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第2章 细胞的化学组成
第2课时 蛋白质
第2章 细胞的化学组成
C、H、O、N
S
氨基酸
氨基
羧基
同一个碳原子
R基不同
羧基
氨基
一分子水
—NH—CO—
两
肽链
空间结构
肽链
不同种类的氨基酸以多种
不同的排列顺序
盘曲、折叠方式及其形成的空间结构
结构蛋白
功能蛋白
细胞和生物体
贮存
信号
催化
×
√
×
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预习导学·思维动
梳理教材·夯实基础
H
R--C--COOH
NH
重难解读讲练互动
师生互动·核心突破
HOOC(
CH—CH—COO
COO
COO
COO
-COO
丙HOC
丁H,NCCH,-COOH
或
2mL蛋清液
4|2mL双缩脲试
3~4滴双缩脲试
/检1号图颜色无色
剂A振荡摇勺→目剂B,振荡均勺
颜色:无色
颜色:紫色
测
观
察L2mL清水
2mL双缩脲试
3~4滴双缩脲试
颜色:无色
剂A,振荡摇匀
剂B振荡均匀
颜色:无色
颜色:蓝色
用镊子敲破蛋壳
制备蛋清稀释液_用移液管吸取0.5mL蛋清滴入试管
用量筒量取5mL清水加入试管
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知能演练,轻巧夺冠
即时训练·体验成功第2课时 蛋白质
1.对比几种氨基酸的结构，说出氨基酸的结构特点。(重点) 2.结合氨基酸脱水缩合形成多肽的过程，掌握氨基酸形成蛋白质的过程，并能归纳出相关规律。(难点) 3.举例说明蛋白质的种类和功能。
一、蛋白质的分子组成
组成元素：主要由C、H、O、N四种元素组成，有的含有P或S两种元素或一些微量元素。
基本组成单位：氨基酸。
(1)种类：天然氨基酸有180多种，组成天然蛋白质的氨基酸大约有20种。
(2)结构
①结构通式：RCHNH2COOH。
②结构特点
a．每种氨基酸分子中至少有一个氨基和一个羧基。
b．都有一个氨基、一个羧基和一个氢原子连接在同一个碳原子上。
(3)区别氨基酸不同种类的依据：R基不同。
二、蛋白质的分子结构
氨基酸的结合方式
(1)过程：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，同时失去一分子水而脱水缩合。
(2)肽键
①概念：连接两个氨基酸分子的化学键。
②结构通式：—NH—CO—。
二肽和多肽
(1)二肽：由两个氨基酸分子脱水缩合而成的化合物。
(2)多肽：由3个或3个以上氨基酸分子脱水缩合而成的，含有多个肽键的化合物。
肽链和蛋白质：多肽通常呈链状结构，叫做肽链。蛋白质是由一条或多条肽链经过盘曲、折叠形成的有特定空间结构的有机大分子。
4．蛋白质的结构多样性：
细胞中不同种类的氨基酸以多种不同的排列顺序形成种类繁多的肽链，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别，这就造成了蛋白质分子结构多种多样。
三、蛋白质的种类和功能
种类：蛋白质的种类很多，主要包括结构蛋白和功能蛋白。
功能
(1)结构蛋白：构成细胞和生物体的主要物质：如人体的毛发、肌腱等。
(2)功能蛋白
①贮存功能：如卵清蛋白；
②保护功能：如血液中的抗体蛋白；
③运输功能：如血红蛋白；
④信号功能：如膜蛋白；
⑤催化功能：如唾液淀粉酶。
判一判
(1)每一种蛋白质至少由20种氨基酸组成(×)
(2)组成蛋白质的某一氨基酸，如果有两个羧基，则必定一个在R基上(√)
(3)在组成生物体蛋白质的氨基酸中，酪氨酸几乎不溶于水，而精氨酸易溶于水，这种差异的产生取决于两者的结构完全不同(×)
想一想
人催产素是由9个氨基酸分子缩合形成的一条多肽链。在缩合过程中失去的水分子和形成的肽键的个数依次是多少？
[提示] 8，8。
对氨基酸结构的理解
结构通式
判断一个有机酸是否为组成生物体的氨基酸的方法
(1)判断依据：该有机酸是否同时具备氨基酸的两个结构特点。
(2)判断步骤
第一，看数量→此有机酸含有几个氨基和几个羧基；
第二，看位置→此有机酸中是否有一个氨基、一个羧基和一个氢原子连接在同一个碳原子上。
(1)有关氨基、羧基、R基的正确书写格式：
—NH2、—COOH、—R(千万别忘记原子团前要有短线“—”)。
(2)决定氨基酸种类和性质的是氨基酸的R基。
(3)氨基酸的分子式可记为C2H4O2NR，此分子式在计算中方便实用。
1．下列物质中，属于构成蛋白质的氨基酸的是( )
A．HCHNH2CH2CH2COOH
B．HOOCCH2CHNH2CH2COOH
C．H2NCCOOHHCH2CH2COOH
D．H2NCH2CH2COOH
解析：选C。构成蛋白质的氨基酸中至少有一个氨基和一个羧基，且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
2．如图是四种构成蛋白质的氨基酸的结构简式，下列叙述错误的是( )
甲H2NCHHCOOH
乙H2NCHCH3COOH
丙HOCH2CHNH2COOH 丁H2NCHCOOHCH2COOH
A．构成上述氨基酸分子的基本元素是C、H、O、N
B．上述四种氨基酸的R基依次是—H、—CH3、—CH2OH、
—CH2COOH
C．R基中可以有氨基或羧基
D．只要含有氨基和羧基的化合物就是构成蛋白质的氨基酸
解析：选D。A项，根据氨基酸结构通式可知，氨基酸的组成元素为C、H、O、N等；B项，氨基酸的种类区别决定于R基的不同，上述氨基酸的R基依次为：—H、—CH3、—CH2OH、—CH2COOH；C项，R基中可能含有任意基团，也可能包括氨基或羧基；D项，构成蛋白质的氨基酸至少都含有一个氨基和一个羧基，且都有一个氨基、一个氢原子和一个羧基连接在同一个碳原子上。
氨基酸脱水缩合过程的分析
过程图示(以二肽的形成为例)
过程分析(以二肽的形成为例)
(1)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)脱水缩合的主要产物是二肽，其他产物是水。
(3)连接二肽中两个氨基酸之间的化学键为肽键，表示为—CO—NH—，—NH—CO—或—CONH。
(4)一条肽链至少含有一个游离的—NH2和一个游离的—COOH，分别位于肽链的两端，R基中的—NH2和—COOH不参与脱水缩合过程。
(5)蛋白质的结构层次
C、H、O、N等元素→氨基酸→二肽→多肽链蛋白质。
(6)氨基酸形成蛋白质的相关数量计算
①假设氨基酸的平均相对分子质量为a，由n个氨基酸分别形成1条肽链或m条肽链：
形成肽链数
形成肽键数
脱去水分子数
氨基数目
羧基数目
多肽相对分子质量
1
n－1
n－1
至少1个
至少1个
na－18(n－1)
m
n－m
n－m
至少m个
至少m个
na－18(n－m)
②在一条肽链主链的两端分别是—COOH和—NH2，侧链R基中的—COOH和—NH2不参与脱水缩合过程，所以多肽的氨基(或羧基)数目＝R基中的氨基(或羧基)数目＋肽链数。
突破1 多肽的形成过程
3．下图表示有关蛋白质分子的简要概念图，对图示分析正确的是( )
A．a中肯定含有S元素
B．①过程形成多肽的方式是脱水缩合
C．多肽中b的数目等于c的数目
D．每种蛋白质都由20种氨基酸组成
解析：选B。组成蛋白质的元素主要有C、H、O、N，有的含S，A错；多肽中，氨基酸的数目通常比肽键的个数多，C错；每种蛋白质的氨基酸种类小于或等于20，D错。
突破2 蛋白质的相关计算
4．某蛋白质由3条多肽链、N个氨基酸组成，下列关于该蛋白质的说法正确的是( )
A．形成该蛋白质时产生了N个水分子
B．该蛋白质中至少含有N个肽键
C．该蛋白质中至少含有3个游离的羧基
D．合成该蛋白质至少需要20种氨基酸
解析：选C。N个氨基酸，3条肽链，则发生脱水缩合反应形成的肽键数目和水分子数为氨基酸数－肽链数＝N－3，A、B
错误；每条肽链一端有一个游离的羧基，另一端有一个游离的氨基，其中肽链中的某些氨基酸的R基中可能还含有游离的氨基或羧基，因此该蛋白质至少含有3个游离的羧基，C正确；该蛋白质中不一定含有20种氨基酸，D错误。
5．天然的白细胞介素 2是一种淋巴因子，属于糖蛋白，该糖蛋白共有133个氨基酸形成一条肽链，第58位和105位半胱氨酸的巯基(—SH)脱下两个氢所形成的二硫键使肽键折叠，再经螺旋呈球状，直链则无活性。关于该蛋白质的叙述，不正确的是( )
A．二硫键对该蛋白质空间结构的形成及功能不是必需的
B．该蛋白质有132个肽键
C．该蛋白质形成过程中失去了132个水
D．该蛋白质至少有1个游离的氨基
解析：选A。根据题意可知二硫键对该蛋白质空间结构的形成及功能是必需的，A错误；由题干可知该蛋白质由一条肽链组成，有133个氨基酸，所以有132个肽键，B正确；肽键等于失去的水分子数，失去了132个水，C正确；游离的氨基等于肽链条数＋R基上的氨基，因此至少有1个游离的氨基，D正确。
蛋白质形成过程中各元素的变化总结
(1)氨基酸形成蛋白质的过程中，变化的元素：H、O，因此过程中脱去H2O而减少，还有一部分H因形成二硫键而减少。
(2)不变的元素：C、N、S。
蛋白质的结构多样性与功能多样性
6．科学家发现用β 巯基乙醇处理某种酶时，酶分子的多肽链伸展开来，丧失了所有的酶活性，当除去β 巯基乙醇时，该酶又恢复了正常的酶活性，并且重新形成的空间结构与处理之前的完全一致。由该实验不能推测的结论是( )
A．折叠信息包含在氨基酸序列中
B．天然构象可能是其最稳定构象
C．发生变性的蛋白质也能够复性
D．折叠过程需要由某种分子协助才能完成
解析：选D。由题意知，酶分子复性后与正确折叠的天然蛋白质的功能相同，说明折叠信息包含在氨基酸序列中，A不符合题意；由题意知除去β 巯基乙醇后重新形成的蛋白质在结构和功能上与实验开始时正确折叠的天然蛋白质完全一致，说明天然构象可能是其最稳定构象，诱发蛋白质变性的因素去掉后，蛋白质又恢复天然构象，B不符合题意；由题意知，发生蛋白质变性的蛋白质分子也可以复性，C不符合题意；除去β 巯基乙醇后，酶复性，不需要某种分子协助就能完成折叠过程，D符合题意。
7．生物体的生命活动离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。下列属于血红蛋白生理功能的是( )
A．运输氧气
B．调节机体的生命活动
C．构成细胞的重要物质
D．催化细胞内的化学反应
解析：选A。血红蛋白的功能是运输氧气。
检测生物组织中的蛋白质
1．实验原理
蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色或紫红色反应。蛋白质分子中含有很多肽键，在碱性NaOH溶液中能与双缩脲试剂中的Cu2＋作用，产生紫色或紫红色反应。
2．操作流程
3．实验点拨
(1)实验材料的选择
由于本实验是利用颜色反应检测不同的物质，因此在实验的选材上应注意以下两点：
①材料本身应无色，以免对结果产生干扰；
②材料应富含相关物质，使现象更明显。
(2)实验注意事项
①宜选用蛋白质含量较高的生物组织，如豆浆、蛋清等。
②若使用蛋清作为实验材料，使用时必须稀释，否则实验后蛋清会黏附在试管壁上，不易洗刷；若用豆浆作为实验材料，应稀释清淡一些，效果会更好。
③双缩脲试剂的加入顺序：先加A液，再加B液，而且B液不能过量，否则会生成Cu(OH)2，干扰颜色反应。
双缩脲试剂可以鉴定蛋白质，是由于蛋白质有( )
A．肽键
B．氨基酸
C．羧基
D．氨基
解析：选A。鉴定生物组织中的蛋白质时，常使用双缩脲试剂。其反应实质是在碱性环境下的肽键与双缩脲发生的紫色反应。
鉴定蛋白质样品时加双缩脲试剂的正确做法是( )
A．先加A液NaOH，混合后再加B液CuSO4摇匀后观察
B．先加B液CuSO4，混合后再加A液NaOH摇匀后观察
C．A液NaOH、B液CuSO4混合后加入，摇匀后观察
D．A液NaOH、B液CuSO4同时加入样液，摇匀后观察
解析：选A。用双缩脲试剂鉴定蛋白质时两种试剂的使用必须先后加入。
核心知识小结
[网络构建]
[规范答题]1.氨基酸分子至少都含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)，并且都有一个氨基、一个羧基和一个氢原子连接在同一个碳原子上。2．一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，同时脱去一分子水，这种结合方式叫做脱水缩合。3．蛋白质多样性的原因：组成蛋白质的氨基酸数目、种类不同，不同种类的氨基酸排列顺序千变万化，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。
[随堂检测]
下列哪项不是构成蛋白质的氨基酸( )
A．H2NCHCOOHCH2NH2
B．H3CCHCOOHSHNH2
C．H2NCHCOOHCH2CH2COOH
D．H2NCHCOOHCH2COOH
解析：选B。A项的R基是—CH2—NH2；C项的R基是—CH2—CH2—COOH；D项的R基是—CH2—COOH；其余结构相同，都符合氨基酸结构简式。而B项不符合“有一个氨基、一个羧基和一个氢原子连接在同一个碳原子上”的结构特点。
蚕丝被贴身暖和、轻盈透气，是“健康绿色睡眠”的首选。下列关于组成“蚕丝”主要成分的叙述，正确的是( )
A．它的基本组成单位的通式为—CO—NH—
B．它的形成过程中没有水产生
C．蚕丝的基本组成单位是氨基酸
D．它一定含有的化学元素是C、H、O、N、P、Fe
解析：选C。“蚕丝”的主要成分是蛋白质，其基本单位是氨基酸，氨基酸的结构通式为CHRH2NCOOH，A错误，C正确；“蚕丝”主要成分是蛋白质，蛋白质是由氨基酸经脱水缩合反应形成的，因此该过程中会产生水，B错误；“蚕丝”主要成分是蛋白质，其组成成分一定有C、H、O、N，D错误。
如图a是某蛋白质的肽链结构示意图(其中数字为氨基酸序号)，图b是部分肽链放大图，请据图判断下列叙述中正确的是( )
A．该蛋白质中含有1条肽链，124个肽键
B．图b中含有的R基是①②④⑥⑧
C．从图b可推知该肽链至少含有2个游离的羧基
D．该蛋白质由124个氨基酸构成
解析：选D。由图a可知，该化合物由124个氨基酸组成一条肽链，因此形成的肽键数为123。图b中的R基有②④⑥⑧。该化合物由一条肽链构成，且⑥⑧各有1个羧基，因此至少含有3个游离的羧基。
4．据报道，有位科学家发现了一种可以分解鸡毛的角蛋白酶，有可能被用来“消化”导致疯牛病和人类克雅氏症的毒蛋白。他与荷兰一家疯牛病专业检测机构联合进行的实验表明，角蛋白酶确实能够破坏毒蛋白，使其丧失传染能力。由此可知，该毒蛋白有着与鸡毛中的角蛋白相似的( )
A．氨基酸的数量
B．空间结构
C．氨基酸的种类
D．氨基酸的排列顺序
答案：B
中国学者章蓓和美国、瑞典、西班牙的科学家们共同发现了一种功能类似胰岛素的真菌化合物，胰岛素可以降低血糖。这一发现有可能使糖尿病患者将来只通过服药而不必注射胰岛素进行治疗。关于上述资料中的“真菌化合物”的推测，肯定错误的是( )
A．该化合物具有降低血糖浓度的功能
B．该化合物可以直接吸收
C．该化合物应该是相对分子质量较小的有机物
D．该化合物应该是蛋白质
解析：选D。该化合物的功能类似胰岛素，能够治疗糖尿病，所以一定具有降低血糖浓度的功能，A正确；该化合物有可能使糖尿病患者将来只通过服药而不必注射胰岛素进行治疗，是通过口服后发挥作用的，说明该化合物可以直接吸收，B正确；该化合物如果是大分子物质，口服后经过消化系统一定就被消化分解了，所以一定是相对分子量较小的有机物，C正确；蛋白质口服会被消化道内的蛋白酶和肽酶消化成小分子氨基酸，这样就会失去作用，所以该化合物不能是蛋白质，D错误。
6．某致病细菌分泌的外毒素为无色、细针状结晶，对小鼠和人体有很强的毒性，可引起流涎、呕吐、便血、痉挛等，最终导致死亡。该外毒素为环状肽，结构式如图所示：
请据图分析回答：
(1)该化合物中含有________个游离的氨基，________个游离的羧基。
(2)组成该化合物的氨基酸有________种，其中重复出现的R基是________，请写出氨基酸的结构通式________________________________________________________________________。
(3)该化合物含有________个肽键。
(4)B框所示的R基所构成的氨基酸的相对分子质量是________。
解析：(1)题图为环状肽，且R基中不含氨基和羧基，所以该化合物中游离的氨基和羧基数都为0；(2)(3)氨基酸的种类是由R基的种类决定的，图中共有7个肽键，含有7个氨基酸残基，其中R基只有5种，重复出现的R基是—CH3；(4)结合氨基酸的结构通式，B框所示的R基所构成的氨基酸的相对分子质量就能计算出来。
答案：(1)0 0 (2)5 —CH3
H2NCHRCOOH
(3)7 (4)163
[课时作业]
一、选择题
关于生物体内组成蛋白质的氨基酸的叙述，错误的是( )
A．分子量(相对分子质量)最大的氨基酸是甘氨酸
B．有些氨基酸不能在人体细胞中合成
C．氨基酸分子之间通过脱水缩合形成肽键
D．不同氨基酸之间的差异是由R基引起的
解析：选A。甘氨酸的R基是—H，是最简单的天然氨基酸，故A项错误；氨基酸分为必需氨基酸和非必需氨基酸，必需氨基酸在人体细胞内不能合成，B项正确；氨基酸分子通过脱水缩合形成多肽，多肽盘曲、折叠形成蛋白质，C项正确；组成蛋白质的氨基酸约有20种，各种氨基酸之间的区别在于R基的不同，D项正确。
如果一个氨基酸分子中含有两个氨基，其中一个氨基与羧基连在同一个碳原子上，那么，另一个氨基的位置是( )
A．与氨基端相连
B．与羧基端相连
C．和氢相连
D．在R基上
解析：选D。连在氨基酸中心碳原子上的有一个氨基、一个羧基和一个氢原子，另一个侧链基团用R表示，显然另一个氨基只能在R基上。
3．下列有关蛋白质的叙述，正确的是( )
A．蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能并未发生改变
B．细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质是同一种蛋白质
C．由m条肽链，n个氨基酸组成的蛋白质中至少有n＋m个氧原子
D．具有运输作用的蛋白质都在细胞膜上
解析：选C。由n个氨基酸形成m条肽链，肽键数为n－m，每个肽键中有一个氧原子；每条肽链中至少有一个羧基，每个羧基中含两个氧原子，故该蛋白质至少含有的氧原子个数为n－m＋2m＝n＋m。
下面关于蛋白质分子结构与功能的叙述，错误的是( )
A．不同蛋白质含有的氨基酸数量不尽相同
B．有些结构不同的蛋白质具有相似的功能
C．组成蛋白质的氨基酸可按不同的排列顺序脱水缩合
D．组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合
解析：选D。不同蛋白质含有的氨基酸数量不尽相同；组成蛋白质的氨基酸可有不同的排序，但脱水缩合的方式只有一种；结构不同的蛋白质可能具有相似的功能。
5．蛋白质和多肽的主要区别在于蛋白质分子( )
A．包含的氨基酸多
B．能水解成氨基酸
C．空间结构更复杂
D．相对分子质量更大
解析：选C。蛋白质分子与多肽的主要区别在于蛋白质具有更加复杂的空间结构。
6．胰岛素由α、β两条链组成，共含51个氨基酸。下列叙述中错误的是( )
A．氨基酸脱水缩合产生水，其中的氢全部来自于氨基
B．胰岛素能与双缩脲试剂发生紫色反应
C．胰岛素能降低血糖体现了蛋白质具有信息传递的功能
D．一个胰岛素分子全部水解为氨基酸，需要消耗49个水分子
解析：选A。氨基酸脱水缩合产生的水来自于一个氨基酸羧基中的羟基和另一个氨基酸氨基中的氢，其所形成的肽键能与双缩脲试剂发生紫色反应；胰岛素能与细胞膜上的受体结合促进细胞对血糖的利用从而降低血糖浓度，体现了蛋白质具有信息传递的功能；一个胰岛素分子由α、β两条链组成，共含51个氨基酸，因此全部水解需消耗51－2＝49个水分子。
7．分析蛋白质E和蛋白质F，得到以下数据(单位：个)：
肽链
H
O
N
—NH2
—COOH
蛋白质E
2
348
62
53
3
2
蛋白质F
3
294
55
54
6
3
那么这两种多肽中氨基酸的数目最可能是( )
选项
A
B
C
D
蛋白质E
199
340
52
51
蛋白质F
181
281
51
49
解析：选C。蛋白质E有2条肽链，有3个游离的—NH2，故构成蛋白质E的某氨基酸的R基上有一个—NH2，共有53个N，除去R基上的一个N，剩余52个N分别在52个氨基酸的—NH2中。同理，可推知蛋白质F中有51个氨基酸。
8．下列有关蛋白质结构及多样性的叙述中，正确的是( )
A．催产素和血管舒张素均为九肽，但它们的功能差异很大，完全取决于构成两者的氨基酸种类
B．由三个不同种类的氨基酸构成的三肽最多有27种
C．鸡蛋煮熟后，蛋白质变性失活，但并未引起蛋白质分子中肽键的断裂
D．肽键中元素组成的不同也是影响蛋白质结构多样性的原因
解析：选C。构成催产素和血管舒张素的氨基酸数目相同，但构成两者的氨基酸种类、排列顺序和肽链空间结构的差异，最终造成了两者功能的差异。由三个不同种类的氨基酸构成的三肽共有3×2×1＝6(种)。蛋白质的变性过程中不发生肽键的断裂，主要是肽链空间结构的改变。蛋白质中肽键的元素组成是相同的。
9．某肽链由51个氨基酸组成，如果用肽酶把其分解成1个二肽、2个五肽、3个六肽、3个七肽，则这些短肽的氨基总数的最小值、肽键总数、形成所需的水分子总数依次是( )
解析：选C。解答本题时，首先将选项中的柱状图转化为数字信息。结合氨基酸形成蛋白质的过程分析可知，每条短肽至少有一个氨基(不包括R基上的氨基)，共有9个短肽，因此这些短肽的氨基总数的最小值为9个；一条肽链要形成9个短肽，需要断裂8个肽键，由肽键数＝失去的水分子数可知，形成这些短肽需要8个水分子；肽键数＝氨基酸数－肽链条数，因此肽键总数＝51－9＝42。
10．已知20种氨基酸的平均相对分子质量为a，现有某蛋白质分子由n条肽链组成，相对分子质量为b，则此蛋白质分子中的肽键数为( )
A.
