資源簡介

高考生物一輪專題知識梳理
第2講　細胞中的無機物、糖類和脂質
課標解讀 核心素養(yǎng)
1.說出細胞的主要元素組成及以碳鏈為骨架形成復雜的生物大分子 2.指出水在細胞中的含量、存在形式及作用 3.舉例說出無機鹽的含量和作用 4.概述糖類、脂質的種類和作用 5.活動:檢測生物組織中還原糖、脂肪和蛋白質 生命觀念 建立水和無機鹽的存在形式與功能相適應,糖類與脂質的結構與其具有的功能相適應的觀點
科學思維 分析細胞中的元素和化合物,培養(yǎng)圖表信息的圖文轉換能力和判斷能力
科學探究 探究植物生長必需無機鹽的作用,檢測生物組織中還原糖、脂肪和蛋白質
考點一　細胞中的元素和化合物、無機物
1.組成細胞的元素。
(1)生物界和非生物界在元素種類和含量上的關系。
(2)元素的來源、分類和存在形式。
提醒　①生物體含量很少的元素并非都是微量元素,微量元素含量雖少,但卻是生命活動不可缺少的。
②諧音記法。
2.組成細胞的化合物。
3.細胞中的無機物。
(1)細胞中的水。
①水的性質。
②細胞中水的存在形式和功能。
③自由水與結合水的比值和細胞代謝的關系。
提醒　衰老細胞的特征之一為細胞內水分減少(主要是自由水),細胞萎縮,體積變小,新陳代謝速率減慢。
(2)細胞中的無機鹽。
提醒　神經(jīng)調節(jié)中靜息電位維持時K+外流及動作電位形成時Na+內流均為協(xié)助擴散(不耗能)。
正誤判斷
(1)組成細胞的化學元素,在無機自然界中都能夠找到。 (√)
(2)玉米和人體細胞干重中含量占前四的元素均是C、O、N、H。 (√)
(3)梨的果實和葉片的細胞中化合物的種類和含量大體是相同的。 (×)
(4)在沙漠植物仙人掌的活細胞中含量最多的化合物是蛋白質。 (×)
(5)水在常溫下能夠維持液體狀態(tài)是由于水分子之間的氫鍵不斷地斷裂,又不斷地形成。 (√)
(6)Mg2+參與構成葉綠體中的各種色素。 (×)
(7)缺鐵會導致血紅素合成障礙,引起缺鐵性貧血。 (√)
(8)哺乳動物血液中鈣離子含量太低,會出現(xiàn)抽搐癥狀。 (√)
教材微點
1.(必修1 P16“思考·討論”)玉米細胞和人體細胞干重中含量較多的四種元素都是C、H、O、N(其中在玉米細胞中的含量大小關系為O>C>H>N,而在人體細胞中的含量大小關系為C>O>N>H),這是因為玉米和人都是生物,組成它們的主要成分都是糖類、脂質和蛋白質等物質,這些物質含有C、H、O,蛋白質中還含有大量的N。
2.(必修1 P22“思考·討論T3”)植物體缺P常表現(xiàn)為生長發(fā)育不正常,這說明什么 分析為什么植物體缺P會影響其生長發(fā)育。
提示　植物體缺P常表現(xiàn)為生長發(fā)育不正常,這說明P對于生命活動必不可少。P是組成細胞膜和細胞核的重要成分,也是細胞內必不可少的許多化合物的成分。
長句突破
1.(事實概述)根系是植物吸收水分的主要器官。根細胞內水分的主要作用有水是根細胞的重要組成成分;水參與根細胞內的生物化學反應(答出兩點即可)。
2.(科學思維)[2020·全國卷Ⅰ,T30(2)]農田施肥的同時,往往需要適當澆水,此時澆水的原因是肥料中的礦質元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收(答出1點即可)。
3.(科學探究)(2019·全國卷Ⅲ,29節(jié)選)農作物吸收氮元素的主要形式有銨態(tài)氮(N)和硝態(tài)氮(N)。已知作物甲對同一種營養(yǎng)液(以硝酸銨為唯一氮源)中N和N的吸收具有偏好性(N和N同時存在時,對一種離子的吸收量大于另一種)。請設計實驗對這種偏好性進行驗證,要求簡要寫出實驗思路、預期結果和結論。
提示　實驗思路:配制營養(yǎng)液(以硝酸銨為唯一氮源),用該營養(yǎng)液培養(yǎng)作物甲,一段時間后,檢測營養(yǎng)液中N和N剩余量。
預期結果和結論:若營養(yǎng)液中N剩余量小于N剩余量,則說明作物甲偏好吸收N;若營養(yǎng)液中N剩余量小于N剩余量,則說明作物甲偏好吸收N。
1.衍射法歸納細胞中水的吸收、產(chǎn)生和利用。
2.歸納整合常考無機鹽功能。
角度一 通過對元素與化合物的推斷,考查推理判斷能力
1.如圖①~⑤表示某些化學元素所組成的化合物,下列相關敘述正確的是 (　　)
