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2019-2020年高考生物大一輪復(fù)習(xí) 第一單元 第2講 細胞中的元素和化合物 細胞中的無機物教案 [考綱要求]　1.水和無機鹽的作用(Ⅰ)。2.實驗：檢測生物組織中還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)。 一、組成細胞的元素和化合物 [判一判] 1．生物界和非生物界在元素組成的種類和含量上都相同 (　　) 2．Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等是組成細胞的微量元素 (　　) 3．微量元素因含量少，所以對生命活動影響不大 (　　) 4．組成人體細胞的主要元素是O、C、H、N、P、S (　√　) 5．組成細胞的元素以化合物的形式存在 (　　) 6．占細胞鮮重最多的化合物是水，占細胞干重最多的化合物是蛋白質(zhì) (　√　) [巧記]　(1)記憶微量元素可利用口訣：鐵 錳 碰 新 木 桶(Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu)。(諧音記憶法) (2)記憶大量元素：C、H、O三種以H2O、CO2化合物形式吸收；N、P、K三大肥料元素；Mg、Ca、S——美好的東西應(yīng)該留住。 [解惑]　碳是最基本元素不是因為干重含量最多，而是因為碳易構(gòu)成基本骨架，是大分子物質(zhì)形成的基礎(chǔ)。 二、生物組織中糖類、脂肪和蛋白質(zhì)檢測的原理 [連一連] [巧記]　蘇丹Ⅲ遇脂肪，顏色變化為橘黃；磚紅色沉淀何時顯？斐林試劑把糖驗；蛋白質(zhì)類雙縮脲，紫色絡(luò)合無處藏。 三、細胞中的無機物 1．細胞中水的存在形式及功能 (1)水在細胞中的存在形式有自由水和結(jié)合水兩種。 (2)細胞中水的功能 ①結(jié)合水是細胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分。 ②自由水是細胞內(nèi)的良好溶劑，參與許多生物化學(xué)反應(yīng)，為細胞生存提供液體環(huán)境，運送營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物等。 2．細胞中的無機鹽 (1)在細胞中的存在形式：主要是離子。 (2)生理作用 ①細胞的組成成分，如Mg2＋參與葉綠素合成；Fe2＋參與血紅蛋白合成。 ②維持生命活動。 [解惑]　種子曬干時減少的是自由水，細胞仍能保持活性；加熱或炒熟失去的主要是結(jié)合水，種子死亡不萌發(fā)。 考點一　分析組成細胞的化學(xué)元素 1．完善細胞中的元素分類 2．元素與化合物的含量排序 (1)在組成細胞的元素中，占鮮重百分比前四位的依次是O>C>H>N；占干重百分比 前四位的依次是C>O>N>H。 (2)在組成細胞的化合物中，占鮮重百分比前四位的依次是水>蛋白質(zhì)>脂質(zhì)>糖類。但在干重百分比中，蛋白質(zhì)最多。 3．生物界與非生物界的統(tǒng)一性和差異性分析 易錯警示　組成細胞化學(xué)元素的2個誤區(qū) (1)誤以為生物體內(nèi)大量元素重要，微量元素不重要 大量元素、微量元素是根據(jù)元素的含量劃分的。無論是大量元素還是微量元素，都是生物體必需的元素，對于維持生物體的生命活動都起著非常重要的作用。 (2)誤以為細胞內(nèi)含量最多的元素是C 細胞內(nèi)含量最多的元素是O而不是C，組成細胞干重最多的元素是C。 1．(xx江蘇卷，1)下列關(guān)于細胞中化學(xué)元素的敘述，正確的是 (　　) A．細胞中一種元素的作用能被其他元素替代 B．細胞中的脫氧核苷酸和脂肪酸都不含有氮元素 C．主動運輸機制有助于維持細胞內(nèi)元素組成的相對穩(wěn)定 D．細胞中的微量元素因含量極少而不如大量元素重要 答案　C 解析　細胞中不同元素的功能不盡相同，不能相互替代，如Mg參與葉綠素的構(gòu)成、I參與構(gòu)成甲狀腺激素、Fe參與構(gòu)成血紅蛋白等，A項錯誤；脫氧核苷酸的組成元素是C、H、O、N、P，脂肪酸的組成元素是C、H、O，故脫氧核苷酸中含有氮元素，B項錯誤；主動運輸能主動選擇吸收細胞需要的營養(yǎng)物質(zhì)，排出代謝廢物和對細胞有害的物質(zhì)，所以有助于維持細胞內(nèi)元素組成的相對穩(wěn)定，C項正確；微量元素含量雖少，但對于細胞的生命活動卻是必不可少的，D項錯誤。 2．以下是生物體內(nèi)四種有機物的組成與功能關(guān)系圖，有關(guān)敘述錯誤的是 (　　) A．小麥種子中，物質(zhì)A是葡萄糖，物質(zhì)E是淀粉 B．相同質(zhì)量的E和F徹底氧化分解，釋放能量較多的是F C．物質(zhì)C的種類約有20種，基本組成元素是C、H、O、N D．SARS病毒的物質(zhì)H徹底水解后，產(chǎn)物是CO2和H2O 答案　D 解析　糖類是主要的能源物質(zhì)，小麥種子中的主要糖類是淀粉，其基本單位是葡萄糖。生物體內(nèi)主要的儲能物質(zhì)是脂肪(F)，與糖類相比，相同質(zhì)量情況下，氧化分解后可釋放出更多的能量。G是蛋白質(zhì)，其基本單位是氨基酸，約有20種，基本組成元素是C、H、O、N。SARS病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，其徹底水解后的產(chǎn)物是核糖、堿基和磷酸。 