第1节 细胞中的元素和化合物
课时作业
(时间:30分钟 分值:42分)
第1～6题每题3分,第7～8题每题6分,共计30分。
基础对点练
知识点1 组成细胞的元素和化合物
1.(2025·阜阳期中)某同学在配制植物培养基时使用了NH4NO3、KNO3、CaCl2·2H2O、MgSO4·7H2O、碳源、微量元素溶液,但缺少了一种必需的大量元素。为补充这种元素,应添加的化合物是( )
[A] K2SO4 [B] KH2PO4
[C] KCl [D] 含铁化合物
【答案】 B
【解析】 从培养基的成分分析,培养基中缺少P,而KH2PO4能提供P,因此该培养基应添加的化合物是KH2PO4。
2.(2025·福州期中)红茶是一种经过全发酵制成的茶,富含胡萝卜素、茶色素等营养物质和磷、镁、钾等多种元素。下列有关元素的说法正确的是( )
[A] 茶叶细胞中含有的镁和钾属于微量元素,含量少但对生物体很重要
[B] 新鲜茶叶细胞中的元素主要以单质的形式存在
[C] 新鲜茶叶细胞中含量最多的元素是碳,其次是氧
[D] 新鲜茶叶细胞中磷元素含量较多,属于大量元素
【答案】 D
【解析】 镁和钾属于大量元素;新鲜茶叶细胞中的元素主要以化合物的形式存在;新鲜茶叶细胞中含量最多的元素是氧,其次是碳;磷属于大量元素,新鲜茶叶细胞中磷元素含量
较多。
知识点2 检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质
3.(2025·广州期中)在可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的检测实验中,下列对实验材料选择的叙述,错误的是( )
[A] 马铃薯块茎中含有较多的糖且近于白色,可用于进行可溶性还原糖的检测
[B] 花生种子富含脂肪且子叶肥厚,是用于脂肪检测的好材料
[C] 大豆种子蛋白质含量高,是进行蛋白质检测的理想材料
[D] 鸡蛋清含蛋白质多,是进行蛋白质检测的动物材料
【答案】 A
【解析】 马铃薯块茎中含有较多的淀粉,其不属于还原糖,所以不宜用于可溶性还原糖的检测。
4.(2025·江门期中)为检测生物组织中的还原糖,制备了某苹果的两种提取液:①浅红色浑浊的匀浆;②浅黄色澄清的匀浆。下列叙述正确的是( )
[A] 提取液②加入斐林试剂并水浴加热产生砖红色沉淀,说明②中含有葡萄糖
[B] 与提取液①相比,②更适合用于检测苹果中的还原糖
[C] 提取液中含有淀粉、少量的麦芽糖和蔗糖等还原糖
[D] 检测还原糖时,先加入斐林试剂A液再加入B液
【答案】 B
【解析】 斐林试剂可用于检测还原糖,在水浴加热的条件下,还原糖可与斐林试剂反应生成砖红色沉淀,但是能与斐林试剂反应生成砖红色沉淀的还原糖有多种,不一定是葡萄糖;由于②较澄清,①为浅红色浑浊的匀浆,所以与提取液①相比,②更适合用于检测苹果中的还原糖;淀粉和蔗糖不是还原糖;使用斐林试剂检测还原糖时,应将斐林试剂甲液和乙液等量混合均匀后再使用。
5.(2025·驻马店期中)取大小相同的小麦干种子60粒,均等分成甲、乙两组,给予甲组适宜的条件使其萌发,乙组保持干燥。待甲组萌发后,分别向两组加入蒸馏水、二氧化硅充分研磨成匀浆,然后过滤得到等量的无色提取液,取 6支试管分别将两组提取液各取2 mL分装入3支试管,如图1所示;进行鉴定实验的过程如图2所示(注意:二氧化硅不与其他物质产生反应;干种子中的还原性物质忽略不计)。下列分析正确的是( )
[A] 图2中①需现配现用,由等质量浓度的NaOH溶液和CuSO4溶液配制而成
[B] 50～65 ℃水浴加热约2 min后,只有甲组的试管产生砖红色沉淀
[C] 图2中的实验,可探究两组种子中是否有葡萄糖
[D] 图2中②是紫色,可根据砖红色的深浅推算出样液中还原糖的准确含量
【答案】 B
【解析】 ①是斐林试剂,该试剂由等体积的甲液(0.1 g/mL的NaOH溶液)和乙液
(0.05 g/mL的CuSO4溶液)配制而成;因为干种子中的还原性物质忽略不计,只有甲组的试管中产生还原糖,因此水浴加热后,只有甲组的试管产生砖红色沉淀;斐林试剂只能用于鉴定是否含有还原糖而不能鉴定具体种类;②是蓝色,鉴定还原糖的颜色变化是产生砖红色沉淀,可以根据砖红色的深浅判断还原糖含量的多少,但不能推算出样液中还原糖的准确含量。
6.(2025·惠州期中)在一定条件下,斐林试剂可与葡萄糖反应生成砖红色沉淀,去除沉淀后的溶液蓝色变浅,测定其吸光值可用于计算葡萄糖含量。下表是用该方法检测不同样本的结果。下列叙述错误的是( )
样本 吸光值 葡萄糖含量/(mg/mL)
① 0.616 0
② 0.606 0.1
③ 0.595 0.2
④ 0.583 0.3
⑤ 0.571 0.4
⑥ 0.564 0.5
[A] 去除沉淀后蓝色溶液的吸光值与葡萄糖含量呈正相关
[B] 该实验中斐林试剂与葡萄糖混合后,需进行水浴加热
[C] 若某样本的吸光值为0.578,则其葡萄糖含量在0.3～0.4 mg/mL之间
[D] 苹果组织样液可作为鉴定植物组织中还原糖的实验材料
【答案】 A
【解析】 由题表数据可知,葡萄糖含量越高,吸光值越小,去除沉淀后蓝色溶液的吸光值与葡萄糖含量呈负相关;实验中斐林试剂与葡萄糖(还原糖)反应生成砖红色沉淀,需进行水浴加热;某样本的吸光值为0.578,即在0.571～0.583范围内,由题表数据可知,其葡萄糖含量在0.3～0.4 mg/mL之间;苹果组织样液色浅且富含还原糖,可作为鉴定植物组织内还原糖的实验材料。
综合提升练
7.(2025·天津期中)采摘后的香蕉果实在自然成熟过程中,淀粉、葡萄糖的含量变化如下图所示。将不同成熟阶段的果实去皮并研磨成匀浆后检测,下列叙述正确的是( )
[A] 将第5 d的果实切片,检测其是否含有脂肪,可以用双缩脲试剂鉴定
[B] 第10 d的果实匀浆与碘液混合后,常温下会出现蓝色
[C] 将第15 d的果实匀浆与斐林试剂混合,常温下观察是否出现砖红色沉淀
[D] 向第25 d的果实匀浆中滴加双缩脲试剂,常温下不会出现紫色反应
【答案】 B
