各种物质(或结构)的性质、染色反应的结果，见下表：

(2)A为红色，检测A的灰分后发现其中含有铁元素。

(3)将适量的E溶液加入盛有D的试管中，混合一段时间后，混合液在适当条件下能与斐林试剂发生反应，生成砖红色沉淀。

根据以上实验现象和结果，推断A、B、C、D、E所代表的物质：

A．____________；B.____________；C.____________；

D．____________；E.____________。

[解析] 根据题意A中含有铁元素，且可以与双缩脲试剂发生反应，由此可以判断A 为血红蛋白；B能够和苏丹Ⅲ染液发生反应，因此为脂肪；C能和双缩脲试剂反应，说明内含蛋白质，又可以和甲基绿反应说明内含DNA，因此可以判断C为染色体(质)；D中没有灰分，说明只含C、H、O三种元素，且不与提供的各种试剂反应，因此最可能为纤维素；E能与双缩脲试剂发生反应，还能与D反应，且反应后的产物能与斐林试剂反应生成砖红色沉淀，因此可以判断E为纤维素酶。

[答案] A．血红蛋白B．脂肪C．染色体(质) D．纤维素

E．纤维素酶

考查实验材料的选择及过程分析

1．(2016·山东烟台市高三期中)在生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定实验中，对实验材料的选择，下列叙述错误的是( )

A．可用斐林试剂甲液和乙液、蒸馏水来鉴定葡萄糖和尿液中的蛋白质

B．花生种子含脂肪多且子叶肥厚，是用于脂肪鉴定的理想材料

C．食用花生油最好选用苏丹Ⅳ染液来鉴定，而一般不选用苏丹Ⅲ染液来鉴定

D．甘蔗茎的薄壁组织、甜菜的块根等，都含有较多糖且近于白色，因此可以用于还原糖的鉴定

解析：选D。鉴定蛋白质用双缩脲试剂，双缩脲试剂由两种试剂组成：0.1 g/mL的NaOH 溶液和0.01 g/mL的CuSO4溶液，斐林试剂也由两种试剂组成：0.1 g/mL的NaOH溶液和0.05 g/mL的CuSO4溶液，故双缩脲试剂可由斐林试剂和蒸馏水配制而成。食用花生油颜色较深，而苏丹Ⅲ染液可将脂肪染成橘黄色，染色较浅，不易区别，故最好选用苏丹Ⅳ染液，它可以将脂肪染成红色。甘蔗茎的薄壁组织、甜菜的块根等含有较多的蔗糖，蔗糖不是还原糖。

2．某生物兴趣小组在野外发现一种组织颜色为白色的不知名野果，该小组把这些野果带回实验室欲鉴定其中是否含有还原糖、脂肪和蛋白质，下列叙述正确的是( )

A．对该野果进行脂肪的鉴定实验不一定使用显微镜

B．若对该野果的组织样液中加入斐林试剂并水浴加热出现较深的砖红色，说明该野果中含有大量的葡萄糖

C．进行蛋白质的鉴定时可用斐林试剂的甲液和乙液代替双缩脲试剂A液和B液，因为它们的成分相同

D．进行还原糖鉴定实验结束时将剩余的斐林试剂装入棕色瓶，以便长期保存备用

解析：选A。脂肪的鉴定可以用含脂肪的组织样液加入苏丹Ⅲ直接观察，不需要使用显微镜，A项正确；向该野果的组织样液中加入斐林试剂并水浴加热出现较深的砖红色，说明该野果中含有大量的还原糖，而不能确定是葡萄糖，B项错误；双缩脲试剂和斐林试剂的成分相同，但成分的浓度不同，C项错误；斐林试剂使用时是将NaOH和CuSO4混合后立即使用，不能长期放置，D项错误。

斐林试剂与双缩脲试剂的“四个不同”

