【生物】2019届一轮复习人教版第2讲细胞中的元素和化合物考点 31页

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：检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质 板块一　知识·自主梳理 一、组成细胞的元素 ‎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。‎ ‎7．来源：生物体有选择地从自然界中获得。‎ ‎8．存在形式：大多以化合物的形式存在。‎ 二、细胞中化合物 三、细胞中水的存在形式和作用 ‎1．存在形式：结合水和自由水。‎ ‎3．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。‎ ‎4．自由水、结合水与细胞代谢及抗逆性的关系 四、无机盐 ‎1．在细胞中的存在形式：主要是离子。‎ ‎2．生理作用 ‎(1)是某些复杂化合物的组成成分，如Mg2＋参与叶绿素合成；Fe2＋参与血红蛋白合成；I－参与甲状腺激素合成。‎ ‎(2)维持细胞和生物体的正常生命活动。‎ ‎(3)维持生物体的渗透压和酸碱平衡。‎ 五、检测生物组织中的糖、脂肪和蛋白质 ‎1．检测原理(显色反应或染色)‎ ‎(1)糖类的检测 ‎2．材料的选择：要检测的物质含量高；白色或无色。‎ ‎3．实验步骤 ‎(1)还原糖的检测 生物组织样液―→斐林试剂(甲液和乙液混合均匀)―→水浴加热(50～65 ℃)―→砖红色沉淀 ‎(2)脂肪的检测 方法一：花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)染液→橘黄色(或红色)‎ 方法二：‎ ‎(3)蛋白质的检测 豆浆(或稀蛋清)―→双缩脲试剂A液―→摇匀―→双缩脲试剂B液―→摇匀―→溶液呈紫色 注：①用蛋清做材料时，要稀释10倍，防止反应后黏固在试管壁上难以洗刷。‎ ‎②双缩脲试剂与肽键作用呈紫色。‎ ‎③双缩脲试剂B液不能使用过量。‎ ‎◆　深入思考 ‎1．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。‎ ‎2．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。‎ ‎◆　自查诊断 ‎1．在人体活细胞中氢原子的数目最多。(　　)‎ 答案　√‎ ‎2．沙漠植物中含量最多的化合物是水。(　　)‎ 答案　√‎ ‎3．自由水可作为细胞内化学反应的反应物。(　　)‎ 答案　√‎ ‎4．因为C是细胞鲜重中最多的元素，所以其是最基本的元素。(　　)‎ 答案　×‎ ‎5．细胞中的无机盐大多数以化合物的形式存在，如CaCO3构成 骨骼、牙齿等。(　　)‎ 答案　×‎ 板块二　考点·题型突破 考点1‎ 细胞中的元素和化合物 ‎[2016·上海高考]诺贝尔奖得主屠呦呦在抗疟药物研发中，发现了一种药效高于青蒿素的衍生物蒿甲醚，结构如图。下列与蒿甲醚的元素组成完全相同的物质是(　　)‎ A．纤维素 B．胰岛素 C．叶绿素 D．甲状腺素 ‎[解析]　据图可知蒿甲醚的组成元素为C、H、O，纤维素为多糖，组成元素为C、H、O，A正确；胰岛素属于蛋白质，组成元素为C、H、O、N等，B错误；叶绿素含有镁元素，C错误；甲状腺激素含有碘元素，D错误。‎ ‎[答案]　A 题型一　元素的种类和功能 ‎1．一种植物和一种哺乳动物体内细胞的某些化学元素含量(占细胞干重的质量分数%)如下表所示，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．碳元素的含量说明有机物是干重的主要成分 B．这两种生物体内所含的化学元素的种类差异很大 C．N、S含量说明动物组织含蛋白质较多，若该动物血钙高则会发生肌肉抽搐 D．