1．元素的組成分析及應(yīng)用 (1)據(jù)特征元素推測化合物的種類： (2)利用同位素示蹤法通過標記特殊物質(zhì)中的標志性元素，研究該物質(zhì)在生物體內(nèi)的合成運輸?shù)壬碜饔谩? (3)從化合物的元素組成分析代謝產(chǎn)物：糖類、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)都含有C、H、O，故其代謝產(chǎn)物都有CO2和H2O；蛋白質(zhì)中還有N，其代謝產(chǎn)物中還含有尿素。 (4)從化合物的元素含量上分析氧化分解釋放能量的多少：脂肪的含氫量多于糖類，因此等質(zhì)量的脂肪徹底氧化分解時所消耗的O2比糖類多，釋放的能量也多于糖類。 2．生物界具有統(tǒng)一性的拓展理解 (1)從化學(xué)元素角度分析：組成生物體的化學(xué)元素種類大體相同。 (2)從分子水平角度分析：①所有生物DNA分子的空間結(jié)構(gòu)(規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu))和化學(xué)組成(四種脫氧核苷酸)相同；②所有生物共用一套遺傳密碼子；③蛋白質(zhì)的基本單位——氨基酸的種類基本相同。 (3)從結(jié)構(gòu)角度分析：除病毒外，生物體都是由細胞組成的。 (4)從能量角度分析：生物體都是以ATP作為能量“通貨”的。 考點二　聚焦生物體內(nèi)的水和無機鹽 1．完善生物體內(nèi)水的綜合關(guān)系圖 思考　上述關(guān)系圖中產(chǎn)生水的過程①②③⑤⑥發(fā)生的場所分別是葉綠體基質(zhì)、線粒體內(nèi)膜、細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體、核糖體、主要是細胞核；利用水的過程①②⑤發(fā)生場所分別是葉綠體基粒、線粒體基質(zhì)、消化道。 2．生物體內(nèi)無機鹽生理功能的實驗驗證 (1)對照組 植物＋完全培養(yǎng)液―→正常生長 易錯警示　與水的存在形式有關(guān)的3個易錯點 (1)細胞內(nèi)自由水/結(jié)合水比例升高，則代謝旺盛；反之代謝緩慢。 (2)秋冬季節(jié)，蒸騰作用弱，吸水減少，結(jié)合水含量相對升高，有利于植物抗寒性提高。 (3)升高或降低溫度時，結(jié)合水與自由水可以相互轉(zhuǎn)化，以增強細胞的抗逆性。升高溫度時，自由水增多；反之，結(jié)合水增多。 3．植物在冬季來臨過程中，隨著氣溫的逐漸降低，體內(nèi)發(fā)生了一系列適應(yīng)低溫的生理生化變化，抗寒能力逐漸增強。下圖為冬小麥在不同時期含水量和呼吸速率變化關(guān)系圖。請據(jù)圖判斷下列敘述不正確的是 (　　) A．氣溫下降導(dǎo)致蒸騰作用減弱是植物含水量變化的主要原因 B．植物抗寒性增強與結(jié)合水含量相對增多有關(guān) C．植物抗寒性的變化與細胞呼吸無關(guān) D．冬季植物對無機鹽的吸收也會明顯減少 答案　C 解析　溫度降低，植物的代謝速率隨之降低，產(chǎn)生的各種化合物減少，導(dǎo)致細胞液濃度降低而使細胞吸收的水分減少。結(jié)合水比值升高時，植物抗逆性增強。由圖中可看出，隨冬季來臨，植物體內(nèi)自由水含量下降，結(jié)合水含量上升。溫度降低，細胞呼吸減弱，消耗的有機物減少，可溶性糖含量相對增加，從而使細胞液濃度增大，不易結(jié)冰。植物對無機鹽的吸收是主動運輸，主動運輸需要消耗細胞呼吸產(chǎn)生的能量，由圖中曲線可知，冬季氣溫下降，細胞呼吸減弱，產(chǎn)生的ATP減少，影響植物對無機鹽的吸收。 4．關(guān)于水在人體內(nèi)的生理作用，下列敘述正確的是 (　　) A．膝跳反射的興奮傳導(dǎo)離不開水 B．基因表達中的翻譯過程沒有水生成 C．用于留種的曬干種子中不含自由水 D．結(jié)合水的比例越高，人體細胞的代謝活動越旺盛 答案　A 解析　任何生命活動都離不開水，膝跳反射是一種反射活動，這個過程離不開水的參與?；虮磉_中的翻譯過程也就是蛋白質(zhì)的合成過程，即脫水縮合過程，有水的生成。用于留種的曬干種子中雖然失去了大部分的自由水，但是仍然含有少量的自由水。自由水的比例越高，人體細胞的代謝活動越旺盛。 坐標曲線題解答案例分析 以上面第3題為例：(1)仔細讀題：識圖明確題干及圖中曲線所提供的信息。 (2)提取有效信息：冬季氣溫下降→植物含水量下降，自由水含量下降，結(jié)合水含量 上升→植物細胞呼吸速率下降。 (3)聯(lián)系所學(xué)水分相對含量與植物細胞代謝強度及抗逆性的關(guān)系分析每一小題涉及的問題，歸納作答。 實驗二　聚焦生物組織中特定有機物的檢測 1．完善實驗原理及步驟 2．斐林試劑和雙縮脲試劑的比較 比較項目 斐林試劑 雙縮脲試劑 不 同 點 使用方法 甲液和乙液混合均勻后即可使用，且現(xiàn)配現(xiàn)用 使用時先加A液再加B液 實質(zhì) 新配制的Cu(OH)2反應(yīng) 堿性條件下的Cu2＋ 呈色反應(yīng)條件 需水浴加熱 不需加熱即可反應(yīng) 反應(yīng) 原理 還原糖中的醛基被Cu(OH)2氧化，Cu(OH)2被還原為Cu2O 具有兩個以上肽鍵的化合物在堿性條件下與Cu2＋反應(yīng)生成絡(luò)合物 顏色 磚紅色 紫色 濃度 乙液CuSO4濃度為0.05_g/mL B液CuSO4濃度為0.01_g/mL 相同點 都含有NaOH、CuSO4兩種成分，且所用NaOH濃度都是0.1_g/mL 易錯警示　有關(guān)物質(zhì)鑒定實驗的3點提示 (1)在物質(zhì)鑒定實驗中應(yīng)注意選擇無色或顏色淺的材料，這樣可以避免材料本身的顏色掩蓋反應(yīng)結(jié)果，如鑒定還原糖一般不用有色的葉片，鑒定蛋白質(zhì)一般不用血紅蛋白等。 (2)物質(zhì)鑒定實驗一般不設(shè)立對照實驗，若需設(shè)立對照實驗，對照組應(yīng)加入成分已知的物質(zhì)，如驗證唾液淀粉酶是蛋白質(zhì)，對照組可加入稀釋的雞蛋清。 (3)易寫錯別字提示：“斐林試劑”中的“斐”不可錯寫成“非”；雙縮脲試劑中的“脲”不可錯寫成“尿”。 5．(xx廣東卷，3)分析下表，可推測 (　　) 溶液 雙縮脲試劑 碘液 斐林試劑 甲 ＋ － － 乙 － ＋＋ － 甲、乙混合 ＋ ＋ ＋ 注：“＋”顯色；“＋＋”顯色更深；“－”不顯色。 A．甲溶液含有淀粉 B．乙溶液含有還原糖 C．混合溶液不含淀粉 D．混合溶液含有淀粉酶 答案　D 解析　雙縮脲試劑、碘液、斐林試劑分別用于檢測蛋白質(zhì)、淀粉和還原糖。根據(jù)實驗結(jié)果可知：甲溶液中含有蛋白質(zhì)，不含淀粉，A項錯誤；乙溶液中含有淀粉，不含還原糖，B項錯誤；混合溶液遇碘呈藍色，說明混合溶液中含有淀粉，C項錯誤；甲、乙混合后淀粉含量減少并產(chǎn)生了還原糖，說明甲溶液中的淀粉酶將淀粉部分水解產(chǎn)生了還原糖，D項正確。 6．用碘液、蘇丹Ⅲ染液和雙縮脲試劑測得甲、乙、丙三種植物的干種子中三大類有機物的顏色反應(yīng)如下表，其中“＋”的數(shù)量代表顏色反應(yīng)深淺程度，下列有關(guān)說法不正確的是 (　　) 　 試劑 種類 碘液 蘇丹Ⅲ染液 雙縮脲試劑 甲 ＋＋＋＋ ＋＋ ＋ 乙 ＋＋ ＋＋＋＋ ＋＋ 丙 ＋ ＋＋ ＋＋＋＋ A.乙種子中主要含蛋白質(zhì) B．碘液、蘇丹Ⅲ染液和雙縮脲試劑與相應(yīng)的物質(zhì)發(fā)生的顏色反應(yīng)分別是藍色、橘黃色和紫色 C．在觀察顏色時有可能用到光學(xué)顯微鏡 D．這三種試劑的使用均不需要水浴加熱 答案　A 解析　碘液用于檢驗淀粉的存在，其顏色反應(yīng)為藍色；蘇丹Ⅲ染液用于檢驗脂肪的 存在，其顏色反應(yīng)為橘黃色；雙縮脲試劑用于檢驗蛋白質(zhì)的存在，其顏色反應(yīng)為紫 色。分析表格可知，甲種子中主要含淀粉，乙種子中主要含脂肪，丙種子中主要含 蛋白質(zhì)。在脂肪的切片法鑒定實驗中需要用光學(xué)顯微鏡進行觀察。 物質(zhì)鑒定實驗中重要操作歸納 1．加熱。只有鑒定還原糖時，需要在50～65 ℃溫水浴中加熱才能出現(xiàn)磚紅色沉淀，其余兩個實驗不需加熱。 2．用量。鑒定蛋白質(zhì)時，如待測組織樣液為2 mL，則A液為1 mL，B液為4滴。注意B液用量不能過量，否則會與A液產(chǎn)生藍色Cu(OH)2沉淀，干擾實驗的紫色現(xiàn)象。 3．顯微鏡。脂肪鑒定時可用顯微鏡，如要觀察橘黃色脂肪顆粒，則一定要在顯微鏡下 觀察。 序號 錯因分析 正確答案 序號 錯因分析 正確答案 ① 忽視等量性原則 2 mL蛋白質(zhì) ② 表述不完整 NaOH溶液 ③ 把探究實驗誤認為驗證實驗 若出現(xiàn)磚紅色沉淀，則證明牛奶中含有還原糖，否則無還原糖 ④ 把探究實驗誤認為驗證實驗 若出現(xiàn)紫色，則證明牛奶中含有蛋白質(zhì)，否則無蛋白質(zhì) ⑤ 對照組不完整 B、C ⑦ 對探究類實驗的目的不明確 通過對照探究牛奶中是否含有還原糖 ⑥ 對照組不完整 B、C 題組一　組成細胞的元素和無機物 1．(xx海南卷，7)關(guān)于植物細胞中元素的敘述，錯誤的是 (　　) A．番茄和水稻根系吸收Si元素的量相等 B．細胞中含量最多的四種元素是C、O、H和N C．植物根系通過主動運輸吸收無機離子需要ATP D．與豆科植物共生的根瘤菌可為豆科植物生長提供N元素 答案　A 解析　C、H、O、N四種元素是組成細胞的基本元素，含量最多。番茄和水稻根細胞運輸Si的載體數(shù)量不同，所以吸收Si元素的量也不相等。植物根吸收無機離子是主動運輸，需消耗ATP。與豆科植物共生的根瘤菌可固氮，可為自身和豆科植物提供N元素。 2．(xx上海卷，13)生長在含鹽量高、干旱土壤中的鹽生植物，通過在液泡中貯存大量的Na＋而促進細胞吸收水分，該現(xiàn)象說明液泡內(nèi)Na＋參與 (　　) A．調(diào)節(jié)滲透壓 B．組成體內(nèi)化合物 C．維持正常pH D．提供能量 答案　A 解析　液泡內(nèi)的各種礦質(zhì)離子等能夠參與調(diào)節(jié)細胞液的滲透壓，鹽生植物液泡中貯存大量的Na＋，增大了細胞液的滲透壓，使細胞吸水能力增強。 3．(xx上海卷，9)下列選項中，含有相同元素的一組化合物是 (　　) A．纖維素和尿素 B．脂肪酸和磷脂 C．腺苷三磷酸和核糖核酸 D．膽固醇和血紅蛋白 答案　C 解析　腺苷三磷酸和核糖核酸的組成元素均為C、H、O、N、P；纖維素含C、H、O，不含N；脂肪酸含C、H、O，不含P；血紅蛋白含F(xiàn)e2＋而膽固醇不含F(xiàn)e2＋。 題組二　生物組織中有機物的鑒定 4．