第2节 细胞中的无机物
学习目标
1.通过对水和无机盐的存在形式与作用的学习，形成结构与功能相适应的生命观念。 2.通过无机盐的功能的实验验证，培养科学探究能力。 3.通过学习无机盐与人体健康的关系，关注人体健康。
知识点一 细胞中的水
1.细胞中水的含量
2.水的特性
（1）水分子是 极性 分子，因此水是细胞内良好的溶剂。
（2）水分子具有 氢键 ，易于断裂和形成，使水具有 流动性 和较高的 比热容 。
3.水的存在形式及作用
提醒：结合水主要是与蛋白质、多糖等物质结合的水，结合水没有流动性和溶解性。
4.自由水和结合水的比例与细胞代谢的关系
（1）自由水/结合水的值越大， 细胞的代谢 就越旺盛。
（2）结合水/自由水的值越大，细胞 抵抗干旱和寒冷等不良环境 的能力就越强。
【微思考】 自由水与结合水能相互转化吗？请举例说明。
提示：一定条件下自由水和结合水可以相互转化。如血液凝固时，部分自由水转化成结合水；干燥的种子萌发过程中，结合水转化为自由水。
（教材P22“拓展应用”）科学家在火星上发现了流动水的痕迹，据此推测火星上曾经或者现在存在着生命。科学家作出这样推测的理由是 水是生命之源，地球上最早的生命就是起源于水中的 。
（1）生物种类不同，含水量不同，如陆生生物含水量多于水生生物。 （×）
提示：陆生生物含水量少于水生生物。
（2）新鲜幼嫩的植物细胞中只含有自由水，代谢旺盛。 （×）
提示：新鲜幼嫩的植物细胞中也含有结合水，只是结合水所占的比例小。
（3）水分在细胞内不参与细胞结构的组成。 （×）
提示：结合水参与细胞结构的组成。
（4）细胞内结合水与自由水的比值，种子萌发时比休眠时高。 （×）
提示：细胞内结合水与自由水的比值，种子萌发时比休眠时低。
探究一｜分析水的特性和功能
1.结合教材P21的图示和内容回答：
（1）水为什么能成为细胞内良好的溶剂呢？
提示：水分子的空间结构及电子的不对称分布，使得水分子成为一个极性分子。带有正电荷或负电荷的分子（或离子）都容易与水结合，因此，水是良好的溶剂。
（2）水为什么具有流动性？水的温度为什么相对不容易发生改变？
提示：水分子具有氢键，氢键比较弱，易被破坏，只能维持极短时间，这样氢键不断地断裂，又不断地形成，使水在常温下能够维持液体状态，具有流动性。同时，由于氢键的存在，水具有较高的比热容，这就意味着水的温度相对不容易发生改变，水的这种特性，对于维持生命系统的稳定性十分重要。
探究二|结合实例分析自由水、结合水与细胞代谢的关系
2.卷柏的耐旱力极强，一旦失去水分供应，就将枝叶卷曲抱团，失去绿色，根能自行从土壤分离，卷缩似拳状，随风移动，这时的卷柏几乎没有生命现象，但只要根系在水中浸泡后就又可舒展，变得翠绿可人。
（1）干旱时，卷柏体内自由水与结合水的比值如何变化？
提示：降低。
（2）干枯的卷柏吸收水分后，恢复生长，代谢变得旺盛，原因是什么？
提示：干枯的卷柏吸收水分后，自由水含量增多。自由水是细胞内的良好溶剂；水可作为反应物，参与许多生物化学反应；自由水还具有运输营养物质和代谢废物的功能。
（3）总结自由水含量和代谢强度的关系。
提示：一般来说，自由水含量越高，细胞的代谢越旺盛。
（4）在冬季来临之前，随着气温逐渐下降，卷柏体内自由水的含量降低，结合水的比例升高，能有效地防止细胞内结冰，增加抗寒能力，这说明自由水的含量和抗逆性的关系是什么？
提示：一般来说，自由水含量越低，结合水相对含量越高，植物的抗逆性就越强。
1.自由水与结合水的比值与代谢、抗逆性的关系
（1）图示
（2）曲线
2.在生产中的应用
（1）种子萌发时，需要吸收水分，增加自由水含量。
（2）种子储藏前晒干是为了降低自由水含量，降低代谢速率，以延长储藏时间。
（3）越冬作物减少灌溉，可提高作物对低温的抗性。
1.“好雨知时节，当春乃发生。随风潜入夜，润物细无声”反映了古人认识到水对生命系统的重要性。关于生物体中水的表述，正确的是（ ）
A.自由水和结合水都是细胞中的良好溶剂
B.同一植株老叶细胞比幼叶细胞自由水含量高
C.逆境时细胞内结合水含量下降
D.水在生物体内的功能与其结构有关
解析：D 细胞中绝大部分的水以游离的形式存在，可以自由流动，叫作自由水，自由水是细胞中的良好溶剂，但结合水不是细胞中的良好溶剂，结合水是细胞结构的重要组成成分，A错误；同一植株老叶细胞比幼叶细胞的代谢更低，其自由水含量更低，B错误；当细胞内结合水与自由水比例相对增高时，抗性增强，因此逆境时细胞内结合水含量升高，C错误；结构决定功能，水在生物体内的功能与其结构有关，D正确。
2.（教材P21“正文小字”改编）水分子中氢原子以共用电子对与氧原子结合。由于氧具有比氢更强的吸引电子对的能力，使氧的一端稍带负电荷，氢的一端稍带正电荷。水分子的空间结构及电子的不对称分布，使得水分子成为一个极性分子。水分子间也可相互吸引，形成氢键，易于形成和断裂。下列说法错误的是（ ）
A.带有正电荷或负电荷的分子（或离子）都易与水结合，因此，水是良好的溶剂
B.氢键的存在，使水具有较高的比热容（1 kg的物质温度上升1 ℃所需的能量），因此，水能维持生命系统的稳定性
C.自由水与结合水的比值处于动态变化中，与细胞的新陈代谢程度有关，有利于生物体适应不同的环境
D.结合水与细胞中的蛋白质、脂质相结合，失去流动性和溶解性，无法参与生物化学反应
解析：D 水分子是极性分子，易与带正电荷或负电荷的分子（或离子）结合，因此水是良好的溶剂，A正确；由于水分子间氢键的存在，使水有较高的比热容，使水的温度不易发生改变，有利于维持生命系统的稳定，B正确；自由水与结合水的比值不同，细胞的代谢强度不同，细胞内自由水和结合水的比值时刻处于动态变化中，这与细胞的代谢强度和所处环境有关，有利于生物体适应不同的环境，C正确；细胞内结合水与蛋白质、多糖等物质结合，失去流动性和溶解性，成为细胞结构的重要组成成分，无法参与生物化学反应，不能和脂质结合，D错误。
知识点二 细胞中的无机盐
1.存在形式和含量
2.无机盐的生理功能
生理功能 举例
组成某些 复杂化合物 ①Mg是构成 叶绿素 的元素； ②Fe是构成 血红素 的元素； ③P是组成细胞膜、细胞核的重要成分，也是细胞必不可少的许多化合物的成分
生理功能 举例
维持细胞 和生物体 的生命活动 ① Na＋ 缺乏会引发肌肉酸痛、无力等； ②哺乳动物血液中 Ca2＋ 的含量太低，会出现抽搐等症状
维持生物体 内的平衡 ①渗透压的平衡；②酸碱平衡
1.（教材P22“思考·讨论”）高盐饮食会增加高血压及其他心血管疾病的患病风险，是否是摄入的食盐越少越好？请说明理由： 不是。并不是所有的人群都适合低盐饮食，某些疾病患者可能要维持相当水平的盐摄入 。
2.（教材P22“拓展应用”）医用生理盐水是质量分数为0.9％的氯化钠溶液。生理盐水的含义是 质量分数为0.9％的氯化钠溶液的浓度，正是人体细胞所处液体环境中溶质的浓度 。
（1）无机盐是细胞中含量很少的有机物。 （×）
提示：无机盐属于无机物。
（2）细胞中的无机盐全部以离子的形式存在。 （×）
提示：细胞中的无机盐并不都是以离子的形式存在。如骨骼中的钙以CaCO3的形式存在。
（3）血钙过高会引起抽搐。 （×）
提示：血钙含量太低，动物会出现抽搐等症状。
（4）细胞中的无机盐为细胞的生命活动提供物质和能量。 （×）
提示：无机盐不能为细胞的生命活动提供能量。
探究｜无机盐的功能
根据材料分析，无机盐的功能并回答下列相关问题。
材料1 一种叶绿素分子和血红素分子局部结构简图如下：
（1）由材料可以看出无机盐是 某些复杂化合物的重要组成成分 。
材料2 足球运动员在激烈比赛中有时会出现肌肉抽搐的现象，这是随着大量出汗丢失了大量钙离子引起的；硼能促进花粉的萌发和花粉管的生长，缺少硼时常导致“花而不实”。
（2）由材料说明无机盐对 维持生物体的正常生命活动 有着重要的意义。
材料3 生理盐水是指与哺乳动物血液和淋巴液等渗的无机盐溶液，常用的是质量分数为0.9％的氯化钠溶液。人体的红细胞在生理盐水中会保持原有的形态，如果放到清水里，会吸水涨破。
（3）由材料说明无机盐能调节人体的 渗透压 ，维持细胞的 正常形态 。
材料4 人体代谢过程中产生的一些代谢物质会改变体液的酸碱度，人体血液中存在H2CO3/NaHCO3和NaH2PO4/Na2HPO4等物质，可以中和这些变化。
（4）上述材料说明，无机盐对于维持人体内环境 酸碱平衡 具有重要作用。
3.（2024·云南昆明期末）关于无机盐的作用，下列说法错误的是（ ）
A.Mg是构成叶绿素的大量元素之一
B.Fe是构成血红素的微量元素之一
C.人体内Na＋含量过高会引起神经细胞兴奋性降低
D.哺乳动物的血液中Ca2＋的含量太低，会出现抽搐
解析：C 叶绿素的组成元素为C、H、O、N、Mg，可见，Mg是构成叶绿素的大量元素之一，A正确；Fe是细胞中的微量元素，参与构成血红素，B正确；Na＋与兴奋的产生有关，当人体内Na＋缺乏，会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最终引发肌肉酸痛、无力等，而Na＋含量过高会引起神经、肌肉细胞的兴奋性增强，C错误；哺乳动物的血液中Ca2＋的含量太低，会出现抽搐等症状，Ca2＋的含量太高，会出现肌无力等症状，D正确。
4.（2025·江苏盐城期中）“焦边”是由缺钾所引起的植物叶片边缘出现枯黄色的现象。某同学欲探究钾对植物叶片生长情况的影响，配制了两种培养液进行实验，培养液主要成分的配方如下表所示。以下说法错误的是（ ）
组别 培养液 类别 培养液所含主要成分的质量浓度/（mg·L－1）
KNO3 CaCl2· 2H2O MgSO4· 7H2O （NH4）2SO4
甲组 完全 培养液 25 000 150 250 134
乙组 缺素 培养液 0 150 250 134
A.实验检测指标是叶片边缘是否出现枯黄色
B.该实验证明镁是合成叶绿素的必需元素
C.乙组实验结果可以证明缺钾会导致植物出现“焦边”现象
D.可以增加一组二次对照实验，即在缺素培养液中加入钾，观察植物叶片生长是否恢复正常
解析：B 实验的单一变量是培养液的种类，检测指标是叶片边缘是否出现枯黄色，A正确；甲、乙两组培养液均含有Mg，不能得出镁是合成叶绿素的必需元素的结论，B错误；通过两组的对比，该实验能证明缺钾会导致植物出现“焦边”现象，C正确；本实验可以增加一组二次对照实验（自身对照实验），即在缺素培养液中加入钾，观察植物叶片生长是否恢复正常，D正确。
规律总结
“对照法”探究植物生长必需的无机盐
（1）实验设计
（2）实验中的对照
空白对照 对照组：植物＋完全培养液
实验组：植物＋缺X培养液
自身对照 对照组：植物＋缺X培养液（加入无机盐X之前）
实验组：加入无机盐X后
课堂小结
1.（2025·湖南长沙期末）水稻收获后需要晾晒减少水分才能入库储藏，不同品种的水稻其入库储藏水分标准有所差异，水稻的安全储藏水分在常规储藏条件下为不超过13.5％，在准低温储藏条件下为不超过14.0％，在低温储藏条件下为不超过14.5％，下列有关叙述正确的是（ ）
A.水稻收获后晾晒过程中丢失的主要是结合水
B.结合水作为很好的溶剂，能够溶解无机盐，以利于其运输
C.增加自由水比例有利于抑制细胞呼吸，延长储藏时间
D.推测低温、低含水量条件更有利于水稻种子的储藏
解析：D 水稻收获后晾晒过程中，丢失的主要是自由水，A错误；自由水作为很好的溶剂，能够溶解无机盐，以利于其运输，B错误；自由水参与细胞内的许多生化反应，在正常情况下，细胞内自由水所占的比例越大，细胞的代谢就越旺盛，因此增加自由水比例不利于抑制细胞呼吸，更不能延长储藏时间，C错误；水稻的安全储藏水分在常规储藏条件下为不超过13.5％，在准低温储藏条件下为不超过14.0％，在低温储藏条件下为不超过14.5％，据此推测低温、低含水量条件更有利于水稻种子的储藏，D正确。
2.正如农业谚语“缺镁后期株叶黄，老叶脉间变褐亡”所说，无机盐对于机体生命活动是必不可少的。下列叙述正确的是（ ）
A.Mg是构成叶绿素所必需的微量元素
B.人体内Na＋缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性下降，引发肌肉酸痛
C.细胞中无机盐含量很少且大多数以化合物的形式存在
D.农业生产上需给植物施N、P、K肥，为细胞生命活动提供能量
解析：B Mg是大量元素，A错误；钠离子与细胞兴奋性的产生有关，人体内Na＋缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性下降，引发肌肉酸痛，B正确；细胞中无机盐含量很少且大多数以离子的形式存在，C错误；N、P、K肥不能为植物提供能量，D错误。
3.医生常给脱水的患者注射生理盐水（质量分数为0.9％的氯化钠溶液），而不注射蒸馏水或浓度更高的浓盐水，这是因为红细胞在蒸馏水中会因吸水过多而涨破；而在浓盐水中，红细胞会因失水而皱缩，从而丧失输送氧气的功能。这个事例说明（ ）
A.无机盐离子容易进出细胞
B.水分子容易进出细胞
C.只有红细胞有这种特征
D.无机盐能维持细胞渗透压平衡
解析：D 无机盐离子能够有选择性地进出细胞，但这与给脱水病人注射生理盐水无关，A错误；水分子是小分子物质，容易进出细胞，但这不是输液时要注射生理盐水的原因，B错误；动物细胞没有细胞壁，都会因在蒸馏水中吸水过多而涨破，而在浓盐水中都会因为失水而皱缩，C错误；医生常给脱水病人注射生理盐水，是因为生理盐水的渗透压和人体细胞的渗透压相近，注射生理盐水能维持细胞渗透压平衡，防止细胞形态结构改变影响细胞的功能，D正确。
4.（2025·北京朝阳期末）为验证锌是植物的必需元素，研究者将正常黄瓜幼苗随机分为两组，相同且适宜条件下分别用等量的完全培养液（甲组）和只缺锌的缺素培养液（乙组）培养。下列相关说法不正确的是（ ）
A.甲组是本实验中的对照组
B.乙组也可以用只含锌的溶液代替
C.一段时间后乙组将出现锌元素缺乏症
D.通过补充锌元素可缓解锌缺乏的症状
解析：B 本实验目的是验证锌是植物的必需元素，实验的自变量是锌的有无，甲组是完全培养液，属于对照组，乙组应是只缺锌的缺素培养液，而不能用只含锌的溶液代替，否则会违反实验设计的单一变量原则，A正确，B错误；本实验是验证实验，乙组是只缺锌的缺素培养液，一段时间后乙组将出现锌元素缺乏症，通过补充锌元素可缓解锌缺乏的症状，C、D正确。
一、概念梳理必记
1.细胞中的水有自由水和结合水两种存在形式。
2.结合水是细胞结构的重要组成部分，大约占细胞内全部水分的4.5％。
3.自由水的功能：是细胞内良好的溶剂；为细胞提供液体环境；参与生物化学反应；运输营养物质和代谢废物。
4.在一定范围内，自由水含量越高，新陈代谢越旺盛；自由水含量越低，抗逆性越强。
5.细胞中大多数无机盐以离子的形式存在，是细胞中含量很少的无机物。
6.无机盐是细胞内某些复杂化合物的重要组成成分，对维持细胞和生物体的生命活动，维持细胞的酸碱平衡都有重要作用。
二、长句表达必明
1.水是细胞内良好的溶剂的原因：水分子为极性分子，带有正电荷或负电荷的分子或离子都容易与水结合。
2.铁是血红素的组成成分，这说明无机盐的生理作用是构成细胞内某些复杂化合物的重要成分。
知识点一 细胞中的水
1.（2025·安徽宿州期中）下列关于水的叙述错误的是（ ）
A.水具有较高的比热容，对维持生命系统的稳定性十分重要
B.地球上最早的生命孕育在海洋中，生命活动离不开水
C.同一植株中，幼嫩细胞中的自由水含量与衰老细胞中相同
D.水是良好溶剂与其空间结构及电子的不对称分布有关
解析：C 水具有较高的比热容，对维持生命系统的稳定性十分重要，A正确；地球上最早的生命孕育在海洋中，生命活动离不开水，B正确；代谢旺盛的细胞中，自由水所占比例较高，同一植株中，幼叶细胞的自由水含量比老叶的高，C错误；水分子的空间结构及电子的不对称分布，使水成为一个极性分子，是良好的溶剂，D正确。
2.（2025·北京朝阳期末）下列有关细胞中水的说法，不正确的是（ ）
A.自由水是细胞内良好的溶剂
B.结合水是细胞结构的重要组成部分
C.细胞内自由水与结合水不能进行转化
D.冬季结合水比例升高有利于抵御严寒
解析：C 水分子为极性分子，许多物质易溶于水，自由水是细胞内良好的溶剂，A正确；结合水通过氢键与蛋白质等分子结合，是细胞结构的重要组成部分，B正确；结合水与蛋白质等分子间的氢键容易断裂与形成，所以自由水与结合水之间可以相互转化，C错误；冬季结合水比例升高，自由水比例降低，细胞内液体浓度升高，不易结冰，有利于抵御严寒，D正确。
3.（2025·云南昆明期末）小麦、玉米等种子收获后经适当风干处理后储藏，目的是（ ）
A.减少自由水，降低有机物的消耗
B.减少自由水，增加有机物的消耗
C.增加自由水，降低有机物的消耗
D.增加自由水，增加有机物的消耗
解析：A 细胞中自由水含量越高，细胞代谢越旺盛，所以将种子收获后经适当风干处理后储存的主要目的是减少自由水，降低细胞代谢，从而降低有机物的消耗，A正确。
4.（2025·云南昆明期末）如图是我国西北某沙漠中仙人掌体内结合水/自由水的变化。据图分析仙人掌细胞代谢最旺盛的月份是（ ）
A.1月 B.4月
C.8月 D.12月
解析：A 自由水与结合水的比值与细胞代谢活动强弱有关，自由水与结合水比值越高细胞代谢越旺盛，即结合水与自由水比值最小时，代谢最旺盛，由图可知，图示1月份结合水/自由水的值最小，细胞代谢最旺盛，A正确，B、C、D错误。
知识点二 细胞中的无机盐
5.（2025·云南昆明期末）人体内Na＋缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最终引发肌肉酸痛、无力等。这一事实说明无机盐的功能之一是（ ）
A.许多化合物的重要组成成分
B.构成细胞结构的重要成分
C.维持细胞和生物体正常的生命活动
D.维持细胞的酸碱平衡
解析：C Na＋缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最终引发肌肉酸痛、无力，说明无机盐Na＋对于维持生物体正常生命活动有重要作用，C正确，A、B、D错误。
6.随着航天科技事业的发展，目前已经探明在火星两极地区有固态水，而那里的土壤中含有生命必需的K、Na、Mg等元素，科学家也曾在火星上发现流动水的痕迹，下列说法错误的是（ ）
A.无机盐参与构成复杂化合物，如Mg参与合成叶绿素，Fe参与合成血红蛋白
B.细胞中的自由水和结合水都能参与物质运输
C.人体血液中缺乏钙离子会出现抽搐等症状
D.组成细胞的各种元素主要以化合物的形式存在
解析：B 无机盐是细胞中某些复杂化合物的重要组成成分，如Fe2＋是血红蛋白的主要成分，Mg2＋是叶绿素的必要成分，A正确；细胞中的自由水参与物质运输和某些化学反应，结合水不会参与物质的运输，B错误；无机盐可维持细胞的生命活动，如钙可调节肌肉收缩和血液凝固，血钙过高会造成肌无力，血钙过低会引起抽搐，C正确；组成细胞的各种元素主要以化合物的形式存在，少数以离子形式存在，D正确。
7.一粒新鲜玉米种子在烘干的过程中，其所含无机盐的相对含量变化可以表示为（ ）
解析：D 在玉米种子烘干过程中水分减少，从而导致无机盐的比重增加，水分完全蒸发后趋于平稳。
8.如图是一种叶绿素分子（左）和血红素分子（右）的局部结构简图。下列说法错误的是（ ）
A.合成叶绿素和血红素分别需要Mg和Fe
B.植物体缺Mg会影响光合作用
C.人体缺Fe会影响对氧的运输功能
D.Mg和Fe分别存在于植物细胞和动物细胞中
解析：D 由题图可知，镁是叶绿素的组成成分，铁是血红素的组成成分，A正确；镁是叶绿素的组成成分，植物体缺镁会影响叶绿素的合成，进而影响光合作用，B正确；铁是血红素的组成成分，人体缺铁会通过影响血红蛋白的合成进而影响氧气在血液中的运输，C正确；镁和铁是动、植物细胞内的必需元素，同时存在于动、植物细胞中，D错误。
9.（2025·重庆沙坪坝期中）生物体的生命活动离不开水，干旱胁迫严重影响植物的生长、发育和繁殖等，干旱既是各种植物生长过程中最常见、威胁最大的问题，也是导致农作物减产的罪魁祸首之一。如图是某植物幼苗叶片在不同干旱胁迫下含水量的变化情况，下列叙述错误的是（ ）
A.该植物幼苗中的自由水能溶解、运输营养物质和代谢废物
B.随干旱胁迫加剧，该植物幼苗叶片中部分水失去流动性和溶解性
C.在重度干旱胁迫下，该植物幼苗细胞代谢最旺盛，自由水占比最小
D.与一般植物相比，抗旱植物体内自由水与结合水的比值较低
解析：C 自由水是良好的溶剂，自由水可以溶解、运输营养物质和代谢废物，A正确；由图可知，随干旱胁迫加剧，结合水逐渐上升，细胞含水量的下降趋势没有自由水含量下降趋势大，可以推测可能是部分自由水转化为结合水导致的，结合水没有流动性和溶解性，B正确；在正常情况下，细胞内自由水所占的比例越大，细胞的代谢就越旺盛，重度干旱胁迫下细胞内的自由水占比最小，细胞代谢最弱，C错误；结合水的含量与植物的抗逆性有关，自由水与结合水的比值较低，说明结合水含量相对增加，故抵抗干旱的能力较强，D正确。
10.（2025·重庆万州检测）某科研团队为指导农业生产实践，探究了玉米种子萌发过程中水的含量变化，通过仪器测量信号幅值（信号幅值的大小与种子水的含量成正比），甲、乙分别代表不同存在形式的水，实验结果如图所示，下列说法错误的是（ ）
A.甲可以与蛋白质结合，失去了溶解性
B.乙可以为绝大多数细胞提供液体环境
C.萌发过程中，细胞内部分甲可能转化成了乙
D.随着萌发时间的延长，甲和乙的比值将会上升
解析：D 种子萌发过程中，自由水与结合水的比值升高，代谢加强，图示随着时间的延长，甲减少，乙增多，所以甲代表结合水，乙代表自由水，结合水（甲）是与细胞内的物质结合在一起的水，通常与蛋白质、多糖等大分子物质结合，参与细胞结构的构成；自由水（乙）是细胞内呈游离状态的水，主要参与细胞的代谢活动和物质运输，可为绝大多数细胞提供液体环境，A、B正确。随着萌发时间的延长，玉米种子细胞内结合水的含量呈现下降的趋势，自由水的含量上升，可能是结合水转化成了自由水，即部分甲可能转化成了乙，C正确。随着萌发时间的延长，结合水（甲）与自由水（乙）的比值将会下降，D错误。