经测定该植物某有机物含C、H、O、N、S，此化合物可能是RNA 答案　A 解析　有机物以碳链为基本骨架，细胞干重含C多，表明有机物是干重的主要成分，A正确；两种生物体内所含的化学元素的种类基本相同，含量有差别，B错误；蛋白质基本元素组成为C、H、O、N，还含有S等，N、S含量说明动物组织含蛋白质较多，动物血钙低则会发生肌肉抽搐，C错误；RNA元素组成为C、H、O、N、P，D错误。‎ ‎2．下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元素比例最大 D．图中含有的元素在非生物界也可以找到 答案　B 解析　题图中O元素所占比例最大，所以表示细胞鲜重中元素所占的比例，A正确；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，B错误；细胞失去大部分水分后，C元素比重最大，C正确；图中含有的元素在非生物界也可以找到，这体现了生物界与非生物界的统一性，D正确。‎ 技法提升 ‎1.三种常考元素 ‎(1)最基本的元素(或核心元素)为“C”(干重最多)。‎ ‎(2)含量最多的元素为“O”(鲜重最多)。‎ ‎(3)数目最多的元素为“H”。‎ ‎2．生物界与非生物界间及各种生物彼此之间就化学元素“种类”来看具有统一性，就元素“含量”来看却具有差异性。‎ ‎3．判断元素与化合物的四个“明确”‎ 题型二　根据元素判断化合物 ‎3．[2017·邯郸模拟]如图为不同化学元素组成的化合物示意图，以下说法不正确的是(　　)‎ A．若①为某种具有催化作用的化合物，则①‎ 的初步水解产物为多肽，彻底水解产物为氨基酸 B．若②大量积累于人和动物皮下和内脏器官周围，则②为脂肪 C．若③为构成细胞膜基本骨架的分子，则③为磷脂 D．若④在低血糖时直接分解以补充血糖，则④可能是肌糖原和肝糖原 答案　D 解析　由示意图中的元素组成特点，可以判断①可能是蛋白质，②④可能是糖类或脂肪，③可能是核酸、磷脂等。根据A项中的“催化作用”可以确定①是蛋白质，氨基酸是构成蛋白质的基本单位，氨基酸通过脱水缩合形成多肽，多肽折叠后形成蛋白质，A正确；通过B项的叙述可以确定②是生物体内的储能物质——脂肪，B正确；磷脂是构成细胞膜基本骨架的分子，磷脂含有的化学元素有C、H、O、N、P等，C正确；在低血糖时，肝糖原可以分解，来补充血糖，但肌糖原不能直接分解以补充血糖，即④可能是肝糖原，但不会是肌糖原，D错误。‎ ‎4．[2017·郑州一中调研]下列化合物中，含化学元素种类最多的一组是(　　)‎ ‎①胰岛素　②乳糖　③核苷酸　④磷脂　⑤[H]　⑥脂肪　⑦RNA　⑧抗体　⑨纤维素　⑩ATP A．①②⑥⑦⑧ B．④⑤⑥⑧⑨ ‎ C．②⑤⑥⑦⑩ D．③④⑤⑦⑩‎ 答案　D 解析　①胰岛素是蛋白质，其组成元素有C、H、O、N、S；②乳糖属于糖类，其组成元素有C、H、O；③核苷酸是组 成核酸的基本组成单位，其组成元素有C、H、O、N、P；④磷脂属于脂质，其组成元素有C、H、O、N、P；⑤[H]组成元素有C、H、O、N、P；⑥脂肪属于脂质，其组成元素有C、H、O；⑦RNA属于核酸，其组成元素有C、H、O、N、P；⑧抗体是蛋白质，其组成元素有C、H、O、N、S；⑨纤维素属于糖类，其组成元素有C、‎ H、O；⑩ATP组成元素有C、H、O、N、P；所以，选项D中含化学元素种类最多，都有C、H、O、 N、P五种元素。‎ 技法提升 ‎1.据特征元素推测化合物的种类 ‎2．从化合物的元素组成分析代谢终产物：糖类、脂质和蛋白质都含有C、H、O，故其代谢终产物都有CO2和H2O；蛋白质中还有N，其代谢终产物中还含有尿素。‎ ‎3．从化合物的元素组成分析氧化分解释放能量的多少：脂肪的碳、氢比例高于糖类，因此等质量的脂肪氧化分解时消耗氧气和释放能量都多于糖类。‎ 考点2‎ 细胞中的水和无机盐 ‎[四川高考]生物体的生命活动离不开水。下列关于水的叙述，错误的是(　　)‎ A．在最基本的生命系统中，H2O有自由水和结合水两种存在形式 B．由氨基酸形成多肽链时，生成物H2O中的氢来自氨基和羧基 C．有氧呼吸时，生成物H2O中的氢来自线粒体中丙酮酸的分解 D．