資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
人教(2019)生物必修1（知識點+跟蹤檢測）
第2講 細胞中的元素和化合物
【課標導航】
1.1.1　說出細胞主要由C、H、O、N、P、S等元素構成，它們以碳鏈為骨架形成復雜的生物大分子
1.1.2　指出水大約占細胞重量的2/3，以自由水和結合水的形式存在，賦予了細胞許多特性，在生命活動中具有重要作用
1.1.3　舉例說出無機鹽在細胞內含量雖少，但與生命活動密切相關
一、組成細胞的元素和化合物
二、組成細胞的水的存在形式和功能
1．寫出A、B、C、D所反映的以上兩種水的功能
A．組成細胞結構。
B．提供細胞生活的液體環境。
C．作為反應物，參與反應。
D．有利于物質運輸。
2．判斷在不同情況下細胞含水量的高低(填“＞”或“＜”)
(1)生物種類：水生生物含水量>陸生生物含水量。
(2)生長發育階段：幼兒>成年；幼嫩部分>成熟部分。
(3)組織器官種類與代謝程度：牙齒<骨骼<血液。
三、組成細胞的無機鹽(連線)
[基礎微點練清]
1．判斷正誤
(1)在酸性土壤中，小麥可吸收利用土壤中的N2和NO(×) (2018·全國卷Ⅰ，T3A)
(2)無機鹽參與維持細胞的酸堿平衡，不參與有機物的合成 (2020·江蘇高考，T1C)(×)
(3)葡萄糖、果糖、半乳糖都是還原糖，但元素組成不同(×) (2017·江蘇高考，T1A)
(4)同一株植物中，老葉細胞比幼葉細胞中自由水的含量高
[新人教版必修1 P22“概念檢測”T(2)](×)
(5)將作物秸稈充分曬干后，其體內剩余的物質主要是無機鹽
[新人教版必修1 P22“概念檢測”T(3)](×)
(6)不同種類的細胞其組成元素和化合物種類基本相同，但含量又往往有一定差異，這既體現了細胞的統一性，又反映了細胞的多樣性(√)
[新人教版必修1 P18“概念檢測”T1(3)]
(7)微量元素含量少，所以對生命活動影響不大(×)
(8)在人體活細胞中氫原子的數目最多(√)
(9)組成細胞的元素都以化合物的形式存在(×)
2．生物界在基本組成上的高度一致性表現在(　　)
①組成生物體的化學元素基本一致　②各種生物的核酸都相同　③構成核酸的堿基都相同　④各種生物的蛋白質都相同　⑤構成蛋白質的氨基酸都相同
A．①②④　　　　　　　　　 B．①③⑤
C．②④⑤ D．①②③
解析：選B　生命起源于無機環境，構成細胞的幾十種元素，沒有一種是生命物質所特有的，而生物不斷地進化和發展，彼此之間都有著一定的聯系。這種聯系從物質組成上，表現在組成生物體的化學元素基本一致，組成核酸的堿基是相同的，組成蛋白質的氨基酸都是20種左右。不同的生物之所以不同，是由組成它們的核酸和蛋白質的差異決定的。
3．(新人教版必修1 P19“概念檢測”T4)科學家在研究生物體的化學成分時，發現組成生物體的元素在無機自然界中也都存在，這一事實主要說明(　　)
A．生物來源于非生物
B．生物界與無機自然界具有統一性
C．生物界與無機自然界具有差異性
D．生物與非生物在元素組成上沒有區別
解析：選B　組成生物體的元素在無機自然界中也都存在，主要說明了生物界與無機自然界具有統一性。
4．下列關于細胞中化學元素的敘述，正確的是(　　)
A．細胞中一種元素的作用能被其他元素替代
B．細胞中的脫氧核苷酸和脂肪酸都不含有氮元素
C．主動運輸機制有助于維持細胞內元素組成的相對穩定
D．細胞中的微量元素因含量極少而不如大量元素重要
解析：選C　細胞中每種元素都有其特定的作用，不能替代；脫氧核苷酸的組成元素是C、H、O、N、P，脂肪酸的組成元素是C、H、O；主動運輸體現了細胞膜的選擇透過性，有選擇地吸收或排出物質，從而可以維持細胞內元素組成的相對穩定；細胞中的大量元素和微量元素都是不可缺少的，兩者一樣重要。
5.如圖表示細胞中各種化合物或主要元素占細胞鮮重的含量，以下按①②③④順序排列，正確的是(　　)
A．水、蛋白質、糖類、脂質；N、H、O、C
B．蛋白質、糖類、脂質、水；O、C、N、H
C．水、蛋白質、脂質、糖類；H、O、C、N
D．蛋白質、水、脂質、糖類；C、O、H、N
解析：選D　在細胞鮮重中元素含量最高的是O，其次是C，然后是H、N等，在化合物中含量最多的是水，其次是蛋白質，然后是脂質、糖類等。
6．(新人教版必修1 P22“拓展應用”T1)醫用生理鹽水是質量分數為0.9%的氯化鈉溶液。生理鹽水的含義是什么？在什么情況下需要用生理鹽水？
提示：質量分數為0.9%的氯化鈉溶液的濃度正是人體細胞所處液體環境中溶質的濃度，所以叫生理鹽水。當人體需要補充鹽溶液或輸入藥物時，應輸入生理鹽水或用生理鹽水作為藥物的溶劑，以保證人體細胞的生活環境維持在穩定的狀態。
一、組成細胞的元素及化合物的判斷