(xx江蘇卷，19)下表中有關(guān)人體細胞化合物的各項內(nèi)容，正確的是 (　　) 編號 化合物 實驗檢測 組成單位 主要功能 檢測試劑 顏色反應(yīng) ① 脂肪 蘇丹Ⅲ 染液 橘黃色 脂肪酸 儲存能量 ② 糖原 斐林試劑 磚紅色 葡萄糖 提供能量 ③ 蛋白質(zhì) 雙縮脲 試劑 紫色 氨基酸 承擔(dān)生 命活動 ④ 核酸 甲基綠 染液 綠色 核苷酸 攜帶遺 傳信息 A.① B．② C．③ D．④ 答案　C 解析　列表中編號①所述內(nèi)容中脂肪的組成單位是甘油和脂肪酸，故A不正確；②所述內(nèi)容中糖原是非還原糖，不能用斐林試劑鑒定，故B不正確；③中各項內(nèi)容均正確；④所述內(nèi)容中核酸分為DNA和RNA，甲基綠染液只能用來鑒定DNA，故D不正確。 5．(經(jīng)典高考題)為進一步確定來源不同的A、B、C、D、E五種物質(zhì)(或結(jié)構(gòu))的具體類型，進行了下列實驗，實驗現(xiàn)象與結(jié)果如下表： ①各種物質(zhì)(或結(jié)構(gòu))的性質(zhì)、染色反應(yīng)的結(jié)果，見下表： A B C D E 來源 豬血 馬肝 蛙表皮 棉花 霉菌 水溶性 ＋ － ＋ － ＋ 灰分 ＋ － ＋ － － 染 色 反 應(yīng) 甲基綠溶液 － － ＋ － － 斐林試劑 － － － － － 蘇丹Ⅲ溶液 － ＋ － － － 雙縮脲試劑 ＋ － ＋ － ＋ 碘液 － － － － － 注：“＋”表示有(溶解)；“－”表示無(不溶解)；灰分指物質(zhì)充分燃燒后剩下的部分。 ②A為紅色，檢測A的灰分后發(fā)現(xiàn)其中含有Fe元素。 ③將適量的E溶液加入盛有D的試管中，混合一段時間后，混合液能與斐林試劑發(fā)生作用，生成磚紅色沉淀。 根據(jù)以上實驗現(xiàn)象和結(jié)果，推斷出： A．______________；B.______________；C.______________； D．________________；E.________________。 答案　血紅蛋白　脂肪　染色質(zhì)(體)　纖維素(半纖維素)　纖維素酶(半纖維素酶) 解析　A中物質(zhì)可與雙縮脲試劑反應(yīng)，呈紫色且含F(xiàn)e元素，可判斷出A為血紅蛋白。B中物質(zhì)遇蘇丹Ⅲ呈顏色反應(yīng)，可判斷出B為脂肪。C中物質(zhì)能分別與甲基綠、雙縮脲試劑發(fā)生顏色反應(yīng)，可判斷出C為染色質(zhì)(體)，同時含有DNA和蛋白質(zhì)。D中物質(zhì)來自棉花，分解產(chǎn)物為葡萄糖，不屬于淀粉，則D為纖維素(半纖維素)。E中含有將纖維素分解成葡萄糖的酶，推斷出霉菌可合成纖維素酶(半纖維素酶)。 【組題說明】 考　點 題　號 錯題統(tǒng)計 錯因分析 組成細胞的元 素及化合物 1、2、3、4 細胞中的無機物 5、6、7、8、13、14 生物組織中 有機物的鑒定 9、10、11、12、15 1.下列有關(guān)組成生物體的化學(xué)元素的說法，正確的是 (　　) A．相對于K＋來說，Na＋對于維持細胞內(nèi)液的滲透壓具有更重要的作用 B．血液中鈣離子含量太低，會出現(xiàn)抽搐現(xiàn)象 C．由Fe參與組成的血紅蛋白，是內(nèi)環(huán)境的成分之一 D．P是磷脂、ATP及核糖等多種化合物的組成元素 答案　B 解析　K＋對于維持細胞內(nèi)液的滲透壓具有重要的作用；由Fe參與組成的血紅蛋白，存在于紅細胞中，不是內(nèi)環(huán)境的成分；磷脂、ATP中含有P，核糖由C、H、O三種元素組成，不含P。 2．蘋果含有Zn，Zn是形成與記憶力息息相關(guān)的蛋白質(zhì)不可缺少的元素，兒童缺Zn就會導(dǎo)致大腦發(fā)育不完善。因此，蘋果又被稱為記憶之果，這說明無機鹽離子(　　) A．對于維持酸堿平衡有重要作用 B．對于維持細胞形態(tài)有重要作用 C．對于調(diào)節(jié)細胞滲透壓有重要作用 D．對于維持生物體的生命活動有重要作用 答案　D 解析　分析材料可知，兒童缺Zn就會導(dǎo)致大腦發(fā)育不完善，可以說明Zn對于維持生物體的生命活動有重要作用。 3．如下圖1為細胞中3種化合物含量的扇形圖，圖2為有活性的細胞中元素含量的柱形圖，下列說法不正確的是 (　　) A．若圖1表示正常細胞，則A、B化合物共有的元素中含量最多的是a B．若圖1表示細胞完全脫水后化合物含量的扇形圖，則A化合物中含量最多的元素為圖2中的b C．圖2中含量最多的元素是C，這與細胞中含量最多的化合物有關(guān) D．若圖1表示正常細胞，則B化合物具有多樣性，其必含的元素為C、H、O、N 答案　C 解析　由圖2表示有活性的細胞中元素含量的相對值分析，a代表O，b代表C。若圖1表示正常細胞，則A表示H2O，B表示蛋白質(zhì)，二者共有的元素在細胞中含量最多的是O，故A正確；若圖1表示完全脫水后的細胞，則A為蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)中含量最多的元素為C，故B正確；圖2中含量最多的元素a是O，故C錯誤；若圖1表示正常細胞，則B化合物表示蛋白質(zhì)，其具有多樣性，必含的元素為C、H、O、N，故D正確。 4．下列關(guān)于元素與化合物的敘述，正確的是 (　　) A．植物根尖從土壤溶液中吸收的N可以用于合成蛋白質(zhì)、脂肪和核酸 B．相同的元素在不同的生物體內(nèi)組成相同的化合物 C．