【解析】 将第5 d的果实切片,检测其是否含有脂肪,可以用苏丹Ⅲ染液染色鉴定;依据题图可知,第10 d时果实含有较多的淀粉,而淀粉可以用碘液检测,结果变成蓝色,故将第10 d的果实匀浆与碘液混合后,常温下会出现蓝色;斐林试剂检测还原糖时需要水浴加热,故将第15 d的果实匀浆与斐林试剂混合后,需要水浴加热才能出现砖红色沉淀;依据题图可知,10～15 d时淀粉含量急剧下降,而葡萄糖含量显著上升,表明此时淀粉在淀粉酶的作用下分解成了葡萄糖,可见果实中含有淀粉酶,而其化学本质是蛋白质,故将第25 d的果实匀浆与双缩脲试剂混合后会出现紫色反应。
8.(2025·屯昌期中)有研究表明,小麦种子成熟时,淀粉的形成与物质X的活性密切相关。为探究物质X的化学本质是否为蛋白质,研究小组进行了下表所示的实验。下列叙述正确的是( )
组别 实验组 对照组
物质X的溶液 2 mL /
鸡蛋清稀释液 / 2 mL
试剂Y 等量 等量
实验现象
[A] 试剂Y应为斐林试剂,该试剂使用时要水浴加热
[B] 小麦种子在成熟过程中,蔗糖等还原糖的含量会发生变化
[C] 试剂Y使用时,需将等量的A液和B液混合均匀后再注入
[D] 若两组实验现象均为出现紫色,则物质X的化学本质是蛋白质
【答案】 D
【解析】 题述实验的目的是探究物质X的化学本质是否为蛋白质,故试剂Y应为双缩脲试剂;小麦种子在成熟过程中,糖类物质会进行转化,导致还原糖的含量变化,但是蔗糖不是还原糖;在蛋白质检测中,双缩脲试剂使用方法是先加双缩脲试剂A液1 mL,再加双缩脲试剂B液4滴;鸡蛋清含蛋白质,与双缩脲试剂会产生紫色反应,实验组也出现紫色,说明物质X是蛋白质。
9.(12分)(2025·驻马店期中)油菜种子成熟过程中部分有机物的变化如下图所示,将不同成熟阶段的种子制成匀浆后可对其中所含有机物进行检测。分别将等量的取自第5 d、第10 d和第30 d的种子制成匀浆后分别装入三支试管。回答下列问题。
(1)据图可推测,油菜种子在成熟过程中脂肪的来源最可能是 。糖类是种子萌发时的重要能源物质,油菜种子进入萌发状态时脂肪含量变化情况最可能是 。
(2)三支试管中,用 的试管更适合鉴定还原糖。
(3)某同学检测种子匀浆中是否含有蛋白质时,实验室中只有斐林试剂的甲液、乙液以及一些实验室常用器材和试剂,但仍然完成了实验,原因是 。
(4)第30 d的种子制成匀浆适合用于检测脂肪,原因是 。
检测脂肪所用试剂为 ,呈现 (填颜色),实验过程中需用 洗去浮色。
【答案】 (除标注外,每空2分)
(1)淀粉、可溶性糖(糖类) (含量)逐渐减少(1分)
(2)第5 d种子制成匀浆
(3)斐林试剂甲液可作为双缩脲试剂A液使用,将斐林试剂乙液稀释为0.01 g/mL后,可作为双缩脲试剂B液使用
(4)第30 d的油菜种子富含脂肪 苏丹Ⅲ染液(1分) 橘黄色(1分) 体积分数为50%的酒精溶液(1分)
【解析】 (1)据题图可知,油菜种子成熟过程中脂肪含量增加而糖类含量减少,由此推测,油菜种子在成熟过程中脂肪最可能是由淀粉、可溶性糖转化而来。糖类是种子萌发时的重要能源物质,由于成熟种子中含有大量脂肪,据此可知进入萌发状态时有部分脂肪可能转化为糖类,所以脂肪含量减少。
(2)三支试管中,装有第5 d种子制成匀浆的试管中还原糖含量最多,所以更适合鉴定还
原糖。
(3)斐林试剂甲液和双缩脲试剂A液相同,斐林试剂乙液和双缩脲试剂B液都是CuSO4溶液,但是乙液的质量浓度是0.05 g/mL而B液的质量浓度是0.01 g/mL,所以可将斐林试剂的乙液稀释到0.01 g/mL 后作为双缩脲试剂B液使用。
(4)据题图可知,第30 d的种子中富含脂肪,所以适合用于检测脂肪。检测脂肪所用的试剂是苏丹Ⅲ染液,呈现橘黄色,需用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色。(共48张PPT)
第1节 细胞中的元素和化合物
第2章 组成细胞的分子
1.简述组成细胞的化学元素都来自无机自然界,但各种元素的相对含量与无机自然界的大不相同。2.说出组成细胞的大量元素和主要微量元素,说出组成细胞的化合物的主要种类。3.尝试检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质,能够设计实验探究未知生物材料的化学成分。
[学习目标]
预习案·自主学习
一、组成细胞的元素
1.生物界与非生物界的统一性和差异性
从无
机自然界中
获取的
无机自然界
相对含量
2.种类
(1)细胞中常见的化学元素,依据在细胞中的含量可分为大量元素:
等;微量元素: 等。
(2)组成细胞的元素中含量较多的四种元素是 ,其原因与
有关。
C、H、
O、N、P、S、K、Ca、Mg
Zn、Mo、Cu、B、Fe、Mn
C、H、O、N
组成细胞的化合物
二、组成细胞的化合物
1.种类及含量
蛋白质
有机化合物
水
2.含量特点
(1)占细胞鲜重最多的化合物: 。
(2)占细胞鲜重最多的有机化合物: 。
(3)占细胞干重最多的化合物: 。
水
蛋白质
蛋白质
三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1.实验原理
(1)还原糖的检测:还原糖+ 试剂→水浴加热产生 。
(2)脂肪的检测:脂肪+苏丹Ⅲ染液→ 色。
(3)蛋白质的检测:蛋白质+ 试剂→产生 色反应。
斐林
砖红色沉淀
橘黄
双缩脲
紫
2.实验流程
(1)还原糖的检测和观察。
还原糖
白色或近于白色
斐林试剂
砖红
色沉淀
(2)脂肪的检测和观察。
苏丹Ⅲ
酒精
(3)蛋白质的检测和观察。
双缩脲试剂
A液
双缩脲试
剂B液
紫色
提醒 ①蔗糖和淀粉不是还原糖,不能用斐林试剂检测。
②斐林试剂需现配现用,检测还原糖时需要水浴加热。
判断正误
(1)生物界和无机自然界在组成元素的种类和含量上都相同。( )
×
【提示】 种类基本相同,但含量差异很大。
√
(2)Mg2+是植物细胞中的大量元素,一般情况下,植物根系对Mg2+的吸收量大于对Fe2+的吸收量。( )
(3)利用斐林试剂检测蔗糖时,水浴加热后溶液不出现砖红色沉淀而呈现无色。( )
【提示】 蔗糖不属于还原糖,利用斐林试剂检测时,溶液不出现砖红色,而是呈斐林试剂本身的蓝色。
×
(4)甘蔗茎和甜菜块根都含有较多糖且近于白色,因此适用于还原糖的检测。
( )
【提示】 甘蔗茎和甜菜块根中含有的主要是蔗糖,是非还原糖,不适用于还原糖的检测。
×
