【备考2024】一轮新人教版生物学学案：必修1 第1单元 第2讲　细胞中的无机物、糖类和脂质（含解析）

【备考2024】一轮新人教版生物学学案
第一单元　细胞及其分子组成
第2讲 细胞中的无机物、糖类和脂质
考点1　细胞中的元素和无机物
一、组成细胞的元素
1．生物界和非生物界在元素种类和含量上的关系
2．种类：常见的有20多种。
(1)大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。
(2)微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。
二、组成细胞的化合物
1．
2．含量
(1)细胞中含量最多的化合物是水。
(2)细胞中含量最多的有机化合物是蛋白质。
(3)细胞中占干重最多的化合物是蛋白质。
三、细胞中的无机物
1．细胞中的水
(1)细胞中水的存在形式和功能
(2)自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系
2．细胞中的无机盐
1．在细胞的干重中，为什么玉米细胞中氧元素的含量明显高于人体细胞，而人体细胞中N、Ca、P的含量明显高于玉米细胞？(必修1　P16“思考·讨论”)
提示：玉米细胞中糖类含量多一些，人体细胞中蛋白质含量多一些，且人体骨骼中Ca、P的含量较高。
2．为什么植物缺少N、Mg、P会影响植物的光合作用？(必修1　P22“思考·讨论”)
提示：N、Mg是组成叶绿素的成分，N、P是组成叶绿体类囊体膜和ATP的成分，N也是组成光合酶的成分，因此植物缺少N、Mg、P会影响植物的光合作用。
3．医用生理盐水是指与哺乳动物血液和淋巴液浓度相等的无机盐溶液，常用的是质量分数为0.9%的氯化钠溶液。生病输液时，通常要用生理盐水溶解药物后再输液，这样做的目的是什么？(必修1　P22“拓展应用”)
提示：保证人体细胞的生活环境维持在稳定的状态。
1．生物界和非生物界在元素组成上具有统一性，因此地壳中的元素在生物体内都能找到。 (×)
提示：组成生物体的元素在地壳中都能找到。
2．细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要。 (×)
提示：微量元素对维持生命活动是不可缺少的。
3．晒干的种子细胞内不含有水分，导致细胞代谢停止，种子能长时间储存。 (×)
提示：晒干的种子自由水与结合水的比值很低，代谢很弱，以保持休眠状态，并非不含水分。
4．细胞中的无机盐大多数以化合物形式存在，如CaCO3构成骨骼、牙齿。 (×)
提示：细胞中的无机盐大多数以离子形式存在。
5．镁是叶绿体中参与光合作用的各种色素的组成元素。 (×)
提示：类胡萝卜素中不含镁。
6．在动物体内，Na＋主要维持细胞内液的渗透压，K＋主要维持细胞外液的渗透压。 (×)
提示：Na＋主要维持细胞外液的渗透压，K＋主要维持细胞内液的渗透压。
1．某运动饮料广告词“解口渴，更解体渴”，其中的“解体渴”主要指_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：该饮料中含有水和少量无机盐，能补充剧烈运动散失的水分和无机盐
2．缺Fe会导致贫血的原因：___________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：血红素的分子结构不能缺少的一种元素就是Fe，缺Fe会导致血红素的合成障碍，从而引起贫血
1．细胞中的水
2．无机盐功能
1．镁是叶绿素的重要组成元素，植物体缺少镁元素会导致叶片发黄，影响光合作用。请设计实验证明镁是植物必需的矿质元素。
实验材料：某种植物幼苗若干、完全培养液、缺镁培养液。
请写出该实验的设计思路并预测实验结果。
设计思路：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
预测实验结果：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
设置对照实验→分组编号→控制自变量→检测因变量。
提示：选择生理状况相同的植物幼苗若干，平均分成A、B两组；A组用完全培养液培养，B组用缺镁培养液培养；一段时间后，观察两组叶片是否变黄。　若B组叶片发黄，再补充镁离子，一段时间叶片恢复绿色，则证明镁是植物必需的矿质元素。
2．农作物吸收氮元素的主要形式有铵态氮(NH)和硝态氮(NO)。已知作物甲对同一种营养液(以硝酸铵为唯一氮源)中NH和NO的吸收具有偏好性(NH和NO同时存在时，对一种离子的吸收量大于另一种)。请设计实验对这种偏好性进行验证，要求简要写出实验思路、预期结果和结论。
实验思路：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
预期结果和结论：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