(1)浓度不同：二者成分中CuSO4的浓度不同。

(2)使用方法不同：斐林试剂是甲、乙液等量混合后使用，双缩脲试剂是先加A液后加B液。

(3)使用条件不同：斐林试剂需水浴加热，而双缩脲试剂不需要加热。

(4)实验现象不同：斐林试剂检测还原糖，产生砖红色沉淀；双缩脲试剂检测蛋白质，产生紫色物质。

考查实验结果及现象

3．(2016·湖北襄阳质检)将小麦种子分别置于20 ℃和30 ℃培养箱中培养4天，依次取等量的萌发种子分别制成提取液Ⅰ和提取液Ⅱ。取3支试管甲、乙、丙，分别加入等量的淀粉液，然后按下图所示加入等量的提取液和蒸馏水，45 ℃(适宜温度)水浴保温 5 min，立即在3支试管中加入等量斐林试剂并水浴加热 2 min，摇匀观察试管中的颜色。结果是( )

A．甲呈蓝色，乙呈砖红色，丙呈无色

B．甲呈无色，乙呈砖红色，丙呈蓝色

C．甲、乙皆呈蓝色，丙呈砖红色

D．甲呈浅砖红色，乙呈砖红色，丙呈蓝色

解析：选D。20 ℃和30 ℃培养条件下相比较，30 ℃时淀粉酶的活性相对较高，淀粉酶催化淀粉水解成麦芽糖的速率更快，相同条件下产生的麦芽糖更多。麦芽糖属于还原糖，与斐林试剂反应生成砖红色沉淀，麦芽糖越多显色越明显，斐林试剂本身为蓝色，可得出甲

试管呈浅砖红色，乙试管呈砖红色，丙试管呈蓝色。

4．油菜种子成熟过程中部分有机物的变化如图所示，将不同成熟阶段的种子匀浆后检测，结果正确的是( )

解析：选C 。A 项，分析曲线可知， 油菜种子在成熟过程中，可溶性糖和淀粉不断转化为脂肪储存起来。第10天时仍然存在较多的可溶性糖，可溶性糖中的还原糖与斐林试剂在水浴加热条件下会出现砖红色沉淀。B 项，蛋白质是生物体生命活动的体现者，在整个种子成熟过程中都能检测到蛋白质的存在。C 项，在第30天时，脂肪含量较高，脂肪与苏丹Ⅲ试剂发生反应呈现橘黄色。D 项，在第40天时，淀粉已经消耗殆尽，用碘液检测不会发生显色反应。

种子成熟与萌发时有机物的变化

(1)种子成熟时有机物的变化

种子成熟时，为了便于储存，主要营养物质变化如下：

①可溶性糖类→不溶性糖类(如淀粉)。

②非蛋白质氮→蛋白质。

③糖类→脂肪。

(2)种子萌发时有机物的变化

种子萌发时，储存的有机物在酶的作用下水解为小分子物质，作为幼胚生长的营养物质。

①淀粉――→淀粉酶麦芽糖――→麦芽糖酶葡萄糖。

②蛋白质――→蛋白酶氨基酸。

③脂肪――→脂肪酶甘油＋脂肪酸。

, [学生用书P13])

[核心体系构建]

[填充] ①统一②差异③C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等

④Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu等⑤水⑥无机盐

[规范答题必备]

1．元素的种类和含量

(1)不同生物体内化学元素的种类基本相同。

(2)相同元素在不同生物体内的含量差别较大。

2．元素的含量之最

(1)活细胞中含量最多的元素是O。

(2)细胞干重中含量最多的元素是C。

3．化合物含量之最

(1)占细胞鲜重最多的化合物是水。

(2)占细胞干重最多的化合物是蛋白质。

4．不同状态的细胞中4种基本元素的含量

(1)细胞鲜重时元素含量O>C>H>N。

(2)细胞干重时元素含量C>O>N>H。

5．3种有机化合物含量在细胞中的比例：蛋白质>脂质>糖类。

6．水在细胞中的两种存在形式：自由水和结合水。

7．无机盐在生物体内的存在形式：多数以离子的形式存在，少数以化合物的形式存在。

, [学生用书P13])

1．下列关于元素与化合物的叙述，正确的是( )