(5)利用斐林试剂的甲液、乙液,结合蒸馏水处理乙液也能检测蛋白质。
( )
(6)沙漠中的仙人掌根细胞中含量最多的化合物是水。( )
√
√
探究案·互动探究
任务一 分析组成细胞的元素和化合物
比较组成玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量,回答下列问题。
玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量(占细胞干重的质量分数/%)
元素 玉米细胞 人体细胞
O 44.43 14.62
C 43.57 55.99
H 6.24 7.46
N 1.46 9.33
K 0.92 1.09
Ca 0.23 4.67
P 0.20 3.11
Mg 0.18 0.16
S 0.17 0.78
注:其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3%。
(1)表中所列的元素属于哪一类 含量很少的元素是否不重要 请举例说明。
【提示】 大量元素。含量很少的元素(即微量元素)也有重要作用,不可替代,例如人缺Fe导致贫血。
(2)玉米细胞和人体细胞中含量较多的四种元素一样吗 怎样解释这种现象
【提示】 一样。玉米细胞和人体细胞中含量较多的四种元素都是C、H、O、N。因为组成细胞的重要物质如水中含有H、O,糖类、脂质、蛋白质和核酸中含有C、H、O,蛋白质、核酸还含有大量的N。
(3)玉米细胞中氧元素的含量明显高于人体细胞,而氮元素的含量又明显低于人体细胞,怎样解释这一现象
【提示】 玉米细胞和人体细胞中的不同有机物的含量有差别,如玉米细胞中的糖类含量要多一些,而人体细胞中的蛋白质含量要多一些。
(4)组成玉米细胞和人体细胞的元素追根溯源都来自无机自然界,为什么玉米细胞和人体细胞内各种元素的比例与无机自然界的大不相同
【提示】 生物体是按照生命活动的需要,有选择地从无机自然界获取所需的元素。
「核心归纳」
图解组成细胞的元素
(1)无论是大量元素还是微量元素,对于维持生物体的生命活动都起着非常重要的作用,如P是组成ATP、生物膜结构等的重要成分,Ca、P是组成骨骼、牙齿的成分,Mg是组成叶绿素的成分,Fe是组成血红素的成分。
(2)不同生物体内所含的化学元素的种类基本相同,但在不同生物体内,同种元素的含量差别较大;同一生物体内不同元素的含量也不相同。
(3)大量元素和微量元素都是组成生物体的必需元素,但生物体内所含的元素不一定都是必需元素。
「典型例题」
1.(2025·天津期中)大量元素通常是指含量占生物总质量万分之一以上的元素,下列关于生物体元素的叙述,错误的是( )
[A] C、H、O、Mg都属于大量元素
[B] B、Zn、Cu、Fe都属于微量元素
[C] 组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在
[D] 所有的占生物体总质量万分之一以下的元素都是微量元素
D
【解析】 大量元素通常是指含量占生物总质量万分之一以上的元素,包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等,C、H、O、Mg都属于大量元素;微量元素包括Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等,B、Zn、Cu、Fe都属于微量元素;组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在,少数以离子形式存在;微量元素占生物体总质量万分之一以下,但含量占生物体总质量万分之一以下的元素,不一定属于微量元素,如铅,不属于微量元素。
2.(2025·泸州期中)生命的物质基础是组成细胞的元素和化合物,图中序号代表不同的化合物,面积不同代表含量不同,其中Ⅰ和Ⅱ代表两大类化合物。请据图分析下列叙述错误的是( )
[A] 若Ⅴ和Ⅵ分别代表蛋白质和脂质,则Ⅶ代表糖类和核酸
[B] 医用的生理盐水和糖溶液中的溶质分别属于Ⅳ和Ⅴ
[C] 细胞干重和鲜重中含量最多的分别是Ⅴ和Ⅲ
[D] 上述物质中氧原子含量最高的化合物是Ⅲ
B
【解析】 Ⅱ代表有机物,有机物包括蛋白质、脂质、核酸和糖类,有机物中蛋白质含量最多,即Ⅴ是蛋白质,若Ⅵ是脂质,则Ⅶ代表糖类和核酸;医用的生理盐水和糖溶液中的溶质分别属于Ⅳ无机盐、Ⅶ(或Ⅵ)糖类和核酸;细胞干重和鲜重中含量最多的分别是Ⅴ蛋白质和Ⅲ水;题述物质中氧原子含量最高的化合物是Ⅲ水。
任务二 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
某同学进行了相关物质的检测实验,所用的材料、实验试剂和观察内容如下表所示。
组别 材料 实验试剂 观察内容
A 苹果匀浆 斐林试剂 颜色反应
B 浸泡过的花生种子 清水、苏丹Ⅲ染液、50%的酒精溶液 细胞中着色的小颗粒
C 豆浆 双缩脲试剂 颜色反应
(1)西瓜汁中含有丰富的还原糖,能用西瓜汁替代苹果匀浆吗 说明理由。
【提示】 不能。西瓜汁为红色,而还原糖与斐林试剂在水浴加热条件下反应生成砖红色沉淀,西瓜汁的颜色会干扰实验结果的观察。
(2)B组中的“50%的酒精溶液”能换成清水吗 原因是什么
【提示】 不能。50%的酒精溶液的作用是洗去浮色,由于苏丹Ⅲ染液易溶于酒精而不溶于水,故不能换成清水。
(3)C组中,双缩脲试剂A液和B液的使用顺序是什么 B液为什么不能过量
【提示】 先加入A液1 mL,再加入B液4滴。过多的双缩脲试剂B液会与双缩脲试剂A液反应生成蓝色Cu(OH)2沉淀影响观察,且B液本身呈蓝色,过多时会掩盖实验生成的紫色。
「核心归纳」
三类有机物的检测在操作步骤上的差异
(1)唯一需要加热——还原糖的检测,且必须水浴加热(不能用酒精灯直接加热),若不加热,则无砖红色沉淀出现。
(2)唯一需要显微镜——花生子叶切片中脂肪的检测。
(3)斐林试剂与双缩脲试剂的“两同三不同”。
「典型例题」
3.(2025·德阳期中)某兴趣小组想要检测椰汁中是否含有还原糖和蛋白质,下列叙述正确的是( )
[A] 向椰汁中加入斐林试剂,水浴加热出现砖红色沉淀,说明含有的糖类都是还原糖
[B] 还原糖检测实验结束后,将剩余的斐林试剂装入棕色瓶,以备长期使用
