新人教（2019）生物必修1分层训练：第2章 组成细胞的分子 1细胞中的元素和化合物（解析版）

第2章　1细胞中的元素和化合物
题组一　组成细胞的元素和化合物
1．我们如何找到回家的路？荣获2014年诺贝尔生理学或医学奖的三位科学家发现大脑里的神经细胞——“位置细胞”和“网格细胞”起到了重要作用。下列叙述中正确的是(　　)
A．人体“位置细胞”干重中质量百分比最高的元素是O
B．在无机自然界中能找到的元素，在细胞中也都能找到
C．上述两种细胞鲜重中原子数量最多的元素均是H
D．P与S分别是“位置细胞”中的大量元素和微量元素
【答案】C　【解析】人体细胞的干重中质量百分比最高的元素是C，A错误；在细胞中存在的元素，在无机自然界中都能找到，但无机自然界中的元素，生物体内并非都有，B错误；在细胞鲜重中水的含量最多，故题述两种细胞鲜重中原子数量最多的元素均是H，C正确；P和S都是大量元素，D错误。
2．下列关于细胞中元素和化合物的叙述，正确的是(　　 )
A．ATP、磷脂、酶、脱氧核糖都含有的组成元素是C、H、O、N、P
B．蛋白质彻底水解得到的是氨基酸，核酸彻底水解得到的是核苷酸
C．糖原、核酸、抗体与酶等生物大分子都以碳链为基本骨架
D．肌肉细胞中含量最多的化合物是蛋白质
【答案】C　【解析】脱氧核糖的组成元素只有C、H、O，另外酶是蛋白质或RNA，其中蛋白质的组成元素一般不含P，A错误；蛋白质彻底水解得到的是氨基酸，核酸彻底水解得到的是磷酸、五碳糖和含氮碱基，B错误；糖原、核酸、抗体与酶等生物大分子都以碳链为基本骨架，C正确；肌肉细胞中含量最多的化合物是水，D错误。
3．如图为元素在生物体内的含量分布情况，下列表述不正确的是(　　)
A．Ⅰ在非生物界中都能找到，体现了生物界与非生物界的统一性
B．Ⅱ含量虽少，但却是生物体正常生命活动不可缺少的
C．Ⅱ和Ⅲ称为必需元素，一旦缺乏就可能会导致相应的病症
D．P、S、K、Ca、Zn属于大量元素
【答案】D　【解析】组成细胞的各种化学元素，在自然界中都能找到，没有一种是自然界没有的，这体现了生物界与非生物界具有统一性，A正确；微量元素含量虽少，但却是生物体正常生命活动不可缺少的，B正确；大量元素和微量元素均为必需元素，一旦缺乏可能会导致相应的病症，C正确；Zn属于微量元素，D错误。
4．科学家在利用无土栽培法培养一些名贵花卉时，培养液中添加了多种必需化学元素。其配方如下表所示，其中植物根细胞吸收最少的离子是(　　)
离子 K＋ Na＋ Mg2＋ Ca2＋ NO H2PO SO Zn2＋
培养液浓度/(mmol·L－1) 1 1 0.25 1 2 1 0.25 1
A.Ca2＋　　 B．SO
C．Zn2＋　 D．H2PO
【答案】C　【解析】根据化学元素在生物体内的含量不同，将其分为大量元素和微量元素。大量元素包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等，微量元素包括Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。植物体内含有大量的Ca、S、P等元素，这些元素只能靠根从培养液中吸取，而培养液能为花卉提供Ca、S、P的离子分别为Ca2＋、SO、H2PO，因此花卉对这些离子的吸收量较大。而Zn属于微量元素，因此对Zn2＋的吸收量最少。
题组二　检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
5．前项为生物组织，中项为鉴定所用的化学试剂，后项为反应结果所产生的颜色，其中错误的一组是(　　)
A．苹果、斐林试剂、砖红色
B．花生种子、苏丹Ⅲ染液、橘黄色
C．黄豆、双缩脲试剂、紫色
D．卵清蛋白、苏丹Ⅲ染液、橘黄色
【答案】D　【解析】苹果中富含还原糖，可用斐林试剂检测，在水浴加热的条件下产生砖红色沉淀，A正确；花生种子中富含脂肪，可以用苏丹Ⅲ染液检测，脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，B正确；黄豆中富含蛋白质，可以用双缩脲试剂检测，双缩脲试剂可与蛋白质发生紫色反应，C正确；卵清蛋白中富含蛋白质，可以用双缩脲试剂检测，双缩脲试剂可与蛋白质发生紫色反应，D错误。
6．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豆浆中的蛋白质
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
【答案】D　【解析】鉴定蛋白质用双缩脲试剂，它由0.1 g/mL的NaOH溶液和0.01 g/mL的CuSO4溶液两种试剂组成，而斐林试剂由0.1 g/mL的NaOH溶液和0.05 g/mL的CuSO4溶液两种试剂组成，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。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，不能用于还原糖的鉴定。
