细胞中的元素和化合物、细胞中的无机物
一、选择题
1．(2019·山西大学附属中学模拟)我们如何找到回家的路？荣获2014年诺贝尔生理学或医学奖的三位科学家发现大脑里的神经细胞——“位置细胞”和“网格细胞”起到了重要作用。下列叙述中正确的是( )
A．“位置细胞”鲜重中质量百分比最高的元素是C
B．“网格细胞”干重中质量百分比最高的元素是O
C．上述两种细胞鲜重中原子数量最多的元素均是H
D．P和S分别是“位置细胞”中的大量元素和微量元素
答案 C
解析 “位置细胞”鲜重中质量百分比最高的元素是O，A错误；“网格细胞”干重中质量百分比最高的元素是C，B错误；P和S均属于大量元素，D错误。
2．(2018·湖南、江西十四校联考)下列有关说法错误的是( )
A．若图表示的是活细胞中四种基本元素含量，则同等质量的大豆和花生中，大豆中含有的④比花生多
B．若图表示的是活细胞中四种化合物的含量，则性激素的化学本质不属于①
C．若图表示的是活细胞中四种化合物的含量，则晒干的小麦种子胚细胞中含量最多的化合物是①
D．若图表示的是活细胞中的四种基本元素含量，则地壳和活细胞中含量最多的元素都是②，由此说明生物界与非生物界具有统一性
答案 D
解析 若图表示的是活细胞中四种基本元素含量，则④表示N，同等质量的大豆和花生中，大豆含有的氮元素比花生多，A正确；若图表示的是活细胞中四种化合物的含量，则①表示蛋白质，而性激素的本质是脂质，B正确；若图表示的是活细胞中四种化合物的含量，则①表示蛋白质，晒干的小麦种子胚细胞中含量最多的化合物是蛋白质，C正确；生物界与非生物界具有统一性是指组成细胞的元素都能在自然界中找到，没有细胞特有的元素，但组成生物体的化学元素在生物体和无机自然界中含量差异很大，这说明具有差异性，D错误。
3．(2018·安徽江淮十校联考)水是生命之源，下列有关水的叙述中错误的是( )
A．自由水和结合水之间可以相互转化，休眠的种子中结合水比例增加
B．在细胞代谢过程中，核糖体、叶绿体、线粒体都能产生水
C．粮食贮藏过程中，有时会发生粮堆湿度增大现象，这是因为呼吸作用产生了水
D．同一生物体在不同的生长发育期含水量基本无差异
答案 D
解析 自由水和结合水之间可以相互转化，休眠的种子中自由水的含量减少，结合水比例增加，A正确；在细胞代谢过程中，核糖体中进行的氨基酸脱水缩合、叶绿体中进行的光合作用、线粒体中进行的有氧呼吸第三阶段都能产生水，B正确；粮食贮藏过程中，有时会发生粮堆湿度增大现象，这是因为有氧呼吸产生了水，C正确；同一生物体不同生长发育阶段含水量不同，一般年幼个体比年老个体含水量高，D错误。
4．(2019·湖南常德月考)下列哪项不是无机盐的功能( )
A．维持细胞内外渗透压 B．能源物质
C．构成重要化合物 D．维持酸碱平衡
答案 B
解析 有些无机盐能维持细胞渗透压，对于维持细胞形态和功能具有重要作用，A正确；无机盐不能提供能量，B错误；无机盐可构成细胞内重要化合物，如铁是构成血红蛋白的重要成分，C正确；维持细胞的酸碱平衡是无机盐的功能之一，如碳酸氢钠，D正确。
5．下列样本与斐林试剂水浴加热后不产生砖红色沉淀的是( )
A．发芽小麦研磨液40 ℃恒温10 min之后的上清液
B．煮沸的苹果提取液
C．煮沸的蔗糖溶液
D．糖尿病人的尿液
答案 C
解析 蔗糖不是还原糖，与斐林试剂混合水浴加热后不产生砖红色沉淀，C符合题意。
6．在生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的检测实验中，对实验材料的选择，下列叙述错误的是( )
A．可用斐林试剂甲液和乙液、蒸馏水来检测葡萄糖和尿液中的蛋白质
B．花生种子含脂肪多且子叶肥厚，是用于脂肪检测的理想材料
C．食用花生油最好选用苏丹Ⅳ染液来鉴定，一般不选用苏丹Ⅲ染液来检测
D．甘蔗茎的薄壁组织、甜菜的块根等，都含有较多糖且近于白色，因此可以用于还原糖的检测
答案 D
解析 检测葡萄糖用斐林试剂，检测蛋白质用双缩脲试剂，双缩脲试剂由两种试剂组成：0.1 g/mL的NaOH溶液和0.01 g/mL的CuSO4溶液，斐林试剂也由两种试剂组成：0.1 g/mL的NaOH溶液和0.05 g/mL的CuSO4溶液，故双缩脲试剂可由斐林试剂和蒸馏水配制而成，A正确；花生种子含脂肪多且子叶肥厚，是用于脂肪检测的理想材料，B正确；食用花生油颜色较深，而苏丹Ⅲ染液可将脂肪染成橘黄色，染色较浅，不易区别，故最好选用苏丹Ⅳ染液，它可以将脂肪染成红色，C正确；甘蔗茎的薄壁组织、甜菜的块根等含有较多的蔗糖，蔗糖不是还原糖，D错误。