[C] 蛋白质检测时,加入双缩脲试剂后要进行水浴加热
[D] 进行蛋白质的检测时,先加双缩脲试剂A液1 mL 摇匀,再加B液4滴,摇匀后观察
D
【解析】 向椰汁中加入斐林试剂,水浴加热出现砖红色沉淀,说明含有还原糖,不能说明含有的糖类都是还原糖;斐林试剂使用时应该现配现用;用双缩脲试剂鉴定蛋白质时不需要水浴加热;进行蛋白质的检测时,先加双缩脲试剂A液1 mL摇匀,创造碱性条件,再加B液4滴,摇匀后观察颜色变化。
4.(2025·广州期中)某同学分别按下表进行三组实验。各组实验材料按表中实验条件进行处理后,将a组制成临时装片,放在显微镜下观察。
组别 实验材料 试剂及条件 观察内容
a 浸泡过的花生种子 清水、苏丹Ⅲ染液、酒精溶液 细胞中着色的小颗粒
b 苹果匀浆 斐林试剂、50～65 ℃水浴加热 组织样液颜色变化
c 豆浆 组织样液颜色变化
对于该实验,下列说法错误的是( )
[A] 斐林试剂的甲液和双缩脲试剂的A液成分和浓度完全相同
[B] 将苹果匀浆换成蔗糖溶液并按正确操作进行上述b组实验,结果是溶液颜色呈现砖红色
[C] a组实验,酒精溶液的作用是洗去浮色,用显微镜可观察到橘黄色脂肪颗粒
[D] 在c组实验中,“ ”可以是“双缩脲试剂、不需要水浴加热”,溶液颜色呈现紫色
B
【解析】 斐林试剂的甲液和双缩脲试剂的A液都是质量浓度为0.1 g/mL的氢氧化钠溶液;苹果中含有还原糖,最后会出现砖红色沉淀,蔗糖不属于还原糖,不会出现砖红色沉淀;花生种子中富含脂肪,用苏丹Ⅲ染液染色后用显微镜可观察到脂肪颗粒被染成橘黄色,此过程中染色后需要用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色;豆浆中富含蛋白质,可以用双缩脲试剂来鉴定蛋白质,该过程在常温下即可进行,结果是溶液颜色呈现紫色。
思维导图
随堂检测
[A] C、H、O、N、P
[B] K、Ca、Mg、S
[C] Mn、Mo、Cu、Zn
[D] K、Ca、Mg、Fe
B
【解析】 成分中已经存在C、H、O、N、P及必需的微量元素,还需要的是K、Ca、Mg、S等大量元素,B符合题意。
2.(2025·赤峰期中)若组成活细胞的几种主要化合物的含量(鲜重)关系为甲>乙>丙>丁,则最可能代表蛋白质的是( )
[A] 甲 [B] 乙 [C] 丙 [D] 丁
B
【解析】 蛋白质是活细胞中含量相对较多的化合物,一般来说,其含量仅次于水。
3.(2025·惠州期中)科学家对从月球带回的岩石样本进行了分析,期望为寻找外太空的生命提供新的证据。下列说法正确的是( )
[A] 生物体中可能含有无机自然界中没有的元素
[B] 同种元素在不同的细胞内存在的形式一定相同
[C] 若寻找可能存在的类地球生命体系,应重点寻找含碳元素的分子
[D] 若月壤中缺乏生物体所必需的元素,其他元素可替代该元素的功能
C
【解析】 组成生物体的元素都来自无机自然界,生物体中不会自身合成新的元素,故不可能含有无机自然界中没有的元素;同种元素在不同的细胞内存在的形式不一定相同,如镁在叶肉细胞中能参与叶绿素的组成,但在根部细胞中不会参与叶绿素的组成;在地球的生命系统中,组成细胞的核心元素是碳元素,因此,若寻找可能存在的类地球生命体系,应重点寻找含碳元素的分子;生物体所必需的每一种元素都是不可被其他元素所替代的。
4.玉米种子萌发过程中各种有机物的含量在不断变化,准确掌握其变化是制订对应培育方法的关键所在。下面是科研小组对其所做的检测和实验,请回答下列相关问题。
(1)该小组同时对不同萌发阶段玉米种子中淀粉的含量进行了测定:将不同萌发阶段的玉米种子纵切,滴加 (试剂),玉米种子纵切面呈 色。研究发现,越处于萌发后期的种子,纵切面染色部位越小,说明
。
碘液
蓝
玉米种子在
萌发过程中,淀粉含量逐渐减少
【解析】 (1)淀粉遇碘变蓝,因此,将不同萌发阶段的玉米种子纵切,滴加碘液,玉米种子切面将呈蓝色。纵切面染色部位减小,由此说明玉米种子在萌发的过程中,淀粉含量逐渐减少。
(2)该小组认为,玉米种子萌发过程中染色部位减小,是其中的淀粉酶催化淀粉水解为还原糖的结果,并设计了如下验证实验:
①实验过程:
a.分别向三支试管中加入等量如图所示的物质,2号试管中加入的物质是
。
萌发的玉米种子提取液和淀粉溶液
b.保温30 min后,均加入等量斐林试剂并 ,观察现象。
②实验分析:本实验设置1号试管的目的是排除
, 且证明淀粉遇到斐林试剂不会发生颜色反应。设置3号试管的目的是证明 ,且作为对照,为2号试管提供参照依据。
③预期实验结果: 。
(50～65 ℃条件下)水浴加热
用于实验的淀粉溶液中
含有还原糖
淀粉酶可以催化淀粉水解为还原糖
1号试管呈蓝色(或不出现砖红色);2、3号试管呈砖红色
【解析】 (2)该实验的目的是验证题述玉米种子染色部位减小是淀粉酶的作用,在淀粉酶的作用下淀粉水解产生了还原糖。还原糖用斐林试剂检测,经过水浴加热会出现砖红色沉淀。1号试管加的是缓冲液和淀粉溶液,作为对照组,可以排除用于实验的淀粉溶液中含有还原糖。2号试管加入萌发的玉米种子提取液和淀粉溶液。3号试管加入标准淀粉酶溶液和淀粉溶液。三支试管保温30 min后,均加入等量斐林试剂并水浴加热,观察现象。1号试管淀粉没有被分解,颜色为斐林试剂的颜色,蓝色;2号试管萌发的玉米种子提取液中含有淀粉酶,催化淀粉水解产生还原糖,因此其颜色由蓝色变成了砖红色;3号试管标准淀粉酶溶液催化淀粉水解产生了还原糖,因此其颜色由蓝色变成了砖红色。
联系实际 迁移应用
种子在黑暗中萌发成幼苗,下表是种子经过处理后测得的数据。
项目 处理方法 质量/g
种子 幼苗
鲜重 直接称重 160 750
干重 70 ℃,72 h 138 116
灰分 550 ℃,16 h 2 2
(1)种子中含有的微量元素有 (至少写出三种)。
(2)若该种子为黄豆,鉴定黄豆组织中存在蛋白质时,向豆浆中加入
试剂,摇匀,试管中出现 色反应。
(3)若该种子为花生,在鉴定花生子叶细胞中脂肪的实验中,能将脂肪染成橘黄色的染液是 ,染色后还要用
洗去浮色。
Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo
双缩脲
紫
苏丹Ⅲ染液
体积分数为50%的酒精
溶液第1节 细胞中的元素和化合物