11.如果将植物培养在只含一种盐分的溶液中，植物不久将会呈现不正常状态，最后死亡，这种现象称为单盐毒害。下表是利用0.12 mol/L NaCl、0.12 mol/L CaCl2、0.12 mol/L KCl溶液进行实验时小麦根的生长情况。下列说法不正确的是（ ）
溶液 NaCl CaCl2 NaCl＋ CaCl2 NaCl＋CaCl2 ＋KCl
根的总 长度/cm 59 70 154 324
A.单盐毒害现象可能与外界盐溶液浓度太低导致植物细胞无法维持正常形态有关
B.单盐毒害现象可能与缺乏生长发育的必需元素有关
C.据表分析，在发生单盐毒害的溶液中加入含其他盐分的溶液时，会减弱或消除毒害现象
D.将海藻放在和海水NaCl浓度相同的NaCl溶液中培养，仍会发生单盐毒害
解析：A 由表格数据可知，将植物培养在浓度不变的NaCl、CaCl2、KCl的混合溶液中时，单盐毒害现象减弱，说明单盐毒害现象与外界盐溶液浓度太低无关，A错误；单盐毒害发生在只含有一种盐分的溶液中，植物将很快地积累离子，并呈现出不正常状态，可能是因为缺乏生长发育的必需元素，B正确；由表格数据分析，植物培养在浓度不变的混合溶液中时，根的总长度变长，这说明在发生单盐毒害的溶液中加入含其他盐分的溶液时，会减弱或消除毒害现象，C正确；将海藻放在和海水NaCl浓度相同的NaCl溶液中培养，由于海水中有很多种盐，而NaCl溶液中只有NaCl一种盐，因此放在NaCl溶液中仍会发生单盐毒害，D正确。
12.（2025·四川成都期中）水作为生命之源，细胞内含水量的多少也直接影响新陈代谢，除了水以外，人体所需要的营养物质还有无机盐、维生素、糖类、脂质和蛋白质等，试回答下列问题。
（1）运动喝的饮料中都添加钙、铁等元素。其中碳酸钙是人体骨骼和牙齿中的重要组成部分， Fe 是血红蛋白的重要成分，这说明无机盐的生理作用是 细胞内化合物重要组成成分 ；如果钙离子的含量太低，会出现 肌肉抽搐 现象，这说明无机盐的生理作用是 维持细胞和生物体正常的生命活动 。
（2）种子入库前必须在阳光下晒干，重量减轻，这个过程种子损失的主要是 自由水 ，这样的种子在适宜条件下仍能萌发成幼苗；把晒干的种子放在一支洁净的试管中加热，试管壁上有水珠出现，这些水在细胞内时主要是 结合水 ，这样的种子不能萌发成幼苗。条件恶劣时，细胞内 自由水 会转化为 结合水 ，其抗逆性增强。（均填“自由水”或“结合水”）
（3）俗话说“一方水土养一方人”，饮水是提供人体必需的矿物质和微量元素的重要途径之一，在天然无污染的泉水中，含有Cu、K、Ca、Zn、P、Mg、Fe等人体必需元素，其中属于大量元素的是 K、Ca、P、Mg ，而NaCl等盐类主要以离子的形式溶解在水中，体现了水的什么功能？ 水作为良好溶剂 。
解析：（1）碳酸钙是人体骨骼和牙齿中的重要组成部分，铁是血红蛋白的重要成分，这说明无机盐的生理作用是参与物质组成（或细胞内化合物重要组成成分）。如果钙离子的含量太低，会出现肌肉抽搐现象，这说明无机盐能够维持细胞和生物体正常的生命活动。
（2）种子入库前必须在阳光下晒干，是为了除去部分自由水，有利于储存。把晒干后的种子放在洁净的试管中加热，试管壁上有水珠出现，这些水主要是结合水，这样的种子将不能萌发成幼苗。条件恶劣时，细胞内自由水转化为结合水，细胞内自由水与结合水的比值会降低，以增强抗逆性。
（3）在天然无污染的泉水中，含有Cu、K、Ca、Zn、P、Mg、Fe等人体必需元素，其中属于大量元素的是K、Ca、P、Mg。NaCl等盐类主要以离子的形式溶解在水中，其中的水为自由水，这体现了水作为良好溶剂的功能。
13 / 13第5节 核酸是遗传信息的携带者
学习目标
1.通过对核酸的结构和功能的学习，形成结构和功能相适应的观点。 2.总结核苷酸种类、含氮碱基种类与生物种类的关系，培养归纳概括的科学思维。 3.基于生物大分子以碳链作为基本骨架，通过分析核酸的多聚体的连接模式图，强化模型构建与解读能力。
知识点一 核酸的种类、分布及其组成
1.核酸的种类及其分布
（1）种类：一类是脱氧核糖核酸，简称 DNA ；另一类是 核糖核酸 ，简称RNA。
（2）分布：真核细胞的DNA主要分布在 细胞核 中， 线粒体、叶绿体 内也含有少量的DNA。RNA主要分布在 细胞质 中。
2.核酸的基本组成单位——核苷酸
（1）种类
（2）组成
①脱氧核糖核苷酸：构成 DNA 的基本单位。
②核糖核苷酸：构成 RNA 的基本单位。
3.核酸是由核苷酸连接而成的长链
（1）核酸中的核苷酸相连的方式如图所示
一般情况下，在生物体的细胞中，DNA由 2 条脱氧核苷酸链构成，RNA由 1 条核糖核苷酸链构成。
（2）核酸储存遗传信息
绝大多数生物的遗传信息储存在 DNA 中，部分病毒的遗传信息直接储存在 RNA 中。
（3）能通过DNA指纹获得遗传信息的根本原因
生物的遗传信息储存在 DNA分子 中，而且每个个体的 DNA的脱氧核苷酸序列 各有特点（特异性）。
【微思考】 做亲子鉴定时，为什么要用DNA而不是RNA？
提示：因为DNA是人体的遗传物质，而RNA不是。
（4）核酸的多样性及功能
（教材P35“图2－16”）结合如图回答有关问题：
（1）根据五碳糖的种类可以判断核苷酸的种类，若五碳糖是核糖，该核苷酸为 核糖核苷酸（RNA） ，若五碳糖是脱氧核糖，该核苷酸为 脱氧核糖核苷酸（DNA） 。
（2）DNA特有的含氮碱基是 胸腺嘧啶（T） ，RNA特有的含氮碱基是 尿嘧啶（U） ，DNA和RNA共有的含氮碱基是 腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C） 。
（1）核苷酸包括DNA和RNA两类。 （×）
提示：核苷酸包括脱氧核苷酸和核糖核苷酸两类。
（2）真、原核细胞内均有两种核酸。 （√）
（3）一个核酸分子中五碳糖∶磷酸∶含氮碱基＝1∶1∶1。 （√）
（4）构成DNA的脱氧核苷酸有4种，构成RNA的核糖核苷酸有4种。 （√）
（5）DNA和RNA的碱基组成相同，五碳糖不同。 （×）
提示：DNA和RNA的碱基组成和五碳糖均不同，前者为A、T、C、G和脱氧核糖，后者为A、U、C、G和核糖。
探究｜分析核酸的结构、水解产物和核酸多样性的原因
如图所示为生物体细胞中核酸的结构层次示意图。
（1）写出图中各字母代表的名称：
a： 含氮碱基 ，b： 核苷酸 ，
c： DNA ，d： RNA 。
（2）若图中b是c的基本单位，则a表示 A、T、G、C 四种碱基，其五碳糖是脱氧核糖；若图中b是d的基本单位，则a表示 A、U、G、C 四种碱基，其五碳糖是核糖。
（3）DNA、RNA初步水解的产物和彻底水解的产物分别是什么？
提示：
物质 初步水解 的产物 彻底水解的产物
DNA 脱氧核苷酸 脱氧核糖、磷酸、4种碱基（A、T、C、G）
RNA 核糖核苷酸 核糖、磷酸、4种碱基（A、U、C、G）
（4）研究表明，大肠杆菌中同时含有DNA和RNA，乙肝病毒只含有DNA，艾滋病病毒只含有RNA，那么这三种生物中含有的碱基种类和核苷酸种类各有几种？
提示：
生物类别 碱基种类 核苷酸种类
大肠杆菌 5 8
乙肝病毒 4 4
艾滋病病毒 4 4
（5）核酸作为遗传物质，具有多样性，核酸具有多样性的原因是什么？
提示：构成核酸的核苷酸的数目不同和排列顺序多样。
1.核酸的种类和结构层次
2.生物体内的五碳糖、核苷酸种类与生物种类的关系
（1）在只有DNA或RNA的生物中，只含有：
4种核苷酸
（2）在同时含有DNA和RNA的生物中，则含有：
8种核苷酸
1.如图为DNA、RNA的概念图，其中A～F表示相关物质，下列有关叙述错误的是（ ）
A.物质A表示的碱基有5种
B.物质D表示的物质有8种
C.真核细胞中的DNA主要分布在细胞核中
D.生物体中的RNA都是由两条核糖核苷酸链构成的
解析：D 组成DNA和RNA的碱基共有5种，分别是A、G、C、T、U，A正确；物质D是组成核酸的基本单位，包括4种脱氧核苷酸和4种核糖核苷酸，共8种，B正确；真核细胞中的DNA主要分布在细胞核中，少量分布在线粒体、叶绿体中，C正确；生物体中的RNA通常是由一条核糖核苷酸链构成的，D错误。
2.如图是生物体内核酸的基本组成单位——核苷酸的模式图，相关叙述正确的是（ ）
A.若a为核糖，则m有4种，分别是A、T、G、C
B.构成人体遗传物质的b共有8种，a有2种，m有5种
C.在HIV和SARS病毒中共可以检测到2种a，5种m，8种b
D.若m为鸟嘌呤，则b的名称是鸟嘌呤核糖核苷酸或鸟嘌呤脱氧核苷酸
解析：D 若a为核糖，则m有4种，分别是A、U、G、C，A错误；人的遗传物质为DNA，DNA中的核苷酸（b）有4种，五碳糖（a）为脱氧核糖，含氮碱基（m）有A、T、G、C 4种，B错误；HIV和SARS病毒的核酸都是RNA，因此这2种病毒中共可以检测到1种a，4种m，4种b，C错误；若m为鸟嘌呤，则b的名称是鸟嘌呤核糖核苷酸或鸟嘌呤脱氧核苷酸，D正确。
规律方法
巧判DNA和RNA
知识点二 生物大分子以碳链为骨架
1.单体和多聚体
（1）生物大分子是由许多基本单位连接而成的，这些基本单位称为 单体 ，这些生物大分子又称为多聚体。
单体（基本单位） 多聚体（生物大分子）
单糖 多糖
氨基酸 蛋白质
核苷酸 核酸
（2）每一个单体都以 若干个相连的碳原子构成的碳链 为基本骨架，由许多单体连接成多聚体。
提醒：脂肪、磷脂、固醇等脂质不属于生物大分子。
2.生物大分子是由许多单体连接成的多聚体
（1） 多糖、蛋白质、核酸 等生物大分子以碳链作为基本骨架。
（2） 糖类和脂质 提供了生命活动的重要能源。
（3） 水和无机盐 与其他物质一起，共同承担着构建细胞、参与细胞生命活动等重要功能。
（4）细胞中的化合物， 含量和比例 处在不断变化中，但又保持相对稳定，以保证细胞生命活动正常进行。
（1）蛋白质、多糖、核酸和脂质都是以碳链为骨架的生物大分子。 （×）
提示：脂质不是生物大分子。
（2）构成生物大分子的单体在排列顺序上并不都具有多样性。 （√）
（3）多糖是大分子化合物，其单体是葡萄糖。 （×）
提示：多糖是大分子化合物，其单体不一定是葡萄糖。
（4）多聚体最终水解的产物不一定是单体。 （√）
探究｜辨析细胞中的有机物
生物大分子是由多个单体连接形成的多聚体。如图是细胞内生物大分子的合成模式图。请据图思考讨论：
（1）若图中的单体是葡萄糖，则其在植物细胞中构成的生物大分子和在人体细胞中构成的生物大分子分别是什么？
提示：在植物细胞中的多糖是纤维素和淀粉，在人体细胞中的多糖是糖原。
（2）多糖和核酸都是由许多单体组成的多聚体，试从组成二者单体种类的角度分析，为什么核酸是遗传信息的携带者，而多糖不是？
提示：构成多糖的单体没有种类的差异，形成的多聚体没有顺序性；构成核酸的单体有种类的差异，形成的多聚体有顺序性。
（3）填表分析生物大分子的组成特点及多样性原因
名称 基本单位（单体） 多样性原因
多糖 单糖 ①单糖数目不同；②空间结构不同；③连接方式不同
蛋白质 氨基酸 ①氨基酸的 数目、种类、排列顺序 不同；②肽链盘曲、折叠方式及其形成的 空间结构 不同
核酸 核苷酸 ①核苷酸数目不同；②核苷酸 排列顺序 不同
生物大分子的初步水解产物和彻底水解产物
3.“碳是生命的核心元素”，以碳链为骨架的生物大分子构成细胞生命大厦的基本框架。下列关于生物大分子的叙述，错误的是（ ）
A.蛋白质是以氨基酸为基本组成单位的生物大分子
B.核酸是携带遗传信息的生物大分子
C.多糖、蛋白质、核酸都是以碳链为基本骨架的生物大分子
D.淀粉、糖原、纤维素和乳糖都是生物大分子
解析：D 生物大分子蛋白质、核酸、多糖的单体分别是氨基酸、核苷酸、单糖，生物大分子以碳链为基本骨架，淀粉、糖原、纤维素均为多糖，属于生物大分子，乳糖属于二糖，是小分子物质，不属于生物大分子，D错误。
4.（教材P36“图2－17”改编）生命科学常用图示表示微观物质的结构，图1～3分别表示植物细胞中常见的三种有机物，则图1～3可分别表示（ ）
A.多肽、RNA、淀粉 B.DNA、RNA、纤维素
C.DNA、蛋白质、糖原 D.蛋白质、核酸、糖原
解析：A 图1中，单体具有很多不同的形状，这些不同的单体只能表示21种氨基酸，因此图1可能表示蛋白质或者多肽；图2中，有圆形、方形、六边形、三角形四种不同的单体，因此这些单体可以表示RNA分子的四种核糖核苷酸，或者表示DNA分子的四种脱氧核苷酸；图3中，只有圆形一种单体，最可能表示由葡萄糖聚合形成的多糖，而植物细胞中的多糖只有淀粉和纤维素。因此，图1～3可分别表示蛋白质或多肽、RNA或DNA、淀粉或纤维素。
课堂小结
1.（2025·天津西青期末）下列有关DNA和RNA的说法中，正确的是（ ）
A.DNA和RNA中的N元素存在于碱基中
B.由核糖核苷酸组成的核酸全部分布于细胞质中
C.判断DNA和RNA的唯一依据是碱基种类
D.DNA彻底水解能得到四种产物
解析：A DNA和RNA的化学组成中都有磷酸、五碳糖（脱氧核糖或核糖）和含氮碱基，因此DNA和RNA中的N存在于碱基中，A正确；由核糖核苷酸组成的核酸是RNA，RNA主要分布于细胞质中，细胞核中也存在少量的RNA，B错误；DNA和RNA在五碳糖、碱基种类以及结构方面都有差别，所以判断DNA和RNA的依据之一是碱基种类，C错误；DNA彻底水解能得到六种产物，即磷酸、脱氧核糖和四种碱基，D错误。
2.（教材P35“图2－15”改编）图为组成某核酸的核苷酸示意图，下列相关叙述错误的是（ ）
A.图中碱基可以是A、T、C、G
B.图中所示物质是核糖核苷酸，是RNA的组成单位
C.核酸根据所含五碳糖的不同分为DNA和RNA
D.核酸在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中起着重要作用
解析：A 据图可知，图中的五碳糖中2号碳位置没有脱氧，表示核糖，因此该核苷酸表示核糖核苷酸，是RNA的组成单位，组成核糖核苷酸的碱基可以是A、U、C、G，A错误，B正确；核酸根据所含五碳糖的不同分为DNA和RNA，DNA主要存在于细胞核，RNA主要存在于细胞质，C正确；核酸是细胞内携带遗传信息的物质，对于生物体的遗传、变异和蛋白质的合成具有重要作用，D正确。
3.（2025·吉林长春期末）两位美国科学家因在小分子核糖核酸（miRNA）领域的贡献被授予2024年诺贝尔生理学或医学奖，下列关于miRNA的叙述正确的是（ ）
A.miRNA主要分布在细胞核
B.miRNA分子彻底水解可得到4种化合物
C.miRNA分子中一定含有C、H、O、N、S五种元素
D.miRNA分子和它的单体都是以碳链为基本骨架
解析：D RNA主要分布在细胞质，A错误；miRNA彻底水解会产生四种碱基、核糖和磷酸，共6种物质，B错误；RNA含有C、H、O、N、P五种元素，不含S元素，C错误；miRNA和它的单体核糖核苷酸都以碳链为基本骨架，D正确。
4.（2025·黑龙江哈尔滨期末）人偏肺病毒（HMPV）是一种人类呼吸道病原体，已知其遗传物质是RNA，下列说法正确的是（ ）
A.HMPV含有5种碱基
B.HMPV含有8种核苷酸
C.HMPV含有1种核酸
D.HMPV含有2种五碳糖
解析：C 人偏肺病毒（HMPV）是一种人类呼吸道病原体，已知其遗传物质是RNA，该病毒仅含有一种核酸，即RNA，该病毒含4种碱基（A、G、C、U），4种核糖核苷酸，1种核酸，1种五碳糖（核糖），C正确，A、B、D错误。
一、概念梳理必记
1.真核细胞的DNA主要分布在细胞核中，少量分布在线粒体和叶绿体中，RNA主要分布在细胞质中。原核细胞的DNA主要分布在拟核中。
2.核酸的基本组成单位是核苷酸，一个核苷酸是由一分子含氮碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成的。
3.DNA和RNA共有的碱基是腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C），胸腺嘧啶（T）是DNA特有的碱基，尿嘧啶（U）是RNA特有的碱基。
4.核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。
5.多糖、蛋白质、核酸都是生物大分子，都以碳链为骨架。
二、长句表达必明
1.碳是“生命的核心元素”，原因是生物大分子以碳链为基本骨架。
2.多糖和核酸都是由许多单体组成的多聚体，试从组成二者单体种类的角度分析，核酸是遗传信息的携带者，而多糖不是的原因是构成多糖的基本单位是葡萄糖，无论多少个葡萄糖构成多糖，其顺序没有什么变化。而核酸是由核苷酸连接而成的长链，核酸分子中4种脱氧核苷酸（或核糖核苷酸）在数量、排列顺序上千差万别，从而能够承担起携带遗传信息的功能。
知识点一 核酸的种类、分布、结构和功能
1.2023年诺贝尔生理学或医学奖揭晓，科学家卡塔林·卡里科和德鲁·魏斯曼获奖，以表彰他们在核苷碱基修饰方面的发现，这些发现使RNA疫苗的开发成为可能。RNA的中文名称是（ ）
A.核糖核酸 B.脱氧核糖核酸
C.核糖核苷酸 D.脱氧核糖核苷酸
解析：A RNA的中文名称为核糖核酸，B、C、D错误，A正确。
2.流感病毒是一种RNA病毒。当其遗传物质RNA完全水解后，得到的化学物质是（ ）
A.氨基酸、葡萄糖、含氮碱基
B.核糖、含氮碱基、磷酸
C.氨基酸、核苷酸、葡萄糖
D.脱氧核糖、含氮碱基、磷酸
解析：B RNA由四种核糖核苷酸组成，一分子的核糖核苷酸由一分子核糖、一分子含氮碱基和一分子磷酸组成。RNA初步水解产物为核糖核苷酸，完全水解后得到的化学物质是核糖、含氮碱基、磷酸，A、C、D错误，B正确。
3.乳酸菌、烟草、烟草花叶病毒中的核酸各具有碱基和核苷酸的种类依次分别为（ ）
A.5、5、4和8、8、4 B.4、5、4和4、5、4
C.4、8、4和4、8、4 D.4、8、4和4、5、4
解析：A 核酸包括DNA和RNA。组成DNA的碱基有A（腺嘌呤）、C（胞嘧啶）、G（鸟嘌呤）、T（胸腺嘧啶）4种，相应的脱氧核苷酸也有4种；组成RNA的碱基是A（腺嘌呤）、C（胞嘧啶）、G（鸟嘌呤）、U（尿嘧啶）4种，相应的核糖核苷酸也有4种。乳酸菌和烟草既含有DNA，又含有RNA，所以乳酸菌和烟草中核酸具有的碱基和核苷酸的种类数均为5和8种；烟草花叶病毒只含有RNA，因此烟草花叶病毒中的核酸具有的碱基和核苷酸的种类数分别为4和4种。综上所述，A正确，B、C、D错误。
4.下列关于DNA和RNA的叙述，错误的是（ ）
A.真核细胞的DNA主要分布在细胞核中
B.DNA和RNA都是生物大分子，它们的基本组成单位是核苷酸
C.DNA和RNA的核苷酸排列顺序都可以储存生物的遗传信息
D.DNA都由一条核苷酸链构成，而RNA都由两条核苷酸链构成
解析：D 真核细胞的DNA主要分布在细胞核中，线粒体和叶绿体中也有少量DNA，RNA主要分布在细胞质中，A正确；DNA和RNA是核酸，都是由多个单体连接形成的生物大分子，它们的基本组成单位是核苷酸，B正确；DNA和RNA都属于遗传物质，都能储存遗传信息，遗传信息都可以储存在核苷酸排列顺序中，C正确；DNA一般是双链，RNA一般是单链，D错误。
5.（2025·辽宁期末）此前科学家通过比较未知病毒与已知病毒遗传物质的序列相似性识别新病毒。然而RNA病毒具有种类繁多、易变异等特点，发现新病毒的效率较低。但这些序列对应的有类似功能的蛋白质（如病毒RNA复制酶）的结构却有较高的相似度，基于人工智能（AI）的蛋白质结构分析与病毒学研究的结合正在突破这一难题。下列有关RNA病毒的叙述正确的是（ ）
A.RNA病毒彻底水解后会得到6种小分子物质
B.RNA病毒的遗传物质主要存在于拟核区
C.比较组成未知病毒与已知病毒的核苷酸的种类即可发现新病毒
D.通过AI分析大量已知病毒的蛋白质结构信息，建立模型后对新出现的未知样本进行蛋白质结构分析，可提高新病毒发现率
解析：D RNA病毒由蛋白质和RNA组成，RNA彻底水解得到磷酸、核糖和四种含氮碱基，蛋白质彻底水解得到多种氨基酸，所以RNA病毒彻底水解后得到的小分子物质种类数大于6种，A错误；RNA病毒没有细胞结构，不存在拟核区，B错误；不同的RNA病毒核苷酸种类相同，仅比较核苷酸种类无法发现新病毒，C错误；由于不同病毒可能具有相似功能的蛋白质且其结构有较高相似度，基于人工智能分析大量已知病毒的蛋白质结构信息，建立模型，对新出现的未知样本进行蛋白质结构分析，通过这种方式可以提高新病毒发现率，D正确。
6.研究人员发现人类和小鼠的软骨细胞中富含“miR140”分子，这是一种微型单链核糖核酸。与正常小鼠相比，不含“miR140”分子的实验鼠受伤时软骨损伤程度要严重得多。下列关于“miR140”的叙述，正确的是（ ）
A.“miR140”是人和小鼠软骨细胞的遗传物质，主要分布在人和小鼠软骨细胞的细胞核中
B.“miR140”被彻底水解后，可得到8种有机化合物
C.“miR140”与冠状病毒RNA中的核糖核苷酸排列顺序不同
D.口服富含“miR140”的保健品可减轻软骨损伤
解析：C 人和小鼠软骨细胞中的遗传物质是DNA，A错误；“miR140”被彻底水解后，可得到6种化合物，分别是A、U、C、G、核糖、磷酸，其中磷酸是无机化合物，B错误；“miR140”与冠状病毒RNA是两种不同的RNA，其区别是核糖核苷酸排列顺序不同，C正确；口服富含“miR140”的保健品，其中的“miR140”会被水解，不会减轻软骨损伤，D错误。
知识点二 生物大分子以碳链为骨架
7.下列关于生物大分子的叙述不正确的是（ ）
A.DNA是一切真核生物和原核生物遗传信息的载体
B.生物大分子均由其各自的单体聚合而成
C.核酸的多样性是由碱基的数量、排列顺序决定的
D.蛋白质功能的多样性决定了其结构的多样性
解析：D DNA是真核生物和原核生物的遗传物质，A正确；生物大分子都是由单体聚合而成的，蛋白质的单体是氨基酸，核酸的单体是核苷酸，多糖的单体是单糖，B正确；构成核酸的碱基的数量和排列顺序决定了核酸分子的多样性，C正确；蛋白质结构的多样性决定了其功能的多样性，D错误。