7．(2018·上海静安区二模)下列各选项的物质，它们的元素构成完全一致的是( )
A．糖原和甘油三酯 B．磷脂与脂肪酸
C．核苷酸与蛋白质 D．叶绿素与甲状腺素
答案 A
解析 糖原和甘油三酯的组成元素都是C、H、O，A符合题意；磷脂的组成元素是C、H、O、N、P，脂肪酸的组成元素是C、H、O，B不符合题意；核苷酸的组成元素是C、H、O、N、P，蛋白质的组成元素是C、H、O、N，C不符合题意；叶绿素的组成元素中含有Mg，而甲状腺素的组成元素中含有I，D不符合题意。
8．(2019·西安模拟)下列关于动物体内水分的叙述，错误的是( )
A．动物体内的水分参与营养物质和代谢废物的运输
B．水既是细胞代谢所需的原料，同时也是细胞代谢的产物
C．多细胞动物体内的绝大多数细胞都浸润在以水为基础的液体环境中
D．同一生物的不同细胞中自由水和结合水的比例相差不大
答案 D
解析 同一生物的不同细胞内自由水与结合水的比例不同，新陈代谢强的细胞自由水与结合水的比例大，D错误。
9．下列关于无机盐的叙述，错误的是( )
A．缺铁性贫血是因为体内缺少铁，血红蛋白合成较少
B．Mg2＋是叶绿素的成分之一，缺Mg2＋影响光合作用
C．细胞中的无机盐大多数以离子形式存在，如CaCO3是构成骨骼、牙齿的主要成分
D．碘是合成甲状腺激素的原料，所以常在食盐中加碘
答案 C
解析 Fe2＋是血红蛋白的组成成分，体内缺少铁，血红蛋白合成较少，会引起缺铁性贫血，A正确；Mg2＋是叶绿素的组成成分之一，缺Mg2＋会影响叶绿素的合成，进而影响光合作用，B正确；细胞中的无机盐大多以离子形式存在，而CaCO3是化合物，C错误；碘是合成甲状腺激素的原料，为预防地方性甲状腺肿大，常在食盐中加碘，D正确。
10．(2018·福建六校联考)下列关于生物体内水分和无机盐的叙述，错误的是( )
A．旱生植物比水生植物具有较强的抗旱能力，其原因之一是自由水的相对含量较低
B．干种子内结合水的相对含量较低，不能进行旺盛的生命活动
C．镁离子是叶绿素的重要成分，缺镁会造成叶片发黄，缺磷会影响ATP的合成
D．生理盐水能维持人体渗透压的平衡，防止细胞过度吸水而涨破
答案 B
解析 旱生植物比水生植物体内自由水含量低，结合水含量高，抗旱能力强，A正确；干种子内自由水含量低，结合水含量高，生命活动代谢较弱，B错误；镁是叶绿素的组成成分，缺镁叶片会发黄，磷是合成ATP的原料，C正确；生理盐水与人体血浆渗透压相等，能维持血浆渗透压的平衡，防止细胞过度吸水而涨破，D正确。
11．(2019·贵州毕节威宁模拟)下列有关水的说法不正确的是( )
A．体内参与运输营养物质和代谢废物的水是自由水
B．种子失去自由水后不能萌发
C．温度适当升高会使细胞内自由水与结合水比值上升
D．越冬的植物体内自由水与结合水比值下降
答案 B
解析 种子失去结合水后不能萌发，B错误。
12．某科研小组将选自同一海滩的长势相同、生长良好的互花米草幼苗平均分成5组，每天分别进行0 h、3 h、6 h、12 h和24 h水淹处理。处理50 d后，测定植株自由水与结合水含量，并计算二者的比值(曲线甲)，测定K＋吸收速率(曲线乙)。下列有关分析判断中，错误的是( )
A．实验中应该用互花米草采样地点的海水进行水淹处理
B．互花米草在水淹时间为3 h/d的环境下抗逆性最强
C．互花米草在水淹时间为6 h/d的环境下，代谢活动最旺盛
D．互花米草以主动运输方式吸收K＋
答案 C
解析 互花米草为一种滩涂草本盐沼植物，实验用水应该采用此植物实际生活环境中的海水，A正确；自由水与结合水的比值越小，植物的代谢活动越弱，抗逆性越强，结合曲线甲可知水淹时间为3 h/d时，抗逆性最强，B正确；水淹时间为0 h/d时，自由水与结合水比值最大，故此时代谢活动最旺盛，C错误；分析曲线乙可知，随着水淹时间变长，K＋吸收速率减弱，随着水淹时间变长，细胞呼吸强度减弱，能量供应减少，分析得知，互花米草以主动运输方式吸收K＋，D正确。
二、非选择题
13．Ⅰ.C、H、O、N、P、S在玉米和人细胞(干)以及活细胞中的含量(%)如下表，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)多的是氧元素和氢元素，发生差异的原因是活细胞中含量最多的化合物是________。这两种元素在人体细胞干物质中主要存在于________中。