[試考題·查欠缺]
1．(2021年1月新高考8省聯考·重慶卷)同位素標記法可用于研究物質的組成。以下各組物質中，均能用15N標記的是(　　)
A．核糖核酸和氨基酸　　　 B．脂肪和脫氧核糖核酸
C．葡萄糖和氨基酸 D．脫氧核糖核酸和淀粉
解析：選A　核糖核酸(RNA)和脫氧核糖核酸(DNA)的組成元素為C、H、O、N、P，氨基酸的組成元素為C、H、O、N，均可用15N標記；脂肪、葡萄糖和淀粉只含C、H、O，不能用15N標記。
2．(2021·漳州模擬)甲圖中①②③④表示不同化學元素所組成的化合物，乙圖表示由四個單體構成的化合物。下列說法錯誤的是(　　)
A．若甲圖中的②能促進人和動物生殖器官的發育及生殖細胞的形成，則②是性激素
B．若甲圖中④能吸收、傳遞和轉換光能，則④可用無水乙醇提取
C．乙圖中若單體是氨基酸，則該化合物徹底水解后的產物中氧原子數增加3個
D．乙圖中若單體是四種核糖核苷酸，則該化合物徹底水解后的產物有5種
解析：選D　甲圖中②的組成元素只有C、H、O，且能促進人和動物生殖器官的發育及生殖細胞的形成，則②是性激素，A正確；④的組成元素是C、H、O、N、Mg，且能吸收、傳遞和轉換光能，則④可能是葉綠素，可用無水乙醇提取，B正確；乙圖中若單體是氨基酸，則該化合物為四肽，徹底水解需要3分子水，所以水解后的產物中氧原子數增加3個，C正確；乙圖中若單體是四種核糖核苷酸，則該化合物為RNA，徹底水解后的產物有核糖、磷酸和四種堿基(A、C、G、U)共6種，D錯誤。
3．(2021·中山質檢)下列關于生物體內水和無機鹽的敘述，錯誤的是(　　)
A．鎂是構成葉綠素的必需成分，缺鎂會導致樹葉變黃
B．水既是細胞內良好的溶劑，又是物質運輸的介質
C．無機鹽離子對維持內環境的正常滲透壓和酸堿平衡有重要作用
D．細胞進行脂肪、DNA、RNA等物質合成時都需要磷酸鹽
解析：選D　鎂是構成葉綠素的重要元素，缺鎂的植物不能正常合成葉綠素，葉片會發黃；自由水既是細胞內良好的溶劑，又是物質運輸的介質；無機鹽離子對維持內環境的正常滲透壓和酸堿平衡具有重要作用；合成DNA和RNA時需要磷酸鹽，合成脂肪時不需要磷酸鹽。
[強知能·補欠缺]
1．判斷元素與化合物的四個“明確”
2．元素組成應用的分析方法
(1)據特征元素推測化合物的種類
(2)由化合物的元素組成分析代謝產物
糖類、脂質和蛋白質都含有C、H、O，故其代謝終產物都有CO2和H2O；蛋白質中還有N，故其代謝產物中還含有尿素。
(3)從化合物中的元素含量上分析氧化分解釋放能量的多少
脂肪的含氫量多于糖類，因此等質量的脂肪徹底氧化分解時所消耗的O2量多于糖類，產生的水也多，釋放的能量也多于糖類。
[練題點·全過關]
1．(2021·南平模擬)下列物質都含有N元素的一組是(　　)
A．脫氧核糖和脫氧核糖核酸　B．胰島素和核糖核酸
C．丙酮酸和丙氨酸 D．膽固醇和磷脂
解析：選B　 脫氧核糖屬于糖類，組成元素為C、H、O；胰島素是蛋白質，核糖核酸是核酸，組成元素都有N；丙酮酸屬于糖類分解產物，組成元素為C、H、O；膽固醇屬于脂質，組成元素為C、H、O。
2．下表是兩種生物干重中有關元素的質量分數(%)。根據下表，有人得出下面結論，其中正確的是(　　)
元素 C H O N P S
生物甲 43.57 6.24 44.43 1.46 0.20 0.17
生物乙 55.99 7.46 14.62 9.33 3.11 0.78
A.如果它們分別是動物和植物，則甲是動物，乙是植物
B．等質量的組織中，甲所含的熱量少于乙
C．兩者體細胞中，乙的染色體(質)比甲多
D．兩者的含水量比較，可推測甲比乙多
解析：選B　動物和植物干重相比較，植物含糖類較多，動物含脂肪、蛋白質較多，由于脂肪的元素構成特點是含C、H較多而含O少，蛋白質的特征元素是N，故植物體中含O較多，動物體中含H、N元素較多，另外動物含Ca、P元素也比植物多，因此甲為植物，乙為動物；等質量的脂肪和糖類相比較，脂肪含熱量較多，生物甲含糖量高，生物乙含脂肪多；生物干重中有關元素的含量不能作為判斷其含水量和染色體(質)多少的依據。
3．(2021·濰坊模擬)下列關于細胞內含磷化合物的敘述，錯誤的是(　　)
A．為生命活動直接供能的“通貨”是含磷化合物
B．對細胞代謝具有催化作用的酶都是含磷化合物
C．組成的細胞膜、核糖體、染色體都有含磷化合物
D．人體維持內環境pH的穩定有含磷化合物參與
解析：選B　為生命活動直接供能的“通貨”是ATP，為含磷化合物，A正確；對細胞代謝具有催化作用的酶大多數是蛋白質，少數是RNA，其中蛋白質一般不含有磷，B錯誤；組成細胞膜的磷脂分子、組成核糖體的RNA、組成染色體的DNA都是含磷化合物，C正確；人體維持內環境pH的穩定有含磷化合物參與，如緩沖物質磷酸氫二鈉和磷酸二氫鈉，D正確。