提示：配制营养液(以硝酸铵为唯一氮源)，用该营养液培养作物甲，一段时间后，检测营养液中NH和NO剩余量。　若营养液中NO剩余量小于NH剩余量，则说明作物甲偏好吸收NO；若营养液中NH剩余量小于NO剩余量，则说明作物甲偏好吸收NH。
组成细胞与化合物的元素
1．(2022·辽宁名校联考)下表是玉米和人体细胞的部分元素及含量(干重，质量分数)，下列有关说法正确的是(　　)
元素 O H N K Ca P Mg S
玉米 44.43 6.24 1.46 0.92 0.23 0.20 0.18 0.17
人 14.62 7.46 9.33 1.09 4.67 3.11 0.16 0.78
A．P、Mg、S等元素在玉米细胞中含量很少，属于微量元素
B．表中玉米细胞比人体细胞中含有的O多是因为玉米细胞中含水更多
C．表格中在细胞内含量多的元素比含量少的元素更重要
D．玉米细胞和人体细胞中N含量不同，可能与细胞中蛋白质的含量不同有关
D　[由分析可知，P、Mg、S均为大量元素，A错误；表格元素含量是干重，干重情况下，由于玉米细胞内纤维素和淀粉等糖类物质较多，故细胞中O比例较高，即O多不是因为含水多，B错误；含量多和含量少都是生物的必需元素，不应依据含量的多少来区别重要与否，C错误；细胞中蛋白质含有N，而蛋白质在细胞中含量相对较多时，N的含量就相对较多，D正确。]
2．(2022·湖北七市联考)科学施肥是农作物增产的途径之一。下列相关叙述正确的是(　　)
A．氮肥中的N元素可参与构成蛋白质，主要存在于蛋白质的游离氨基中
B．磷肥中的P元素可参与核酸、磷脂、NADPH等物质的形成
C．复合肥中各种矿质元素比例适中，各种农作物都可以大量使用
D．肥料中还应合理添加参与叶绿素形成的Mg等微量元素
B　[蛋白质中的N主要在肽键结构中，A错误。磷肥中含有P元素，P元素是生物膜组成中磷脂的组成成分；核酸中也含有P元素；NADPH是还原型辅酶Ⅱ，含有P元素，B正确。肥料要合理使用，大量使用会造成植物细胞失水，出现烧苗现象，C错误。镁是大量元素，D错误。]
　根据特征元素推测化合物的种类
考查水和无机盐的存在形式和作用
3．(2021·江苏新高考适应性测试)水、无机盐等对于维持人体内环境稳态具有重要作用。下列叙述错误的是(　　)
A．呕吐、腹泻的病人，需及时补充葡萄糖盐水
B．过量饮水导致细胞内液渗透压升高，需脱水治疗
C．缺钙引起的肌肉抽搐，可通过增加户外活动、合理膳食得到改善
D．铁摄入不足可导致血红蛋白合成减少而发生贫血，需适量补铁
B　[呕吐、腹泻的病人，体内水盐平衡失调，需及时补充葡萄糖盐水，以补充能源物质，同时可保持细胞正常的形态，A正确；过量饮水导致细胞外液渗透压降低，从而引起细胞内液渗透压降低，B错误；缺钙引起肌肉抽搐，通过增加户外活动、合理膳食可增加血液中的钙离子浓度，改善肌肉抽搐状况，C正确；铁参与血红蛋白的组成，摄入不足可导致血红蛋白合成减少而发生贫血，需适量补铁，D正确。]
考点2　细胞中的糖类和脂质
一、细胞中的糖类
二、细胞中的脂质
三、细胞中糖类与脂质的关系
1．细胞中的糖类和脂质是可以相互转化的。血液中的葡萄糖除供细胞利用外，多余的部分可以合成糖原储存起来；如果葡萄糖还有富余，就可以转变成脂肪和某些氨基酸。脂肪被消化吸收后，可以在皮下结缔组织等处以脂肪组织的形式储存起来。
2．糖类和脂肪之间的转化程度是有明显差异的。例如，糖类在供应充足的情况下，可以大量转化为脂肪；而脂肪一般只在糖类代谢发生障碍，引起供能不足时，才会分解供能，而且不能大量转化为糖类。
1．淀粉、糖原和纤维素的基本单位都是葡萄糖，为什么它们在化学性质上有很大差异？(必修1　P24“图2－3”)
提示：因为组成淀粉、糖原和纤维素的葡萄糖的数量和连接方式不同。
2．北京鸭每天吃的都是一些玉米、谷类和菜叶，为何长了一身肥肉？(必修1　P27“旁栏思考”)
提示：细胞中的糖类和脂质是可以相互转化的。当北京鸭摄入的糖类过多时，糖类在鸭体内就转变成了脂肪，并在皮下组织等处储存起来。
1．糖原的基本组成单位是葡萄糖分子，主要功能是提供能量，与斐林试剂反应呈现砖红色。 (×)
提示：糖原不是还原糖。
2．细胞中的糖类都是能源物质。 (×)
提示：核糖、脱氧核糖和纤维素不是能源物质。
3．脂肪分子中氧的含量远远少于糖类，而氢的含量更少。 (×)
提示：脂肪分子中氧的含量远远少于糖类，而氢的含量更多。
4．细胞膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的。 (×)
提示：磷脂分子是由甘油、脂肪酸和磷酸组成的。
5．糖类供应充足时可以大量转化为脂肪，糖类代谢发生障碍时，大量脂肪转化为糖类。 (×)
提示：糖类代谢发生障碍时，脂肪可以转化为糖类，但不能大量转化。
6．淀粉水解的终产物是二氧化碳和水。 (×)
提示：淀粉水解的终产物是葡萄糖。
1．葡萄糖可以口服，也可以注射；蔗糖只能口服不能注射，原因是
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_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：葡萄糖属于单糖，可以直接进入细胞，因此可以口服也可以静脉注射；蔗糖属于二糖，必须经过消化作用分解成两分子单糖后才能进入细胞，因此不能直接静脉注射