H2O在光下分解，产生的[H]将固定的CO2还原成(CH2O)‎ ‎[解析]　细胞是生物体最基本的生命系统，在细胞中，H2O有自由水和结合水两种存在形式，A正确；氨基酸脱水缩合产生的水中的氢来自氨基和羧基，B正确；有氧呼吸第三阶段[H]与O2反应产生H2O ‎，其中[H]来自有氧呼吸第一阶段葡萄糖的分解和第二阶段丙酮酸和水的分解，C错误；H2O光解产生的[H]用于还原暗反应固定的CO2，D正确。‎ ‎[答案]　C 技法提升 ‎　细胞中水的产生和利用 题型一　水和无机盐的存在形式与功能 ‎1．研究发现，冬小麦在秋冬受低温袭击时，呼吸速率先升高后降低；持续的冷害使根生长迟缓，吸收能力下降，但细胞内可溶性糖的含量有明显的提高。下列有关水对生命活动影响的叙述，合理的是(　　)‎ A．冷害初期呼吸作用增强，不利于抵御寒冷 B．持续低温使线粒体内氧化酶活性减弱，影响可溶性糖合成淀粉 C．低温使细胞内结合水含量降低，自由水含量增加，以适应低温环境 D．在休眠的植物体内自由水与结合水的比值降低，有利于降低植物的细胞代谢 答案　D 解析　冷害初期呼吸作用增强，产热增加，有利于抵御寒冷，A不合理；持续低温使线粒体内氧化酶活性减弱，导致葡萄糖(可溶性还原糖)氧化分解减少，细胞内可溶性还原糖含量增加，可溶性糖合成淀粉需要的是淀粉合成酶，而不是线粒体内的氧化酶，B不合理；低温使细胞内结合水含量上升，自由水含量减少，C不合理；休眠的植物体内自由水与结合水的比值降低，代谢减慢，D合理。‎ ‎2．下列关于无机盐在生物体内所起作用的叙述，错误的是 (　　)‎ A．合成DNA、RNA、脂肪等物质时，都需要磷酸盐作原料 B．根瘤菌的固氮酶中含有钼、铁，说明某些金属元素可以成为一些复杂化合物的构成元素 C．观察人的口腔上皮细胞时要用浓度为0.9%的生理盐水，这说明无机盐在维持细胞的形态和功能中有重要作用 D．人缺碘会患大脖子病，是因为碘是合成甲状腺激素的重要原料 答案　A 解析　脂肪的组成元素只有C、H、O，因此合成时不需要磷酸盐，A错误；固氮酶中含有钼、铁，说明某些无机盐离子参与构成细胞中一些复杂化合物，B正确；0.9%的生理盐水与细胞内液渗透压相同，细胞的形态没有变化，说明无机盐在维持细胞的形态和功能中有重要作用，C正确；碘是合成甲状腺激素的重要原料，D正确。‎ 技法提升 (1)细胞内自由水/结合水比例升高，则代谢旺盛；反之代谢缓慢，如衰老细胞与癌变细胞相比，前者该比例下降，后者该比例升高。‎ (2)秋冬季节，蒸腾作用弱，吸水减少，结合水含量相对升高有利于植物抗寒性提高。‎ (3)种子晾晒过程中，丧失的主要是自由水，此时细胞仍具活力，种子烘烤过程中可导致结合水丧失，此时种子丧失活性。‎ 题型二　无机盐的功能分析及实验验证 ‎3．某农场在田间试验时发现，小麦产量总是比邻近的地块低，技术员怀疑该农田可能缺乏某种元素。现将该农田分成面积相等的5块样地，分别编为1～5号进行试验。除施肥不同外，其他条件相同，结果如图所示。分析判断该农田最可能缺乏的元素是(　　)‎ A．K B．N C．P D．S 答案　A 解析　通过图中数据可知1号、3号、4号分别补充了氮元素、磷元素和氮元素、硫元素和氮元素，但作物产量与5号不施肥相差无几，说明田中不缺乏上述元素，而2号地中补充了磷元素和钾元素，产量明显提高，故钾元素应是该农田中缺乏的元素。‎ ‎4．无机盐能维持生物体正常的生命活动。下面列出了若干确定无机盐X是否是植物必需的实验方案，其中正确的设计是(　　)‎ ‎①以土壤为基质盆栽，浇缺少无机盐X的“完全培养液”‎ ‎②以沙土为基质盆栽，浇缺少无机盐X的“完全培养液”‎ ‎③只用缺少无机盐X的“完全培养液”，不用基质　④以土壤为基质盆栽，浇蒸馏水　⑤以沙土为基质盆栽，浇完全培养液　⑥不用基质，只用完全培养液　⑦不用基质，只用含无机盐X的培养液　⑧不用基质，只用蒸馏水 A．以③为实验组，⑥为对照组 B．以④为实验组，①为对照组 C．以②为实验组，⑤为对照组 D．以⑦为实验组，⑧为对照组 答案　A 解析　本实验的自变量是植物生活的环境是否含有该无机盐。