浙科版（2019）生物必修一 第一章第二节课时3　核酸的种类及功能　检测生物组织中的有机物学案（有解析）

课时3　核酸的种类及功能　检测生物组织中的有机物
1.概述核酸由核苷酸聚合而成,是储存与传递遗传信息的生物大分子。
2.检测生物组织中的油脂、糖类和蛋白质。
1.运用归纳与概括,比较分析DNA和RNA的差异。
2.自主完成实验,掌握实验操作的基本方法,提升实验分析能力。
一、核酸储存与传递遗传信息
1.组成元素
核酸由C、H、O、N、P五种元素组成。
2.基本单位
每个核苷酸由三个小分子物质通过共价键连接形成。组成核苷酸的小分子物质包括五碳糖、磷酸基团和含氮碱基。
(1)DNA分子的基本单位是脱氧核糖核苷酸,其结构如图:
组成脱氧核糖核苷酸的碱基有4种,即腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T),因此脱氧核糖核苷酸也有4种。
(2)RNA分子的基本单位是核糖核苷酸,结构图如下:
3.核酸的种类及功能
(1)DNA:储藏的信息控制着细胞的所有活动,并决定着细胞和整个生物体的遗传特性。
(2)RNA:是合成蛋白质所必需的。
1.DNA和RNA均是核酸分子,两者的主要区别是什么
提示:构成两者的五碳糖和碱基不同。DNA分子中含有脱氧核糖,特有碱基T(胸腺嘧啶);RNA分子中含有核糖,特有碱基U(尿嘧啶)。
2.利用DNA可进行亲子鉴定,生物学原理是什么
提示:DNA储存有个体的遗传信息,不同个体的DNA具有差异性,亲子代之间DNA具有极高的相似性。
二、检测生物组织中的油脂
1.实验原理
油脂+苏丹Ⅲ染液→橙黄色。
2.实验步骤
(1)材料处理:用水浸泡过的花生种子剥去种皮→子叶切成薄片→挑选最薄的切片→用毛笔将它放到载玻片中央。
(2)染色:用吸水纸吸去材料表面的清水→在切片上滴苏丹Ⅲ染液(静置2～3 min)→用吸水纸吸去多余的染液,滴加1～2滴体积分数为50%的酒精溶液,洗去多余的染料。
(3)制片:用吸水纸吸去酒精溶液→在切片上滴加1～2滴清水→盖上盖玻片。
(4)观察:在低倍镜下找到已染色的材料,将切片最薄的部分移到视野中心,然后换用高倍镜观察。
3.实验现象及结论
视野中可见染成橙黄色的脂肪颗粒,说明花生种子中含有脂肪。
三、检测生物组织中的糖类和蛋白质
1.糖类的检测
(1)检测淀粉。
①原理:淀粉遇碘-碘化钾溶液显蓝色。
②方法步骤。
取材:马铃薯匀浆液
　
　
结论:样本上清液中含有淀粉
(2)检测还原糖。
①原理:用本尼迪特试剂检测,热水浴生成红黄色沉淀。
②方法步骤。
选材:含还原糖量较高、白色或近于白色的植物组织(如:梨、白萝卜)
　
　
结论:还原糖与本尼迪特试剂在加热的过程中生成红黄色沉淀,说明样本上清液中含有还原糖
2.蛋白质的检测
(1)原理:双缩脲试剂与蛋白质作用显紫色。
(2)方法步骤。
选材:稀释的蛋清液
　
　
结论:样本上清液中存在蛋白质
1.检测淀粉时,用碘-碘化钾溶液的原因是什么
提示:检测淀粉时,用碘-碘化钾溶液的原因是碘在碘化钾溶液中溶解度较高。
2.双缩脲试剂可以用来检测蛋白质,也能用来检测氨基酸吗
提示:双缩脲试剂不能用来检测氨基酸,因为氨基酸中不含肽键。
[自主学习检测]——教材基础熟记于心
1.DNA是一切细胞生物的遗传物质,有的病毒也可以DNA为遗传物质。(　√　)
2.检测蛋白质先加5滴双缩脲试剂A,再加2 mL双缩脲试剂B,振荡试管后观察颜色变化。(　×　)
提示:检测蛋白质时先加双缩脲试剂A 2 mL,再滴双缩脲试剂B 5滴。
3.RNA中含有的脱氧核糖是一种单糖。(　×　)
提示:RNA中含有的单糖为核糖。
4.碱基U和T分别参与DNA和RNA的构成。(　×　)
提示:RNA特有碱基U,DNA特有碱基T。
5.在马铃薯匀浆中加入5滴碘-碘化钾溶液,混匀后由无色变成蓝色。(　×　)
提示:碘-碘化钾溶液本身有颜色。
6.西瓜汁中含有丰富的葡萄糖和果糖,可用作还原糖检测的理想替代材料。(　×　)
提示:西瓜汁颜色为红色,无法与反应结果进行区分。
7.油脂检测中应滴加50%的盐酸洗去多余的染液。(　×　)
提示:油脂检测中应滴加50%的酒精洗去多余的染液。
8.烟草、新型冠状病毒的核酸中,具有的碱基种数分别是5、4。(　√　)
任务一　分析核酸的种类及功能
[任务突破]
1.运用概念图分析核酸的结构层次
2.归纳核酸的功能
DNA 储藏遗传信息;控制着细胞的所有活动;决定细胞和整个生物体的遗传特性
RNA 在合成蛋白质时是必需的;在RNA病毒中储藏遗传信息;极少数RNA具有催化功能
3.生物体中含氮碱基、核苷酸、五碳糖种类的判断方法
(1)在只含有DNA或RNA的生物(如病毒)中,只含有4种核苷酸、4种含氮碱基、1种五碳糖和1种磷酸。