A．植物根尖从土壤溶液中吸收的N可以用于合成蛋白质、脂肪和核酸

B．相同的元素在生物体内组成相同的化合物

C．不论鲜重还是干重，组成细胞的元素中C、H、O、N的含量最多

D．C是构成细胞的基本元素，也是组成每种化合物的必需元素

解析：选C。脂肪不含N元素；相同的元素在生物体内组成的化合物不一定相同；化合物水中没有C元素。

2．(2016·河南中原名校一模)玉米种子发育到玉米幼苗的过程中，关于细胞内水和无机盐的叙述，正确的是( )

A．玉米种子在萌发过程中，主要以被动运输的方式从外界吸收水和无机盐

B．玉米幼苗从土壤中吸收的水分主要用于光合作用和呼吸作用

C．储存的玉米种子的细胞内，可用于细胞代谢的水主要是自由水

D．适宜环境中，玉米幼苗生长较快，每个细胞内无机物的积累量越来越多

解析：选C。玉米种子在萌发过程中，水分和无机盐分别以自由扩散和主动运输的方式进入细胞，A错误；玉米幼苗吸收水分的90%～95%通过蒸腾作用散失，B错误；用于细胞代谢的水主要是自由水，C正确；玉米幼苗生长中，幼苗无机物积累越来越多，但每个细胞内无机物量变化不大，D错误。

3．(2016·日照模拟)当植物由代谢旺盛的生长期转入休眠期时，体内结合水与自由水的比值通常会( )

A．升高B．下降

C．无变化D．产生波动

解析：选A。细胞内自由水的含量与细胞新陈代谢的强度有关，细胞内自由水含量越高，细胞的新陈代谢越强。由此可知，当植物由代谢旺盛的生长期转入休眠期时，体内结合水含量上升，自由水含量下降，体内结合水与自由水的比值通常会升高。

4．(2016·北京海淀区第一次练习)如图是一种血红蛋白分子和叶绿素分子的部分结构简图，以下有关叙述不正确的是( )

A．植物体缺Mg会影响光合作用

B．人缺Fe会导致贫血

C．Fe和Mg属于大量元素

D．人的血液中含有血红蛋白，植物的叶绿体中含有叶绿素

解析：选C。左图说明Fe是构成血红蛋白的重要元素，人缺Fe会导致贫血；右图说明Mg是构成叶绿素分子的关键元素，植物体缺Mg，叶绿素合成受阻，会影响光合作用；Fe属于微量元素。

5．(2016·山东滨州模拟)有关下表的分析错误的是( )

A.

B．①是斐林试剂，使用时需水浴加热

C．乙液可能是一种酶溶液

D．②是紫色，③是核苷酸

解析：选D。蛋白质的组成元素主要有C、H、O、N，基本单位是氨基酸，蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应。麦芽糖为还原糖，基本组成元素为C、H、O，基本组成单位是葡萄糖。还原糖与斐林试剂水浴加热生成砖红色沉淀。

6．(2016·广东龙川月考)如图表示小麦开花数天后测定种子中主要物质的变化，请据图回答问题：

(1)小麦成熟种子中主要的营养物质是________。

(2)检测还原糖的试剂是________，可溶性还原糖的多少可通过________________来判断。

(3)小麦种子成熟过程中，胚乳里蔗糖与可溶性还原糖含量比较，两者的变化趋势____________。

(4)种子成熟时，淀粉形成与一种磷酸化酶的活性有密切关系，为验证磷酸化酶是否是蛋白质，实验过程中实验组试管装加入 2 mL________________，对照组试管中加入________________，然后加入等量的________________________________________________________________________，如果出现________现象，则证明磷酸化酶是蛋白质。

解析：(1)小麦的主要营养成分是淀粉。

(2)检测还原糖的试剂是斐林试剂，本实验最理想的实验材料是含糖量(可溶性还原糖)较高的生物组织(或器官)，而且要求组织的颜色较浅，或近于白色，经实验比较，含糖量(可溶性还原糖)高低不同，其颜色反应的明显程度不同。