A.若②是構成細胞膜的主要成分,則具有物種的特異性
B.若④存在于皮下等部位,則④這類物質只存在于動物細胞
C.若⑤為人體某種蛋白質,則①中可能含有硒元素
D.若⑥主要在人體肝臟和肌肉內合成,則③只存在于動物細胞
解析　分析題圖,②是由C、H、O、N、P五種元素組成的,若②是構成細胞膜的主要成分,則為磷脂,其無物種的特異性,A項錯誤;④由C、H、O組成,若④存在于皮下等部位,則④為脂肪,動植物細胞中均含有,B項錯誤;若⑤為人體某種蛋白質,則①為氨基酸,其R基中可能含有硒元素,C項正確;⑥由C、H、O組成,若⑥主要在人體肝臟和肌肉內合成,則⑥為糖原,③為葡萄糖,而葡萄糖是動、植物細胞共有的糖,D項錯誤。
答案　C
2.(不定項)(2023·濰坊五校聯(lián)考)下列關于細胞內元素與化合物的敘述,正確的是 (　　)
A.人體體溫調節(jié)過程需要含碘化合物的參與
B.人體血液中氧氣的運輸需含鈣化合物的參與
C.綠色植物的光吸收過程需要含鎂化合物的參與
D.家兔遺傳信息的傳遞過程需要含氮化合物的參與
解析　人體體溫調節(jié)過程需要含碘化合物甲狀腺激素的參與,因為甲狀腺激素能促進細胞代謝,A項正確;人體血液中氧氣的運輸需要含鐵化合物血紅蛋白的參與,B項錯誤;綠色植物的光吸收過程需要含鎂化合物葉綠素的參與,C項正確;家兔遺傳信息的傳遞過程需要含氮化合物(mRNA)的參與,D項正確。
答案　ACD
角度二 圍繞細胞中的水,考查生命觀念
3.(2021·全國乙卷)植物在生長發(fā)育過程中,需要不斷從環(huán)境中吸收水。下列有關植物體內水的敘述,錯誤的是 (　　)
A.根系吸收的水有利于植物保持固有姿態(tài)
B.結合水是植物細胞結構的重要組成成分
C.細胞的有氧呼吸過程不消耗水但能產(chǎn)生水
D.自由水和結合水比值的改變會影響細胞的代謝活動
解析　植物在生長發(fā)育過程中,需要不斷地從環(huán)境中吸收水,保持其固有的姿態(tài),A項正確;細胞中的一部分水是以結合水的形式存在的,結合水是細胞結構的重要組成成分,B項正確;細胞在有氧呼吸第二階段消耗水,在有氧呼吸第三階段產(chǎn)生水,C項錯誤;自由水和結合水比值的改變會影響細胞的代謝活動,比值越高,細胞的代謝活動越旺盛,D項正確。
答案　C
4.(不定項)(2023·遼寧大連質檢)水在生物體內是一種良好的溶劑,是多種化學反應的介質,在代謝中有重要作用。下列有關水的說法正確的是 (　　)
A.只有成熟的植物細胞才可以通過滲透作用吸水,而動物細胞則不能
B.給黑暗中的植物澆灌含18O的水,最先出現(xiàn)放射性的物質是二氧化碳
C.人由30 ℃的環(huán)境走進10 ℃的環(huán)境后,排尿量會增加
D.越冬的植物體內自由水與結合水的比值下降,利于越冬
解析　成熟的植物細胞、動物細胞均可與外界溶液組成滲透系統(tǒng),通過滲透作用吸水,A項錯誤;有氧呼吸過程中,O參與第二階段與丙酮酸結合生成C18O2,故給黑暗中的植物澆灌含18O的水,最先出現(xiàn)放射性的物質是二氧化碳,B項正確;人由30 ℃的環(huán)境走進10 ℃的環(huán)境后,代謝加快,代謝產(chǎn)物增多,且排汗減少,排尿量會增加,C項正確;越冬的植物體內自由水與結合水的比值下降,利于越冬,D項正確。
答案　BCD
角度三 圍繞無機鹽的功能,考查生命觀念
5.(2021·浙江6月選考)無機鹽是生物體的組成成分,對維持生命活動有重要作用。下列敘述錯誤的是 (　　)
A.Mg2+存在于葉綠體的類胡蘿卜素中
B.HC對體液pH起著重要的調節(jié)作用
C.血液中Ca2+含量過低,人體易出現(xiàn)肌肉抽搐
D.適當補充I-,可預防缺碘引起的甲狀腺功能減退癥
解析　Mg2+是葉綠素的主要成分,Mg2+存在于葉綠體的葉綠素中,A項錯誤;HC可以中和體液中的酸性物質,對體液pH起重要的調節(jié)作用,B項正確;哺乳動物血液中Ca2+含量過低,則會出現(xiàn)肌肉抽搐,C項正確;I-是合成甲狀腺激素所必需的,適當補充I-,可預防缺碘引起的甲狀腺功能減退癥,D項正確。
答案　A
6.(不定項)(2023·山東德州期中)無機鹽對于維持生物體的生命活動具有重要作用。下列有關生物體內無機鹽的敘述正確的是 (　　)