8.（2025·四川成都期中）如图表示发生在动物细胞中的水解反应。下列关于生物大分子和单体的对应关系，正确的是（ ）
A.淀粉→麦芽糖 B.糖原→葡萄糖
C.蛋白质→核苷酸 D.脂肪→甘油、脂肪酸
解析：B 淀粉的单体是葡萄糖，A错误；糖原的单体是葡萄糖，B正确；蛋白质的单体是氨基酸，C错误；脂肪不属于生物大分子，D错误。
9.如图是人体细胞中由单体形成多聚体的模式图，下列有关叙述错误的是（ ）
A.该过程形成的多聚体均以碳链为骨架
B.若单体为葡萄糖，形成的多聚体可为淀粉
C.若单体为氨基酸，生成的H2O中的氧来自羧基
D.抗体、RNA和肝糖原的合成都符合这个模式
解析：B 每个单体都是以碳原子构成的碳链为基本骨架，所以该过程形成的多聚体也以碳链为骨架，A正确；人体细胞中不含淀粉，若单体为葡萄糖，形成的多聚体可为糖原，B错误；氨基酸脱水缩合过程中，产生的H2O中的氧来自羧基，C正确；抗体、RNA和肝糖原都是由单体构成的多聚体，它们的合成都符合这个模式，D正确。
10.诺贝尔奖获得者斯万特·佩博和其同事从尼安德特人遗骸上提取到DNA并进行了测序，由线粒体DNA的测序结果发现，尼安德特人与欧亚的晚期智人有杂交。下列叙述错误的是（ ）
A.尼安德特人、智人、现代人的遗传物质的化学本质相同
B.尼安德特人线粒体DNA与大肠杆菌的DNA初步水解产物种类相同
C.尼安德特人与智人的细胞核DNA中脱氧核苷酸序列完全不同
D.尼安德特人与智人的线粒体DNA中脱氧核苷酸序列有部分相同
解析：C 尼安德特人、智人、现代人的遗传物质都是DNA，化学本质都是核酸，A正确；DNA初步水解产物都是4种脱氧核苷酸，B正确；尼安德特人与智人的细胞核DNA中脱氧核苷酸序列有部分相同，C错误；尼安德特人与智人的线粒体DNA中脱氧核苷酸序列有部分相同，D正确。
11.（2025·辽宁锦州期末）如图是细胞内三类生物大分子的组成及功能图示。下列相关叙述不正确的是（ ）
A.将D高温加热后，不能再与双缩脲试剂产生紫色反应
B.动物细胞和植物细胞中构成E的基本单位都是葡萄糖
C.细胞中的F有两种，但病毒中的F只有一种
D.生物大分子以碳链作为基本骨架
解析：A 生物大分子D具有构成细胞的结构物质、催化等功能，据此判断为蛋白质，蛋白质高温加热后，“—CO—NH—”结构没有被破坏，能与双缩脲试剂产生紫色反应，A错误；生物大分子E由C、H、O构成，据此判断为多糖，动物细胞和植物细胞中构成E（多糖）的基本单位都是葡萄糖，B正确；生物大分子F（包括M、N两种）是遗传信息的携带者，据此判断F为核酸，细胞中的F有两种，为DNA和RNA，但病毒中的F只有一种，为DNA或RNA，C正确；生物大分子包括蛋白质、多糖、核酸，生物大分子以碳链为基本骨架，D正确。
12.如图是某核苷酸及其连接成核苷酸链示意图，图甲是图乙中的一部分。
（1）图甲中虚线框内为腺嘌呤，用符号 A 表示，该核苷酸的名称为 腺嘌呤核糖核苷酸 ，该核苷酸是构成 核糖核酸 （中文名称）的基本原料，这种大分子的英文缩写为 RNA 。
（2）图乙中1、2、3、4的中文名称分别是 磷酸 、 核糖 、 胞嘧啶 、 胞嘧啶核糖核苷酸 ，箭头所指碱基若与图中其他碱基都不同，则为 尿嘧啶 （写中文名称），两个核苷酸分子之间通过 磷酸二酯 键进行连接，进而形成单链。
（3）此结构与另一种核酸相比较，此结构特有的碱基用符号 U 表示。
（4）通常图示中的核苷酸链构成的生物大分子在真核细胞中主要分布在 细胞质 中。
解析：（1）图甲中虚线框内为腺嘌呤，用符号A表示，该核苷酸的五碳糖为核糖，故名称为腺嘌呤核糖核苷酸，是构成RNA（核糖核酸）的基本原料。
（2）题干表明，图甲是图乙中的一部分，再结合图乙可知，1、2、3的中文名称分别是磷酸、核糖、胞嘧啶，故4的中文名称为胞嘧啶核糖核苷酸。核糖核苷酸中的碱基是A、U、G、C，故箭头所指碱基若与图中其他碱基都不同，则为U（尿嘧啶）。两个核苷酸分子之间通过磷酸二酯键进行连接，进而形成单链。
（3）据题干信息可知，此结构为RNA，与另一种核酸DNA相比，其特有的碱基是尿嘧啶，用符号U表示。
（4）图示中的核苷酸链构成的生物大分子为RNA，RNA在真核细胞中主要分布在细胞质中。
13.埃博拉病毒能引发人患急性出血性传染病，现欲探究埃博拉病毒的核酸是DNA还是RNA。请完成下列实验设计：
材料用具：显微注射器，埃博拉病毒的核酸提取液，活鸡胚，DNA水解酶，RNA水解酶。
主要实验步骤：
步骤1：培养、分离并提取埃博拉病毒核酸，并将核酸提取液分成相同的三组，A组不做处理，B组加入一定量的DNA水解酶，C组 。
步骤2：取等量的活鸡胚分成A、B、C三组，用显微注射技术向A组注射埃博拉病毒的核酸提取液，再分别向B、C两组活鸡胚中注射有关物质。
步骤3：分别从培养后的活鸡胚中抽取出样品，检测是否产生埃博拉病毒。
试回答下列问题：
（1）实验中使用活鸡胚培养病毒的原因是 病毒只能寄生在活细胞中 。步骤1中C组的操作是 加入等量的RNA水解酶 。
（2）步骤2中，A组处理起 对照 作用。
（3）若B组样品检测有埃博拉病毒产生，则说明该病毒的遗传物质是 RNA ，同时实验的C组 没有 （填“有”或“没有”）埃博拉病毒产生。反之，则病毒的遗传物质是 DNA 。
（4）有关埃博拉病毒遗传物质除可用上述实验鉴定，还可以直接对病毒的核酸进行检测，可以测定病毒中含氮碱基的种类，若病毒中出现大量的 尿嘧啶 （填碱基名称），则说明其遗传物质是RNA。
12 / 121.概念理解（判断正误）
（1）新细胞产生方式的发现是对细胞学说的修正。 （√）
（2）南极帝企鹅的核酸、多糖和蛋白质合成过程中都有水的产生。 （√）
（3）磷是组成藻类细胞的微量元素。 （×）
提示：磷是大量元素。
（4）由葡萄糖合成糖原的过程中一定有H2O产生。 （√）
（5）无机盐参与维持细胞的酸碱平衡，不参与有机物的合成。 （×）
提示：无机盐也参与有机物的合成，如Mg2＋参与构成叶绿素。
（6）血液中的葡萄糖进入人体脂肪组织细胞可转变为甘油三酯。 （√）
（7）纤维素不能被人体吸收利用。 （√）
（8）检测样品中的蛋白质时，需加热使双缩脲试剂与蛋白质发生显色反应。 （×）
提示：双缩脲试剂与蛋白质发生显色反应不需加热。
（9）检测生物组织中的还原糖实验，在待测液中先加NaOH溶液，再加CuSO4溶液。（×）
提示：斐林试剂的甲液和乙液应混合使用，现配现用。
（10）在新鲜的梨汁中加入斐林试剂，混匀后在加热条件下由无色变成砖红色。 （×）
提示：斐林试剂实际上是新配制的Cu（OH）2，呈蓝色，不是无色。
（11）蛋白质变性可导致部分肽键断裂。（×）
提示：蛋白质变性使其特定空间构象被破坏，一般不会导致肽键断裂。
（12）胶原蛋白的氮元素主要存在于氨基中。 （×）
提示：主要存在于“—CO—NH—”结构中。
（13）高温可破坏病原体蛋白质的空间结构，煮沸处理餐具可杀死病原体。 （√）
（14）蛋白质和DNA的组成元素都含有C、H、O、N，具有相同的空间结构。 （×）
提示：蛋白质具有多种多样的空间结构，双链DNA具有相同的空间结构。
（15）人体细胞中储存遗传信息的物质是RNA。（×）
提示：人体细胞中储存遗传信息的物质是DNA。
2.思维表达（长句书写）
（1）从命名分析，原核生物和真核生物进化上的联系是 真核细胞由原核细胞进化而来 。推测先出现原核细胞，后出现病毒，依据是 病毒必须寄生在活细胞中才能存活 。
（2）从进化角度分析细胞具有统一性的原因是 新细胞一般是老细胞通过分裂而形成的，所有细胞都来自一类共同的祖先 。
（3）蛋白质检测时，先加A液再加B液，原因是 蛋白质中的肽键在碱性条件下能与Cu2＋生成紫色络合物，故先加A液营造碱性环境，后加B液提供Cu2＋ ，其中双缩脲试剂B液不能过量，原因是 过多的双缩脲试剂B液会与双缩脲试剂A液反应生成Cu（OH）2，使溶液呈蓝色进而掩盖实验生成的紫色 。
（4）现有两瓶没有标记的糖尿病患者（尿液中含有葡萄糖）和肾小球肾炎患者（尿液中含有蛋白质）的尿液样品，如何进行区分？用两种不同方法设计实验： 方法一：用斐林试剂对两瓶尿样进行检测，有砖红色沉淀生成的是糖尿病患者的尿样；没有砖红色沉淀生成的是肾小球肾炎患者的尿样。方法二：用双缩脲试剂对两瓶尿样进行检测，有紫色产生的是肾小球肾炎患者的尿样，另一瓶是糖尿病患者的尿样 。
（5）相比于淀粉类作物种子，种植油料作物种子时要播种得浅一些，原因是 脂肪中氧的含量远远低于糖类，而氢的含量更高。等质量的脂肪与糖类氧化分解时，脂肪释放的能量更多，需要的O2多 。
（6）可通过向北京鸭饲喂玉米、谷类和菜叶达到育肥效果的原因有 北京鸭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，并在皮下结缔组织等处储存起来 。
（7）人的红细胞和心肌细胞的主要成分都是蛋白质，但红细胞主要承担运输氧的作用，心肌细胞承担心脏律动作用，从蛋白质结构的角度分析，红细胞和心肌细胞两种细胞功能不同的主要原因是 两种细胞中组成蛋白质的氨基酸种类、数目和排列顺序不同以及多肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同 。
（8）DNA指纹技术在案件侦破工作中能够提供犯罪嫌疑人的信息的依据是 DNA是人类的遗传物质，每个人的遗传物质有所区别 。
（9）“碳是生命的核心元素”的原因是 多糖、蛋白质、核酸等生物大分子都以碳链为基本骨架 。
一、人工合成生命的探索
【真题1】 （2022·海南高考1题）脊髓灰质炎病毒已被科学家人工合成。该人工合成病毒能够引发小鼠脊髓灰质炎，但其毒性比天然病毒小得多。下列有关叙述正确的是（ ）
A.该人工合成病毒的结构和功能与天然病毒的完全相同
B.该人工合成病毒和原核细胞都有细胞膜，无细胞核
C.该人工合成病毒和真核细胞都能进行细胞呼吸
D.该人工合成病毒、大肠杆菌和酵母菌都含有遗传物质
解析：D 人工合成的脊髓灰质炎病毒的毒性比天然病毒小得多，据此可推测二者在结构和功能上存在差异，A错误；病毒不具有细胞结构，不能进行细胞呼吸，只能在宿主细胞中增殖，B、C错误；人工合成的脊髓灰质炎病毒的遗传物质为RNA，大肠杆菌和酵母菌的遗传物质均为DNA，D正确。
【教材溯源】
2002年7月12日，美国《科学快报》报道了纽约州立大学几位病毒学家人工合成脊髓灰质炎（俗称小儿麻痹症）病毒的消息和简略的研究过程。用人工合成的病毒感染小鼠的实验证明，人工合成的病毒能够引发小鼠脊髓灰质炎，只是毒性比天然病毒小得多。（见教材P14“复习与提高”）
二、脂肪的类型、组成和检测
【真题2】 （2024·甘肃高考1题）甘肃陇南的“武都油橄榄”是中国国家地理标志产品，其果肉呈黄绿色，子叶呈乳白色，均富含脂肪。由其生产的橄榄油含有丰富的不饱和脂肪酸，可广泛用于食品、医药和化工等领域。下列叙述错误的是（ ）
A.不饱和脂肪酸的熔点较低，不容易凝固，橄榄油在室温下通常呈液态
B.苏丹Ⅲ染液处理油橄榄子叶，在高倍镜下可观察到橘黄色的脂肪颗粒
C.油橄榄种子萌发过程中有机物的含量减少，有机物的种类不发生变化
D.脂肪在人体消化道内水解为脂肪酸和甘油后，可被小肠上皮细胞吸收
解析：C 植物脂肪大多含有不饱和脂肪酸，不饱和脂肪酸的熔点较低，不容易凝固，橄榄油含有丰富的不饱和脂肪酸，在室温下通常呈液态，A正确；油橄榄子叶富含脂肪，脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，因此在高倍镜下可观察到橘黄色的脂肪颗粒，B正确；油橄榄种子萌发过程中由于细胞呼吸的消耗，有机物的总量减少，但由于发生了有机物的转化，故有机物的种类增多，C错误；脂肪是由三分子脂肪酸与一分子甘油发生反应而形成的酯，脂肪在人体消化道内水解为脂肪酸和甘油后，可被小肠上皮细胞吸收，D正确。
【教材溯源】
（1）不饱和脂肪酸的熔点较低，不容易凝固。 （见教材 P26“小字”）
（2）脂肪被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。 （见教材P18“探究·实践”）
（3）脂肪是由三分子脂肪酸与一分子甘油反应形成的酯。 （见教材P26“正文”）
三、核酸的组成与DNA指纹技术
【真题3】 （2024·海南高考1题）海南黎锦是非物质文化遗产，其染料主要来源于植物。DNA条形码技术可利用DNA条形码序列（细胞内一段特定的DNA序列）准确鉴定出染料植物的种类。下列有关叙述正确的是（ ）
A.不同染料植物的DNA均含有元素C、H、O、N、S
B.DNA条形码序列由核糖核苷酸连接而成
C.染料植物的DNA条形码序列仅存在于细胞核中
D.DNA条形码技术鉴定染料植物的依据是不同物种的DNA条形码序列不同
解析：D 不同染料植物的DNA均含有元素C、H、O、N、P，不含S，A错误；DNA条形码序列由脱氧核糖核苷酸连接而成，B错误；染料植物的DNA条形码序列主要存在于细胞核中，有少部分存在于线粒体和叶绿体中，C错误；不同DNA的区别在于碱基排列顺序不同，DNA条形码技术鉴定染料植物的依据是不同物种的DNA条形码序列不同，D正确。
【教材溯源】
（1）DNA由C、H、O、N、P五种元素组成，DNA由其基本单位脱氧核糖核苷酸连接而成。 （见教材P34“正文和图2－14”）
（2）真核细胞的DNA主要分布于细胞核，在线粒体、叶绿体内也有少量DNA。 （见教材P34“正文”）
（3）DNA指纹技术在案件侦破工作中有重要用途。 （见教材P34“问题探讨”）
四、蛋白质的结构与功能
【真题4】 （2023·海南高考2题）科学家将编码天然蜘蛛丝蛋白的基因导入家蚕，使其表达出一种特殊的复合纤维蛋白，该复合纤维蛋白的韧性优于天然蚕丝蛋白。下列有关该复合纤维蛋白的叙述，正确的是（ ）
A.该蛋白的基本组成单位与天然蜘蛛丝蛋白的不同
B.该蛋白的肽链由氨基酸通过肽键连接而成
C.该蛋白彻底水解的产物可与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应
D.高温可改变该蛋白的化学组成，从而改变其韧性
解析：B 该蛋白的基本组成单位是氨基酸，与天然蜘蛛丝蛋白的基本单位相同，A错误；氨基酸是组成蛋白质的基本单位，该蛋白的肽链由氨基酸经过脱水缩合反应后通过肽键连接而成，B正确；该蛋白彻底水解的产物为氨基酸，不能与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应，C错误；高温可改变该蛋白的空间结构，从而改变其韧性，但不会改变其化学组成，D错误。
【教材溯源】
（1）蛋白质的基本单位是氨基酸。 （见教材P29“正文”）
（2）蛋白的肽链是由氨基酸通过脱水缩合形成的肽键连接而成的。 （见教材P30“正文”）
（3）高温会导致蛋白质空间结构改变，但不会改变其化学组成，也不会导致蛋白质水解。 （见教材P32“与社会的联系”）
（4）蛋白质与双缩脲试剂会发生紫色反应，但氨基酸不会发生此反应。 （见教材P18“探究·实践”）
真题拆解重组练
1.糖类、脂质、蛋白质和核酸等有机物都是生物大分子。 （2020·江苏高考）（×）
提示：单糖、二糖和脂质等不是生物大分子。
2.磷脂水解的终产物为甘油和脂肪酸。 （2020·海南高考）（×）
提示：甘油和脂肪酸是脂肪水解的终产物。
3.维生素D是构成骨骼的主要成分，缺乏维生素D会影响骨骼发育。 （2020·海南高考）（×）
提示：CaCO3是构成骨骼的重要成分。
4.洋葱匀浆中加入新配制的斐林试剂，溶液即呈砖红色。 （2023·江苏高考）（×）
提示：需水浴加热。
5.脂肪被苏丹Ⅲ染液染成红色。 （2019·海南高考改编）（×）
提示：脂肪被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。
1.（2025·四川成都期中）科学家在成功合成病毒之后，又通过人工破坏支原体的DNA，并用人工合成的DNA替代，成功创造了人类历史上首个人工合成基因组细胞，但该细胞在生长和分裂时表现异常。下列有关叙述错误的是（ ）
A.人工合成病毒不意味着人工制造了生命
B.支原体可能是最小、最简单的细胞
C.人工合成的基因也能在支原体的细胞核中表达
D.人工合成基因组细胞生长和分裂异常可能是缺少调控生长增殖的基因
解析：C 人工合成病毒不能独立生存，只有寄生在活细胞中才能生存，因此人工合成病毒并不意味着人工制造了生命，A正确；支原体无细胞壁，是最小、最简单的细胞，B正确；支原体是原核细胞，细胞中无细胞核，C错误；细胞的生长可通过细胞数目增多和体积增大实现，故人工合成基因组细胞生长和分裂异常可能是缺少调控生长增殖的基因，D正确。
2.（2025·河北邯郸期中）人可以通过运动维持健康的体重指数。事实上，通过运动减掉的体重中80％左右来自脂肪，20％～25％来自非脂肪。下列叙述正确的是（ ）
A.脂肪是由一分子脂肪酸和三分子甘油组成的甘油三酯
B.脂肪的组成元素与葡萄糖相同，动物脂肪主要为饱和脂肪酸，室温时呈固态
C.相比于葡萄糖，脂肪的组成元素中氧多氢少，氧化分解时释放的能量更多
D.糖类供能不足时，脂肪可以大量转化成糖类
解析：B 脂肪是由三分子脂肪酸与一分子甘油发生反应而形成的酯，即三酰甘油（又称甘油三酯），A错误；脂肪的组成元素与葡萄糖相同，都是C、H、O，大多数动物脂肪主要为饱和脂肪酸，室温时呈固态，B正确；脂肪的组成元素中氢多氧少，氧化分解时耗氧多，放能多，C错误；脂肪一般只在糖类供能不足时，才会分解供能，但不能大量转化成糖类，D错误。
3.（2025·重庆荣昌期中）北京烤鸭是北京传统特色美食。饲喂选作食材用的北京鸭时，主要以玉米、谷类和菜叶为饲料，使其肥育，这样烤出的鸭子外观饱满，皮层酥脆，外焦里嫩。如图是生物体内葡萄糖转化成脂肪的部分过程示意图。下列相关叙述正确的是（ ）
A.玉米、谷类和菜叶为北京鸭提供了富含脂肪的饲料
B.3分子甘油和1分子脂肪酸发生反应形成脂肪
C.糖类供应充足时，北京鸭可以将糖类大量转化为脂肪
D.饱和脂肪酸的“骨架”中存在双键，因此熔点较低，不容易凝固
解析：C 玉米和谷类中富含淀粉，菜叶中含淀粉、还原糖等糖类，为北京鸭提供了富含糖类的饲料，A错误；脂肪即是甘油三酯，X代表甘油，1分子甘油和3分子脂肪酸发生反应形成脂肪，B错误；营养物质可发生转化，糖类供应充足时，可大量转化为脂肪，C正确；饱和脂肪酸的“骨架”中不存在双键，熔点较高，容易凝固，D错误。
4.球状蛋白分子空间结构为外圆中空，氨基酸侧链极性基团分布在分子的外侧，而非极性基团分布在内侧。蛋白质变性后，会出现生物活性丧失及一系列理化性质的变化。下列叙述错误的是（ ）
A.蛋白质变性可导致部分肽键断裂
B.球状蛋白多数可溶于水，不溶于乙醇
C.加热变性的蛋白质不能恢复原有的结构和性质
D.变性后生物活性丧失是因为原有空间结构破坏
解析：A 蛋白质变性时，肽键保持完整，变化的是二硫键等化学键。若肽键断裂，则属于水解反应，而非变性，A错误；球状蛋白氨基酸侧链极性基团分布在分子的外侧，而非极性基团分布在内侧，说明外侧主要是极性基团，可溶于水，多数不溶于乙醇，B正确；加热变性的蛋白质空间结构发生改变，该空间结构改变不可逆，不能恢复原有的结构和性质，C正确；变性后空间结构改变，导致一系列理化性质变化，生物活性丧失，D正确。
5.（2025·河南新乡期中）刑侦人员使用DNA指纹技术将从案发现场收集到的血液、头发等样本中提取的DNA，与犯罪嫌疑人的DNA进行比较，可以为案件的侦破提供证据。下列相关叙述错误的是（ ）
A.DNA指纹技术的原理是每个人的DNA具有特异性
B.人体内DNA分子一条链上相邻的两个碱基通过磷酸—脱氧核糖—磷酸连接
C.人体内含有DNA和RNA两种核酸，其中RNA主要分布在细胞质中
D.不同人的DNA具有特异性的原因主要是核苷酸的排列顺序不同
解析：B 每个特定的DNA分子中具有特定的碱基排列顺序，而特定的排列顺序代表着遗传信息，所以每个特定的DNA分子中都贮存着特定的遗传信息，这种特定的碱基排列顺序就决定了DNA分子的特异性，DNA指纹技术的原理是每个人的DNA具有特异性，A正确；人体内DNA分子一条链上相邻的两个碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖连接，B错误；人体内含有DNA和RNA两种核酸，其中RNA主要分布在细胞质中，DNA主要分布在细胞核中，C正确；不同人的DNA具有特异性的原因主要是核苷酸的排列顺序不同，D正确。
6.（2025·河南南阳期中）2022年4月，全国农作物品种DNA指纹库公共平台正式上线运行，实现了“农作物DNA指纹档案”的线上共用共享，解决了品种真实性鉴定中标准样品取样难、耗时长、侵权案件审判时效性差等问题，也为避免同质化育种提供了“参考数据库”。关于DNA指纹技术，下列相关说法错误的是（ ）
A.小麦细胞遗传信息蕴藏在脱氧核苷酸的排列顺序中
B.小麦细胞遗传物质中有2种五碳糖，5种碱基，8种核苷酸
C.DNA指纹技术的依据是不同品种农作物细胞中DNA所含的碱基序列不同
D.每个人的DNA指纹是独一无二的，也可以根据DNA指纹技术帮助确认身份
解析：B 小麦细胞的遗传物质是DNA，小麦细胞遗传信息蕴藏在脱氧核苷酸的排列顺序中，A正确；小麦细胞的遗传物质是DNA，有1种五碳糖，4种碱基，4种核苷酸，B错误；不同DNA所含碱基排列顺序不同，属于DNA分子的特异性，可以根据这一点来进行不同DNA分子的鉴定，C正确；DNA分子的特异性主要表现为每个DNA分子都有特定的碱基序列，这也是DNA指纹的主要依据，D正确。
7.（2025·湖南长沙期末）血红蛋白是一种由四条肽链构成的蛋白质，由血红素和珠蛋白两部分组成，血红素是它的非蛋白部分，其中含有铁。血红蛋白具有别构效应。当它未与氧气结合时，处于紧密型构象状态，不易与氧气结合；当氧气与1个亚基结合后，会引起该亚基构象改变，这个亚基构象改变会引起其他3个亚基的构象改变，使整个血红蛋白的结构变得松弛，易与氧气结合。下列叙述正确的是（ ）
A.构成血红蛋白的氨基酸中含有铁元素
B.血红蛋白的4个亚基是通过肽键相互连接的
C.别构效应导致血红蛋白的空间构象发生改变而变性