B.
C.－1
D.
解析：选B。由肽键数＝氨基酸数－肽链数可知，只要求出氨基酸数，再减去肽链数即可得到肽键数。设氨基酸数为m，则ma－18(m－n)＝b，m＝，m－n＝－n＝，即为所求的肽键数。
11．某蛋白质的结构示意图如图所示，其中—S—S—表示连接两条相邻肽链的二硫键。若该蛋白质由m个氨基酸构成，则该蛋白质分子在形成时生成的水分子数和减少的相对分子质量分别为( )
A．m个、18m
B．(m－4)个、18(m－4)
C．(m－3)个、18(m－3)＋4
D．(m－2)个、18(m－2)＋4
解析：选D。该蛋白质含有两条链状肽链和一条环式肽链，对于环肽结构来说，失去水分子数等于氨基酸数，因此m个氨基酸在形成该蛋白质分子时，失去水分子数为(m－2)个；计算减少的相对分子质量时不能忽略形成2个二硫键还要失去4个H。
12.某50肽中有丙氨酸(R基为—CH3)2个，有4个氨基酸R基上含有氨基，现脱掉其中的丙氨酸(相应位置如图所示)得到几种不同的有机产物，其中脱下的氨基酸均以游离态正常存在。下列有关该过程产生的全部有机物的叙述，错误的是( )
A．氢原子数目增加8个
B．氧原子数目增加4个
C．碳原子数和50肽中的碳原子数相同
D．氮原子数与50肽中的氮原子数均大于54个
解析：选D。本题解题的关键是理解在氨基酸形成多肽后碳原子和氮原子的数目均不发生变化，即肽链中氮(碳)原子总数＝氨基酸数＋R基上的氮(碳)原子数，而氮原子数＝50＋4＝54(个)，D错误。据图示分析可知：脱掉2个丙氨酸，需破坏4个肽键，新形成4个氨基和4个羧基，形成1个氨基增加1个氢原子，形成1个羧基增加1个氢原子和1个氧原子，即共增加8个氢原子和4个氧原子。
二、非选择题
13．某细菌能产生一种单链的“毒性肽”，其分子式是C55H70O19N10，将它彻底水解后只能得到下列四种氨基酸：
CH2NH2COOH CH3CHNH2COOH
甘氨酸(C2H5NO2) 丙氨酸(C3H7NO2)
CH2COOHCH2CHNH2COOHCHCH2NH2COOH
谷氨酸(C5H9NO4) 苯丙氨酸(C9H11NO2)
(1)该多肽是________肽，连接相邻两个氨基酸之间的化学键的结构简式是________________________。
(2)该多肽在进行水解时，需________个水分子参与，得到________个谷氨酸分子。这些氨基酸在结构上的共同特点是________________________________________________________________________。
(3)蛋白质分子结构复杂，加热、X射线、强酸、强碱、重金属盐等会导致蛋白质变性，其主要原理是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)由题中提及的四种氨基酸按一定数量混合后，在适宜条件下，脱水缩合后形成的含四个肽键的分子最多有________种。
解析：该“毒性肽”水解后形成的每种氨基酸均只含有1个氮原子，由此可知该“毒性肽”由10个氨基酸脱水缩合而成，所以是十肽；一条多肽在进行水解时需要的水分子数为氨基酸数减1，即10－1＝9(个)；可以利用氧原子数守恒计算该多肽水解得到的谷氨酸分子个数；蛋白质变性是指其空间结构被破坏，含四个肽键的分子应由5个氨基酸构成，每个位置上氨基酸有四种可能类型，所以最多有45种。
答案：(1)十 —CO—NH—
(2)9 4 在同一个碳原子上，分别连接了一个氨基，一个羧基和一个氢原子
(3)蛋白质的空间结构被破坏 (4)45
14．科学家从某人的食糜中发现有如图所示结构的化合物，那么：
CNH2CH3HCONHCH2CONHCCH3HCONHCCSHH2HCONHCH2COOH
(1)构成该化合物的基本单位是__________，若它在小肠中被水解，则不可能产生的物质是__________(填字母代号)。
A．CNH2HHCOOH
B．CCH3HNH2COOH
C．CHSCH2HNH2COOH
D．NH2CH2CSHHCOOH
(2)若用组成该化合物的基本单位每种各一个，重新合成新的物质，最多可形成__________种，这是由于构成它的基本单位的____________不同造成的。
(3)通过实验得知，该化合物能与双缩脲试剂发生反应，溶液颜色呈__________，这是由于化合物中含有________________(结构式)。
(4)现有99个氨基酸(假设其平均相对分子质量为100)，通过____________的方式形成了一条环状的多肽。则其相对分子质量比原来减少了__________，此环状的多肽含氨基的数量最少是__________个，含肽键__________个。
解析：(1)由以上分析可知，这种化合物叫多肽，构成它的基本单位是氨基酸。其中显示的氨基酸的R基从左向右依次是—CH3、—H、—CH3、—CH2—SH、—H，因此该化合物在小肠中被水解，可得到A、B、C物质，但不可能产生D物质，因为D物质不是氨基酸。(2)组成该化合物的上述氨基酸共3种，若每种各一个，重新合成新的物质，最多可形成3×2×1＝6种。这是由于形成它的基本单位的排列顺序不同造成的。(3)该化合物含有肽键(—CO—NH—)，能与双缩脲试剂发生紫色反应。(4)氨基酸在核糖体上脱水缩合形成肽链。99个氨基酸形成一条环状的多肽，则该过程中共脱去99个水分子，因此其相对分子质量比原来减少了99×18＝1
782；此环状的多肽含氨基的数量最少是0个，含肽键99个。
答案：(1)氨基酸 D (2)6 排列顺序 (3)紫色
—CO—NH— (4)脱水缩合 1
782 0 99
15．我国中科院上海生化所于1982年5月合成一种具有镇痛作用而又不会像吗啡那样使病人上瘾的药物——脑啡肽，下面是它的结构简式。
H2NCCH2OHHCONHCHHCONHCHHCONHCHCH2CONHCHCH2CHH3CCH3COOH
据此回答下列问题：
(1)脑啡肽的化学本质是一种________，它的基本组成单位的结构特点是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)如果脑啡肽肽链长度不变，组成它的氨基酸的种类和数目均不变，改变其中的____________，就可以改变其性质。
(3)脑啡肽只有皮下注射才有效，而不能口服，主要原因是________________________________________________________________________。
(4)若将脑啡肽完全水解，需要水分子________个，水解后的产物有________种。
解析：(1)从图中分析，脑啡肽由5个氨基酸组成，故其化学本质为五肽。构成多肽的基本单位是氨基酸。(2)多肽的结构与构成多肽的氨基酸的种类、数目和排列顺序有关。(3)消化道中的肽酶能将多肽分解为氨基酸。(4)由图可知，脑啡肽分子结构中包含4个肽键(—CO—NH—)，故水解时需要4分子水。水解得到的5个氨基酸，其中有两个是相同的(H2N—CH2—COOH)，故水解后的产物有4种。
答案：(1)五肽 都至少含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基、一个羧基和一个氢原子连接在同一个碳原子上 (2)氨基酸的排列顺序 (3)如果口服此药物，在消化道内药物会被消化液分解，失去药效 (4)4 4阶段过关检测（一）
一、选择题（本题包括12小题，每小题4分，共48分）
19世纪，德国科学家施莱登、施旺、魏尔肖建立的细胞学说主要阐明了（ ）
A.细胞的多样性
B.细胞结构的复杂性
C.生物体结构的统一性
D.生物界的多样性
解析：选C。细胞学说的主要内容是细胞是一个有机体，一切动植物都由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成，这体现了生物体结构的统一性。
2.G20峰会的菜单、节目单、邀请函都印制在杭州丝绸上，淋漓尽致地体现了杭州特色。丝绸是一种人工饲养的家蚕的丝织物。下列关于家蚕活细胞中元素及化合物的叙述，正确的是（ ）
A.化学元素含量的大小是O>C>N>H
B.含量最多的化合物是蛋白质
C.脂肪是良好的储存能量的物质
D.DNA和RNA都是遗传物质
答案：C
3.家住安徽省患糖尿病的林奶奶，因食用“无糖月饼”而被“甜晕”，还好抢救及时，脱离危险。目前很多广告语存在科学性错误，下列你认为正确的是（ ）
A.无糖饼干没有甜味，属于无糖食品
B.“XX牌”鱼肝油，含有丰富的维生素D，有助于宝宝骨骼健康发育
C.某地大棚蔬菜，天然种植，不含任何化学元素，是真正的绿色食品
D.“XX牌”口服液含有丰富的N、P、Zn等微量元素
解析：选B。淀粉是糖类，A错误；维生素D能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收，B正确；蔬菜是有机化合物，是由C、H、O等元素组成的，C错误；N、P是大量元素，Zn是微量元素，D错误。
4.2017年“世界水日”的主题是“废水”。下列关于水的叙述，不正确的是（ ）
A.生物种类不同，生物体的含水量不同
B.水在细胞中的存在形式和功能是一成不变的
C.生化反应必须在水中进行，所以任何生命体都离不开水
D.同一个体在不同的生长发育期，体内含水量不同
解析：选B。生物种类不同，生物体的含水量不同；水在细胞内可以发生自由水和结合水的相互转化；生物体的生命活动离不开水，生化反应必须在水中进行；人体在幼年时期的含水量较高，随着年龄的增长，水的含量相对降低。
5.某运动员午餐进食了米饭、鸡鸭肉、苹果等，2小时后，在他的血液中不可能含有（ ）
A.葡萄糖
B.淀粉、纤维素
C.氨基酸
D.脂肪酸、甘油
解析：选B。某运动员吃的各种营养物质在消化道内消化形成可以吸收的小分子被人体吸收，淀粉和纤维素是植物细胞特有的多糖，不可能存在于人体血液内。
6.如图是某蛋白质分子的结构示意图，图中“▲、★、■、●”表示不同种类的氨基酸，图中A链由21个氨基酸组成，B链由19个氨基酸组成，图中“—S—S—”是在蛋白质加工过程中由两个“—SH”脱下2个H形成的。下列有关叙述中错误的是（ ）
A.该蛋白质多样性的主要原因是氨基酸的种类和排列顺序不同
B.该蛋白质分子中至少含有两个羧基
C.图中“—S—S—”代表的化学键也是肽键
D.形成该蛋白质分子时分子质量减少了686
解析：选C。根据题意和图示分析可知：该蛋白质多样性的主要原因是氨基酸的排列顺序，此外氨基酸的种类和数目也是造成多样性的原因，所以A正确。在一条多肽链中至少有一个游离的氨基和羧基，该蛋白质分子有两条多肽链，所以至少含有两个羧基，所以B正确。图中“—S—S—”代表的化学键是二硫键，所以C不正确。形成该蛋白质分子时相对分子质量减少了18×（40－2）＋2＝686，所以D正确。
媒体报道的“地沟油”的主要成分是脂质，但其含有许多致病、致癌的毒性物质。下列有关“地沟油”主要成分的叙述，正确的是
（ ）
A.组成元素一定是C、H、O、N
B.是生物体内主要的能源物质
C.遇苏丹Ⅲ染液可能呈现橘黄色
D.遇苏丹Ⅳ染液可能呈现黄色
解析：选C。“地沟油”的主要成分是脂质，其组成元素中不一定含有N；生物体内主要的能源物质是糖类；脂质中的脂肪遇苏丹Ⅲ染液呈现橘黄色，遇苏丹Ⅳ染液呈现红色。
下列有关细胞物质组成的叙述，正确的是（ ）
A.在人体活细胞中氢原子的数目最多
B.DNA和RNA分子的碱基组成相同
C.多糖在细胞中不与其他分子相结合
D.蛋白质区别于脂质的特有元素是氮
解析：选A。活细胞中含量最多的化合物是水，而水分子中氢原子与氧原子数目之比为2∶1，且有机物中也都含有氢原子，因此在人体活细胞中氢原子的数目最多，A项正确；DNA和RNA共有的碱基是A、G、C，但DNA特有的碱基是T，RNA特有的碱基是U，因此二者的碱基组成不完全相同，B项错误；多糖可与脂质或者蛋白质结合形成糖脂或糖蛋白，C项错误；脂质中的磷脂含有的元素是C、H、O、N、P，N并非是蛋白质区别于脂质的元素，D项错误。
9.美国威斯康星大学的一个研究小组发现：用合成的蛋白质可以抑制艾滋病病毒的关键蛋白质gp41，使其不能与宿主细胞中的蛋白质发生交互作用，从而使病毒无法顺利入侵细胞。下列叙述不正确的是（ ）
A.鉴定蛋白质时都可以使用双缩脲试剂
B.关键蛋白质gp41是在艾滋病病毒的核糖体内合成的
C.蛋白质多样性的根本原因是遗传信息的多样性
D.艾滋病病毒的遗传物质是RNA
解析：选B。蛋白质中含有肽键，可与双缩脲试剂作用产生紫色反应，即双缩脲试剂可作为鉴定蛋白质的试剂，A正确；艾滋病病毒是病毒的一种，不具有细胞结构和核糖体，B错误；DNA是大多数生物的遗传物质，而蛋白质是在DNA的指导下通过转录和翻译过程形成的，DNA具有多样性和特异性，蛋白质多样性的根本原因是遗传信息的多样性，C正确；艾滋病病毒是一种RNA病毒，体内只含有RNA一种核酸，其遗传物质是RNA，D正确。
10.将蛋清溶液作如下两种方式的处理，有关分析正确的是（ ）
蛋清溶液有蛋白质析出蛋白质溶解，得到溶液甲
蛋清溶液有蛋白块产生蛋白块溶解，得到溶液乙
A.③过程有水分子的产生，④过程有水分子的消耗
B.③④过程的处理，都能使蛋白质的空间结构及肽键遭到破坏
C.①②过程的处理，不会破坏蛋白质的空间结构及肽键
D.向甲、乙两溶液中加入双缩脲试剂，甲溶液变紫色，乙溶液不会变紫色
解析：选C。③过程的处理使蛋白质变性，不消耗水也没有水的产生，④过程蛋白质经蛋白酶水解为多肽和某些氨基酸而消耗了水，A错误；③过程中经高温处理使蛋白质的空间结构被破坏而变性，不破坏肽键，④过程蛋白质经蛋白酶水解为多肽和某些氨基酸，破坏了蛋白质的空间结构和肽键，B错误；①②过程分别属于蛋白质的盐析和溶解，是物理变化，不会破坏蛋白质的空间结构及肽键，C正确；甲、乙两种溶液中均有肽键存在，向甲、乙两溶液中加入双缩脲试剂，甲溶液变紫色，乙溶液也会变紫色，D错误。
11.绿色荧光蛋白是一种能发光的蛋白质，类似于示踪元素，可以标识生物体内蛋白质的位置，它照亮了人们以前看不到的世界。下列有关绿色荧光蛋白的叙述，正确的是（ ）
A.合成荧光蛋白至少需要20种氨基酸
B.荧光蛋白质可作为标签蛋白，用于研究癌细胞的转移
C.荧光蛋白必须在加热条件下，遇双缩脲试剂才呈紫色
D.高温能破坏蛋白质的肽键，使荧光蛋白失去发荧光的特性
解析：选B。合成荧光蛋白最多需要20种氨基酸，故A错误。荧光蛋白因为特殊的荧光可以作为标签蛋白，可以用于研究癌细胞的转移，故B正确。荧光蛋白的鉴定不需要加热，加入双缩脲试剂后常温下就可以出现紫色，故C错误。高温破坏蛋白质的空间结构，但不破坏肽键，故D错误。
12.生物大分子通常都有一定的分子结构规律，即是由一定的基本结构单位，按一定的排列顺序和连接方式形成的多聚体，下列表述正确的是（ ）
A.若该图为一段肽链的结构模式图，则1表示肽键，2表示中心碳原子，3的种类有20种
B.若该图为一段RNA的结构模式图，则1表示核糖，2表示磷酸基团，3的种类有4种
C.若该图为一段单链DNA的结构模式图，则1表示磷酸基团，2表示脱氧核糖，3的种类有4种
D.若该图表示多糖的结构模式图，淀粉、纤维素和糖原是相同的
解析：选B。如果表示肽链，1是中心碳原子，3是R基，2应是肽键，故A错误。如果表示RNA，1表示核糖，2是磷酸基团，3是含氮碱基，有4种，故B正确。如果表示单链DNA，1应表示脱氧核糖，2表示磷酸基团，3表示含氮碱基，有4种，故C错误。如果表示多糖，淀粉、纤维素和糖原都是由葡萄糖组成的，但连接方式不同，故D错误。
二、非选择题(本题包括4小题，共42分)
(10分)糖类是生物体生命活动的主要能源物质，也是细胞结构的成分之一，据图回答问题：
(1)若单糖A是果糖，则它与1分子葡萄糖缩合失去1分子水后的物质①是__________。
(2)若单糖A是葡萄糖，②是动物细胞内的储能物质，则②是________________。
(3)若该图表示某高等植物叶肉细胞内的相关变化，物质③中的碱基含有胸腺嘧啶T，则单糖A表示________，物质④表示____________________。
(4)大分子物质脂肪与糖的组成元素完全相同，位于海洋大型哺乳动物鲸皮下的脂肪的主要作用是______，除此之外，脂肪在生物体内还具有______________功能。
解析：(1)蔗糖分子是由葡萄糖和果糖脱水缩合形成的。(2)单糖A葡萄糖脱水缩合成②多糖，多糖是生物体内的储能物质，其中植物细胞中的多糖是淀粉，动物细胞中的多糖是糖原。(3)物质③中的碱基含有胸腺嘧啶T，则③是脱氧核苷酸，则单糖A表示脱氧核糖，缩合形成的④是DNA。(4)脂肪是生物体内的储能物质。除此以外，脂肪还有保温、缓冲压力、减少摩擦的作用。
答案：(1)蔗糖 (2)糖原(肝糖原和肌糖原等) (3)脱氧核糖 脱氧核糖核酸(DNA) (4)保温 储能、缓冲压力、减少摩擦
14．(10分)如图分别表示生物体内的生物大分子的部分结构模式图，据图回答下列问题：