　A、G、T、C　　　　脱氧核糖
　　或 　或
　　　　4种核苷酸
(2)在同时含有DNA和RNA的生物(如真核生物和原核生物)中,则含有8种核苷酸、5种含氮碱基、2种五碳糖和1种磷酸。
　A、G、T、C　　　　脱氧核糖
　　和 　和
　　　　8种核苷酸
[迁移应用]
[典例1-1] 如图是核酸的基本组成单位——核苷酸的模式图,下列有关说法正确的是(　D　)
A.DNA与RNA在核苷酸上的不同点只有③
B.核酸是生物体进行生命活动的主要承载者
C.人体内的核苷酸共有4种,②共有2种
D.组成DNA与RNA的核苷酸中的③共有5种
解析:DNA与RNA在核苷酸上的不同点有②五碳糖和③碱基;蛋白质是生物体进行生命活动的主要承载者,核酸是遗传信息的携带者;人体内含有DNA和RNA,共含有8种核苷酸(4种核糖核苷酸+4种脱氧核苷酸),②共有2种(核糖+脱氧核糖);组成DNA与RNA的核苷酸中的③共有5种(A、T、U、G、C)。
[典例1-2](2022·绿谷联盟高一月考)如图表示某种大分子物质的基本单位,关于它的叙述错误的是(　C　)
A.该物质是核糖核苷酸,人体细胞内有4种
B.由C、H、O、N、P五种元素组成,N存在于碱基中
C.人体细胞中碱基A、C、G、T可以参与合成图中物质
D.连接形成的大分子物质是合成蛋白质所必需的
解析:图示为核苷酸的结构式,由于其中五碳糖是核糖,因此为核糖核苷酸,是组成RNA的基本单位,人体内有4种核糖核苷酸;该物质中的核糖含有C、H、O,磷酸含有P,含氮碱基含有N,因此其组成元素为C、H、O、N、P;该物质是核糖核苷酸,其中不含碱基T,因此不能由碱基T合成核糖核苷酸;核糖核苷酸聚合形成的大分子物质是RNA,是合成蛋白质所必需的。
任务二　生物组织中有机物的检测
[任务突破]
有机物检测实验中的相关问题分析
(1)检测油脂时,用苏丹Ⅲ染液染色,不需要加热处理,但需要显微镜观察。
(2)检测还原糖时实验材料不可取用甘蔗和甜菜,因为它们主要含蔗糖,而蔗糖为非还原糖,西瓜汁、西红柿汁也不可取,因为材料本身颜色掩盖实验结果;加入本尼迪特试剂后必须水浴加热。
(3)检测蛋白质时,需注意双缩脲试剂的添加顺序与用量,先加A液再加B液,且A液为2 mL,B液为5滴,B液不能过量,否则硫酸铜在碱性环境中生成大量蓝色的Cu(OH)2沉淀,会掩盖所产生的紫色。
(4)本尼迪特试剂和双缩脲试剂本身具有颜色(蓝色),因此,若加入上述试剂未发生反应,不能回答无色,而应是蓝色或无反应。
(5)加热改变蛋白质空间结构,使蛋白质变性失去活性,但并未破坏肽键。用双缩脲试剂检测蛋白质,反应部位在肽键,与蛋白质空间结构无关,故变性的蛋白质遇双缩脲试剂仍能发生紫色反应。
[迁移应用]
[典例2-1] (2022·杭州“六县九校”联盟高一期中)为检测花生种子中的油脂,将花生子叶切成薄片,染色后制成临时装片,在显微镜下观察,结果如下图。下列相关叙述正确的是(　B　)
A.切片时,需将花生子叶切成1～2 cm厚的薄片
B.需使用50%的酒精洗去未与油脂结合的染液
C.图示细胞中的脂肪滴遇双缩脲试剂呈橙黄色
D.实验过程中将低倍镜转换为高倍镜需要转动粗准焦螺旋
解析:1～2 cm厚的子叶切片太厚,在显微镜下无法观察到植物细胞;染色后需使用50%的酒精洗去未与油脂结合的染液;图示细胞中的脂肪滴遇苏丹Ⅲ染液呈橙黄色;实验过程中将低倍镜转换为高倍镜需要转动细准焦螺旋。
[典例2-2] (2022·浙北G2联盟高一期中联考)在1、3、5号试管中分别加入2 mL蒸馏水,2、4、6号试管中分别加入2 mL发芽的小麦种子匀浆样液,然后在1～4号试管中适量滴加本尼迪特试剂,5、6号试管中合理滴加双缩脲试剂,摇匀。预期观察到的实验现象是(　D　)
A.1、3、5、6号试管内都呈蓝色
B.3组实验中甲组和乙组的实验结果相同
C.4号试管内呈红黄色,其余试管内都呈蓝色
D.4号试管内呈红黄色,6号试管内呈紫色
解析:1、3、5号试管中加入2 mL蒸馏水,1号和3号分别滴加了本尼迪特试剂,5号滴加了双缩脲试剂,这三个试管中没有颜色反应,是加入的试剂的本身颜色,因此1号、3号、5号试管均为蓝色;6号试管中加入了发芽的小麦种子匀浆和双缩脲试剂,小麦种子匀浆中有蛋白质,应该呈紫色;甲组和乙组的实验条件不同,4号试管水浴加热会出现红黄色,2号试管没有水浴加热不会出现红黄色,即甲、乙两组实验结果不相同。
基础达标练
1.(2022·绍兴高一期末)新冠病毒的遗传物质为RNA,其基本单位是(　C　)
A.葡萄糖 B.氨基酸
C.核苷酸 D.核酸
解析:葡萄糖是淀粉、糖原、纤维素的基本单位;氨基酸是蛋白质的基本单位;核酸是生物大分子;RNA的基本单位是核糖核苷酸。