[学习目标] 1.简述组成细胞的化学元素都来自无机自然界,但各种元素的相对含量与无机自然界的大不相同。2.说出组成细胞的大量元素和主要微量元素,说出组成细胞的化合物的主要种类。3.尝试检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质,能够设计实验探究未知生物材料的化学成分。
一、组成细胞的元素
1.生物界与非生物界的统一性和差异性
2.种类
(1)细胞中常见的化学元素,依据在细胞中的含量可分为大量元素:C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等;微量元素:Zn、Mo、Cu、B、Fe、Mn等。
(2)组成细胞的元素中含量较多的四种元素是C、H、O、N,其原因与组成细胞的化合物有关。
二、组成细胞的化合物
1.种类及含量
2.含量特点
(1)占细胞鲜重最多的化合物:水。
(2)占细胞鲜重最多的有机化合物:蛋白质。
(3)占细胞干重最多的化合物:蛋白质。
三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1.实验原理
(1)还原糖的检测:还原糖+斐林试剂→水浴加热产生砖红色沉淀。
(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→产生紫色反应。
2.实验流程
(1)还原糖的检测和观察。
(2)脂肪的检测和观察。
(3)蛋白质的检测和观察。
提醒 ①蔗糖和淀粉不是还原糖,不能用斐林试剂检测。
②斐林试剂需现配现用,检测还原糖时需要水浴加热。
判断正误
(1)生物界和无机自然界在组成元素的种类和含量上都相同。( )
【答案】 ×
【提示】 种类基本相同,但含量差异很大。
(2)Mg2+是植物细胞中的大量元素,一般情况下,植物根系对Mg2+的吸收量大于对Fe2+的吸收量。( )
【答案】 √
(3)利用斐林试剂检测蔗糖时,水浴加热后溶液不出现砖红色沉淀而呈现无色。( )
【答案】 ×
【提示】 蔗糖不属于还原糖,利用斐林试剂检测时,溶液不出现砖红色,而是呈斐林试剂本身的蓝色。
(4)甘蔗茎和甜菜块根都含有较多糖且近于白色,因此适用于还原糖的检测。( )
【答案】 ×
【提示】 甘蔗茎和甜菜块根中含有的主要是蔗糖,是非还原糖,不适用于还原糖的检测。
(5)利用斐林试剂的甲液、乙液,结合蒸馏水处理乙液也能检测蛋白质。( )
【答案】 √
(6)沙漠中的仙人掌根细胞中含量最多的化合物是水。( )
【答案】 √
任务一 分析组成细胞的元素和化合物
比较组成玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量,回答下列问题。
玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量
(占细胞干重的质量分数/%)
元素 玉米细胞 人体细胞
O 44.43 14.62
C 43.57 55.99
H 6.24 7.46
N 1.46 9.33
K 0.92 1.09
Ca 0.23 4.67
P 0.20 3.11
Mg 0.18 0.16
S 0.17 0.78
注:其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3%。
(1)表中所列的元素属于哪一类 含量很少的元素是否不重要 请举例说明。
【提示】 大量元素。含量很少的元素(即微量元素)也有重要作用,不可替代,例如人缺Fe导致贫血。
(2)玉米细胞和人体细胞中含量较多的四种元素一样吗 怎样解释这种现象
【提示】 一样。玉米细胞和人体细胞中含量较多的四种元素都是C、H、O、N。因为组成细胞的重要物质如水中含有H、O,糖类、脂质、蛋白质和核酸中含有C、H、O,蛋白质、核酸还含有大量的N。
(3)玉米细胞中氧元素的含量明显高于人体细胞,而氮元素的含量又明显低于人体细胞,怎样解释这一现象
【提示】 玉米细胞和人体细胞中的不同有机物的含量有差别,如玉米细胞中的糖类含量要多一些,而人体细胞中的蛋白质含量要多一些。
(4)组成玉米细胞和人体细胞的元素追根溯源都来自无机自然界,为什么玉米细胞和人体细胞内各种元素的比例与无机自然界的大不相同
【提示】 生物体是按照生命活动的需要,有选择地从无机自然界获取所需的元素。
核心归纳
图解组成细胞的元素
(1)无论是大量元素还是微量元素,对于维持生物体的生命活动都起着非常重要的作用,如P是组成ATP、生物膜结构等的重要成分,Ca、P是组成骨骼、牙齿的成分,Mg是组成叶绿素的成分,Fe是组成血红素的成分。
(2)不同生物体内所含的化学元素的种类基本相同,但在不同生物体内,同种元素的含量差别较大;同一生物体内不同元素的含量也不相同。
(3)大量元素和微量元素都是组成生物体的必需元素,但生物体内所含的元素不一定都是必需元素。
典型例题
1.(2025·天津期中)大量元素通常是指含量占生物总质量万分之一以上的元素,下列关于生物体元素的叙述,错误的是( )
[A] C、H、O、Mg都属于大量元素
[B] B、Zn、Cu、Fe都属于微量元素
[C] 组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在
[D] 所有的占生物体总质量万分之一以下的元素都是微量元素
【答案】 D
【解析】 大量元素通常是指含量占生物总质量万分之一以上的元素,包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等,C、H、O、Mg都属于大量元素;微量元素包括Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等,B、Zn、Cu、Fe都属于微量元素;组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在,少数以离子形式存在;微量元素占生物体总质量万分之一以下,但含量占生物体总质量万分之一以下的元素,不一定属于微量元素,如铅,不属于微量元素。
2.(2025·泸州期中)生命的物质基础是组成细胞的元素和化合物,图中序号代表不同的化合物,面积不同代表含量不同,其中Ⅰ和Ⅱ代表两大类化合物。请据图分析下列叙述错误的是( )
