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細(xì)胞中的元素和化合物 一、選擇題 1．榮獲2014年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)的三位科學(xué)家發(fā)現(xiàn)大腦里的神經(jīng)細(xì)胞——“位置細(xì)胞”和“網(wǎng)格細(xì)胞”對于“我們?nèi)绾握业交丶业穆?？”起到了重要作用。下列敘述正確的是(　　) A．“位置細(xì)胞”鮮重中質(zhì)量百分比最高的元素是C B．“網(wǎng)格細(xì)胞”干重中質(zhì)量百分比最高的元素是O C．上述兩種細(xì)胞鮮重中原子數(shù)量最多的元素均是H D．P和S分別是“位置細(xì)胞”中的大量元素和微量元素 解析：選C　“位置細(xì)胞”鮮重中質(zhì)量百分比最高的元素是O；“網(wǎng)格細(xì)胞”干重中質(zhì)量百分比最高的元素是C；上述兩種細(xì)胞鮮重中，原子數(shù)量最多的元素均是H；P和S均屬于大量元素。 2．(2019淮安學(xué)測模擬)蛋白質(zhì)和核酸共有的元素是(　　) A．C、H、O、N　　　　　　 B．C、H、O C．C、H、O、P D．C、O、H、N、P 解析：選A　蛋白質(zhì)含有C、H、O、N等元素，核酸含有C、H、O、N、P元素。 3．下列各組物質(zhì)中，元素種類相同的是(　　) A．葡萄糖、脂肪、ATP B．淀粉、脂肪、糖原 C．氨基酸、核苷酸、脂肪 D．纖維素、生長激素、胰島素 解析：選B　糖原、淀粉、纖維素、葡萄糖屬于糖類，組成元素為C、H、O，脂肪的組成元素為C、H、O；生長激素和胰島素為蛋白質(zhì)，組成元素含有C、H、O、N；核苷酸的組成元素為C、H、O、N、P。 4．2018年某地成功舉辦了全國馬拉松，比賽時(shí)某運(yùn)動(dòng)員長跑中突然發(fā)生抽搐退出比賽，醫(yī)生建議其注射一定量的(　　) A．生理鹽水 B．葡萄糖液 C．葡萄糖酸鈣 D．蛋白質(zhì)溶液 解析：選C　肌肉缺鈣會(huì)發(fā)生抽搐現(xiàn)象。 5．微量元素在生物體內(nèi)的含量雖然很少，但卻是維持正常生命活動(dòng)不可缺少的。這可通過下面的哪一實(shí)例得到證實(shí)(　　) A．植物缺鎂時(shí)葉片變黃 B．油菜缺硼時(shí)只開花不結(jié)果 C．動(dòng)物血液中鈣鹽的含量太低，容易發(fā)生抽搐 D．缺磷時(shí)會(huì)影響ATP的合成 解析：選B　鎂、鈣、磷都屬于大量元素；硼屬于微量元素，其能促進(jìn)花粉管萌發(fā)，油菜缺硼會(huì)導(dǎo)致“花而不實(shí)”。 6．(2019南京學(xué)測模擬)下列關(guān)于生物體內(nèi)水的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．結(jié)合水是細(xì)胞的重要組成成分 B．肝細(xì)胞中的水大部分是自由水 C．氨基酸脫水縮合產(chǎn)生的水中的氫只來自氨基 D．自由水可參與細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)及物質(zhì)的運(yùn)輸 解析：選C　氨基酸脫水縮合產(chǎn)生的水中的氫分別來自氨基和羧基。 7．(2019南京學(xué)測模擬)下列試劑與鑒定的物質(zhì)及顏色變化對應(yīng)錯(cuò)誤的是(　　) A．雙縮脲試劑—蛋白質(zhì)—紫色 B．蘇丹Ⅲ染液—脂肪—紅色 C．斐林試劑—還原糖—磚紅色 D．碘液—淀粉—藍(lán)色 解析：選B　脂肪被蘇丹Ⅲ染液染成橘黃色，被蘇丹Ⅳ染液染成紅色。 8．如圖為檢測蛋白質(zhì)的流程圖，其中甲、乙、丙、丁的含義分別是(　　) A．黃豆?jié){、雙縮脲、1 mL、4滴 B．花生種子研磨液、雙縮脲、4滴、1 mL C．黃豆?jié){、雙縮脲、4滴、1 mL D．花生種子研磨液、斐林試劑、1 mL、4滴 解析：選A　檢測蛋白質(zhì)既可以用蛋清稀釋液，也可以用黃豆?jié){濾液；檢測蛋白質(zhì)所用的試劑是雙縮脲試劑，先加A液1 mL，再加B液4滴。 9．(2019揚(yáng)州一模)下列有關(guān)細(xì)胞化學(xué)成分的敘述，正確的是(　　) A．質(zhì)粒和ATP的元素組成有差別 B．在人體活細(xì)胞中氧原子的數(shù)目最多 C．脂肪、膽固醇、維生素D都難溶于水 D．C、H、O、N是組成生物大分子的必需元素 解析：選C　質(zhì)粒的本質(zhì)是DNA，與ATP的組成元素都為C、H、O、N、P；在人體活細(xì)胞中氧元素的相對質(zhì)量最多，氫原子的數(shù)目最多；脂肪、膽固醇、維生素D都屬于脂質(zhì)，都難溶于水；生物大分子多糖的組成元素只有C、H、O。 10．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究X是否屬于植物生長所必需的無機(jī)鹽，某同學(xué)的構(gòu)思大致如下：本實(shí)驗(yàn)中采用甲組、乙組之間的空白對照，以及乙組中實(shí)驗(yàn)前(無X)與實(shí)驗(yàn)后(有X)之間的自身對照。