二、組成細胞的無機物的作用
[試考題·查欠缺]
1．(2020·江蘇高考)下列關于細胞中無機化合物的敘述，正確的是(　　)
A．自由水是生化反應的介質，不直接參與生化反應
B．結合水是細胞結構的重要組成成分，主要存在于液泡中
C．無機鹽參與維持細胞的酸堿平衡，不參與有機物的合成
D．無機鹽多以離子形式存在，對維持生命活動有重要作用
解析：選D　自由水是生化反應的介質，也能作為反應物直接參與生化反應，A錯誤；結合水是細胞結構的重要組成成分，植物成熟細胞中的自由水主要存在于液泡中，B錯誤；無機鹽參與維持細胞的酸堿平衡，也能參與有機物的合成，如Fe2＋是合成血紅蛋白分子必需的無機鹽離子，C錯誤；無機鹽多以離子形式存在，對維持生命活動有重要作用，D正確。
2．(2020·浙江選考)無機鹽是某些化合物的重要組成成分，具有維持生物體生命活動的重要作用。下列敘述正確的是(　　)
A．Ca2＋與肌肉的興奮性無關
B．Mg2＋是類胡蘿卜素的必要成分
C．H2PO作為原料參與油脂的合成
D．HCO具有維持人血漿酸堿平衡的作用
答案：D
3．(2021年1月新高考8省聯考·江蘇卷)水、無機鹽等對于維持人體內環境穩態具有重要作用。下列敘述錯誤的是(　　)
A．嘔吐、腹瀉的病人，需及時補充葡萄糖鹽水
B．過量飲水導致細胞內液滲透壓升高，需脫水治療
C．缺鈣引起的肌肉抽搐，可通過增加戶外活動、合理膳食得到改善
D．鐵攝入不足可導致血紅蛋白合成減少而發生貧血，需適量補鐵
解析：選B　嘔吐、腹瀉的病人，體內水鹽平衡失調，需及時補充葡萄糖鹽水，以補充能源物質，同時可保持細胞正常的形態，A正確；過量飲水會導致細胞吸水，引起細胞內液滲透壓降低，B錯誤；缺鈣會引起肌肉抽搐，通過增加戶外活動、合理膳食可增加血液中的鈣離子濃度，改善肌肉抽搐狀況，C正確；鐵參與血紅蛋白的組成，攝入不足可導致血紅蛋白合成減少而發生貧血，需適量補鐵，D正確。
[強知能·補欠缺]
1．生物體內水的代謝圖解
2．水在生產實際中的應用
生活中的現象 對此現象的解釋
種子貯存時需將種子曬干 減少自由水含量，降低種子的代謝，延長種子壽命
干種子用水浸泡后仍能萌發 失去自由水的種子仍保持其生理活性
低溫環境下減少花卉澆水 提高花卉對低溫的抗性
鮮種子放在陽光下暴曬，重量減輕 自由水散失，代謝減弱
干種子放在試管中，用酒精燈加熱，試管壁上有水珠 種子曬干后，仍含有結合水，用酒精燈加熱會失去結合水
炒熟的種子浸泡后不萌發 失去結合水的細胞失去生理活性
3．無機鹽的存在形式和功能
4．有關無機鹽的2個結論
(1)無機鹽離子中Na＋、Cl－對維持血漿滲透壓至關重要，人體血漿滲透壓90%以上來自Na＋和Cl－。
(2)Na＋、K＋對細胞內外滲透壓的作用不同。Na＋主要維持細胞外液的滲透壓，K＋主要維持細胞內液的滲透壓。
[練題點·全過關]
1．無機鹽對于維持生物體的生命活動具有重要作用。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．蔬菜中的草酸不利于機體對食物中鈣的吸收
B．缺鐵會導致哺乳動物血液運輸O2的能力下降
C．和ATP一樣，KH2PO4也能為生物體提供能量
D．植物秸稈燃燒產生的灰燼中含有豐富的無機鹽
解析：選C　草酸與食物中鈣離子結合形成沉淀物不利于鈣的吸收；鐵是血紅蛋白的組成成分，血紅蛋白的主要作用是運輸O2，缺鐵會導致哺乳動物血液運輸O2的能力下降；KH2PO4不是能源物質，不能為生物體提供能量；燃燒過程中有機物被分解，剩下的是無機物。
2．(2021·龍巖月考)下列有關生物體內水和無機鹽的敘述，正確的是(　　)
A．不同種生物細胞的自由水和結合水的比值相同，它們的代謝強度也相同
B．癌變細胞和衰老細胞內的水分減少，新陳代謝速率減慢
C．血漿pH能維持相對穩定，與它含有的HCO、HPO等離子有關
D．給水中毒患者注射質量分數為1.8%的鹽水，是為了降低細胞外液的滲透壓
解析：選C　不同生物細胞的自由水和結合水的比值不一定同，它們的代謝強度也不同，A錯誤；癌變細胞中水含量增加，新陳代謝速率加快，B錯誤；血漿pH能維持相對穩定，與它含有的HCO、HPO等離子有關，體現了無機鹽維持酸堿平衡的作用，C正確；給水中毒患者注射質量分數為1.8%的鹽水，是為了升高細胞外液的滲透壓，體現了無機鹽維持滲透壓的功能，D錯誤。
3．下列關于生物體內無機鹽的相關敘述，錯誤的是(　　)
A．細胞中的無機鹽主要以離子形式存在
B．Mg是葉綠體中參與光合作用的各種色素的組成元素
C．人體血液中Ca2＋濃度太低會出現抽搐癥狀
D．在探究小麥生長發育需要Mg2＋的實驗中必須設置對照實驗
解析：選B　Mg是葉綠素的組成成分，類胡蘿卜素中不含有Mg，B錯誤。
一、科學探究——運用對照法探究植物生長必需的無機鹽
