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高考一轮复习第2讲 细胞中的元素和化合物 细胞中的无机物学案
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这是一份高考一轮复习第2讲 细胞中的元素和化合物 细胞中的无机物学案，共29页。学案主要包含了单项选择题，不定项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
第2讲 细胞中的元素和化合物 细胞中的无机物
考点内容
核心素养解读
1.说出细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成,它们以碳链为骨架形成复杂的生物大分子
2.指出水大约占细胞重量的2/3,以自由水和结合水的形成存在,赋予了细胞许多特性,在生命活动中具有重要作用
3.举例说出无机盐在细胞内含量虽少,但与生命活动密切相关
1.通过分析水与细胞代谢的关系,建立普遍联系的观点(生命观念)
2.通过识图推断细胞中的元素和化合物的含量及化合物的元素组成,培养建构模型能力(科学思维)
3.通过探究植物生长所需无机盐的作用,掌握实验设计的对照原则和单一变量原则(科学探究)
4.通过对水和无机盐的作用的有关问题分析,关注人体健康、关爱生命(社会责任)
考点一 细胞中的元素和化合物
必备知识·整合
1.细胞中的元素
(1)生物界和非生物界在元素种类和含量上的关系
(2)元素的来源、分类依据和存在形式
2.组成细胞的化合物
1.组成细胞的化学元素,在无机自然界中都能够找到。(必修1 P16正文) (√)
2.细胞中的微量元素因含量极少从而不如大量元素重要。(必修1 P16思考·讨论) (✕)
3.玉米和人体细胞干重中含量占前四的元素均是C、O、N、H。(必修1 P16思考·讨论) (√)
4.Ca、Mg、Fe、Mn、Cu是组成细胞的微量元素。(必修1 P17正文)(✕)
5.组成细胞的各种元素都是以化合物的形式存在的。(必修1 P17正文) (✕)
6.梨的果实和叶片的细胞中化合物的种类和含量大体是相同的。(必修1 P17旁栏思考) (✕)
1.(必修1 P16问题探讨拓展)分析表格数据可知,地壳和细胞中的元素构成的相同点是 组成地壳和细胞中的元素的种类基本相同 ;不同点是 同种元素的含量相差很大 。
2.(必修1 P16思考·讨论拓展)玉米细胞干重中含量最多的元素是O,人体细胞干重中含量最多的元素是C。玉米细胞和人体细胞中含量最多的四种元素是C、H、O、N。分析玉米细胞和人体细胞中的元素构成特点是 组成人体细胞和玉米细胞中的元素的种类基本相同,元素含量相差很大 。
3.(必修1 P19拓展应用2拓展)干燥的大豆种子,在温暖、潮湿的环境下能正常萌发成幼苗,但将大豆磨碎后加水,在相同的温度下则不能萌发,原因是 组成生物体的化合物不能单独完成各项生命活动,只有以一定的方式形成细胞这一最基本的生命系统,才能体现生命特征 。
关键能力·提升
考向一 围绕细胞中元素的含量、种类及作用,考查生命观念
1.(2020陕西榆林二中期中)下列有关组成生物体细胞的化学元素的叙述中,正确的是 ( )
A.农作物种植中主要施加氮肥、磷肥、钾肥,因此植物生长发育中可以不需要B等微量元素
B.H1N1病毒和桃树共有的元素有C、H、O、N、P
C.人体细胞中含量最多的元素是C
D.常吸入汽车尾气,可能在体内积累Pb等元素,因此Pb是人体需要的
1.答案 B B虽然是微量元素,但也是生命活动必需的,A错误;人体细胞中含量最多的元素是O,C错误;Pb不是人体需要的,D错误。
2.如图甲是有活性的细胞中元素含量的柱形图,图乙是细胞中化合物含量的扇形图,下列说法正确的是 ( )
A.若甲表示组成人体细胞的元素含量,则a、b、c依次是O、H、C