D.别构效应能大大提高血红蛋白与氧气的结合速率
解析：D 铁元素是血红蛋白的组成成分，但在构成血红蛋白的氨基酸中不含有铁元素，A错误；氨基酸通过脱水缩合形成肽键，连接成肽链，血红蛋白具有4条多肽链，每一条多肽链都有1个亚基，亚基之间通过氢键或二硫键等连接，B错误；别构效应改变了蛋白质的空间结构，但没有破坏蛋白质的空间结构，而变性是在理化因素作用下破坏了蛋白质的空间结构，使之失去相应的功能，C错误；由题干可知，别构效应可以使整个血红蛋白的结构变得松弛，易与氧气结合，提高氧合速率，D正确。
8.（2025·黑龙江哈尔滨期末）生物体内有一种被称为“BMAL1”的蛋白质，能促进脂肪堆积，这种蛋白质在白天减少，在夜间增多。下列有关叙述正确的是（ ）
A.大多数动物脂肪含有不饱和脂肪酸
B.糖类和脂肪之间的转化程度没有明显差异
C.“BMAL1”在夜间可能会促进糖类转化为脂肪
D.人在白天多进食可能比在夜间多进食更容易发胖
解析：C 植物脂肪大多含不饱和脂肪酸，而大多数动物脂肪含有饱和脂肪酸，A错误。糖类和脂肪是可以相互转化的，但是糖类和脂肪之间的转化程度是有明显差异的。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供能不足时，才会分解供能，而且不能大量转化为糖类，B错误。“BMAL1”能促进脂肪堆积，这种蛋白质在白天减少，夜间增多，故在夜间可能会促进糖类转化为脂肪，C正确。因为蛋白质“BMAL1”能促进脂肪堆积，这种蛋白质在白天减少，夜间增多，所以在夜间多进食更容易发胖，D错误。
9.（2025·内蒙古鄂尔多斯期末）美国肥胖周大会上曾公布了一种肥胖症新药——司美格鲁肽（一种多肽），该药是体内某种激素的类似物，可用于长期体重管理。数据显示：接受司美格鲁肽治疗的成年患者，在2年研究期间实现了显著和持续的体重减轻。下列相关叙述错误的是（ ）
A.成年肥胖症患者使用新药司美格鲁肽时，只能注射不能口服
B.组成司美格鲁肽的基本单位都只含有一个氨基和一个羧基
C.被高温处理后的司美格鲁肽可与双缩脲试剂发生紫色反应
D.司美格鲁肽起信息传递作用，其功能与空间结构密切相关
解析：B 司美格鲁肽是多肽，口服会在消化道内被分解而失去原有的功能，所以只能注射不能口服，A正确；司美格鲁肽的基本单位是氨基酸，至少含有一个氨基和一个羧基，B错误；司美格鲁肽被高温处理后仍含有“—CO—NH—”结构，可以和双缩脲试剂发生紫色反应，C正确；司美格鲁肽是一种信息分子，起信息传递作用，其功能与空间结构密切相关，D正确。
10.（2025·山东菏泽期中）把子肉是济南传统鲁菜。把子肉讲究用酱油来烹调，不放盐，猛火开锅文火慢炖，肥而不腻、瘦而不柴，入口有醇厚的余香。趁热连肉带汁浇在白米饭上，亦十分甘美。现如今，吃一份大米干饭把子肉，成为普通百姓平淡生活中的一种享受。下列叙述错误的是（ ）
A.大米干饭把子肉中的多糖有糖原、纤维素、淀粉等
B.在炖肉的过程中，蛋白质会发生变性，从而破坏蛋白质的营养价值
C.肥肉的主要成分是脂肪
D.把子肉中含有无机盐
解析：B 大米干饭把子肉中确实包含多种多糖，如淀粉是大米的主要成分，纤维素是植物细胞壁的组成部分，动物的肉中有糖原，A正确；在炖肉的过程中，蛋白质可能会发生变性，但是这种变性主要改变的是蛋白质的物理性质，而不是其营养价值，人类对蛋白质的消化吸收不会因此受到负面影响，B错误；肥肉的主要成分是脂肪，C正确；把子肉是由肉和调料制成的，其中含有一些无机盐成分，比如肉本身含有钠和钾等无机盐，D正确。
11.（2025·福建泉州期末）北京烤鸭是北京传统特色美食，所用的肉鸭在育肥期主要以玉米、谷类等为饲料。北京烤鸭通常的食用方法为小麦粉制作的荷叶饼，抹上甜面酱，放上烤鸭片、葱条、黄瓜条等，卷起食用。回答下列问题：
（1）黄瓜条脆嫩可口，主要原因是其细胞含有较多 自由水 （填“自由水”或“结合水”）。其体内不能作为能源物质的糖类有 核糖、脱氧核糖、纤维素 。（答出2种即可）
（2）烤鸭片含有的脂肪主要为 饱和 （填“饱和”或“不饱和”）脂肪酸。从鲨鱼、鳕鱼的肝脏中提炼出来的鱼肝油（室温呈液态）富含脂肪酸、维生素A和维生素D等物质，鱼肝油中的脂肪酸大多数为 不饱和 （填“饱和”或“不饱和”）脂肪酸。
（3）黄瓜和葱条中膳食纤维中的纤维素和鸭肉中糖原的组成单体都是葡萄糖，但二者功能不同，原因是 葡萄糖的连接方式不同，导致纤维素和糖原的结构不同 。
（4）北京肉鸭食用玉米、谷类等饲料能迅速育肥，同等质量的脂肪和糖类相比，脂肪储能更多，是因为脂肪中H 元素的含量更高。
（5）老北京的豆汁中含有丰富的植物蛋白质，某同学觉得豆汁加热饮用会影响其营养价值，你认为有道理吗？ 没有 （填“有”或“没有”）。为什么？ 蛋白质不能直接被人体吸收而是要消化成氨基酸后才能被吸收，加热使蛋白质变性，是使蛋白质的空间结构改变，并不影响其氨基酸组成 。
解析：（1）生物体内含量最多的化合物是水，主要是自由水，黄瓜条脆嫩可口，主要原因就是其细胞含有较多自由水。黄瓜体内不能作为能源物质的糖类有核糖、脱氧核糖、纤维素。
（2）大多数动物脂肪含有饱和脂肪酸，室温时呈固态，即烤鸭片含有的脂肪主要为饱和脂肪酸。植物脂肪大多含有不饱和脂肪酸，在室温下呈液态，鱼肝油室温呈液态，其中的脂肪酸大多数为不饱和脂肪酸。
（3）黄瓜和葱条中膳食纤维中的纤维素和鸭肉中糖原的组成单体都是葡萄糖，但二者功能不同，原因是葡萄糖的连接方式不同，导致纤维素和糖原的结构不同。
（4）脂质分子中氧的含量远远少于糖类，而氢的含量更多，所以同等质量的脂肪和糖类相比，脂肪储能更多。
（5）豆汁中含有丰富的植物蛋白质，蛋白质是生物大分子，不能直接被人体吸收而是要消化成氨基酸后才能被吸收，加热使蛋白质变性，变性的蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解，但并不影响其氨基酸组成，所以豆汁加热饮用不会影响其营养价值。
7 / 8章末质量检测（一） 走近细胞 组成细胞的分子
（满分：100分）
一、选择题（本题共19小题，共42分。第1～15小题，每小题2分；第16～19小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1.（2025·安徽蚌埠期中）细胞学说的建立是一个漫长而曲折的过程。下列相关叙述正确的是（ ）
A.维萨里通过大量尸体解剖揭示了人体在组织水平的结构
B.列文虎克用显微镜观察木栓组织，发现并命名了细胞
C.施莱登和施旺将科学观察和归纳概括相结合创建了细胞学说
D.耐格里提出“所有的细胞都来源于先前存在的细胞”
解析：C 维萨里通过大量尸体解剖揭示了人体在器官水平的结构，A错误；罗伯特·胡克用显微镜观察木栓组织发现并命名了细胞，B错误；施莱登和施旺将科学观察和归纳概括相结合形成理论，随后创建了细胞学说，C正确；魏尔肖提出“所有的细胞都来源于先前存在的细胞”，D错误。
2.下列关于统一性和多样性的表述，错误的是（ ）
A.细胞学说的创立将千变万化的动植物通过细胞结构统一起来
B.原核细胞和真核细胞多种多样，均具有多样性
C.不同细胞都有相似的基本结构，即都有细胞膜、细胞质和细胞核
D.细胞的统一性说明生物之间存在着或近或远的亲缘关系
解析：C 细胞学说指出一切动植物都由细胞发育而来，由细胞及细胞产物构成，所以细胞学说的创立将千变万化的动植物通过细胞结构统一起来，A正确；原核细胞和真核细胞均具有多种多样的形态，即二者均具有多样性，B正确；真核细胞具有核膜包被的细胞核，原核细胞没有核膜包被的细胞核，C错误；细胞是生物体结构与功能的基本单位，细胞的统一性说明生物之间存在着或近或远的亲缘关系，D正确。
3.（2025·河南驻马店期末）下列关于水和无机盐的叙述，不正确的是（ ）
A.哺乳动物血液中必须含有一定量的Ca2＋，若血液中的Ca2＋含量太低，会出现抽搐症状
B.水在不同细胞的含量可能不同，水可以作为细胞内良好的溶剂，但不是细胞的结构物质
C.高强度运动后肌肉产生的乳酸不会导致人体内pH剧烈变化，这与某些无机盐离子有关
D.Fe是构成血红素的重要元素，Mg是构成叶绿素的重要元素，它们都是细胞内重要化合物的成分
解析：B 哺乳动物血液中必须含有一定量的Ca2＋，若血液中的Ca2＋含量太低，会出现抽搐症状，说明无机盐对维持细胞的生命活动具有重要作用，A正确；水在不同细胞的含量可能不同，自由水可以作为细胞内良好的溶剂，但结合水可作为细胞的结构物质，B错误；高强度运动后肌肉产生的乳酸不会影响人体内的pH，主要是血浆中含有缓冲物质，如H2CO3/NaHCO3等，可维持pH的平衡，C正确；Fe是构成血红素的重要元素，Mg是构成叶绿素的重要元素，它们都是细胞内重要化合物的成分，D正确。
4.下表是用于无土栽培番茄的一种培养液配方，下列说法不正确的是（ ）
A.在该培养液配方中，属于微量元素的是Fe
B.构成番茄植株的细胞中，含量最多的有机化合物是蛋白质
C.番茄中含有丰富的还原糖，可用番茄汁作为检测还原糖的材料
D.水在番茄细胞中承担着构建细胞、参与细胞生命活动等重要功能
解析：C 细胞中常见的化学元素有20多种，含量较少的为微量元素，包括Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等，A正确；构成番茄植株的细胞中，含量最多的化合物是水，最多的有机化合物是蛋白质，B正确；番茄汁为红色，会干扰实验现象的观察，故不能用番茄汁作为检测还原糖的材料，C错误；水在细胞中有两种存在形式，自由水和结合水，承担着构建细胞、参与细胞生命活动等重要功能，D正确。
5.（2025·云南昆明期中）细胞中的脂质种类繁多，结构与功能也有所不同。下列叙述正确的是（ ）
A.原核细胞中不含有磷脂
B.胆固醇能促进人体肠道对钙和磷的吸收
C.磷脂中甘油的两个羟基与磷酸及其他衍生物结合
D.脂肪具有保护内脏器官、缓冲和减压的作用
解析：D 磷脂是构成细胞膜的重要成分，原核细胞中含有磷脂，A错误；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，维生素D能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收，B错误；磷脂中甘油的一个羟基与磷酸及其他衍生物结合，C错误；脂肪具有保护内脏器官、缓冲和减压的作用，另外脂肪还具有保温的作用，D正确。
6.（2025·甘肃白银期末）鸟类在长途迁徙过程中，依靠体内的磁受体蛋白MagR（含S、Fe等多种元素）来判断方向。下列说法错误的是（ ）
A.S可能位于MagR的R基上
B.MagR一定含有生物体内所有的必需氨基酸
C.外界环境温度的变化一般不会对体内MagR的空间结构造成影响
D.MagR的功能与组成其的氨基酸的种类、数目、排列顺序等均有关系
解析：B 每个氨基酸包括一个中央碳原子、一个氨基、一个羧基、一个氢和一个R基，S元素可能位于MagR的R基上，A正确；氨基酸包括必需氨基酸和非必需氨基酸，MagR不一定含有生物体内所有的必需氨基酸，B错误；鸟类是恒温动物，外界环境温度发生改变，鸟类体内环境温度基本不变，因此外界环境温度的变化一般不会对体内MagR的空间结构造成影响，C正确；蛋白质的结构决定功能，蛋白质的结构与组成其的氨基酸的种类、数目、排列顺序等均有关系，D正确。
7.（2025·江苏扬州检测）《科学》杂志报道，生物学家们发现了一种无需借助显微镜就能用肉眼看到的细菌，名为华丽硫珠菌，它也是有史以来人类发现的最大的细菌（如图）。该菌细胞中含有两个膜囊，膜囊甲包含所有遗传物质；膜囊乙充满了水，占细菌总体积的73％，紧贴细胞壁。下列相关叙述错误的是（ ）
A.该菌属于单细胞生物，既属于细胞层次又属于个体层次
B.该菌细胞内含有遗传物质RNA和DNA，只有核糖体一种细胞器
C.与一般的细菌不同，该菌的遗传物质分布在膜囊中，与真核细胞较为相似
D.可推测该菌的出现弥补了生物进化过程中由原核生物向真核生物过渡的空白
解析：B 分析题意，该菌属于细菌，该菌属于单细胞生物，既属于细胞层次又属于个体层次，A正确；该菌细胞内含DNA和RNA，但遗传物质是DNA，B错误；一般细菌的遗传物质DNA存在于拟核内，而据题意可知，该菌细胞中含有两个膜囊，膜囊甲包含所有遗传物质，与一般的细菌不同，而与真核细胞较为相似，可推测该菌的出现弥补了生物进化过程中由原核生物向真核生物过渡的空白，C、D正确。
8.（2025·河南焦作检测）染色和显色反应是生物实验常用的方法，下列关于染色和显色反应的叙述正确的是（ ）
A.向2 mL苹果组织样液中加入1 mL的斐林试剂，混匀后65 ℃水浴加热，溶液呈现砖红色
B.向2 mL鸡蛋清中加入3～4滴0.01 g/mL的CuSO4溶液，混匀后出现紫色
C.将花生子叶制成临时切片，直接置于光学显微镜下，能观察到橘黄色脂肪颗粒
D.可用斐林试剂检测麦芽糖能否被麦芽糖酶水解
解析：A 苹果组织样液中含有还原糖，还原糖和斐林试剂在水浴加热（50～65 ℃）条件下会出现砖红色沉淀，A正确。用双缩脲试剂鉴定蛋白质时，应该先加NaOH溶液创造碱性环境，再向组织样液中加入3～4滴0.01 g/mL的CuSO4溶液，混匀后才出现紫色，B错误。观察脂肪颗粒时，应将泡过的花生子叶切成薄片，放在载玻片中央，滴加苏丹Ⅲ染液染色，用吸水纸吸去染液，再滴加1～2滴体积分数为50％的酒精溶液，洗去浮色；用吸水纸吸去花生子叶周围的酒精，滴一滴蒸馏水，盖上盖玻片，制成临时切片；置于光学显微镜下，能观察到橘黄色脂肪颗粒，C错误。麦芽糖及麦芽糖水解产物都属于还原糖，都能与斐林试剂反应，因此麦芽糖能否被麦芽糖酶水解不可用斐林试剂检测，D错误。
9.（2025·河南焦作期中）图甲、乙依次为蛋白质、核酸的单体结构示意图。下列叙述错误的是（ ）
A.①可为羧基或氨基，R基的种类决定了甲的种类
B.图甲的种类、数量及排列顺序影响蛋白质的多样性
C.若④是核糖，则图乙物质可表示RNA的单体
D.若⑤是尿嘧啶，则图乙只能代表尿嘧啶脱氧核糖核苷酸
解析：D 图甲为构成蛋白质的基本单位氨基酸的结构简式，①可为羧基或氨基，不同种类的氨基酸的R基不同，R基的种类决定了氨基酸的种类，A正确；蛋白质结构多样性由氨基酸的种类、数量及排列顺序和多肽链盘曲折叠形成的空间结构决定，B正确；若④为核糖，则图乙物质可表示核糖核苷酸，是组成RNA的单体，C正确；若⑤是尿嘧啶，则图乙可代表尿嘧啶核糖核苷酸，D错误。
10.人皮下组织的7-脱氢胆固醇经紫外线照射可转变成维生素D，植物或酵母中的麦角固醇经紫外线照射也可转变为维生素D。下列叙述正确的是（ ）
A.细胞内的固醇类物质可以相互转化，糖类与脂质也可相互转化
B.人体内固醇类物质主要包括磷脂、性激素和维生素D等
C.适当晒太阳可促进胆固醇转变为维生素D，进而转变为钙、磷
D.动植物细胞膜含有少量的胆固醇，有利于细胞中脂质的运输
解析：A 磷脂不属于固醇类物质，B错误；维生素D可促进肠道对钙、磷的吸收，不能转变为钙、磷，C错误；植物细胞的细胞膜不含胆固醇，D错误。
11.（2025·河南许昌检测）多糖、蛋白质、核酸等生物大分子构成了细胞生命大厦的基本框架，将它们彻底水解后，得到的产物分别是（ ）
A.单糖；氨基酸；磷酸、五碳糖、含氮碱基
B.葡萄糖；多肽；磷酸、核糖、含氮碱基
C.单糖；氨基酸；盐酸、五碳糖、含氮碱基
D.葡萄糖；多肽；氨基酸、五碳糖、磷酸及其衍生物
解析：A 多糖的基本组成单位是单糖，多糖彻底水解产物是单糖；蛋白质的基本组成单位是氨基酸，蛋白质彻底水解的产物是氨基酸；核酸基本组成单位是核苷酸，核苷酸是由磷酸、五碳糖、含氮碱基构成的，核酸彻底水解产物是磷酸、五碳糖、含氮碱基，A正确，B、C、D错误。
12.寨卡病毒是一种RNA病毒，物质A和B表示生物大分子。如图表示寨卡病毒的分子组成。下列有关叙述正确的是（ ）
A.A可与双缩脲试剂发生蓝色反应
B.B多样性是因为b的排列顺序极其多样
C.人体中的小分子a有21种，而小分子b有8种
D.A变性是由肽键断裂造成的
解析：B 寨卡病毒的组成成分是蛋白质和RNA，则题图中A为蛋白质，因为A由C、H、O、N四种元素构成，B为RNA，因为B由C、H、O、N、P五种元素构成，蛋白质可与双缩脲试剂发生紫色反应，A错误；RNA多样性是由于核糖核苷酸排列顺序极其多样，B正确；a为氨基酸，b为核糖核苷酸，人体中组成蛋白质的氨基酸有21种，而核糖核苷酸有4种，C错误；蛋白质变性会破坏蛋白质的空间结构，肽键不断裂，D错误。
13.（2025·云南昆明期中）肽酶P能断裂带有侧链R4的氨基酸和相邻氨基酸的羧基基团之间的肽键。下列叙述正确的是（ ）
A.该肽链中含有游离的氨基和羧基各一个
B.如图所示肽链有4个肽键，是四肽
C.肽酶P可以催化⑤⑦处的化学键断裂
D.在肽酶P的作用下，所得的两条肽链比原多肽多了1个氧原子
解析：D 该肽链中含有游离的氨基和羧基数至少各1个，A错误；氨基酸数＝肽键数＋肽链数，如图所示肽链有4个肽键，则是由5个氨基酸脱水缩合形成的五肽，B错误；分析题意，肽酶P能断裂带有侧链R4的氨基酸和相邻氨基酸的羧基基团之间的肽键，由此可知，肽酶P可以催化⑤处的化学键断裂，C错误；在肽酶P的作用下，水解一个肽键，形成一个三肽和一个二肽，需要1分子水，所得的两条肽链比原多肽分子多了1个氧原子，D正确。
14.（2025·广东茂名检测）寒冷的冬天，细胞被冰冻时，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。下列说法正确的是（ ）
A.经抗寒锻炼的小麦细胞内蛋白质分子中外露的巯基可能增加以抵抗寒冷的天气
B.由图可知，细胞在结冰和解冻过程中涉及到蛋白质的空间结构和肽键的变化
C.由结构与功能相适应的观点可知，蛋白质类药物放入冰箱冷冻后还能使用
D.据题分析推测种植在北方的植物可能具有较强的抗巯基氧化能力
解析：D 经抗寒锻炼的小麦蛋白质分子中外露的巯基可能减少，形成二硫键避免结冰，A错误；由图可知，细胞在结冰过程中形成的是二硫键，解冻过程中蛋白质的氢键断裂，空间结构发生改变，B错误；蛋白质类药物放入冰箱冷冻后解冻过程中氢键断裂，形成分子间的二硫键，空间结构改变，功能可能改变，C错误；结冰过程中蛋白质分子中相邻近的巯基（—SH）氧化形成二硫键，所以种植在北方的植物可能具有较强的抗巯基氧化能力，D正确。
15.（2025·江苏镇江检测）催产素为一种多肽类激素，具有催产和排乳的作用。如图为其结构简式（各氨基酸残基用3个字母缩写表示，如Cys表示半胱氨酸残基），相关叙述错误的是（ ）
A.催产素的元素组成为C、H、O、N和S
B.催产素为环九肽，由8种氨基酸构成
C.催产素分子中至少含2个氨基和1个羧基
D.核糖体上合成催产素时会脱去8分子水
解析：B 催产素为一种多肽类激素，其含有C、H、O、N元素，且存在二硫键，所以含有S元素，A正确；催产素不是环状九肽，其中有两个Cys（半胱氨酸残基），所以是由8种氨基酸构成的，B错误；因为催产素为链状多肽，氨基和羧基存在于R基中和肽链的两端，由结构简式可知，至少含有2个氨基和1个羧基，C正确；催产素为九肽，形成过程中脱去的水分子数＝氨基酸数－肽链条数＝9－1＝8，D正确。
16.（2025·山东淄博期中）水和无机盐对动植物的生命活动影响非常大。下列叙述正确的是（ ）
A.水分子易与带正电荷或负电荷的分子结合，因此可作为脂质等物质的良好溶剂
B.细胞中的血红素由于含大量元素铁而呈红色
C.哺乳动物的骨骼中必须含有一定量的Ca2＋，若Ca2＋含量太低，动物会出现抽搐等症状
D.人体内Na＋缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最终引发肌肉酸痛、无力等
解析：D 脂质通常都不溶于水，A错误；铁是微量元素，B错误；血液中缺钙抽搐，骨骼中缺钙是骨质疏松，C错误；人体内Na＋缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最终引发肌肉酸痛、无力等，D正确。
17.（2025·吉林长春期末）下列关于蛋白质结构、功能及多样性的叙述，不正确的是（ ）
A.蛋白质分子内部可能存在肽键、二硫键、氢键
B.不同蛋白质结构不同，与构成它们的氨基酸的种类、数目、排列顺序及空间结构有关
C.蛋白质经高温处理后遇双缩脲试剂仍会出现紫色反应
D.有些蛋白质可能具有调节血糖的功能
解析：B 蛋白质分子内部可能存在肽键（连接氨基酸）、二硫键（维持蛋白质的空间结构等）、氢键（对蛋白质的二级结构等有影响），A正确；不同蛋白质结构不同，与构成它们的氨基酸的种类、数目、排列顺序有关，还与肽链盘曲折叠所形成的空间结构有关，这里表述为氨基酸的空间结构是错误的，B错误；蛋白质经高温处理后，其空间结构被破坏，但“—CO—NH—”结构依然存在，遇双缩脲试剂仍会出现紫色反应，C正确；有些蛋白质如胰岛素就具有调节血糖的功能，D正确。
18.（2025·山东德州期中）小麦种子萌发过程中糖类含量的变化如图所示。据图分析，下列叙述不正确的是（ ）
A.种子萌发过程中淀粉水解产生还原糖
B.淀粉和蔗糖都是由单糖脱水缩合形成的
C.小麦种子中各种糖类均可为其萌发提供能量
D.种子萌发时总糖量变化不大，可能其他物质转化成了糖类
解析：C 种子萌发过程中淀粉含量下降，还原糖含量上升，淀粉水解产生麦芽糖和葡萄糖，A正确；淀粉和蔗糖都是由单糖脱水缩合形成的，B正确；小麦种子中纤维素等糖类不能为其萌发提供能量，C错误；种子萌发过程中糖类氧化分解为生命活动提供能量，但总糖量变化不大，说明其他物质转化成了糖类，D正确。
19.（2025·辽宁锦州期中）如图是小陈同学绘制的生物概念模型，下列相关叙述不正确的是（ ）
A.若①表示固醇，则②③④可分别表示胆固醇、性激素、维生素D
B.若①表示蔗糖和脂肪的组成元素，则②③④可分别表示C、H、O
C.若①表示动植物共有的糖类，则②③④可分别表示核糖、脱氧核糖、葡萄糖
D.若①表示人体细胞内的储能物质，则②③④可分别表示脂肪、淀粉、糖原