(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)的元素是氧，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。
Ⅱ.水在生命活动中有极其重要的作用，细胞内含水量的多少直接影响细胞的代谢。
(1)大豆收获后，要进行晾晒才能入仓储存，所除去的水分主要是细胞中的________水。如果大豆细胞内的水分过多，会使细胞的________作用加强。
(2)从上述现象可以推断，植物细胞内自由水与结合水的比值越________，则细胞的代谢越强。
(3)浸泡约一周时间，黄豆芽已长得又白又粗，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________，种类__________，其原因是
______________________________________________________________。
答案 Ⅰ.(1)水 蛋白质 (2)糖类 C、H、O
Ⅱ.(1)自由 呼吸 (2)大
(3)减少 增多 种子萌发过程中没有光合作用不合成有机物，细胞进行呼吸作用，消耗有机物，产生许多代谢中间产物
解析 Ⅰ.(1)活细胞中含量最多的化合物是水。因此活细胞中氧和氢的比例比干细胞中高。人体细胞干物质中含量最多的是蛋白质。
(2)玉米细胞含糖类较多，糖类由C、H、O组成。
Ⅱ.(1)大豆晾晒除去的水分主要是细胞中的自由水。细胞内的水分过多会使细胞的呼吸作用加强。
(2)细胞内自由水与结合水的比值越大，细胞的代谢越强。
(3)在种子萌发的过程中，真叶没有形成，不能进行光合作用合成有机物，而呼吸作用消耗有机物，细胞内有机物的含量减少，种类增多是因为细胞呼吸产生了中间产物。
14．铁是合成叶绿素所必需的元素，缺铁时植物在有光的条件下不能合成叶绿素，而表现“黄叶病”。请利用溶液培养法，根据所给的实验材料、用具，验证铁的生理作用。
材料用具：长势相同的小麦幼苗若干，广口瓶若干，完全培养液，只含铁的培养液，缺铁的完全培养液，蒸馏水，滴管，量筒。根据实验目的结合下表中所列具体内容，分析回答相关问题：
(1)写出序号“1”中加入的三种液体的名称。
a液：____________，b液：____________，c液：____________。确定a、b、c三种液体具体种类时主要以_______________________________为依据。
(2)从序号1～4看，A管、B管的实验操作及实验现象是相同的，试分析为什么还要设置A、B两个试管进行再次实验。______________________________
__________________________________________________________________。
(3)请描述序号“5”表示的实验操作。________________________________
__________________________________________________________________。
(4)写出表格中序号“6”所观察到的幼苗颜色。A管________，C管________。
答案 (1)缺铁的完全培养液 缺铁的完全培养液 完全培养液 序号“4”中表现的幼苗颜色
(2)A、B管都能说明在缺铁时植物表现“黄叶病”，从而证明铁是必需元素，但为了使结论更加可靠，尚需对A、B两管继续进行二次对照实验
(3)向A、B两管中分别加入等量的只含铁的培养液和蒸馏水(可以不考虑B管加蒸馏水)，C管不做任何处理
(4)变绿 绿色
解析 用溶液培养法可以确定某元素是否是植物生长的必需元素。
(1)该实验是为了验证铁的生理作用，而植物缺铁表现“黄叶病”。对照实验应遵循单一变量原则，所以A、B、C三支试管的唯一变量是是否含有铁元素。确定a、b、c三种液体具体内容时主要以序号“4”中表现的幼苗颜色为依据。C管幼苗为绿色说明不缺铁，A、B试管幼苗黄色说明缺铁。
(2)A、B管都能说明在缺铁时植物表现“黄叶病”，从而证明铁是必需元素，但为了使结论更加可靠，尚需对A、B两管继续进行二次对照实验，看添加铁元素后幼苗颜色是否恢复正常的绿色。