(1)图甲中的三种物质都是由许多单糖连接而成的，其中属于植物细胞中储能物质的是________。这三种物质中，在功能上与另外两种截然不同的是________。
(2)图乙所示化合物的基本组成单位是________，可用图中字母________表示，各基本单位之间是通过____________(填①、②或③)连接起来的。
(3)图丙所示化合物的名称是________，是由________种氨基酸经________过程形成的，连接氨基酸之间的化学键是________(填化学键结构)。该化合物中有________个羧基。
解析：(1)由题图知，淀粉、纤维素、糖原都是由单体葡萄糖聚合形成的多聚体，其中属于植物细胞中储能物质的是淀粉，动物细胞中的储能物质是糖原，纤维素不是能源物质，是植物细胞壁的主要组成成分，因此这三种物质中在功能上与另外两种截然不同的是纤维素。(2)图乙所示化合物的基本组成单位是核苷酸，1分子核苷酸由1分子磷酸、1分子含氮碱基和1分子五碳糖组成，即图中的b，核苷酸之间通过磷酸二酯键连接，即图中的②。(3)构成多肽的基本组成单位是氨基酸，图丙是由四个氨基酸分子脱水缩合形成的四肽；4个氨基酸的R基只有3种，故氨基酸的种类是3种；多肽是由氨基酸经过脱水缩合形成，该过程中形成的化学键为肽键，其结构简式为—CO—NH—；该化合物有2个羧基(—COOH)。
答案：(1)淀粉 纤维素 (2)核苷酸 b ② (3)四肽 3 脱水缩合 —CO—NH— 2
15．(12分)如图表示小麦开花数天后测定种子中主要物质的变化，请据图回答下列问题：
(1)小麦成熟种子中主要的营养物质是________。
(2)检测还原糖的试剂是________，可溶性还原糖的多少可通过____________________来判断。
(3)小麦种子成熟过程中，胚乳里蔗糖与可溶性还原糖含量比较，两者的变化趋势________________________________________________________________________。
(4)种子成熟时，淀粉的形成与一种磷酸化酶的活性有密切关系，为验证磷酸化酶是否是蛋白质，实验过程中实验组试管加入________________，对照组试管中加入2
mL豆浆，然后加入等量的________________，如果均出现________现象，则证明磷酸化酶是蛋白质。
(5)在河北省小麦进入寒冷的冬季，体内结合水含量________，抗寒能力________。播种等量的小麦种子和花生种子，________种子需要浅播，因为该种子中____________(化合物)含量多，该化合物元素组成特点是____________________。
解析：根据题意和图示分析可知：(1)小麦成熟种子的主要营养成分是淀粉。(2)检测还原糖的试剂是斐林试剂，含糖量(可溶性还原糖)高低不同，其颜色反应的明显程度不同。(3)小麦种子成熟过程中，胚乳里蔗糖与可溶性还原糖含量比较，两者的变化趋势都是逐渐减少。(4)本实验采用了对照实验，若加入双缩脲试剂，振荡均匀后，静置一会儿后，可看到两支试管中都出现了紫色。结论：该实验说明磷酸化酶溶液中存在着与豆浆中同样的成分(蛋白质)，而磷酸化酶溶液中除水外主要成分是磷酸化酶，故磷酸化酶是蛋白质。(5)小麦进入寒冷的冬季时，体内结合水含量增加，自由水的比例减少，代谢降低，抗寒能力增强。播种等量的小麦种子和花生种子，花生种子需要浅播，因为该种子中脂肪含量多，该化合物元素组成特点是含H多，耗氧多，产水产能多。
答案：(1)淀粉 (2)斐林试剂 砖红色的深浅
(3)相同(相符、一致、相似) (4)2
mL磷酸化酶溶液 双缩脲试剂 紫色 (5)增多 增强 花生 脂肪
含H多，耗氧多，产水产能多
16．(10分)H7N9是一种造成人、禽类等患流行性感冒的正黏液病毒科病毒，它会造成急性上呼吸道感染，在世界各地常会有周期性的大流行。某生物兴趣小组为了探究该病毒的主要化学组成，做了如下实验。
(1)将病毒搅碎，稀释成溶液。
(2)实验步骤、现象如表：
组别
材料
实验试剂
处理
观察内容
A
破碎的病毒样液
斐林试剂
蓝色
B
破碎的病毒样液
苏丹Ⅲ染液
红色
C
破碎的病毒样液
双缩脲试剂
紫色
D
破碎的病毒样液
甲基绿—焦宁染液
红色
①用双缩脲试剂时C组实验观察到的颜色变化是紫色，这说明病毒的成分中含有______________，这是因为______________________________。在A组实验中，出现蓝色说明______________________________。
②D组实验现象是有红色出现，说明____________________。A组的处理条件是____________________。
③该实验的结论是__________________________。
解析：①双缩脲试剂可与蛋白质发生紫色反应，用双缩脲试剂时C组实验观察到的颜色变化是紫色，这说明H7N9病毒的成分中含有蛋白质。在水浴加热的条件下，斐林试剂可与还原糖反应生成砖红色沉淀，在A组实验中，出现蓝色说明H7N9病毒中无还原糖的存在。②甲基绿能使DNA呈绿色，焦宁能使RNA呈红色，因此D组实验现象是有红色出现，说明病毒中有RNA存在。用斐林试剂鉴定还原糖时需要水浴加热。③A说明该病毒不含还原糖，B说明该病毒不含脂肪，C说明该病毒含有蛋白质，D说明该病毒不含DNA，但含有RNA，因此该实验的结论是病毒的化学组成中有RNA和蛋白质。
答案：①蛋白质 蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应 病毒中无还原糖的存在
②病毒中有RNA存在 水浴加热
③病毒的化学组成中有RNA和蛋白质(共36张PPT)
第2章 细胞的化学组成
第1节 组成细胞的元素
第2章 细胞的化学组成
铁
佝偻
骨质疏松症
细胞
生物体的生命活动
物质基础
蛋白质
离子
C
N、S、P
Mn
无机自然界
相差很大
√
×
×
岩石
圈的成分/%
氧
硅
铝
铁
钙
钠
钾
镁
钛
氢
碳
所有其他成分<0.1
47
28
7.9
4.5
3.5
25
2.5
2.2
0.46
0.22
0.19
人体
的成
分/%
氢
氧
碳
氮
钙
磷
氯
锌
硫
钠
镁
所有其他成分<0.1
63
25.5
9.5
1.4
0.31
0.22
0.03
0.06
0.05
0.03
0.01
本部分内容讲解结束
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第2章
细胞的化学组成
DI
ER
ZHANG
预习导学·思维动
梳理教材·夯实基础
重难解读讲练互动
师生互动·核心突破
点击链接
知能演练,轻巧夺冠
即时训练·体验成功第3节 组成细胞的有机物
第1课时 生物大分子的碳链骨架、糖类
1.理解生物大分子以碳链为骨架。(难点) 2.总结糖类的种类和作用。(重点、难点) 3．尝试完成检测生物组织中的还原糖的实验。
一、生物大分子的碳链骨架科学家说“碳是生命的最基本元素”，构成细胞的有机物中都含有碳元素，碳元素之所以能形成各种生物大分子是因为其具有独特的原子结构。
1．碳元素的特点
(1)在有机物中，碳原子能相互连接成链或环，形成各种复杂的骨架结构，其长短和排列方式决定了有机物的基本性质。
(2)有机化合物的性质除了碳链骨架外，还取决于与碳链骨架相连的含有O、H、N、S和P的官能团，这些官能团可以引发有机物之间特定的化学反应。
2．生物大分子的组成
(1)组成生物体的重要的生物大分子往往是由大量相似的小分子有机物聚合而成，其中这些小分子有机物称为单体，许多单体聚合成的大分子有机物称为多聚体。
(2)生物单体分子可以通过脱水缩合反应聚合成生物大分子，生物大分子多聚体也可以通过水解反应水解为单体。
二、糖类
1．组成元素：C、H、O三种元素构成。
2．种类：糖类包括单糖、二糖和多糖。
(1)单糖：又分五碳糖和六碳糖。核糖和脱氧核糖含有5个碳原子，称为五碳糖，葡萄糖、果糖和半乳糖等含有6个碳原子，称为六碳糖，其中葡萄糖是细胞中的主要能源物质。
(2)在甜菜和甘蔗里富含的二糖为蔗糖；一般存在于萌发的种子中的二糖是麦芽糖；在哺乳动物的乳汁里富含的二糖为乳糖。
(3)生物体内常见的多糖有淀粉、糖原和纤维素三种。其中，贮存在植物体内的淀粉和分布在人和动物肝脏和肌肉中的糖原是生物中重要的贮存能量的物质；而纤维素是植物细胞壁的基本组成成分。
(4)糖类还可以和其他物质结合形成复杂的化合物，如糖蛋白、糖脂等，这些物质都是细胞的重要成分。
三、还原糖的检测
1．实验原理
还原糖(葡萄糖、麦芽糖、果糖等)＋斐林试剂砖红色沉淀。
2．葡萄糖的鉴定
(1)方法步骤
①取两支试管，编号分别为1号、2号，分别加入2
mL质量分数为10%的葡萄糖溶液和2
mL清水。
②向两支试管中分别加入2
mL新配制的斐林试剂，振荡混匀。
③将两支试管放入盛有开水的烧杯中，用酒精灯加热煮沸2～3分钟。
④观察两试管中溶液的颜色变化。
(2)结果和结论：1号试管有砖红色沉淀生成，2号试管不变色。说明葡萄糖是还原糖。
判一判
(1)糖类的主要功能是为生命活动提供能量(√)
(2)蔗糖和麦芽糖分布于动、植物细胞中(×)
分析：二者只分布于植物细胞中。
(3)动物细胞中含有糖原和淀粉(×)
分析：淀粉不存在于动物细胞中。
想一想
生物大分子的分子量就是其单体分子量之和吗？
[提示] 不是，应除掉脱水缩合形成的水的相对质量。
对生物大分子碳链骨架的理解
碳元素的特性
(1)碳原子有4个价电子，这4个价电子可与许多原子相结合，也可以与其他碳原子形成共价键。
(2)不同数目的碳原子可以通过共价键形成不同长度的碳链，它们可以是直链，也可以结合成环状或分支状，相邻碳原子之间还可以结合成双键或三键等。
生物大分子的构成
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，如下列图解所示：
1．下列关于“地球上的生命是在碳元素的基础上建立起来的”原因的叙述，错误的是( )
A．碳元素在生物体内含量最多
B．碳原子含有4个价电子
C．碳原子之间能以共价键结合
D．许多含碳有机物能连接成链或环
解析：选A。碳元素是组成生物体的主要成分之一，并非含量最多，在生物体内含量最多的元素是氧；碳原子的最外层电子是4个，碳原子可形成4个共价电子；这4个共价电子可以与许多原子结合，也可与其他碳原子形成共价键；碳原子以共价键的形式形成链状或环状结构，从而构成有机物的基本骨架。
(1)由于碳原子在构成生物大分子中具有重要作用，所以“碳是生命的核心元素”，“没有碳就没有生命”。
(2)由碳链构成的有机物再进一步构成生物体最基本的结构单位——细胞，这样，生物才表现出生命活动。
2．生物大分子在生物体生命活动中具有重要的作用。碳原子本身的化学性质，使它能够通过化学键连接成链状或环状，从而形成生物大分子。以上事实可以说明( )
①碳元素参与生物体内所有化合物的组成
②地球上的生命是在碳元素的基础上建立起来的
③碳元素是各种化合物中含量最多的元素
④碳元素是组成生物体内有机化合物的最基本元素
A．②③④
B．③④
C．②④
D．①③④
答案：C
对糖类的理解
种类
分布
功能
单糖
五碳糖
果糖
动植物细胞动植物细胞
RNA的成分
核糖
DNA的成分
六碳糖
脱氧核糖
光合作用的产物，能源物质
葡萄糖
植物细胞
能源物质
二糖
麦芽糖
植物细胞
水解成两分子葡萄糖而供能
蔗糖
植物细胞
水解成果糖和葡萄糖而供能
乳糖
动物乳汁
水解成半乳糖和葡萄糖而供能
多糖
淀粉
植物细胞
植物细胞中重要的储能物质
纤维素
植物细胞
结构性多糖，植物细胞壁的主要成分
糖原
肝糖原
动物肝脏
贮存能量，调节血糖
肌糖原
动物肌肉
氧化分解，为肌肉收缩提供能量
糖类主要作用：生命活动的主要能源物质
3．下列有关糖类生理功能的叙述，错误的是( )
A．核糖和脱氧核糖是核酸的组成成分之一
B．葡萄糖是重要的能源物质
C．淀粉和糖原是各种生物体的储能物质
D．纤维素是植物细胞壁的主要成分
解析：选C。核糖是RNA的组成成分，脱氧核糖是DNA的组成成分；生物体主要通过氧化分解葡萄糖获得能量，所以，葡萄糖是重要的能源物质；淀粉是植物体内的储能物质，糖原是动物细胞内的贮能物质；纤维素是植物细胞壁的主要成分。
(1)题干涉及的糖哪些是植物特有的；哪些是动物特有的？
(2)C、D选项中所涉及的糖均由葡萄糖构成，为何它们的形态和功能却不同？
提示：(1)淀粉和纤维素是植物特有的，糖原是动物特有的。
(2)葡萄糖的连接方式不同。
从不同角度对糖类分类
(1)糖类物质按其归属分类
动植物细胞共有的糖：核糖、脱氧核糖、葡萄糖。
动物细胞特有的糖：糖原、乳糖。
植物细胞特有的糖：蔗糖、麦芽糖、淀粉、纤维素。
(2)糖类物质按功能分类
生物细胞生命活动的主要能源物质：葡萄糖。
生物细胞中的贮能物质：淀粉、糖原。
参与生物细胞构成的物质：核糖、脱氧核糖、纤维素。
(3)糖类物质按还原性分类
还原糖：葡萄糖、果糖、麦芽糖。
非还原糖：淀粉、纤维素、糖原、蔗糖等。
4．若“淀粉→麦芽糖→葡萄糖→糖原”表示某生物体内糖类的某些转化过程，则下列说法正确的是( )
①此生物一定是植物，因为它含有淀粉和麦芽糖
②上述关于糖的转化不可能发生在同一生物体内，因为淀粉和麦芽糖是植物特有的糖，而糖原是动物特有的糖
③此生物是动物，因为能将淀粉转化为糖原
④淀粉和糖原都是储存能量的多糖，麦芽糖是二糖
A．③④
B．①②
C．②④
D．②③④
答案：A
根据糖的种类判断生物种类的技巧
(1)若细胞内含有糖原或乳糖，则为动物；
(2)若细胞内含有果糖、麦芽糖、蔗糖、淀粉或纤维素，则为植物；
(3)若生物体内只有核糖或脱氧核糖，则为病毒。
生物组织中还原糖的检测
1．还原糖鉴定原理分析
(1)因还原糖中含有醛基(COH)，在碱性溶液中加热煮沸2
min后，会被新制Cu(OH)2氧化，使COH氧化成COOH，而Cu(OH)2则被还原为Cu2O砖红色沉淀，其反应如下：R—CHO＋2Cu(OH)2,蓝色R—COOH＋Cu2O↓,(砖红色)＋2H2O。
(2)还原糖检测，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．检测过程
(1)检测葡萄糖的还原性
(2)生物组织中还原糖的检测
5．关于生物组织中还原糖的鉴定，下列叙述错误的是( )
A．量取2
mL
斐林试剂时应优先选用5
mL量筒而不用10
mL量筒
B．隔水加热时，试管中液体的液面应低于烧杯中水的液面
C．在组织样液中加入斐林试剂后试管内液体呈现蓝色，加热后变成砖红色
D．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
解析：选D。A项，用5
mL量筒量取2
mL斐林试剂比用10
mL量筒更精确。B项，隔水加热时试管中液体的液面低于烧杯中水的液面，才能保证试管内的液体受热均匀。C项，斐林试剂实质是新制的氢氧化铜溶液(呈蓝色)，故在组织样液中加入斐林试剂后试管内液体为蓝色。D项，斐林试剂需现配现用，不能长期保存备用。
6．用斐林试剂检测还原糖时，其溶液的颜色变化过程为( )
A．浅蓝色→无色→棕色
B．浅蓝色→棕色→砖红色
C．棕色→浅蓝色→砖红色
D．棕色→砖红色→绿色
解析：选B。
实验中，刚加入的斐林试剂中CuSO4和NaOH反应生成Cu(OH)2，呈浅蓝色，随后，还原糖与Cu(OH)2反应生成Cu2O沉淀，随着Cu2O的逐渐积累，颜色就由棕色变成砖红色。
核心知识小结
[网络构建]
[规范答题]1.构成细胞的有机分子都是在碳原子连接成的骨架基础上形成的。2．糖类的功能(1)糖类是生物体的主要能源物质，但并不是所有的糖都是能源物质。(2)有的糖类是结构物质，如纤维素是细胞壁的主要成分，核糖和脱氧核糖是核酸的成分。(3)有的糖是细胞内的重要贮能物质，如植物淀粉、人和动物的肝脏和肌肉中的糖原。
[随堂检测]
下列物质中不具有碳链骨架的是( )
A．葡萄糖
B．核酸
C．磷酸
D．蛋白质
解析：选C。碳链骨架指的是有机大分子的碳链骨架，而磷酸是无机分子。
2．青苹果汁遇碘溶液显蓝色，熟苹果能与斐林试剂发生反应，这说明( )
A．青苹果汁中含有淀粉不含糖类
B．熟苹果汁中含糖类不含有淀粉
C．苹果转熟时淀粉水解为单糖
D．苹果转熟时单糖聚合成淀粉
解析：选C。淀粉也属于糖类，是植物中的多糖，A错误；淀粉、还原糖都属于糖类，熟苹果中可能同时含有淀粉和还原糖等糖类，B错误；苹果转熟时，淀粉水解转化为单糖，单糖具有还原性，与斐林试剂反应生成砖红色沉淀，C正确；分析题干信息可知，苹果转熟时淀粉水解转化为单糖，不是单糖聚合为淀粉，D错误。
3．海藻糖是一种非还原性二糖，由两个葡萄糖分子通过脱水缩合反应结合而成，是天然二糖中最稳定的。大量的研究表明，许多生物在冷冻、干燥、辐射、有毒物质等条件下表现出的抗逆耐受力与体内的海藻糖含量有直接的关系。以下对海藻糖有关属性和功能的推测，错误的是( )