2.(2022·精诚联盟高一联考)下列有关油脂检测实验的叙述不正确的是(　D　)
A.花生种子切片前需用水浸泡
B.花生切片越薄效果越好
C.染色后用50%酒精洗去浮色
D.橙黄色的脂肪颗粒只出现在细胞内
解析:花生种子切片前需用水浸泡,便于切片;花生切片越薄越易于
观察;用苏丹Ⅲ染液染色后,需用50%酒精洗去浮色;如果细胞发生
破裂,橙黄色的脂肪颗粒不仅出现在细胞内,也会出现在细胞外。
3.(2022·精诚联盟高一联考)如图为组成新型冠状病毒遗传物质(RNA)的单体,与组成DNA分子的单体中成分不同的是(　C　)
A.① B.②
C.①和② D.②和③
解析:组成DNA与RNA的单体在个别含氮碱基和五碳糖上有差别,
DNA含脱氧核糖,RNA含核糖,DNA特有的碱基为T,RNA特有的碱基
为U,图示①为含氮碱基,②为核糖、③为磷酸,因此与组成DNA分子的单体中成分不同的是①和②。
4.下列有关DNA和RNA的说法,正确的是(　D　)
A.真核细胞中的DNA全部存在于细胞核中,RNA全部存在于细胞质中
B.在化学组成上,DNA与RNA的碱基完全不同
C.真核生物细胞只含有脱氧核糖
D.原核生物的细胞中含有5种碱基、8种核苷酸
解析:真核细胞中的DNA主要存在于细胞核中,RNA主要存在于细胞质中;DNA与RNA中的碱基不完全相同;真核生物细胞中既含有脱氧核糖也含有核糖;原核生物的细胞中含有DNA和RNA两种核酸,因此含有
5种碱基、8种核苷酸。
5.下列是某商家的核酸保健品广告中用到的宣传语,其中合理的是(　C　)
A.细胞的功能主要由核酸完成
B.一切疾病都与核酸受损有关
C.核酸是储存遗传信息的大分子
D.补充核酸可增加人体基因的多样性
解析:蛋白质是生命活动的主要承载者,细胞的功能主要由蛋白质来完成;并非一切疾病都与核酸受损有关,如普通感冒、肠炎等与核酸
无关;核酸不能直接被人体吸收利用,补充核酸也不可能增加人体
基因的多样性。
6.(2022·浙江9+1高中联盟高一期中)下列有关物质鉴定时所采用的试剂、实验操作方法及实验现象的描述,正确的是(　A　)
选项 A B C D
材料 花生种 子切片 淀粉溶液 蔗糖溶液 豆浆溶液
试剂 苏丹Ⅲ 染液 碘碘化 钾溶液 本尼迪 特试剂 双缩脲 试剂
水浴 加热 不加热 不加热 加热 加热
观察 显微镜 观察 显微镜 观察 肉眼观察 肉眼观察
现象 橙黄色 溶液变 蓝色 红黄色 紫色溶液
解析:淀粉的检测不需要显微镜观察;蔗糖不属于还原糖,与本尼迪特试剂水浴加热不会呈现红黄色;豆浆含有蛋白质,可用双缩脲试剂
检测,但不需要加热。
7.(2022·绿谷联盟高一月考)下列对核酸的叙述错误的是(　D　)
A.核酸是控制生物体生命活动的生物大分子
B.核酸的基本组成单位是核苷酸
C.核苷酸由含氮碱基、五碳糖和磷酸组成
D.核酸包括核糖核酸(DNA)和脱氧核糖核酸(RNA)两大类
解析:核酸分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)两类。
8.(2022·浙江三校高一联考)下列关于检测生物组织中糖类、油脂的实验,叙述正确的是(　D　)
A.马铃薯块茎中含淀粉较多,其匀浆加碘碘化钾溶液后会变紫色
B.西瓜汁中含有丰富的葡萄糖和果糖,是还原糖检测的良好材料
C.检测蛋白质时,直接用蛋清液作为实验材料并水浴加热
D.油脂染色后,需用50%的酒精洗去多余的染料
解析:淀粉遇碘碘化钾溶液变蓝;西瓜汁是红色的,有颜色干扰,因此不宜作为还原糖检测的材料;检测蛋白质时,用稀释的蛋清液,先加
双缩脲试剂A,混匀后再加双缩脲试剂B,无需加热;在进行油脂检测实验时,需在切片上滴加1～2滴50%的酒精以洗去多余的染料。
9.如图表示新型冠状病毒(RNA病毒)中两种重要化合物的化学组成
关系,下列叙述正确的是(　B　)
A.小分子a的种类约有4种,b的种类约有20种
B.大分子B是新型冠状病毒的遗传物质,大分子A不是
C.小分子a是生命活动的承载者,大分子A可通过双缩脲试剂进行
鉴定
D.与DNA相比,大分子B特有的组成成分是尿嘧啶
解析:分析图示中小分子a与b的元素组成可确定,a为氨基酸,b为核苷酸,A为蛋白质,B为RNA,a种类约为20种,b种类为4种;新型冠状病毒的遗传物质是RNA,即大分子B;生命活动的承载者是蛋白质,a为氨基酸;RNA与DNA相比,特有的成分是尿嘧啶和核糖。
10.(2022·七彩阳光新高考联盟联考)花生是我国产量高、食用广、营养丰富的食品,其所含的营养物质有助于人脑细胞发育。为了研究花生中可能含有的营养成分,某同学通过实验得到结果如下表。据表分析,花生中含有的主要营养成分有(　D　)
所用 试剂 碘碘 化钾 本尼迪特 试剂 双缩脲 试剂 苏丹Ⅲ 染液