(3)小麦种子成熟过程中，胚乳里蔗糖与可溶性还原糖含量比较，两者的变化趋势都是逐渐减少。

(4)本实验采用了对照实验，加入双缩脲试剂，振荡均匀，静置一会儿后，可看到两支试管中都出现了紫色。结论：该实验说明磷酸化酶溶液中存在着与蛋清中同样的成分(蛋白质)，而磷酸化酶溶液中除水外主要成分是酶，故磷酸化酶溶液中的酶是蛋白质。

答案：(1)淀粉

(2)斐林试剂砖红色的深浅

(3)相同

(4)磷酸化酶溶液 2 mL(等量)已知蛋白质液(豆浆、蛋清) 双缩脲试剂紫色

[基础题]

1．(2016·陕西长安一中质检)

如图为原生质的组成成分，如果该图表示的是原生质的各种化学元素，则A应该是什么？如果该图为原生质的化合物，则A应该是什么？如果该图是已经完全脱水后的原生质，则A应该是什么( )

①碳②氧③水④无机盐⑤葡萄糖⑥蛋白质

A．①③⑥B．②④⑥

C．②③⑥D．①④⑤

解析：选C。占细胞鲜重最多的元素是氧元素，其次是碳元素；占细胞鲜重最多的化合物是水，其次是蛋白质；占细胞干重最多的化合物是蛋白质。

2．微量元素在生物体内含量虽然很少，却是维持正常生命活动不可缺少的。这可通过下面的哪一实例得到证实( )

A．缺镁时叶片变黄

B．油菜缺硼时只开花不结果

C．动物血液中钙盐的含量太低会抽搐

D．缺磷会影响ATP的合成

解析：选B。镁、钙、磷都属于大量元素；硼属于微量元素，硼能促进花粉管萌发，缺硼导致“花而不实”。

3．下面有关水的叙述，错误的是( )

A．丙酮酸彻底氧化分解生成CO2的过程需要水的参与

B．人体细胞有氧呼吸过程中水是产物但不是反应物

C．标记有氧呼吸消耗的氧气中的氧可在水中检测到

D．蛋白质转化成氨基酸的过程需要水

解析：选B。丙酮酸彻底氧化分解包括有氧呼吸的第二、三阶段，其中第二阶段需要水的参与；有氧呼吸过程中水是产物，也是反应物；在有氧呼吸第三阶段中，氧气与[H]反应生成水，因此，标记氧气中的氧可在水中检测到；蛋白质转化为氨基酸是蛋白质的水解过程，需要水的参与。

4．(2016·宿州、亳州一检)下列关于无机盐的叙述中，正确的是( )

A．细胞中的无机盐主要以化合物的形式存在

B．人体内环境的渗透压主要来源于Na＋、Cl－

C．细胞合成ATP、核酸、核糖等物质时均需要磷酸盐

D．贫血症患者的病因是体内缺少Fe2＋

解析：选B。细胞中的无机盐主要以离子的形式存在，A项错误。核糖仅由C、H、O三种元素组成，C项错误。贫血症患者的病因有多种，如红细胞数目低于正常人也会造成贫血，但体内不缺乏Fe2＋，D项错误。人体内环境的渗透压90%以上来源于Na＋、Cl－，B项正确。

5．下列有关生物体内水和无机盐的叙述，错误的是( )

A．体内参与运输营养物质和代谢废物的水是自由水

B．某些无机盐是组成ATP、RNA和纤维素的必需成分

C．生物体内无机盐浓度的大小会影响细胞的吸水或失水

D．自由水与结合水的比值随生物个体代谢的强弱而变化

解析：选B。水在生物体内的流动可以把营养物质运送到各个细胞，同时也把代谢废物运送到排泄器官；纤维素属于糖类，只含有C、H、O三种元素，不含无机盐；生物体内无机盐浓度的大小，影响细胞的吸水或失水；生物体代谢越旺盛，自由水与结合水的比值越大，反之越小。

6．下列关于“还原糖、脂肪和蛋白质的鉴定实验”的叙述，正确的是( )