(3)根据(2)的分析，该次对照实验的唯一变量是是否添加铁元素，其他条件应遵循等量原则。
(4)根据铁元素的作用可知A管幼苗变绿，C管幼苗仍为绿色。
15．斐林试剂甲液是质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液，乙液是质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液。某同学在“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”的实验中，产生了一些疑问，在征得老师同意后，他利用课外时间进行了探究。下表是他的探究实验的部分操作。请分析回答下列问题。
(1)该同学试图通过上述实验解决什么问题？_________________________
_________________________________________________________________。
(2)1、2、3号试管中应加入的物质是：A________________；B________________；C________________。
(3)上述试管中，作为对照组的是________号试管。
(4)要使上述试管中的溶液发生显色反应，还必须做________处理。
(5)若将苹果汁换成蔗糖溶液并按正确操作做上述探究实验，结果是溶液颜色呈现________。
答案 (1)斐林试剂的甲液和乙液是否必须混合使用才能鉴定还原糖
(2)1 mL 0.05 g/mL的CuSO4溶液 1 mL 0.1 g/mL的NaOH溶液 2 mL刚配制好的斐林试剂
(3)3 (4)50～65 ℃水浴 (5)蓝色
解析 (1)分析表格的实验步骤可以看出该同学试图解决的问题是斐林试剂的甲液和乙液是否必须混合使用才能鉴定还原糖。
(2)根据实验提出的问题，该实验的自变量是实验试剂添加的顺序，A加入的是1 mL 0.05 g/mL的CuSO4溶液，B加入的是1 mL 0.1 g/mL的NaOH溶液，C加入的是2 mL刚配制好的斐林试剂。
(3)在实验中起对照作用的是3号试管。
(4)斐林试剂检测还原糖需要在50～65 ℃的水浴中加热。
(5)蔗糖不属于还原糖，不能与斐林试剂发生反应，溶液的颜色仍然是蓝色。
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考点1 细胞中的元素和化合物
实验2 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
考点2 细胞中的水和无机盐
高考热点突破
第2讲 细胞中的元素和化合物、细胞中的无机物
[考纲明细] 1.水和无机盐的作用(Ⅰ) 2.实验：检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质
考点1 细胞中的元素和化合物
1．细胞中的元素
(1)存在形式：大多以化合物的形式存在。
(2)分类
①大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。
②微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo等。
③基本元素：C、H、O、N。
④最基本元素：C。
⑤干重前四位：C、O、N、H。
⑥鲜重前四位：O、C、H、N。
(3)组成细胞的元素的来源
①来源：生物体有选择地从自然界中获得。
②生物界与非生物界的统一性和差异性：组成生物体的化学元素在无机自然界中均可找到，但存在形式和含量相差很大；组成不同生物体的元素，种类基本相同，含量相差很大。
(4)作用
①构成化合物：由元素构成化合物，这些元素和化合物是生物体生命活动的物质基础。
②影响生物的生命活动：如油菜“花而不实”的原因是缺乏B元素。
深挖教材
生物体内含量很少的元素都是微量元素吗？
提示 不都是。微量元素是生物体内含量很少但又不可缺少的元素。生物体还有一些元素如Pb含量少，但不是必需的，这些元素不属于微量元素。
2．细胞中的化合物
(1)种类
(2)含量
题组 元素和化合物的种类和含量
1．(2018·吉林联考)下列与细胞中的元素和化合物有关的叙述中，正确的是( )