7．下列关于蛋白质和还原糖检测的叙述，不正确的是(　　)
A．所用的试剂由相同种类的溶液组成，但溶液的浓度不完全相同
B．检测蛋白质和还原糖所出现的颜色反应分别是紫色和砖红色
C．两种物质检测时所用的两种试剂的使用方法不同
D．红细胞中富含血红蛋白，将红细胞破碎后可用于检测蛋白质
【答案】D　【解析】检测蛋白质用双缩脲试剂，A液：0.1 g/mL的NaOH溶液，B液：0.01 g/mL的CuSO4溶液，使用时，先加A液1 mL，摇匀，再加B液4滴，出现紫色反应，说明组织样液中存在蛋白质；检测还原糖用斐林试剂，甲液：0.1 g/mL的NaOH溶液，乙液：0.05 g/mL的CuSO4溶液，使用时，先将甲、乙等量混合均匀，水浴加热若出现砖红色沉淀，说明样液中存在还原糖；红细胞中所含血红蛋白呈红色，会干扰检测结果的观察。
8．在检测生物组织中的可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的实验中，需要根据实验选择不同的实验材料；请根据下表所列各种材料回答问题。
各种可供实验的材料
梨 黄桃 胡萝卜 黄豆 花生种子 小麦种子
(1)其中适合于鉴定可溶性还原糖的是________，理由是________________________________________________________________________。
(2)与小麦种子相比，花生种子更适合用来鉴定脂肪，这是因为________________________________________________________________________。
在做脂肪鉴定的实验中用到体积分数为50%的酒精溶液，其作用是________________________________________________________________________。
(3)小麦种子中糖类化合物的含量很高，却不适合用来做还原糖的鉴定，这是因为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)蛋白质可与____________发生________色反应，据此可鉴定蛋白质的存在。
【答案】(1)梨　梨的组织细胞的颜色浅，且还原糖含量较高
(2)小麦种子的脂肪含量没有花生种子高，且不容易做切片　洗去切片的浮色
(3)小麦种子含淀粉较多，淀粉不是还原糖
(4)双缩脲试剂　紫
【解析】(1)梨中含有较多的可溶性还原糖，且梨的组织细胞的颜色浅，不会干扰颜色反应。(2)小麦种子含淀粉较多，花生种子含脂肪较多，故花生种子更适宜用来鉴定脂肪。实验中染色以后需要使用酒精洗去浮色以便于观察。(3)小麦种子含淀粉较多，淀粉不是还原糖，故小麦种子不适合用来做还原糖的鉴定。(4)蛋白质可与双缩脲试剂反应产生紫色络合物。
[能力提升]
9．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Mg时叶片变黄
B．油菜缺B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P会影响核酸的合成
【答案】B　【解析】Mg、Ca、P是大量元素，B是微量元素，A、C、D错误，B正确。
10．科学家在加利福尼亚州东部的莫诺湖里发现了一种被称作GFAJ 1的独特细菌，这种细菌能利用剧毒化合物——砒霜中的砷来代替磷元素构筑生命分子，进行一些关键的生化反应。根据上述材料进行预测，下来说法错误的是(　　)
A．GFAJ 1细菌体内含量较多的六种元素可能是碳、氢、氧、氮、砷、硫
B．砷对多数生物有毒可能是因为砷能够替代磷参与生化反应，制造混乱
C．砷元素存在于GFAJ 1细菌细胞膜以及糖类、蛋白质等物质中
D．该发现使人类对生命的认识发生重大改变，拓宽了在地球极端环境寻找生命的思路
【答案】C　【解析】糖类一般含有C、H、O元素，不含有砷元素。
11．下表中关于食品检验的设计及结论对应正确的是(　　)
选项 探究主题 检测试剂 预期结果 结论
A 某色拉油是否含有脂肪 苏丹Ⅲ染液 橘黄色 含有脂肪
B 某口服液中是否含有氨基酸 双缩脲试剂 紫色 含有氨基酸
C 某奶片是否添加淀粉 碘液 蓝色 含有淀粉，不含有蛋白质
D 某无糖饮料中是否含有葡萄糖 斐林试剂 砖红色 含有还原糖，且一定是葡萄糖
【答案】A　【解析】脂肪能被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，A正确；蛋白质能与双缩脲试剂发生紫色反应，氨基酸不能与双缩脲试剂发生相应的颜色反应，B错误；淀粉遇碘液变蓝色，某奶片用碘液检测后出现蓝色，说明该奶片含有淀粉，但不能说明其不含蛋白质，C错误；与斐林试剂在水浴加热条件下发生反应出现砖红色沉淀的物质为还原糖，但还原糖包括葡萄糖、果糖等，故不能确定该还原糖一定为葡萄糖，D错误。
12．组成地壳和组成细胞的部分元素含量(%)如表所示。请据表回答下列问题。
元素 O Si C N H
地壳 48.60 26.30 0.087 0.03 0.76