A．糖尿病患者的尿液中加入斐林试剂后，液体呈现无色，加热后出现砖红色

B．在脂肪的鉴定实验中，用75%的酒精洗去花生子叶表面的苏丹Ⅲ浮色

C．用于鉴定还原糖的斐林试剂经改造后，可用于唾液淀粉酶的鉴定

D．鉴定豆浆中的蛋白质时，先加NaOH溶液，振荡后加入等量的CuSO4溶液

解析：选C。糖尿病患者的尿液中加入斐林试剂后，液体呈现蓝色，加热后出现砖红色；在脂肪的鉴定实验中，用50%的酒精洗去浮色；将斐林试剂中的CuSO4溶液稀释五倍后，可用于唾液淀粉酶(蛋白质)的鉴定；鉴定豆浆中的蛋白质时，先加NaOH溶液1 mL，振荡后加入少量的(4滴)CuSO4溶液，观察颜色变化。

7．现提供新配制的斐林试剂甲液(0.1 g/mL NaOH溶液)、乙液(0.05 g/mL CuSO4溶液)、蒸馏水，充分利用上述试剂及必需的实验用具，能鉴别出下列哪些物质( )

①葡萄糖②蔗糖③胰蛋白酶④DNA

A．只有① B．①和②

C．①和③ D．②③和④

解析：选C。斐林试剂：甲液(0.1 g/mL NaOH溶液)、乙液(0.05 g/mL CuSO4溶液)可以用来鉴定还原糖，如葡萄糖、麦芽糖、果糖等；双缩脲试剂：A液(0.1 g/mL NaOH溶液)、B 液(0.01 g/mL CuSO4溶液)可用来鉴定蛋白质，如绝大多数的酶(包括胰蛋白酶)等。此题中用蒸馏水将斐林试剂中的乙液0.05 g/mL CuSO4溶液稀释为0.01 g/mL CuSO4溶液，这样就可以得到双缩脲试剂，用于鉴定胰蛋白酶。

8．用碘液、苏丹Ⅲ染液和双缩脲试剂测得甲、乙、丙三种植物的干种子中三大类有机物颜色反应如表，其中“＋”的数量代表颜色反应深浅程度，下列有关说法不正确的是( )

A.乙种子中主要含蛋白质

B．碘液、苏丹Ⅲ染液和双缩脲试剂与相应的物质发生的颜色反应分别是蓝色、橘黄色和紫色

C．在观察颜色时有可能用到光学显微镜

D．这三种试剂的使用均不需要水浴加热

解析：选A。由表可知，甲中主要含淀粉，乙中主要含脂肪，丙中主要含蛋白质。

9．根据“生物组织中可溶性还原糖、脂肪和蛋白质的鉴定”实验，回答下列问题：

(1)鉴定成熟苹果果肉中存在还原糖所用的试剂是____________，该试剂与细胞内还原糖发生作用，形成____________沉淀。

(2)在鉴定花生子叶中的脂肪的实验中，能将脂肪染成橘黄色的是______________，用其染色时，冲洗浮色要用酒精，这是因为酒精________________________。

(3)鉴定黄豆组织中存在蛋白质时，向组织样液中加入双缩脲试剂。其中双缩脲试剂B 液的量只有4滴，且不能过量，为什么？________________________________________________________________________。

(4)本实验的注意事项：

①斐林试剂极不稳定，其甲液和乙液需________________，使用时再临时混合均匀用于实验。

②双缩脲试剂的使用，应先加双缩脲试剂________，造成碱性环境，再加双缩脲试剂____________。

③在可溶性还原糖的鉴定中，对试管中溶液加热时，试管底部不要触及________。

答案：(1)斐林试剂砖红色(2)苏丹Ⅲ染液能溶解苏丹Ⅲ染液(3)过量的双缩脲试剂B液会与双缩脲试剂A液反应，使溶液呈蓝色，而掩盖生成的紫色(4)①分别配制、储存②A液(0.1 g/mL NaOH溶液) B液(0.01 g/mL CuSO4溶液) ③烧杯底部10．华北某地区经常出现苹果小叶病，有人认为是土壤中缺锌引起的，有人认为是土壤中缺镁引起的。现有如下材料，请你完成下列实验，探究上面的猜测哪个正确。