A．耐旱的仙人掌细胞中含量最高的化合物是蛋白质
B．组成细胞的主要元素中含量最多的是氢
C．RNA和DNA组成元素的种类不同，碱基种类相同
D．组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到
答案 D
解析 活细胞中含量最多的化合物是水，含量最多的有机物是蛋白质，耐旱的仙人掌细胞中含量最高的化合物是水，A错误；组成细胞的主要元素中鲜重下含量最多的元素是氧，干重下含量最多的是碳，B错误；RNA和DNA组成元素的种类相同，碱基种类不完全相同，C错误；组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到，没有一种是细胞所特有的，D正确。
2．(2019·河北定州中学期中)如图1是细胞中3种化合物含量的扇形图，图2是细胞完全脱水后元素含量的柱形图，下列说法不正确的是( )
A．若图1表示正常细胞，则A、B化合物共有的元素中含量最多的是b
B．若图1表示细胞完全脱水后化合物含量的扇形图，则A中含量最多的元素为图2的b
C．图2中含量最多的元素是碳元素，这是因为生物大分子以碳链为骨架
D．若图1表示正常细胞，则B化合物具有多样性，其必含的元素为C、H、O、N
答案 B
解析 如果图1表示正常细胞，则A是水，B是蛋白质，C是脂质，图2是细胞完全脱水后的元素含量，a是C，b是O，c是N，水和蛋白质中共有的元素是O和H，含量最多的是b(O)，A正确；如果图1表示细胞完全脱水后化合物含量的扇形图，则A是蛋白质，B是脂质，C是糖类，在蛋白质中含量最多的元素是a(C)，B错误；图2中含量最多的元素是C，是因为生物大分子以碳链为基本骨架，C正确；若图1表示正常细胞，B是蛋白质，蛋白质具有多样性，其一定含有C、H、O、N四种元素，D正确。
题组 根据元素判断化合物的种类和功能
3．下图是构成细胞的某些化合物的元素组成情况，则对A、B、C所表示的物质及其所能表现的生理功能推测错误的是( )
A．A可能是叶绿素，能吸收光能进行光合作用
B．B可能是血红蛋白，有运输氧的作用
C．C可能是磷脂，是细胞膜的主要成分
D．A、B、C必为同一类物质
答案 D
解析 A物质含Mg，可能是叶绿素，能吸收光能进行光合作用，B物质含Fe，可能是血红蛋白，有运输氧的作用，C物质含P，可能是磷脂，磷脂双分子层是构成细胞壁的基本支架，故A、B、C一定不是同一类物质，D错误。
4．(2019·山西运城期中)如图为C、H、O、N、P等元素构成大分子物质甲～丙及结构丁的示意图。下列相关叙述，不正确的是( )
A．若图中物质甲能与碘液发生蓝色反应，则单体3为葡萄糖
B．若图中丁是一种细胞器，则单体1为氨基酸，单体2为核糖核苷酸
C．若图中丁能被碱性物质染成深色，则物质丙可控制物质乙的合成
D．物质甲、乙、丙为生物大分子，都有物种特异性
答案 D
解析 若物质甲能与碘液发生蓝色反应，则其为淀粉，单体3为淀粉的组成单位——葡萄糖，A正确；若图中丁是一种细胞器，由核酸和蛋白质构成，则其是核糖体，单体1为氨基酸，单体2为核糖核苷酸，B正确；若图中丁能被碱性物质染成深色，则丁为染色体，物质丙为DNA，物质乙为蛋白质，DNA可控制蛋白质的合成，C正确；物质甲是多糖，没有物种特异性，D错误。
技法提升
“元素分析法”判断化合物的种类与功能
(1)通过比较记忆特殊有机物的元素组成
?2?推测某一结构?或物质?的元素组成
首先分析该结构或物质的组成成分，再推测其元素组成。如：
细胞膜→蛋白质＋糖类＋磷脂→C、H、O、N、P；
染色体→蛋白质＋DNA→C、H、O、N、P；
核糖体→蛋白质＋RNA→C、H、O、N、P；
病毒→蛋白质＋核酸→C、H、O、N、P。
?3?从化合物的元素组成分析代谢产物
糖类、脂肪和蛋白质都含有C、H、O，故其代谢终产物都有CO2和H2O；蛋白质中还有N，故其代谢产物中还含有尿素。
?4?从化合物的元素含量上比较化合物氧化分解释放能量的多少
脂肪的含氢量多于糖类，因此等质量的脂肪彻底氧化分解时所消耗的O2量多于糖类，释放的能量也多于糖类。
实验2 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1．检测原理
(1)糖类的检测
(3)蛋白质的检测：蛋白质＋双缩脲试剂―→紫色
2．实验步骤
3．实验成功关键点