A.細胞中的無機鹽大多數(shù)以化合物的形式存在,如CaCO3參與構成骨骼、牙齒等
B.生理鹽水可用于清洗外傷傷口,因為它可維持細胞正常的滲透壓并有清潔作用
C.患急性腸炎的病人脫水時輸入葡萄糖鹽水是常見的治療方法
D.缺鐵會導致哺乳動物血液運輸O2的能力下降
解析　細胞中的無機鹽大多數(shù)以離子形式存在,少數(shù)以化合物的形式存在,A項錯誤;生理鹽水(質量分數(shù)為0.9%的氯化鈉溶液)可維持細胞正常的滲透壓,并有清潔作用,B項正確;患急性腸炎的病人脫水時會丟失水分和無機鹽,所以需要及時補充水分和無機鹽,葡萄糖可提供能量,輸入葡萄糖鹽水是常見的治療方法,C項正確;紅細胞中的血紅蛋白含有Fe2+,缺鐵會導致血紅蛋白合成受阻,哺乳動物血液運輸O2的能力下降,D項正確。
答案　BCD
考點二　糖類、脂質的種類和作用
1.細胞中的糖類。
提醒　①單糖可不經(jīng)消化水解直接被吸收,而二糖、多糖必須經(jīng)消化水解成單糖后才能被吸收。
②糖類并非都是能源物質,如核糖、脫氧核糖、纖維素等不參與氧化分解提供能量。
2.細胞中的脂質。
提醒　①磷脂是所有細胞必不可少的脂質。
②脂質中只有脂肪可被蘇丹Ⅲ染液染成橘黃色。
③糖類可大量轉化為脂肪,但脂肪不能大量轉化為糖類,所以說“發(fā)胖容易減肥難”。
正誤判斷
(1)幾丁質是一種廣泛存在于甲殼類動物和昆蟲外骨骼中的脂質。 (×)
(2)糖原的基本組成單位是葡萄糖分子,主要功能是提供能量,與斐林試劑反應呈現(xiàn)磚紅色。 (×)
(3)不是所有細胞壁的組成成分都含有纖維素。 (√)
(4)細胞中的糖類不與其他分子結合。 (×)
(5)脂肪酸和磷脂含有的元素相同。 (×)
(6)所有的脂質都能參與膜結構的構成。 (×)
(7)脂肪、淀粉和蛋白質都是生物大分子。 (×)
教材微點
1.(必修1 P24“圖2-3”)構成淀粉、糖原和纖維素的基本單位都是葡萄糖分子,但是葡萄糖的連接方式不同。
2.(必修1 P25“批判性思維”)科學家還將纖維素等其他糖類稱為人類的“第七類營養(yǎng)素”。
3.(必修1 P27“正文信息”)細胞中的糖類和脂質是可以相互轉化的。但是糖類和脂肪之間的轉化程度是有明顯差異的。例如,糖類在供應充足的情況下,可以大量轉化為脂肪;而脂肪一般只在糖類代謝發(fā)生障礙,引起供能不足時,才會分解供能,而且不能大量轉化為糖類。
長句突破
1.(健康生活)哺乳動物體內膽固醇并非有害無益,原因是膽固醇是動物細胞膜的重要組成成分,在人體內還參與血液中脂質的運輸。
2.(科學思維)如圖為幾種多糖的分子結構示意圖,請思考:
(1)請具體指出甲、乙、丙的名稱。這三類分子有何共性
提示　甲為淀粉,乙為糖原,丙為纖維素;三類分子均為多聚體且單體均為葡萄糖。
(2)淀粉的水解過程是先生成相對分子質量較小的糊精,糊精繼續(xù)水解生成麥芽糖,最終水解產(chǎn)物是葡萄糖,如何檢驗淀粉是全部水解還是部分水解
提示　取一支試管,加入未知水解程度的淀粉液,再滴加少量碘液,如溶液變藍色,則淀粉未完全水解,如溶液為棕黃色則已全部水解。
角度一 通過糖類的種類及功能,考查生命活動
1.(2021·湖南卷)糖類是細胞的主要組成成分之一。下列敘述錯誤的是 (　　)
A.植物細胞壁的主要成分纖維素是多糖
B.糖原是人和動物細胞的儲能物質
C.麥芽糖、乳糖和核糖均是二糖
D.葡萄糖與斐林試劑反應生成磚紅色沉淀
解析　纖維素是多糖,是植物細胞壁的主要成分之一,A項正確;糖原是多糖,是人和動物細胞的儲能物質,B項正確;麥芽糖、乳糖是二糖,核糖是單糖,C項錯誤;葡萄糖是還原糖,能與斐林試劑在水浴加熱條件下反應生成磚紅色沉淀,D項正確。
答案　C
2.(不定項)(2023·衡水調研)如圖為某單糖的概念模型,下列相關敘述錯誤的是 (　　)
A.若M為果糖,則①與斐林試劑共熱有磚紅色沉淀產(chǎn)生
B.若②均由M構成,則②不都為細胞的生命活動供能
C.若③為ATP,則單糖M可以是脫氧核糖
D.若M為核糖,則③可以是T2噬菌體的遺傳物質
解析　果糖與葡萄糖縮合形成的糖為蔗糖,蔗糖是非還原糖,與斐林試劑共熱(水浴加熱)沒有磚紅色沉淀產(chǎn)生,A項錯誤;纖維素、淀粉、糖原等多糖都由葡萄糖構成,淀粉、糖原是細胞內的儲能物質,纖維素是構成植物細胞壁的主要物質,一般不為細胞的生命活動供能,B項正確;ATP為腺苷三磷酸,腺苷由核糖和腺嘌呤組成,C項錯誤;T2噬菌體的遺傳物質是DNA,構成DNA的五碳糖為脫氧核糖,D項錯誤。