A．海藻糖的分子式是C12H22O11
B．海藻糖水解后形成两分子单糖
C．海藻糖能与斐林试剂发生颜色反应
D．海藻糖不能被人体细胞直接吸收
解析：选C。据题意可知：两个葡萄糖分子经过脱水缩合反应形成了1分子海藻糖和1分子水，因此海藻糖的分子式是C12H22O11，A正确；海藻糖是二糖，水解后形成两分子单糖，B正确；海藻糖是一种非还原性二糖，不能与斐林试剂发生颜色反应，C错误；海藻糖是一种二糖，必须水解成单糖才能被细胞吸收，D正确。
4．下列物质的溶液能与斐林试剂反应生成砖红色沉淀的是( )
①葡萄糖 ②淀粉 ③蔗糖 ④麦芽糖 ⑤果糖
⑥纤维素
A．①④⑤
B．②③④
C．①⑤⑥
D．①②④
解析：选A。葡萄糖、麦芽糖和果糖是还原糖，能与斐林试剂在沸水浴2～3
min条件下发生反应生成砖红色沉淀；淀粉、纤维素和蔗糖属于非还原糖，不能与斐林试剂反应生成砖红色沉淀。
5．存在于RNA而不存在于DNA中，存在于动物肌肉而不存在于动物肝脏中，存在于动物细胞质而不存在于植物细胞质中的糖分别是( )
A．核糖、肌糖原、糖原
B．脱氧核糖、核糖、纤维素
C．核糖、脱氧核糖、麦芽糖
D．脱氧核糖、肌糖原、淀粉
解析：选A。核糖是RNA的组成成分，主要存在于动植物细胞的细胞质中；脱氧核糖是DNA的组成成分，主要存在于动植物细胞的细胞核中；动物肌肉中含有肌糖原，动物肝脏中含有肝糖原；糖原存在于动物细胞的细胞质中。
6．下图表示细胞中由C、H、O三种元素组成的某种化合物的形成过程，据图回答下列问题：
―→
(1)A是指________，组成核酸的是________和________。除了上述两种外，还有________、________和________。
(2)若B是由两个单体A缩合而成的化合物，则B称为________。其中，植物细胞中最重要的是________和________，人和动物乳汁中含量最丰富的是________。
(3)若B是由大量单体A缩合而成的化合物，则B称为____________。在人和动物的肝脏中是指__________，在马铃薯块茎中主要是指____________，能形成高等植物细胞壁的是____________。
解析：由于单体A只由C、H、O三种元素组成，并且可以发生缩合可知，A是单糖。若B由两个单体A组成，即为二糖；若B由大量单体A组成，即为多糖。
答案：(1)单糖 脱氧核糖 核糖 葡萄糖 果糖 半乳糖
(2)二糖 蔗糖 麦芽糖 乳糖 (3)多糖 肝糖原 淀粉 纤维素
[课时作业]
一、选择题
1．组成生物大分子的重要原子通过不同的化学键连接成链或环，这个重要原子是( )
A．N
B．O
C．P
D．C
解析：选D。碳原子能够在生物大分子中连接成链或环，组成生物大分子的碳链骨架。
2．“十点加餐”是指即使早餐吃得不错，到上午十点半左右有些学生也会感觉有些饥饿，为了“克服”这个困难，有的同学准备了巧克力作为补充，主要补充的是哪种物质( )
A．脂肪
B．蛋白质
C．糖类
D．核酸
解析：选C。巧克力是含糖量很高的食品，糖类是主要的能源物质，给人体补充所需的能量。
下列关于生物体内糖类物质的叙述，正确的是( )
A．麦芽糖在动植物细胞中都能检测到
B．单糖、二糖和多糖在细胞内可以相互转化
C．糖类物质都是细胞内的能源物质
D．糖类物质在细胞内不能贮存能量
解析：选B。A错误，麦芽糖是植物细胞特有的糖类。B正确，单糖、二糖和多糖在细胞内可以相互转化。C错误，纤维素是构成植物细胞壁的成分，不是能源物质。D错误，如淀粉是植物细胞中贮存能量的糖类，糖原是动物细胞中贮存能量的糖类。
4．下列物质中，动物细胞内不具有的是( )
A．葡萄糖
B．糖原
C．核糖
D．纤维素
解析：选D。在动植物细胞中都含有葡萄糖、核糖和脱氧核糖；植物细胞中特有的糖是果糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉和纤维素等；动物细胞中特有的糖是乳糖和糖原等。
5．下列叙述中，哪项是淀粉、纤维素和糖原的共同特征( )
A．都是细胞内贮存能量的主要物质
B．都含C、H、O、N
4种元素
C．基本组成单位都是五碳糖
D．基本组成单位都是六碳糖
解析：选D。纤维素是植物细胞壁的主要化学成分，不是细胞内贮存能量的主要物质；淀粉、糖原和纤维素都是多糖，组成元素都是C、H、O；五碳糖是组成核苷酸的基本单位，而这三种多糖的基本单位都是葡萄糖，葡萄糖是六碳糖。
糖类是主要的能源物质，下列说法错误的是( )
A．糖类分子都由C、H、O三种元素构成
B．葡萄糖不能水解，可直接被细胞吸收
C．成熟的小麦种子中含有丰富的麦芽糖
D．组成淀粉、纤维素和糖原的单体都是葡萄糖
解析：选C。糖类分子都由C、H、O三种元素构成；葡萄糖属于单糖，可直接被细胞吸收；麦芽糖通常只存在于发生淀粉水解的组织(如麦芽)中；淀粉、纤维素和糖原的基本单位都是葡萄糖。
7．下图表示淀粉的一段，数字对应的“—”表示单糖之间的化学键，则淀粉酶(水解淀粉产生麦芽糖)发挥作用的位置可能是( )
A．1处
B．1、3、5处
C．任何一处
D．2、4、6处
解析：选D。淀粉酶将淀粉水解为麦芽糖，麦芽糖属于二糖，因此淀粉酶作用于2、4、6处。
8．下列有关糖类的化学组成和功能的叙述中，正确的是( )
①淀粉、纤维素和糖原的基本单体均为葡萄糖
②麦芽糖、乳糖、蔗糖的组成中均有葡萄糖
③葡萄糖、果糖均为还原糖，由二者缩合而成的蔗糖也具有还原性
④多糖都是动植物细胞内的贮存能量的物质
A．①②
B．①③
C．②④
D．③④
解析：选A。淀粉、纤维素和糖原等多糖的基本单体是葡萄糖，故①正确。麦芽糖由2分子葡萄糖脱水缩合而成、乳糖由1分子葡萄糖和1分子半乳糖脱水缩合而成、蔗糖由1分子葡萄糖和1分子果糖脱水缩合而成，故②正确。蔗糖不具有还原性，故③错误。多糖中的纤维素是植物细胞壁的组成成分，不属于植物细胞中贮存能量的物质，故④错误。
9．在鉴定还原糖的实验中，加入斐林试剂时必须要( )
A．先加入斐林试剂甲液，后加入乙液
B．先加入斐林试剂乙液，后加入甲液
C．将斐林试剂的甲液和乙液混合均匀后再加
D．以上A、B、C三项操作方法都正确
解析：选C。斐林试剂的使用方法是先将甲液和乙液混合均匀后再加入到待测液中。其反应本质是NaOH和CuSO4反应生成的Cu(OH)2与还原糖反应生成砖红色沉淀(Cu2O)。
10．关于糖分解代谢的叙述，错误的是( )
A．甜菜里的蔗糖经水解可产生葡萄糖和果糖
B．乳汁中的乳糖经水解可产生葡萄糖和半乳糖
C．发芽小麦种子中的麦芽糖经水解可产生果糖
D．枯枝落叶中的纤维素经微生物分解可产生葡萄糖
解析：选C。一分子麦芽糖水解的产物是两分子葡萄糖，C错误。
11．如图表示糖类的化学组成和种类，则相关叙述正确的是( )
A．①②③依次代表单糖、二糖、多糖，它们均可继续水解
B．①②均属于还原糖，在水浴加热条件下可与斐林试剂发生反应产生砖红色沉淀
C．④⑤分别为纤维素、肌糖原，二者均贮存能量，可作为贮能物质
D．④是植物细胞壁的主要成分，使用纤维素酶可将其破坏
解析：选D。单糖不能水解，A项错误；二糖中的蔗糖不是还原糖，B项错误；纤维素不能贮存能量，C项错误；纤维素是植物细胞壁的主要成分，可被纤维素酶水解破坏，D项正确。
12．在剖开的小麦种子上滴加碘液；在可溶性淀粉溶液中注入新鲜的淀粉酶溶液后加入新制的斐林试剂并隔水加热。两者的实验现象分别是( )
A．都变蓝
B．都变成砖红色
C．前者变蓝，后者变成砖红色
D．前者变成砖红色，后者变蓝
解析：选C。小麦种子富含淀粉，遇碘液显蓝色；淀粉在淀粉酶作用下水解为麦芽糖，麦芽糖是还原糖，与斐林试剂反应显砖红色。
二、非选择题
13．糖类是生物体生命活动的主要能源物质，也是细胞结构的成分之一，请回答有关糖类的问题：
(1)人体内血液中的糖叫血糖，其中糖是指________。
(2)糖也是某些大分子物质的组成成分，如RNA中含有的糖是________。
(3)植物细胞壁的组成成分含有的糖主要是________________。
(4)动物体内的乳糖属于________糖。
(5)红糖、白糖、冰糖等都是由________加工制成的。
答案：(1)葡萄糖 (2)核糖 (3)纤维素 (4)二
(5)蔗糖
14．科学家观察发现，有一种俗称“熊虫”的动物，若进入“隐生状态”(这时它的代谢速率几乎可降至0)，能耐受－271
℃的冰冻数小时，据研究，熊虫进入隐生状态时，它们的体内会大量产生一种叫做海藻糖的二糖。
根据上述资料，有人认为“熊虫体液中的海藻糖可以保护组织细胞，使组织细胞避免受到因低温造成的损伤”。
请设计一实验方案，用于探究题中假设的真实性(操作时只要定性即可)。
(1)设计实验的目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)为了确保实验的科学性和准确性，从化学组成及生理功能看，用于实验的材料应该具有________________________________________________________________________
____________的特点，用于实验的材料可以将取自同一动物个体的组织或器官，经过动物细胞培养技术获得大量实验用的材料。
(3)简述实验操作：
①________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
②向甲组细胞的培养液中添加________________________________________________________________________
____________________，乙组细胞的培养液中不加；
③________________________________________________________________________；
④________________________________________________________________________。
(4)写出实验的预期结果及相应结论：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：实验目的从题中给出的信息即可得出：在实验步骤中应尽可能用“定性”的语言表达。如：“一段时间……适宜的温度”“适量的”“一定量的”等。研究海藻糖对组织细胞的影响，确认海藻糖为自变量，在设计实验时，实验组加入海藻糖，对照组不加。将其他无关变量控制为等量，创设单一变量。该题研究的是低温对细胞的损伤状况，所以细胞的生活是否良好就是观察指标。该题为探究性实验，实验预期和相应结论有两种情况。
答案：(1)探究熊虫产生的海藻糖是否能保护组织细胞，使组织细胞避免受到因低温造成的损伤
(2)自身不含海藻糖也不能合成海藻糖
(3)①取经动物细胞培养获得的同种动物细胞适量，等分成甲、乙两组 ②一定量的熊虫产生的海藻糖 ③将甲、乙两组细胞均控制在－271
℃的条件下冰冻数小时
④恢复至适宜的温度后观察并记录两组细胞的生活状况
(4)①若甲组细胞均生活良好，乙组细胞均(或大部分)死亡，则说明熊虫产生的海藻糖确实能保护组织细胞，使组织细胞避免受到因低温造成的损伤；②若甲、乙两组细胞均(或大部分)死亡，则说明熊虫产生的海藻糖不能保护组织细胞避免受到因低温造成的损伤
15．据药理研究，一种茅草的根内含有降血糖的因子及多种有益于健康的成分，某公司将它开发成一种保健饮料。该产品是否适用于糖尿病患者，生物学兴趣小组的同学以此作为研究性学习课题。请你完成下面的实验鉴定报告。
(1)实验目的：鉴定一种茅草的根是否含有还原糖和淀粉。
(2)实验原理：还原糖可用__________试剂、淀粉可用________来检测。
(3)实验器材：该种茅草的根、所需试剂、刀片、载玻片、酒精灯、火柴、滴管。
(4)实验步骤：
①鉴定还原糖：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②鉴定淀粉：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)实验现象：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)结果分析：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(7)在鉴定还原糖的实验操作中应注意：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：本实验为探究性实验，在预测实验现象和分析结果时，要分析两种可能性，即有还原糖和淀粉，会有什么现象，得出什么结论；无还原糖和淀粉时又怎样。在设计实验步骤时，与课本实验有一点不同，因为题干中提供的是刀片、载玻片，所以，可以直接将植物的根切成薄片，用相应试剂鉴定，载玻片加热时要受热均匀，防止载玻片破裂。
答案：(2)斐林 碘液
(4)①将该种茅草的根切成薄片，放于载玻片上。滴加1～2滴斐林试剂，将载玻片放在酒精灯上加热，观察颜色变化 ②将该种茅草的根切成薄片，放于载玻片上，滴加1～2滴碘液，观察颜色变化
(5)(6)提示：有几种不同的回答，但一定要求观察到的实验现象与结果分析相一致，如：观察到有砖红色，说明有还原糖存在；如没有砖红色，说明没有还原糖存在；如有蓝色或蓝紫色出现，说明有淀粉存在；如没有蓝色或蓝紫色出现，说明没有淀粉存在
(7)载玻片在火焰上加热时要来回移动，以免加热不均而爆裂(共28张PPT)
第2章 细胞的化学组成
第2节 组成细胞的无机物
第2章 细胞的化学组成
不同
不同
最多
自由水
结合水
结合水
自由水
极性分子
缓冲
离子
1%～1.5%
渗透压
pH
复杂化合物
酶
×
√
×
答案：B
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第2章 细胞的化学组成
第2章 细胞的化学组成
核苷酸
五碳糖
含氮碱基
脱氧核糖核苷酸
核糖核苷酸
核苷酸
遗传物质
遗传信息
细胞核
叶绿体
蛋白质
细胞质
C、H、O
N、P
H和O
共价键
非极性
疏水
水
种子
脂肪
储存能量
体温恒定
内部器官之间的摩擦
外界压力
肥胖
脂肪肝
动脉硬化
脑
大豆
细胞膜
细胞器膜
性激素
细胞膜
√
×
×
×
√
×
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五碳糖
小分
磷酸基:○
含氮碱基:[
取洋葱(1)在干净的载玻片中央滴一滴清水
(2)用镊子撕一小块洋葱鳞片叶内表皮
内表皮
放在水滴中
(3)用解剖针展平,盖上盖玻片
滴加甲基绿一焦宁染液
染色
染色
左右
取染色效果好的细胞先在低倍镜下观察
观察
后在高倍镜下观察
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即时训练·体验成功第3课时 核酸、脂质
1.概述核酸的结构和功能。(难点) 2.举例说出脂质的种类和作用。(重点、难点)
3．学会观察DNA、RNA在细胞中的分布。(难点) 4.学会检测生物组织中的脂肪。(难点)
一、核酸核酸的分子组成
(1)组成元素：C、H、O、N、P。
(2)基本组成单位：核苷酸，由一个五碳糖、一个磷酸基和一个含氮碱基组成。
(3)种类
①DNA(脱氧核糖核酸)：单体是脱氧核糖核苷酸。
②RNA(核糖核酸)：单体是核糖核苷酸。
(4)组成：每个核酸是由几百乃至上亿个核苷酸互相连接而成的长链。
(5)功能：是一切生物的遗传物质，是遗传信息的载体，控制细胞的生命过程。
核酸的分布及功能
(1)DNA
①分布：主要存在于细胞核内，与蛋白质构成了染色体(染色质)，是细胞核中的遗传物质；叶绿体和线粒体也含有一些DNA。
②功能：通过控制蛋白质的合成，进行遗传信息的表达。
(2)RNA
①分布：主要存在于细胞质中。
②功能：在蛋白质合成中起重要作用。
二、脂质
脂质的元素组成和性质
(1)组成元素：主要由C、H、O三种元素组成，有的还含有N、P等元素。
(2)脂质分子中H和O元素的比值远大于糖类。
(3)脂质主要是由碳原子和氢原子通过共价键结合形成的非极性化合物。
(4)特性：具有疏水性，不溶于水，可溶于非极性溶剂。
2．脂质的种类和功能
(1)脂肪
①分布：大量储存于植物种子、果实细胞和动物脂肪细胞中。
②脂肪的功能
a．脂肪是生物体内储存能量的主要物质。
b．生活在海洋中的鲸、海豹等皮下有厚厚的脂肪层，起保温作用。另外，脂肪还广泛分布在肠系膜、腹腔大网膜等
处，对内脏器官起保护作用。这说明高等动物和人体内的脂肪还有减少身体热量散失，维持体温恒定以及减少内部器官之间的摩擦、缓冲外界压力的作用。
③脂肪代谢障碍：脂肪摄取过多会导致肥胖，从而诱发脂肪肝、动脉硬化、高血压等疾病。
(2)磷脂
①分布：所有细胞都含有磷脂。动物的脑、神经、肝脏，植物中大豆的种子中磷脂含量较高。