不論鮮重還是干重，組成細胞的元素中C、H、O、N的含量最多 D．C是構(gòu)成細胞的基本元素，也是組成每種化合物的必需元素 答案　C 5．下列關(guān)于生物體內(nèi)水的敘述，不正確的是 (　　) A．結(jié)合水是細胞的重要組成成分 B．血細胞中的水大部分是自由水 C．細胞內(nèi)結(jié)合水與自由水的比值與新陳代謝強度無關(guān) D．自由水可參與細胞內(nèi)物質(zhì)的運輸與化學(xué)反應(yīng) 答案　C 解析　水在細胞中的存在形式有結(jié)合水和自由水，結(jié)合水是組成細胞結(jié)構(gòu)的重要成分，自由水是細胞內(nèi)的良好溶劑、細胞生活的液體環(huán)境和各種生物化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)，自由水與結(jié)合水的比例變化主要取決于新陳代謝強度。 6．下列關(guān)于水的敘述中，正確的是 (　　) A．若不同種生物細胞中的自由水和結(jié)合水的比值相同，則它們的代謝強度相同 B．在有氧呼吸過程中，線粒體既消耗水又產(chǎn)生水 C．酵母菌的有氧呼吸和無氧呼吸均不產(chǎn)生水 D．線粒體、核糖體、中心體在其生理活動中都可以產(chǎn)生水 答案　B 解析　細胞代謝的強度不僅與自由水和結(jié)合水的比值有關(guān)，還與溫度等因素有關(guān)，A錯誤；有氧呼吸第二階段丙酮酸在水的參與下徹底氧化分解，第三階段[H]與氧結(jié)合生成水，B正確；有氧呼吸過程有水產(chǎn)生，C錯誤；中心體的功能是形成紡錘體，無水產(chǎn)生，D錯誤。 7．下列有關(guān)無機鹽在生物體中功能的敘述，錯誤的是 (　　) A．鎂是葉綠體中參與光合作用的各種色素的組成元素 B．人體缺鐵會影響正常的有氧呼吸功能 C．人體血液中Ca2＋濃度太低，會出現(xiàn)抽搐癥狀 D．細胞中的某些無機鹽離子對維持細胞的酸堿平衡具有一定作用 答案　A 解析　鎂是構(gòu)成葉綠素的元素；人體缺鐵會影響血紅蛋白的合成，從而影響有氧呼吸；細胞中的某些無機鹽離子如HCO/CO對維持細胞的酸堿平衡具有一定作用。 8．下列有關(guān)無機鹽的敘述，正確的是 (　　) A．人體的血漿滲透壓由無機鹽維持 B．細胞中的無機鹽主要以化合物形式存在 C．細胞進行脂肪、DNA、RNA等物質(zhì)合成時都需要磷酸鹽 D．K是構(gòu)成細胞的大量元素，對維持細胞正常功能有重要作用 答案　D 解析　人體的血漿滲透壓大小主要與無機鹽和蛋白質(zhì)的含量有關(guān)；細胞中的無機鹽主要以離子形式存在；脂肪中只含有C、H、O三種元素，故脂肪合成時不需要磷酸鹽；K屬于構(gòu)成細胞的大量元素，在維持細胞內(nèi)液正常的滲透壓中起重要作用。 9．在可溶性還原糖、脂肪、蛋白質(zhì)的鑒定實驗中，對實驗材料的選擇錯誤的是(　　) A．馬鈴薯塊莖中含有較多的糖且近于白色，可用于進行可溶性還原糖的鑒定 B．花生種子富含脂肪且子葉肥厚，是用于脂肪鑒定的好材料 C．大豆種子蛋白質(zhì)含量高，是進行蛋白質(zhì)鑒定的理想植物組織材料 D．雞蛋清含蛋白質(zhì)多，是進行蛋白質(zhì)鑒定的實驗材料 答案　A 解析　用于可溶性還原糖鑒定的材料的要求是：①含糖量高，且必須是還原糖(如葡萄糖、麥芽糖、果糖)。②顏色較淺或近于白色，便于觀察。馬鈴薯塊莖中含有的糖大多是淀粉，還原糖含量極少。用于脂肪鑒定的材料是富含脂肪的種子，花生種子富含脂肪，是用于脂肪鑒定的理想材料。用于蛋白質(zhì)鑒定的材料是富含蛋白質(zhì)的生物組織，常用的是大豆和雞蛋清(蛋白)。 10．下列四項是對有關(guān)混合液在適宜條件下發(fā)生反應(yīng)后現(xiàn)象的描述，其中正確的是 (　　) 選項 有關(guān)物質(zhì) 所用試劑 顏色反應(yīng) A 淀粉與足量淀粉酶混合液 碘液 藍色 B 蛋白質(zhì)與足量蛋白酶混合液 雙縮脲試劑 紫色 C 蔗糖與足量淀粉酶混合液 斐林試劑 磚紅色 D 脂肪與足量脂肪酶混合液 蘇丹Ⅳ染液 橘黃色 答案　B 解析　淀粉酶將淀粉水解，因此混合液遇碘液后不變藍色，A錯誤；由于蛋白酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)，因此混合液可與雙縮脲試劑反應(yīng)呈現(xiàn)紫色，B正確；淀粉酶不能分解蔗糖，因此混合液遇斐林試劑后無顏色反應(yīng)，C錯誤；脂肪酶將脂肪分解，因此混合液遇蘇丹Ⅳ染液后無顏色反應(yīng)，D錯誤。 11．下列有關(guān)實驗操作步驟的敘述中，正確的是 (　　) A．用于鑒定還原糖的斐林試劑甲液和乙液，可直接用于蛋白質(zhì)的鑒定 B．脂肪的鑒定實驗中可能需要用顯微鏡才能看到被染成橘黃色的脂肪顆粒 C．鑒定還原糖時，要先加入斐林試劑甲液搖勻后再加入乙液 D．用于鑒定蛋白質(zhì)的雙縮脲試劑A液與B液要混合均勻后，再加入含樣品的試管中，且必須現(xiàn)用現(xiàn)配 答案　B 解析　斐林試劑與雙縮脲試劑所用物質(zhì)相同，且所用氫氧化鈉溶液的濃度相同，但二者所用的硫酸銅溶液的濃度不同。鑒定還原糖時，甲、乙兩液要現(xiàn)用現(xiàn)配，等量混合均勻后加入；而鑒定蛋白質(zhì)時要先加A液，再加B液。