答案　ACD
角度二 結合脂質與人體健康的關系,考查社會責任
3.近年來,由于人們室內生活時間變長、防曬霜和防曬衣的普及等因素,維生素D(VD)缺乏已經(jīng)成為了一個普遍性的問題。研究顯示,人體內幾乎所有的細胞都有VD受體,VD和很多疾病密切相關,例如VD可通過與免疫細胞上的受體結合參與人體的免疫調節(jié)過程,腸道細胞VD受體缺失可以導致嚴重的炎癥性腸病。下列關于維生素D的敘述錯誤的是 (　　)
A.VD屬于脂肪,可通過自由擴散進出細胞
B.適當?shù)臅裉柨墒贵w內的VD得以補充
C.VD可以看作一種信號分子,對細胞有調節(jié)作用
D.VD缺乏影響Ca的吸收,進而可引起骨質疏松等癥狀
解析　VD屬于脂質中的固醇類,不屬于脂肪,A項錯誤;紫外線有利于維生素D的合成,適當?shù)臅裉柨墒贵w內的VD得以補充,B項正確;VD可以看作一種信號分子,對細胞有調節(jié)作用,C項正確;維生素D可以促進胃腸道對鈣的吸收,VD缺乏會影響Ca的吸收,進而可引起骨質疏松等癥狀,D項正確。
答案　A
4.(不定項)(2023·濰坊模擬)為探究蓖麻種子(脂肪含量達70%)萌發(fā)過程中的物質變化,某研究小組將種子置于溫度、水分(蒸餾水)、通氣等條件均適宜的黑暗環(huán)境中培養(yǎng),定期檢查萌發(fā)種子(含幼苗)的脂肪、蔗糖、葡萄糖的含量和干重變化,結果如圖所示,據(jù)圖分析下列說法正確的是 (　　)
甲 乙
A.圖甲表示油脂在酶的作用下水解為葡萄糖,其中一部分進一步轉化為蔗糖
B.糖類是胚生長發(fā)育的主要能源物質,由脂肪轉化為糖類需要蛋白質參與
C.用蘇丹Ⅲ染液對蓖麻種子切片染色,可通過肉眼觀察到橘黃色脂肪顆粒
D.據(jù)圖乙分析蓖麻種子萌發(fā)初期時干重增加,增加的主要元素是O
解析　油脂在酶的作用下水解為甘油、脂肪酸,再轉化為糖類,A項錯誤;糖類是生命活動的主要能源物質,脂肪轉化為糖類過程中需要酶的參與,酶的本質主要是蛋白質,B項正確;用蘇丹Ⅲ染液對蓖麻種子切片染色,需在顯微鏡下才能觀察到橘黃色的脂肪顆粒,C項錯誤;植物種子中的脂肪在種子萌發(fā)過程中,經(jīng)過一系列變化轉化為糖類,糖類物質中O的比例大于脂肪,因此導致種子干重增加的主要元素是氧元素,D項正確。
答案　BD
考點三　檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質
1.還原糖的檢測。
2.脂肪的檢測。
(1)檢測原理:脂肪+蘇丹Ⅲ染液→橘黃色。
(2)檢測步驟。
3.蛋白質的檢測。
教材深挖
(必修1 P18“探究·實踐”)為什么利用斐林試劑的甲液、乙液和蒸餾水也能鑒定蛋白質
提示　斐林試劑的甲液、乙液的成分分別與雙縮脲試劑的A液、B液成分相同,只是斐林試劑的乙液的質量濃度比雙縮脲試劑的B液大,故只需將斐林試劑乙液用蒸餾水稀釋即可。
1.區(qū)分斐林試劑與雙縮脲試劑的“一同三不同”。
(1)檢測還原糖時使用的斐林試劑要現(xiàn)配現(xiàn)用的原因:斐林試劑很不穩(wěn)定,容易產(chǎn)生藍色的Cu(OH)2沉淀,所以應將甲液和乙液分別保存,使用時現(xiàn)配現(xiàn)用。
(2)在還原糖檢測實驗中,若待測組織樣液中不含還原糖,加入斐林試劑水浴加熱后的現(xiàn)象不是無色,而是淺藍色,即Cu(OH)2的顏色。
(3)檢測蛋白質時,加入過量的雙縮脲試劑B液后,如果沒有產(chǎn)生明顯的紫色反應,可能的原因是加入的雙縮脲試劑B液過量,CuSO4在堿性溶液中生成大量的Cu(OH)2藍色絮狀沉淀,會遮蔽實驗中所產(chǎn)生的紫色,影響觀察效果。
(4)斐林試劑甲液和雙縮脲試劑A液完全相同,將斐林試劑乙液用蒸餾水稀釋5倍后便成為雙縮脲試劑B液,可用于蛋白質的檢測。
2.實驗成功的3個關鍵點。
選材 (1)上述實驗中都不宜選取有顏色的材料,否則會干擾實驗結果的顏色變化。 (2)蛋白質檢測中,若用大豆作材料,必須提前浸泡;若用蛋清作材料,必須稀釋,防止其黏在試管上不易刷洗;且該實驗應預留部分組織樣液作對比
設置 對照 物質檢測實驗一般不設立對照實驗,若需設立對照實驗,對照組應加入成分已知的物質,如驗證唾液淀粉酶是蛋白質,對照組可加入稀釋的雞蛋清