②功能：构成细胞膜和各种细胞器膜的主要成分。
(3)固醇类物质
①种类：主要包括胆固醇、性激素等。其中胆固醇是人体必需的化合物，是动物细胞膜的重要成分。
②胆固醇代谢障碍：如果过量摄入胆固醇，体内过量的胆固醇会在血管壁上沉积下来，阻碍血液正常的流动，引起一些心血管疾病。
判一判
(1)核酸只有C、H、O、N、P五种元素组成(√)
(2)遗传信息贮存在核苷酸中(×)
(3)细胞质内的遗传物质有DNA和RNA(×)
(4)细胞中脂肪的主要作用是调节细胞生命活动(×)
(5)磷脂属于脂质，可以构成生物体内的膜结构(√)
(6)体内的胆固醇只能从食物中摄取(×)
核酸的结构和功能
核酸的结构层次
(1)元素：C、H、O、N、P
(2)(3)基本单位——核苷酸：
(4)核苷酸链：(5)核酸
两种核酸的比较
名称
脱氧核糖核酸
核糖核酸
简称
DNA
RNA
元素组成
C、H、O、N、P
C、H、O、N、P
单体
脱氧核苷酸(四种)
核糖核苷酸(四种)
组成
五碳糖
脱氧核糖
核糖
含氮碱基
A(腺嘌呤)C(胞嘧啶)G(鸟嘌呤)T(胸腺嘧啶)
A(腺嘌呤)C(胞嘧啶)G(鸟嘌呤)U(尿嘧啶)
磷酸基
磷酸
磷酸
存在
主要在细胞核中
主要在细胞质中
一般结构
两条脱氧核苷酸链构成
一条核糖核苷酸链构成
(1)以DNA为遗传物质时，其遗传信息就蕴含在碱基(或脱氧核苷酸)的排列顺序中。
(2)以RNA为遗传物质时，其遗传信息就蕴含在碱基(或核糖核苷酸)的排列顺序中。
突破1 判断核苷酸的种类
1.由1分子磷酸基、1分子碱基和1分子化合物a构成了化合物b，如图所示，则下列叙述正确的是( )
A．若m为腺嘌呤，则b肯定为腺嘌呤脱氧核苷酸
B．若a为核糖，则b为DNA的基本组成单位
C．若m为尿嘧啶，则DNA中肯定不含b这种化合物
D．若由b构成的核酸为少数病毒的成分，则a必为脱氧核糖
解析：选C。由题目获得的信息是：(1)图中的m代表含氮碱基，a代表五碳糖，b代表核苷酸分子；(2)当m和a代表的化合物的种类确定时，b的种类才能确定。若m为腺嘌呤，则b可能为脱氧核苷酸，也可能为核糖核苷酸；若a为核糖，则b为RNA的基本组成单位；若b构成的核酸为少数病毒的成分，其核酸类型为RNA，则a必为核糖。
突破2 核酸的种类和结构
2．如图为某同学制作的含有两个碱基对的DNA片段(“o”代表磷酸基团)模式图，下列为几位同学对此图的评价，其中正确的是( )
A．甲说：“物质组成和结构上完全正确”
B．乙说：“只有一处错误，就是U应改为T”
C．丙说：“有三处错误，其中核糖应改为脱氧核糖”
D．丁说：“如果说他画的是RNA双链则该图是正确的”
解析：选C。图中有三处错误：①五碳糖应为脱氧核糖，而不是核糖；②DNA不含碱基U，而是含碱基T；③两个相邻核苷酸之间的磷酸二酯键连接不正确，应是前一个核苷酸的脱氧核糖与后一个核苷酸的磷酸基团连接形成磷酸二酯键，A、B错误，C正确。如果图中画的是RNA双链，则两个相邻核苷酸之间的磷酸二酯键连接不正确，D错误。
根据五碳糖和含氮碱基判断核苷酸种类
(1)五碳糖
(2)含氮碱基
突破3 不同生物的核酸种类比较
3．不同生物含有的核酸种类不同，下列各种生物中关于碱基、核苷酸种类的描述正确的是( )
A
B
C
D
腔上皮细胞
蓝细菌
脊髓灰质炎病毒
乳酸菌
碱基
5种
5种
4种
8种
核苷酸
5种
8种
8种
8种
解析：选B。口腔上皮细胞含有2种核酸，故其含有5种碱基、8种核苷酸；蓝细菌和乳酸菌为原核生物，也含有2种核酸，故其含有5种碱基、8种核苷酸；脊髓灰质炎病毒只含有1种核酸，故其含有4种碱基、4种核苷酸。
生物体内核酸及其成分的判断方法
(1)首先确定生物种类，属于细胞生物还是非细胞生物。
(2)具有细胞结构的生物，有2种核酸，8种核苷酸，2种五碳糖，5种含氮碱基。
(3)病毒类生物，有1种核酸，4种核苷酸，1种五碳糖，4种含氮碱基。
观察DNA、RNA在细胞中的分布
1．实验原理
用甲基绿—焦宁染液对细胞进行染色，甲基绿使DNA呈绿色，焦宁使RNA呈红色，这样可以显示出DNA和RNA在细胞中的分布情况。
2．操作流程
(2)用镊子撕一小块洋葱鳞片叶内表皮
放在水滴中
3．实验结果
细胞核染色后呈绿色，细胞质染色后呈红色。
4．实验结论
真核细胞中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。
4．“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中，下列分析正确的是( )
A．实验的操作步骤是：染色→制片→观察
B．染色时先用甲基绿染液，再滴加焦宁染液
C．选取紫色洋葱鳞片叶外表皮做实验材料
D．与甲基绿结合的核酸分子主要分布在细胞核中
解析：选D。本实验选用洋葱鳞片叶内表皮做实验材料，防止外表皮颜色干扰本实验的实验结果。
5．下列关于小麦叶肉细胞中核酸分布的叙述，错误的是( )
A．DNA只存在于细胞核中，RNA只存在于细胞质中
B．DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中
C．细胞质中也存在DNA，细胞核中也存在RNA
D．叶肉细胞中的叶绿体和线粒体中均含有少量的DNA和RNA
解析：选A。小麦叶肉细胞的细胞核和细胞质中均含有DNA和RNA两种核酸，但DNA主要存在于细胞核中，RNA主要存在于细胞质中。叶肉细胞中的叶绿体和线粒体中均含有少量的DNA和RNA。
对脂质的理解
各种不同脂质的元素组成
脂肪只含有C、H、O元素；固醇的组成元素也只有C、H、O，而磷脂的组成元素是C、H、O、N、P。
特点
(1)氧的含量远远少于糖类，而氢的含量更多。
(2)通常不溶于水，易溶于非极性溶剂。
脂质的其他功能
(1)生物膜的许多特性，如柔软性、高电阻性等都与膜上的脂质有关。
(2)脂质与其他物质结合，构成细胞之间的识别物质和细胞的免疫成分等。
饮食中应注意的问题
(1)胆固醇：限制高胆固醇食物的过量摄入→防止胆固醇沉积堵塞血管。
(2)脂肪：适量食用脂肪类食物→防止肥胖，减轻肝脏负担。
含有大量能量的物质并不一定是生命活动主要的供能物质，如脂肪、糖原都含有很高能量，但只有在葡萄糖供能不足时，才为生命活动供能。
突破1 脂质的种类及功能
6．下面是关于脂质的叙述，其中正确的是( )
A．磷脂由C、H、O三种元素组成，是构成细胞膜的重要成分
B．性激素的化学本质是蛋白质，对生物体的生殖过程起重要的调节作用
C．脂肪只存在于动物的脂肪细胞中，而其他部位和植物细胞中没有
D．脂质存在于所有细胞中，是组成细胞和生物体的重要有机化合物
解析：选D。选项A，磷脂是由C、H、O、N、P五种元素组成的，它是构成细胞膜的主要成分；选项B，性激素的化学
本质是固醇，属于脂质；选项C，脂肪不仅存在于动物细胞中，在植物细胞中也有，如花生种子；选项D，脂质存在于所有细胞中，因为磷脂是构成细胞膜的重要成分。
突破2 对糖类、脂质、蛋白质供能差异理解不清7．如表为糖类、脂肪和蛋白质主要组成元素的质量分数：
种类
质量分数(%)
C
H
O
N
脂肪
73～77
11～12.5
9～12
－
糖类
52～58
7～8
40～45
－
蛋白质
50～55
6.5～7.3
19～24
15～24
分析数据得出的下列结论不正确的是( )
A．质量相同的脂肪和糖类被彻底分解时，糖类耗氧少
B．质量相同的脂肪和糖类被彻底分解时，脂肪产生的能量多
C．脂肪、糖类、蛋白质在体内代谢的共同代谢终产物是CO2和H2O
D．脂肪是生物体进行生命活动的主要能源物质
解析：选D。脂肪含H量最高，故等质量的脂肪与糖类氧化分解时，脂肪消耗氧气多，产生能量多。脂肪、糖类和蛋白质都含有C、H、O元素，在氧化分解时都能产生CO2和H2O。由表中信息不能确定脂肪是生命活动的主要能源物质。
细胞的能源物质
(1)细胞中的糖类、脂肪、蛋白质都含有大量的化学能，都可以氧化分解为生命活动供能，产物中都有CO2、H2O。
(2)三大能源物质的供能顺序为：糖类→脂肪→蛋白质，这是由它们的生理功能所决定的。
(3)主要的能源物质：糖类，为生物体提供所需能量的70%以上。
(4)主要的储能物质：脂肪，含能量高。其他储能物质还有动物细胞中的糖原、植物细胞中的淀粉。
检测生物组织中的脂肪
1．实验原理
脂肪＋。若生物组织被苏丹Ⅳ染液染成红色(或被苏丹Ⅲ染成橘黄色)，则说明生物组织中含有脂肪。
2．流程与现象
生物组织(花生种子)中脂肪的检测：制作花生子叶临时切片，用显微镜观察子叶细胞的着色情况。
8．下面是一组探究生物体主要有机物存在与否的检测实验，按表中顺序对应下列各项内容，正确的是( )
待测物质
试剂
预期显色结果
反应条件
蛋白质
双缩脲试剂
③
④
脂肪
②
红色
常温
①
斐林试剂
砖红色
沸水浴
A.葡萄糖、苏丹Ⅲ染液、紫色、沸水浴
B．蔗糖、苏丹Ⅳ染液、紫色、常温
C．还原糖、苏丹Ⅲ染液、蓝紫色、沸水浴
D．果糖、苏丹Ⅳ染液、紫色、常温
解析：选D。蛋白质可与双缩脲试剂在常温下产生紫色反应；脂肪可以被苏丹Ⅳ染液染成红色；斐林试剂能和还原糖在水浴加热的条件下生成砖红色沉淀，常见的还原糖有葡萄糖、果糖和麦芽糖。
9．下列物质的检测方法及现象的描述，正确的是( )
A．可用斐林试剂检测胡萝卜中的还原糖
B．花生子叶切片滴加苏丹Ⅲ染液，显微镜下可观察到油滴呈现红黄色
C．往牛奶中滴加双缩脲试剂后，可出现紫色反应
D．还原糖的鉴定中，可把试管放在酒精灯上直接加热
解析：选C。胡萝卜有颜色，会造成颜色干扰，不能用于还原糖的鉴定，A错误；花生子叶切片滴加苏丹Ⅲ染液，用酒精洗去浮色，在显微镜下可观察到油滴呈现橘黄色，B错误；牛奶中含有蛋白质，滴加双缩脲试剂后，可出现紫色反应，C正确；还原糖的鉴定中，必须水浴加热，D错误。
核心知识小结
[网络构建]
[规范答题]1.核酸是一切生物的遗传物质，是遗传信息的载体，控制着细胞的生命过程。2．核酸的结构单体是核苷酸，核酸分为DNA和RNA两类，前者主要分布在细胞核内，后者主要分布在细胞质中。3．脂质中脂肪具有储能、保温、缓冲机械压力等功能，脂质中的磷脂是构成生物膜的重要成分，固醇具有调节代谢和生殖过程的功能。
[随堂检测]
1．俄罗斯《消息报》2017年3月1日列出世界卫生组织日前发出的一份列有12种最危险超级细菌的清单，指出这些细菌对现有抗生素产生耐药性，对人类健康构成巨大威胁。下列关于“超级细菌”细胞内DNA与RNA特点的比较，叙述正确的是( )
A．在细胞内存在的主要部位相同
B．构成的碱基都相同
C．核苷酸之间的连接方式不同
D．构成的五碳糖不同
解析：选D。DNA主要分布在细胞核中，而RNA主要分布在细胞质中，A错误；构成DNA的碱基是A、C、G、T，而构成RNA的碱基是A、C、G、U，B错误；核苷酸之间的连接方式相同，都是通过磷酸二酯键相连接的，C错误；构成DNA的五碳糖是脱氧核糖，而构成RNA的五碳糖是核糖，D正确。
2．在实验室培养蛙的受精卵时，在培养液中加入一种含3H的小分子化合物，一段时间后，用放射自显影技术检测发现放射性物质主要集中于蛙胚细胞的细胞核和线粒体中。你认为被3H标记的化合物最可能是( )
A．DNA
B．RNA
C．胸腺嘧啶脱氧核苷酸
D．尿嘧啶核糖核苷酸
解析：选C。细胞核和线粒体中都有DNA，且DNA主要存在于细胞核，DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸。
3．2015年我国两栖类物种有了属于自己的DNA条形码数据库，两栖类动物细胞内DNA的物质组成如图，有关说法不正确的是( )
A．f代表DNA，是一种多聚体
B．e是DNA的基本组成单位，共有5种类型
C．元素a为C、H、O、N、P
D．在两栖类细胞中，f主要存在于细胞核内
解析：选B。根据核酸的结构可知元素a为C、H、O、N、P，图中b、c、d为碱基、磷酸和脱氧核糖，e为单体脱氧核苷酸，f为多聚体DNA，因此A、C正确；DNA中的脱氧核苷酸有4种，B错误；真核细胞中DNA主要位于细胞核中，D正确。
4．如图为油菜种子萌发过程中(真叶长出之前)干重的变化曲线图，相关叙述错误的是( )
A．油菜种子中良好的储能物质是脂肪
B．彻底氧化分解，相同质量的脂肪释放出的能量比糖类的多
C．用苏丹Ⅲ染液对种子切片染色在显微镜下可见橘黄色的脂肪颗粒
D．油菜种子萌发初期，导致种子干重增加的主要元素是碳元素
解析：选D。脂肪是良好的储能物质，A正确；与糖类相比，脂肪含有较多的H，因此氧化分解时消耗的氧气多，释放的能量多，B正确；脂肪需要使用苏丹Ⅲ(苏丹Ⅳ)染色，使用50%酒精洗去浮色以后在显微镜下观察，可以看到橘黄色(红色)的脂肪颗粒，C正确；种子在黑暗条件下萌发，不能进行光合作用，因此导致种子干重增加的主要元素不是碳元素，油菜种子萌发初期，脂肪转化为糖类等有机物，糖类中氧的含量大于脂肪中氧的含量，因此导致种子干重增加的主要元素是氧元素，D错误。
5．人体内磷脂的重要生理作用是( )
A．细胞各种膜结构的组成物质
B．参与血液中脂质运输
C．氧化分解为机体提供能量
D．有效地促进人和动物对钙和磷的吸收
解析：选A。因为磷脂是构成细胞膜和细胞器膜的重要成分，所以一般不能氧化分解提供能量。参与血液中脂质运输的是胆固醇。维生素D能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。
6．下图是某核苷酸与核苷酸链示意图，据图回答问题：
Ⅰ.已知分子结构式的左上角基团为碱基——腺嘌呤。请观察后回答下列问题：
(1)该核苷酸的生物学名称是__________。
(2)该核苷酸是构成哪一种核酸的原料？__________。
Ⅱ.以下为一条核苷酸链示意图，据图回答：
(1)图中所示1、2的名称分别是__________、__________。
(2)4、5分别是__________、__________。
(3)此结构中与另一种核酸相比较，其特有的碱基中文名称是__________。
(4)通常由__________条图示的核苷酸链构成一个__________分子，真核细胞中主要分布在__________。
解析：Ⅰ.根据图示中的五碳糖为核糖，可知该核苷酸为腺嘌呤核糖核苷酸，它是RNA的基本组成单位。
Ⅱ.根据图示中含“T”，可知该图表示一条脱氧核苷酸链。1表示磷酸，2表示脱氧核糖，4表示胞嘧啶脱氧核苷酸。DNA由两条脱氧核苷酸链组成，主要分布在细胞核中。
答案：Ⅰ.(1)腺嘌呤核糖核苷酸 (2)RNA Ⅱ.(1)磷酸 脱氧核糖 (2)胞嘧啶脱氧核苷酸 一条脱氧核苷酸链 (3)胸腺嘧啶 (4)2 DNA 细胞核
[课时作业]
一、选择题
1．美国科学家安德鲁·法尔和克雷格·梅洛因发现RNA干扰机制而获得诺贝尔生理学或医学奖。下列关于RNA的描述，错误的是( )
A．RNA只分布在细胞质中，DNA只分布在细胞核内
B．尿嘧啶是RNA特有的碱基，胸腺嘧啶是DNA特有的碱基
C．RNA和DNA的基本组成单位是核苷酸
D．生物的遗传物质是DNA或者是RNA
答案：A
2．下列关于如图所示过程的叙述中，错误的是( )
A．甲是磷酸基，在不同的核苷酸中种类相同
B．乙是五碳糖，在DNA中是脱氧核糖，在RNA中是核糖
C．丙是含氮碱基，在人体细胞遗传物质中有四种
D．丁是核苷酸，在一个病毒中有八种
解析：选D。题图所示为核苷酸的组成，甲是磷酸基，乙是五碳糖，丙是含氮碱基。人体细胞中的遗传物质是DNA，DNA中的含氮碱基只有四种。病毒中的核酸只有一种，所以组成病毒核酸的核苷酸(含氮碱基)只有四种。
3．如图是DNA和RNA组成的结构示意图，有关说法正确的是( )
A．埃博拉病毒有5种碱基和8种核苷酸
B．主要存在于硝化细菌的拟核中的核酸由5种碱基构成
C．SARS病毒中也有上述两种核酸
D．DNA彻底水解得到的产物中有脱氧核糖，而没有核糖
解析：选D。每种病毒只有一种核酸，有4种碱基和4种核苷酸；DNA主要存在于硝化细菌的拟核中，DNA中含有4种碱基；DNA彻底水解的产物是磷酸、脱氧核糖和4种含氮碱基。
4．观察DNA和RNA在细胞中的分布实验中，所运用的原理是( )
A．单独利用甲基绿对细胞染色可显示DNA在细胞中的分布，从而推知RNA的分布
B．单独利用焦宁对细胞染色可显示RNA在细胞中的分布，从而推知DNA的分布
C．利用甲基绿—焦宁染液对细胞染色，同时显示DNA和RNA在细胞中的分布
D．在细胞核、细胞质内可以分别提取到DNA和RNA，由此说明DNA和RNA的分布
解析：选C。甲基绿—焦宁染液中甲基绿能使DNA呈现绿色，焦宁能将RNA染成红色。
5．雄性孔雀开屏时形成一道亮丽的风景，高等动物之所以表现出第二性征，是因为性激素起作用，就其化学本质而言，是由于哪种物质作用结果( )
A．蛋白质
B．核酸
C．糖类
D．脂质
解析：选D。维持高等动物第二性征的物质是性激素，性激素的化学本质是固醇，属于脂质。