植物正常生长需要多种无机盐，缺少无机盐或只用含无机盐X的培养液培养植物，植物均不能正常生长，不能作为对照组；土壤、沙土中都可能含有这种无机盐，也不能作为对照组。因此对照组应该用完全培养液，而实验组为缺少无机盐X的“完全培养液”，通过观察植物的生长状况来确定实验结论。‎ 技法提升 ‎　探究无机盐对植物生长的作用 ‎(1)无机盐吸收的主要方式：主动运输。‎ ‎(2)无机盐生理功能的验证 ‎①对照组 植物＋完全培养液→正常生长 ‎②实验组 实验二 检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质 ‎[2016·海南高考]下列实验中，加入试剂后不能产生特定颜色的是(　　)‎ A．取成熟香蕉匀浆，用斐林试剂检测还原糖 B．黑暗中生长24 h的天竺葵叶片，用碘液检测淀粉 C．玉米根尖经甲基绿染色后，在显微镜下观察细胞核 D．花生子叶经苏丹Ⅲ染色后，在显微镜下观察脂肪颗粒 ‎[解析]　成熟香蕉中含有较多葡萄糖，用斐林试剂检测会出现砖红色沉淀，A正确；黑暗中生长24 h的天竺葵叶片，淀粉被消耗，加入碘液不产生蓝色，B错误；玉米根尖经甲基绿染色后，在显微镜下观察细胞核呈绿色，C正确；花生子叶经苏丹Ⅲ染色后，在显微镜下观察脂肪颗粒呈橘黄色，D正确。‎ ‎[答案]　B ‎1．[2018·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，且近乎白色，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。所以最佳的一组实验材料是④③⑥。‎ ‎2．油菜种子成熟过程中部分有机物的变化如图所示，将不同成熟阶段的种子匀浆后检测，结果正确的是(　　)‎ 选项 取样时间 检测试剂 检测结果 A 第10天 斐林试剂 不显色 B 第20天 双缩脲试剂 不显色 C 第30天 苏丹Ⅲ试剂 橘黄色 D 第40天 碘液 蓝色 答案　C 解析　据图分析可知，第10天时有较多的可溶性糖，其中的还原糖与斐林试剂水浴加热后，会出现砖红色沉淀，A错误；蛋白质是生物体生命活动的体现者，在整个种子成熟过程中都能检测到蛋白质，用双缩脲试剂检测可显紫色，B错误；在第30天时，脂肪含量较高，加入苏丹Ⅲ试剂后，出现橘黄色，C正确；在第40天时，淀粉已经消耗为零，用碘液检测不会发生显色反应，D错误。‎ ‎3．[2017·襄阳质检]将小麦种子分别置于20 ℃和30 ℃培养箱中培养4天，依次取等量的萌发种子分别制成提取液Ⅰ和提取液Ⅱ。取3支试管甲、乙、丙，分别加入等量的淀粉液，然后按如图所示加入等量的提取液和蒸馏水，45 ℃(适宜温度)水浴保温5 min，立即在3支试管中加入等量斐林试剂并水浴加热2 min，摇匀观察试管中的颜色。结果是(　　)‎ A．甲呈蓝色，乙呈砖红色，丙呈无色 B．甲呈无色，乙呈砖红色，丙呈蓝色 C．甲、乙皆呈蓝色，丙呈砖红色 D．甲呈浅砖红色，乙呈砖红色，丙呈蓝色 答案　D 解析　小麦种子在30 ℃条件下比20 ℃条件下生命活动旺盛，淀粉酶的活性相对更高，淀粉酶催化淀粉水解成麦芽糖的速率更快，相同条件下产生的麦芽糖更多。麦芽糖属于还原糖，与斐林试剂反应生成砖红色沉淀，麦芽糖越多显色越明显，斐林试剂本身为蓝色，可得出甲试管呈浅砖红色，乙试管呈砖红色，丙试管呈蓝色。‎ ‎4．[2017·哈尔滨模拟]下列有关颜色反应实验的叙述，正确的是(　　)‎ A．成熟番茄和成熟西瓜均含有较多的果糖和蔗糖等还原糖，但不适合用于还原糖的检测实验 B．利用花生的组织样液或组织切片进行脂肪检测实验时，需用显微镜才能观察到相应的颜色 C．蛋白质与双缩脲试剂作用，颜色变化为浅蓝色→紫色，该过程不需要水浴加热处理 D．还原糖检测实验中，应向组织样液中先加入斐林试剂甲液，后加入乙液 答案　C 解析　蔗糖为非还原糖，A错误；采用组织样液进行脂肪检测实验时，不需要显微镜也能观察到相应的颜色，B错误；斐林试剂甲液和乙液应等量混合均匀后再注入待测样液中，D错误。‎ 技法提升 ‎1.