(1)三个实验中都不宜选取有颜色的材料，应选择无色或白色的材料，否则会干扰实验结果的颜色变化。
(2)由于苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液易溶于酒精，故可用体积分数为50%的酒精洗去浮色。
(3)蛋白质鉴定中，若用大豆作材料，必须提前浸泡；若用蛋清作材料，必须稀释，防止其黏在试管上不易刷洗。
(4)物质鉴定实验一般可预留部分样液作对照实验，若需进一步设立对照实验，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溶液。
[易错提醒] 对“糖、脂肪和蛋白质检测”的误区
(1)碘液本身有颜色，不是无色。若所检组织中无淀粉，宜描述为不变蓝。
(2)易忽略斐林试剂本身的颜色：斐林试剂实际上是新配制的Cu(OH)2，呈蓝色，不是无色，故非还原糖(蔗糖)＋斐林试剂水浴加热后的现象不是无色。
(3)误认为脂肪的鉴定必须使用显微镜：若要观察被染色的脂肪颗粒，则使用显微镜，但若要观察溶液颜色变化，则不必使用显微镜。
(4)误认为蔗糖是还原糖。甘蔗、甜菜块根等组织中含有的糖主要是蔗糖，蔗糖不是还原糖，故它们不可作为鉴定还原糖的实验材料。常见的还原糖有单糖、麦芽糖、乳糖等。
深挖教材
(1)西瓜中富含葡萄糖，甘蔗中富含蔗糖，它们能否作为检测生物组织中是否含有还原糖的材料？试分析原因。
提示 不能。西瓜有颜色，干扰实验，蔗糖为非还原糖。
(2)还原糖检测时，溶液颜色变化：浅蓝色→棕色→砖红色(沉淀)的原因？
提示 开始时的浅蓝色是Cu(OH)2的颜色，后来的棕色是浅蓝和砖红色的混合色，最后Cu2＋全部生成Cu2O，溶液呈现砖红色。
(3)蛋白质检测时，为什么先加A液再加B液？B液为什么不能过量？
提示 蛋白质中的肽键在碱性条件下能与Cu2＋生成紫色络合物，所以先加A液营造碱性环境，后加B液提供Cu2＋。其中双缩脲试剂B液的量不能过多，因为过多的双缩脲试剂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)为什么利用斐林试剂的甲液、乙液和蒸馏水也能鉴定蛋白质？
提示 斐林试剂的甲液、乙液的成分分别与双缩脲试剂的A液、B液相同，只是斐林试剂的乙液的质量浓度比双缩脲试剂的B液大，故只需将斐林试剂乙液用蒸馏水稀释即可用于鉴定蛋白质。
1．(2019·石家庄月考)在检测还原糖、脂肪、蛋白质的实验中，最佳的一组实验材料是( )
①甘蔗的茎 ②油菜籽 ③花生种子 ④梨 ⑤甜菜的块根 ⑥豆浆 ⑦鸡蛋清
A．④①⑥ B．⑤②⑦ C．①②⑥ D．④③⑥
答案 D
解析 ①甘蔗的茎中含有丰富的蔗糖，而蔗糖是非还原性糖，不能用于还原糖的检测；②油菜籽中富含脂肪，但种子体积较小，不易操作，不宜用于脂肪的检测；③花生种子富含脂肪，且种子体积较大，易操作，宜用于脂肪的检测；④梨中富含还原性糖，且近乎无色，可用于还原糖的检测；⑤甜菜的块根富含蔗糖，而蔗糖是非还原性糖，不能用于还原糖的检测；⑥豆浆中含有丰富的蛋白质，可用于蛋白质的检测；⑦鸡蛋清中含有丰富的蛋白质，可用于蛋白质的检测。所以实验材料的选择为④③⑥或④③⑦，应选D。
2．下列关于实验操作步骤的叙述，正确的是( )
A．用于鉴定还原糖的斐林试剂甲液和乙液混合后要节约使用，以备下次再用
B．脂肪的鉴定需要用显微镜才能看到被染色的脂肪滴
C．用于鉴定蛋白质的双缩脲试剂A液与B液与斐林试剂甲液和乙液浓度可以相同
D．在鉴定脂肪的实验中，苏丹Ⅳ染液将脂肪染成橘黄色，苏丹Ⅲ染液将脂肪染成红色
答案 B
解析 斐林试剂需现配现用，A错误；双缩脲试剂和斐林试剂的成分相同，但CuSO4的浓度不同，C错误；脂肪鉴定中，苏丹Ⅲ染液将脂肪染成橘黄色，而苏丹Ⅳ染液将脂肪染成红色，D错误。
3．(2019·河南周口中英文学校月考)某学生对一待测物质进行如下实验，假设实验步骤均正确，其进行的实验及观察到的现象如下表，请回答其可能鉴定的物质及试剂A是( )
A．鸡蛋清 斐林试剂 B．鸡蛋清 碘液
C．劣质奶粉 碘液 D．劣质奶粉 斐林试剂
答案 D
解析 根据所学实验可知，判断是否有砖红色沉淀现象的是还原糖的检测，所用试剂为斐林试剂，判断是否变蓝的实验一般是淀粉的检测，所用试剂为碘液。根据实验测试结果推测待测物质：实验1中含有少量蛋白质，实验2中无还原性糖类，实验3中不含脂肪，实验4中含淀粉，则该物质不可能是鸡蛋清，可能是劣质奶粉，D正确。