6．研究发现一种单链RNA分子“miR140”，科学实验中发现小鼠软骨细胞缺少这种RNA分子时软骨损伤严重，有关“miR140”分子的说法错误的是( )
A．“miR140”分子中含有两个游离的磷酸分子
B．“miR140”分子中一定含有糖类物质
C．“miR140”分子对生命活动有重要作用
D．“miR140”分子不是小鼠的遗传物质
解析：选A。“miR140”分子为单链RNA，故只含有一个游离的磷酸基团，A错误；“miR140”分子中含有核糖，B正确；由题意可知，“miR140”分子对生命活动有重要作用，C正确；小鼠的遗传物质是DNA，“miR140”分子为RNA，故不是小鼠的遗传物质，D正确。
7．下列有关遗传信息的叙述，正确的是( )
A．遗传信息只储存在DNA分子中
B．HIV的遗传信息储存在RNA分子中
C．所有生物的DNA都具有相同的脱氧核苷酸排列顺序
D．组成DNA的脱氧核苷酸只有4种，所以连成长链时，其排列顺序是有限的
解析：选B。核酸是除了朊病毒外一切生物的遗传物质，遗传信息储存于DNA或RNA中。不同DNA中脱氧核苷酸的排列顺序是不同。
8．下列关于细胞中核酸分布的叙述，不正确的是( )
A．DNA主要分布于细胞核
B．RNA主要分布于细胞质
C．DNA在线粒体和叶绿体中均有少量分布
D．DNA和RNA主要分布于细胞核，在细胞质没有分布
解析：选D。RNA主要分布于细胞质，是在细胞核中合成的。
9．如表中有关人体细胞内化合物的各项内容，正确的是( )
编号
化合物
实验检测
组成单位
主要功能
检测试剂
颜色反应
①
脂肪
苏丹Ⅲ染液
橘黄色
脂肪酸
储存能量
②
糖原
斐林试剂
砖红色
葡萄糖
提供能量
③
蛋白质
双缩脲试剂
紫色
氨基酸
承担生命活动
④
核酸
甲基绿染液
绿色
核苷酸
携带遗传信息
A.①
B．②
C．③
D．④
解析：选C。脂肪的基本组成单位是甘油和脂肪酸，①错误；糖原为非还原糖，不能与斐林试剂产生砖红色沉淀，②错误；蛋白质是生物体生命活动的主要承担者，其基本组成单位是氨基酸，蛋白质可以与双缩脲试剂产生紫色反应，③正确；核酸包括DNA和RNA两种，DNA容易被甲基绿染液染成绿色，而RNA容易被焦宁染液染成红色，DNA是细胞生物的遗传物质，携带遗传信息，④错误。
10．下列有关糖类和脂质的叙述，不正确的是( )
A．脂质中的磷脂是构成细胞膜的重要物质，所有细胞都含有磷脂
B．植物细胞中的多糖主要是淀粉和纤维素，动物细胞中的多糖主要是乳糖和糖原
C．固醇类物质在细胞的营养、调节和代谢中具有重要功能
D．有些脂质能激发和维持动物第二性征
解析：选B。脂质中的磷脂是构成细胞膜的重要物质，所有细胞都有细胞膜，所以都含有磷脂；植物细胞中的多糖主要是淀粉和纤维素，动物细胞中的多糖是糖原，乳糖是二糖；固醇包括胆固醇、性激素和维生素D，在细胞的营养、调节和代谢中具有重要功能，其中性激素能激发和维持动物第二性征。
11．下列关于能源物质的说法不正确的是( )
A．植物细胞中重要的储存能量的物质是淀粉和纤维素
B．动物细胞中重要的储存能量的物质是糖原
C．糖类是生物体进行生命活动的主要能源物质
D．脂肪是生物体主要储存能量的物质
解析：选A。纤维素是构成植物细胞壁的基本成分，不是植物细胞内储存能量的物质。
根据表中分析同质量的脂肪和糖类在氧化分解时的差异，以下说法错误的是( )
物质
各元素比例
氧化分解时
耗氧量
释放能量
产生的水
C
O
脂肪
75%
13%
较多
较多
X
糖类
44%
50%
较少
较少
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XD．脂肪中H的比例较高，所以释放的能量较多
解析：选C。脂肪与糖类相比，H/O比值大，相同质量条件下，氧化分解耗氧量多，相应产生的水也多，即X>Y。糖类和脂肪都是由C、H、O三种元素组成的，根据表中数据可知，脂肪中的H的比例是1－75%－13%＝12%，糖类中H的比例是1－44%－50%＝6%。
二、非选择题
13．分析下列图表回答有关问题：
＋eq
\x(B
＋→→
（1）图中A是 ，B是
，D是________________________________________________________________________。
（2）如果把DNA换成RNA，则A是 ，B是 ，D是 。
（3）当E为DNA时，A有四种类型，当E为RNA时，A有四种类型。那么，组成核酸的基本单位共有 种。
解析：核苷酸是核酸的组成单位，它由含氮碱基、五碳糖、磷酸基三部分组成。对于DNA来说五碳糖是脱氧核糖，对于RNA来说五碳糖是核糖。含氮碱基、脱氧核糖、磷酸基三者组成脱氧核糖核苷酸，脱氧核糖核苷酸进一步形成DNA。脱氧核糖与四种碱基形成四种脱氧核糖核苷酸，核糖与四种碱基形成四种核糖核苷酸。所以共形成8种核苷酸。
答案：（1）含氮碱基 脱氧核糖 脱氧核糖核苷酸
（2）含氮碱基 核糖 核糖核苷酸 （3）8
14.根据下列生物学材料回答问题：
材料1：熊在入冬之前要吃大量的食物，在体内转化为脂肪储存起来，冬眠时，进行分解利用，维持生命活动。
材料2：生活在南极寒冷环境中的企鹅，体内脂肪厚达4
cm。
材料3：幼儿常晒太阳，可以使皮肤表皮细胞内的胆固醇转化为维生素D，预防佝偻病。
（1）材料1说明脂肪是 ，分布在动物内脏器官周围的脂肪还具有 和 的作用。
（2）材料2说明脂肪具有 作用。
（3）材料3说明维生素D具有 的作用。该物质属于 类物质，除此之外还包括 和 。
解析：脂肪以其体积小储能多而成为动植物体内主要的储能物质。同时以其良好的弹性、绝缘隔热的特点，还可以缓冲、减压、保温。皮肤中的胆固醇在紫外线照射下转化成的维生素D可以促进人体小肠对Ca、P的吸收，它属于固醇类物质。
答案：（1）良好的储能物质 缓冲 减压 （2）保温
（3）促进人和动物肠道对钙和磷的吸收 固醇 胆固醇 性激素
15.如图为酵母菌DNA分子的一条脱氧核苷酸长链。请据图回答下面的问题：
（1）图中的①表示 ，②表示 ，①②③结合在一起的结构叫 。
（2）图中的碱基有 种，中文名称从上到下分别是________________________________________________________________________。（3）DNA彻底水解后，能产生含氮物质的是 （用序号表示）。
（4）和艾滋病病毒的核酸（RNA）相比，图中特有的碱基是 ，二者的基本组成单位共有 种。
解析：脱氧核苷酸由磷酸基、脱氧核糖和含氮碱基三部分组成，其碱基包括A、T、C、G
4种，在RNA分子中，含有U而没有T。DNA由4种脱氧核苷酸组成，RNA由4种核糖核苷酸组成。
答案：（1）磷酸基 脱氧核糖 腺嘌呤脱氧核苷酸
（2）4 腺嘌呤、胞嘧啶、鸟嘌呤、胸腺嘧啶
（3）③
（4）T（胸腺嘧啶） 8
16.制作洋葱表皮装片后，再用甲基绿—焦宁混合染液在20
℃下染色5
min，镜检观察。回答下列问题：
（1）在显微镜下会看到洋葱表皮细胞的 被染成绿色，原因是________________________________________________________________________，
被染成红色，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）该实验说明________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）如果用人的血液制作血涂片观察红细胞，能看到上述现象吗？为什么？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：甲基绿能使DNA呈现绿色，DNA主要存在于细胞核中；焦宁能使RNA呈现红色，RNA主要存在于细胞质中；人的成熟红细胞中无细胞核，因而不会出现被甲基绿染成绿色的细胞核。
答案：（1）细胞核 甲基绿使细胞核中的DNA呈现绿色 细胞质 焦宁使细胞质中的RNA呈现红色
（2）DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中
（3）不能。因为人的成熟红细胞中无细胞核第1节 组成细胞的元素
1.简述组成细胞的化学元素的概况。(重点) 2.列举主要元素及其生理作用。(难点)
3．说出生物界与非生物界的统一性和差异性。
一、化学元素对生命活动的重要性1．桃树的黄叶病是缺少铁元素引起的，钙元素是构成人体骨骼的成分，少年儿童缺钙会得佝偻病，老年人缺钙易患骨质疏松症。
2．化学元素对生物体有非常重要的作用，主要作用是构成细胞和调节生物体的生命活动。
(1)构成细胞的化学元素进一步形成多种多样的化合物，如核酸、蛋白质、脂质、糖类等。这些化合物构成细胞，是细胞生命活动的物质基础。
(2)调节生物体生命活动的化学元素：一类是与蛋白质等物质结合的元素；另一类是以离子形式调节生物体生命活动的元素。
二、组成生命的化学元素
1．基本元素：C、H、O、N。
2．最基本元素：C。
3．大量元素：C、H、O、N、S、P、K、Ca、Mg等。
4．微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo等。
三、生物界和非生物界的统一性和差异性
1．统一性：组成生物体的化学元素，在无机自然界都可以找得到，没有一种化学元素是生物界所特有的。
2．差异性：组成细胞的化学元素，在生物体内和在无机自然界中的含量相差很大。
判一判
(1)在动植物鲜细胞中氧的百分含量最多(√)
(2)组成不同生物体的化学元素含量大体相同，种类差别很大(×)
(3)微量元素在生物体内不但含量很少，所起作用也很小(×)
想一想
植物有一种病叫“花而不实”，就是只开花不结果，你知道是什么原因吗？
[提示] 微量元素B促进花粉管的萌发，如果缺少B，会造成“花而不实”。
组成细胞的化学元素
1．分类依据：
归属范围
3．观图得规律
不同生物体内组成细胞的元素种类基本相同，但是含量不同；组成同一生物体的不同元素含量差异很大。
4．由化学元素构成的细胞内化合物
(1)种类
(2)组成蛋白质的元素有C、H、O、N，有时还含有S、Fe等。组成DNA的元素有C、H、O、N、P。组成葡萄糖的元素有C、H、O。组成脂质的元素有C、H、O，有的还含有N、P。
(3)细胞中元素和化合物含量的判断
突破1 组成生命化学元素的种类
1．我们如何找到回家的路？荣获诺贝尔奖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
解析：选C。“位置细胞”和“网格细胞”均属于神经细胞。“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；上述两种细胞鲜重中原子数量最多的元素均是H，C正确；P和S均属于大量元素，D错误。
突破2 大量元素与微量元素的判定
2.羚羊角或犀牛角是治疗创伤的中药方剂中用量极少的成分，但是缺少这味药，疗效将大大下降甚至无效。已知动物的角主要由死亡细胞的角化(变性)蛋白质组成，则羚羊角等的有效成分最可能是( )
A．特殊活性的蛋白质
B．DNA
C．微量元素
D．大量元素
解析：选C。死亡细胞的角化(变性)蛋白质无活性，因此不是有效成分；结合“羚羊角或犀牛角是治疗创伤的中药方剂中用量极少的成分，但是缺少这味药，疗效将大大下降甚至无效”，可判断羚羊角等的有效成分可能是微量元素。
(1)大量元素和微量元素划分的依据是含量的多少，而不是生理作用。
(2)生物体内含有的元素不一定是生物体所必需的元素，如Pb。
探究某元素是否为生物体必需元素的方法
1．实验思想：设置对照实验(设某种元素为M)。
2．实验方法：溶液培养法。溶液培养法又称水培法，就是在人工配制的营养液(或蒸馏水)中加入或减少某种元素来观察植物的生长情况，从而判断植物生长所必需的元素的一种方法。
3．设计思路
3．某校研究性学习小组在进行验证Ni是必需矿质元素的实验时，设计了以下四组实验，你认为其中最恰当的是( )
解析：选C。沙土中也含有Ni元素，缺Ni的营养液加入沙土后也具有Ni元素，A错误；植物生长发育的必需矿质元素有很多种，缺一不可，该实验中的实验组和对照组都因缺少多种矿质元素无法生长，B错误；该实验的对照组是完全营养液，实验组是缺Ni营养液，遵循对照原则和单一变量原则，C正确；该实验中沙土中含有Ni元素，对照组和实验组都含有Ni元素，D错误。
4．如表为关于农作物A、B在相同土壤中N、P、K三元素肥效实验的结果记录(“＋”表示施肥，“－”表示未施肥)。请据表中的数据判断，下列结论正确的是( )
农作物A
农作物B
肥料成分
N
＋
－
＋
＋
－
＋
－
＋
＋
－
P
＋
－
＋
－
＋
＋
－
＋
－
＋
K
＋
－
－
＋
＋
＋
－
－
＋
＋
产量
100
54
83
65
100
100
34
70
55
40
A.对农作物A的构成来说，N是非必需元素
B．农作物A可能是豆科植物，有其他获得N元素的途径
C．对农作物B来说，三种元素中K最重要
D．两种农作物对土壤中N、P、K的需求量基本相同
解析：选B。N是必需元素，A错误；对农作物A来说，肥料中是否含有N元素，对其生长影响不大，因此，农作物A可能是豆科植物，有其他获得N元素的途径，B正确；对农作物B来说，肥料中N元素的缺乏，对其生长影响最大，说明三种元素中N最重要，C错误；由表中数据可知，A不需要N，B需要N，因此A、B两种农作物对N、P、K的需求量不同，D错误。
生物界与非生物界的统一性与差异性
统一性是从化学元素的种类来分析的：组成生物体的化学元素在无机环境中都可以找到，没有一种是生物体所特有的，说明了生物界和非生物界具有统一性的一面。
差异性是从组成生物体的各种化学元素的含量来分析的：尽管组成生物体的化学元素在无机环境中都可以找到，但与无机环境中的相应元素的含量又有一定的差别，这说明生物界和非生物界又具有差异性，即生命物质的特殊性。这种差异性是由于生物体有选择地从无机自然界吸收各种物质组成自身结构所造成的。
5．下表中各元素的数据代表该元素占原子总量的百分比。请据表回答问题：
岩石圈的成分/%
氧
硅
铝
铁
钙
钠
钾
镁
钛
氢
碳
所有其他成分<0.1
47
28
7.9
4.5
3.5
25
2.5
2.2
0.46
0.22
0.19
人体的成分/%
氢
氧
碳
氮
钙
磷
氯
锌
硫
钠
镁
所有其他成分<0.1
63
25.5
9.5
1.4
0.31
0.22
0.03
0.06
0.05
0.03
0.01
(1)组成人体的化学元素在元素周期表上都有，它普遍存在于非生物界，生物体内不包含特殊的“生命元素”，这个事实说明___________________________________________。
(2)生物从非生物环境中获得的那些元素与环境中的这些元素的比例相差甚远。如岩石圈中，氢、碳、氮加在一起占总原子数不到1%，而在生物体中占总原子数的74%左右。这个事实说明_________________________________________________________________。
解析：组成生物体的化学元素在无机自然界中都能找到，但含量比例相差很大，这说明生物界与非生物界既有统一性又有差异性。
答案：(1)生物界与非生物界具有统一性
(2)生物界与非生物界还具有差异性
从此表看，人体成分中没有铁的含量，是否人体不含铁？为什么？
提示：人体含铁，因为铁是构成血红蛋白的成分，但铁在人体中的含量很少，属微量元素。
6．下列关于企鹅体内的化学元素与人体内的化学元素的说法中，最可能不正确的是( )
A．含量相同
B．种类相同
C．具有统一性
D．具有差异性
解析：选A。不同生物体内元素种类基本相同，这体现了生物之间具有统一性；不同生物体内元素含量不同，这体现了生物之间具有差异性。
核心知识小结
[网络构建]
[规范答题]1.大量元素和微量元素的巧妙记忆：“她请杨丹留人盖美家”(C、H、O、N、S、P、Ca、Mg、K)记忆大量元素；“铁猛碰新木桶”(Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu)记忆微量元素。2．大量元素和微量元素都是生物体所必需的元素，生物体缺少任何一种元素都会表现出不良症状，不过大量元素需要的量大，而微量元素需要的量小。3．不同生物体内所含的化学元素的种类基本相同，但是不同的生物体内同种元素的含量差别较大；同一生物体的不同元素的含量也不相同。4．组成生物体的化学元素，在无机自然界都可以找到，没有一种化学元素是生物界所特有的；组成细胞的化学元素，在生物体内和在无机自然界中的含量相差很大。
[随堂检测]
1．如图所示是组成人体细胞的主要元素及其比例。下列相关叙述中，错误的是( )
A．图中所示为细胞鲜重中元素的比重
B．因为O元素含量最多，所以O元素是构成有机物的最基本元素
C．细胞失去大部分水分后，C元素比重最大
D．图中含有的元素在非生物界也可以找到