B.若乙表示细胞干重,则A化合物是蛋白质
C.若乙表示细胞鲜重,则A化合物在细胞内主要存在于细胞液中
D.地壳与活细胞中含量最多的元素都是a,因此说明生物界与非生物界具有统一性
2.答案 B 若甲表示组成人体细胞的元素含量,则a、b、c依次是O、C、H,A错误;若乙表示细胞鲜重,则A化合物是水,在成熟植物细胞内主要存在于细胞液中,C错误;生物界与非生物界的统一性表现在元素的种类上,而不是元素的含量上,D错误。
题后悟道·易错
有关生物体内元素的错误认识
(1)误以为生物体内大量元素重要,微量元素不重要
大量元素、微量元素是根据元素的含量划分的。无论是大量元素还是微量元素,都是生物体必需的元素,对于维持生物体的生命活动都起着非常重要的作用。
(2)误以为细胞内含量最多的元素是C
活细胞内含量最多的元素是O而不是C。
考向二 围绕细胞中的元素和化合物,考查归纳与概括等科学思维能力
3.(2020黑龙江鹤岗一中月考)图中表示部分化合物的元素组成,其中数字表示元素。下列相关叙述中不正确的是 ( )
A.图中所示①②为大量元素,③④为微量元素
B.人体缺③会影响正常的有氧呼吸功能
C.甲状腺激素、血红蛋白等从细胞中分泌到细胞外的方式是胞吐
D.图示化合物合成过程都需要消耗能量
3.答案 C 血红蛋白为胞内蛋白,不需要胞吐释放,C错误。
4.(2020陕西咸阳高三模拟改编)N是生物体内必需的大量元素。下列有关N的说法中,不正确的是 ( )
A.人体细胞干重中,N所占百分比仅低于C和O
B.氨基酸中的N存在于氨基中
C.N可参与ATP、叶绿素和磷脂分子的组成
D.N在动物、植物体内的含量存在差异
4.答案 B 氨基酸的氨基含有N,有些氨基酸的R基中也可能含有N,B错误。
题后悟道·归纳
含氮元素的物质及其功能
考点二 细胞中的水和无机盐
必备知识·整合
1.细胞中的水
(1)水的含量
生物体的含水量随着生物种类的不同而有所差别。
水是活细胞中含量最多的化合物。
(2)水的特性
①水分子具有 极性 ,是良好的溶剂。
②水分子之间的 氢键 不断地断裂,又不断地形成,使水具有 流动 性。
③水具有较高的 比热容 ,水的温度相对不容易改变。
(3)水的存在形式和功能
(4)自由水与结合水的比值和细胞代谢的关系
2.细胞中的无机盐
(1)含量:细胞中含量很少,仅占细胞鲜重的1%~1.5%。
(2)无机盐的存在形式及功能
3.验证某种矿质元素生理功能的实验方案
(1)实验设计
①对照组:植物+含X完全培养液正常生长。
②实验组:
(2)实验成功关键
①实验中应保证实验材料的统一性,即材料的种类、生长状况等相同。
②实验组加入X的目的是二次对照,使实验组前后形成对照,以增强说服力。
③该方案也可用于检测某种矿质元素是否是植物正常生长的必需元素。
1.自由水和结合水都可以参与细胞内的生物化学反应。(必修1 P21正文) (✕)
2.水分子具有极性的原因是水分子的空间结构及电子的不对称分布。(必修1 P21小字部分) (√)
3.水在常温下能够维持液体状态是由于水分子之间的氢键不断地断裂,又不断地形成。(必修1 P21小字部分) (√)
4.储藏中的种子不含水分以保持休眠状态。(必修1 P21正文) (✕)
5.入冬后气温下降植物体内自由水含量相对增多。(必修1 P21正文) (✕)
6.小麦种子烧尽后留下的灰白色灰烬是无机盐。(必修1 P21正文) (√)
7.缺铁会导致血红素合成障碍,引起缺铁性贫血。(必修1 P22思考·讨论) (√)
8.哺乳动物血液中钙离子含量太低,会出现抽搐症状。(必修1 P22正文) (√)
1.(必修1 P22拓展应用1拓展)对于患急性肠胃炎的病人,治疗时经常需要输入生理盐水,这是为什么?
提示:患急性肠胃炎的病人因腹泻而丢失水的同时也丢失了大量的无机盐,为了维持体内水盐平衡,需要补充生理盐水。
2.(必修1 P22思考·讨论拓展)为什么植物缺少N、Mg、P会影响植物的光合作用?