解析：D 固醇包括胆固醇、性激素、维生素D等，若①表示脂质中的固醇，则②③④可分别表示胆固醇、性激素、维生素D，A正确；蔗糖由C、H、O三种元素组成，组成脂肪的化学元素为C、H、O，若①表示蔗糖和脂肪的组成元素，则②③④可分别表示C、H、O，B正确；葡萄糖、核糖和脱氧核糖均存在于动植物细胞中，若①表示动植物共有的糖类，则②③④可分别表示核糖（RNA的组成成分）、脱氧核糖（DNA的组成成分）、葡萄糖，C正确；若①表示人体细胞内的储能物质，则②③④可分别表示脂肪、肝糖原、肌糖原，不可能是淀粉，因为淀粉是植物的储能物质，D错误。
二、非选择题（本题共5小题，共58分）
20.（10分）某同学依据部分生物的共同特征对它们进行归纳，得到了①②③④四个框图，如图所示，其中噬菌体是侵染细菌的病毒，具有专一性。请回答下列问题：
（1）与图中其他生物相比，噬菌体在结构上的最主要特点是 没有细胞结构 。念珠蓝细菌的细胞内含有 藻蓝素和叶绿素 ，是能进行 光合作用 的自养生物。框③中的生物都属于 异养 （填“自养”或“异养”）生物。
（2）图中的生物，属于单细胞真核生物的有 酵母菌 。框①中的生物，在形态上多种多样，但其细胞结构具有高度的统一性，这种统一性表现在 都有细胞壁、细胞膜、细胞质、核糖体 （答出3点）等。
（3）土壤中既存在有益细菌，也存在有害细菌。农业生产上，噬菌体可用于改良土壤微生物群落，原理是 通过特定噬菌体感染和杀死有害细菌，可促进有益微生物的生长 。
解析：（1）噬菌体是侵染细菌的病毒，与图中其他生物相比，病毒在结构上最主要的特点是没有细胞结构。念珠蓝细菌的细胞中含有藻蓝素和叶绿素，是能进行光合作用的自养生物。框③中的噬菌体和酵母菌都属于异养生物。
（2）噬菌体属于病毒，念珠蓝细菌属于原核生物，酵母菌属于单细胞真核生物，黑藻和金鱼藻都属于多细胞真核生物。框①中的生物，其细胞结构的统一性主要表现在都有细胞壁、细胞膜、细胞质、核糖体等。
（3）通过特定噬菌体感染和杀死有害细菌，可促进有益微生物的生长，从而改良土壤微生物群落。
21.（10分）（2025·四川自贡检测）做生物组织中可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定实验时，需根据实验要求选择不同的实验材料。请根据表中所列各种材料回答问题。
各种可供实验的材料
柑橘 红桃 黑豆 黄豆 花生 种子 大米 苹果 血红 蛋白
（1）表中适合用于鉴定可溶性还原糖的最理想材料是 苹果 ，理由是该组织细胞 富含还原糖并且颜色接近白色 。鉴定过程：向试管中加入2 mL 组织样液，加入适量的 斐林试剂 混匀，然后放入温度为50～65 ℃水中加热，这种加热方式叫作 水浴 加热。
（2）表中适合用于鉴定脂肪的最理想材料是 花生种子 ，鉴定时需将材料切片，并制成临时装片，其过程要用到体积分数为50％的酒精，酒精的作用是 洗去浮色 ，将装片放在显微镜下观察，如果焦距已经调好，但发现有的地方清晰有的地方模糊，原因是 切片厚薄不均 。
（3）表中适合用于鉴定蛋白质的最理想材料是 黄豆 ；鉴定过程：先向试管内注入2 mL组织样液；然后向试管内加入2 mL双缩脲试剂A液，摇匀，再向试管内加入3～4滴双缩脲试剂B液，摇匀。只加3～4滴双缩脲试剂B液而不能过量的原因是 过量的双缩脲试剂B液会使溶液成蓝色，会掩盖反应的紫色 。
解析：（1）苹果组织细胞含有还原糖并且颜色接近白色，适合于鉴定可溶性还原糖，可利用斐林试剂鉴定还原糖，鉴定过程需要水浴加热。
（2）表中适合用于鉴定脂肪的最理想材料是花生种子，鉴定时需将材料切片，并制成临时装片，其过程要用到体积分数为50％的酒精，酒精的作用是洗去浮色；将装片放在显微镜下观察，如果焦距已经调好，但发现有的地方清晰有的地方模糊，可能是因为切片厚薄不均。
（3）表中适合用于鉴定蛋白质的材料是黄豆。双缩脲试剂B液中含有铜离子，铜离子的颜色是蓝色的，所以不能加入过多，否则蓝色会掩盖紫色。
22.（12分）（2025·河南焦作期中）某研究小组测定小麦种子成熟过程中相关物质干重的百分含量，结果如图1所示。请回答：
（1）由图1可知，成熟小麦种子中主要的营养物质是 淀粉 ，将其彻底水解得的产物为 葡萄糖 。
（2）据图1分析，在第6～20天内小麦种子中淀粉含量上升的原因是 还原糖和蔗糖不断转化成淀粉 。
（3）小麦中含有多种蛋白质，科学家从某人的食糜中发现有如图2所示结构的化合物。该化合物叫 五肽 ，形成该化合物的过程是 脱水缩合 ，图2中虚线方框所示结构的名称为 肽键 。
（4）蛋白质是生命活动的主要承担者，它除了有免疫功能和信息传递、调节机体的生命活动功能外，还具有 参与组成细胞结构 、 催化 、 运输 等功能。
（5）播种等量的小麦种子和花生种子， 花生 种子需要浅播，因为该种子中 脂肪 （填化合物名称）含量多，氧化分解时耗氧更多。
解析：（1）据图1可知成熟的小麦种子含量最多的有机物是淀粉，即成熟小麦种子中主要的营养物质是淀粉，淀粉是多糖，彻底水解产物是葡萄糖。
（2）由图1可知，在种子成熟的第6～20天内，还原糖和蔗糖含量逐渐减少，淀粉含量逐渐增加，蛋白质的含量基本不变，故可知在种子发育过程中，还原糖和蔗糖不断转化成淀粉。
（3）图2展示的是肽链，含有四个肽键，则该化合物叫五肽，形成该化合物的过程是脱水缩合。肽键是指连接两个氨基酸分子之间的化学键，图中虚线方框所示结构的名称为肽键。
（4）蛋白质具有参与组成细胞结构、催化、运输、信息传递和免疫等重要功能。
（5）花生种子中脂肪含量多，与糖类相比，脂肪H的含量高，O的含量少，故脂肪氧化分解时消耗氧气较多，故播种等量的小麦种子（富含淀粉）和花生种子，花生种子需要浅播。
23.（12分）（2025·甘肃兰州检测）如图1所示的图解表示构成生物体的元素、化合物及其作用，其中a、b、d、e代表小分子，A、B、E代表不同的生物大分子，请据图回答下列问题：
（1）图2为图1中物质A的部分结构，当表示的是原核生物的遗传物质片段时，④的中文全称是 鸟嘌呤脱氧核苷酸 。在HIV病毒中③共有 4 种，其遗传物质的初步水解产物为 核糖核苷酸 。
（2）若E是动物细胞中的储能物质，则E是 糖原 ，其在人体中主要分布于 肝脏细胞和肌肉 细胞。
（3）物质d是 雌激素 。物质F是 脂肪 ，其在动植物细胞中均可含有，并且由于含能量多而且占体积小，被生物体作为长期储备能源物质，从进化的角度分析这是经过长期的自然选择的结果。
（4）物质b的名称为 氨基酸 ，图中的“？”是指 N 等元素。
（5）图3是某物质的部分结构示意图，请在图中补充完整。
图3
答案：（5）—CO—NH—
解析：（1）物质a是由C、H、O、N、P组成，表示核苷酸，原核生物的遗传物质是DNA，④的全称是鸟嘌呤脱氧核苷酸。HIV中含有的核酸是RNA，其中含有4种③含氮碱基，即A、G、C、U，其遗传物质是RNA，初步水解的产物为核糖核苷酸。
（2）动物细胞中的储能物质是E糖原，在人体中主要分布于肝脏细胞和肌肉细胞中，人体的肝脏细胞中有肝糖原，肌肉细胞中有肌糖原。
（3）由分析可知，物质d为雌激素，物质F由C、H、O组成，物质F表示脂肪，是生物体内重要的储能物质。
（4）病毒由蛋白质和核酸组成，物质B是蛋白质，物质b是氨基酸，其组成元素是C、H、O、N，图中的“？”是指N元素。
（5）如图是由两个氨基酸组成的二肽，连接两个氨基酸的化学键为肽键，因此，方框中为—CO—NH—。
24.（14分）（2025·福建泉州期末）血红蛋白（HbA）是红细胞的主要组成部分，能与氧结合并运输氧。每个血红蛋白分子由1个珠蛋白和4个血红素（血红素中心为1个铁原子）组成。每个珠蛋白有4条肽链，即2条α链、2条β链，每条α链都是141肽，每条β链由146个氨基酸构成。如图是血红蛋白的四级结构示意图，请回答下列问题：
（1）血红蛋白的一级结构指 肽链上氨基酸的排列顺序 。初始合成的珠蛋白中 不含 （填“含”或“不含”）铁元素。若将1分子血红蛋白彻底水解需 570 个水分子。
（2）血红蛋白与肌红蛋白不同，由四条肽链组成，每条链都含有一个血红素辅基，两种蛋白质分子中氨基酸的数目、种类和排列顺序不同，但它们的主要功能却具有相似性，试分析原因： 两者的空间结构相似（且都含血红素辅基） 。
（3）蛋白质表面吸附的水构成“水膜”以保护蛋白质。强酸能破坏蛋白质表面的“水膜”使蛋白质变性，导致其空间结构都变得伸展、松散，从而暴露出更多的肽键。双缩脲试剂可与“—CO—NH—”结构发生络合反应显紫色。为验证盐酸能使蛋白质变性，可选用 豆浆 （填“HbA”或“豆浆”）为材料，对照组滴加1 mL蒸馏水，实验组滴加 1 mL盐酸 ，并用双缩脲试剂检测，预测实验结果是 实验组样液的紫色程度比对照组的深 。
（4）若血红蛋白的某条β链，其分子式为CxHyNzOwS（z＞146，w＞147），并且是由如图五种氨基酸组成的，那么，将该条β链彻底水解后将会得到 （w－147）/2 个天冬氨酸（结果可含分子式中的未知数）。
解析：（1）血红蛋白的一级结构指肽链上氨基酸的排列顺序。初始合成的珠蛋白中不含铁元素，铁原子位于血红素中。血红蛋白是由141×2＋146×2＝574个氨基酸构成的肽链，若将1分子血红蛋白彻底水解需断裂574－4＝570个肽键，需要570个水分子。
（2）血红蛋白与肌红蛋白分子中氨基酸的数目、种类和排列顺序不同，但它们的主要功能却具有相似性，原因是两者的空间结构相似（且都含血红素辅基）。
（3）双缩脲试剂可与蛋白质中的“—CO—NH—”结构发生络合反应显紫色，因此在鉴定蛋白质时应选择无色或颜色较浅的实验材料，便于观察颜色反应。为验证盐酸能使蛋白质变性，可选用豆浆为材料，血红蛋白是红色，会干扰实验结果；本实验自变量为是否添加盐酸，因变量为双缩脲试剂与“—CO—NH—”结构发生显色反应的程度即颜色深度，因此对照组滴加1 mL蒸馏水，实验组滴加1 mL盐酸，并用双缩脲试剂检测，预测实验结果：由于盐酸使蛋白质变性，导致空间结构改变，“—CO—NH—”结构暴露出来，所以实验组样液的紫色程度比对照组的深。
（4）一条β链的分子式为CxHyNzOwS，若一条β链的水解产物只有图中所示5种氨基酸，由题图可知，这5种氨基酸中只有天冬氨酸含有2个羧基，假设天冬氨酸的数目为M，根据146个氨基酸所含的氧原子总数减去脱水缩合形成β链丢掉的氧原子数等于β链中的氧原子数可得：（146－M）×2＋4M－（146－1）＝w，解得M＝（w－147）/2。
11 / 11第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者
学习目标
1.通过对蛋白质结构多样性与功能多样性的学习，形成结构和功能观。 2.通过分析氨基酸脱水缩合过程，培养逻辑思维与推理能力。 3.通过对蛋白质与人体健康及在疾病治疗等方面的应用分析，落实社会责任。
知识点一 蛋白质的功能及其基本组成单位——氨基酸
1.蛋白质的功能
（1）蛋白质是生命活动的 主要承担者 。
（2）
2.蛋白质的基本组成单位——氨基酸
（1）氨基酸的结构
①结构通式： 。
②结构特点
数量上：至少都含有一个 氨基（—NH2） 和一个 羧基（—COOH） 。
位置上：都有一个氨基和一个羧基连接在 同一个碳原子 上。
提醒：单独书写氨基酸的氨基或羧基的化学基团时，前面的横线代表化学键，不要漏掉。
（2）氨基酸的种类
①在人体中，组成蛋白质的氨基酸有 21 种。
②种类
提醒：谐音巧记8种必需氨基酸
【微思考】 不同氨基酸的性质不同，这主要由什么结构决定的？请说明理由。
提示：R基。组成人体蛋白质的21种氨基酸只有R基结构是不同的。
（1）蛋白质具有催化、免疫、遗传、调节等各种功能。 （×）
提示：蛋白质不具有遗传功能。
（2）具有氨基和羧基的化合物，都是构成蛋白质的氨基酸。 （×）
提示：氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，该碳原子上还连接一个H和一个侧链基团。
（3）组成生物体的蛋白质中，甘氨酸的相对分子质量最小。 （√）
探究｜分析氨基酸的结构
氨基酸是组成蛋白质的基本单位，从蛋白质水解产物中分解出来的氨基酸有21种，如图为四种氨基酸的结构示意图。
（1）构成蛋白质的氨基酸共有的部分是 。
（2）材料中四种氨基酸的R基分别是 —CH3、—CH2—SH、—（CH2）4—NH2、—CH2—COOH 。
（3）若有一个以上的氨基或羧基，多出来的氨基或羧基分布在哪里？
提示：部分氨基酸分子中含有一个以上的氨基或羧基，多出来的氨基或羧基位于R基上。
（4）由材料可否得出某化合物中只要含有氨基和羧基，就一定是构成蛋白质的氨基酸？为什么？
提示：不能。构成蛋白质的氨基酸不仅有氨基和羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
（5）试判断下列有机酸，是否属于组成蛋白质的氨基酸？并说明判断理由。
①
②
③
1.氨基酸结构通式的分析
2.“两看法”判断组成蛋白质的氨基酸
1.如图为某同学写的组成蛋白质的氨基酸的结构通式，下列叙述正确的是（ ）
A.该同学所写的结构通式是正确的
B.结构最简单的氨基酸的R基为—H
C.构成人体蛋白质的氨基酸的R基有100多种
D.每个氨基酸均只有一个氨基和一个羧基
解析：B 组成蛋白质的基本单位是氨基酸，题图中氨基应该为—NH2，A错误；构成人体蛋白质的氨基酸的R基有21种，C错误；每个氨基酸至少都含有一个氨基和一个羧基，D错误。
2.缬氨酸的R基为—C3H7，则一分子缬氨酸含有的C、H、O、N原子数依次为（ ）
A.2、4、2、1 B.5、11、2、1
C.5、9、4、1 D.5、8、2、1
解析：B 组成蛋白质的氨基酸至少都含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，分子式为C2H4O2NR。根据题意知，缬氨酸的R基为—C3H7，因此缬氨酸的结构简式为C5H11O2N，因此一分子缬氨酸含有的C、H、O、N原子数依次为5、11、2、1，B正确。
知识点二 氨基酸的脱水缩合
1.氨基酸脱水缩合的过程
（1）过程①名称： 脱水缩合 ，其过程是由一个氨基酸分子的 氨基 与另一个氨基酸分子的 羧基 相连接，同时脱去 一分子水 。
（2）物质②名称： 二肽 。
（3）结构③名称： 肽键 。
（4）参与脱水缩合的部位：一个氨基酸氨基中的 —H 和另一个氨基酸羧基中的 —OH 。
2.多肽和肽链
（1）多肽：由 多个氨基酸 缩合而成的，含有多个肽键的化合物。
（2）肽链：多肽通常呈 链状 结构，叫作肽链。
（教材P30“图2－11”）如图为某种胰岛素的二硫键示意图
（1）该胰岛素是由 2 条肽链构成的，含有 3 个二硫键。
（2）二硫键的形成过程可表示为—SH＋—SH→—S—S—＋2H，在该胰岛素形成二硫键过程中，共脱去了 6 个H。
（1）二肽是由两个氨基酸分子脱水缩合形成的，含有2个肽键。 （×）
提示：二肽中含有1个肽键。
（2）由于肽链上不同氨基酸之间能形成氢键等化学键，使得肽链能盘曲、折叠。 （√）
（3）氨基酸脱水缩合生成的H2O中的H来源于氨基，O来源于羧基。 （×）
提示：氨基酸脱水缩合生成的H2O中的H来源于氨基和羧基，O来源于羧基。
探究｜分析氨基酸脱水结合形成多肽链的过程
请结合脱水缩合过程，并参考如下多肽链的模式图分析：
（1）由2个氨基酸脱水缩合而成的化合物的名称是什么？其内含有多少个肽键？在形成过程中脱去多少分子水？
提示：二肽；1个；一。
（2）由n个氨基酸形成的含一条肽链的化合物名称是什么？共形成多少肽键，失去多少分子水？若n个氨基酸形成m条肽链，则形成肽键数和失去水分子数分别是多少？试总结形成肽键数与氨基酸数和肽链条数的关系。
提示：n肽；（n－1）个肽键，（n－1）个水分子；
肽键数为（n－m）个，失去水分子数为（n－m）个。
肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－肽链条数。
（3）一条肽链中至少含有多少个游离的—NH2和—COOH？若m条肽链呢？试总结蛋白质中至少含有游离氨基数和游离羧基数与肽链条数的关系。
提示：各1个；各m个。至少含有的游离氨基数或羧基数＝肽链条数。
（4）假设氨基酸的平均相对分子质量为a，由n个氨基酸形成1条肽链，则该多肽的相对分子质量是多少？若形成m条肽链呢？
提示：na－18（n－1）；na－18（n－m）。
氨基酸脱水缩合的相关规律总结
肽链 数目 氨基酸相对 分子质量 氨基酸 数目 肽键 数目 脱去水分 子数目 肽链相对 分子质量 氨基（或 羧基）数目
1 a n n－1 n－1 na－18（n－1） 至少1个
m a n n－m n－m na－18（n－m） 至少m个
3.（2025·江苏盐城高一期中）某蛋白质分子含745个氨基酸，3条肽链。在形成此蛋白质分子时，脱下的水分子数、形成的肽键数目及至少含有游离的氨基数分别是（ ）
A.745、745和3 B.742、742和3
C.745、742和1 D.742、745和1
解析：B 肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－肽链数＝745－3＝742，游离氨基或羧基数目＝肽链数＋R基中含有的氨基或羧基数，因此至少含有游离的氨基数为3个，综上在形成此蛋白质分子时，脱下的水分子数、形成的肽键数目及至少含有游离的氨基数分别是742、742和3，B正确，A、C、D错误。
4.（教材P32“拓展应用T2”改编）某种脑啡肽具镇痛作用，可作为药物使用，如图为其结构式。下列说法错误的是（ ）
A.根据肽键数可推断组成此多肽的氨基酸数为5
B.根据R基团可判断此多肽由5种氨基酸构成
C.该种脑啡肽彻底水解需要消耗4分子水
D.该化合物的相对分子质量比构成它的氨基酸相对分子质量总和小72
解析：B 该化合物含有4个肽键，则含有5个氨基酸，A正确；这5个氨基酸的R基依次为—CH2—C6H5—OH、—H、—H、—CH2—C6H5、—CH2—CH（CH3）2，根据R基团可判断此多肽由4种氨基酸构成，B错误；该脑啡肽形成时脱去4个水分子，故完全水解也需要4个水分子参与，C正确；该化合物含有4个肽键，则在脱水缩合时脱去4个水分子，该化合物的相对分子质量比构成它的氨基酸相对分子质量总和小72，D正确。
规律方法
解答肽链图试题的一般方法
找到所有的肽键用箭头将肽键分开，将多肽分成多个部分，每一部分是一个氨基酸残基→得出氨基酸数目，有几个氨基酸就是几肽→找出氨基酸的R基，确定氨基酸的种类。
知识点三 蛋白质的结构及其多样性
1.蛋白质的四个结构层次（以血红蛋白为例）
2.蛋白质的结构多样性
（1）蛋白质结构多样性的原因
①不同蛋白质含有的 氨基酸种类、数目、排列顺序 不同。
②肽链的盘曲、折叠方式及其形成的 空间结构 千差万别。
（2）蛋白质结构与功能的关系
蛋白质中 氨基酸序列改变或蛋白质的空间结构 改变，就可能会影响其功能，如人类的镰状细胞贫血。
3.蛋白质的变性
（1）蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的 空间构象 被破坏，从而导致蛋白质变性。
（2）应用：①鸡蛋、肉类煮熟后，由于高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，易于被 蛋白酶 水解，因而易于消化。
②经过加热、加酸、加酒精等引起细菌和病毒的 蛋白质变性 ，可以达到消毒、灭菌的目的。
（教材P33“生物科学史话”）我国科学家在1965年合成了结晶牛胰岛素。胰岛素是由17种、51个氨基酸组成的蛋白质，其氨基酸排列顺序最多可有 1751 种。
（1）蛋白质结构的多样性与构成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和空间结构有关。 （×）
提示：蛋白质结构的多样性与构成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构有关。
（2）高温会使蛋白质中的肽键断裂。 （×）
提示：高温破坏蛋白质的空间结构，不破坏肽键。
（3）氨基酸种类、数量及排列顺序都相同的蛋白质是同一种蛋白质。 （×）
提示：空间结构不同，蛋白质的结构也不同。
（4）变性的蛋白质也能与双缩脲试剂发生紫色反应。 （√）
探究｜分析蛋白质结构多样性的原因
生物界中的蛋白质种类多达1010～1012种，21种氨基酸是如何形成如此种类丰富的蛋白质的呢？如图中甲、乙、丙中“”“”代表不同的氨基酸，图丁所示为蛋白质的各级结构。分析各图代表的含义，归纳蛋白质多样性的原因。
（1）图甲、乙、丙说明：氨基酸的 种类、数目、排列顺序 不同，构成的肽链不同。
（2）图丁说明 肽链的数目和盘曲、折叠方式及其形成的空间结构 不同，构成的蛋白质不同。
（3）若氨基酸的种类和数量完全相同，形成的蛋白质就一定相同吗？
提示：不一定相同。氨基酸的排列顺序或形成蛋白质的空间结构不一定相同。
1.蛋白质结构多样性与功能多样性的关系
2.蛋白质的变性与水解
5.（2025·湖北随州期末）75％的酒精能让蜷曲、螺旋的蛋白质分子长链舒展、松弛，从而导致蛋白质变性。据此分析，75％的酒精能（ ）
A.改变氨基酸的结构 B.破坏蛋白质中的肽键
C.改变氨基酸的数目 D.破坏蛋白质的空间结构
解析：D 酒精会导致蛋白质变性，蛋白质的空间结构发生了改变，不会改变氨基酸的结构，不会破坏蛋白质中的肽键，不会改变氨基酸的数目。
6.（2025·辽宁沈阳期末）组成发丝的角蛋白由两条肽链组成，烫发过程示意图如下，下列相关叙述错误的是（ ）
A.组成头发发丝的角蛋白属于结构蛋白
B.卷发剂能断开二硫键，使蛋白质结构变得松散
C.烫发过程中，氨基酸数和肽键数都发生了改变
D.烫发通过打开和新形成二硫键，改变了角蛋白结构
解析：C 分析题意可知，角蛋白是头发的主要成分，属于结构蛋白，是构成生物体结构的重要物质，A正确；据图可知，卷发剂处理头发后，连接角蛋白两条肽链间的二硫键断裂，改变了蛋白质的空间结构，使蛋白质结构变得松散，B正确；如图所示，卷发剂处理头发时，蛋白质中的二硫键断开，物理力量处理后，形成的二硫键位置发生了改变，且二硫键数量减少，角蛋白的空间结构发生改变，但氨基酸数和肽键数都没有发生改变，C错误，D正确。