1．探究植物生長必需的無機鹽
(1)實驗設計
(2)實驗中的對照分析
①空白對照
②自身對照
2．對照實驗的類型及實驗組、對照組的確認
空白對照 對照組為自然狀態下不做處理的對象組，實驗組為施加實驗變量處理的對象組
自身對照 實驗處理前的對象組為對照組，實驗處理后的對象組為實驗組
相互對照 不單設對照組，而是幾個實驗組相互對照。如“影響酶活性的條件”的實驗中，探究溫度對酶活性的影響時，要用熱水、正常溫度的水、冰水三個實驗組來探究溫度對酶活性的影響，進行相互對照，以得出相應的實驗結論
條件對照 即給對象施加某種實驗處理，雖不是檢驗假設需要的，但更能充分說明實驗變量的對照。例如，在用動物激素飼喂小動物的實驗方案中，飼喂甲狀腺激素的為實驗組；飼喂甲狀腺抑制劑的是條件對照組；不飼喂藥劑的是空白對照組
[素養訓練]
1．為了確定某種礦質元素是否是植物的必需元素，應采用的方法是(　　)
A．檢測正常葉片中該礦質元素的含量
B．分析根系對該礦質元素的吸收過程
C．分析環境條件對該礦質元素吸收的影響
D．觀察含全部營養的培養液中去掉該礦質元素前、后植株生長發育狀況的影響
解析：選D　確定某種礦質元素是否是植物的必需元素，應采用溶液培養法，在人工配制的完全培養液中，除去某種礦質元素，然后觀察植物的生長發育情況：如果植物的生長發育仍正常，說明該元素不是植物所必需的；如果植物的生長發育不正常(出現特定的缺乏癥狀)，且只有補充了該種元素(其他元素無效)后，植物的生長發育才恢復正常，說明該元素是必需的礦質元素。
2．(2021·泉州調研)設計實驗探究X是否屬于植物生長所必需的無機鹽，某同學的構思大致如下：采用甲組、乙組進行空白對照，乙組中實驗前(無X)與實驗后(有X)進行自身對照。下列敘述正確的是(　　)
A．對照組是甲組、乙組實驗后
B．控制此實驗的無關變量只需選一些相同的植物
C．此實驗如果是無土栽培，則實驗前營養液要滅菌
D．為防止外界影響，此實驗需在黑暗密閉條件下進行
解析：選C　該實驗中對照組是甲組、乙組實驗前，A錯誤；此實驗的無關變量有植物的種類、生長狀況和培養條件等，B錯誤；若此實驗是無土栽培，則實驗前營養液要滅菌，C正確；由于培養的是植物，故此實驗需在光照條件下進行，D錯誤。
3．礦質元素在植物的生長發育過程中起重要作用，其中有的元素可以在植物體內轉移被再次利用，而有的元素則不可以。植物生長過程中缺鎂和缺鐵都會導致葉片發黃，為研究缺鎂和缺鐵對植物生長影響的差異，某同學設計如下實驗：取3株生長健壯、發育狀況一致的大豆植株，隨機均等分成甲、乙、丙三組，且用符合實驗要求的容器進行培養。甲組盛有含除鎂以外的各種必需元素的營養液，乙組盛有含除鐵以外的各種必需元素的營養液，丙組盛有含各種必需元素的營養液，將三組植株置于相同且適宜的條件下培養，并對溶液通氣。一段時間后甲組的大豆植株底部葉片先開始發黃，乙組的大豆植株頂部葉片先開始發黃，而丙組未出現葉片發黃現象。回答下列問題：
(1)缺鎂和缺鐵都會導致葉片發黃是因為缺鎂和缺鐵都會影響__________的合成。該實驗設計存在一處明顯問題，指出并糾正：___________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)若停止對溶液通氣，則一段時間后會出現爛根現象，分析其原因：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)植株底部葉片是生長代謝較弱的成熟或衰老的葉片，需要鎂、鐵等必需元素的量較少，而頂部葉片是生長代謝旺盛的幼葉，需要鎂、鐵等必需元素的量較多。據此分析甲組植株底部葉片先開始發黃，而乙組植株頂部葉片先開始發黃的原因：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)葉片發黃說明葉肉細胞中葉綠素含量減少，因此缺鎂和缺鐵都會導致葉片發黃是因為缺鎂和缺鐵都會影響葉綠素合成；由題意知，題干給出的實驗植株一共是3株，每一組一株，數量少，容易由于偶然因素而使實驗出現誤差。正確的方法是多取幾株生長健壯、發育狀況一致的大豆植株，隨機均等分為三組。(2)停止對溶液通氣，溶液缺乏氧氣，根細胞進行無氧呼吸，產生酒精，對根細胞有毒害作用，會出現爛根現象。(3)甲組實驗的培養液中缺失鎂元素，鎂在植物體內可以由老葉轉移到幼葉，屬于可再被利用的元素，因此甲組植株底部葉片先開始發黃；乙組缺鐵，鐵是不能再被利用的元素，不能從老葉轉移到新葉，因此乙組植株頂部葉片先開始發黃。
答案：(1)葉綠素　每一組只取一株大豆植株，太少，容易由于偶然因素而使實驗出現誤差。應該多取幾株生長健壯、發育狀況一致的大豆植株，隨機均等分為三組　(2)溶液缺乏氧氣，根細胞進行無氧呼吸，產生酒精，對根細胞有毒害作用　(3)Mg是能再被利用的元素，在植物體內可以由老葉轉移到幼葉，Fe是不能再被利用的元素，不能從老葉轉移到新葉