利用“一同三不同”区分斐林试剂与双缩脲试剂 ‎“一同”是指都含有NaOH和CuSO4两种成分，且NaOH溶液的质量浓度都为0.1 g/mL。‎ ‎“三不同”分别指：(1)使用原理不同。斐林试剂的实质是新配制的Cu(OH)2溶液，双缩脲试剂的实质是碱性环境中的Cu2＋。‎ ‎(2)使用方法不同。鉴定还原糖时将甲、乙两液等量混匀后立即使用；鉴定蛋白质时先加A液1 mL摇匀，然后加B液4滴，振荡摇匀。‎ ‎(3)CuSO4溶液的浓度不同。斐林试剂中CuSO4溶液的质量浓度为0.05 g/mL，双缩脲试剂中CuSO4溶液的质量浓度为0.01 g/mL。‎ ‎2．三类有机物检测在操作步骤上的差异 ‎(1)唯一需要加热——还原糖检测，且必须水浴加热，不能用酒精灯直接加热。若不加热，则无砖红色沉淀出现。‎ ‎(2)唯一需要显微镜——脂肪检测(要观察被染色的脂肪颗粒，则使用显微镜；若要通过观察溶液颜色变化，则不必使用显微镜)。‎ ‎(3)混合后加入——斐林试剂；分别加入——双缩脲试剂(先加A液，后加B液，且B液不能过量)。‎ 板块三　方向·真题体验 ‎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．[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；无机盐的生理功能有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，但不能为机体提供能量，C错误；燃烧过程中有机物被分解，剩下来的是无机物，D正确。‎ ‎3．[2014·海南高考]下列关于植物体内水分的叙述，错误的是(　　)‎ A．植物体内的水分参与营养物质的运输 B．水是构成叶肉细胞的重要化合物之一 C．自由水可作为细胞内化学反应的反应物 D．同种植物萌发种子的含水量与休眠种子的相同 答案　D 解析　植物体内的水分参与营养物质的运输，A 正确；水是构成叶肉细胞的重要化合物之一，B正确；自由水可以作为细胞呼吸、光合作用等化学反应的反应物，C正确；萌发种子充分吸水，代谢旺盛，因此，同种植物萌发种子的含水量大于休眠种子，D错误。‎ ‎4．[2014·上海高考]下列物质中同时含有磷和氮元素的是(　　)‎ A．丙酮酸 B．核苷酸 C．氨基酸 D．脂肪酸 答案　B 解析　组成丙酮酸和脂肪酸的化学元素均为C、H、O；组成核苷酸的化学元素为C、H、O、N和P；组成氨基酸的基本元素为C、H、O、N，有的氨基酸还含有S等。故B项符合题意。‎ ‎5．[2016·海南高考]水在植物的生命活动中具有重要作用。风干种子只有吸收足够的水才能进行旺盛的代谢活动，使胚生长。小麦种子萌发过程中吸水量随时间变化的趋势如图所示。回答下列问题。‎ ‎(1)植物细胞中的水通常以结合水和自由水两种形式存在。风干种子细胞中的水主要是以________的形式存在。经阶段Ⅰ吸水后，种子中的水主要是以________的形式存在。‎ ‎(2)在阶段Ⅱ，种子吸水速率________(填“大于”“小于”或“等于”)阶段Ⅰ，呼吸速率________(填“大于”“小于”或“等于”)阶段Ⅰ。‎ ‎(3)从细胞组成和结构的角度来推测，水分可经过细胞膜中的________、________从细胞外进入细胞内。 ‎ 答案　(1)结合水　自由水 ‎(2)小于　大于 ‎(3)磷脂双分子层　水通道 解析　(1)风干种子失去了大部分自由水，细胞中的水主要以结合水的形式存在。经阶段Ⅰ吸水后，种子中的水主要是以自由水的形式存在。‎ ‎(2)在阶段Ⅱ，种子吸水量变化不大，吸水速率小于阶段Ⅰ，但自由水含量增加，代谢增强，呼吸速率大于阶段Ⅰ。‎ ‎(3)细胞膜由磷脂双分子层构成基本支架，水分子可以通过自由扩散经过磷脂双分子层从细胞外进入细胞内，也可以通过水通道蛋白进入细胞内。‎ 限时规范特训 一、选择题 ‎1．下列有关组成生物体的化学元素的说法，正确的是(　　)‎ A．相对于K＋来说，Na＋对于维持细胞内液的渗透压具有更重要的作用 B．血液中钙离子含量太低，会出现抽搐现象 C．