2．医生建议缺钙的婴幼儿在服用钙片的同时，还要服用少量的鱼肝油的原因是
_____________________________________________________________________。
提示：鱼肝油中含有维生素D，维生素D能促进肠道对钙和磷的吸收
3．油料作物种子如花生、蓖麻在播种时，播种的深度相对较浅，原因是_____
_____________________________________________________________________。
提示：油料作物种子含脂肪较多，种子萌发时消耗的氧气量相对较大，播种深度较浅，便于获得氧气
糖类和脂质的比较
比较项目 糖类 脂质
区别 元素组成 ①一般是C、H、O ②O原子的含量高 ①C、H、O(N、P) ②H原子的含量高
种类 单糖、二糖、多糖等 脂肪、磷脂、固醇等
合成部位 淀粉：叶绿体 糖原：主要是肝脏、肌肉处 主要是内质网
生理作用 ①主要的能源物质 ②构成细胞结构，如糖被、细胞壁等 ③核酸的组成成分，如核糖、脱氧核糖 ①生物体的储能物质，如脂肪 ②构成细胞膜及多种细胞器膜的重要成分，如磷脂 ③调节作用，如性激素
相同质量的物质分解情况 耗O2少，产H2O少，释放能量少 耗O2多，产H2O多，释放能量多
联系 糖类供应充足时可以大量转化为脂肪，而脂肪一般不能大量转化为糖类
1．呼吸熵是物质氧化分解时释放CO2与消耗O2的比值，糖类的呼吸熵等于1，而脂肪的呼吸熵却小于1，请从糖类和脂肪的元素组成方面分析原因。
提示：脂肪和糖类均由C、H、O三种元素组成，但脂肪中“C”“H”含量高，而“O”含量低，故质量相同的糖类和脂肪相比，脂肪氧化分解释放的能量多，需要O2多，产生的H2O多。
2．小麦种子中不含还原糖，在萌发过程中会有还原糖的形成。请写出验证这一结论的实验思路和预期实验结果。
实验思路和预期实验结果：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
提示：取等量小麦种子，均分为甲、乙两组，甲组不做处理，乙组水培至萌发；将两组种子分别制成等体积的研磨液，用斐林试剂检测；甲组无颜色变化，乙组出现砖红色沉淀。
糖类和脂质的种类和作用
1．(2021·湖南招生适应性测试)糖类是细胞的主要组成成分之一。下列叙述错误的是(　　)
A．植物细胞壁的主要成分纤维素是多糖
B．糖原是人和动物细胞的储能物质
C．麦芽糖、乳糖和核糖均是二糖
D．葡萄糖与斐林试剂反应生成砖红色沉淀
C　[纤维素是多糖，是植物细胞壁的主要成分之一，A正确；糖原是多糖，是人和动物细胞的储能物质，B正确；麦芽糖、乳糖是二糖，核糖是单糖，C错误；葡萄糖是还原糖，能与斐林试剂在水浴加热条件下反应生成砖红色沉淀，D正确。]
2．(2022·河北唐山期中)脂质与人体健康息息相关，下列叙述错误的是(　　)
A．分布在内脏器官周围的脂肪具有缓冲作用
B．磷脂由C、H、O、P四种元素组成，是构成细胞膜的主要成分
C．脂质存在于所有细胞中，是组成细胞和生物体的重要有机化合物之一
D．胆固醇既是动物细胞膜的重要组成成分，又参与血液中脂质的运输
B　[分布在内脏器官周围的脂肪具有缓冲作用，A项正确；磷脂由C、H、O、N、P五种元素组成，是构成细胞膜的主要成分，B项错误；脂质存在于所有细胞中(如所有细胞的细胞膜的主要成分是蛋白质和磷脂)，是组成细胞和生物体的重要有机化合物之一，C项正确；胆固醇既是动物细胞膜的重要组成成分，又参与血液中脂质的运输，D项正确。]
考查糖类和脂肪的分子特点及相互转化
3．(2022·山东菏泽检测)科学研究表明：花生种子发育过程中，可溶性糖的含量逐渐减少，脂肪的含量逐渐增加；花生种子萌发过程中，脂肪的含量逐渐减少，可溶性糖含量逐渐增加。下列分析错误的是(　　)
A．花生种子发育过程中，可溶性糖转变为脂肪，需要大量的氮元素
B．同等质量的花生种子和小麦种子，萌发过程中耗氧较多的是花生种子
C．花生种子发育过程中，可溶性糖转变为脂肪，更有利于能量的储存
D．花生种子萌发过程中脂肪转变为可溶性糖，与细胞内糖类的氧化速率比脂肪快有关
A　[可溶性糖和脂肪中都不含氮元素，因此可溶性糖转变为脂肪，不需要氮元素，A项错误；花生种子中脂肪含量高，脂肪分子中氢的比例高，因此同等质量的花生种子和小麦种子，萌发过程中耗氧较多的是花生种子，B项正确；脂肪分子中储存的能量多，具有疏水性，不形成结合水，在细胞中占的体积小，所以花生种子发育过程中，可溶性糖转变为脂肪，更有利于能量的储存，C项正确；在细胞内糖类的氧化速率比脂肪快，花生种子萌发过程中脂肪转变为可溶性糖，更容易利用，D项正确。]
4．(2022·山东潍坊模拟)为探究蓖麻种子(脂肪含量达70%)萌发过程中的物质变化，某研究小组将种子置于温度、水分(蒸馏水)、通气等条件均适宜的黑暗环境中培养，定期检查萌发种子(含幼苗)中脂肪、蔗糖、葡萄糖的含量和干重变化，结果如图所示，据图分析下列说法正确的是 (　　)