二、科學思維——種子形成和萌發時物質的轉化和細胞代謝變化
1．種子與水
2．種子與有機物及檢測
3．種子萌發時吸水和呼吸方式變化曲線分析
4．種子與相關植物激素
[素養訓練]
1．(2018·全國卷Ⅱ)有些作物的種子入庫前需要經過風干處理。與風干前相比，下列說法錯誤的是(　　)
A．風干種子中有機物的消耗減慢
B．風干種子上微生物不易生長繁殖
C．風干種子中細胞呼吸作用的強度高
D．風干種子中結合水與自由水的比值大
解析：選C　風干種子細胞中含水量少，細胞呼吸作用強度低，有機物的消耗慢；風干種子細胞中含水量少，微生物不易在其上生長繁殖；風干種子細胞中自由水的含量相對少，結合水與自由水的比值大。
2．(2021·重慶模擬)下圖是小麥種子的成熟過程中干物質和水分的變化示意圖，據圖分析，下列敘述錯誤的是(　　)
A．隨著種子的成熟，種子的生命活動由代謝活躍狀態轉入休眠狀態
B．種子的鮮重隨著種子的成熟而逐漸減少
C．種子中水分減少的主要原因是植物吸收的水分減少
D．種子成熟期間的這兩種物質的變化和種子萌發時相反
解析：選C　分析題圖可知，小麥種子成熟過程中水分含量逐漸降低，種子的生命活動由代謝活躍狀態轉入休眠狀態，A正確。種子的鮮重在成熟過程中由于含水量降低的幅度大于干物質增加的幅度，因此種子的鮮重隨著種子的成熟而逐漸減少，B正確。種子成熟過程中水分減少的原因不是植物吸收的水分減少，而是復雜的生命活動調節的結果，C錯誤。種子成熟期間干物質含量逐漸升高，水分含量逐漸下降；種子萌發時干物質含量逐漸降低，水分含量逐漸升高，D正確。
3．如圖表示油菜種子成熟過程中各種有機物的變化情況，下列有關分析錯誤的是(　　)
A．可溶性糖和淀粉轉化成脂肪后，氧的含量將減少
B．第40天，可用蘇丹Ⅲ染液對種子脂肪進行檢測
C．可推測，在油菜種子萌發過程中脂肪能轉化成可溶性糖
D．將成熟油菜種子磨成勻漿并加入雙縮脲試劑不會出現紫色反應
解析：選D　脂肪中碳氫比例高，所以可溶性糖和淀粉轉化成脂肪后，氧的含量將減少，A正確；第40天，種子中脂肪含量較高，可用蘇丹Ⅲ染液對種子脂肪進行檢測，B正確；在種子成熟過程中，可溶性糖和淀粉可轉化成脂肪，所以可推測，在油菜種子萌發過程中脂肪能轉化成可溶性糖，C正確；成熟油菜種子中含有少量蛋白質，所以將成熟油菜種子磨成勻漿并加入雙縮脲試劑會出現紫色反應，D錯誤。
4．淀粉是玉米籽粒的主要組成成分，占籽粒干重的70%左右，因此玉米籽粒的灌漿過程主要是淀粉合成和積累的過程。莖、葉等源器官制造的光合產物以蔗糖形式運輸到庫器官(籽粒)，在一系列酶的催化作用下形成淀粉。催化蔗糖降解的酶是SS, SS催化籽粒淀粉合成反應的第一步。某科研人員對兩株玉米品種(豫玉22號與費玉3號)籽粒蔗糖含量和SS活性的變化進行了研究，結果如圖所示。請回答下列問題：
(1)蔗糖________(填“能”或“不能”)與斐林試劑起反應，它的水解產物為________________。
(2)若要鑒定SS的化學本質，可將SS溶液與__________混合，若出現紫色，則表明SS的化學本質是蛋白質。
(3)催化淀粉合成的酶與催化淀粉水解的酶不同，這體現了酶的________性。
(4)綜合甲、乙兩圖分析費玉3號在20天至40天期間玉米籽粒合成淀粉的速率比豫玉22號要快的原因：___________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)蔗糖是非還原糖，故蔗糖不能與斐林試劑起反應。它的水解產物為葡萄糖與果糖。(2)蛋白質與雙縮脲試劑發生作用，產生紫色反應。(3)催化淀粉合成的酶與催化淀粉水解的酶不同，這體現了酶的專一性。(4)要理解題干中的一些信息，如“莖、葉等源器官制造的光合產物以蔗糖形式運輸到庫器官(籽粒)，在一系列酶的催化作用下形成淀粉。催化蔗糖降解的酶是SS，SS催化籽粒淀粉合成反應的第一步”再結合甲、乙兩圖可看出，在20天至40天期間，費玉3號蔗糖含量以及SS活性始終高于豫玉22號，故費玉3號有更多蔗糖水解以合成淀粉。
答案：(1)不能　葡萄糖與果糖　(2)雙縮脲試劑　(3)專一　(4)在20天至40天期間，費玉3號蔗糖含量以及SS活性始終高于豫玉22號，在相同時間內，前者就會有更多的蔗糖水解以合成淀粉
課時跟蹤檢測（二） 細胞中的元素和化合物
一、選擇題
1．我們如何找到回家的路？榮獲2014年諾貝爾生理學或醫學獎的三位科學家發現大腦里的神經細胞——“位置細胞”和“網格細胞”起到了重要作用。下列敘述正確的是(　　)
A．“位置細胞”鮮重中質量百分比最高的元素是C
B．“網格細胞”干重中質量百分比最高的元素是O