试管中 颜色 蓝色 浅蓝色 紫色 橙黄色
A.蛋白质
B.还原糖
C.油脂(脂肪)
D.蛋白质、油脂(脂肪)、淀粉
解析:由题表分析可知,遇碘碘化钾变蓝色,说明花生中含有淀粉;
用双缩脲试剂检测,产生紫色反应,说明花生中含有蛋白质;用苏丹Ⅲ染液检测,产生橙黄色反应,说明花生中含有脂肪;由题表分析可知,用本尼迪特试剂检测,呈现浅蓝色,所以花生中不含有还原糖。
11.图中的①代表磷酸基团,②代表五碳糖,③代表含氮碱基。请据图回答下列问题。
(1)若③是胞嘧啶,当②是　　　 　时,该图代表核糖核苷酸;当②是　　　　时,该图代表脱氧核糖核苷酸。
(2)若③是尿嘧啶,则②一定是　　 　　;若③是胸腺嘧啶,则②一定是　　　　 。
(3)若②是核糖,则③有　　　种;若②是脱氧核糖,则③有　　　种。
(4)若③是碱基A,则此图可能表示
　。
答案:(1)核糖　脱氧核糖
(2)核糖　脱氧核糖
(3)4　4
(4)腺嘌呤脱氧核糖核苷酸或腺嘌呤核糖核苷酸
12.下面是某同学进行“检测生物组织中油脂、还原糖、蛋白质”
实验操作:
①检测油脂时,将花生种子进行切片,滴加苏丹Ⅲ染液后立即用显微镜观察;②检测还原糖时,取梨汁加入试剂,立即观察颜色变化;③检测蛋白质时,取待测样液,将双缩脲试剂A和双缩脲试剂B混匀后加入,观察颜色。
请回答下列问题。
(1)步骤①观察到视野整体呈橙黄色,可能原因是　 。
(2)步骤②加入的试剂是　　　　　 　,立即观察颜色变化发现颜色变化不明显,改进措施是　
　　　　　 　,正确操作后的显色为　　　　。如果用蔗糖溶液代替梨汁,　　　　出现显色反应。
(3)步骤③存在操作错误,其正确的实验操作是　 。
在实验操作无误的前提下,待测样液中有蛋白质的实验现象是　　。
解析:(1)检测油脂实验中需要用50%的酒精洗去浮色。步骤①观察到视野整体呈橙黄色,可能原因是没有洗去浮色。(2)检测还原糖时应该使用的试剂是本尼迪特试剂,使用该试剂时需要水浴加热,出现红黄色沉淀。蔗糖为非还原糖,用其代替梨汁,不能出现显色反应。(3)用双缩脲试剂检测蛋白质时应该先加双缩脲试剂A,再加双缩脲试剂B,最后溶液变为紫色。
答案:(1)没有洗去浮色
(2)本尼迪特试剂　水浴加热　红黄色　不能
(3)先加双缩脲试剂A,再加双缩脲试剂B　呈现紫色
综合提升练
13.如图①②③④表示由不同化学元素组成的化合物,以下说法错误的是(　C　)
A.若①为某生物大分子的单体,则①最可能是氨基酸
B.若②是细胞中主要的储能物质,则②是油脂
C.若③是能储存遗传信息的生物大分子物质,则③一定是DNA
D.若④是植物细胞壁的主要成分,则④可能是纤维素
解析:分析题图可知,①的组成元素是C、H、O、N,①可能是蛋白质
(或氨基酸);②和④的组成元素是C、H、O,可能是糖类或油脂;③的组成元素是C、H、O、N、P,可能是核酸或磷脂。①的组成元素是C、H、O、N,如果①是某种生物大分子的单体,则①最可能是氨基酸;若②是细胞中主要的储能物质,则②是油脂;能储存遗传信息的生物大分子物质是DNA或RNA;植物细胞壁的主要成分是纤维素,纤维素的组成元素是C、H、O。
14.(2022·山水联盟联考)下列有关“检测生物组织中有机物实验”的描述,正确的是(　B　)
A.在梨汁匀浆中加入碘碘化钾溶液可以观察到明显的蓝色变化
B.苏丹Ⅲ染液是脂溶性染色剂,可以进入活细胞后使油脂呈橙黄色
C.向待测样液中加入本尼迪特试剂可检测是否含有葡萄糖
D.检测蛋白质时,需要向样本上清液先后加入等体积双缩脲试剂A和双缩脲试剂B
解析:梨汁匀浆中含丰富的还原糖,因此加入本尼迪特试剂水浴加热会观察到红黄色;脂肪可用苏丹Ⅲ染液检测,呈橙黄色,苏丹Ⅲ染液是脂溶性染色剂,可以进入活细胞后使油脂呈橙黄色;向待测样液中加入本尼迪特试剂,水浴加热可检测是否含有还原糖,但不一定是葡萄糖;检测蛋白质时,需要向样本上清液先加入双缩脲试剂A 2 mL,摇匀后再加入双缩脲试剂B 5滴,摇匀。
15.(2022·绿谷联盟高一月考)在进行检测生物组织中的糖类和蛋白质实验中,有一瓶标签脱落的稀释的蛋清液或马铃薯匀浆(称为待测液)。现欲鉴定其成分,请根据提供的实验材料、实验思路及实验结果,完成实验记录表。
实验材料:待测液、蛋白质溶液、淀粉溶液、碘碘化钾溶液、双缩脲试剂A、双缩脲试剂B、试管、量筒、滴管等(要求与说明:实验中涉及的剂量不作具体要求)。
(1)实验思路:取4支试管,分别标为1、2、3、4号;1号试管中加入适量蛋白质溶液,按先后顺序加入　　　振荡、观察,颜色为　　　;
2号试管中加入适量　　　 　,加入　　 　振荡、观察,颜色为　　　　;3号试管检测待测液是否为稀释的蛋清液;4号试管检测待测液是否为马铃薯匀浆。
分析:1号和2号试管在本实验中起　　 　　作用。