4．下列有关检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质三个实验的叙述中，不正确的是( )
A．只有脂肪的检测需要使用显微镜
B．可溶性还原糖的鉴定中可用酒精灯直接加热到50～65 ℃
C．检测还原糖、蛋白质所用方法不相同
D．三个实验的最终颜色均不相同
答案 B
解析 三种物质的鉴定实验中，脂肪的鉴定需要使用显微镜，A正确；还原糖的鉴定需要水浴加热到50～65 ℃，而不是用酒精灯直接加热，B错误；鉴定还原糖的实验中，斐林试剂的甲液和乙液是等量混合均匀后再加入样液中，现配现用，而鉴定蛋白质用的双缩脲试剂则是先加A液1 mL，再加B液4滴，C正确；鉴定还原糖、脂肪和蛋白质的实验中溶液或组织分别呈现砖红色、橘黄色(或红色)和紫色，D正确。
技法提升
1．区分斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同”
2．三类有机物检测在操作步骤上的“三个唯一”
考点2 细胞中的水和无机盐
1．细胞中的水
(1)细胞中水的存在形式及功能
(2)自由水及结合水的分析
①自由水、结合水与温度变化的关系
自由水和结合水可相互转化，即：自由水结合水
②自由水、结合水与细胞代谢及抗逆性的关系
2．无机盐的存在形式及功能
3．十种常考无机盐功能举例
(1)N：蛋白质、ATP、NADP＋、叶绿素、核苷酸等
(2)P：ATP、NADP＋、核苷酸、磷脂
(3)Mg：参与构成叶绿素(与光反应有关)
(4)Ca2＋：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
(5)S：甲硫氨酸、半胱氨酸等含硫氨基酸的组成成分(蛋白质的特征元素，故常用35S标记追踪蛋白质去向)
(6)Fe：血红蛋白(缺Fe2＋时，贫血，无氧呼吸加剧，可引发乳酸积累致使酸中毒)
(7)I：甲状腺激素等(婴幼儿缺碘时可导致缺乏甲状腺激素，进而引发“呆小症”)
(8)Na＋：维持细胞外液渗透压，动作电位形成离不开“Na＋内流”
(9)K＋：维持细胞内液渗透压，静息电位的维持离不开K＋外流
(10)Cl－：与Na＋共同维持细胞外液渗透压——细胞外液渗透压90%以上来自Na＋和Cl－
深挖教材
所有的植物色素中都含有镁元素吗？
提示 叶绿素含有Mg，而胡萝卜素、叶黄素以及液泡中的色素如花青素不含Mg。
1．(必修1 P34问题探讨改编)某运动饮料广告词“解口渴，更解体渴”，其中的“解体渴”主要指该饮料中含有大量水和少量无机盐，补充剧烈运动散失的水分和无机盐。
2．(必修1 P36与生活的联系)①患急性肠炎的病人脱水时需要及时补充水分，同时也需要补充体内丢失的无机盐，因此，输入葡萄糖盐水是常用的治疗方法。
②大量出汗会排出过多的无机盐，导致体内的水盐平衡和酸碱平衡失调，这时应多喝淡盐水。
3．(必修1 P36技能训练)为了确定某种矿质元素是否是小麦幼苗的必需元素，应采用的方法是观察在完全培养液中去掉该矿质元素前、后小麦幼苗的生长发育状况。
1．完善生物体内水的综合关系图
2．种子失水情况分析
(1)鲜种子放在阳光下暴晒，重量减轻?主要是自由水散失。
(2)干种子用水浸泡后仍能萌发?失去自由水的种子仍保持其生理活性。
(3)干种子不浸泡则不萌发?自由水越少，代谢越缓慢。
(4)干种子放在试管中，用酒精灯加热，试管壁上有水珠?失去的主要是结合水。
(5)失去结合水的种子浸泡后不萌发?失去结合水的细胞失去生理活性。
3．无机盐生理功能的实验验证
(1)实验设计
①对照组：植物＋完全培养液―→正常生长。
②实验组
(2)注意事项
①实验中应保证实验材料的统一性，即材料的种类、生长状况应一致等。
②实验组用只缺X的完全培养液，对照组用完全培养液，不能用蒸馏水作对照。
③实验组加入X盐的目的是形成二次对照，使实验组前后对照，以增强说服力。
题组 水的存在形式及功能
1．(2018·吉林市第一次调研)有关水的叙述，下列说法错误的是( )
A．结合水是细胞的组成成分，越冬植物体内结合水比例降低
B．单体形成多聚体的过程中产生水
C．有氧呼吸中，水既是反应物又是产物
D．在沙漠中的仙人掌细胞中最多的化合物是水
答案 A
解析 越冬植物体内结合水比例升高，A错误；单体脱水缩合形成多聚体，B正确；有氧呼吸中，水作为反应物参与有氧呼吸第二阶段的反应，在有氧呼吸第三阶段有水生成，C正确；在沙漠中的仙人掌细胞中最多的化合物是水，D正确。