C．上述兩種細胞鮮重中原子數量最多的元素均是H
D．細胞中能源物質的主要功能是供能
解析：選C　 “位置細胞”鮮重中質量百分比最高的元素是O，A錯誤；“網格細胞”干重中質量百分比最高的元素是C，B錯誤；水是上述兩種細胞中含量最多的化合物，而水分子中H原子數大于O原子數，因此，細胞鮮重中原子數量最多的元素均是H，C正確；細胞中的能源物質的主要功能不一定都是供能，例如糖類和脂肪都是細胞中的能源物質，但是糖類的主要功能是供能，而脂肪的主要功能是儲能備用，D錯誤。
2．某無土栽培的培養液中含有Mg2＋、K＋、Ca2＋、Fe3＋，其濃度都是0.1 mol·L－1，培養一段時間后，培養液中剩余最多的是(　　)
A．Fe3＋　　　　　　　　　B．Mg2＋
C．K＋ D．Ca2＋
解析：選A　Fe屬于微量元素，植物需要量較少，故培養一段時間后，培養液中剩余最多。
3．下列關于細胞中元素和化合物的敘述，正確的是(　　)
A．脂肪酸與吲哚乙酸的元素組成相同
B．RNA分子攜帶大量遺傳信息，是絕大多數真核生物的遺傳物質
C．與糖類相比，脂肪中C的比率較高，C是活細胞中含量最多的元素
D．蛋白質是活細胞中含量最多的生物大分子，是生命活動的主要承擔者
解析：選D　脂肪酸的元素組成是C、H、O，吲哚乙酸的元素組成是C、H、O、N，二者的元素組成不同；只有少數病毒的遺傳物質是RNA，真核生物和原核生物的遺傳物質均為DNA；活細胞中含量最多的元素是O。
4．(2021·廈門月考)元素和化合物是組成細胞的物質基礎，下列說法正確的是(　　)
A．氨基酸、脂肪酸、核苷酸都含有N
B．胰高血糖素、性激素、生長激素都含有N
C．種子萌發時細胞內結合水/自由水的值比休眠時低
D．哺乳動物血液中鈣離子含量高，會出現抽搐癥狀
解析：選C　氨基酸和核苷酸中都含有N，但脂肪酸的組成元素只有C、H、O，不含N，A錯誤；胰高血糖素、生長激素是蛋白質，含有N，而性激素屬于固醇，只含有C、H、O三種元素，B錯誤；種子萌發時新陳代謝旺盛，自由水含量較高，因此種子萌發時細胞內結合水/自由水的值比休眠時低，C正確；哺乳動物血液中鈣離子含量低，會出現抽搐癥狀，D錯誤。
5．鋅在植物體內有重要作用，如水稻的“稻縮苗”、玉米的“白芽病”、柑橘的“小葉病”等都與鋅的缺失有關。鋅是有些酶的組成成分，多數是作為酶的金屬活化劑，缺鋅時，植物光合作用效率會大大下降。下列說法錯誤的是(　　)
A．因為鋅是葉綠素的組成成分，所以缺鋅會引起葉綠素含量降低，導致葉肉和葉綠體結構發生異常
B．鋅與其他化學元素相比，它在地殼中的含量很低，但卻是植物必需的一種微量元素
C．植物體內的鋅主要是根細胞通過主動運輸從土壤中吸收的，此過程需要載體蛋白的協助和能量的供應
D．缺鋅時，植物光合作用效率下降，可能是鋅影響了酶的活性
解析：選A　葉綠素的組成元素為C、H、O、N、Mg，不含Zn，A錯誤；鋅在地殼中的含量很低，但卻是植物必需的一種微量元素，B正確；植物體內的鋅主要是根細胞通過主動運輸從土壤中吸收的，此過程需要載體蛋白的協助和能量的供應，C正確；鋅多數是作為酶的金屬活化劑，缺鋅時，植物光合作用效率會大大下降，可能是鋅影響了酶的活性，D正確。
6．用含32P的磷酸鹽培養液培養動物細胞，一段時間后，細胞的結構以及化合物中均具有放射性的是(　　)
①脫氧核糖　②核膜　③ATP　④脂肪　⑤轉運RNA
A．①③ B．①③⑤
C．②③⑤ D．②③④⑤
解析：選C　脫氧核糖與脂肪，只含C、H、O，不含P元素；核膜、ATP與轉運RNA中均含有P元素。
7．(2021年1月新高考8省聯考·江蘇卷)細胞含有多種多樣的分子，下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．水既可以是化學反應的底物，也可以是化學反應的產物
B．葡萄糖既可以作為能源物質，也可以參與構建細胞
C．氨基酸是水溶性小分子，只能在轉運蛋白協助下進出細胞
D．與RNA分子相比，DNA分子的穩定性要高得多
解析：選C　水既可以是化學反應的底物，也可以是化學反應的產物，如有氧呼吸第二階段是丙酮酸和水反應產生二氧化碳和還原氫，釋放少量能量，有氧呼吸的第三階段是氧氣與還原氫反應產生水，釋放大量能量，A正確；葡萄糖既是重要的能源物質，又參與其他物質的構成，也是細胞結構的重要組成成分(如糖蛋白)，B正確；氨基酸、離子等小分子物質進出細胞的方式一般是主動運輸或協助擴散，需要載體蛋白的協助，但有些氨基酸不需要，如有些氨基酸可以作為神經遞質，以胞吐的方式排出細胞，C錯誤；DNA具有雙螺旋結構，相對穩定，而RNA是單鏈的，容易產生變異，故與RNA分子相比，DNA分子的穩定性要高得多，D正確。
8．以下反應不能產生水的是(　　)
A．10個氨基酸合成為十肽 B．由葡萄糖合成纖維素