课堂小结
1.下列各项中不能体现蛋白质的功能的是（ ）
A.羽毛的主要成分为蛋白质
B.血红蛋白能够运输O2
C.性激素促进生殖细胞的生成
D.抗体具有免疫功能
解析：C 性激素属于固醇类物质，其促进生殖细胞的生成不能体现蛋白质的功能。
2.（教材P29“思考·讨论”改编）氨基酸是蛋白质的基本组成单位。如图为三种氨基酸的结构简式，下列相关叙述错误的是（ ）
A.可以用一个结构通式表示这三种氨基酸
B.三种氨基酸都只含有一个氨基、一个羧基
C.人体内，构成蛋白质的氨基酸有21种
D.以上三个氨基酸脱水缩合成三肽时形成2个肽键
解析：B 这三种氨基酸的结构通式特点为每个氨基酸分子至少有一个氨基（—NH2），一个羧基（—COOH），而且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团，这个侧链基团用R表示，A正确；第二个氨基酸的R基中含有一个羧基，因此第二个氨基酸中含有一个氨基、两个羧基，B错误；氨基酸是蛋白质的基本组成单位，人体内构成蛋白质的氨基酸有21种，C正确；根据氨基酸的脱水缩合过程可知，图中三个氨基酸脱水缩合成三肽时形成2个肽键，D正确。
3.血红蛋白分子含有两条α肽链和两条β肽链，其空间结构如图甲所示；图乙表示β肽链一端的部分氨基酸序列。请分析回答下列问题：
（1）图乙所示结构含有 3 种氨基酸，①的名称是 氨基 。
（2）血红蛋白是由574个氨基酸组成的，氨基酸经过 脱水缩合 过程形成4条多肽链，该过程中形成 570 个肽键。
（3）若两条β肽链完全相同，则图甲所示的血红蛋白至少含有 8 个羧基。
（4）据图分析，蛋白质分子的多样性是由 氨基酸的数目、种类、排列顺序以及肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构 不同导致的。
一、概念梳理必记
1.蛋白质是细胞的基本组成成分，具有参与组成细胞结构、催化、运输、信息传递、防御等重要功能。
2.每种氨基酸至少含有一个氨基（—NH2）和一个羧基（—COOH），并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
3.脱水缩合是一个氨基酸分子的羧基（—COOH）和另一个氨基酸分子的氨基（—NH2）相连接，同时脱去一分子的水的结合方式。
4.蛋白质多样性的原因是组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序千变万化，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。
5.蛋白质变性是指蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象。
二、长句表达必明
1.熟鸡蛋更容易消化的原因是高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解。
2.蛋白质变性后还可用双缩脲试剂检测的原因是蛋白质变性后空间结构改变，没有破坏氨基酸之间的肽键。
知识点一 蛋白质的功能和氨基酸的种类、结构
1.下列有关蛋白质与其功能不相符合的是（ ）
A.胃蛋白酶——催化 B.血红蛋白——运输
C.肌动蛋白——免疫 D.胰岛素——调节
解析：C 胃蛋白酶的化学本质为蛋白质，具有催化作用，A正确；血红蛋白可以运输氧气，体现了蛋白质的运输功能，B正确；肌动蛋白体现了蛋白质可以构成细胞结构的功能，C错误；胰岛素可以降低机体血糖，属于蛋白质，具有调节功能，D正确。
2.氨基酸的结构如图所示，下列有关叙述错误的是（ ）
A.部分氨基酸人体细胞不能合成
B.氨基酸的不同取决于④
C.两个氨基酸中①和③之间形成肽键
D.形成的蛋白质中的N主要存在于①
解析：D 必需氨基酸人体不能合成，只能从食物中获取，A正确；氨基酸的不同取决于R基的不同，④为R基，B正确；一个氨基酸的羧基和相邻的一个氨基酸的氨基之间脱水缩合形成肽键，C正确；形成的蛋白质中的N主要存在于“—CO—NH—”结构中，D错误。
3.（2025·宁波高一期中）人体中的谷胱甘肽酶是含硒元素的蛋白质，其活性中心为硒代半胱氨酸。如图为半胱氨酸与硒代半胱氨酸的结构式。下列相关叙述正确的是（ ）
A.可利用双缩脲试剂检测待测样液中硒代半胱氨酸的含量
B.硒代半胱氨酸与半胱氨酸的R基均不能参与化学键的形成
C.组成人体谷胱甘肽酶的氨基酸最多有21种，都可从食物中获取
D.高温会破坏谷胱甘肽酶中的肽键，而使其空间结构变得松散
解析：C 双缩脲试剂鉴定的是含有肽键的物质，不能鉴定氨基酸的含量，A错误；半胱氨酸的R基可参与二硫键的形成，B错误；组成蛋白质的氨基酸最多有21种，包括必需氨基酸和非必需氨基酸，都可以从食物中获取，C正确；高温不会破坏谷胱甘肽酶中的肽键，但是其空间结构会被破坏，变得松散，失去其相应的生物活性，D错误。
知识点二 氨基酸脱水缩合
4.两个氨基酸分子缩合形成二肽，并生成一分子水，这一分子水中的氢来自（ ）
A.羧基 B.氨基
C.羧基和氨基 D.R基
解析：C 脱水缩合是指一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接，同时脱去一分子水，其中氨基提供一个H，羧基提供一个H和O，所以脱去的水分子中的氢原子来自氨基和羧基。
5.（2025·黑龙江哈尔滨期中）如图为细胞中蛋白质合成过程简图，①～④表示相关变化过程，下列分析正确的是（ ）
A.①～④过程都叫作脱水缩合
B.④过程不相同，合成的蛋白质也就不相同
C.①②③过程形成的化学键相同，④过程一定没有新化学键形成
D.蛋白质独特的空间结构改变其功能不变
解析：B ①～③过程都叫作脱水缩合，发生在核糖体中，但④过程不是脱水缩合，而是形成特定的空间结构，A错误；④过程不相同，形成的空间结构不同，所以合成的蛋白质也就不相同，B正确；①②③过程形成的化学键相同，都是肽键，④过程可能有新化学键形成，如二硫键，C错误；蛋白质的结构决定功能，空间结构改变，则功能随之改变，D错误。
6.（2025·辽宁大连期中）某链状多肽对生物体的生命活动具有某种生理作用，由36个氨基酸形成，已知其中有4个谷氨酸（R基为—CH2CH2COOH），其他信息未知，下列关于该多肽的推测，合理的是（ ）
A.游离的氨基可能只有1个
B.至少有4个游离的羧基
C.至多有33种氨基酸
D.改变氨基酸种类不会影响其生理功能
解析：A 若构成该多肽的氨基酸的R基都不存在氨基，则该多肽游离的氨基就只有一个，A正确；该多肽含有四个谷氨酸，每个谷氨酸的R基里有一个游离的羧基，再加上肽链的一端还有一个游离的羧基，所以该多肽至少有5个游离的羧基，B错误；构成蛋白质或多肽的氨基酸至多有21种，C错误；氨基酸的种类、数目和排列顺序会影响该多肽的生理功能，D错误。
知识点三 蛋白质结构及其多样性
7.（2025·山东临沂期中）球状蛋白分子空间结构为外圆中空，蛋白质变性后，会出现生物活性丧失及一系列理化性质的变化。下列叙述错误的是（ ）
A.球状蛋白的肽链由氨基酸通过肽键连接而成
B.变性后球状蛋白生物活性丧失是因为原有空间结构被破坏
C.蛋白质变性后不能与双缩脲试剂发生紫色反应
D.皮肤擦伤后，用酒精消毒，是因为酒精能使细菌和病毒的蛋白质变性
解析：C 氨基酸是蛋白质的基本单位，氨基酸通过脱水缩合形成蛋白质，球状蛋白的肽链由氨基酸通过肽键连接而成，A正确；蛋白质的结构决定功能，变性后的球状蛋白由于空间结构改变导致其生物活性丧失，B正确；蛋白质变性后仍可与双缩脲试剂发生紫色反应，C错误；酒精能够使细菌蛋白质发生变性，从而失去生理活性，所以酒精能用于消毒，D正确。
8.（2025·河南郑州期中）研究发现，硫氧还蛋白还原酶（TrxR）是一种含硒代半胱氨酸的硒蛋白，由104个氨基酸组成一条肽链，两条相同的肽链组成TrxR。硒代半胱氨酸是被发现的组成蛋白质的第21种氨基酸。下列叙述错误的是（ ）
A.硒代半胱氨酸中硒元素存在于R基中
B.彻底水解1分子TrxR需要消耗103个水分子
C.TrxR中不同氨基酸之间可形成氢键，利于其空间结构的形成
D.破坏TrxR中的二硫键可能会导致TrxR失去催化功能
解析：B 不同氨基酸的R基不同，其他结构固定只含C、H、O、N元素，由此可推测硒代半胱氨酸中硒元素存在于R基中，A正确；两条相同的肽链组成TrxR，彻底水解1分子TrxR需要消耗206个水分子，B错误；由于肽链上不同氨基酸之间还能形成氢键等化学键，使肽链能盘曲、折叠，形成一定空间结构的蛋白质分子，故TrxR中不同氨基酸之间可形成氢键，利于其空间结构的形成，C正确；破坏TrxR中的二硫键可能会导致其空间结构改变，失去催化功能，D正确。
9.用尿素处理某种蛋白质时，该蛋白质会成为失去自然构象的松散肽链。当除去尿素时，蛋白质又可以自发地复性成原来的构象，实验如图所示。下列说法不正确的是（ ）
A.尿素导致该蛋白质空间构象改变的过程是可逆的
B.尿素处理会改变该蛋白质的功能特性
C.尿素处理只改变该蛋白质的空间结构
D.可用双缩脲试剂检测该蛋白质是否变性
解析：D 由题意可知，尿素可以使蛋白质分子的空间结构发生改变，除去尿素后，蛋白质又可以自发地重新复性成为原来的构象，说明尿素导致该蛋白质空间构象改变的过程是可逆的，A正确；尿素改变了该蛋白质的空间结构，进而改变该蛋白质的功能特性，但未改变其氨基酸的种类、数目和排列顺序，B、C正确；变性后的蛋白质仍存在肽键，遇到双缩脲试剂仍然出现紫色，所以无法用双缩脲试剂来检测蛋白质是否变性，D错误。
10.（2025·山东烟台期中）母乳含适合新生婴儿的蛋白质、脂肪、乳糖、钙、磷和维生素等营养成分，婴儿的小肠上皮细胞可以直接吸收母乳中的免疫球蛋白。含n个肽键的某种免疫球蛋白的结构如图所示，下列有关叙述正确的是（ ）
A.母乳中的钙元素是构成新生婴儿血红素的重要元素
B.合成1分子该蛋白相对分子量减少18n
C.若1分子该蛋白质彻底水解，将得到n＋1个氨基酸
D.氨基酸之间可以形成肽键、氢键、二硫键
解析：D 血红素含有铁元素，不含钙元素，A错误；含n个肽键的该免疫球蛋白有3个二硫键，故合成1分子该蛋白相对分子量减少18n＋6，B错误；氨基酸数＝肽键数＋肽链数，由题图信息可知，1分子该蛋白共有4条肽链，所以彻底水解后可得到n＋4个氨基酸，C错误；氨基酸之间除可形成肽键外，还能形成二硫键、氢键等，故肽链能够盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子，D正确。
11.（2025·江苏常州期中）孤独症儿童，封闭在只有他自己的世界里，就像黑夜的星星，孤独地闪烁着，他们又被称为“星星的孩子”。在治疗孤独症的药物中含有一种激素——催产素，它是一种九肽化合物。如图为催产素的结构简式（图中—S—S—为二硫键，是由两个氨基酸中的—SH失去2个H后形成的），各氨基酸残基用3个字母缩写表示。请回答下列问题：
（1）催产素分子是由 9 个氨基酸分子失去 8 分子的水而形成的。这种反应叫作 脱水缩合 。
（2）催产素分子共有 8 个肽键，至少有 1 个游离的氨基或羧基，在形成过程中相对分子质量减少了 146 。
（3）孤独症患者直接口服适量催产素，是否能有效地缓解症状？ 否 ，理由是 口服催产素会在消化道内被水解，失去作用 。
解析：（1）根据题意，催产素是九肽，因此是由9个氨基酸分子组成的，氨基酸通过脱水缩合反应形成肽链。9个氨基酸形成一条肽链，产生的肽键数为8，则脱去了8个水。
（2）氨基酸通过脱水缩合反应形成肽链。催产素是一种九肽化合物，因此由9个氨基酸形成一条肽链，产生的肽键数为8，至少含有1个游离的氨基和羧基，在脱水缩合的过程中，脱去了8个水，同时也形成了一个二硫键，脱去了两个氢，则相对分子质量减少了8×18＋2＝146。
（3）催产素是多肽，若口服会在消化道内被相应酶水解，失去作用，因此口服催产素不能缓解症状。
12.（2025·安徽宿州期中）蓖麻毒素是从一种称为蓖麻的植物茎所取出来的毒素，又称蓖麻毒蛋白。此毒素能抑制蛋白质合成过程，进而对其他生物体造成伤害。蓖麻毒蛋白包含两条具有不同氨基酸序列的多肽链，A链（含有263个氨基酸）和B链（含有259个氨基酸），两条链之间由二硫键相连，如图所示。回答下列问题：
（1）蓖麻毒素分子中含有 520 个肽键，至少有 2 个游离的氨基和 2 个游离的羧基。在合成蓖麻毒素的过程中会生成水，水中的H来自 氨基（—NH2）和羧基（—COOH） ；将一个蓖麻毒素分子完全水解需要 520 个水分子。
（2）已知二硫键是由两个半胱氨酸上的—SH缩合而成的，半胱氨酸的分子式为C3H7NO2S，其R基是 —CH3S（或—CH2SH 。
（3）研究发现，蓖麻毒素的A链具有毒性，B链无毒性，从蛋白质的结构和功能角度分析，A链和B链毒性不同的原因可能是 组成两条链的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同，以及肽链的盘曲、折叠方式不同 。
解析：（1）蓖麻毒蛋白包含两条具有不同氨基酸序列的多肽链，A链（含有263个氨基酸）和B链（含有259个氨基酸），肽键数目＝氨基酸数－肽链数＝263＋259－2＝520个；每条肽链至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基，因此2条肽链，至少含有2个游离的氨基和2个游离的羧基。在合成蓖麻毒素的过程中会生成水，水中的H来自氨基（—NH2）和羧基（—COOH），水解需要的水分子数目和肽键数目相等，将一个蓖麻毒素分子完全水解需要520个水分子。
（2）半胱氨酸的分子式为C3H7NO2S，构成蛋白质的氨基酸都含有的结构可以写成—C2H4O2N，剩余部分构成R基，因此R基是—CH3S（或—CH2SH）。
（3）蓖麻毒素的A链具有毒性，B链无毒性，从蛋白质的结构和功能角度分析，结构决定功能，毒性不同，说明结构不同，因此A链和B链毒性不同的原因可能是组成两条链的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同，以及肽链的盘曲、折叠方式不同。
15 / 15第1节 细胞中的元素和化合物
学习目标
1.通过对组成细胞的元素和化合物的学习，建立生命的物质观。 2.通过比较玉米和人体细胞的元素组成，归纳概括细胞中元素的统一性和差异性。 3.通过“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”探究活动，培养科学探究能力。
知识点一 组成细胞的元素和化合物
1.组成细胞的元素
（1）生物界和非生物界在元素组成上的统一性与差异性
（2）元素的种类
①细胞中常见的化学元素有 20 多种。
②根据含
量分类
③细胞中含量很高的四种元素： C、H、O、N 。
（3）元素的存在形式：大多以 化合物 的形式存在。
提醒：谐音法记忆大量元素和微量元素
（1）大量元素可利用谐音“她请杨丹留您盖美家”来记。
（2）微量元素可利用谐音“铁猛碰新木桶”来记。
2.组成细胞的化合物
（1）组成细胞的主要化合物及相对含量
① 水 ；② 蛋白质 ；③ 无机盐 。
（2）细胞内含量最多的化合物是 水 ，含量最多的有机化合物是 蛋白质 。
【微思考】 活细胞中含量最多的元素是O，请从化合物的角度分析原因是什么。
提示：活细胞中含量最多的化合物是水，O在水中含量最高。
（教材P16“问题探讨”）下表为组成地壳和细胞中含量较多的元素的比较，回答下列问题：
项目 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，在无机自然界中都能找到，说明 生物界和非生物界具有统一性 。
（2）组成细胞的元素追根溯源来自无机自然界，细胞内各种元素的含量与无机自然界的大不相同的原因是 生物体是按照生命活动的需要，有选择地从无机自然界中获取元素 。
（1）组成地壳的元素在细胞中都能找到。 （×）
提示：组成细胞的元素在地壳中都能找到。
（2）Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等是组成细胞的微量元素。 （×）
提示：Ca、Mg是大量元素。
（3）大量元素在细胞内作用重大，微量元素在细胞中的作用微小。 （×）
提示：大量元素和微量元素是按照含量划分的，微量元素的作用并不微小。
（4）沙漠中的仙人掌细胞中含量最多的化合物是水。 （√）
探究｜组成细胞的元素
比较玉米细胞与人体细胞的部分元素及含量（干重，质量分数），回答下列问题：
元素 玉米 人 元素 玉米 人
氧 44.43 14.62 硫 0.17 0.78
碳 43.57 55.99 磷 0.20 3.11
氮 1.46 9.33 镁 0.18 0.16
氢 6.24 7.46 铁 0.08 0.012
钾 0.92 1.09 硅 1.17 0.005
钙 0.23 4.67 锌 — 0.01
注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3％。
（1）玉米细胞与人体细胞在组成细胞的元素种类和含量上有什么关系？
提示：玉米细胞与人体细胞在组成细胞的元素种类上具有统一性，但是含量上具有差异性。
（2）玉米细胞中O元素的含量明显要高于人体细胞，而N元素的含量明显又低于人体细胞，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要多一些，而人体细胞中的蛋白质的含量要多一些。
（3）表中哪些是大量元素？哪些是微量元素？
提示：大量元素有氧、碳、氮、氢、钾、钙、硫、磷、镁；微量元素有铁、硅、锌。
（4）请尝试构建下列概念的包含关系图。
自然界中的元素、组成细胞的元素、大量元素、微量元素、基本元素。
提示：
1.组成细胞的元素的种类和含量
①大量元素和微量元素划分的依据是各种元素在生物体中的含量，而不是生理作用。
②大量元素和微量元素都是必需元素，而生物体内含有的元素不一定都是生物体所必需的元素，如人体内可能含有Pb。
2.元素的统一性和差异性
1.植物培养中需要添加一些营养液，如NH4Cl、K2HPO4，除此之外还可以添加的微量元素是（ ）
A.S、Mg B.B、Mn
C.O、Fe D.Ca、Zn
解析：B 大量元素包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等，微量元素包括Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu等，综上所述，B正确，A、C、D错误。
2.（2025·江西上饶高一检测）构成生物体的元素和化合物是生物体生命活动的物质基础，下列有关叙述错误的是（ ）
A.大量元素和微量元素的划分标准是对细胞的生命活动的重要程度
B.C、H、O、N在细胞中含量很高，与组成细胞的化合物有关
C.C、H、O、Ca、Mg属于细胞中的大量元素
D.生物界的元素在非生物界都能够找到，说明生物界和非生物界具有统一性
解析：A 大量元素和微量元素的划分标准是在细胞中的含量，它们对于细胞的生命活动都很重要，A错误；元素C、H、O、N在生物体中含量丰富，是由于组成生物体的有机物主要是蛋白质（元素组成主要是C、H、O、N）、核酸（元素组成是C、H、O、N、P）、糖类（元素组成一般是C、H、O），B正确；组成细胞的大量元素有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg，C正确；生物界中的元素都可以在无机环境中找到，说明生物界和非生物界具有统一性，D正确。
知识点二 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1.实验原理（连线）
2.实验步骤
（1）还原糖的检测
（2）脂肪的检测
①检测原理：脂肪＋苏丹Ⅲ染液→橘黄色。
②操作步骤：
（3）蛋白质的检测
（教材P19“图示”）在还原糖溶液中加入刚配制的斐林试剂，经加热后的颜色变化是 由蓝色变为砖红色 。在蛋白质检测中，加入双缩脲试剂后的颜色变化是 由浅蓝色变为紫色 。
（1）实验结束时将剩余的斐林试剂装入棕色瓶，以便长期保存备用。 （×）
提示：斐林试剂需要现用现配。
（2）还原糖与斐林试剂反应能直接生成砖红色沉淀。 （×）
提示：还原糖与斐林试剂在水浴加热条件下生成砖红色沉淀。
（3）利用双缩脲试剂检测蛋白质不需要加热条件。 （√）
（4）非还原糖与斐林试剂混合后经水浴加热后的现象是溶液为无色。 （×）
提示：由于斐林试剂本身为蓝色，因此非还原糖与斐林试剂混合后经水浴加热后的现象不是溶液为无色，而是呈蓝色。
探究一｜实验材料选取和实验试剂的运用
1.根据已经掌握的知识分析，不同生物材料中富含有机物的成分不同。下面的生物材料中，检测还原糖、脂肪、蛋白质时分别选取的适宜材料是 ⑧ 、 ④ 、 ②③⑦ 。
①玉米种子 ②牛奶 ③鸡蛋 ④花生种子
⑤甜菜的根 ⑥西瓜 ⑦大豆种子 ⑧苹果
2.若提供斐林试剂的甲液（0.1 g/mL的NaOH溶液）、乙液（0.05 g/mL的CuSO4溶液）和蒸馏水，能进行蛋白质的检测吗？方法是什么？
提示：能。检测蛋白质时用蒸馏水将0.05 g/mL的CuSO4溶液稀释为0.01 g/mL即可。
3.鉴定还原糖时使用的斐林试剂为何要现配现用？
提示：因为斐林试剂很不稳定，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。
探究二｜实验操作过程、结果分析及拓展应用
4.向试管内无色液体中加入斐林试剂，经加热若出现砖红色沉淀，则表明该试管内含有葡萄糖，对吗？说出理由。
提示：不对。有砖红色沉淀，只能表明含还原糖（如葡萄糖、果糖、麦芽糖等），未必是葡萄糖。
5.检测蛋白质时，加入双缩脲试剂B液后，没有观察到溶液变成紫色。试分析其原因。
提示：可能是因为加入的双缩脲试剂B液过量，CuSO4在碱性溶液中生成大量蓝色的Cu（OH）2沉淀，遮盖了实验中产生的紫色。