图甲　　　　　　　　图乙
A．图甲表示油脂在酶的作用下水解为葡萄糖，其中一部分进一步转化为蔗糖
B．糖类是胚生长发育的主要能源物质，由脂肪转化为糖类需要蛋白质参与
C．用苏丹Ⅲ染液对蓖麻种子切片染色，可通过肉眼观察到橘黄色脂肪颗粒
D．据图乙分析蓖麻种子萌发初期时干重增加，增加的主要元素是H
B　[油脂在酶的作用下水解为甘油、脂肪酸，再转化为糖类，A错误；糖类是生命活动的主要能源物质，脂肪转化为糖类过程中需要酶的参与，酶的本质主要是蛋白质，B正确；用苏丹Ⅲ染液对蓖麻种子切片染色，需在显微镜下才能观察到橘黄色的脂肪颗粒，C错误；脂肪在不断转变成糖类等其他形式的有机物，糖类物质中O的比例大于脂肪，因此导致种子干重增加的主要元素是O，D错误。]
　种子形成和萌发过程中糖类和脂质的变化
　　　种子类型 变化　　　 非油料作物种子(如小麦) 油料作物种子(如大豆)
种子形成时 可溶性糖(还原糖)→淀粉 糖类→脂肪
种子萌发时 淀粉→可溶性糖(还原糖) 脂肪→甘油、脂肪酸→糖类
种子形成时，光合作用产物的输入导致其干重增加。种子萌发时，吸收水分导致其鲜重增加，非油料作物的种子由于只进行细胞呼吸导致干重减少，油料作物种子萌发初期干重有所增加(是因为脂肪转化为糖类的过程中增加了氧元素)，然后再减少。
考点3　(探究·实践)检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
一、检测原理
1．还原糖的检测
还原糖＋斐林试剂砖红色沉淀。
2．脂肪的检测
脂肪＋苏丹Ⅲ染液→橘黄色。
3．蛋白质的检测
蛋白质＋双缩脲试剂―→紫色。
二、实验步骤
1．还原糖的检测
2．脂肪的检测
3．蛋白质的检测
1．斐林试剂与双缩脲试剂
(1)检测还原糖时使用的斐林试剂要现配现用的原因：斐林试剂很不稳定，容易产生蓝色的Cu(OH)2沉淀，所以应将甲液和乙液分别保存，使用时现配现用。
(2)在还原糖检测实验中，若待测组织样液中不含还原糖，加入斐林试剂水浴加热后的现象不是无色，而是蓝色，即Cu(OH)2的颜色。
(3)检测蛋白质时，加入过量的双缩脲试剂B液后，如果没有产生明显的紫色反应，可能的原因是加入的双缩脲试剂B液过量，CuSO4在碱性溶液中生成大量的Cu(OH)2蓝色絮状沉淀，会遮蔽实验中所产生的紫色，影响观察效果。
(4)斐林试剂甲液和双缩脲试剂A液完全相同，将斐林试剂乙液用蒸馏水稀释5倍后便成为双缩脲试剂B液，可用于蛋白质的检测。
2．实验中的三个注意点
(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%的酒精溶液的目的是洗去浮色，原因是苏丹Ⅲ染液易溶于酒精。
(3)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。
1．(2022·广东东莞调研)下列有关生物体中化合物的检测实验，对应正确的是(　　)
选项 检测对象 试剂 颜色反应 水浴加热 生物材料
A 淀粉 碘液 蓝色 需要 马铃薯块茎
B 还原糖 斐林试剂 砖红色 需要 西瓜汁
C 蛋白质 双缩脲试剂 紫色 不需要 豆浆
D 脂肪 苏丹Ⅲ染液 红色 不需要 花生种子
C　[常温下淀粉遇碘变蓝色，实验过程中不需要水浴加热，A错误；还原糖(如葡萄糖、果糖)与斐林试剂发生反应，生成砖红色沉淀，实验过程中需要水浴加热，但西瓜汁本身的颜色会对实验结果造成干扰，B错误；常温下蛋白质与双缩脲试剂会发生紫色反应，实验过程中不需要水浴加热，C正确；常温下脂肪能被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，此过程不需要水浴加热，D错误。]
2．(2023·广东六校联考)生物学研究兴趣小组对作物种子发育过程中有机物积累及转化进行动态监测。下列关于检测方法及出现结果的叙述，错误的是(　　)
A．嫩大豆种子切片→苏丹Ⅲ染液染色→酒精洗去浮色→显微镜观察细胞内被染成橘黄色的脂肪颗粒
B．嫩小麦籽粒加水研磨→离心取上清液→加斐林试剂→观察砖红色沉淀检测多糖
C．嫩花生种子加水研磨→加双缩脲试剂→依据紫色反应检测蛋白质
D．干玉米种子加水浸泡→用小刀纵切→在切面滴加碘液→依据被染成蓝色检测淀粉
B　[嫩大豆种子含有脂肪，脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，因此可在显微镜下观察到橘黄色的脂肪颗粒，A正确；淀粉和纤维素没有还原性，不能用斐林试剂检测，用斐林试剂检测的是还原糖，且需水浴加热才会出现砖红色沉淀，B错误；检测产物中是否含有蛋白质，应用双缩脲试剂检测，观察是否出现紫色，C正确；干玉米种子中含有淀粉，淀粉遇碘液染成蓝色，D正确。]
　
1．核心概念
(1)(必修1 P21)水与细胞内的其他物质相结合，叫作结合水。
(2)(必修1 P21)细胞中绝大部分的水呈游离状态，可以自由流动，叫作自由水。
(3)(必修1 P26)脂肪：由三分子脂肪酸与一分子甘油发生反应而形成的酯。