鉴定结果:某同学按照上述思路进行实验,根据实验现象确定待测液为蛋清液。
(2)请根据实验思路,设计实验记录表,并将该同学观察到的实验现象(颜色变化“+”表示有,“-”表示无,)填入表中。
解析:(1)本实验的目的是检测糖类和蛋白质,检测淀粉通常用碘碘化钾溶液,而蛋白质的检测需要用双缩脲试剂。双缩脲试剂的使用方法为先添加双缩脲试剂A,而后再加入双缩脲试剂B,由此设计实验思路,实验中1号和2号试管在本实验中起标准对照作用。
(2)根据实验思路,设计实验记录表,根据第(1)题可知实验现象(稀释的蛋清液中含有蛋白质,与双缩脲试剂反应呈紫色,马铃薯匀浆中有淀粉存在,与碘碘化钾溶液显示蓝色),表格见答案。
答案:(1)双缩脲试剂A和双缩脲试剂B　紫色　淀粉溶液　碘碘化钾溶液　蓝色　对照(对比)
(2)实验记录表
试管号 检测用试剂 现象
1号 双缩脲试剂A和双缩脲试剂B +
2号 碘碘化钾溶液 +
3号 双缩脲试剂A和双缩脲试剂B +
4号 碘碘化钾溶液 -
第一章综合检测
一、选择题(每小题3分,共60分)
1.无机盐与细胞生活密切相关,马拉松赛跑最后阶段少数运动员出现下肢肌肉抽搐,这是由于随着大量出汗而向体外排出了过量的(　B　)
A.水 B.钙盐 C.钠盐 D.尿素
解析:如果血液中Ca2+含量过低则会出现抽搐,由此推测运动员下肢肌肉发生抽搐,应是运动员在运动过程中随着大量出汗而向体外排出了过量的钙盐,使血液中Ca2+含量降低引起的。
2.检测生物组织中的还原糖、油脂和蛋白质实验中,苏丹Ⅲ染液可用于检测(　C　)
A.麦芽糖 B.葡萄糖
C.油脂 D.蛋白质
解析:苏丹Ⅲ染液可用于检测油脂,麦芽糖、葡萄糖需要用本尼迪特试剂检测,蛋白质需要用双缩脲试剂检测。
3.2021年5月15日,我国首个火星探测器“天问一号”着陆火星,
开启火星探测之旅。科学家推测,液态水是存在生命的前提。下列
关于水的叙述,错误的是(　B　)
A.作为细胞中良好的溶剂
B.细胞中的水分子都以结合水的形式存在
C.调节生物体温度的变化
D.作为某些代谢反应的反应物和产物
解析:细胞中的水可作为良好的溶剂;细胞中的水分子有自由水和结合水两种形式;由于水分子之间的氢键,使得水具有调节温度变化的作用;水可以作为细胞中某些代谢反应的反应物和产物,如水是需氧呼吸的反应物和产物。
4.碳元素是构成细胞的最基本元素,对此最有说服力的解释是(　D　)
A.碳在细胞的各种化合物中含量最多
B.碳在自然界中含量最为丰富
C.在细胞的各种化合物中都含有碳
D.碳链构成了生物大分子的基本骨架
解析:碳是构成生物大分子的基本骨架,没有碳,可能就没有生命,
所以碳元素是构成细胞的最基本元素。
5.下列有机物中一定含P元素的是(　B　)
A.脱氧核糖和磷酸
B.核糖核苷酸和磷脂
C.DNA和胆固醇
D.氨基酸和肝糖原
解析:脱氧核糖只含有C、H、O三种元素,不含P;核糖核苷酸是构成RNA的基本单位,组成元素为C、H、O、N、P,磷脂的组成元素为C、H、O、N、P;胆固醇的组成元素只有C、H、O;肝糖原的组成元素只有C、H、O,氨基酸的组成元素为C、H、O、N。
6.下列有关核酸的叙述中,错误的是(　D　)
A.核酸由C、H、O、N、P五种元素组成
B.所有细胞都以DNA作为遗传物质
C.洋葱根尖细胞中核苷酸的种类有8种
D.RNA中特有的碱基是胸腺嘧啶
解析:RNA中特有的碱基是尿嘧啶。
7.有关组成细胞的有机化合物,下列说法错误的是(　D　)
A.蛋白质是细胞生命活动的主要承载者
B.脂质通常不溶于水,具有多种生物学功能
C.DNA决定细胞的遗传特性
D.糖类是细胞生命活动的唯一能源物质
解析:蛋白质具有多种重要的功能,是细胞生命活动的主要承载者;
脂质包括油脂、磷脂和固醇等,通常不溶于水,具有多种生物学功能;细胞生物的遗传物质是DNA,DNA决定细胞的遗传特性;糖类是细胞
生命活动的主要能源物质,油脂、蛋白质等也可以氧化分解为细胞
生命活动提供能量。
阅读下列材料,回答8、9小题:
奶粉是以新鲜牛奶或羊奶为原料,用一定的方法除去其中几乎全部的水分,干燥后添加适量的维生素、矿物质等加工而成的冲调食品。
8.检测奶粉中是否含有蛋白质,应选用的检测试剂是(　A　)
A.双缩脲试剂
B.苏丹Ⅲ染液
C.本尼迪特试剂
D.碘碘化钾
9.下列关于奶粉成分的叙述,错误的是(　B　)
A.奶粉中含有较多的乳糖,不能被细胞直接吸收
B.奶粉中不宜含有脂肪,因其会引起婴幼儿肥胖
C.奶粉中添加适量的铁元素,可在体内用于血红蛋白的合成
D.奶粉中添加适量的维生素D,能促进婴幼儿对钙、磷的吸收
解析:8.蛋白质可与双缩脲试剂出现紫色反应,脂肪遇到苏丹Ⅲ染液呈现橘黄色,本尼迪特试剂与还原糖水浴加热会出现红黄色,碘碘化钾检测淀粉呈蓝色。