[A] 若Ⅴ和Ⅵ分别代表蛋白质和脂质,则Ⅶ代表糖类和核酸
[B] 医用的生理盐水和糖溶液中的溶质分别属于Ⅳ和Ⅴ
[C] 细胞干重和鲜重中含量最多的分别是Ⅴ和Ⅲ
[D] 上述物质中氧原子含量最高的化合物是Ⅲ
【答案】 B
【解析】 Ⅱ代表有机物,有机物包括蛋白质、脂质、核酸和糖类,有机物中蛋白质含量最多,即Ⅴ是蛋白质,若Ⅵ是脂质,则Ⅶ代表糖类和核酸;医用的生理盐水和糖溶液中的溶质分别属于Ⅳ无机盐、Ⅶ(或Ⅵ)糖类和核酸;细胞干重和鲜重中含量最多的分别是Ⅴ蛋白质和Ⅲ水;题述物质中氧原子含量最高的化合物是Ⅲ水。
任务二 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
某同学进行了相关物质的检测实验,所用的材料、实验试剂和观察内容如下表所示。
组别 材料 实验试剂 观察内容
A 苹果匀浆 斐林试剂 颜色反应
B 浸泡过的花生种子 清水、苏丹Ⅲ染液、50%的酒精溶液 细胞中着色的小颗粒
C 豆浆 双缩脲试剂 颜色反应
(1)西瓜汁中含有丰富的还原糖,能用西瓜汁替代苹果匀浆吗 说明理由。
【提示】 不能。西瓜汁为红色,而还原糖与斐林试剂在水浴加热条件下反应生成砖红色沉淀,西瓜汁的颜色会干扰实验结果的观察。
(2)B组中的“50%的酒精溶液”能换成清水吗 原因是什么
【提示】 不能。50%的酒精溶液的作用是洗去浮色,由于苏丹Ⅲ染液易溶于酒精而不溶于水,故不能换成清水。
(3)C组中,双缩脲试剂A液和B液的使用顺序是什么 B液为什么不能过量
【提示】 先加入A液1 mL,再加入B液4滴。过多的双缩脲试剂B液会与双缩脲试剂A液反应生成蓝色Cu(OH)2沉淀影响观察,且B液本身呈蓝色,过多时会掩盖实验生成的
紫色。
核心归纳
三类有机物的检测在操作步骤上的差异
(1)唯一需要加热——还原糖的检测,且必须水浴加热(不能用酒精灯直接加热),若不加热,则无砖红色沉淀出现。
(2)唯一需要显微镜——花生子叶切片中脂肪的检测。
(3)斐林试剂与双缩脲试剂的“两同三不同”。
典型例题
3.(2025·德阳期中)某兴趣小组想要检测椰汁中是否含有还原糖和蛋白质,下列叙述正确的是( )
[A] 向椰汁中加入斐林试剂,水浴加热出现砖红色沉淀,说明含有的糖类都是还原糖
[B] 还原糖检测实验结束后,将剩余的斐林试剂装入棕色瓶,以备长期使用
[C] 蛋白质检测时,加入双缩脲试剂后要进行水浴加热
[D] 进行蛋白质的检测时,先加双缩脲试剂A液1 mL 摇匀,再加B液4滴,摇匀后观察
【答案】 D
【解析】 向椰汁中加入斐林试剂,水浴加热出现砖红色沉淀,说明含有还原糖,不能说明含有的糖类都是还原糖;斐林试剂使用时应该现配现用;用双缩脲试剂鉴定蛋白质时不需要水浴加热;进行蛋白质的检测时,先加双缩脲试剂A液1 mL摇匀,创造碱性条件,再加B液4滴,摇匀后观察颜色变化。
4.(2025·广州期中)某同学分别按下表进行三组实验。各组实验材料按表中实验条件进行处理后,将a组制成临时装片,放在显微镜下观察。对于该实验,下列说法错误的是( )
组别 实验材料 试剂及条件 观察内容
a 浸泡过的花生种子 清水、苏丹Ⅲ染液、酒精溶液 细胞中着色的小颗粒
b 苹果匀浆 斐林试剂、50～65 ℃水浴加热 组织样液颜色变化
c 豆浆 组织样液颜色变化
[A] 斐林试剂的甲液和双缩脲试剂的A液成分和浓度完全相同
[B] 将苹果匀浆换成蔗糖溶液并按正确操作进行上述b组实验,结果是溶液颜色呈现砖
红色
[C] a组实验,酒精溶液的作用是洗去浮色,用显微镜可观察到橘黄色脂肪颗粒
[D] 在c组实验中,“ ”可以是“双缩脲试剂、不需要水浴加热”,溶液颜色呈现紫色
【答案】 B
【解析】 斐林试剂的甲液和双缩脲试剂的A液都是质量浓度为0.1 g/mL的氢氧化钠溶液;苹果中含有还原糖,最后会出现砖红色沉淀,蔗糖不属于还原糖,不会出现砖红色沉淀;花生种子中富含脂肪,用苏丹Ⅲ染液染色后用显微镜可观察到脂肪颗粒被染成橘黄色,此过程中染色后需要用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色;豆浆中富含蛋白质,可以用双缩脲试剂来鉴定蛋白质,该过程在常温下即可进行,结果是溶液颜色呈现紫色。
随堂检测
1.(2025·兰州期中)在某名贵花卉培养液中,除了水、必需的微量元素、N外(由空气提供CO2),还必需的大量元素是( )
[A] C、H、O、N、P
[B] K、Ca、Mg、S
[C] Mn、Mo、Cu、Zn
[D] K、Ca、Mg、Fe
【答案】 B
【解析】 成分中已经存在C、H、O、N、P及必需的微量元素,还需要的是K、Ca、Mg、S等大量元素,B符合题意。
2.(2025·赤峰期中)若组成活细胞的几种主要化合物的含量(鲜重)关系为甲>乙>丙>丁,则最可能代表蛋白质的是( )
[A] 甲 [B] 乙 [C] 丙 [D] 丁
【答案】 B
【解析】 蛋白质是活细胞中含量相对较多的化合物,一般来说,其含量仅次于水。
3.(2025·惠州期中)科学家对从月球带回的岩石样本进行了分析,期望为寻找外太空的生命提供新的证据。下列说法正确的是( )
[A] 生物体中可能含有无机自然界中没有的元素
[B] 同种元素在不同的细胞内存在的形式一定相同
[C] 若寻找可能存在的类地球生命体系,应重点寻找含碳元素的分子
[D] 若月壤中缺乏生物体所必需的元素,其他元素可替代该元素的功能
【答案】 C
【解析】 组成生物体的元素都来自无机自然界,生物体中不会自身合成新的元素,故不可能含有无机自然界中没有的元素;同种元素在不同的细胞内存在的形式不一定相同,如镁在叶肉细胞中能参与叶绿素的组成,但在根部细胞中不会参与叶绿素的组成;在地球的生命系统中,组成细胞的核心元素是碳元素,因此,若寻找可能存在的类地球生命体系,应重点寻找含碳元素的分子;生物体所必需的每一种元素都是不可被其他元素所替代的。
4.玉米种子萌发过程中各种有机物的含量在不断变化,准确掌握其变化是制订对应培育方法的关键所在。下面是科研小组对其所做的检测和实验,请回答下列相关问题。
(1)该小组同时对不同萌发阶段玉米种子中淀粉的含量进行了测定:将不同萌发阶段的玉米种子纵切,滴加 (试剂),玉米种子纵切面呈 色。研究发现,越处于萌发后期的种子,纵切面染色部位越小,说明 。