2．结论语句
(1)(必修1 P16)组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到，没有一种化学元素为细胞所特有。细胞中各种元素的相对含量与无机自然界的大不相同。
(2)(必修1 P21)细胞内结合水的存在形式主要是水与蛋白质、多糖等物质结合，这样水就失去流动性和溶解性，成为生物体的构成成分。
(3)(必修1 P21)细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。
(4)(必修1 P22)许多种无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动都有重要作用。
(5)(必修1 P23)糖类是主要的能源物质。
(6)(必修1 P23～24)单糖不能水解，可直接被细胞吸收；二糖由两分子单糖脱水缩合而成，一般要水解成单糖才能被细胞吸收。生物体内的糖类绝大多数以多糖的形式存在。
(7)(必修1 P26)脂肪是细胞内良好的储能物质。
(8)(必修1 P27)胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，在人体内还参与血液中脂质的运输。
1．(2022·全国甲卷)钙在骨骼生长和肌肉收缩等过程中发挥重要作用。晒太阳有助于青少年骨骼生长，预防老年人骨质疏松。下列叙述错误的是(　　)
A．细胞中有以无机离子形式存在的钙
B．人体内Ca2+可自由通过细胞膜的磷脂双分子层
C．适当补充维生素D可以促进肠道对钙的吸收
D．人体血液中Ca2+浓度过低易出现抽搐现象
B　[细胞中有以无机离子形式存在的钙，也有以化合物形式存在的钙(如CaCO3)，A正确：Ca2+不能自由通过细胞膜的磷脂双分子层，需要载体蛋白协助，B错误；维生素D能有效地促进人体肠道对钙和磷的吸收，故适当补充维生素D可以促进肠道对钙的吸收，C正确；哺乳动物的血液中必须含有一定量的Ca2+，Ca2+的含量太低，会出现抽搐等症状，D正确。]
2．(2021·天津等级考)富营养化水体中，藻类是吸收磷元素的主要生物，下列说法正确的是(　　)
A．磷是组成藻类细胞的微量元素
B．磷是构成藻类生物膜的必要元素
C．藻类的ATP和淀粉都是含磷化合物
D．生态系统的磷循环在水生生物群落内完成
B　[磷属于大量元素，A错误；磷脂中含磷元素，磷脂双分子层是构成藻类生物膜的基本支架，故磷是构成藻类生物膜的必要元素，B正确；ATP由C、H、O、N、P组成，淀粉只含C、H、O三种元素，C错误；物质循环具有全球性，生态系统的磷循环不能在水生生物群落内完成，D错误。]
3．(2021·海南等级考)下列关于纤维素的叙述正确的是(　　)
A．是植物和蓝细菌细胞壁的主要成分
B．易溶于水，在人体内可被消化
C．与淀粉一样都属于多糖，二者的基本组成单位不同
D．水解的产物与斐林试剂反应产生砖红色沉淀
D　[蓝细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖，A错误；纤维素不易溶于水，也不能被人体消化吸收，只能促进人体肠道的蠕动，B错误；纤维素和淀粉均属于多糖，二者的基本组成单位相同，都是葡萄糖，C错误；纤维素的水解产物为还原糖，可与斐林试剂反应产生砖红色沉淀，D正确。]
4．(2021·全国乙卷)植物在生长发育过程中，需要不断从环境中吸收水。下列有关植物体内水的叙述，错误的是(　　)
A．根系吸收的水有利于植物保持固有姿态
B．结合水是植物细胞结构的重要组成成分
C．细胞的有氧呼吸过程不消耗水但能产生水
D．自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动
C　[植物在生长发育过程中，需要不断地从环境中吸收水，保持其固有的姿态，A叙述正确；细胞中的一部分水是以结合水的形式存在的，结合水是细胞结构的重要组成成分，B叙述正确；细胞在有氧呼吸第二阶段消耗水，在有氧呼吸第三阶段产生水，C叙述错误；自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动，比值越高，细胞的代谢活动越旺盛，D叙述正确。]
5．(2020·江苏高考)下列关于细胞中无机化合物的叙述，正确的是(　　)
A．自由水是生化反应的介质，不直接参与生化反应
B．结合水是细胞结构的重要组成成分，主要存在于液泡中
C．无机盐参与维持细胞的酸碱平衡，不参与有机物的合成
D．无机盐多以离子形式存在，对维持生命活动有重要作用
D　[自由水是生化反应的介质，也能作为反应物直接参与生化反应，A错误；结合水是细胞结构的重要组成成分，植物成熟细胞中的自由水主要存在于液泡中，B错误；无机盐参与维持细胞的酸碱平衡，也能参与有机物的合成，如Fe2+是合成血红蛋白分子必需的无机盐离子，C错误；无机盐多以离子形式存在，对维持生命活动有重要作用，D正确。]
课时分层作业(二)　细胞中的无机物、糖类和脂质