實驗 試劑 脂肪檢測的過程中滴加1~2滴體積分數(shù)為50%的酒精溶液的目的是洗去浮色,原理是蘇丹Ⅲ染液易溶于酒精
角度一 結合糖類、脂肪和蛋白質的檢測原理與基本操作,考查實驗基本過程
1.為檢測生物組織中的還原糖,制備了某蘋果的兩種提取液:①淺紅色混濁的勻漿;②淺黃色澄清的勻漿。下列敘述正確的是 (　　)
A.提取液②加入斐林試劑并加熱產(chǎn)生磚紅色沉淀,說明②中含有還原糖
B.與提取液②相比,①更適合用于檢測蘋果中的還原糖
C.提取液中含有淀粉、少量的麥芽糖和蔗糖等還原糖
D.檢測還原糖時,先加入雙縮脲試劑A液再加入B液
解析　斐林試劑與還原糖在水浴加熱條件下反應生成磚紅色沉淀。所以提取液②加入斐林試劑并加熱產(chǎn)生磚紅色沉淀,說明②中含有還原糖,A項正確;由于②較澄清,①為淺紅色混濁的勻漿,與提取液①相比,②更適合用于檢測蘋果中的還原糖,B項錯誤;淀粉和蔗糖不是還原糖,C項錯誤;雙縮脲試劑是用來檢測蛋白質的,不能檢測還原糖,D項錯誤。
答案　A
2.下列關于細胞結構與成分的敘述,錯誤的是 (　　)
A.細胞膜的完整性可用臺盼藍染色法進行檢測
B.檢測氨基酸的含量可用雙縮脲試劑進行顯色
C.若要觀察處于細胞分裂中期的染色體可用醋酸洋紅液染色
D.斐林試劑是含有Cu2+的堿性溶液,可被葡萄糖還原成磚紅色
解析　用臺盼藍鑒定細胞死活,被染色的細胞是死細胞,因為死細胞的細胞膜失去了對臺盼藍的選擇透過性,能進入細胞而使細胞被染成藍色,如果細胞膜結構不完整,臺盼藍也能進入,故也能判斷細胞膜結構的完整性,A項正確;雙縮脲試劑用來檢測蛋白質中的肽鍵,不能檢測氨基酸的含量,B項錯誤;若要觀察處于細胞分裂中期的染色體,可以用堿性染料醋酸洋紅液、甲紫溶液、改良苯酚品紅溶液等試劑染色,C項正確;斐林試劑是由0.1 g/mL的NaOH溶液與0.05 g/mL的CuSO4溶液等量混合配制而成的,其中的Cu2+可與還原糖在水浴加熱的條件下,發(fā)生氧化還原反應,生成磚紅色沉淀,D項正確。
答案　B
角度二 借助種子的成熟和萌發(fā),考查與物質檢測相關的科學探究
3.為了研究在大豆種子萌發(fā)和生長過程中糖類和蛋白質的相互關系,某研究小組在25 ℃、黑暗、無菌、濕潤的條件下進行實驗,然后測定在不同時間種子和幼苗中相關物質的含量,結果如圖所示:
(1)在觀察時間內,圖中可溶性糖含量的變化是　　　　　　　　　　　　　。總糖含量變化是　　　　　　　　,蛋白質含量的變化是　　　　　　　　　。
(2)如果在同樣條件下繼續(xù)培養(yǎng),預測圖中曲線的最終變化趨勢是　　　　,其原因是　　　　　　　。
(3)在上述定量測定之前,進行了蛋白質含量變化的預實驗,請?zhí)畛鋵嶒炘?判斷實驗步驟中畫線部分是否正確,并更正錯誤之處;寫出實驗結果。
①實驗原理:蛋白質　　　　　　　　　　　　　　,其顏色深淺與蛋白質含量成正比。
②實驗步驟
Ⅰ:將三份等量大豆種子分別萌發(fā)1、5、9天后取出,各加入適量蒸餾水,研碎、提取、定容后離心得到蛋白質制備液;
Ⅱ:取3支試管,編號1、2、3,分別加入等量的萌發(fā)1、5、9天的蛋白質制備液;
Ⅲ:在上述試管中a.各加入等量的雙縮脲試劑A液和B液按比例配制的混合液,振蕩均勻后,b.在沸水浴中加熱觀察顏色變化。
a: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
b: 　　　　　　　　　　　　　　　　 　。
③實驗結果: 　　　　　　　　　。
(4)大豆細胞中含量最多的化合物是　　　　,其在大豆種子萌發(fā)過程中的存在形式主要是　　　　,判斷理由是　　　　　　　　　　　　　　　　。
解析　(1)在觀察時間內,蛋白質含量上升,總糖含量下降,可溶性糖含量先增加,然后保持相對穩(wěn)定。(2)幼苗在黑暗環(huán)境中只進行細胞呼吸,不進行光合作用,消耗有機物,隨時間的推移有機物的總量下降。(3)蛋白質與雙縮脲試劑反應呈紫色。在用雙縮脲試劑檢測蛋白質時,先加A液1 mL搖勻,再加B液4滴,振蕩,可觀察到檢測液呈紫色。(4)大豆細胞中含量最多的化合物是水,在大豆種子萌發(fā)的過程中,水主要以自由水的形式存在,萌發(fā)的大豆種子代謝活動旺盛,與細胞內自由水的含量增加有關。