细胞 65.0 极少 18.0 3.0 10.0
(1)组成细胞的化学元素在地壳中都普遍存在，没有一种化学元素是细胞特有的，这一事实说明__________________________。
(2)由表中数据可知，同一元素在细胞和地壳中含量相差甚远，这一事实说明________________________________________________________________________。
(3)由上表中数据可知，组成细胞的化学元素中，C、H、O含量最多，请据下表分析，其原因是：
化合物 水 无机盐 蛋白质 脂质 糖类和核酸
质量分数/% 70～90 1～1.5 7～10 1～2 1～1.5
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
【答案】(1)生物界与非生物界具有统一性
(2)生物界与非生物界具有差异性
(3)①构成细胞的化合物中含量最多的是水，占70%～90%　②构成细胞的有机物都含有C、H、O三种元素
【解析】(1)组成细胞的化学元素在地壳中都普遍存在，没有一种化学元素是细胞特有的，这一事实说明生物界与非生物界具有统一性。(2)同一元素在细胞和地壳中含量相差甚远，这一事实说明生物界与非生物界具有差异性。(3)构成细胞的化合物中H2O含量最多，占70%～90%，而水由H、O组成，其次是蛋白质，蛋白质中含有C、H、O三种元素。
13．在用斐林试剂检测还原糖的实验中，教材要求必须将斐林试剂甲液和乙液混合均匀后使用，切勿分别使用，但在实验过程中，有些学生为了探究甲液、乙液使用方法与实验结果的关系，进行了如下实验。
实验猜想：用斐林试剂检测还原糖与其甲液、乙液使用顺序及是否混合使用无关。
实验设计：为验证以上猜想，实验按下表思路设计。
试管 第1次加入物 第2次加入物 第3次加入物 水浴加热 颜色变化
1号 2 mL苹果汁 0.5 mL质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液 0.5 mL质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液 水浴加热 －
2号 2 mL苹果汁 A B 水浴加热 －
3号 2 mL苹果汁 C － 水浴加热 －
请回答下列问题。
(1)2、3号试管中应加入的物质：A为____________________________，B为________________________________________________________________________，
C为_________________________________________________________________。
(2)1、2、3号试管的设计主要体现的实验设计原则是
________________________________________________________________________。
(3)1号与2号试管相比，实验变量为______________________________________ __________________________________________________________________________________________________________。
(4)理论预测及相关结论：
①当____________________________时，证明实验猜想是正确的。
②当____________________________时，证明实验猜想是错误的。
【答案】(1)0.5 mL质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液
0,5 mL质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液
0,5 mL质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液和0.5 mL质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液的混合液
(2)对照原则
(3)0.5 mL质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液与0.5 mL质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液的加入顺序
(4)①1、2、3三支试管均出现砖红色沉淀　②1、2两支试管不出现砖红色沉淀，3号试管出现砖红色沉淀
【解析】题干中给出的信息是对教材中斐林试剂甲液和乙液使用方法的质疑。首先提出假说，然后用实验去验证假说的正确与否。在实验步骤的设计中，1号试管和2号试管对照，验证斐林试剂中甲液和乙液的使用顺序对实验的影响，3号试管用的是混合后的甲液和乙液，即新配制的斐林试剂。