兩次對照中屬于實(shí)驗(yàn)組的依次是(　　) A．甲組、乙組實(shí)驗(yàn)前 B．甲組、乙組實(shí)驗(yàn)后 C．乙組、乙組實(shí)驗(yàn)前 D．乙組、乙組實(shí)驗(yàn)后 解析：選D　在空白對照實(shí)驗(yàn)中，人為處理的為實(shí)驗(yàn)組；在自身對照中，實(shí)驗(yàn)后處理的為實(shí)驗(yàn)組。 11.植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基中應(yīng)含有植物生長所需的全部養(yǎng)分。右圖所示的培養(yǎng)基中含有NH4NO3、KNO3、CaCl22H2O、MgSO47H2O、螯合鐵溶液、微量元素溶液，但缺少一種必需元素，為補(bǔ)充這種元素，應(yīng)添加的化合物是(　　) A．Ca(NO3)2 B．KCl C．KH2PO4 D．K2SO4 解析：選C　據(jù)題意知，培養(yǎng)基中不缺乏微量元素，大量元素為C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg，故缺乏P元素，KH2PO4能提供P元素。 12．如果各細(xì)胞內(nèi)自由水與結(jié)合水的比值用a表示，則下表中正確的是(　　) 選項(xiàng) 不同生理狀態(tài)或部位的細(xì)胞 比較 A 根尖分生區(qū)細(xì)胞a1、根尖成熟區(qū)細(xì)胞a2 a1＝a2 B 衰老細(xì)胞a1、正常細(xì)胞a2 a1＞a2 C 正常洋蔥表皮細(xì)胞a1、質(zhì)壁分離洋蔥表皮細(xì)胞a2 a1＜a2 D 休眠種子a1、萌發(fā)種子a2 a1＜a2 解析：選D　代謝旺盛的細(xì)胞中，自由水與結(jié)合水的比值較高。根尖分生區(qū)細(xì)胞比根尖成熟區(qū)細(xì)胞代謝旺盛，a1＞a2；正常細(xì)胞比衰老細(xì)胞代謝旺盛，a1＜a2；正常洋蔥表皮細(xì)胞比質(zhì)壁分離洋蔥表皮細(xì)胞代謝旺盛，a1＞a2；萌發(fā)種子比休眠種子代謝旺盛，a1＜a2。 13．(多選)現(xiàn)提供可配制斐林試劑的溶液：甲液(0.1 g/mL的NaOH溶液)、乙液(0.05 g/mL的CuSO4溶液)以及蒸餾水，如果充分利用上述試劑及必需的實(shí)驗(yàn)用具，可檢測出下列哪些物質(zhì)(　　) A．葡萄糖 B．蔗糖 C．胃蛋白酶 D．RNA 解析：選AC　甲液和乙液可用來配制雙縮脲試劑和斐林試劑，這兩種試劑分別檢測蛋白質(zhì)和還原糖，胃蛋白酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，葡萄糖是還原糖，蔗糖為非還原糖。 14．(多選)下列關(guān)于水的敘述，正確的是(　　) A．若不同種生物細(xì)胞中的自由水與結(jié)合水的比值相同，則它們的代謝強(qiáng)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、核糖體在其生理活動(dòng)中都可以產(chǎn)生水 解析：選BD　細(xì)胞代謝的強(qiáng)度不僅與自由水與結(jié)合水的比值有關(guān)，還與溫度等因素有關(guān)；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O2結(jié)合生成水；線粒體中發(fā)生的有氧呼吸第三階段和核糖體上發(fā)生的氨基酸之間的脫水縮合均產(chǎn)生水。 15．(多選)下列有關(guān)無機(jī)鹽的敘述，正確的是(　　) A．人體的血漿滲透壓僅由無機(jī)鹽維持 B．細(xì)胞中的無機(jī)鹽主要以離子形式存在 C．磷酸鹽是合成脂肪、DNA、RNA等物質(zhì)的原料 D．K是構(gòu)成細(xì)胞的大量元素，對維持細(xì)胞正常功能有重要作用 解析：選BD　人體的血漿滲透壓大小主要與無機(jī)鹽和蛋白質(zhì)的含量有關(guān)；脂肪中只含有C、H、O三種元素，故脂肪合成時(shí)不需要磷酸鹽。 二、非選擇題 16．(2016海南高考)水在植物的生命活動(dòng)中具有重要作用。風(fēng)干種子只有吸收足夠的水才能進(jìn)行旺盛的代謝活動(dòng)，使胚生長。小麥種子萌發(fā)過程中吸水量隨時(shí)間變化的趨勢如圖所示。回答下列問題： (1)植物細(xì)胞中的水通常以結(jié)合水和自由水兩種形式存在，風(fēng)干種子細(xì)胞中的水主要以__________的形式存在。經(jīng)階段Ⅰ吸水后，種子中的水主要是以__________的形式存在。 (2)在階段Ⅱ，種子吸水速率________(填“大于”“小于”或“等于”)階段Ⅰ，呼吸速率______(填“大于”“小于”或“等于”)階段Ⅰ。 (3)從細(xì)胞膜組成和結(jié)構(gòu)的角度來推測，水分可經(jīng)過細(xì)胞膜中的________、__________從細(xì)胞外進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。 解析：(1)風(fēng)干種子失去了大部分自由水，細(xì)胞中的水主要以結(jié)合水的形式存在。經(jīng)階段Ⅰ吸水后，種子中的水主要以自由水的形式存在。(2)在階段Ⅱ，種子吸水量變化不大，吸水速率小于階段Ⅰ，但自由水含量增加，代謝增強(qiáng)，呼吸速率大于階段Ⅰ。(3)細(xì)胞膜由磷脂雙分子層構(gòu)成基本支架，由于磷脂分子的尾巴具有疏水性，少量的小分子的水分子可以經(jīng)磷脂分子間隙進(jìn)入細(xì)胞，大部分應(yīng)經(jīng)過水通道進(jìn)入細(xì)胞。 答案：(1)結(jié)合水　自由水　(2)小于　大于 (3)磷脂(或脂質(zhì))雙分子層　水通道(合理即可) 17．圖1、圖2表示小麥開花數(shù)天后測定種子中幾種物質(zhì)的變化，請據(jù)圖分析并回答下列問題： (1)構(gòu)成小麥植株的細(xì)胞中含量最多的化合物是______，種子成熟后期，含水量________，結(jié)合水/自由水的比例________(填“上升”或“下降”)，進(jìn)而改變干物質(zhì)的量，干重的變化主要與________元素密切相關(guān)。 (2)小麥成熟過程中糖類物質(zhì)之間可以發(fā)生轉(zhuǎn)化，________含量增多，用________試劑檢測還原糖的量，還原糖的多少可通過________________________________來判斷。 (3)紅薯和土豆都富含淀粉，但紅薯吃起來比土豆甜。某興趣小組猜測土豆中可能不含________酶，所以淀粉不能被分解成甜度比較高的還原糖。為驗(yàn)證這一說法，他們進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，請幫助其完成以下實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)原理： ①淀粉能被淀粉酶水解為還原糖； ②________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 備選材料與用具：去掉淀粉與還原糖的紅薯提取液，去掉淀粉的土豆提取液；雙縮脲試劑A液，雙縮脲試劑B液，斐林試劑甲液，斐林試劑乙液，蘇丹Ⅲ染液，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的淀粉溶液，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的蔗糖溶液等。 實(shí)驗(yàn)步驟：(請補(bǔ)充完整) 第一步 第二步 向A、B兩支試管中分別加入等量的______________________，水浴加熱至60 ℃，保溫5 min 第三步 將____________________注入C試管混合均勻后，向A、B試管中各加入2 mL，然后________________________ 實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測：該實(shí)驗(yàn)最可能的結(jié)果是_______________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)活細(xì)胞中含量最多的化合物是水。在種子成熟后期，代謝減慢，含水量下降，結(jié)合水/自由水的比例上升。積累有機(jī)物增多，干重增加跟碳元素關(guān)系最大。(2)小麥成熟過程中糖類物質(zhì)之間主要發(fā)生單糖轉(zhuǎn)化為多糖(淀粉)，因?yàn)榈矸鄄皇沁€原糖，可以用斐林試劑檢測還原糖的含量來檢測它們之間的轉(zhuǎn)化。(3)該實(shí)驗(yàn)中還原糖的檢測原理：①淀粉能被淀粉酶水解為還原糖；②還原糖與斐林試劑反應(yīng)生成磚紅色沉淀。由還原糖的檢測的步驟可得該實(shí)驗(yàn)步驟：第一步：將A、B試管的提取液在60 ℃條件下保溫備用；第二步：加實(shí)驗(yàn)材料；第三步：加斐林試劑，其作用條件為50～65 ℃水浴保溫2 min。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：有還原糖的試管出現(xiàn)磚紅色沉淀，無還原糖的試管為藍(lán)色(斐林試劑的顏色)。 答案：(1)水　下降　上升　碳　(2)淀粉　斐林　磚紅色沉淀的多少(或磚紅色顏色的深淺)　(3)淀粉?、谶€原糖與斐林試劑反應(yīng)能生成磚紅色沉淀　第二步：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的淀粉　第三步：等量(或等體積)的斐林試劑甲液和斐林試劑乙液　50～65 ℃恒溫水浴2 min　實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測：A試管內(nèi)液體為藍(lán)色，B試管內(nèi)出現(xiàn)磚紅色沉淀