提示:N、Mg是组成叶绿素的成分,N、P是组成叶绿体类囊体膜和ATP的成分,N也是组成光合酶的成分,因此植物缺少N、Mg、P会影响植物的光合作用。
重点疑难·突破
1.衍射法归纳细胞中的水
2.举例说明细胞中常见无机盐的作用及含量异常情况
关键能力·提升
考向一 围绕细胞中水的特点与功能,考查生命观念与科学思维能力
1.(2020四川南充高级中学高三月考)下列关于生物体内水的叙述,错误的是 ( )
A.水分的跨膜运输可能会借助通道蛋白
B.成年男性体内的含水量一般高于成年女性的
C.DNA复制和转录时不会产生水,但翻译时要产生水
D.水在动植物细胞内参与的反应不完全相同
1.答案 C DNA复制为脱氧核糖核苷酸的脱水聚合,转录为核糖核苷酸的脱水聚合,翻译为氨基酸的脱水缩合,均会产生水,C错误。
2.(不定项选择)(2020北京延庆模拟)“有收无收在于水,收多收少在于肥。”某生物兴趣小组以玉米幼苗为实验材料进行了如下探究实验。
洗净除去表面水分风干幼苗干物质灰分
下列叙述中,不正确的是 ( )
A.步骤一损失的水具有较高的比热容与水分子内含有氢键有关
B.步骤二损失的水与细胞内其他物质相结合,在细胞内的含量稳定
C.步骤三损失的主要是无机盐,它们在细胞中主要以离子形式存在
D.干旱环境中生长的玉米,其细胞中结合水与自由水比值相对较高
2.答案 AC 玉米幼苗在晾晒过程中损失的主要是自由水,水分子内不含有氢键,A错误;构成细胞的有机物容易燃烧,步骤三损失的是构成细胞的有机物,C错误。
考向二 围绕无机盐的功能,考查生命观念与科学探究能力
3.(2020黑龙江牡丹江一中高三模拟)研究表明,长期大量施用铵态氮肥,会引发一系列的土壤环境问题。如一些植物的根系在吸收无机盐时,吸收的NH4+多于吸收的阴离子,为维持体内的电荷平衡,植物会通过根系释放H+到土壤中,土壤pH下降,导致土壤酸化。下列相关叙述不正确的是 ( )
A.在酸化土壤中,无机盐多以离子形式存在,有利于农作物的生长和发育
B.农作物吸收的含氮物质可用于合成蛋白质、叶绿素、磷脂等物质
C.农田中农副产品被大量输出,因此需要长期施加氮肥
D.在减少铵态氮肥施用的同时,合理的轮作可能对土壤酸化有一定的改善作用
3.答案 A 酸化土壤影响植物根细胞的代谢活动,不利于农作物的生长和发育,A错误。
4.(不定项选择)设计实验探究X是否属于植物生长所必需的无机盐,某同学的构思大致如下:本实验采用甲、乙组之间的空白对照;以及乙组中实验前(无X)与实验后(有X)之间的自身对照。下列叙述正确的是 ( )
A.对照组是甲组、乙组实验前
B.此实验的无关变量只是选一些相同的植物
C.此实验如果是无土栽培,则实验前营养液要灭菌
D.为防止外界影响,此实验需在黑暗密闭条件下进行
4.答案 AC 该实验中对照组是甲组、乙组实验前,A正确;此实验的无关变量有选一些相同的植物、培养条件等,B错误;若实验是无土栽培,则实验前营养液要灭菌,C正确;由于培养的是植物,故需在光照下进行,D错误。
实验 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
必备知识·整合
1.检测原理
(1)糖类的检测
还原糖+ 斐林试剂 砖红色沉淀 。
(2)脂肪的检测:脂肪+苏丹Ⅲ染液 橘黄色 。
(3)蛋白质的检测:蛋白质+ 双缩脲试剂 紫色。
2.实验步骤
(1)还原糖的检测
(2)脂肪的检测
(3)蛋白质的检测
1.斐林试剂使用时需提前按比例配好。(必修1 P18探究·实践)(✕)
2.向盛有2 mL苹果匀浆的试管中加入1 mL现配的斐林试剂,2 min后试管中会呈现砖红色。(必修1 P18探究·实践)(✕)
3.向某试管内无色液体中加入斐林试剂,经加热若出现砖红色沉淀,则表明试管内含有葡萄糖。(必修1 P18探究·实践)(✕)
4.观察花生子叶中脂肪时,需用蒸馏水洗去浮色,再进行观察。(必修1 P18探究·实践) (✕)
5.斐林试剂与双缩脲试剂的组成成分完全相同,浓度不同。(必修1 P18探究·实践) (√)
6.双缩脲试剂A、B先后加入待测溶液,水浴加热后显示紫色。(必修1 P18探究·实践) (✕)
(必修1 P18探究·实践拓展)
(1)鉴定还原糖时使用的斐林试剂为什么要现配现用?
提示:因为斐林试剂很不稳定,容易产生蓝色的Cu(OH)2沉淀,所以应将甲液和乙液分别保存,使用时现用现配。
(2)蔗糖溶液中加入斐林试剂后呈现什么颜色?