C．肝臟細胞合成糖原 D．ATP生成ADP和Pi
解析：選D　多肽與多糖的合成，都是產生水的反應；ATP生成ADP和Pi的過程中需要水的參與，是消耗水的反應，不產生水。
9．在正常人的一生中，細胞內自由水與結合水的比值P隨年齡變化(y)的曲線是(　　)
解析：選D　細胞內自由水與結合水的比值與細胞代謝有關。年齡越小，細胞代謝越旺盛，則自由水的含量越高，隨著年齡增加，細胞代謝減緩，自由水含量下降，則兩者比值變小。
10．如表是人體肌細胞受刺激后，細胞內鈣含量和肌肉收縮力量隨時間的變化關系。
時間(ms) 0 30 60 90 120 150 180
鈣含量(mmol/mL) 0 7.8 2.2 0.5 0 0 0
肌肉收縮力量(N) 0 2.0 5 3.5 2.1 0.5 0
表中數據可以說明(　　)
A．細胞內鈣濃度越高肌肉收縮力量越大
B．肌肉收縮力量隨時間不斷增強
C．鈣離子進入肌細胞的方式是主動運輸
D．肌肉在達到最大收縮力前鈣離子釋放
解析：選D　由表格數據可看出，在肌肉收縮力量未達到最大時，鈣含量已經達到最大，當肌肉收縮力量達到最大時，鈣含量已經下降了，說明肌肉收縮力量達到最大前鈣離子已經開始釋放，所以并不是鈣離子濃度越高肌肉收縮力量越大，肌肉的收縮力量與時間無關，表中的數據不足以說明鈣離子進入細胞的方式。
11．N、P等元素在植物體內形成的化合物往往不穩定，在逆境中可從老葉轉移至幼葉，而Ca、Mn等元素形成的穩定化合物不易轉移。某植株成熟葉正常，部分幼葉出現病態，用Ca(NO3)2根部施肥后幼葉恢復正常。下面是施肥后根尖成熟區細胞吸收Ca2＋、NO和H2O的示意圖，正確的是(　　)
解析：選C　由題意可知，用Ca(NO3)2根部施肥后幼葉恢復正常，說明部分幼葉出現病態可能是缺乏Ca2＋或NO，又由題干信息知，成熟葉正常，這說明缺乏的是不能再被利用的元素Ca2＋；用Ca(NO3)2根部施肥后，土壤溶液濃度升高，根細胞吸水能力下降，吸收Ca2＋量增加，吸收NO不變，隨細胞吸收Ca2＋量增加，細胞液濃度升高，細胞吸水的能力又逐漸增強。
12．研究發現，砷(As)可以富集在植物體內，轉化為毒性很強的金屬有機物，影響水稻的株高、根長和干重；加P(與As原子結構相似)處理后水稻莖葉和根中P含量增加、As含量相對減少，水稻生長加快，干重增加。對此現象不合理的解釋是(　　)
A．As在水稻細胞內富集，由細胞膜的結構特點決定
B．As進入水稻細胞，導致有關酶失去活性，影響細胞代謝
C．P影響As的吸收，與細胞膜上的載體種類和數量有關
D．P是構成磷脂、核酸和ATP的重要元素，能促進水稻生長發育
解析：選A　As在水稻細胞內富集，是由細胞膜的功能特點決定的；As可能是有關酶的抑制劑，與酶結合后使酶的構象發生改變，使酶喪失活性，從而影響細胞的代謝；P與As通過載體運輸進入細胞時，若載體的種類相同，而P更易與載體結合，從而抑制植物對As的吸收；磷脂、核酸和ATP中都含P，而這些化合物是水稻正常生長發育所必需的。
13．(2021·三明模擬)科學家發現了一種被稱作 GFAJ 1 的獨特細菌，這種細菌能利用劇毒化合物(砒霜)中的砷來代替磷元素構筑生命分子和生化反應。根據材料進行分析，下列說法錯誤的是(　　)
A．GFAJ1細菌體內砷元素含量可能比銅、鐵元素多
B．砷對多數生物有毒可能是因為砷能夠替代磷參與生化反應，制造混亂
C．GFAJ1 細菌可利用砷元素合成蛋白質、核酸、糖類等物質
D．該發現使人類對生命的認識發生重大改變，拓寬了在地球極端環境尋找生命的思路
解析：選C　在GFAJ 1細菌體內，砷可以代替磷元素構筑生命分子由于磷是大量元素，所以砷的含量比微量元素(銅、鐵元素)多，A正確；在元素周期表中，砷排在磷下方，兩者屬于同族，化學性質相似，因此對多數生物來說，砷之所以有毒，是因為砷與磷化學性質相似，它能夠“劫持”磷參與的生化反應，制造混亂，B正確；蛋白質、糖類不含磷元素，合成也就不需要砷元素，C錯誤；該發現使人類對生命的認識發生重大改變，拓寬了在地球極端環境乃至外星球尋找生命的思路，D正確。
14．方便面中脫水蔬菜的加工過程主要如下：原料挑選→切削、燙漂→冷卻、瀝水→烘干，烘干的過程要注意溫度，否則容易烤焦。下列敘述錯誤的是(　　)
A．蔬菜烘干的過程中主要是失去自由水
B．脫水蔬菜細胞中數量最多的元素為H
C．方便面中的干牛肉含量最多的化合物為蛋白質
D．烤焦后形成的物質能給細胞提供能量
解析：選D　 蔬菜烘干過程中失去的水主要為自由水，A正確；脫水蔬菜細胞中數量最多的為H元素，B正確；干牛肉細胞中含量最多的化合物為蛋白質，C正確；烤焦后形成的物質主要為無機鹽，無機鹽不能給細胞提供能量，D錯誤。
15．關于水能成為良好溶劑及具有支持生命的獨特性質的原因，敘述錯誤的是(　　)