答案　(1)先增加,然后保持相對穩(wěn)定　下降　上升
(2)都下降　黑暗條件下無光合作用并且細胞呼吸消耗有機物
(3)①與雙縮脲試劑作用產(chǎn)生紫色反應
②a:錯誤。更正:先加雙縮脲試劑A液1 mL,混合均勻后,再加入雙縮脲試劑B液4滴
b:錯誤。更正:不加熱直接觀察顏色變化
③1、2、3號試管中紫色依次加深
(4)水　自由水　萌發(fā)大豆種子代謝旺盛,自由水含量增多
1.經(jīng)典重組　判斷正誤
(1)在酸性土壤中,小麥可吸收利用土壤中的N2和N。(2018·全國卷Ⅰ,3A) (×)
提示　植物只能吸收利用土壤中的N和N,而不能直接利用N2。
(2)蛋白質結合Mg2+形成的血紅蛋白參與O2運輸。(2018·全國卷Ⅱ,1C) (×)
提示　血紅蛋白中含有Fe2+不含Mg2+。
(3)構成葉綠素的鎂可以由植物的根從土壤中吸收。(全國卷Ⅱ) (√)
(4)在最基本的生命系統(tǒng)中,H2O有自由水和結合水兩種存在形式。(四川卷) (√)
(5)淀粉水解成葡萄糖時伴隨有ATP的生成。(海南卷,5A) (×)
(6)膜中的磷脂分子是由膽固醇、脂肪酸和磷酸組成的。(全國卷Ⅲ,1D) (×)
(7)脂肪比相同質量的多糖徹底氧化產(chǎn)能少。(海南卷,2C) (×)
2.(2022·全國甲卷)鈣在骨骼生長和肌肉收縮等過程中發(fā)揮重要作用。曬太陽有助于青少年骨骼生長,預防老年人骨質疏松。下列敘述錯誤的是 (　　)
A.細胞中有以無機離子形式存在的鈣
B.人體內Ca2+可自由通過細胞膜的磷脂雙分子層
C.適當補充維生素D可以促進腸道對鈣的吸收
D.人體血液中鈣離子濃度過低易出現(xiàn)抽搐現(xiàn)象
解析　細胞中有以無機離子形式存在的鈣,也有以化合物形式存在的鈣(如CaCO3),A項正確;Ca2+不能自由通過細胞膜的磷脂雙分子層,需要載體協(xié)助,B項錯誤;維生素D能有效地促進人體腸道對鈣和磷的吸收,故適當補充維生素D可以促進腸道對鈣的吸收,C項正確;哺乳動物的血液中必須含有一定量的Ca2+,Ca2+的含量太低,會出現(xiàn)抽搐等癥狀,D項正確。
答案　B
3.(2020·江蘇卷)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　自由水是生化反應的介質,有些水還直接作為反應物參與生物化學反應,如有氧呼吸,A項錯誤;結合水是組成細胞結構的重要成分,主要存在形式是水與蛋白質、多糖等物質結合,成為生物體的構成成分,而液泡中的水屬于自由水,B項錯誤;細胞中大多數(shù)無機鹽以離子的形式存在,對維持細胞和生物體的生命活動有重要作用,能參與維持細胞的酸堿平衡,也能參與有機物的合成,如Mg2+是合成葉綠素的原料,C項錯誤、D項正確。
答案　D
4.(2020·海南卷)下列關于人體脂質的敘述,正確的是 (　　)
A.組成脂肪與糖原的元素種類不同
B.磷脂水解的最終產(chǎn)物為甘油和脂肪酸
C.性激素屬于固醇類物質,能維持人體第二性征
D.維生素D是構成骨骼的主要成分,缺乏維生素D會影響骨骼發(fā)育
解析　脂肪和糖原的元素組成都是C、H、O,A項錯誤;脂肪的最終水解產(chǎn)物是甘油和脂肪酸,B項錯誤;性激素屬于固醇,能激發(fā)和維持人體第二性征,C項正確;維生素D可以促進骨骼對鈣的吸收,D項錯誤。
答案　C
5.(不定項)(2020·山東卷)棉花纖維由纖維細胞形成。蔗糖經(jīng)膜蛋白SUT轉運進入纖維細胞后逐漸積累,在纖維細胞的加厚期被大量水解后參與纖維素的合成。研究人員用普通棉花品系培育了SUT表達水平高的品系F,檢測兩品系植株開花后纖維細胞中的蔗糖含量,結果如圖所示。下列說法正確的是 (　　)
A.纖維素的基本組成單位是葡萄糖和果糖
B.曲線甲表示品系F纖維細胞中的蔗糖含量
C.15~18天曲線乙下降的主要原因是蔗糖被水解后參與纖維素的合成
D.提高SUT的表達水平會使纖維細胞加厚期延后
解析　纖維素的基本組成單位是葡萄糖,A項錯誤;品系F的纖維細胞SUT表達水平高,蔗糖經(jīng)SUT轉運進入纖維細胞后逐漸積累,在纖維細胞的加厚期被大量水解后參與纖維素的合成,曲線甲纖維細胞中的蔗糖含量最先升高,之后降低,說明曲線甲表示品系F纖維細胞中的蔗糖含量,B項正確;曲線乙表示普通棉花品系纖維細胞中的蔗糖含量,推測15~18天為纖維細胞的加厚期,此時期蔗糖被大量水解,所以15~18天曲線乙下降,C項正確;由題圖可知,品系F纖維細胞的加厚期在9~12天,普通棉花品系纖維細胞的加厚期在15~18天,提高SUT的表達水平會使纖維細胞加厚期提前,D項錯誤。