1．(2022·广东六校联考)近些年由于温室效应导致北极海冰持续融化。已知降低空气中CO2的浓度能缓解温室效应，海洋浮游植物是吸收CO2的主力军。马丁设想：向海洋投放水溶性铁能促进浮游植物吸收CO2进行光合作用，降低CO2浓度，从而减缓温室效应。针对以上介绍，下列说法正确的是(　　)
A．铁元素是构成浮游植物叶绿素的组成成分
B．铁以化合物的形式被浮游植物吸收
C．铁元素是微量元素，CO2中的碳、氧均是大量元素
D．海水温度的高低不会影响浮游植物吸收铁
C　[浮游植物叶绿素的组成成分不含铁，A项错误；铁被浮游植物吸收是以离子形式，B项错误；海水温度的高低会影响浮游植物的细胞呼吸，进一步影响铁的吸收，D项错误。]
2．(2022·重庆巴蜀中学检测)科学家在生物体内发现一种物质，该物质不仅是储能物质，还是一种很好的绝热体。分布在内脏器官周围的该物质还具有缓冲和减压的作用。下列与该物质的元素组成完全相同的是(　　)
A．脱氧核糖　　　　　　 B．叶绿素
C．胰岛素 D．核糖核酸
A　[脂肪不仅是良好的储能物质，还是一种绝热体，分布在内脏器官周围的脂肪还具有缓冲和减压的作用，可以保护内脏器官，故该物质为脂肪，只含C、H、O三种元素，脱氧核糖与之相同，A符合题意；叶绿素的组成元素为C、H、O、N、Mg，与该物质的元素组成不相同，B不符合题意；胰岛素属于蛋白质，主要是由C、H、O、N四种元素组成，与该物质的元素组成不相同，C不符合题意；核糖核酸的组成元素是C、H、O、N、P，与该物质的元素组成不相同，D不符合题意。]
3．(2022·重庆育才中学一模)下列有关组成生物体的元素和化合物的描述，正确的是(　　)
A．细胞中的化学元素和无机盐都主要以化合物的形式存在
B．低温环境下适当减少花卉浇水，可提高花卉对低温的抗性
C．脂质和糖类一样，都由C、H、O三种元素组成
D．生物体内的糖类绝大多数以单糖的形式存在
B　[细胞中的无机盐主要以离子形式存在，少数以化合物的形式存在，A错误；低温环境下适当减少花卉浇水，可提高花卉细胞中结合水的含量，使花卉细胞抗逆性增强，从而增强对低温的抗性，B正确；糖类都是由C、H、O三种元素组成的，而脂质的组成元素除了C、H、O外，有的还含有P和N，C错误；生物体内的糖类绝大多数以多糖的形式存在，D错误。]
4．(2022·山东新泰一中检测)组成细胞的元素大多以化合物的形式存在。下列有关细胞内含磷化合物的叙述，错误的是(　　)
A．磷脂分子是一种由甘油、脂肪酸和磷酸及其他衍生物组成的极性分子
B．ADP 由腺嘌呤、核糖和磷酸组成，其中没有特殊化学键
C．细胞膜、拟核、核糖体的组成中都有含磷化合物
D．叶绿体基质中C3的还原需要含磷化合物的参与
B　[磷脂中的甘油中有一个羟基没有和脂肪酸连接，而是和磷酸及其他衍生物连接，即磷脂分子是一种由甘油、脂肪酸和磷酸及其他衍生物组成的极性分子，A正确；ADP的结构式可简写成A－P～P，由腺苷(腺嘌呤＋核糖)和磷酸组成，含有1个特殊化学键，B错误；细胞膜中含磷脂，拟核中含有DNA，核糖体中含RNA，这些化合物均有磷元素，C正确；叶绿体基质中C3的还原需要酶、NADPH和ATP的参与，其中ATP和NADPH是含磷化合物，D正确。]
5．(2023·湖南名校联考)几丁质是由1 000～3 000个N 乙酰葡萄糖胺聚合而成，是广泛存在于甲壳类动物和昆虫外骨骼中的一种多糖。下列叙述正确的是(　　)
A．从昆虫外骨骼中提取到的几丁质和糖原的元素组成相同
B．若干个相连的氮原子构成的结构是几丁质的基本骨架
C．可用斐林试剂鉴定几丁质是否为还原糖
D．糖原和几丁质都是动物细胞内的储能物质
C　[几丁质由N 乙酰葡萄糖胺聚合而成，组成元素一定包括C、H、O、N，而糖原只有C、H、O，A错误；几丁质是一种多糖，属于生物大分子，而生物大分子都是由若干个相连的碳原子构成的碳链，B错误；斐林试剂能鉴定还原糖，C正确；几丁质是广泛存在于甲壳类动物和昆虫外骨骼中的一种多糖，不是储能物质，D错误。]
6．(2022·河北石家庄模拟)阳光中的紫外线促进人体合成维生素D，维生素D不足会影响婴幼儿发育，降低免疫力；过度的紫外线照射会导致皮肤癌变、叶酸降解(叶酸缺乏使生殖能力下降)。紫外线照射引起皮肤黑色素增多，黑色素对紫外线有阻挡作用。下列叙述错误的是(　　)
A．紫外线强的赤道地区，深肤色人群比浅肤色人群生存、生殖能力更强
B．紫外线弱的高纬度地区，浅肤色人群比深肤色人群有更好地适应性
C．人类肤色出现差异是长期进化过程中环境因素定向选择的结果
D．赤道地区肤色浅的人群容易出现维生素D缺乏，使其适应性降低
D　[紫外线强的赤道地区，深肤色人群皮肤黑色素增多，阻挡紫外线的作用强，可更好地防止皮肤癌变、叶酸降解，生存、生殖能力更强，A项正确；紫外线弱的高纬度地区，浅肤色人群皮肤黑色素含量少，减少了对紫外线的阻挡，比深肤色人群更易合成维生素D，有更好地适应性，B项正确；人类肤色出现差异是长期进化过程中环境因素定向选择的结果，C项正确；赤道地区肤色浅的人群黑色素少，阻挡的紫外线少，容易合成维生素D，D项错误。]