解析：选B。题图中O元素所占比重最大，所以表示细胞鲜重中元素所占的比重；O元素含量最多是因为细胞中水分含量最多，不能说明O元素是构成有机物的最基本元素。
2．奥运吉祥物福娃的表层材料为纯羊毛线；在美国电影《侏罗纪公园》中有霸王龙。有关纯羊毛线和霸王龙的叙述中，正确的是( )
A．组成纯羊毛线的最基本元素是O
B．纯羊毛线中的羊毛含有的元素主要有C、H、O、N等
C．在绵羊和霸王龙体内细胞中元素的种类相差很大
D．霸王龙细胞中含有的大量元素是C、H、O、N、P、Mg、Fe、Zn
解析：选B。组成纯羊毛线的最基本元素是C，A错误；纯羊毛线中的羊毛含有的元素主要有C、H、O、N等，B正确；在绵羊和霸王龙体内细胞中元素的种类相差不大，C错误；
Fe、Zn属于微量元素，D错误。
3．螺旋藻是一种蓝细菌，其蛋白质含量较多，营养丰富且均衡，被称为“人类明天最理想的保健食品”。下列有关螺旋藻化学元素的组成的叙述，错误的是( )
A．组成螺旋藻的化学元素中，C是最基本元素
B．螺旋藻体内的化学元素在无机环境中都存在
C．螺旋藻和人体的化学元素种类大体相同
D．锌在螺旋藻体内含量很少，所以缺锌时螺旋藻能够正常生长
解析：选D。C元素是形成有机物的基本骨架，C是最基本元素，A正确；螺旋藻体内的化学元素在无机环境中都存在，体现了生物界与非生物界的统一性，B正确；螺旋藻和人体的化学元素种类大体相同，含量差异较大，C正确；锌在螺旋藻体内含量很少，属于微量元素，但作用也非常重要，所以缺锌时螺旋藻不能够正常生长，D错误。
4．某人得了脂肪肝(即肝细胞中有过多的脂肪)，如图中能正确表示他的肝细胞中四种化合物含量的是( )
解析：选A。水是细胞内含量最多的化合物，蛋白质是含量最多的有机化合物。
5．研究表明缺硒可导致克山病。克山病是一种地方性心肌病，临床表现主要有心脏增大，急性或慢性心功能不全和各种类型的心律失常，急重病人可发生猝死。营养学和流行病学界认为，成人每天硒的摄取量约在40～100
μg就可满足人体需要。根据资料，下列解释不正确的是( )
A．硒是人体必需的微量元素
B．硒在人的生长发育过程中的作用不可替代
C．硒的作用重大，只要有了硒，人体就能正常生长发育
D．某些微量元素和人体的健康关系密切
解析：选C。首先提取题中信息：缺硒可导致严重的缺乏病，严重危害人体健康；成人每天摄取40～100
μg即可满足需要，说明硒是一种人体必需的微量元素，在人体的生长发育过程中有着不可替代的作用。但人体的必需元素对人体的作用是综合的，缺一不可。
下表是组成地壳和组成细胞的部分元素含量(%)。
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
请据表回答下列问题：
(1)组成细胞的化学元素在地壳中都普遍存在，没有一种化学元素是细胞特有的，这一事实说明________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)由表中数据可知，同一元素在细胞和地壳中含量相差甚远，这一事实说明________________________________________________________________________。
(3)由上表中数据可知，组成细胞的化学元素中，C、H、O含量最多，请据下表分析，其原因是：
化合物
水
无机盐
蛋白质(C、H、O、N等)
脂质(C、H、O，有的含N、P)
糖类(C、H、O)和核酸(C、H、O、N、P)
质量分数(%)
85～90
1～1．5
7～10
1～2
1～1.5
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
答案：(1)生物界与非生物界具有统一性
(2)生物界与非生物界具有差异性
(3)①构成细胞的化合物中含量最多的是水，占85%～90% ②构成细胞的有机物都含有C、H、O三种元素
[课时作业]
一、选择题
1.如图是由4个椭圆所构成的元素概念的关系图，其中④为最大椭圆，③②①依次减小。试判断符合这种关系的是( )
A．①大量元素、②主要元素、③基本元素、④最基本元素
B．①基本元素、②最基本元素、③大量元素、④主要元素
C．①最基本元素、②基本元素、③主要元素、④大量元素
D．①主要元素、②大量元素、③最基本元素、④基本元素
解析：选C。大量元素通常有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg，其中C、H、O、N、P、S为主要元素，而C、H、O、N为基本元素，C为最基本元素。
2．生活在沙漠中的仙人掌和生活在海洋中的鲨鱼，组成它们的元素种类( )
A．完全相同
B．完全不同
C．基本相同
D．无法确定
解析：选C。组成各种生物体的元素种类基本相同。
微量元素在生物体内虽然很少，却是维持正常生命活动不可缺少的，可以通过下面哪一实例得到证明( )
A．Mg是叶绿素的组成成分
B．油菜缺少B时只开花不结果
C．动物血液中Ca盐含量太低，会抽搐
D．缺P会影响ATP的合成
解析：选B。A、C、D选项中的Mg、Ca、P等元素均为大量元素，B选项中的B元素是生物体内维持正常生命活动不可缺少的微量元素，油菜缺少B时只开花不结果。
“蛟龙号”在7
000多米的海洋深处，发现许多奇异的新物种，那么在它们体内最基本的化学元素和含量最多的化学元素是( )
A．C和O
B．O和C
C．C和N
D．O和H
解析：选A。本题的题眼是“最基本的化学元素和含量最多的化学元素”，因此思考的突破口就是“最”字。生物体内最基本的化学元素是C，而含量最多的化学元素是O。
牛通过吃草，从草中获得化合物和元素，那么，牛和草在化学元素的种类以及相同化学元素的含量上分别是( )
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．种类和含量都是大体相同
D．种类大体相同，含量差异很大
解析：选D。不同生物所含化学元素的种类大体相同，但是含量有差异。
组成生物体的元素追根溯源来自无机环境，下列有关说法正确的是( )
A．生物体内的元素比例和无机环境中相同
B．说明生物界和非生物界具有统一性
C．生物界中含量最多的三种元素是O、C、H，因此非生物界中含量最多的三种元素也是O、C、H
D．生物体内的元素种类和无机环境中相同
答案：B
下列有关组成生物体细胞的化学元素的叙述，错误的是( )
A．组成生物体的最基本元素是C
B
.甲型H7N9流感病毒和桃树共有的元素是C、H、O、N、P等
C．生物体内含有的元素都是生物体所必需的
D．Cu、Mn、Mo、B都是组成生物体的微量元素
解析：选C。生物体内含有的元素不一定都是生物体所必需的，随着环境污染的加剧，生物体不需要的元素也可能会进入生物体内。
如图容器底部是培养基，其中含有植物生长所需的全部养分，如果有人在配制培养基的矿质元素中使用了NH4NO3、KNO3、CaCl2·2H2O、MgSO4·7H2O、螯合铁溶液、微量元素溶液，但缺少了一种必需元素，为补充这种元素，应添加的化合物是( )
A．Ca(NO3)2
B．KCl
C．KH2PO4
D．K2SO4
解析：选C。根据题意，培养基中不缺乏微量元素，大量元素中除C、H、O外，还应有N、P、S、K、Ca、Mg，从培养基的成分分析，培养基中缺少P，KH2PO4能提供P，故C正确。
近年来，联合国环境署和红十字会终于查明了印度儿童，尤其是农村儿童易患肝硬化的原因。即印度多少年来一直延续着使用铜制餐具，特别是用铜壶给儿童煮奶的习惯，结果使许多儿童铜中毒。然而，大量资料又告诉我们人体不可缺少铜。该现象说明铜是( )
A．低毒性物质
B．一种重金属
C．人体所需要的微量元素
D．人体可要可不要的元素
解析：选C。本题首先表明印度儿童体内的铜元素过多，后又告诉我们人体不可缺少铜。故可知C符合题意。
一种植物和一种哺乳动物体内细胞的某些化学元素含量(占细胞干重的百分比)如下表数据，下列有关叙述正确的是( )
元素
C
H
O
N
P
Ca
S
植物(%)
43.57
6.24
44.43
1.46
0.20
0.23
0.17
动物(%)
55.99
7.46
14.62
9.33
3.11
4.67
0.78
A.碳元素的含量很高，碳是组成生物体的最基本元素
B．这两种生物体内所含的化学元素的种类差异很大
C．这两种生物体内元素的含量基本相同
D．该植物某有机物含有的C、H、O、N、S，无机自然界不含有
解析：选A。A正确，比较表中数据可知，碳元素的含量很高，碳元素是组成生物体的最基本元素；B、C错误，这两种生物体内所含的化学元素的种类基本相同，但含量相差很大；D错误，组成生物体的元素，在无机自然界都可以找得到，生物界与非生物界具有统一性。
11．如图中①②③④依次表示细胞中蛋白质、水、脂质、糖类四种化合物及主要元素
C、O、H、N
占细胞鲜重的含量，其中正确的是( )
解析：选B。细胞中各种化合物占细胞鲜重的含量分别是：水＞蛋白质＞脂质＞糖类；细胞中主要元素占细胞鲜重的含量分别是：O＞C＞H＞N。故选B。
12．一位农民种植的某块农田小麦产量总是比邻近地块的低。他怀疑该农田可能是缺少某种元素，为此将该块肥力均匀的农田分成面积相等的五小块，进行田间实验。除施肥不同外，其他田间处理措施相同。实验结果如下表：
地块
甲
乙
丙
丁
戊
施肥情况
尿素
磷酸二氢钾
磷酸二氢铵
硫酸铵
不施肥
小麦收获量
55.56
65.26
56.88
55.44
55.11
从表中可判断，该农田最可能缺少的元素是( )
A．K
B．N
C．P
D．S
解析：选A。通过表中数据可知甲、丙、丁分别补充了氮元素、磷元素、硫元素，但作物产量和戊相差不多，说明田中不缺乏上述元素，而乙中补充了磷元素和钾元素，产量提高最大，通过比较可知田中不缺乏磷元素，故钾元素是该农田中缺乏的元素。
二、非选择题
下表是人体及大肠杆菌的元素组成情况，请据表回答有关问题：
元素
人体
大肠杆菌
鲜重(%)
干重(%)
鲜重(%)
干重(%)
氧
65
14.62
69
20
碳
18
55.99
15
50
氢
10
7.46
11
10
氮
3
9.33
3
10
磷
1.4
3.11
1.2
4.0
硫
0.3
0.78
0.3
1.0
其他
<3
<9
0.5
5.0
(1)组成生物体的这些元素，没有一种是无机自然界所没有的，这说明________________________________________________________________________。
(2)从各种元素的含量可以看出：________的含量在干重中所占的比例比在鲜重中所占的比例明显少。
(3)从表中可以看到碳在鲜重中所占的比例明显比在干重中所占的比例________。
解析：(1)构成细胞的化学元素没有一种是生命物质所特有的，这体现了生物界与非生物界的统一性。构成细胞的化学元素含量与自然界各种元素含量差异很大，这体现了生物界与非生物界的差异性。
(2)从表格中数据可以看出在人体和大肠杆菌内氧在鲜重中所占的比例明显高于在干重中所占的比例。
(3)从表中数据可以看出，在人体和大肠杆菌内碳在鲜重中的比例分别为18%和15%，而在干重状态下分别变为55.99%和50%。
答案：(1)生物界与非生物界具有统一性 (2)氧 (3)低
科学施肥可使作物接近最高产量而又不会造成肥料浪费。实验表明锌肥的施用量与番茄的果实产量密切相关，如图为实验结果曲线图，请完善探究实验的相关问题：
(1)实验目的：________________________________________________________________________。
材料用具：不同浓度的硫酸锌溶液(本实验SO对实验结果的影响可忽略)，用相同的杉木糠和土壤浸出液栽培的240株长势相同的番茄幼苗。
(2)实验步骤：
①将240株番茄幼苗平均分成________组并编号；
②在相同且适宜条件下将幼苗培养至花蕾期，________
________________________________________________________________________；
③继续培养至果实成熟，________________________________________________________________________。
④绘制实验结果曲线图(如上图)。
(3)实验分析与结论：
①结果表明，施用锌肥的最佳浓度范围是________________________________________________________________________。
②根据该实验的结果分析科学施肥的理由：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)根据题干信息可以看出，本实验研究的是“锌肥的施用量与番茄的果实产量的关系”，曲线图上可以看出“不同硫酸锌溶液浓度下，番茄果实产量不同”；因此本实验的实验目的就是“探究锌肥施用量对番茄产量的影响”。(2)题中曲线图横坐标中不同硫酸锌溶液浓度的数量是分组的依据，曲线图中给出了7种不同浓度的硫酸锌溶液，再考虑要设计对照实验，因此要把240株番茄幼苗平均分成8组。在花蕾期，7个实验组喷洒适量且等体积的不同浓度的硫酸锌溶液，对照组喷洒等量的蒸馏水。通过比较成熟后各组番茄果实的重量得出结论。(3)根据曲线图可判断，硫酸锌浓度在12～16
mg/L时，番茄产量最高，超过此浓度范围果实产量下降。
答案：(1)探究锌肥施用量对番茄产量的影响(探究种植番茄时施用锌肥的最佳浓度范围)
(2)①8 ②实验组喷洒适量且等体积的不同浓度的硫酸锌溶液，对照组喷洒等量的蒸馏水 ③称量每组番茄所结果实的重量
(3)①12～16
mg/L ②锌肥施用量超过最佳范围(12～16
mg/L)时果实产量下降，且造成浪费
被子植物花粉的萌发与环境条件有很大关系。为探索微量元素硼对花粉萌发的影响，请你根据提供的材料和用品，补充完善下列实验的方法步骤，预测可能的结果，并分别得出相应的结论。
材料和用品：新鲜葱兰花、蔗糖溶液、琼脂、硼酸溶液、稀盐酸、蒸馏水、pH试纸、滴管、镊子、载玻片、显微镜等。
(1)实验步骤：
①用蔗糖、琼脂和蒸馏水等配制固体培养基，并均分为两组，实验组中加入______(保持适宜的pH)，对照组中加入________________(用稀盐酸调节pH使之与实验组保持一致)。
②将等量花粉分别洒落在两组培养基上，把培养基放在适宜的温度、充足的氧气等相同环境中，数小时后，________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)可能的实验结果及相应的结论：
①若两组培养基中花粉萌发情况相差不大，说明硼对花粉的萌发________。
②如果加硼酸的培养基中花粉萌发状况很好，而对照组培养基中的花粉不萌发或很少萌发，说明硼对花粉的萌发____________。
③如果加硼酸的培养基中花粉不萌发，而对照组培养基中的花粉萌发状况很好，说明硼对花粉的萌发________________________________________________________________________。
(3)你认为上述哪种结果更符合实际？________________________________________________________________________，
因为________________________________________________________________________。
解析：(1)分成两组固体培养基，一组加硼酸，一组加蒸馏水，然后在这两组培养基上各加入等量的花粉，数小时后，用显微镜观察花粉的萌发情况。(2)①若两组花粉管生长情况相差不大，说明硼对花粉的萌发无影响；②若加硼酸的培养基中花粉萌发状况很好，而对照组培养基中的花粉不萌发或萌发很少，说明硼对花粉的萌发有促进作用；③若加硼酸的培养基中花粉不萌发或萌发很少，而对照组培养基中的花粉萌发状况很好，则说明硼对花粉的萌发起抑制作用。
答案：(1)①硼酸 等量蒸馏水
②用显微镜观察比较花粉的萌发情况
(2)①无影响
②有促进作用
③有抑制作用
(3)② 硼是微量元素，是生命活动必需的矿质元素(共41张PPT)
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本部分内容讲解结束
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SH--N
CH--CH--COC
CH--COO
D.H,N—
CH--CooH
H
H
N-C--COOH
R
R
HN--CH--COOH
0N,,将它彻底水解后只能得到下列四种氨基酸:
CH—C00
甘氨酸(C,HNO,)
内氨酸(CHNO2)
COO
谷氨酸(
基丙氨酸(
NO
-C-COOH
B.
C
-COo
C.