答案　BC
(一) 物質鑒定類實驗
【典例】　(2019·江蘇卷)為探究玉米籽粒發(fā)芽過程中一些有機物含量的變化,研究小組利用下列供選材料用具進行了實驗。材料用具:玉米籽粒;斐林試劑,雙縮脲試劑,碘液,緩沖液,淀粉,淀粉酶等;研缽,水浴鍋,天平,試管,滴管,量筒,容量瓶,顯微鏡,玻片,酒精燈等。請回答下列問題:
(1)為了檢測玉米籽粒發(fā)芽過程中蛋白質(肽類)含量變化,在不同發(fā)芽階段玉米提取液中,分別加入　　　試劑,比較顏色變化。該實驗需要選用的器具有　　　(填序號)。
①試管 ②滴管 ③量筒 ④酒精燈 ⑤顯微鏡
(2)為了檢測玉米籽粒發(fā)芽過程中淀粉含量變化,將不同發(fā)芽階段的玉米籽粒縱切,滴加　　　　,進行觀察。結果顯示,胚乳呈藍色塊狀,且隨著發(fā)芽時間的延長,藍色塊狀物變小。由此可得出的結論是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)為了驗證上述藍色塊狀物變小是淀粉酶作用的結果,設計了如下實驗:在1~4號試管中分別加入相應的提取液和溶液(如圖所示),40 ℃溫育30 min后,分別加入斐林試劑并60 ℃水浴加熱,觀察試管內顏色變化。請繼續(xù)以下分析:
設置試管1作為對照,其主要目的是 。
試管2中應加入的X是　　　的提取液。
③預測試管3中的顏色變化是　　　　。若試管4未出現(xiàn)預期結果(其他試管中結果符合預期),則最可能的原因是 。
解析　(1)用雙縮脲試劑檢驗蛋白質或多肽時,選用的器具有試管、滴管、量筒。(2)利用淀粉遇碘液變藍色的原理可以檢測淀粉,在用碘液檢測玉米籽粒發(fā)芽過程中胚乳中淀粉含量的變化時,胚乳呈藍色塊狀,且隨著玉米籽粒發(fā)芽時間的延長,藍色塊狀物變小,說明玉米籽粒發(fā)芽過程中胚乳中的淀粉逐漸減少。(3)淀粉酶水解淀粉會形成還原糖,可用斐林試劑檢測,據(jù)此可推測淀粉酶水解淀粉的情況。①設置試管1的主要目的是排除用于實驗的淀粉溶液中含有還原糖。②該實驗的目的是驗證玉米籽粒發(fā)芽過程中淀粉逐漸減少是淀粉酶作用的結果,因此試管2中加入的X是發(fā)芽前玉米的提取液,排除發(fā)芽前玉米籽粒中含有還原糖的可能性。③斐林試劑本身的顏色是藍色,水浴加熱過程中,試管3中的顏色變化是由藍色逐漸變成磚紅色。試管4中未出現(xiàn)預期結果(其他試管中結果符合預期)最可能的原因是淀粉酶失活,導致淀粉沒有被水解成還原糖。
答案　(1)雙縮脲　①②③　(2)碘液　玉米發(fā)芽過程中胚乳的淀粉逐漸減少　(3)①排除用于實驗的淀粉溶液中含有還原糖　②發(fā)芽前玉米　③藍色→磚紅色　淀粉酶已失活
1.有機物的檢測與鑒定的基本思路。
細胞中有機物的檢測與鑒定是利用某些化學試劑能夠使生物組織中的有關化合物產(chǎn)生特定的顏色反應,來達到檢測與鑒定的目的。可通過如圖所示的幾個方面對每種有機物的檢測與鑒定進行分析和判斷:
2.列表比較6種物質的鑒定。
實驗名稱 試劑 顏色 生物材料 備注
淀粉的鑒定 碘液 藍色 脫色的葉片等 若材料有顏色,需先脫色
還原糖的鑒定 斐林 試劑 磚紅色沉淀 蘋果或梨勻漿等 現(xiàn)配現(xiàn)用、水浴加熱
脂肪的鑒定 蘇丹Ⅲ 染液 橘黃色 花生種子切片 需用高倍鏡觀察
蛋白質的鑒定 雙縮脲 試劑 紫色 豆?jié){、稀蛋清等 先加A液,后加B液,搖勻使用
酒精的鑒定 重鉻酸鉀 溶液 橙色→灰綠色 酵母菌 酸性條件
CO2的鑒定 溴麝香草酚藍溶液 藍→綠→黃 酵母菌 常溫條件
1.(2023·山東菏澤模擬)下列關于生物組織中還原糖、脂肪和蛋白質鑒定實驗的敘述,正確的是 (　　)
A.還原糖、蛋白質的鑒定,可用酒精燈直接加熱
B.脂肪鑒定的操作步驟依次是切片→制片→染色→洗去浮色→觀察
C.蘇丹Ⅲ染液可將脂肪顆粒染成橘黃色
D.常用番茄、蘋果等作為鑒定植物組織內還原糖的實驗材料