2．(2018·郑州质检)下图为对刚收获的种子所做的一系列处理，据图分析有关说法正确的是( )
A．①和②均能够萌发形成幼苗
B．③在生物体内主要以化合物的形式存在
C．④和⑤是同一种物质，但是在细胞中存在形式和含量不同
D．点燃后产生的CO2中的C全部来自种子中的糖类
答案 C
解析 种子晒干过程丢失的是自由水，细胞仍有活性，而烘干过程失去的是结合水，因此①能萌发，②不能萌发，A错误；③为种子中的无机盐，主要以离子形式存在，B错误；④为自由水，⑤为结合水，前者在细胞中以游离形式存在，后者与细胞内的其他物质结合，二者在细胞中的含量也不同，C正确；种子中除糖类外还有其他有机物，因此产生的CO2中的C也可能来自其他有机物，D错误。
题组 无机盐功能分析及实验验证
3．(2017·海南高考)无机盐对于维持生物体的生命活动具有重要作用。下列相关叙述错误的是( )
A．蔬菜中的草酸不利于机体对食物中钙的吸收
B．缺铁会导致哺乳动物血液运输O2的能力下降
C．和ATP一样，KH2PO4也能为生物体提供能量
D．植物秸秆燃烧产生的灰烬中含有丰富的无机盐
答案 C
解析 草酸与食物中钙结合形成沉淀物，不利于钙的吸收，A正确；铁是血红蛋白的组成成分，血红蛋白的主要作用是运输氧，缺铁会导致哺乳动物血液运输O2的能力下降，B正确；无机盐在生物体中的作用包括组成细胞的结构成分、参与并维持生物体的代谢活动、维持生物体内的酸碱平衡、维持细胞的渗透压，KH2PO4属于无机盐，无机盐不能为生物体提供能量，C错误；燃烧过程中有机物被分解，剩下来的是无机盐，D正确。
4．(2019·湘潭模拟)设计实验探究X是否属于植物生长所必需的无机盐，某同学的构思大致如下：本实验中采用甲组、乙组之间的空白对照，以及乙组中实验前(无X)与实验后(有X)之间的自身对照。两次对照中属于实验组的依次是( )
A．甲组、乙组实验前 B．甲组、乙组实验后
C．乙组、乙组实验前 D．乙组、乙组实验后
答案 D
解析 在空白对照实验中，人工处理的为实验组；在自身对照中，实验后处理的为实验组。
高考热点突破
1．(2017·全国卷Ⅰ)下列关于细胞结构与成分的叙述，错误的是( )
A．细胞膜的完整性可用台盼蓝染色法进行检测
B．检测氨基酸的含量可用双缩脲试剂进行显色
C．若要观察处于细胞分裂中期的染色体可用醋酸洋红液染色
D．斐林试剂是含有Cu2＋的碱性溶液，可被葡萄糖还原成砖红色
答案 B
解析 台盼蓝是细胞活性染料，常用于检测细胞膜的完整性与细胞的存活率，是组织和细胞培养中最常用的细胞活性鉴定染色剂，A正确；双缩脲试剂的作用原理是Cu2＋在碱性条件下与肽键发生反应生成紫色络合物，因为氨基酸中没有肽键，故不会与双缩脲试剂发生反应，也就不能用双缩脲试剂检测氨基酸的含量，B错误；染色体可被碱性染料染成深色，常用的碱性染料为龙胆紫溶液或醋酸洋红液，C正确；斐林试剂的甲液是质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液，乙液是质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液，应现配现用，可溶性还原糖中含有的醛基或酮基具有弱还原性，在水浴加热的条件下可与氢氧化铜发生氧化还原反应，把Cu2＋还原成砖红色的Cu2O(氧化亚铜)沉淀，D正确。
2．(2016·江苏高考)关于生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质和DNA的鉴定实验，下列叙述正确的是( )
A．还原糖、DNA的鉴定通常分别使用双缩脲试剂、二苯胺试剂
B．鉴定还原糖、蛋白质和DNA都需要进行水浴加热
C．二苯胺试剂和用于配制斐林试剂的NaOH溶液都呈无色
D．脂肪、蛋白质鉴定时分别可见橘黄色颗粒、砖红色沉淀
答案 C
解析 鉴定还原糖、DNA可分别使用斐林试剂、二苯胺试剂，A错误；鉴定还原糖和DNA都需要水浴加热，而鉴定蛋白质不需要水浴加热，B错误；二苯胺试剂和用于配制斐林试剂的NaOH溶液都呈无色，C正确；用苏丹Ⅲ鉴定脂肪时可见橘黄色颗粒，用双缩脲试剂鉴定蛋白质时会发生紫色反应，D错误。
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