7．(2023·广东佛山联考)水和无机盐在细胞中的含量差异较大，功能各异，但两者也有相似之处。下列相关叙述错误的是(　　)
A．自由水可以通过协助扩散的方式进入细胞，某些无机盐也可以
B．人体内环境的渗透压既来源于自由水，也来源于无机盐
C．绿色植物进行光合作用时，离不开水，也离不开无机盐
D．细胞内的水有两种存在形式，无机盐也有两种存在形式
B　[细胞膜上有水通道蛋白，也有离子通道蛋白，自由水和某些无机盐经通道蛋白进入细胞的方式均为协助扩散，A项正确；渗透压指的是溶液中溶质微粒对水的吸引力，因此，人体内环境的渗透压不会来源于自由水，B项错误；水是光合作用的原料之一，吸收光能的色素中有叶绿素，叶绿素中含有镁元素，另外光合作用过程中能量的转换也离不开无机盐，C项正确；在细胞内水有两种存在形式，即自由水和结合水，无机盐也有两种存在形式，即离子和化合物，D项正确。]
8．(2022·江苏选择性考试)下列物质的鉴定实验中所用试剂与现象对应关系不正确的是(　　)
A．还原糖－斐林试剂－砖红色
B．DNA－台盼蓝染液－蓝色
C．脂肪－苏丹Ⅲ染液－橘黄色
D．淀粉－碘液－蓝色
B　[还原糖与斐林试剂在水浴加热的条件下产生砖红色沉淀，A正确；在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺呈蓝色，B错误；苏丹Ⅲ染液将脂肪染成橘黄色，苏丹Ⅳ将脂肪染成红色，C正确；淀粉遇碘变蓝，D正确。]
9．C、H、O、N、P、S在玉米细胞(干)、人细胞(干)以及活细胞中的含量(%)如下表所示，请分析回答下列问题：
元素 O C H N P S
玉米细胞(干) 44.43 43.57 6.24 1.46 0.20 0.17
人细胞(干) 14.62 55.99 7.46 9.33 3.11 0.78
活细胞 65.0 18.0 10.0 3.0 1.40 0.30
(1)以上元素在活细胞中的含量明显比人细胞(干)多的是O和H，发生这种差异的原因是活细胞中含量最多的化合物是________。玉米细胞和人细胞中所具有的蛋白质种类有所不同，其根本原因是______________________________。
(2)由表中数据可以看出在玉米细胞(干)中所占比例明显高于人细胞(干)的元素是O，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____________较多，此类化合物由________元素组成。
(3)水在生命活动中具有极其重要的作用，细胞内含水量的多少直接影响细胞的代谢。
①晒干的种子吸水后，自由水比例大幅度增加，会导致细胞的新陈代谢速率明显增大，原因是_________________________________________________________
_____________________________________________________________________
(至少答两点)。
②黄豆种子浸泡约一周时间后，黄豆芽长得又白又粗，1 kg的黄豆能长出5 kg的黄豆芽。在这个过程中，黄豆细胞内的有机物含量减少，种类增多，其原因是黄豆_________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
[解析]　(1)活细胞中含量最多的化合物是水；DNA指导蛋白质的合成，玉米细胞和人细胞中所具有的蛋白质种类有所不同，其根本原因是玉米细胞和人细胞中所贮存的遗传信息不同。(2)由表中数据可以看出在玉米细胞(干)中所占比例明显高于人细胞(干)的元素是O，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糖类较多，糖类由C、H、O组成。(3)①晒干的种子吸水后，自由水比例大幅度增加，会导致细胞的新陈代谢速率明显增大，原因是自由水是细胞内的良好溶剂；许多生物化学反应需要水的参与；水还可参与生物体内的物质运输等。②黄豆萌发长出黄豆芽的过程中，黄豆细胞代谢旺盛，消耗有机物增加，同时产生许多中间代谢产物，故细胞内的有机物含量减少，种类增多。
[答案]　(1)水　两种生物细胞(核)中所贮存的遗传信息不同　(2)糖类　C、H、O　(3)①自由水是细胞内的良好溶剂，许多生物化学反应需要水的参与，自由水还参与生物体内的物质运输　②代谢旺盛，消耗有机物增加，同时产生许多中间代谢产物
10．(2022·山西适应性测试)生物学与生产生活密切相关，下列做法合理的是(　　)
A．胆固醇可参与血液中脂质的运输，生活中应大量摄入
B．应在低温和无氧条件下进行水果和蔬菜的保鲜
C．纤维素进入人体后不易被消化，生活中应减少摄入
D．急性肠胃炎患者脱水后需要及时补充水分和无机盐
D　[人体血液中胆固醇的浓度偏高时就会导致血粘度增加使血流速度变慢，这样时间长了就会导致心脑血管供血不足，出现脑血栓、冠心病、脑中风等一系列的心脑血管疾病，所以不能大量摄入，A错误；在低氧的条件下，水果和蔬菜的呼吸作用强度最低，所以应该在零上低温和低氧条件下进行水果和蔬菜的保鲜，B错误；纤维素等膳食纤维能促进胃肠的蠕动和排空，所以多吃一些富含膳食纤维的食物，就会排便通畅、降低人体内过高的血脂和血糖，有利于维护心脑血管的健康，C错误；急性肠胃炎患者脱水后身体丢失了盐和水分，所以需要及时补充水分和无机盐 ，D正确。]