9.乳糖属于二糖,不能被细胞直接吸收,必须消化为单糖才能被细胞直接吸收;脂肪是良好的储能物质,除此之外还具有保温和防震作用,对内脏器官具有保护作用,因此奶粉中可以含有适量的脂肪;Fe2+是构成血红蛋白的必需成分,奶粉中适量添加铁元素,有利于体内血红蛋白的合成;维生素D能促进婴幼儿对钙和磷的吸收,有利于婴幼儿的生长和骨骼的发育。
10.市场上一些广告语存在科学性错误,下列广告语表述科学的是(　B　)
A.“××”面包没有甜味,不含任何糖类,有助于减肥
B.“××”鱼肝油含维生素D,有助于宝宝骨骼健康生长
C.“××”特饮含有多种无机盐,能有效补充人体运动时消耗的能量
D.“××”核酸口服液可修复受损DNA,为人体补充优质的遗传物质
解析:面包的主要成分是淀粉,淀粉是多糖;维生素D能促进人和动物肠道对钙和磷的吸收;无机盐不能为生命活动提供能量;核酸在消化道会水解,并且每种生物的DNA不同。
11.下列关于构成细胞的水分子,叙述正确的是(　C　)
A.水分子间氢键的形成吸收大量热量,具有降低体温的作用
B.细胞中水的含量多少与代谢强弱无关
C.水是生物体内含量最多的化合物,影响着生物分布、繁殖等
D.水是极性分子,细胞内代谢都需要水分子作为底物和产物
解析:水分子间氢键的形成释放大量热量;水参与细胞内的多种化学反应,细胞中水的含量多少与代谢强弱有关;水是生物体内含量最多的化合物,是影响着生物分布、繁殖的重要非生物因素;水是极性分子,但细胞内代谢并非都需要水分子作为底物或产物。
12.同位素示踪技术是生物学研究中常用的实验技术,如果用32P和35S分别标记DNA和蛋白质,在图中被标记的部位分别是(　A　)
A.①④ B.③⑤ C.①⑤ D.②④
解析:组成DNA的元素是C、H、O、N、P,组成蛋白质的基本元素是C、H、O、N,有的蛋白质还含有S、Fe等元素。DNA的P元素位于磷酸基团上,而蛋白质中的S元素位于R基团中。如果用32P和35S分别标记DNA和蛋白质,图中被标记的部位分别是①和④。
13.甜度的检测通常用蔗糖作为参照物,以它为100,果糖甜度几乎是蔗糖的两倍,其他天然糖的甜度均小于蔗糖,下列说法错误的是(　B　)
A.果糖和葡萄糖都是单糖
B.果糖和蔗糖都属于还原糖
C.蔗糖和油脂的组成元素相同
D.糖类不一定都是甜的
解析:单糖是指不能水解的糖,果糖和葡萄糖、脱氧核糖等均为单糖;蔗糖不是还原糖;蔗糖和油脂的组成元素相同,都是C、H、O;糖类
不一定都是甜的,如淀粉的甜度很低。
14.下列关于生物体中无机盐的叙述,错误的是(　D　)
A.植物缺乏氮元素会影响光合作用
B.缺铁使哺乳动物血液运输O2的能力下降
C.HC对维持血浆酸碱平衡具有重要作用
D.H2P可为细胞中油脂的合成提供磷元素
解析:植物缺乏氮元素会影响叶绿素、酶等物质的合成,会影响光合作用进行;铁是血红蛋白的组成成分,缺铁血红蛋白合成不足,而血红蛋白有运输O2的作用,缺铁会导致哺乳动物的血液运输O2的能力下降;
HC作为血浆中的缓冲物质,具有维持血浆酸碱平衡的作用;细胞中的油脂的组成元素为C、H、O,不含P元素。
15.下列有关蛋白质的叙述,正确的是(　A　)
A.组成蜘蛛丝的蛋白质和血液中血红蛋白的结构不同
B.蛋白质经过高温蒸煮后可以产生丰富的氨基酸
C.一般来说,蛋白质中的氮主要存在于游离的氨基中
D.蛋白质的空间结构一旦发生改变,就会失去活性
解析:根据结构与功能相适应的原理可推测组成蜘蛛丝的蛋白质和血液中血红蛋白的空间结构不同;蛋白质经高温蒸煮只会破坏空间结构,不会水解成氨基酸;蛋白质中的氮元素主要分布在肽键中;蛋白质的空间结构发生改变,不一定会失去生物学活性,如酶和底物结合时,
酶的结构发生改变,但是酶并没有失活,蛋白质的空间结构发生不可逆的改变才会失活。
16.如图表示组成人体细胞的主要元素的含量图,下列有关叙述正确的是(　B　)
A.该图表示各种元素占细胞干重的百分比
B.图中“其他元素”既有大量元素又有微量元素
C.人体细胞中含有P,但其他生物细胞中不一定含有P
D.因为O含量最多,所以O是“生命最基本的元素”
解析:图示细胞中含量最多的元素为O,该图表示鲜活细胞中的各元素的比例;其他元素中包括未呈现的Ca、Mg等大量元素;各种细胞的细胞膜均含有磷脂,因此细胞中都含有P;生命的最基本元素是C。
17.下列是关于检测生物组织中化合物的相关实验,其中对实验结果作出正确预测的是(　B　)
A.牛奶脱脂后,加入双缩脲试剂不呈紫色
B.蛋清稀释液热水浴后,加入双缩脲试剂也能呈紫色
C.葡萄糖溶液加入本尼迪特试剂并加热,不能产生红黄色
D.花生子叶切片加入苏丹Ⅲ染液,镜检可观察到蓝色脂肪颗粒