由Fe参与组成的血红蛋白，是内环境的成分之一 D．P是磷脂、ATP及核糖等多种化合物的组成元素 答案　B 解析　K＋对于维持细胞内液的渗透压具有更重要的作用，A错误；由Fe参与组成的血红蛋白，存在于红细胞中，不是内环境的成分，C错误；磷脂、ATP中含有P，而核糖由C、H、O三种元素组成，不含P，D错误。‎ ‎2．[2017·江西吉安期中]下图表示不同化学元素所组成的化合物，以下说法错误的是(　　)‎ A．若①为某种大分子的组成单位，则①最可能是氨基酸 B．若②是细胞中重要的贮能物质，则②一定是脂肪 C．若③为原核细胞的遗传物质，则③一定是DNA D．若④是主要在动物肝脏和肌肉中合成的物质，则④是糖原 答案　B 解析　①的组成元素为C、H、O、N，可能是蛋白质，若①为某种大分子的组成单位，则①最可能是蛋白质的组成单位氨基酸，A正确；②的组成元素为C、H、O，可能是糖类或脂肪，B错误；③的组成元素为C、H、O、N、P，可能是核酸，原核细胞和真核细胞的遗传物质一定是DNA，C正确；④的组成元素为C、H、O，可能是糖类或脂肪，若④是主要在动物肝脏和肌肉中合成的贮能物质，则④是糖原，D正确。‎ ‎3．[2017·东北三省三校联考]有关生物体内水和无机盐的叙述，正确的是(　　)‎ A．镁是所有光合色素的组成成分 B．植物蒸腾作用失去的水是自由水 C．秋冬季节，植物体内结合水与自由水比例下降 D．骨骼和牙齿中的钙主要以离子形式存在 答案　B 解析　镁是所有叶绿素的组成成分，类胡萝卜素中不含镁，A错误；自由水能够自由流动，植物蒸腾作用失去的水是自由水，B正确；结合水与植物的抗逆性有关，自由水与结合水的比值越高，细胞代谢越旺盛，抗逆性越差，反之亦然，因此秋冬季节，植物体内结合水与自由水比例上升，C错误；骨骼和牙齿中的钙主要以化合物形式存在，D错误。‎ ‎4．某植物培养液中含有甲、乙、丙3种离子，它们对植物的生长都有影响。下表列出的5种培养液中，甲、乙、丙3种离子的浓度(单位：mmol/L)不同。为了研究丙离子的浓度大小对植物生长的影响，进行实验时可以选用的两种培养液是(　　)‎ 培养液编号 ‎①‎ ‎②‎ ‎③‎ ‎④‎ ‎⑤‎ 甲离子 ‎20‎ ‎30‎ ‎50‎ ‎40‎ ‎20‎ 乙离子 ‎55‎ ‎45‎ ‎60‎ ‎45‎ ‎55‎ 丙离子 ‎10‎ ‎15‎ ‎20‎ ‎25‎ ‎25‎ A．①⑤ B．②③ C．②④ D．③⑤‎ 答案　A 解析　分析表格中的信息可知，实验①和⑤的甲、乙离子的浓度相同，丙离子的浓度不同，因此研究丙离子的浓度大小对植物生长的影响，进行实验时可以选用①⑤两种培养液。‎ ‎5．元素和化合物是细胞的物质基础，下列叙述正确的是(　　)‎ A．蛋白质和DNA都具有多样性的共同原因是都具有不同的空间结构 B．细胞内的无机盐主要以离子形式存在，具有维持细胞酸碱平衡的功能 C．不同生物体细胞内含有的元素种类差异较大 D．因为C在细胞鲜重中占的比例最高，所以C是最基本元素 答案　B 解析　蛋白质多样性的原因是组成不同蛋白质的氨基酸的种类、数量、排列顺序以及蛋白质的空间结构不同，而DNA的多样性是由于碱基种类、数量和排列顺序不同，A错误；细胞内的无机盐主要以离子形式存在，具有维持细胞酸碱平衡的功能，B正确；不同生物体细胞内含有的化合物种类差别不大，含有的元素种类差异也不大，C错误；C在细胞干重中占的比例最高，并且C是构成生物大分子的基本骨架，所以C是最基本元素，D错误。‎ ‎6．下列有关水与生命活动的说法，不正确的是(　　)‎ A．细胞发生癌变，其结合水含量较正常细胞的高 B．正在休眠的种子中结合水与自由水的比值升高 C．DNA分解为脱氧核苷酸的过程需要消耗水 D．自由水和结合水在一定的条件下可以相互转化 答案　A 解析　癌细胞能够无限增殖，细胞代谢比正常细胞旺盛，因此自由水含量较正常细胞的高，A错误；正在休眠的种子，代谢较弱，自由水含量较低，结合水与自由水的比值升高，B正确；DNA分解为脱氧核苷酸是水解过程，需要消耗水，C正确；自由水和结合水在一定的条件下可以相互转化，D正确。