11．(2022·河北邢台检测)油菜种子播种时要浅播(种子表面覆盖土层较薄)，小麦种子可适当深播。相关分析错误的是(　　)
A．分别用苏丹Ⅲ染液检测小麦、油菜种子，后者橘黄色较深
B．小麦、油菜种子中含量最高的有机物都是蛋白质
C．相同质量的油菜、小麦种子萌发过程中，前者吸水量较多
D．相同质量的油菜、小麦种子萌发过程中，前者细胞呼吸释放热量较多
C　[分别用苏丹Ⅲ染液检测小麦、油菜种子，油菜种子富含脂肪，后者橘黄色较深，A正确；细胞中含量最高的有机物都是蛋白质，故小麦、油菜种子中含量最高的有机物都是蛋白质，B正确；小麦种子富含淀粉，淀粉吸水能力显著高于脂肪，故相同质量的油菜、小麦种子萌发过程中，前者吸水量较少，C错误；油菜种子富含脂肪，由于脂肪的碳氢比例比较高，释放的能量较多，消耗氧气量较高，因此相同质量的油菜、小麦种子萌发过程中，前者细胞呼吸释放热量较多， D正确。]
12．(2022·湖北黄冈高三调研)胆固醇不溶于水，在血液中主要以脂蛋白颗粒的形式存在，进入组织细胞后，在溶酶体中，胆固醇从脂蛋白颗粒中释放出来，后经NPC1和NPC2蛋白介导，被运输到细胞其他部位发挥功能。如果胆固醇在溶酶体中过量积累，会导致C型尼曼匹克氏症(简称NPC)，NPC临床表现为夭折、智力减退、说话不清、肌张力不全等症状。下列相关分析错误的是(　　)
A．血液中的胆固醇通过自由扩散的方式进入组织细胞
B．膳食中要限制高胆固醇类食物的过量摄入
C．胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，参与血液中脂质的运输
D．胆固醇在溶酶体中过量积累，可能与NPC1、NPC2蛋白基因产生突变有关
A　[结合题干信息“胆固醇不溶于水，在血液中主要以脂蛋白颗粒的形式存在”可知，胆固醇在血液中的存在形式属于大分子类，故血液中的胆固醇通过胞吞的形式进入组织细胞，A错误；饮食中摄入过多胆固醇会造成血浆中胆固醇含量升高，胆固醇含量过高会造成血浆中的胆固醇增多，在血管壁沉积，造成血管堵塞，因而膳食中要注意限制高胆固醇类食物的过量摄入，B正确；胆固醇属于脂质，可参与构成动物细胞膜，此外还可参与血液中脂质的运输，C正确；基因控制蛋白质的合成，因“胆固醇从脂蛋白颗粒中释放出来，后经NPC1和NPC2蛋白介导，被运输到细胞其他部位发挥功能”，但若NPC1、NPC2蛋白基因产生突变，则相关蛋白可能不能合成，最终导致胆固醇在溶酶体中积累，D正确。]
13．(2022·安徽六安一中模拟)淀粉是玉米籽粒的主要组成成分，占籽粒干重的70%左右，因此玉米籽粒的灌浆过程主要是淀粉合成和积累的过程。茎、叶等源器官制造的光合产物以蔗糖形式运输到库器官(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应的第一步。某科研人员对两株玉米品种(豫玉22号与费玉3号)籽粒蔗糖含量和SS活性的变化进行了研究，结果如图所示。请回答下列问题：
甲　　　　　　　　　乙
(1)蔗糖________(填“能”或“不能”)与斐林试剂反应，它的水解产物为果糖和________。
(2)若要鉴定SS的化学本质，可将SS溶液与__________________混合，若出现紫色，则表明SS的化学本质是蛋白质。
(3)催化淀粉合成的酶与催化淀粉水解的酶不同，这体现了酶的________性。
(4)综合甲、乙两图分析费玉3号在20天至40天期间玉米籽粒合成淀粉的速率比豫玉22号要快的原因：_____________________________________________
_____________________________________________________________________。
[解析]　(1)蔗糖是非还原糖，故蔗糖不能与斐林试剂反应，它的水解产物为葡萄糖与果糖。(2)蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。(3)催化淀粉合成的酶与催化淀粉水解的酶不同，这体现了酶的专一性。(4)要理解题干中的一些信息，如“茎、叶等源器官制造的光合产物以蔗糖形式运输到库器官(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应的第一步”，再结合甲、乙两图可看出，在20天至40天期间，费玉3号蔗糖含量以及SS活性始终高于豫玉22号，故费玉3号有更多蔗糖水解以合成淀粉。
[答案]　(1)不能　葡萄糖　(2)双缩脲试剂 (3)专一　(4)在20天至40天期间，费玉3号蔗糖含量以及SS活性始终高于豫玉22号，在相同时间内，前者就会有更多的蔗糖水解以合成淀粉
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