(2)该小组认为,玉米种子萌发过程中染色部位减小,是其中的淀粉酶催化淀粉水解为还原糖的结果,并设计了如下验证实验:
①实验过程:
a.分别向三支试管中加入等量如图所示的物质,2号试管中加入的物质是
。
b.保温30 min后,均加入等量斐林试剂并 ,观察现象。
②实验分析:本实验设置1号试管的目的是排除 ,
且证明淀粉遇到斐林试剂不会发生颜色反应。设置3号试管的目的是证明
,且作为对照,为2号试管提供参照依据。
③预期实验结果: 。
【答案】 (1)碘液 蓝 玉米种子在萌发过程中,淀粉含量逐渐减少
(2)①萌发的玉米种子提取液和淀粉溶液 (50～65 ℃条件下)水浴加热 ②用于实验的淀粉溶液中含有还原糖 淀粉酶可以催化淀粉水解为还原糖 ③1号试管呈蓝色(或不出现砖红色);2、3号试管呈砖红色
【解析】 (1)淀粉遇碘变蓝,因此,将不同萌发阶段的玉米种子纵切,滴加碘液,玉米种子切面将呈蓝色。纵切面染色部位减小,由此说明玉米种子在萌发的过程中,淀粉含量逐渐减少。
(2)该实验的目的是验证题述玉米种子染色部位减小是淀粉酶的作用,在淀粉酶的作用下淀粉水解产生了还原糖。还原糖用斐林试剂检测,经过水浴加热会出现砖红色沉淀。1号试管加的是缓冲液和淀粉溶液,作为对照组,可以排除用于实验的淀粉溶液中含有还原糖。2号试管加入萌发的玉米种子提取液和淀粉溶液。3号试管加入标准淀粉酶溶液和淀粉溶液。三支试管保温30 min后,均加入等量斐林试剂并水浴加热,观察现象。1号试管淀粉没有被分解,颜色为斐林试剂的颜色,蓝色;2号试管萌发的玉米种子提取液中含有淀粉酶,催化淀粉水解产生还原糖,因此其颜色由蓝色变成了砖红色;3号试管标准淀粉酶溶液催化淀粉水解产生了还原糖,因此其颜色由蓝色变成了砖红色。
种子在黑暗中萌发成幼苗,下表是种子经过处理后测得的数据。
项目 处理方法 质量/g
种子 幼苗
鲜重 直接称重 160 750
干重 70 ℃,72 h 138 116
灰分 550 ℃,16 h 2 2
(1)种子中含有的微量元素有Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo(至少写出三种)。
(2)若该种子为黄豆,鉴定黄豆组织中存在蛋白质时,向豆浆中加入双缩脲试剂,摇匀,试管中出现紫色反应。
(3)若该种子为花生,在鉴定花生子叶细胞中脂肪的实验中,能将脂肪染成橘黄色的染液是苏丹Ⅲ染液,染色后还要用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色。
课时作业
(时间:30分钟 分值:42分)
第1～6题每题3分,第7～8题每题6分,共计30分。
基础对点练
知识点1 组成细胞的元素和化合物
1.(2025·阜阳期中)某同学在配制植物培养基时使用了NH4NO3、KNO3、CaCl2·2H2O、MgSO4·7H2O、碳源、微量元素溶液,但缺少了一种必需的大量元素。为补充这种元素,应添加的化合物是( )
[A] K2SO4 [B] KH2PO4
[C] KCl [D] 含铁化合物
【答案】 B
【解析】 从培养基的成分分析,培养基中缺少P,而KH2PO4能提供P,因此该培养基应添加的化合物是KH2PO4。
2.(2025·福州期中)红茶是一种经过全发酵制成的茶,富含胡萝卜素、茶色素等营养物质和磷、镁、钾等多种元素。下列有关元素的说法正确的是( )
[A] 茶叶细胞中含有的镁和钾属于微量元素,含量少但对生物体很重要
[B] 新鲜茶叶细胞中的元素主要以单质的形式存在
[C] 新鲜茶叶细胞中含量最多的元素是碳,其次是氧
[D] 新鲜茶叶细胞中磷元素含量较多,属于大量元素
【答案】 D
【解析】 镁和钾属于大量元素;新鲜茶叶细胞中的元素主要以化合物的形式存在;新鲜茶叶细胞中含量最多的元素是氧,其次是碳;磷属于大量元素,新鲜茶叶细胞中磷元素含量
较多。
知识点2 检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质
3.(2025·广州期中)在可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的检测实验中,下列对实验材料选择的叙述,错误的是( )
[A] 马铃薯块茎中含有较多的糖且近于白色,可用于进行可溶性还原糖的检测
[B] 花生种子富含脂肪且子叶肥厚,是用于脂肪检测的好材料
[C] 大豆种子蛋白质含量高,是进行蛋白质检测的理想材料
[D] 鸡蛋清含蛋白质多,是进行蛋白质检测的动物材料
【答案】 A
【解析】 马铃薯块茎中含有较多的淀粉,其不属于还原糖,所以不宜用于可溶性还原糖的检测。
4.(2025·江门期中)为检测生物组织中的还原糖,制备了某苹果的两种提取液:①浅红色浑浊的匀浆;②浅黄色澄清的匀浆。下列叙述正确的是( )
[A] 提取液②加入斐林试剂并水浴加热产生砖红色沉淀,说明②中含有葡萄糖
[B] 与提取液①相比,②更适合用于检测苹果中的还原糖
[C] 提取液中含有淀粉、少量的麦芽糖和蔗糖等还原糖
[D] 检测还原糖时,先加入斐林试剂A液再加入B液
【答案】 B
【解析】 斐林试剂可用于检测还原糖,在水浴加热的条件下,还原糖可与斐林试剂反应生成砖红色沉淀,但是能与斐林试剂反应生成砖红色沉淀的还原糖有多种,不一定是葡萄糖;由于②较澄清,①为浅红色浑浊的匀浆,所以与提取液①相比,②更适合用于检测苹果中的还原糖;淀粉和蔗糖不是还原糖;使用斐林试剂检测还原糖时,应将斐林试剂甲液和乙液等量混合均匀后再使用。
5.(2025·驻马店期中)取大小相同的小麦干种子60粒,均等分成甲、乙两组,给予甲组适宜的条件使其萌发,乙组保持干燥。待甲组萌发后,分别向两组加入蒸馏水、二氧化硅充分研磨成匀浆,然后过滤得到等量的无色提取液,取 6支试管分别将两组提取液各取2 mL分装入3支试管,如图1所示;进行鉴定实验的过程如图2所示(注意:二氧化硅不与其他物质产生反应;干种子中的还原性物质忽略不计)。下列分析正确的是( )
[A] 图2中①需现配现用,由等质量浓度的NaOH溶液和CuSO4溶液配制而成
[B] 50～65 ℃水浴加热约2 min后,只有甲组的试管产生砖红色沉淀