‎ ‎7．下列关于生物体内水和无机盐的叙述，正确的是(　　)‎ A．在人体衰老、癌变细胞中水的含量会减少 B．人体血浆渗透压的维持主要依靠Na＋和K＋‎ C．种子晒干的过程中损失的主要是结合水 D．缺Mg2＋会影响叶肉细胞内水分解成O2和[H]‎ 答案　D 解析　在人体衰老细胞中水的含量会减少，而癌变细胞中自由水含量增加，代谢旺盛，A错误；人体血浆渗透压的大小主要与无机盐和蛋白质有关，其中起主要作用的无机盐离子为Na＋、Cl－，B错误；种子晒干的过程中损失的主要是自由水，C错误；镁离子是构成叶绿素的成分，叶绿素吸收光能，参与水的光解，所以缺Mg2＋会影响叶肉细胞内水分解成O2和[H]，D正确。‎ ‎8.植物组织培养的培养基中应含有植物生长所需的全部养分。右图所示的培养基中含有NH4NO3、KNO3、CaCl2·2H2O、MgSO4·7H2O、螯合铁溶液、微量元素溶液，但缺少一种必需元素，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 答案　C 解析　据题意，培养基中不缺乏微量元素，大量元素为C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg，故缺乏P元素，KH2PO4能提供P元素。‎ ‎9．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，而一般不选用苏丹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，检测葡萄糖用斐林试剂，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，不能用于还原糖的检测，D错误。‎ ‎10．下图是小麦种子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小 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和种子萌发时相反 答案　C 解析　从图中信息知，种子成熟后期，细胞内水分含量减少，呼吸速率也下降，细胞的代谢较慢；种子成熟过程中，干物质增加，水分减少，鲜重逐渐减小；种子中水分减少的主要原因是生物体的自身调节；种子成熟期间的这两种物质的变化和种子萌发时相反。‎ ‎11．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．④和⑤是同一种物质，但是在细胞中存在形式不同 B．①和②均能够萌发形成幼苗 C．③在生物体内主要以化合物形式存在 D．点燃后产生CO2中的C只来自于种子的糖类 答案　A 解析　晒干，蒸发的是自由水，而烘干时，失去的是结合水，A正确；失去自由水的种子仍保持其生理活性，用水浸泡后仍能萌发，‎ 失去结合水的细胞失去生理活性，浸泡后不能萌发，B错误；③为种子燃烧后剩余的灰分，主要含矿质元素，其在生物体内主要以离子的形式存在，C错误；点燃后产生CO2中的C来自于各种有机物，D错误。‎ ‎12．[2017·哈尔滨模拟]下表表示人体肌细胞受刺激后，细胞内钙含量和肌肉收缩力量随时间的变化关系：‎ 时间(ms)‎ ‎0‎ ‎30‎ ‎60‎ ‎90‎ ‎120‎ ‎150‎ ‎180‎ 钙含量(mmol/mL)‎ ‎0‎ ‎7.8‎ ‎2.2‎ ‎0.5‎ ‎0‎ ‎0‎ ‎0‎ 肌肉收缩力量(N)‎ ‎0‎ ‎2.0‎ ‎5‎ ‎3.5‎ ‎2.1‎ ‎0.5‎ ‎0‎ 表中数据可以说明(　　)‎ A．细胞内钙浓度越高肌肉收缩力量越大 B．肌肉收缩力量随时间不断增强 C．钙离子进入肌细胞的方式是主动运输 D．肌肉在达到最大收缩力前钙离子释放 答案　D 解析　由表格数据可看出：在肌肉收缩力量未达到最大时，钙含量已经达到最大，当肌肉收缩力量达到最大时，钙含量已经下降了，说明肌肉收缩力量达到最大前钙离子已经开始释放，D正确；所以并不是钙离子浓度越高肌肉收缩力量越大，肌肉的收缩力量与时间无关，表中的数据不足以说明钙离子进入细胞的方式，A、B、C错误。