6.超市的牛奶架上摆放着脱脂（指脂肪）牛奶和全脂牛奶，请鉴定脱脂牛奶是否真的脱脂，具体操作办法及判断依据是什么？
提示：取等量脱脂牛奶和全脂牛奶分别加入①②试管中，向两支试管中分别加入适量且等量苏丹Ⅲ染液，并比较①②试管中溶液的颜色变化。若①②试管中溶液均变为橘黄色，且颜色差别不明显，说明脱脂牛奶不是真的脱脂；若①试管中溶液不变为橘黄色，②试管中溶液变为橘黄色，则说明脱脂牛奶是真的脱脂。
1.比较斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同”
2.关注实验中的四个注意点
选材 不宜选有颜色的材料，因为有颜色的材料会干扰实验结果
预留样品 物质检测中，预留组织样液作对照组
待测液处理 用蛋清作蛋白质检测材料，必须充分稀释，防止蛋清黏在试管内壁上
材料处理 脂肪检测时，用体积分数为50％的酒精洗去浮色，不能用清水，因为染料溶于有机溶剂、不溶于水
3.（教材P18“概念检测T2”改编）对下表中所列待测物质的检测，所选用的试剂及预期结果都正确的是（ ）
待测物质 检测试剂 预期显色结果
① 梨汁 苏丹Ⅲ染液 红色
② 花生子叶 苏丹Ⅲ染液 橘黄色
③ 小麦面粉 斐林试剂 蓝色
④ 豆浆 双缩脲试剂 紫色
A.①③ B.②③
C.①④ D.②④
解析：D 葡萄糖与斐林试剂水浴加热生成砖红色沉淀；检测脂肪可以用苏丹Ⅲ染液，呈现橘黄色；检测淀粉用碘液，呈现蓝色；蛋白质与双缩脲试剂反应呈现紫色。
4.（2025·河北廊坊高一检测）某校生物兴趣小组进行了生物组织中还原糖检测的实验（如图所示），下列叙述正确的是（ ）
A.在实验材料选择方面，用梨匀浆比用植物叶片的效果要好
B.在制备生物组织样液时，加入石英砂的主要目的是促进还原糖的溶解
C.用于该实验的斐林试剂能直接用于检测蛋白质
D.由于斐林试剂不稳定，在使用斐林试剂时要先加入0.1 g/mL的NaOH溶液，后加入0.05 g/mL的CuSO4溶液
解析：A 鉴定还原糖实验材料应选择含糖量丰富，且颜色较浅或近于白色的材料，梨匀浆颜色近于白色，植物叶片含有色素，用梨匀浆比用植物叶片的效果要好，A正确；加入石英砂的目的主要是充分研磨，B错误；斐林试剂用于检测还原糖，检测蛋白质的试剂为双缩脲试剂，由于两者CuSO4的浓度不一样，故斐林试剂不能直接用于检测蛋白质，C错误；斐林试剂使用时应该首先将甲液（0.1 g/mL的NaOH溶液）和乙液（0.05 g/mL的 CuSO4溶液）混合均匀再使用，D错误。
易错提醒
三类有机物的检测在操作步骤上的差异
（1）唯一需要加热的——还原糖的检测。
（2）唯一需要显微镜的——花生子叶临时装片中脂肪的检测。
（3）唯一使用酒精——脂肪的检测，实验用体积分数为50％的酒精溶液洗去浮色。
（4）混合后加入的——斐林试剂；分别加入的——双缩脲试剂。
课堂小结
1.超高杆巨型杂交稻“聚龙8号”在江门台山水步试种成功。下列有关“巨型杂交稻”的叙述，正确的是（ ）
A.活细胞中原子数量最多的元素为氧
B.组成细胞的各种元素大多以离子的形式存在
C.细胞中含量少但作用大的微量元素有Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等
D.与普通稻所含元素种类大体相同，细胞中所有元素均为该植物必需的
解析：C 活细胞中原子数量最多的元素为H，A错误；组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在，B错误；组成细胞的微量元素有Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu等，虽然在细胞中含量少但作用大，C正确；细胞中所有元素不一定都是该植物必需的，如重金属污染的环境中细胞含有植物不需要的重金属离子，D错误。
2.（2025·广西河池高一检测）无土栽培某植物时，某同学配制的培养液含有NH4NO3、KNO3、CaCl2·2H2O、KH2PO4、螯合铁、微量元素，为了让植物能够进行正常生命活动，还应添加的化合物是（ ）
A.Ca（NO3）2 B.FeCl3
C.MgSO4 D.ZnSO4
解析：C 植物的生存需要大量元素和微量元素，由题可知，培养液中有NH4NO3、KNO3、CaCl2·2H2O、KH2PO4、螯合铁、微量元素，但缺少植物必需的大量元素Mg和S，故应添加含Mg元素和S元素的化合物，C正确，A、B、D错误。
3.（2025·江苏南通高一检测）“颜色反应”是生物学中鉴定特定物质的常用方法。下列叙述正确的是（ ）
A.为检测待测样液中是否含有还原糖，可以使用双缩脲试剂进行检测
B.用苏丹Ⅲ染液检测组织切片内的脂肪时，要用体积分数为50％的酒精溶液洗去浮色
C.若无色的待测样液中不含蛋白质，则加入双缩脲试剂后样液颜色不变
D.斐林试剂和双缩脲试剂所含物质种类不同，使用方法也不同
解析：B 为检测待测样液中是否含有还原糖，可以使用斐林试剂在水浴加热条件下进行检测，观察是否生成砖红色沉淀，A错误；用苏丹Ⅲ染液检测组织切片内的脂肪时，需要用体积分数为50％的酒精溶液洗去浮色，B正确；双缩脲试剂B液为浅蓝色，即使待测样液中不含蛋白质，加入双缩脲试剂后样液颜色也会发生变化，C错误；双缩脲试剂和斐林试剂所含物质种类相同，都是CuSO4和NaOH，但二者的使用方法不同，D错误。
4.根据“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”实验，回答下列问题：
（1）检测成熟苹果果肉中存在的还原糖所用的试剂是 斐林试剂 ，该试剂与细胞内的还原糖发生作用，形成 砖红色 沉淀。
（2）在检测花生子叶中脂肪的实验中，能将脂肪染成橘黄色的染液是 苏丹Ⅲ染液 ，用其染色时，冲洗浮色要用体积分数为50％的酒精，这是因为 苏丹Ⅲ染液易溶于酒精 。
（3）检测黄豆组织中存在的蛋白质时，向组织样液中加入双缩脲试剂A液摇匀，再向样液中加入双缩脲试剂B液摇匀。其中双缩脲试剂B液的量只有4滴，不能过量，原因是 过量的双缩脲试剂B液会与A液反应，使溶液呈蓝色，从而掩盖生成的紫色 。
解析：（1）还原糖具有还原性，能将斐林试剂中的Cu2＋还原成Cu＋，生成砖红色的Cu2O沉淀，所以可用斐林试剂检测还原糖的存在。
（2）苏丹Ⅲ染液可将脂肪染成橘黄色。苏丹Ⅲ染液能溶解在酒精中，根据这一性质，在实验中可用体积分数为50％的酒精洗去浮色，便于观察。
（3）双缩脲试剂检测蛋白质的原理是蛋白质能与双缩脲试剂反应呈紫色。若加入过量的双缩脲试剂B液即质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液，CuSO4溶液本身呈蓝色，与A液反应产生的Cu（OH）2也呈蓝色，会掩盖生成的紫色，影响实验观察。
一、概念梳理必记
1.细胞中常见的化学元素中，含量较多的有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等元素，称为大量元素；有些元素含量很少，如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等，称为微量元素。
2.组成细胞的元素中，C、H、O、N的含量很高。
3.组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在，这些元素可以组成不同的化合物。
4.组成细胞的化合物中占鲜重最多的是水，占干重最多的是蛋白质。
5.还原糖与斐林试剂在水浴加热条件下生成砖红色沉淀；脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色；蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应。
二、长句表达必明
1.检测尿液中是否含有葡萄糖的实验原理是葡萄糖属于还原糖，加入斐林试剂水浴加热会生成砖红色沉淀。
2.进行检测组织中的蛋白质实验时，如果操作不当导致组织样液呈蓝色，最可能的原因：加入的双缩脲试剂的CuSO4溶液过量，生成过多的Cu（OH）2。
知识点一 组成细胞的元素和化合物
1.小麦活细胞中，含量最多的元素和化合物分别是（ ）
A.H和水 B.O和水
C.H和蛋白质 D.O和蛋白质
解析：B 组成生物体的元素包括大量元素和微量元素，其中C是最基本的元素，而活细胞中含量最多的元素是O；组成细胞的化合物中，含量最多的是水，其次是蛋白质。
2.新鲜玉米细胞中的某物质的含量约为88％，则该物质最可能是（ ）
A.水 B.蛋白质 C.脂肪 D.核酸
解析：A 活细胞中含量最多的物质是水，占70％～90％，含量最多的有机物是蛋白质，因此新鲜玉米细胞中的某物质的含量约为88％，则该物质最可能是水，A正确。
3.羊通过吃草获得自身所需的元素和化合物，那么羊和草体内的各种化学元素（ ）
A.种类差异很大，含量大体相同
B.种类和含量差异都很大
C.种类大体相同，含量差异很大
D.种类和含量都是大体相同的
解析：C 羊通过吃草获得自身所需的元素和化合物，羊和草体内的各种化学元素的种类大体相同，但是含量差别较大。
4.“巨型稻”喜获丰收，袁隆平院士的“禾下乘凉梦”得以实现。“巨型稻”平均株高2米，茎秆粗壮、穗大粒多、产量高，富含K、Ca、Zn、Mg等营养元素。下列相关叙述正确的是（ ）
A.K、Ca、Zn、Mg是组成“巨型稻”细胞的大量元素
B.“巨型稻”活细胞中含量最多的化合物为淀粉
C.组成“巨型稻”和普通稻的元素种类大致相同
D.组成“巨型稻”的化学元素有的是其特有的，在无机自然界中找不到
解析：C 大量元素是指含量占生物总重量万分之一以上的元素，包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg，Zn是微量元素，A错误；活细胞中含量最多的化合物为水，B错误；在不同的细胞内，组成元素的种类大体相同，含量不同，C正确；细胞中没有一种化学元素是特有的，在无机自然界中都能找到，D错误。
知识点二 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
5.下列物质鉴定实验中，检测试剂选择或溶液颜色变化正确的是（ ）
A.蔗糖—斐林试剂—砖红色沉淀
B.淀粉—碘液—紫色
C.蛋白质—苏丹Ⅲ染液—紫色
D.葡萄糖—斐林试剂—砖红色沉淀
解析：D 蔗糖没有还原性，使用斐林试剂检测不能产生砖红色沉淀，A错误；淀粉与碘液反应出现蓝色，B错误；蛋白质与双缩脲试剂反应出现紫色，C错误；葡萄糖属于还原糖，还原糖加斐林试剂，水浴加热会出现砖红色沉淀，D正确。
6.某生物学兴趣小组在野外发现一种白色的不知名野果，欲检测其是否含有还原糖、脂肪和蛋白质。下列叙述正确的是（ ）
A.若向该野果的组织样液中加入斐林试剂后出现砖红色沉淀，说明该野果中含有葡萄糖
B.观察野果切片细胞中的脂肪颗粒需要使用显微镜
C.进行蛋白质的检测时，双缩脲试剂A液和B液应先混合再使用
D.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
解析：B 向该野果的组织样液中加入斐林试剂并水浴加热出现砖红色沉淀，说明该野果中含有还原糖，但不一定是葡萄糖，A错误；脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，对该野果的切片进行脂肪检测时，需将切片制成临时装片，再用显微镜观察，B正确；用双缩脲试剂鉴定蛋白质时，应先加入双缩脲试剂A液再加入双缩脲试剂B液，C错误；斐林试剂应该现配现用，D错误。
7.为检测生物组织中的还原糖，研究小组制备了某种水果的两种提取液：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.番茄汁中含有丰富的葡萄糖和果糖，适合用作还原糖鉴定
B.与提取液①相比，②更适合用于检测水果中的还原糖
C.提取液①中可能含有淀粉、少量的麦芽糖和蔗糖等还原糖
D.使用双缩脲试剂检测还原糖时，应先加入A液，摇匀后再加入B液
解析：B 番茄汁中含有丰富的葡萄糖和果糖，但番茄汁本身的红色会干扰实验结果，不能作为还原糖鉴定的材料，A错误；由于②较澄清，①为浅红色浑浊的匀浆，提取液①的颜色会影响还原糖的颜色反应，所以与提取液①相比，②更适合用于检测水果中的还原糖，B正确；淀粉和蔗糖不是还原糖，C错误；双缩脲试剂是用来检测蛋白质的，不能检测还原糖，D错误。
8.（2025·贵州黔西期中）某同学分别进行了两组实验，将各组实验材料按表中实验条件进行相关处理后，将1组制成临时装片，放在显微镜下观察结果如表。下列叙述错误的是（ ）
组别 材料 实验试剂及条件 观察内容
1 浸泡过的 花生种子 清水、苏丹Ⅲ染液、酒精 细胞中着色的小颗粒
2 苹果匀浆 斐林试剂、50～65 ℃水浴加热 组织样液颜色变化
A.进行1组实验时，使用酒精的作用是洗去浮色
B.实验所观察的被苏丹Ⅲ染液着色的小颗粒是脂肪
C.2组实验使用的斐林试剂要提前配制
D.若将苹果匀浆换成蔗糖溶液进行相同操作，结果溶液呈蓝色
解析：C 检测脂肪实验中，体积分数为50％的酒精的作用是洗去浮色，A正确；脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，实验所观察的被苏丹Ⅲ染液着色的小颗粒是脂肪，B正确；2组实验使用的斐林试剂要现用现配，C错误；蔗糖不属于还原糖，若将苹果匀浆换成蔗糖溶液进行相同操作，结果溶液呈蓝色（呈现硫酸铜的颜色），D正确。
9.某生物兴趣小组为探究某品牌牛奶中是否含有还原糖，设计了下列几组实验，其中合理的组合是（ ）
①待测牛奶＋斐林试剂 ②待测牛奶＋双缩脲试剂 ③还原糖样品溶液＋斐林试剂 ④还原糖样品溶液＋双缩脲试剂 ⑤蒸馏水＋斐林试剂 ⑥蒸馏水＋双缩脲试剂
A.①③⑤ B.②③⑥ C.①②⑤ D.②④⑥
解析：A 本实验的实验目的是探究某品牌牛奶中是否含有还原糖，还原糖的鉴定试剂是斐林试剂，根据实验结果是否出现砖红色沉淀来判断是否存在还原糖，因此实验组是①待测牛奶＋斐林试剂，对照组是③还原糖样品溶液＋斐林试剂以及⑤蒸馏水＋斐林试剂，A正确。
10.小麦、大豆、花生三种干种子中三类有机物的含量如图所示。下列有关叙述正确的是（ ）
A.进行脂肪检测时，最好选用小麦作为实验材料
B.用双缩脲试剂检测大豆组织样液中的蛋白质，加热呈紫色
C.向小麦种子的研磨滤液中加入斐林试剂后会直接出现砖红色沉淀
D.检测花生细胞中的脂肪颗粒时需要使用显微镜
解析：D 据图分析可知，花生含有的脂肪较多，大豆含有的蛋白质较多，小麦含有的淀粉较多，进行脂肪检测时，最好选用花生作为实验材料，A错误；用双缩脲试剂检测大豆组织样液中的蛋白质，不需要加热就会出现紫色反应，B错误；向小麦种子的研磨滤液中加入斐林试剂后，需要水浴加热才会出现砖红色沉淀，C错误；检测花生细胞中的脂肪颗粒时，需要使用显微镜才能观察到，D正确。
11.（2025·吉林长春期中）酸奶由于口味独特、营养丰富，越来越受到人们的欢迎。为检测市场上销售的不同酸奶的营养价值，某兴趣小组的同学对甲～戊5种品牌原味酸奶进行还原糖、脂肪和蛋白质的含量测定，结果如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A.可利用双缩脲试剂鉴定不同品牌原味酸奶中是否含有蛋白质
B.不同原味酸奶的还原糖、脂肪和蛋白质含量各不相同
C.加入苏丹Ⅲ染液后，丁种酸奶的红色较其他种类酸奶深
D.加入斐林试剂并水浴加热后，可发现乙种酸奶的砖红色最浅
解析：C 双缩脲试剂可与蛋白质发生紫色反应，故可利用双缩脲试剂来鉴定不同品牌原味酸奶中是否含有蛋白质，A正确；由图可知，不同原味酸奶的还原糖、脂肪和蛋白质含量各不相同，因而它们的营养价值有差异，B正确；丁中脂肪含量最多，脂肪和苏丹Ⅲ染液反应生成橘黄色，加入苏丹Ⅲ染液后，丁种酸奶的橘黄色较其他种类酸奶深，C错误；5个品种中，乙中的还原糖含量最少，加入斐林试剂并水浴加热后，乙种酸奶的砖红色最浅，D正确。
12.浙江老甜酒的主要原料是糯米，其口味香甜醇美，乙醇含量极少，因此深受人们喜爱。某兴趣小组欲探究老甜酒的制作原料糯米中所含的有机物的种类。进行了如下实验。
实验试剂：a.质量浓度为0.01 g/mL的苏丹Ⅲ染液；b.质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液；c.质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液；d.质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液；e.体积分数为50％的酒精溶液；f.体积分数为75％的酒精溶液；g.蒸馏水等。
（1）兴趣小组以糯米作为实验材料，并制成临时装片，按如图所示进行相关的实验操作：
①图中的切片已经用 a （填字母）染色3 min，随后用吸水纸吸去染液，再滴加1～2滴试剂甲，试剂甲是 e （填字母），其作用是 洗去浮色 。
②用显微镜观察装片，当显微镜目镜的放大倍数为10×，物镜的放大倍数为10×时，视野中看到一行16个细胞，若将物镜倍数转换成40×，目镜不变，则理论上视野中这行可看到的细胞数为 4 个。
（2）某同学为了证明糯米中含有还原糖，设计了如下实验：
步骤一：取A、B两支试管，向A试管中加入新鲜的糯米匀浆2 mL，B试管中加入2 mL蒸馏水。
步骤二： 将b、c等量混合均匀 （填字母及具体的方法）后取1 mL分别加入A、B两支试管中，摇匀。
步骤三：将A、B两支试管放入盛有 50～65 ℃温水的大烧杯中加热约2 min。
步骤四：观察试管中出现的颜色变化。
预期的结果： A试管中出现砖红色沉淀，B试管中不出现砖红色沉淀（或溶液为蓝色） 。
（3）为检测糯米中是否含有蛋白质，需要用到的实验材料为新鲜的糯米匀浆、蒸馏水、 b、d （填字母）。
解析：（1）①所给的试剂中苏丹Ⅲ染液可将脂肪染色，NaOH溶液和CuSO4溶液可用于还原糖的鉴定和蛋白质的鉴定，但只有观察被染色的脂肪颗粒时才将材料制成临时装片，因此图示为脂肪鉴定实验，图中的切片已经用a质量浓度为0.01 g/mL的苏丹Ⅲ染液染色3 min，随后用吸水纸吸去染液，再滴加1～2滴体积分数为50％的酒精溶液洗去浮色，即试剂甲是e体积分数为50％的酒精溶液。②显微镜下放大的倍数与被观察到的一行细胞的数目成反比，因此当显微镜目镜的放大倍数为10×，物镜的放大倍数为10×时，视野中看到一行16个细胞，若将物镜倍数转换成40×，目镜不变，即放大倍数是原来的4倍，则理论上视野中这行可看到的细胞数为16÷4＝4（个）。
（2）还原糖鉴定实验中，斐林试剂甲液和乙液需要先混合均匀，然后再加入待测溶液中，因此步骤二：将b质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液和c质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液等量混合均匀后取1 mL分别加入A、B两支试管中，摇匀。斐林试剂使用时需要水浴加热，因此步骤三：将A、B两支试管放入盛有50～65 ℃温水的大烧杯中加热约2 min。该实验为验证性实验，目的是证明糯米中含有还原糖，因此A试管中出现砖红色沉淀，B试管不含还原糖，故不出现砖红色沉淀。
（3）蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应，双缩脲试剂A液是质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液，B液是质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液，因此为检测糯米中是否含有蛋白质，需要用到的实验材料为新鲜的糯米匀浆、b质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液和d质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液。
13 / 13第3节 细胞中的糖类和脂质
学习目标
1.通过对糖类和脂肪的学习，形成生命的物质与能量观。 2.归纳概括糖类和脂质的种类、作用和相互关系，培养归纳与整合、模型构建的科学思维。 3.结合糖尿病、高血脂等疾病了解糖类、脂质与人体健康的关系。
知识点一 细胞中的糖类
1.元素组成：一般由 C、H、O 三种元素组成。
2.主要作用：糖类是重要的 能源 物质。
3.分类
（1）
（2）
（3）多糖
提醒：不是所有的糖都是能源物质，如核糖、脱氧核糖、纤维素。
1.（教材P24“旁栏思考”）血糖是人体血浆中葡萄糖的相对含量。糖尿病患者的血糖比正常人高，患者饮食受到严格限制，除了不能过多摄入甜味食品外，还要限制淀粉类食物的摄入的原因是 淀粉经消化分解后生成的是葡萄糖 。
2.（教材P25“批判性思维”）人体 不能 （填“能”或“不能”）消化纤维素，纤维素在人体中的主要作用是 促进胃肠的蠕动和排空 。
3.（教材P25“与社会的联系”）肥胖、高血压、龋齿、某些糖尿病都直接或间接与 长期糖摄入超标 有关。
（1）糖都有甜味，淀粉不甜，因此不是糖。 （×）
提示：并非所有的糖都有甜味，淀粉不甜也属于糖类。
（2）所有的糖都能和斐林试剂反应生成砖红色沉淀。 （×）
提示：还原糖才能和斐林试剂反应生成砖红色沉淀。
（3）淀粉和纤维素都是植物细胞内储存能量的多糖。 （×）
提示：纤维素不能储存能量。
（4）糖原是人和动物细胞的储能物质，都分布在肝脏中。 （×）
提示：肌肉中也有糖原。
探究｜归纳糖类的分类及功能
如图表示糖类的化学组成和种类，据图思考讨论：
（1）①②③代表糖的种类依次是 单糖 、 二糖 和 多糖 ；④代表 纤维素 ；⑤代表 肌糖原 。
（2）蔗糖只能口服而不能注射的主要原因是什么？
提示：蔗糖是二糖，细胞无法直接吸收，而且血浆中没有分解蔗糖的酶，消化道中才有分解蔗糖的相关酶。