HSCH--C-COOH
D
NH-C
-Coo
H
c-cO
Oo(共43张PPT)
本部分内容讲解结束
按ESC键退出全屏播放第2节 组成细胞的无机物
1.说出水在细胞中的存在形式和作用。(重点) 2.区分水的两种形式，并能够列举实例。(难点) 3．说出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用。(难点)
一、水是生物体的主要成分水的含量
(1)不同种类生物含水量不同。
(2)不同组织、器官中，含水量不同。
(3)水在细胞的各种化学成分中含量最多。
水的存在形式
水在细胞内以两种形式存在：自由水和结合水。结合水大约占细胞内全部水分的4.5%，是细胞结构的重要组成成分，自由水是生物体细胞的主要成分。
水的生理作用
(1)水分子是极性分子，是非常理想的溶剂，是生命活动中各种化学反应的理想介质；水能溶解许多化学物质，有利于物质运输。
(2)水分子的极性使它与多种极性分子结合，对生物体正常代谢活动有重要的意义。
(3)水能对温度变化起较好的缓冲作用。细胞内外都是水溶液的环境，可保持细胞温度的相对稳定。
(4)生物体内的很多化学反应以水作为反应原料。
二、无机盐对生命活动的重要性
存在形式：细胞中的大多数无机盐以离子状态存在。
2．含量：在生物体内的含量较少，占细胞鲜重的1%～1.5%。
3．功能
(1)维持机体正常的渗透压，使细胞保持一定的形态。
(2)某些无机盐可使机体的pH保持稳定，维持细胞正常的生理活动。
(3)一些无机盐是细胞内某些复杂化合物的重要组成成分。
(4)有些无机盐离子对酶有活化作用或调节作用，参与生物体的代谢活动。
判一判
(1)细胞失去自由水就会死亡(×)
(2)没有极性的分子不溶于水(√)
(3)水在生物体内只能作为反应的溶剂(×)
想一想
为什么观察动物和人的细胞时，要将其放入相应浓度的盐水中？
[提示] 无机盐对维持细胞的正常形态有重要作用。
自由水与结合水
相互转化
(1)转化条件：一般与温度有关系，如自由水结合水。
(2)转化实例
①烘干种子时，部分结合水转化为自由水散失掉。
②水果放入冰箱冷藏时，部分自由水转化为结合水。
细胞中水的含量与细胞代谢的关系
(1)关系：自由水的含量越多，细胞代谢越旺盛，而细胞的抗逆性却随自由水含量的增多而逐渐减弱。
(2)图示
突破1 水的类型及功能
1．水是生命的源泉，人体中水的含量约占65%。下列有关水的叙述，错误的是( )
A．参与运输营养物质和代谢废物的水为自由水
B．结合水是构成细胞结构的组成成分之一
C．心肌中含水量约为79%，具有很强的韧性；而血液中含水量约为82%，却是流动状态，原因是前者只含结合水，后者只含自由水
D．自由水与结合水的比例影响新陈代谢的强弱
解析：选C。细胞内的水分为自由水和结合水两种形式。
自由水能够自由流动，是良好的溶剂，可以运输营养物质和代谢废物。结合水是细胞结构的重要组成成分。细胞内自由水与结合水的相对含量既能影响到细胞的形态，又能影响到新陈代谢的强弱。心肌和血液中既有自由水又有结合水，前者结合水比例高，后者自由水比例高。
(1)结合选项C中关于心肌细胞中含水情况的叙述，你认为与水结合的物质主要是什么？
(2)结合选项D，简述种子晒干后利于贮藏的原因。
提示：(1)蛋白质、糖类。
(2)种子晒干后，自由水含量减少，降低了种子细胞呼吸的强度，从而减少了有机物的消耗。同时，降低了种子表面微生物的新陈代谢，避免了种子的霉烂。
根据自由水与结合水的含量对代谢的影响，在生产中有如下应用：
(1)种子贮存前，晒干是为了减少自由水含量，降低代谢速率，以延长寿命。
(2)越冬作物减少灌溉，可提高作物对低温的抗性。
突破2 对生物体内水含量的变化分析
2．生物体内的含水量可以变化，自由水和结合水可以相互转化，下图所示曲线不正确的是( )
解析：选D。生物体内的含水量是可以变化的。生物体不同生长发育阶段水的含量不同，动物的年龄增大时，农作物接近成熟时，植物处于寒冷季节时，生物体内的自由水都会减少。
(1)自由水和结合水在细胞中的存在形式不是固定不变的。一般来说，代谢旺盛的细胞中，自由水含量相对较高；处于休眠期的细胞，其自由水的含量相对较低，结合水的含量相对较高。
(2)结合水的含量高低与植物的抗逆性呈正相关。在干种子、越冬的植物、干旱地区植物的细胞中，结合水含量高，从而使植物的抗旱性、抗寒性增强，以适应不良的环境条件。
对无机盐功能的理解
某些重要化合物的组成成分
(1)Mg2＋是叶绿素分子必需的成分。
(2)Fe2＋是血红蛋白的主要成分。
(3)碳酸钙是动物和人体的骨骼、牙齿中的重要成分。
(4)PO是DNA、RNA和生物膜中磷脂的组成成分。
维持正常的生命活动
(1)维持细胞的正常功能：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。
(2)维持细胞的形态和功能：如红细胞在质量分数为9%的NaCl溶液中失水皱缩，失去输送氧的功能。
维持生物体内的平衡
(1)渗透压的平衡：Na＋、Cl－对细胞外液渗透压起重要作用，K＋则对细胞内液渗透压起决定作用。
(2)酸碱平衡(即pH平衡)：HCO、HPO等离子调节生物体的酸碱平衡。
3．下列关于无机盐的叙述中，错误的是( )
A．缺铁性贫血是由于体内缺乏铁，不能合成血红蛋白引起的
B．Mg2＋是构成叶绿素的成分之一，缺Mg2＋会影响光合作用的进行
C．细胞中的无机盐大多数以化合物形式存在，如CaCO3是骨骼、牙齿的重要成分
D．碘是合成甲状腺激素的原料，所以常在食盐中加碘
解析：选C。铁是血红蛋白的组成成分，缺铁则不能合成血红蛋白；Mg2＋是叶绿素的组成成分，缺Mg2＋则植物不能合成叶绿素，进而影响光合作用；细胞中的无机盐大多数以离子形式存在；碘是合成甲状腺激素的原料，在食物中加碘是为了补充碘，预防因食物中缺碘而引起的地方性甲状腺肿。
(1)无机盐参与构成生物体内重要化合物时以化合态形式存在，而不是以离子态形式存在。
(2)无机盐在细胞中的含量虽然很低，但是其作用非常重要，过多或过少都会影响细胞或生物体正常的生命活动，从而使生物体表现出特定的症状。
4．第31届夏季奥林匹克运动会在巴西里约热内卢举行，一名马拉松比赛参赛者在跑完全程后，下肢肌肉突然发生抽搐，这是因为大量排汗而向外排出了过量的( )
A．水
B．钙盐
C．钠盐
D．尿素
答案：B
核心知识小结
[网络构建]
[规范答题]1.水是细胞内含量最多的物质，以自由水和结合水两种形式存在。水不仅是细胞结构的重要组成成分，而且是细胞内良好的溶剂和化学反应介质，并具有运输、调节温度等多种功能。因此，水被称为生命之源。2．大多数无机盐以离子状态存在于细胞中，是细胞内某些复杂化合物的重要组成成分，而且对维持或调节生物体的生命活动有重要作用。
[随堂检测]
云南连续干旱，许多水生昆虫枯死在水库坝底。下列关于水的说法，不正确的是( )
A．水生生物和陆生生物活细胞中含量最高的化合物都是水
B．水是生命之源，一切生命活动都离不开水
C．细胞衰老时，自由水与结合水的比值会降低
D．一般而言，抗干旱的植物，体内自由水与结合水的比值与一般植物相比要高
解析：选D。水是活细胞内含量最高的化合物，A项正确；生物体内的各种生化反应都必须在以水为基础的环境中进行，一切生命活动离开水都将不能进行，B项正确；与幼嫩细胞相比，衰老细胞内自由水的含量下降，则自由水与结合水的比值会降低，C项正确；细胞内结合水含量上升时，会增强其抗旱、抗寒等抗性，因而抗干旱植物体内自由水与结合水的比值与一般植物相比要低，D项错误。
2．“绵绵的春雨润醒了小草，润绿了杨树，润开了报春花。”下列各图为植物在复苏过程中细胞中自由水与结合水相对含量变化的曲线图，其中表示正确的是
( )
解析：选B。植物在复苏过程中新陈代谢增强，自由水相对含量上升，结合水相对含量下降。
3．养花的人有时会把树枝燃烧后剩下的草木灰倒在花盆中。这实际上是给植物施加了( )
A．蛋白质
B．核酸
C．无机盐
D．植物所需全部元素
解析：选C。由于蛋白质、核酸等有机物容易燃烧。树枝燃烧后剩下的草木灰主要含有无机盐，可以为植物生长提供无机盐，C、H、O不是无机盐，是生物体的必需元素。
4．篮球运动员姚明的“佳得乐”运动饮料广告词：“解口渴，更解体渴”。其中的“解体渴”主要是指( )
A．该饮料中含有大量水，补充剧烈运动散失的水分
B．该饮料中含有葡萄糖，补充剧烈运动散失的能量
C．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
D．该饮料中添加的无机盐，能补充剧烈运动散失的能量
解析：选C。“解口渴”主要是补充机体内的水分，“解体渴”除补充水分外，还补充机体损失的无机盐。无机盐不能提供能量。
生长在含盐量高、干旱土壤中的盐生植物，通过在液泡中贮存大量的Na＋而促进细胞吸收水分，该现象说明液泡内Na＋参与( )
A．调节渗透压
B．组成体内化合物
C．维持正常pH
D．提供能量
解析：选A。在液泡中贮存大量的Na＋，细胞液渗透压升高，促进盐生植物对水分的吸收，保证盐生植物对水的需求。
植物的种子都有一定的寿命，种子要安全储存，首先要晒干，在低温、低湿、低氧的环境下可适当延长种子的贮藏时间。植物种子需要浸润在水中或者潮湿的土壤中，以及提供一定浓度的氧气才能够萌发。研究发现在种子萌发过程中种子内贮存的淀粉开始大量消耗，提供能量促使种子萌发；若土壤中镁的含量低，萌发的幼苗叶片变黄，当严重缺镁时幼苗坏死。请回答下列问题：
(1)种子细胞中水的存在形式是__________________，萌发过程中种子吸水主要是增加__________的含量。
(2)淀粉消耗过程需要水的参与，说明水的生理作用是________________________________；镁在幼苗发育过程中的生理作用是____________________________。
(3)探究细胞含水量分别为1%、5%、9%、13%、19%的种子储存一年后的发芽率，实验结果如表所示：
含水量
1%
5%
9%
13%
19%
发芽率
0
30%
95%
88%
0
①在适宜的温度条件下测定五组实验种子的发芽率，还应提供的条件是____________。
②含水量为1%的水稻种子发芽率为零，可能的原因是______________________________。
解析：(1)种子细胞中水的存在形式是自由水和结合水两种形式，萌发过程中种子吸水主要是增加自由水的含量。(2)淀粉消耗过程需要水的参与，说明水的生理作用是作为细胞代谢过程的反应物或生成物；镁元素可以合成叶绿素，促进幼苗进行光合作用，即镁元素是某些复杂化合物(如叶绿素)的重要组成物质。(3)①种子要进行有氧呼吸，要适宜通风。②含水量为1%的水稻种子发芽率为零，原因是含水量过低，胚细胞缺水死亡，种子失去生活力。
答案：(1)自由水和结合水 自由水
(2)作为细胞代谢过程的反应物或生成物 镁元素是某些复杂化合物(如叶绿素)的重要组成物质
(3)适宜通风 含水量过低，胚细胞缺水死亡，种子失去生活力
[课时作业]
一、选择题
某种作物的种子充分晒干后仍含有12%的水，这些水主要是( )
A．自由水
B．结合水
C．自由水和结合水
D．代谢水
解析：选B。作物种子在晒干过程中散失的是自由水，因为这些水在细胞中以游离的形式存在，可以自由流动。干种子中存在的水主要是结合水，因为这些水分子与其他物质结合，不能自由流动，所以在种子干燥过程中不会散失掉。
下图甲表示几种生物体内的含水量，图乙表示人体内有关组织或器官的含水量，下列有关叙述中错误的是( )
A．水生生物的含水量一般比陆生生物高
B．代谢旺盛的组织或器官结合水一般较多
C．生物体内含量最多的化合物是水
D．血液中自由水与结合水之比大于1，而心脏中则相反
解析：选B。代谢旺盛的组织或器官结合水相对含量较少，自由水相对含量较多。
3．某人近来脸色苍白、四肢无力，总是感到头昏眼花，到医院里进行血常规化验，医生发现其血红蛋白含量减少。如果你是医生，除了对他进行药物治疗外，还应建议他在饮食上补充下列哪种食品( )
A．含糖较多的食品
B．含铁丰富的食品
C．含钙丰富的食品
D．含锌丰富的食品
解析：选B。血红蛋白的合成需要铁离子的参与，血红蛋白减少很可能是缺少铁，所以应多补充含铁丰富的食品，故B正确。糖类是能源物质，不会影响血红蛋白的含量，故A错误。含钙少会引起抽搐，故C错误。锌参与代谢，但不影响血红蛋白的形成，故D错误。
下列能说明无机盐离子在生物体中的重要作用的是( )
A．当植物缺少B时，花药和花丝萎缩，花粉发育不良
B．钠盐是以Na＋的状态存在于细胞中的
C．农业生产中要给农作物施氮肥
D．山羊的血液中如果Ca2＋的含量过低，就会出现抽搐
解析：选D。当植物缺少B时，花药和花丝萎缩，花粉发育不良，说明组成细胞的化学元素在生物体中起重要作用，A项错误；B项和C项没有体现相应离子在生物体中的作用，B、C项错误；血液中Ca2＋含量过低出现抽搐，说明无机盐离子在生物体中具有重要作用，D项正确。
与完全营养液培养的植物相比，缺Fe元素的营养液培养的植物显出缺绿症状，当补充铁盐时，上述症状得以缓解，这说明( )
A．铁是叶绿素合成代谢的必需元素
B．缺绿病症是细胞缺少运输Fe离子的载体
C．铁是构成叶绿素分子的必需元素
D．细胞内供能不足会影响Fe离子的吸收
解析：选A。植物体的绿色是叶绿体中的叶绿素所表现出的颜色，缺铁影响到叶绿素的含量，所以铁与叶绿素的合成有关。
6．结合下列曲线，下列有关无机物在生物体内含量的说法，错误的是( )
A．曲线①可表示人体内自由水与结合水的比值随年龄的变化
B．曲线②可以表示细胞呼吸速率随自由水与结合水比值的变化
C．曲线③可以表示一粒新鲜的玉米种子在烘箱中被烘干的过程中，种子内无机盐的相对含量变化
D．曲线①可以表示人从幼年到成年体内水含量的变化
解析：选C。一般来说，细胞内的结合水含量是相对稳定的，但自由水的含量变化较大；衰老细胞中自由水含量减少，故自由水与结合水的比值也将变小；细胞内许多化学反应都需要水的参与，所以细胞内自由水比值升高后，代谢增强，细胞呼吸速率应加强；玉米种子被烘干的过程中所含水分越来越少，其内的无机盐相对含量逐渐增加，最后达到一个恒定值；人体衰老的特征之一就是水的含量减少，幼儿体内水的含量远远高于成年人体内水的含量。
英国医生塞达尼·任格在对离体蛙心进行的实验中发现，用不含钙和钾的生理盐水灌注蛙心，其收缩不能维持；用含有少量钙和钾的生理盐水灌注时，蛙心可持续跳动数小时。实验说明钙盐和钾盐( )
A．对维持细胞的形态有着重要作用
B．是细胞中某些复杂化合物的重要组成部分
C．为蛙心的持续跳动提供能量
D．对维持生物体的生命活动有重要作用
解析：选D。无机盐的生理功能包括构成某些化合物的重要组成成分，维持酸碱平衡及生物体正常生命活动。从题干信息可看出，钙盐和钾盐对维持生物体的生命活动有重要作用。
碳酸酐酶含有一条卷曲的多肽链和一个锌离子。该酶能催化反应H2CO3→CO2＋H2O，可使人免于CO2中毒。以上现象不能说明锌离子参与( )
A．调节细胞外液渗透压
B．组成体内化合物
C．维持pH稳定
D．维持正常生命活动
解析：选A。碳酸酐酶中含有锌离子，说明锌离子能组成化合物；该酶催化的结果是导致H2CO3分解，使人免于CO2中毒，表明锌离子能维持pH稳定和维持正常生命活动。
下面是关于细胞中水的含量的叙述，其中不正确的是( )
A．水是人体细胞中含量最多的化合物
B．生命活动旺盛的植物细胞含水量较高
C．抗冻的植物细胞内自由水含量一般较高
D．婴儿细胞中含水量比成人要多
解析：选C。自由水与结合水的比值越高，新陈代谢越旺盛；反之，新陈代谢缓慢。抗冻的植物细胞内自由水含量一般较低。
10．在低温雨雪冰冻天气下，农作物细胞中自由水与结合水比值及农作物抗寒性都发生了相应变化，图中能正确描述这种变化的是( )
答案：D
下图是小麦种子的成熟过程中干物质和水分的变化，据图分析，下列叙述不正确的是( )
A．随着种子的成熟，种子的生命活动由代谢活跃状态转入休眠状态
B．种子的鲜重随着种子的成熟而逐渐减少
C．种子中水分减少的主要原因是植物吸收的水分减少
D．种子成熟期间的这两种物质的变化与种子萌发时相反
解析：选C。综合考查小麦种子成熟过程中含水量的变化以及含水量与代谢的关系。种子在成熟的过程中，代谢活动会由活跃状态变为休眠状态，随着种子的成熟，种子中的水分逐渐减少，但种子中水分减少的原因是有机物的增加与代谢活动的减弱。在种子萌发时，干物质逐渐减少而水分逐渐增加。
下图曲线能正确反映大豆种子萌发至幼苗过程中细胞中自由水/结合水的比值(纵坐标)数量变化的是( )
解析：选B。种子在萌发之前，处于休眠状态，代谢很弱，细胞中的水主要以结合水形式存在，自由水/结合水的比值较小；种子在萌发时，自由水逐渐增多，代谢旺盛，至发育成幼苗，自由水含量趋于稳定，所以种子萌发至幼苗过程中自由水/结合水的比值不断增大，最终达到稳定状态。
二、非选择题
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新陈代谢。试回答下列问题：
(1)下表是几种不同生物体中水的含量：
生物
水母
鱼类
蛙
哺乳动物
藻类
高等动物
水的含量(%)
97
80～85
78
65
90
60～80
由此表得到的结论是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)种子在入仓之前需晾晒，所去除的水分主要是细胞中的________水。
(3)将干种子用水浸泡后种子能萌发，但干种子不经水浸泡不能萌发，这说明________________________________________________________________________。
(4)新鲜的鸡蛋清呈液态胶状，而臭鸡蛋清则是相对更“稀”的液体，呈水状，这是因为在新鲜的鸡蛋清中的水与蛋白质结合在一起，形成液态胶体，这时的水为________，是细胞和生物体的____________；而臭鸡蛋中的蛋白质被微生物分解成小分子物质，使这部分水释放出来，转变为________。
答案：(1)不同生物体内含水量不同，生物体的含水量与生物体的生活环境密切相关 (2)自由 (3)自由水与细胞代谢强度有关，自由水多，代谢旺盛 (4)结合水 组成成分 自由水
科学实验表明：生命活动旺盛的细胞自由水与结合水的比值较大，而处于休眠状态的细胞自由水与结合水的比值较小。请分析完成下列问题：
(1)自由水以________的形式存在于细胞内，随着发育期的不同和细胞种类的不同而有很大的差异。自由水占细胞鲜重的绝大部分，是细胞内的良好________，有利于物质的________，有利于________________的顺利进行，所以生命活动旺盛的细胞中自由水的含量________。
(2)干种子内所含的水主要是________，抗寒性强的植物体细胞内结合水的含量________，处于休眠状态的细胞内自由水的含量________。
(3)如果将晒过的种子再用火烘烤，失去的是______水。
(4)血液凝固时________水转变成________水。说明自由水和结合水可以相互________。
解析：一般自由水含量高，代谢旺盛，休眠状态自由水含量低。自由水易蒸发，结合水转化为自由水时，需要加热等条件。血液凝固时自由水转化为结合水，说明自由水和结合水之间可以相互转化。
答案：(1)游离 溶剂 运输 生物化学反应 高
(2)结合水 高 低 (3)结合 (4)自由 结合 转化
试设计一实验，探究血浆中无机盐含量对红细胞形态的影响。只有在与血浆渗透压相等的溶液中，红细胞的形态才不会发生变化，据此确定用于人体的生理盐水的浓度。
(1)材料用具：不同浓度的NaCl溶液、柠檬酸钠溶液(抗凝剂)、蒸馏水、酒精棉、采血针、试管架、试管(若干)、滴管(若干)、载玻片、盖玻片、显微镜等。
(2)方法步骤：
①取7支洁净试管，编号为1～7，分别加入2
mL浓度为0.5%、0.7%、0.9%、1.1%、1.3%、1.5%的NaCl溶液及蒸馏水，并各加入2滴柠檬酸钠溶液。
②将左手无名指消毒，用消毒的采血针刺破皮肤，用小滴管吸血。
③________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
④________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)最可能的实验结果：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)实验结论：________________________________________________________________________。
解析：柠檬酸钠能与血浆中的钙离子发生反应生成柠檬酸钙络合物，因而在血液中加入柠檬酸钠进行除钙处理，可防止血液凝固。6支试管中加入等量的不同浓度的NaCl溶液，起相互对照的作用，在另一支试管中加等量的蒸馏水作为空白对照。
答案：(2)③向1～7号试管中分别滴入1滴血，摇匀，放置5
min
④分别取7支试管中混合液各1滴，置于7张洁净的、已编号的载玻片上做成临时装片，在显微镜下镜检，观察红细胞形态有何变化
(3)在蒸馏水及浓度低于0.9%的NaCl溶液中的红细胞出现膨胀甚至破裂，而浓度高于0.9%的NaCl溶液中的红细胞则皱缩，只有浓度为0.9%的NaCl溶液中的红细胞仍呈正常两面凹的圆饼状
(4)用于人体的生理盐水的浓度为0.9%(共39张PPT)
第2章 细胞的化学组成
第3节 组成细胞的有机物
第1课时 生物大分子的碳链骨架、糖类
第2章 细胞的化学组成
链
环
长短
排列方式
基本性质
O、H、N、S和P
单体
多聚体
脱水缩合
水解
C、H、O
单糖
多糖
脱氧核糖
五
葡萄糖
6
六
葡萄糖
蔗糖
麦芽糖
乳糖
淀粉
糖原
淀粉
肝脏
肌肉
纤维素
糖蛋白
糖脂
斐林
砖红色
葡萄糖
清水
斐林
开水
有砖红色沉淀生成
不变色
√
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