‎ 二、非选择题 ‎13．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。‎ ‎(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元素与环境中的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%，而在生物体中则占74%左右。这个事实说明：________________________________________________________________________。‎ ‎(3)从此表看，人体成分中没有铁的含量，是否人体内不含铁？________。为什么？__________________________________________ _________________________________________________________________________________________________。‎ ‎(4)人体内的镁可以从蔬菜中的什么器官获得？________。为什么？_______________________________________________________ ________________。‎ 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)不是　铁是构成血红蛋白的成分，表中没有是因为铁是微量元素，含量极少 ‎(4)叶　因为镁是合成叶绿素的元素，叶片中含镁丰富 解析　(1)依题意，组成人体的化学元素，没有一种是人体特有的，这个事实说明生物界与非生物界具有统一性。‎ ‎(2)生物从非生物环境中获得的元素与环境中的元素的比例相差甚远，这个事实说明生物界与非生物界存在着本质的区别，两者还具 有差异性。‎ ‎(3)铁是构成血红蛋白的成分，因此人体内含铁。表中没有铁，是因为铁是微量元素，含量极少。‎ ‎(4)镁是合成叶绿素的元素，叶绿素主要存在于叶肉细胞的叶绿体中，因此叶片中含镁丰富，人体内的镁可以从蔬菜叶中获得。‎ ‎14．[2017·桂林模拟]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。‎ ‎(3)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________。如果大豆细胞内的水分过多，会使细胞的________加强。‎ ‎②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________，其原因是黄豆_________________________________ _________________________________________________________。‎ 答案　(1)水　蛋白质　(2)糖类　C、H、O ‎(3)①自由水　细胞呼吸　②减少　增多　进行细胞呼吸，消耗有机物，产生许多代谢中间产物 解析　(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含量比干细胞中高。人体细胞干物质中含量最多的化合物是蛋白质。‎ ‎(2)玉米细胞含糖类较多，糖类由C、H、O组成。‎ ‎(3)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呼吸加强。②在黄豆芽生长的过程中，因为细胞呼吸消耗有机物，并产生了中间产物，使细胞内有机物的含量减少，种类增多。‎ ‎15．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)缺铁完全培养液　缺铁完全培养液　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管变绿，C管绿色。‎