解析:脱脂是脱去脂肪,牛奶中还有蛋白质,加入双缩脲试剂呈紫色;蛋清稀释液热水浴后,空间结构被破坏,肽键还在,加入双缩脲试剂也能呈紫色;葡萄糖为还原糖,葡萄糖溶液加入本尼迪特试剂并加热,
能产生红黄色;花生细胞中富含脂肪,花生子叶切片加入苏丹Ⅲ染液,镜检可观察到橙黄色脂肪颗粒。
18. 不同种类的生物或细胞所含核酸的种类有所不同。下列各个选项中,关于核苷酸、五碳糖、碱基种类的描述,正确的是(　B　)
选项 生物/细胞种类 核苷酸 五碳糖 碱基
A 新型冠状病毒 8种 2种 4种
B 小麦根尖细胞 8种 2种 5种
C 人的成熟红细胞 8种 2种 8种
D 酵母菌 5种 1种 5种
解析:新型冠状病毒只含有RNA一种核酸,所以含有4种碱基、4种核苷酸、1种五碳糖(核糖);小麦根尖细胞同时含有DNA和RNA两种核酸,所以含有8种核苷酸(4种脱氧核苷酸+4种核糖核苷酸)、2种五碳糖(脱氧核糖和核糖)、5种碱基;人的成熟红细胞由于细胞核和各种细胞器退化消失,细胞质只含有RNA一种核酸,所以含有4种核糖核苷酸、1种五碳糖(核糖)、4种碱基;酵母菌属于真核生物,同时含有DNA和RNA两种核酸,所以含有8种核苷酸(4种脱氧核苷酸+4种核糖核苷酸)、2种五碳糖(脱氧核糖和核糖)、5种碱基。
19.如图表示由153个氨基酸构成的蛋白质分子。下列叙述正确的是(　C　)
A.该蛋白质分子形成过程中共产生152个H2O
B.参与构成该蛋白质分子的氨基酸中至少有2个氨基酸的R基团有氨基和2个氨基酸的R基团有羧基
C.形成该蛋白质分子的氨基酸中至少有2个氨基酸含硫元素
D.该蛋白质分子彻底水解将产生20种氨基酸
解析:该蛋白质分子形成过程中共产生153个H2O,153个氨基酸形成肽链时共脱去152个水,另一个是R基团中的氨基和羧基脱水缩合而成的;参与构成该蛋白质分子的氨基酸中至少有1个氨基酸的R基团有氨基和1个氨基酸的R基团有羧基;二硫键(—S—S—)是2个—SH脱去2个H形成的,因此组成该蛋白质的氨基酸分子中至少有2个氨基酸含硫元素;组成蛋白质的氨基酸约有20种,因此该蛋白质分子彻底水解将产生最多20种氨基酸。
20.细胞受到冰冻时,蛋白质分子相互靠近,当接近到一定程度时,
蛋白质分子中相邻近的巯基(—SH)氧化形成二硫键(—S—S—)。解冻时,蛋白质氢键断裂,二硫键仍保留,如图所示。下列说法错误的是(　C　)
A.解冻不影响蛋白质中氨基酸的序列
B.巯基位于氨基酸的R基团上
C.结冰和解冻过程不影响蛋白质功能
D.蛋白质结冰和解冻后会改变其空间结构
解析:根据题干信息分析,解冻时,蛋白质氢键断裂,但是没有破坏肽键,因此不影响蛋白质中氨基酸的序列;巯基(—SH)中含有S,由氨基酸的结构通式可知,巯基应该位于氨基酸的R基团上;蛋白质的结构决定蛋白质的功能,由题干“细胞受到冰冻时,蛋白质分子相互靠近,当接近到一定程度时,蛋白质分子中相邻近的巯基(—SH)氧化形成二硫键(—S—S—)。解冻时,蛋白质氢键断裂,二硫键仍保留”可知,结冰和解冻后,蛋白质空间结构会发生变化,也会影响蛋白质功能。
二、非选择题(共40分)
21.(8分)阅读下列材料,回答下列问题。
材料1　熊在入冬之前要吃大量的食物,在体内转化为脂肪储存起来,冬眠时,进行分解利用,维持生命活动。生活在南极寒冷环境中的企鹅,体内脂肪可厚达4 cm。
材料2　幼儿常晒太阳,可以使皮肤表皮细胞内的胆固醇转化为维生素D,预防佝偻病。
(1)材料1说明脂肪具有 作用。分布在动物内脏器官周围的脂肪还具有　　　　　　　的作用。
(2)材料2说明维生素D具有　　　　　　　　　 　　　　　的作用,其属于脂质中的　　　 　类物质,除此之外,该类物质还包括　　　　 　和　　　　 　等。
(3)植物体内也有脂质的存在,在检测花生子叶中是否有油脂活动中,用到的试剂是　 ,用其染色时,洗去多余染料要用体积分数为50%的酒精,这是因为　 。
解析:(1)熊在入冬之前要吃大量的食物,在体内转化为脂肪储存起来,冬眠时,进行分解利用,维持生命活动,说明脂肪是细胞内良好的储能物质。生活在南极寒冷环境中的企鹅,体内脂肪可厚达4 cm,说明脂肪还具有保温的作用。分布在动物内脏器官周围的脂肪还具有防震的作用。(2)幼儿常晒太阳,可以使皮肤表皮细胞内的胆固醇转化为维生素D,预防佝偻病。说明维生素D具有促进人对钙、磷的吸收的作用。该物质属于固醇类物质,除此之外固醇还包括胆固醇和性激素等。
(3)苏丹Ⅲ染液能将油脂染为橙黄色。由于苏丹Ⅲ染液易溶于酒精,因此常用体积分数为50%的酒精洗去多余的染料。
答案:(1)良好的储能、保温　防震　(2)促进人对钙、磷的吸收　
固醇　胆固醇　性激素　(3)苏丹Ⅲ染液　苏丹Ⅲ染液易溶于酒精
22.(11分)如图表示生物体内四种有机物的组成与功能关系,请据图回答下列问题。