還原糖、蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)是試劑與其發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，是肉眼可見的；而脂肪的鑒定中，由于脂肪顆粒小且分散在細胞中，所以需要借助顯微鏡才能觀察到。 12．將小麥種子分別置于20 ℃和30 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)4天，依次取等量的萌發(fā)種子分別制成提取液Ⅰ和提取液Ⅱ。取3支試管甲、乙、丙，分別加入等量的淀粉液，然后按如圖加入等量的提取液和蒸餾水，45 ℃水浴保溫5分鐘，立即在3支試管中加入等量斐林試劑并用50～65 ℃的溫水浴加熱2分鐘，搖勻并觀察試管中的顏色。結(jié)果是 (　　) A．甲呈藍色，乙呈磚紅色，丙呈無色 B．甲呈無色，乙呈磚紅色，丙呈藍色 C．甲、乙皆呈藍色，丙呈磚紅色 D．甲呈淺磚紅色，乙呈磚紅色，丙呈藍色 答案　D 解析　萌發(fā)的小麥種子可產(chǎn)生淀粉酶，能將淀粉分解成可溶性還原糖，而在不同的溫度條件下，產(chǎn)生酶的量是不同的，30 ℃時酶產(chǎn)生量遠大于20 ℃時，因此在提取液Ⅱ中產(chǎn)生酶的量遠大于提取液Ⅰ，由此產(chǎn)生的還原糖的量：乙>甲>丙，因此用斐林試劑鑒定甲呈淺磚紅色，乙呈磚紅色，丙呈藍色(Cu(OH)2的顏色)。 13．由于無土栽培作物易于管理，優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，因此該項技術(shù)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，同時無土栽培也是確定一種元素是否是植物生活所必需的元素的最常用的方法。 (1)無土栽培所用營養(yǎng)液中的無機鹽在植物體內(nèi)的作用是________________和________________。植物因種類和生長發(fā)育階段不同對無機鹽的需求也不同，所以應(yīng)視具體情況調(diào)整____________________________，供作物____________________性吸收無機鹽離子。 (2)為了驗證鎳為植物生活所必需的元素，請完成下列問題。 ①材料用具：完全營養(yǎng)液甲、缺鎳的營養(yǎng)液乙(其他元素均具備)、適當?shù)娜萜骱凸潭ú牧?、長勢相似的玉米幼苗、含鎳的無機鹽等。 ②方法步驟(完善表格)： 項目 A組(20株長勢相 似的玉米幼苗) B組(a._______ ____________) 處理 放入缺鎳的營養(yǎng) 液乙中培養(yǎng) b.____________ ______________ 培養(yǎng) 相同且適宜的條件下培養(yǎng)數(shù)天 觀察 c.____________________________ 預(yù)期結(jié)果 d.________________ e.____________ ③從科學(xué)研究的嚴謹角度出發(fā)，為進一步證實A、B兩組玉米生長狀況的差異是由于鎳元素的供應(yīng)不同引起的，還應(yīng)增加的實驗步驟及結(jié)果是：____________________ _______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________。 答案　(1)細胞的組成成分　調(diào)節(jié)植物的生命活動　營養(yǎng)液中無機鹽的組成和比例(營養(yǎng)液的配方)　選擇 (2)②a.20株同A組長勢相似的玉米幼苗　b．放入等量的完全營養(yǎng)液甲中培養(yǎng)　c．玉米幼苗的生長狀況　d．玉米幼苗生長不正常　e．玉米幼苗生長正?！、墼谌辨嚨臓I養(yǎng)液乙中加入一定量的含鎳的無機鹽，一段時間后玉米幼苗恢復(fù)正常生長(或癥狀消失)，則鎳是必需元素 解析　(1)題中無土栽培所用營養(yǎng)液中無機鹽的作用是構(gòu)成細胞的組成成分和調(diào)節(jié)植物的生命活動。從題中給出的信息“植物因種類和生長發(fā)育階段不同對無機鹽的需求也不同”可以看出，植物對不同無機鹽的吸收根據(jù)需要具有選擇性，所以應(yīng)根據(jù)不同作物、不同生長發(fā)育時期對無機鹽離子不同需求的具體情況，在配制營養(yǎng)液時隨時調(diào)整無機鹽的組成和比例，以便供作物選擇性地吸收無機鹽離子。(2)實驗設(shè)計要遵循對照原則和單一變量原則。A組玉米幼苗放在缺鎳的營養(yǎng)液乙中培養(yǎng)，則B組幼苗應(yīng)放在等量的完全營養(yǎng)液甲中培養(yǎng)。本題要確定不能生長的一組確實是因缺鎳導(dǎo)致的，故要進行二次實驗，應(yīng)在缺鎳的營養(yǎng)液乙中加入一定量的含鎳的無機鹽，一段時間后看玉米幼苗能否恢復(fù)正常生長。 14．互花米草是一種灘涂草本鹽沼植物，對水淹的生態(tài)環(huán)境有很強的適應(yīng)能力，曾被稱為“保灘護堤、促淤造陸的最佳植物”。來自美國東海岸的互花米草在引入我國后，出現(xiàn)生長蔓延、破壞生態(tài)環(huán)境的嚴重問題。為了探究互花米草對水淹生態(tài)環(huán)境的適應(yīng)機制，為進一步調(diào)控措施的研究提供依據(jù)，某科研小組以“探究互花米草體內(nèi)自由水和結(jié)合水的比值與潮汐水淹時間的關(guān)系”為課題，設(shè)計了如下實驗： ①選取同一海灘的互花米草幼苗分別栽種于多個沙盆中。 ②將長勢相同生長良好的互花米草幼苗平均分成5組，分別在每天進行0 h、3 h、6 h、12 h和24 h的水淹處理。 ③在處理50 d后，采取整株植株并測定自由水與結(jié)合水含量，計算自由水與結(jié)合水的比值。實驗結(jié)果如下表所示： 水淹時間(h/d) 自由水與結(jié)合水的比值 0 1.5 3 0.75 6 1.25 12 1.1 24 1.0 分析實驗過程及實驗結(jié)果，回答以下問題： (1)在該實驗中，________________是自變量。請結(jié)合表格數(shù)據(jù)在圖中繪出折線圖。 (2)為了能最大程度地模擬互花米草水淹的生態(tài)環(huán)境，在進行水淹處理時，實驗用水應(yīng)為________________水，來源于______________________。 (3)自由水與結(jié)合水的比值和植物的代謝能力及抗逆性有著密切的關(guān)系。根據(jù)實驗結(jié)果可知，互花米草在水淹時間為________h/d的環(huán)境下，抗逆性最強。在進行水淹處理時間為________h/d的環(huán)境下，代謝活動最強。 (4)在實驗結(jié)束時，水淹時間為24 h/d的實驗組互花米草長勢最差，甚至死亡，導(dǎo)致該現(xiàn)象發(fā)生的主要原因是______________________________________________ _____________________________________________________________________。 答案　(1)水淹時間 如圖 (2)?！』セ撞莶蓸拥攸c　(3)3　0　(4)長期水淹導(dǎo)致互花米草進行無氧呼吸造成供能不足，酒精中毒 解析　(1)由實驗?zāi)康目纱_定該實驗的自變量是水淹時間，因變量是自由水與結(jié)合水的含量。繪曲線應(yīng)對照圖中數(shù)據(jù)先畫點，后連線。(2)為了確保實驗結(jié)果的可靠性，該實驗應(yīng)選取互花米草采樣點的海水。(3)結(jié)合(1)所畫的曲線分析，水淹3 h/d，自由水與結(jié)合水的比值最低，說明互花米草的抗逆性最強；而在沒有水淹時，自由水與結(jié)合水比值最高，代謝最旺盛。(4)在水淹時間為24 h/d的環(huán)境下，植物因缺氧而長時間進行無氧呼吸造成供能不足，酒精中毒。 15．xx年6月，國家食品藥品監(jiān)督管理局通告了“東方牌”系列奶粉為不合格產(chǎn)品，經(jīng)查，該系列奶粉是用80%的麥芽糊精和20%的奶粉簡單勾兌而成的。由于含有大量糖類物質(zhì)，而蛋白質(zhì)含量低，嬰兒喜歡吃卻得不到足夠的蛋白質(zhì)營養(yǎng)。請據(jù)以上資料，回答下列問題： (1)劣質(zhì)奶粉中含有大量還原糖，如果用斐林試劑鑒定，則該試劑與待測樣液在試管中混合均勻后，還必須經(jīng)過__________處理，預(yù)計試管中混合液的顏色變化是____________________________。 (2)如果要鑒定劣質(zhì)奶粉中是否含有蛋白質(zhì)，所用的試劑是 __________________________。 (3)評價奶粉營養(yǎng)價值高低的主要標準是看必需氨基酸的種類和含量。賴氨酸是人體必需氨基酸，缺乏則會影響體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成，出現(xiàn)營養(yǎng)不良。賴氨酸是否也是大鼠的必需氨基酸呢？某生物興趣小組利用下列材料和用具就此問題進行了探究，請補充并完善他們的實驗原理和實驗方案。 材料和用具：20只生長發(fā)育狀況相同的正常幼年大鼠、分裝在不同試劑瓶中的20種氨基酸、不含蛋白質(zhì)和氨基酸的食物、秤、天平等。 實驗原理：___________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________。 實驗方案： ①配食：___________________________________________________________ __________________，配制成食物A(對照組)；___________________________ ______________________________________________________________________ _____________________________________________________________________， 配制成食物B。 ②分組：將20只大鼠平均分成甲、乙兩組，分別稱量其體重。 ③飼喂：甲組每天飼喂適量的食物A，____________________________________ _____________________________________________________________________。 ④觀測：_____________________________________________________________。 實驗結(jié)果預(yù)測及結(jié)論： 實驗結(jié)果(營養(yǎng)狀況和體重) 實驗結(jié)論 答案　(1)水浴加熱　由藍色變成磚紅色　(2)雙縮脲試劑 (3)實驗原理：必需氨基酸在動物體中不能合成，只能從食物中獲得的氨基酸。