A．水分子是極性分子，易與帶正電荷或負電荷的分子結合，因此水是良好的溶劑
B．水分子之間易形成氫鍵，氫鍵易斷裂和形成，使水在常溫下呈液體狀態，具有流動性
C．自由水和結合水都能參與化學反應
D．氫鍵的存在使水有較高的比熱容，使水的溫度不易發生改變，有利于維持生命系統的穩定
解析：選C　水分子是極性分子，易與帶正電荷或負電荷的分子結合，因此水可以作為良好的溶劑，A正確；水分子之間易形成氫鍵，氫鍵易斷裂和形成，使水在常溫下呈液體狀態，具有流動性，B正確；自由水能參與化學反應，而結合水是細胞結構的組成成分，不能參與生化反應，C錯誤；氫鍵的存在使水有較高的比熱容，使水的溫度不易發生改變，有利于維持生命系統的穩定，D正確。
二、非選擇題
16．人體所需要的營養物質主要是水、無機鹽、維生素、糖類、脂質和蛋白質等。這些營養物質在人體細胞中有著重要的作用。
(1)自由水的生理作用：___________________________________________________
________________________________________________________________________。(答出2點即可)
(2)牛奶、奶粉中都添加鈣、鐵等元素，其中碳酸鈣是人體骨骼和牙齒的重要組成成分，鐵是血紅蛋白的組成成分，這說明無機鹽的生理作用是______________________；生理鹽水對維持細胞內外滲透壓非常重要，這說明無機鹽的生理作用是__________________________。
(3)俗話說“一方水土養一方人”，飲水是人體獲得必需元素的重要途徑之一。在天然無污染的泉水中，含有Cu、K、Ca、Zn、P、Mg、Na、Fe等人體必需元素，其中屬于大量元素的是______________________________。
答案：(1)①是細胞內的良好溶劑；②參與多種生物化學反應；③運送營養物質和代謝廢物；④為多細胞生物體內的細胞提供良好的液體環境(任答2點即可)
(2)構成細胞內某些復雜化合物的重要成分　維持生物體內環境的平衡　(3)K、Ca、P、Mg
17．關于C、H、O、N、P、S在玉米和人細胞(干重)以及活細胞中的含量如下表，請分析回答下列問題：
元素 O C H N P S
玉米細胞(干重) 44.43 43.57 6.24 1.46 0.2 0.17
人細胞(干重) 14.62 55.99 7.46 9.33 3.11 0.78
活細胞 65 18 10 3 1.4 0.3
(1)以上元素在活細胞中含量明顯比人細胞(干重)含量多的是O和________，發生差異的原因是活細胞中的各種化合物中含量最多的是________。
(2)水在生命活動中有極其重要的作用，細胞內含水量的多少直接影響新陳代謝作用。
①從上述信息可以推斷，植物細胞內自由水與結合水的含量比值變________，則新陳代謝加強。
②浸泡約一周時間，黃豆芽已長得又白又粗，1 kg的黃豆能長出5 kg的黃豆芽，在這個過程中，黃豆細胞內的有機物含量變化是__________，種類變化是__________，其原因是________________________________________________________________________。
(3)由表中數據可以看出，在玉米細胞(干重)中所占比例明顯高于人細胞(干重)中的元素是O，發生這種差異的一個主要原因是組成玉米細胞的化合物中________成分較多，此類化合物主要作為________結構的基本組成成分。
(4)蛋白質和核酸是構成原生質的最重要的化合物，在表中元素中，這兩種化合物在元素組成上最明顯的差異是________________________________________________________。
解析：(1)活細胞中含量最多的化合物是水，占85%～90%，水的組成元素是H和O，因此活細胞中比干細胞中明顯增多的元素是O和H。(2)細胞中自由水與結合水的比值越大，新陳代謝作用越強。在萌發過程中，黃豆細胞內的有機物含量減少，種類增多，其原因是進行細胞呼吸消耗有機物，產生許多中間代謝產物。(3)與人體細胞相比，玉米細胞中糖類較多，其中的纖維素是細胞壁的主要組成成分，因此在玉米細胞(干重)中所占比例明顯高于人細胞(干重)中的元素是O。(4)蛋白質和核酸是構成原生質的最重要的化合物，在題表中的元素中，這兩種化合物在元素組成上最明顯的差異是蛋白質含有S，而核酸含有P。
答案：(1)H　水　(2)①大　②減少　增多　進行細胞呼吸消耗有機物，產生許多中間代謝產物　(3)糖類　細胞壁　(4)蛋白質含S、核酸含P

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