(1)构成基本单位A、B、C、D的化学元素中共同元素是　　　　　　。物质D的元素组成是　　　　　　　　。
(2)物质C在绝大多数生物体内有　　　　种,C的不同取决于　　　;现有C若干个,在合成含有2条链的G过程中,共产生100个水分子,则C的数目为　　　　。C通过　　　　　　方式形成G。
(3)小麦种子细胞中,物质E是指　　　 　。在人体细胞内,物质E是指　　　　。
(4)F化合物的名称是　　 　　,同质量的E、F,含能量较多的是　　 　　(写字母)。
(5)H指　　 　　。
解析:(1)构成基本单位A、B、C、D的化学元素中共同元素是C、H、O;物质D是核苷酸,其元素组成是C、H、O、N、P。(2)物质C是氨基酸,在绝大多数生物体内有20种,氨基酸的不同取决于R基团;在合成含有2条链的G过程中,共产生100个水分子,则氨基酸的数目为100+2=102(个)。氨基酸通过脱水缩合方式形成G蛋白质。(3)小麦种子细胞中,多糖E是指淀粉。在人体细胞内,多糖E是指糖原。(4)F是主要的储能物质,表示油脂。同质量的E、F,含能量较多的是F,因为F中的碳氢比例高。(5)H是遗传信息的携带者,表示核酸。
答案:(1)C、H、O　C、H、O、N、P　(2)20　R基团　102　脱水缩合　(3)淀粉　糖原　(4)油脂　F (5)核酸
23.(10分)请依据所学知识及某种方便面的产品信息,回答下列问题。
方便面中某蛋白质的局部结构简式
(1)方便面中含蛋白质,蛋白质的基本组成单位为　　　 　,其结构通式为　　　　,种类由　　　　决定。
(2)由上图可知,该片段由　　 　　种氨基酸组成,在形成该片段时要脱去　　　 　分子水,这种反应称为　　　 　,形成的化学键称为　　　　。
(3)方便面中有脂肪,其在细胞中主要作用是　　　 　。
(4)方便面中的碳水化合物主要成分是淀粉,在植物细胞中的作用是　　　 　。
(5)有的方便面的调料包中含有食用真菌香菇,其遗传物质DNA彻底水解可得到　　　　种物质。
解析:(1)蛋白质的基本组成单位为氨基酸,其结构通式为,
氨基酸的不同在于R基团的不同,构成蛋白质的氨基酸约有20种。
(2)该片段是由5个氨基酸组成的5肽,这5个氨基酸的R基团都是不同的,共有5种氨基酸,在形成该片段时要脱去4分子水,这种反应称为脱水缩合,形成的化学键称为肽键。
(3)脂肪在细胞中主要作用是储存能量。
(4)淀粉在植物细胞中的作用是储存能量。
(5)DNA彻底水解可得到一分子的磷酸、一分子的脱氧核糖、四种含氮碱基,共有6种物质。
答案:(1)氨基酸　　R基团
(2)5　4　脱水缩合　肽键
(3)储存能量
(4)储存能量
(5)6
24.(11分)现在市场上出现许多无糖饮品,某同学根据近期所学的生物学知识,想探究一款无色饮品是否含有还原糖。于是他动手做了如下实验:
第一步:取三支洁净的相同试管,分别加入2 mL的蒸馏水、2 mL葡萄糖溶液和2 mL饮品,编号A、B、C。
第二步:在上述各试管中分别加入　　　 　,振荡试管,然后将各组试管置于　　　　。
第三步:观察并分析实验结果。
回答下列问题。
(1)完善实验第二步的内容　　　　、　　　　。
(2)结果及结论分析:
①若　　　 　,则该饮品中含有还原糖;
②若　　　 　,则该饮品中不含还原糖。
(3)该同学设计的实验中,对照组是　　　,其中B组作为　　　。
(4)在该实验中为何选择无色饮品作为实验材料 　　　 　。
解析:(1)本实验的目的是探究无色饮品是否含有还原糖,而还原糖的检测需要利用本尼迪特试剂。为此实验步骤如下:
第一步:取三支洁净的相同试管,分别加入2 mL的蒸馏水、2 mL葡萄糖溶液和2 mL饮品,编号A、B、C,该实验中A、B试管均为对照组,其中A是空白对照,而B为标准对照,C为实验组。
第二步:在上述各试管中分别加入2 mL(或等量)本尼迪特试剂(用于鉴定还原糖),振荡试管,然后将各组试管置于热水浴中加热2～3 min。
第三步:观察并分析实验结果。
(2)①若A组无红黄色出现,B、C组出现红黄色,则说明C试管中有类似葡萄糖的还原糖,因而可说明该饮品中含有还原糖;
②若A、C组无红黄色出现,B组出现红黄色,则说明C试管中无还原糖,可说明该饮品中不含还原糖。
(3)该同学设计的实验中,对照组是A和B,其中A组为空白对照,而B组为标准对照,根据实验组试管中是否出现类似B试管中的颜色来确定C中是否有还原糖。
(4)在该实验中选择无色饮品作为实验材料的目的是防止饮品中原有颜色对实验结果的干扰。
答案:(1)2 mL(或等量)本尼迪特试剂　热水浴中加热2～3 min
(2)A组无红黄色出现,B、C组出现红黄色　A、C组无红黄色出现,B组出现红黄色
(3)A和B　标准对照
(4)防止饮品中原有颜色干扰实验结果