（3）请将下列糖类按功能进行划分。
葡萄糖、核糖、脱氧核糖、淀粉、糖原、纤维素、几丁质
①细胞生命活动的主要能源物质： 葡萄糖 。
②储能物质： 淀粉、糖原 。
③结构物质： 核糖、脱氧核糖、纤维素、几丁质 。
（4）如图为一个汉堡中的几种多糖的组成，回答相关问题：
①淀粉、糖原和纤维素的基本单位是否相同？
提示：相同。淀粉、糖原和纤维素的基本单位都是葡萄糖。
②三种多糖具有不同的功能的原因是什么？
提示：葡萄糖的连接方式不同。
1.糖类的分布与作用
2.多糖的“水解”与“氧化分解”
1.糖画是一种传统民间手工艺，俗称“倒糖人儿”，用料一般是红糖、白糖加入少量饴糖（主要是麦芽糖）。下列关于糖类的叙述，错误的是（ ）
A.红糖和白糖的主要成分是蔗糖
B.麦芽糖含有C、H、O
C.细胞中的多糖只有糖原
D.蔗糖和麦芽糖的水解产物都有葡萄糖
解析：C 红糖和白糖的主要成分是蔗糖，属于二糖，A正确；麦芽糖属于二糖，其元素组成为C、H、O，B正确；动物细胞中的多糖只有糖原，植物细胞中的多糖有纤维素和淀粉，C错误；蔗糖的水解产物是果糖和葡萄糖，麦芽糖的水解产物是两分子葡萄糖，D正确。
2.（2025·湖南长沙期末）几丁质由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.几丁质是广泛分布于动物和植物中的多糖
C.几丁质能与溶液中的重金属离子有效结合，可用于废水处理
D.糖原和几丁质都是动物细胞内的储能物质
解析：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；几丁质是广泛分布于甲壳类和昆虫外骨骼中的多糖，B错误；几丁质能与溶液中的重金属离子结合，因此可用于废水处理，C正确；几丁质属于结构物质，不是储能物质，D错误。
知识点二 细胞中的脂质
1.元素组成
主要是 C、H、O ，有些脂质还含有 P、N 。
2.脂质的特点
（1）元素含量
脂质分子中氧的含量远远低于糖类，而氢的含量 高于 糖类。
（2）分子结构
不同的脂质分子结构差异很大，通常都不溶于水，而溶于 脂溶性有机溶剂 。
3.脂质的分类
脂肪、磷脂和固醇等。
分类 生理功能
脂肪（三酰甘油， 又称甘油三酯） ①细胞内良好的 储能物质 ②很好的 绝热体 ，有隔热、保温作用 ③具有 缓冲和减压 作用，可以保护内脏器官
磷脂 构成 细胞膜 、 细胞器膜 的重要成分
分类 生理功能
固醇 胆固醇 ①构成动物 细胞膜 的重要成分 ②参与血液中 脂质 的运输
性激素 促进人和动物生殖器官的发育以及 生殖细胞 的形成
维生素D 能有效地促进人和动物肠道对 钙和磷 的吸收
4.糖类和脂质的相互转化
（1）转化示意图
（2）转化的条件
①糖类在供应充足的情况下，可以大量转化为 脂肪 ；
②脂肪一般只在 糖类供能不足 时，才会分解供能，而且不能大量转化为糖类。
1.（教材P26“正文小字”）动物脂肪一般呈固态的原因是 饱和脂肪酸 的熔点较高，容易凝固；植物油一般呈液态的原因是 不饱和脂肪酸 的熔点较低，不容易凝固。
2.（教材P27“知识链接”）在育肥时，北京鸭每天食用大量的玉米、谷类食物，没有过多脂肪类食物的摄入，却导致体内大量脂肪堆积。请分析其中的原因。
提示：细胞中的糖类和脂肪是可以相互转化的。玉米和谷类植物含有大量的淀粉，当鸭摄入的糖类过多时，糖类可以大量转变成脂肪储存在皮下结缔组织导致肥胖。
（1）苏丹Ⅲ染液可以将脂质染成橘黄色。（×）
提示：苏丹Ⅲ染液可以将脂肪染成橘黄色，而其他类型的脂质不能被染成橘黄色。
（2）脂质存在于所有细胞中，脂肪只存在于动物的脂肪细胞中。 （×）
提示：植物细胞中也含有脂肪。
（3）磷脂由C、H、O三种元素构成，是构成细胞膜的重要成分。 （×）
提示：磷脂除了含有C、H、O，还含有P甚至N。
（4）为了预防高胆固醇带来的疾病，饮食中应不含胆固醇。 （×）
提示：胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，还参与人体血液中脂质的运输，所以饮食中应含适量胆固醇。
探究｜脂质的分类及功能
与糖类类似，脂肪也由C、H、O三种元素组成，所不同的是脂肪中O的含量远远少于糖类，而H的含量更多。据分析，1 g脂肪氧化分解可释放出约39 kJ的能量，1 g糖原氧化分解可释放出约17 kJ的能量，但1 g脂肪在体内储存所占的体积是1 g糖原的1/5。一种脂肪分子的结构式如图：
（1）脂肪的组成单位是 （三分子）脂肪酸和（一分子）甘油 。
（2）与糖原相比，为什么脂肪是良好的储能物质？
提示：由于脂肪中含碳和氢量比糖类多，因此在氧化分解时的耗氧量要比糖类多，释放出来的能量也多，产生的水也多；单位质量的脂肪体积比糖原小很多，有利于储藏。
（3）为什么等量的脂肪比糖类含能量多，但生物体利用的重要能源物质是糖类而不是脂肪？
提示：与糖类氧化相比，脂肪的氧化速率慢，而且要消耗大量的氧气；糖类氧化既可在有氧条件下也可以在无氧条件下进行。
1.细胞中的脂质归纳
2.葡萄糖与脂肪的比较
项目 葡萄糖 脂肪
相同 元素组成 C、H、O
作用 氧化分解，释放能量
不同 元素含量 C、H比例较低 C、H比例较高
能量多少 氧化分解 释放能量少 氧化分解 释放能量多
功能 主要的能源物质 良好的储能物质
3.人细胞中脂质的组成及相关特点如图所示。甲、乙、丙、丁为相关物质，下列说法错误的是（ ）
A.若甲为脂肪，则图中的“？”处为储能、保温、缓冲和减压等
B.图中的其他元素为N、P
C.若丙为胆固醇，则其是构成动、植物细胞膜的主要成分
D.若丁为性激素，则其可促进人和动物生殖器官的发育及生殖细胞的形成
解析：C 若甲为脂肪，脂肪具有储能、保温、缓冲和减压等功能，A正确；乙的功能是构成细胞膜和细胞器膜的重要成分，为磷脂分子，磷脂的组成元素为C、H、O、P甚至N，则图中的其他元素是N、P，B正确；若丙为胆固醇，胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，植物细胞膜中不含胆固醇，C错误；若丁为性激素，性激素可促进人和动物生殖器官的发育及生殖细胞的形成，D正确。
4.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.花生种子萌发过程中，脂肪转变为可溶性糖，需要大量的氧元素
B.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.用花生种子压榨出的油中胆固醇含量较高，是因为胆固醇是其细胞膜的重要组成成分
D.以上事实说明细胞中的糖类和脂肪是可以相互转化的
解析：C 由于脂肪中氧的含量远远低于糖类，故花生种子萌发过程中，脂肪转变为可溶性糖，需要增加大量的O元素，A正确；花生种子发育过程中，可溶性糖转变为脂肪，脂肪是花生的主要储能物质，故更有利于能量的储存，B正确；胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分之一，在植物细胞膜上没有，C错误；花生种子萌发过程中，脂肪转变为可溶性糖，可溶性糖转变为脂肪，二者可以互相转化，D正确。
易错提醒
脂质的三个思维误区
（1）误认为所有生物细胞膜上都含有胆固醇。胆固醇存在于动物细胞膜上，植物细胞膜上不存在胆固醇。
（2）脂肪≠脂质。脂肪只是脂质中的一类物质。
（3）胆固醇≠固醇。固醇和胆固醇虽然都是脂质，但其范围不同，胆固醇是固醇中的一种。
课堂小结
1.（2024·江苏盐城学业考试）生物体内的糖类绝大多数以多糖的形式存在，人和动物的肝脏和肌肉中富含的多糖是（ ）
A.淀粉 B.纤维素
C.糖原 D.蔗糖
解析：C 人和动物的肝脏和肌肉中富含的多糖是糖原，肌肉细胞中主要含有肌糖原，肝细胞中主要含有肝糖原，C正确，A、B、D错误。
2.（2025·江西上饶期中）下列关于脂质的叙述错误的是（ ）
A.脂质中的磷脂是构成细胞膜的重要成分
B.胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，还能参与人体血液中脂质的运输
C.性激素能促进人和动物生殖器官的发育和生殖细胞的形成
D.脂肪在机体供能不足时可大量转化为糖类
解析：D 脂质中的磷脂是构成细胞膜的重要成分，A正确；胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，还能参与人体血液中脂质的运输，B正确；性激素能促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成，C正确；脂肪一般只在糖类供能不足时，才会分解供能，而且不能大量转化为糖类，D错误。
3.（教材P25“与社会的联系”改编）人体的胆固醇含量过高会使血液黏稠度增高，引发动脉粥样硬化、心脑血管等方面的疾病；长期摄入过多糖类，容易导致糖尿病。下列说法正确的是（ ）
A.合成胆固醇需要元素N作为原料，而合成糖类则不需要
B.胆固醇和糖类摄入过多会导致各种疾病，因此要选择低糖和不含胆固醇的食物
C.人体消化道很难消化纤维素，但可以食用一些富含纤维素的食物以促进胃肠蠕动
D.胆固醇是所有生物的细胞膜的重要成分，还可参与人体血液中脂质的运输
解析：C 胆固醇的元素组成为C、H、O，不需要N作原料，A错误；胆固醇可参与构成动物细胞膜，此外还可参与人体血液中脂质的运输，故食物中应适当含有胆固醇，B错误；人体消化道很难消化纤维素，但纤维素能够促进肠的蠕动和排空，故可以食用一些富含纤维素的食物，C正确；胆固醇可参与构成动物细胞膜，而不是所有生物的细胞膜，D错误。
一、概念梳理必记
1.糖类是重要的能源物质。葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质。
2.只分布于植物细胞的糖类有蔗糖、麦芽糖和纤维素；乳糖和糖原只分布于动物细胞。
3.脂肪是细胞内良好的储能物质，具有储能、保温、缓冲和减压的作用。
4.磷脂是构成细胞膜及多种细胞器膜的重要成分。
5.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；性激素能促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成；维生素D能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。
二、长句表达必明
1.相比于淀粉类作物种子，种植油料作物种子时要播种浅一些，原因是脂肪中氧的含量远远低于糖类，而氢的含量更高，等质量的脂肪与糖类氧化分解时，脂肪需要的氧气多。
2.通过向北京鸭饲喂玉米、谷类和菜叶达到育肥的原因是北京鸭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。
3.哺乳动物体内胆固醇并非有害无益，原因是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。
4.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，原因是鱼肝油主要含有维生素D，维生素D能有效地促进肠道对钙和磷的吸收。
知识点一 细胞中的糖类
1.（2025·江西九江期中）人体摄入的糖类，有的能被细胞直接吸收，有的必须要经过水解后才能被细胞吸收，下列糖类中能直接被细胞吸收的是（ ）
A.葡萄糖 B.蔗糖
C.麦芽糖 D.乳糖
解析：A 葡萄糖属于单糖，可被细胞直接吸收；蔗糖、麦芽糖、乳糖属于二糖，只有经过水解形成单糖才能被细胞吸收利用。
2.下列属于动、植物细胞共有的糖类的一项是（ ）
A.果糖、脱氧核糖、乳糖
B.糖原、壳多糖、淀粉
C.葡萄糖、核糖、脱氧核糖
D.麦芽糖、纤维素、葡萄糖
解析：C 果糖分布在植物细胞中，乳糖分布在动物细胞中，A错误；糖原是动物细胞中的多糖，纤维素是植物细胞中的多糖，壳多糖（几丁质）广泛存在于甲壳类动物的外壳、昆虫的甲壳和真菌的细胞壁中，也存在于一些绿藻中，B错误；动、植物细胞共有的糖类有葡萄糖、核糖、脱氧核糖，C正确；麦芽糖、纤维素都分布在植物体内，葡萄糖是动、植物细胞共有的糖，D错误。
3.粗粮、蔬菜、水果等食物中含有的纤维素又叫膳食纤维，它被一些科学家称为“第七类营养素”。下列有关纤维素的叙述错误的是（ ）
A.所有植物的细胞壁都含有纤维素，纤维素不溶于水
B.膳食纤维能为人的生长提供能量
C.膳食纤维可促进胃肠蠕动，有利于肠道内有害物质排出
D.淀粉与纤维素均由葡萄糖连接而成，但葡萄糖的连接方式不同
解析：B 纤维素是植物细胞壁的主要成分之一，不溶于水，故所有植物的细胞壁都含有纤维素，纤维素不溶于水，A正确；人体中缺乏分解纤维素的酶，因此膳食纤维不能为人的生长提供能量，B错误；粗粮、蔬菜、水果等食物中的纤维素不能被人体消化，但是它能促进胃肠的蠕动和排空，可减少有害物质在胃肠中滞留的时间，故膳食纤维可促进胃肠蠕动，有利于肠道内有害物质排出，C正确；淀粉和纤维素均属于多糖，基本单位都是葡萄糖，均由葡萄糖连接而成，但葡萄糖的连接方式不同，D正确。
4.（2025·黑龙江哈尔滨期中）淀粉作为粮食最主要的成分，也是重要的工业原料，几乎涉及到人们生活的方方面面。下列相关叙述错误的是（ ）
A.淀粉是人类获取能量的重要来源
B.淀粉是植物体内常见的多糖化合物
C.糖类一般是由C、H、O三种元素组成，糖类不都是能源物质
D.不能水解的糖类称为单糖，常见的有葡萄糖、果糖和蔗糖等
解析：D 淀粉主要存在于主食中，是人类获取能量的重要来源，A正确；多糖包括淀粉、纤维素和糖原，淀粉、纤维素是植物体内常见的多糖化合物，糖原存在于动物细胞中，B正确；糖类一般是由C、H、O三种元素组成的，糖类不都是能源物质，有些为结构物质，如核糖、脱氧核糖构成核酸，纤维素为植物细胞壁的主要成分，C正确；不能水解的糖类称为单糖，常见的有葡萄糖、果糖等，蔗糖属于二糖，D错误。
知识点二 细胞中的脂质
5.蜂蜡和蜂蜜均是由蜜蜂分泌的，蜂蜡富含脂肪，蜂蜜的主要成分是葡萄糖和果糖。下列叙述正确的是（ ）
A.蜂蜡富含不饱和脂肪酸，故室温下呈固态
B.葡萄糖和果糖经过水解后才能被人体吸收
C.脂肪和果糖的组成元素相同
D.葡萄糖和脂肪相互之间可以大量转化
解析：C 蜂蜡的主要成分是饱和脂肪酸等物质，在室温下呈固态，A错误；葡萄糖和果糖都是单糖，不能再被水解，可以直接被细胞吸收利用，B错误；脂肪和果糖的组成元素相同，都是C、H、O，C正确；葡萄糖和脂肪可相互转化，葡萄糖能大量转化成脂肪，但脂肪不能大量转化成葡萄糖，D错误。
6.研究发现，节食终止后会导致体脂快速积累和肥胖，关键原因是该过程中肠道某些微生物及其代谢物快速增多促进肠道脂质吸收。下列有关叙述正确的是（ ）
A.植物脂肪大多含有不饱和脂肪酸，室温时呈固态
B.脂肪与磷脂和维生素D的元素组成相同，都只含有C、H、O
C.节食减肥过程可能会导致肠道微生物种类发生改变，非常不利于健康
D.脂肪是良好的储能物质，磷脂和胆固醇是构成动、植物细胞膜和细胞器膜的重要成分
解析：C 植物脂肪大多含有不饱和脂肪酸，在室温下呈液态，A错误；脂肪和胆固醇只含有C、H、O三种元素，但磷脂的组成元素为C、H、O、N、P，B错误；节食终止后肠道某些微生物及其代谢物快速增多促进肠道脂质吸收，因此节食减肥过程可能会导致肠道微生物种类发生改变，非常不利于健康，C正确；脂肪是良好的储能物质，磷脂和胆固醇是构成动物细胞膜重要成分，植物细胞膜不含胆固醇，D错误。
7.适度的紫外线照射可使人体皮肤产生维生素D3，活化的维生素D3可促进肠道钙离子的吸收。为缓解某病人因缺维生素D3而引起缺钙情况，下列建议中不合理的是（ ）
A.适量进行日光浴 B.增加室外活动
C.补充适量鱼肝油 D.多食蛋白粉
解析：D 由题目所给信息“适度的紫外线照射可使人体皮肤产生维生素D3”可推出适量进行日光浴和增加室外活动都能缓解缺钙情况，A、B合理；鱼肝油含有丰富的维生素D3，C合理；蛋白粉不能转化为维生素D3，D不合理。
8.（2025·云南大理期末）如图是a、b、c 3种淀粉酶在某支链淀粉分子上的水解位点。“·”表示单糖，单糖之间以糖苷键相连。a酶水解淀粉各侧链分支连接处的糖苷键；b酶从各链外侧依次水解第2个糖苷键；c酶从各链外侧依次水解第1个糖苷键。下列叙述错误的是（ ）
A.用a酶水解该淀粉，可得到少量葡萄糖
B.用b酶水解该淀粉，可得到二糖
C.用c酶水解该淀粉，产物与Cu（OH）2在水浴条件下可发生颜色反应
D.用上述3种酶共同水解该淀粉，可得到较多的葡萄糖
解析：A 用a酶水解该淀粉，其水解淀粉各侧链分支连接处的糖苷键，得到短的糖链，不能得到葡萄糖分子，A错误；用b酶水解该淀粉，其从各链外侧依次水解第2个糖苷键，可得到两个单糖连在一起的物质，即可得到二糖，B正确；用c酶水解该淀粉，其从各链外侧依次水解第1个糖苷键，得到葡萄糖，葡萄糖是还原糖，可与Cu（OH）2（斐林试剂）在水浴条件下发生颜色反应，产生砖红色沉淀，C正确；用题述三种酶共同水解该淀粉，a酶可将淀粉各侧链分支水解下来，然后b、c酶从各链外侧水解糖苷键，可得到较多的葡萄糖，D正确。
9.（2025·江西南昌期中）根据表中同质量的脂肪和糖类在氧化分解时的差异进行分析，以下说法不正确的是（ ）
物质 各元素的比例 氧化分解时
C O 最终产物 产生的水量
脂肪 75％ 13％ CO2、H2O X
糖类 44％ 50％ CO2、H2O Y
A.相同质量条件下，脂肪比糖类在氧化分解时耗氧量多
B.脂肪中的H的比例是12％
C.相同质量的脂肪和糖类氧化分解时产生的水量X＜Y
D.脂肪中H的比例较高，所以释放的能量较多
解析：C 结合表格可知，脂肪中含有的碳元素较多，氧含量较少，因此，相同质量条件下，脂肪比糖类在氧化分解时耗氧量多，因而释放的能量多，A正确；脂肪的元素组成只有C、H、O，因此，其中的H的比例是100％－75％－13％＝12％，B正确；结合表格可知，糖类中含有的氢元素的比例为100％－50％－44％＝6％，而脂肪中的氢含量为12％，可见相同质量的脂肪和糖类氧化分解时产生的水量X＞Y，C错误；脂肪中H的比例较高，氧化分解时消耗的氧多，因而释放的能量较多，D正确。
10.（2025·江苏徐州期中）棉花纤维由纤维细胞形成。蔗糖经膜蛋白SUT转运进入纤维细胞后逐渐积累，在纤维细胞的加厚期被大量水解后参与纤维素的合成。研究人员用普通棉花品系培育了SUT表达水平高的品系F，检测两品系植株开花后纤维细胞中的蔗糖含量，结果如图所示。下列说法错误的是（ ）
A.纤维素的基本组成单位是葡萄糖和果糖
B.曲线乙表示普通棉花纤维细胞中的蔗糖含量
C.品系F纤维细胞加厚期为9～12天，普通棉花纤维细胞加厚期为15～18天
D.提高SUT的表达水平会使纤维细胞加厚期提前
解析：A 纤维素的基本组成单位是葡萄糖，A错误；品系F的膜蛋白SUT表达水平高，会在棉花开花的早期就大量把蔗糖转运进入纤维细胞积累，故曲线甲表示品系F纤维细胞中的蔗糖含量，曲线乙表示普通棉花纤维细胞中的蔗糖含量，B正确；根据题意，蔗糖经膜蛋白SUT转运进入纤维细胞后逐渐积累，在纤维细胞的加厚期被大量水解后参与纤维素的合成，因此蔗糖含量下降期就是纤维细胞加厚的时期，因此曲线甲中蔗糖含量下降期为品系F纤维细胞加厚期，为9～12天，曲线乙中蔗糖含量下降期为普通棉花纤维细胞加厚期，为15～18天，C正确；在纤维细胞的加厚期，蔗糖被大量水解参与纤维素的合成，此时细胞蔗糖含量下降，故提高SUT的表达水平会使纤维细胞加厚期提前，D正确。
11.（2025·广东梅州期中）小麦是世界上最重要的粮食作物之一，禾谷镰刀菌引起的小麦赤霉病是小麦最具破坏性的一种真菌疾病。全球气候环境变化，为禾谷镰刀菌提供了适宜的高温、高湿等条件。小麦储藏阶段，禾谷镰刀菌污染小麦后所产生的真菌毒素会导致小麦安全性、营养价值与经济效益严重降低。本实验采用辐照灭菌技术处理小麦籽粒，设置15％、20％、25％三个水质量分数条件，按照10％的接种量对小麦接种禾谷镰刀菌，并进行模拟储藏（25 ℃），相关实验结果如图所示。请回答下列问题：
（1）禾谷镰刀菌侵染小麦籽粒47天后，初始水质量分数为15％、20％和25％的小麦籽粒都出现明显肉眼可见的菌丝体，且初始水质量分数越高，小麦籽粒的代谢越 旺盛 ，其霉变越严重。
（2）据图1、2分析，小麦籽粒中含量较多的淀粉是 支链淀粉 ，小麦籽粒表现为糯性。随着禾谷镰刀菌侵染时间的延长，小麦籽粒中直链淀粉和支链淀粉含量总体逐渐 降低 。
（3）小麦中含有少量的脂质类物质，约占整籽粒小麦的3％。脂肪酸值越高，表示游离脂肪酸越多，说明 脂肪 （填物质名称）的水解程度越高。图3中，随着禾谷镰刀菌侵染时间的延长，小麦籽粒的初始水质量分数为 25％ 时，脂肪酸值升高最明显，导致小麦籽粒品质下降。
（4）根据题意提出一条小麦籽粒安全仓储的建议并说明理由： 储藏过程中应严格控制小麦籽粒的水分，防止小麦籽粒水分过高引发霉变；储藏过程中应严格控制温度，防止温度过高引发霉变 。
解析：（1）禾谷镰刀菌侵染小麦籽粒47天后，初始水质量分数为15％、20％和25％的小麦籽粒都出现明显肉眼可见的菌丝体，且初始水质量分数越高，小麦籽粒的代谢越旺盛，其霉变越严重。
（2）依据图1、2可知，小麦籽粒中含量较多的淀粉是支链淀粉，小麦籽粒表现为糯性。随着禾谷镰刀菌侵染时间的延长，小麦籽粒中直链淀粉和支链淀粉含量总体逐渐降低。
（3）小麦中含有少量的脂质类物质，约占整籽粒小麦的3％。脂肪酸是脂肪的水解产物，所以脂肪酸值越高，表示游离脂肪酸越多，说明脂肪的水解程度越高。图3中，随着禾谷镰刀菌侵染时间的延长，小麦籽粒的初始水质量分数为25％时，脂肪酸值升高最明显，导致小麦籽粒品质下降。
（4）依据题干信息可知，禾谷镰刀菌易在高温、高湿等条件下繁殖，因此小麦籽粒进行安全仓储时，储藏过程中应严格控制小麦籽粒的水分，防止小麦籽粒水分过高而引发霉变；储藏过程中应严格控制温度，以减弱细胞呼吸强度，防止温度过高引发霉变。
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