當動物缺乏必需氨基酸時，就會影響體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成，出現(xiàn)營養(yǎng)不良，體重增加緩慢 實驗方案：①取一定量的不含蛋白質(zhì)和氨基酸的食物，加入含量和比例適宜的20種氨基酸　另取等量的不含蛋白質(zhì)和氨基酸的食物，加入除賴氨酸以外的19種氨基酸，其含量和比例與食物A中相同　③乙組每天飼喂與食物A等量的食物B，且兩組大鼠其他飼養(yǎng)條件相同?、芊謩e測量甲、乙兩組大鼠的體重，并計算體重增加量 實驗結(jié)果預(yù)測及結(jié)論見下表 實驗結(jié)果(營養(yǎng)狀況和體重) 實驗結(jié)論 兩組大鼠營養(yǎng)狀況和體重基本相同 賴氨酸不是大鼠的必需氨基酸 乙組大鼠出現(xiàn)營養(yǎng)不良、體重增加緩慢等癥狀，甲組大鼠正常 賴氨酸是大鼠的必需氨基酸 解析　(1)利用斐林試劑鑒定還原糖需要水浴加熱，其顏色變化表現(xiàn)為由藍色變成磚紅色。(2)鑒定蛋白質(zhì)的有無用雙縮脲試劑。(3)必需氨基酸是動物體內(nèi)不能合成，只能從食物中獲得的氨基酸。其動物缺乏必需氨基酸，將影響體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成，出現(xiàn)營養(yǎng)不良，體重增加緩慢。因此，要探究賴氨酸是否為必需氨基酸，應(yīng)取一定量的不含蛋白質(zhì)和氨基酸的食物，加入含量和比例適宜的20種氨基酸，配制成食物A；另取等量的不含蛋白質(zhì)和氨基酸的食物，加入除賴氨酸以外的19種氨基酸，其含量和比例與食物A中相同。對甲、乙兩組大鼠分別飼喂等量的食物A、食物B。一段時間后，分別測量兩組大鼠的體重，計算體重增加量。若兩組大鼠營養(yǎng)狀況和體重基本相同，則賴氨酸不是大鼠的必需氨基酸；若乙組大鼠營養(yǎng)不良、體重增加緩慢，甲組大鼠正常，則賴氨酸是大鼠的必需氨基酸。 教師備課資源(教師用書獨具) 1．有關(guān)元素的含量分析 項目 判斷依據(jù) 包含元素 大量元素 占生物體總重量萬分之一以上的元素 C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg 微量元素 生命活動必需，但需要量很少的元素 Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo 主要元素 共占細胞總量的97%以上 C、H、O、N、P、S 基本元素 無論干重還是鮮重，C、H、O、N都是含量最多的四種元素 C、H、O、N 最基本 元素 構(gòu)成有機物的基本骨架 C 圖解模型 特別提醒　無論是大量元素還是微量元素，都是生物體必需的元素，對于維持生物體的生命活動起著非常重要的作用。例如P是組成ATP、膜結(jié)構(gòu)的重要成分；Ca2＋是組成骨骼、牙齒的成分；Mg2＋是葉綠素的成分；Fe2＋是血紅蛋白的成分。 2．有關(guān)元素的作用分析  元素 生理作用 含量異常 N 蛋白質(zhì)、ATP、NADP＋、葉綠素、核苷酸等的組成元素之一 植物缺N時，植物矮小、葉片薄而黃 P ATP、NADP＋、核苷酸、磷脂的組成元素之一；動物牙齒、骨骼的組成成分 植物缺P時，開花遲而小、植株易倒伏 I 甲狀腺激素的組成成分 人體缺乏時患地方性甲狀腺腫或呆小癥 Fe 組成血紅蛋白的元素之一 人體缺乏時患缺鐵性貧血 Ca 降低神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性 動物血鈣過低時，會出現(xiàn)抽搐現(xiàn)象；血鈣過高時，會患肌無力 Mg 組成葉綠素的元素之一 缺乏時葉片變黃，影響光合作用 B 促進花粉的萌發(fā)和花粉管的伸長 油菜缺硼時，會出現(xiàn)“花而不實” K 促進植物體內(nèi)淀粉的運輸；維持動物細胞內(nèi)液滲透壓 植物缺乏時抗逆能力減弱，易受病蟲害侵襲 3.同位素示蹤法在高中生物中的應(yīng)用示例 同位素示蹤法是利用放射性元素作為示蹤劑，對研究對象進行同位素標記的微量分析方法。用于研究細胞或生物體內(nèi)元素或化合物的來源、組成、分布和去向等，進而了解化學(xué)物質(zhì)的變化、反應(yīng)機理或細胞的結(jié)構(gòu)和功能。用于示蹤的放射性同位素一般是細胞化合物的重要元素，如3H、14C、15N、18O、32P、35S等。 高中生物涉及的實例： (1)分別以HO和C18O2作為原料，探究光合作用釋放的氧氣全部來自于水。 (2)用14CO2追蹤光合作用的暗反應(yīng)過程，證明了在C3植物中碳的轉(zhuǎn)化過程為14CO2→14C3→(14CH2O)。 (3)標記植物吸收的某種礦質(zhì)元素(15N)，探究礦質(zhì)元素在植物體內(nèi)的運輸途徑。 (4)分別用32P和35S標記噬菌體的DNA、蛋白質(zhì)，用該噬菌體侵染未標記的大腸桿菌，探究噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA。 (5)用15N標記DNA分子中的堿基，探究DNA分子的半保留復(fù)制。 (6)人工合成帶有放射性同位素(32P)標記的單鏈DNA片段，制成DNA探針，用于基因診斷或檢測飲用水中的某種病菌。 (7)用3H標記氨基酸，探究分泌蛋白在細胞中的合成、運輸與分泌途徑。