解析　用斐林試劑鑒定還原糖的實驗中,需采用50~65 ℃水浴加熱的方式,通過觀察試管中出現(xiàn)的顏色變化判斷組織樣液中是否含有還原糖;用雙縮脲試劑檢測蛋白質不需要加熱,A項錯誤。脂肪鑒定的操作步驟為取材→切片→制片→觀察,B項錯誤。番茄的紅色會影響還原糖鑒定實驗中對實驗現(xiàn)象的觀察,D項錯誤。
答案　C
2.斐林試劑和雙縮脲試劑能夠分別使還原糖、蛋白質產(chǎn)生特定的顏色反應。下列關于斐林試劑和雙縮脲試劑的敘述,正確的是 (　　)
A.為了節(jié)約實驗時間,可提前將斐林試劑配好備用
B.與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應的物質不一定是蛋白質
C.驗證高溫可導致蛋白質變性失活時,可用雙縮脲試劑進行檢測
D.加入斐林試劑后組織樣液未出現(xiàn)磚紅色沉淀,該樣液不可能含還原糖
解析　斐林試劑需要現(xiàn)配現(xiàn)用,不能提前配好備用,A項錯誤。雙縮脲試劑檢測蛋白質的原理為在堿性環(huán)境中,肽鍵、蛋白質與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應,故能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應的物質不一定是蛋白質,可能是多肽,B項正確。蛋白質變性指其空間結構被破壞,但肽鍵并未斷裂,故蛋白質變性后仍可與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應,C項錯誤。用斐林試劑檢測還原糖需水浴加熱,若組織樣液中含還原糖,但加入斐林試劑后未水浴加熱,仍不會出現(xiàn)磚紅色沉淀,D項錯誤。
答案　B
3.已知腎炎病人的尿液中含有蛋白質,糖尿病病人的尿液中含有葡萄糖,正常人的尿液中一般不含有這兩種物質;今有正常人、腎炎病人和糖尿病病人的三份尿樣,由于某種原因尿樣的標簽失落,請設計實驗鑒別出這三種尿樣并打上標簽。鑒別實驗的原理是利用不同的尿中含有的某些特殊化學成分,不同的化學試劑能夠與某些特殊成分反應產(chǎn)生特定的顏色反應來進行區(qū)分。
(1)鑒別過程:
①用三支試管分別取三種尿樣各2 mL于試管中,分別向三支試管中先注入　　　　　　　　　　　　　,搖勻,再向三支試管中注入　　　　　　　　　　　,搖勻,若一試管溶液出現(xiàn)　　　　,則該試管的尿樣為腎炎病人的尿樣,打上標簽。
②另用二支試管分別取剩下的兩種尿樣各2 mL于試管中,向兩支試管中分別注入1 mL新配制的　　　試劑。再將這兩支試管放入盛有　　　的大燒杯中加熱約2 min,若試管中出現(xiàn)　　　　　　,則說明該試管中的是糖尿病病人的尿樣,打上標簽。
(2)糖尿病患者常采取注射胰島素的方法治療,胰島素不能口服的主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　;患者的飲食也受到嚴格限制,米飯和饅頭等主食都需要定量攝取,這是因為　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
解析　(1)①用雙縮脲試劑檢測蛋白質時,應該先注入1 mL 0.1 g/mL NaOH溶液(雙縮脲試劑A液1 mL),搖勻,再注入4滴0.01 g/mL CuSO4溶液(雙縮脲試劑B液4滴),搖勻;若某試管的尿樣為腎炎病人的尿樣,則該試管溶液出現(xiàn)紫色。②糖尿病患者尿液中含有葡萄糖,葡萄糖屬于還原糖,應該用斐林試劑鑒定;用斐林試劑鑒定還原糖時需要50~65 ℃水浴,結果出現(xiàn)磚紅色沉淀。(2)胰島素是一種蛋白質,如果口服此藥物,在消化道內藥物會被消化液分解,失去藥效,因此胰島素不能口服;由于米飯和饅頭中的淀粉經(jīng)消化能分解成葡萄糖,被吸收后會加重病情,因此糖尿病患者米飯和饅頭等主食都需要定量攝取。
答案　(1)①1 mL 0.1 g/mL NaOH溶液(雙縮脲試劑A液)　4滴0.01 g/mL CuSO4溶液(雙縮脲試劑B液)　紫色　②斐林　50~65 ℃溫水　磚紅色沉淀
(2)胰島素是一種蛋白質,如果口服,在消化道和小腸內會被徹底分解成氨基酸,從而失去療效　米飯、饅頭的主要成分是淀粉,淀粉經(jīng)消化分解形成葡萄糖,被吸收也會使病人血糖濃度升高,從而加重病情

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