材料用具：三十株长势相同的苹果幼苗、蒸馏水、含有植物必需元素的各种化合物。

实验原理：任何一种必需元素在植物体内部都有一定的作用，一旦缺乏，就会表现出相应的症状，根据全素培养液和相应缺锌、缺镁的培养液对苹果生长发育影响的比较，判断小叶病的病因。

方法步骤：

(1)首先配制全素培养液、相应的缺锌培养液和______培养液，分别放入________________________。

(2)________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)放在适宜的条件下培养一段时间，________________________________________________________________________。

(4)结果预测和分析：

①A缸内的苹果幼苗正常生长。

②若B缸内苹果幼苗表现出小叶病，而C缸中的没有，则说明________________________________________________________________________。

③若________________________________________________________________________，则说明苹果小叶病是由缺镁引起的。

④若________________________________________________________________________，则说明苹果小叶病既与缺镁有关，又与缺锌有关。

⑤若________________________________________________________________________，则说明苹果小叶病与缺镁、缺锌都无关。

答案：(1)缺镁A、B、C三个培养缸中

(2)将三十株长势相同的苹果幼苗均分为三组，分别栽培在上述三个培养缸中

(3)观察苹果幼苗的生长发育状况

(4)②苹果小叶病是由缺锌引起的

③C缸内苹果幼苗表现出小叶病，而B缸中的没有

④B、C两缸内苹果幼苗都表现出小叶病

⑤B、C两缸内苹果幼苗都不表现出小叶病

[提升题]

11．(2016·临川模拟)下列物质中，元素组成相同的一组是( )

A．糖原、胰岛素、甲状腺激素

B．ATP、DNA、RNA

C．淀粉、淀粉酶、淀粉酶基因

D．纤维素、性激素、生长激素

解析：选B。糖原、淀粉、纤维素、性激素的组成元素是C、H、O；甲状腺激素、胰岛素、淀粉酶、生长激素的主要组成元素是C、H、O、N；ATP、DNA、RNA、淀粉酶基因的组成元素是C、H、O、N、P。

12．在下列生理状态下，细胞内自由水与结合水比值增加的是( )

A．细胞衰老B．作物越冬

C．种子萌发D．细胞质壁分离

解析：选C。自由水与结合水比值增加时，细胞的代谢将加强(如处于萌发状态的种子)。而A、B两种状态的代谢水平都将降低，D失去的主要是自由水。

13．下列有关生物体内水和无机盐的叙述，正确的是( )

A．不同种生物细胞的自由水和结合水的比值相同，它们的代谢强度也相同

B．癌变细胞和衰老细胞内的水分减少，新陈代谢速率减慢

C．给水中毒患者注射质量分数为1.8%的盐水，是为了降低细胞外液的渗透压

D．血浆pH能维持相对稳定，与它含有的HCO－3、HPO2－4等离子有关

解析：选D。细胞代谢的强弱不仅与自由水和结合水的比值有关，还与温度等因素有关，A错误；衰老细胞内的水分减少，新陈代谢速率减慢，而癌变细胞不具有这些特征，B错误；水中毒患者由于饮水过多，细胞外液渗透压下降，注射质量分数为1.8%的盐水，是为了升高细胞外液的渗透压，C错误；HCO－3、HPO2－4等离子与维持内环境的酸碱平衡有关，D正确。

14．(2016·南通模拟)某植物培养液中含有甲、乙、丙3种离子，它们对植物的生长都有影响。下表列出的5种培养液中，甲、乙、丙3种离子的浓度(单位：mmol/L)不同。为了研究丙离子的浓度大小对植物生长的影响，进行实验时可以选用的两种培养液是( )

A.①⑤ B．②③

C．②④D．③⑤

解析：选C。分析题干，在研究丙离子的浓度大小对植物生长的影响时，依据单一变量原则应选择甲、乙离子对植物生长影响相同的两组。分析表格可知，只有②④两组甲、乙两种离子对植物生长的影响相同。

15．实验测得小麦、大豆、花生三种生物干种子中三大类有机物含量如图所示，有关叙述正确的是( )

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