[C] 图2中的实验,可探究两组种子中是否有葡萄糖
[D] 图2中②是紫色,可根据砖红色的深浅推算出样液中还原糖的准确含量
【答案】 B
【解析】 ①是斐林试剂,该试剂由等体积的甲液(0.1 g/mL的NaOH溶液)和乙液
(0.05 g/mL的CuSO4溶液)配制而成;因为干种子中的还原性物质忽略不计,只有甲组的试管中产生还原糖,因此水浴加热后,只有甲组的试管产生砖红色沉淀;斐林试剂只能用于鉴定是否含有还原糖而不能鉴定具体种类;②是蓝色,鉴定还原糖的颜色变化是产生砖红色沉淀,可以根据砖红色的深浅判断还原糖含量的多少,但不能推算出样液中还原糖的准确含量。
6.(2025·惠州期中)在一定条件下,斐林试剂可与葡萄糖反应生成砖红色沉淀,去除沉淀后的溶液蓝色变浅,测定其吸光值可用于计算葡萄糖含量。下表是用该方法检测不同样本的结果。下列叙述错误的是( )
样本 吸光值 葡萄糖含量/(mg/mL)
① 0.616 0
② 0.606 0.1
③ 0.595 0.2
④ 0.583 0.3
⑤ 0.571 0.4
⑥ 0.564 0.5
[A] 去除沉淀后蓝色溶液的吸光值与葡萄糖含量呈正相关
[B] 该实验中斐林试剂与葡萄糖混合后,需进行水浴加热
[C] 若某样本的吸光值为0.578,则其葡萄糖含量在0.3～0.4 mg/mL之间
[D] 苹果组织样液可作为鉴定植物组织中还原糖的实验材料
【答案】 A
【解析】 由题表数据可知,葡萄糖含量越高,吸光值越小,去除沉淀后蓝色溶液的吸光值与葡萄糖含量呈负相关;实验中斐林试剂与葡萄糖(还原糖)反应生成砖红色沉淀,需进行水浴加热;某样本的吸光值为0.578,即在0.571～0.583范围内,由题表数据可知,其葡萄糖含量在0.3～0.4 mg/mL之间;苹果组织样液色浅且富含还原糖,可作为鉴定植物组织内还原糖的实验材料。
综合提升练
7.(2025·天津期中)采摘后的香蕉果实在自然成熟过程中,淀粉、葡萄糖的含量变化如下图所示。将不同成熟阶段的果实去皮并研磨成匀浆后检测,下列叙述正确的是( )
[A] 将第5 d的果实切片,检测其是否含有脂肪,可以用双缩脲试剂鉴定
[B] 第10 d的果实匀浆与碘液混合后,常温下会出现蓝色
[C] 将第15 d的果实匀浆与斐林试剂混合,常温下观察是否出现砖红色沉淀
[D] 向第25 d的果实匀浆中滴加双缩脲试剂,常温下不会出现紫色反应
【答案】 B
【解析】 将第5 d的果实切片,检测其是否含有脂肪,可以用苏丹Ⅲ染液染色鉴定;依据题图可知,第10 d时果实含有较多的淀粉,而淀粉可以用碘液检测,结果变成蓝色,故将第10 d的果实匀浆与碘液混合后,常温下会出现蓝色;斐林试剂检测还原糖时需要水浴加热,故将第15 d的果实匀浆与斐林试剂混合后,需要水浴加热才能出现砖红色沉淀;依据题图可知,10～15 d时淀粉含量急剧下降,而葡萄糖含量显著上升,表明此时淀粉在淀粉酶的作用下分解成了葡萄糖,可见果实中含有淀粉酶,而其化学本质是蛋白质,故将第25 d的果实匀浆与双缩脲试剂混合后会出现紫色反应。
8.(2025·屯昌期中)有研究表明,小麦种子成熟时,淀粉的形成与物质X的活性密切相关。为探究物质X的化学本质是否为蛋白质,研究小组进行了下表所示的实验。下列叙述正确的是( )
组别 实验组 对照组
物质X的溶液 2 mL /
鸡蛋清稀释液 / 2 mL
试剂Y 等量 等量
实验现象
[A] 试剂Y应为斐林试剂,该试剂使用时要水浴加热
[B] 小麦种子在成熟过程中,蔗糖等还原糖的含量会发生变化
[C] 试剂Y使用时,需将等量的A液和B液混合均匀后再注入
[D] 若两组实验现象均为出现紫色,则物质X的化学本质是蛋白质
【答案】 D
【解析】 题述实验的目的是探究物质X的化学本质是否为蛋白质,故试剂Y应为双缩脲试剂;小麦种子在成熟过程中,糖类物质会进行转化,导致还原糖的含量变化,但是蔗糖不是还原糖;在蛋白质检测中,双缩脲试剂使用方法是先加双缩脲试剂A液1 mL,再加双缩脲试剂B液4滴;鸡蛋清含蛋白质,与双缩脲试剂会产生紫色反应,实验组也出现紫色,说明物质X是蛋白质。
9.(12分)(2025·驻马店期中)油菜种子成熟过程中部分有机物的变化如下图所示,将不同成熟阶段的种子制成匀浆后可对其中所含有机物进行检测。分别将等量的取自第5 d、第10 d和第30 d的种子制成匀浆后分别装入三支试管。回答下列问题。
(1)据图可推测,油菜种子在成熟过程中脂肪的来源最可能是 。糖类是种子萌发时的重要能源物质,油菜种子进入萌发状态时脂肪含量变化情况最可能是 。
(2)三支试管中,用 的试管更适合鉴定还原糖。
(3)某同学检测种子匀浆中是否含有蛋白质时,实验室中只有斐林试剂的甲液、乙液以及一些实验室常用器材和试剂,但仍然完成了实验,原因是 。
(4)第30 d的种子制成匀浆适合用于检测脂肪,原因是 。
检测脂肪所用试剂为 ,呈现 (填颜色),实验过程中需用 洗去浮色。
【答案】 (除标注外,每空2分)
(1)淀粉、可溶性糖(糖类) (含量)逐渐减少(1分)
(2)第5 d种子制成匀浆
(3)斐林试剂甲液可作为双缩脲试剂A液使用,将斐林试剂乙液稀释为0.01 g/mL后,可作为双缩脲试剂B液使用
(4)第30 d的油菜种子富含脂肪 苏丹Ⅲ染液(1分) 橘黄色(1分) 体积分数为50%的酒精溶液(1分)
【解析】 (1)据题图可知,油菜种子成熟过程中脂肪含量增加而糖类含量减少,由此推测,油菜种子在成熟过程中脂肪最可能是由淀粉、可溶性糖转化而来。糖类是种子萌发时的重要能源物质,由于成熟种子中含有大量脂肪,据此可知进入萌发状态时有部分脂肪可能转化为糖类,所以脂肪含量减少。
(2)三支试管中,装有第5 d种子制成匀浆的试管中还原糖含量最多,所以更适合鉴定还
原糖。
(3)斐林试剂甲液和双缩脲试剂A液相同,斐林试剂乙液和双缩脲试剂B液都是CuSO4溶液,但是乙液的质量浓度是0.05 g/mL而B液的质量浓度是0.01 g/mL,所以可将斐林试剂的乙液稀释到0.01 g/mL 后作为双缩脲试剂B液使用。
(4)据题图可知,第30 d的种子中富含脂肪,所以适合用于检测脂肪。检测脂肪所用的试剂是苏丹Ⅲ染液,呈现橘黄色,需用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色。