提示:蔗糖属于非还原糖,不与斐林试剂发生颜色反应。观察到的颜色是斐林试剂本身的蓝色。
(3)利用斐林试剂的甲液、乙液和蒸馏水能鉴定蛋白质吗?请说明理由。
提示:斐林试剂的甲液、乙液的成分与双缩脲试剂的A液、B液相同,只是斐林试剂的乙液的质量分数比双缩脲试剂的B液大,故只需将斐林试剂乙液用蒸馏水稀释即可。
重点疑难·突破
1.区分斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同”
2.三类有机物检测在操作步骤上的“三个唯一”
(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。
(3)唯一使用酒精——脂肪的检测,实验用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色。
3.实验中的三个注意点
(1)三个实验中都不宜选取有颜色的材料,否则会干扰实验结果的颜色变化。
(2)脂肪鉴定的过程中滴加1~2滴体积分数为50%的酒精溶液的目的是洗去浮色,原因是苏丹Ⅲ染液易溶于酒精。
(3)物质鉴定实验一般不设置对照实验,若需设置对照实验,对照组应加入成分已知的物质,如验证唾液淀粉酶是蛋白质,对照组可加入鸡蛋清稀释液。
关键能力·提升
考向一 围绕教材基础实验,考查实验原理与基本技能
1.(2020山东菏泽郓城一中二模)下列关于生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质鉴定实验的叙述,正确的是 ( )
A.还原糖、蛋白质的鉴定,可用酒精灯直接加热
B.脂肪鉴定的操作步骤依次是切片→制片→染色→洗去浮色→观察
C.苏丹Ⅲ染液可将脂肪颗粒染成橘黄色
D.常用番茄、苹果等作为鉴定植物组织内还原糖的实验材料
1.答案 C 用斐林试剂鉴定还原糖的实验中,需采用50~65 ℃水浴加热的方式,通过观察试管中出现的颜色变化判断组织样液中是否含有还原糖;用双缩脲试剂检测蛋白质不需要加热,A错误。脂肪鉴定的操作步骤为切片→制片→观察,B错误。番茄的红色会影响还原糖鉴定实验中对实验现象的观察,D错误。
2.(2020山西应县一中期中)某校生物兴趣小组进行了生物组织中还原糖检测的实验(如图),下列叙述正确的是 ( )
A.在实验材料选择方面,用苹果比用植物叶片的效果要好
B.在制备生物组织样液时,加入石英砂的主要目的是促进还原糖的溶解
C.题述方法不适用于检测生物组织中的脂肪
D.由于斐林试剂不稳定,在使用斐林试剂时要先加0.1 g/mL的NaOH溶液,后加入0.05 g/mL的CuSO4溶液
2.答案 A 在制备生物组织样液时,加入石英砂的主要目的是使研磨充分,而不是促进还原糖的溶解,B错误;检测生物组织中的脂肪时可以用切片法,也可以用图中的组织样液法,C错误;由于斐林试剂不稳定,应现配现用,而不是在使用斐林试剂时要先加0.1 g/mL的NaOH溶液,后加入0.05 g/mL的CuSO4溶液,D错误。
考向二 围绕拓展实验,考查科学探究能力
3.(2020河南高三期末)请回答下列有关物质检测的问题:
(1)向适宜浓度的蔗糖溶液中加入斐林试剂,水浴加热后溶液呈 色。
(2)现有失去标签的0.3 g/mL的蔗糖溶液、3%的淀粉溶液和2%的淀粉酶(最适温度55 ℃左右)溶液,请用现配的斐林试剂、水浴加热装置、试管、温度计等将它们鉴别出来。请简述鉴定步骤: 。
3.答案 (1)蓝 (2)①各取适量的两种溶液加到同一试管,混匀后得到三种组合,55 ℃条件下保温一段时间后,各加入适量斐林试剂检测,水浴加热后出现砖红色沉淀的是淀粉和淀粉酶组合,于是鉴别出蔗糖溶液;②取未鉴定出的两种溶液中的一种加热煮沸、冷却后再与适量的另一种溶液混合55 ℃条件下保温一段时间后,加入适量斐林试剂检测,水浴加热后若出现砖红色沉淀,则被煮沸的是淀粉溶液;若不出现砖红色沉淀,则被煮沸的是淀粉酶溶液
4.为探究玉米籽粒发芽过程中一些有机物含量的变化,研究小组利用下列供选材料用具进行了实验。材料用具:玉米籽粒;斐林试剂,双缩脲试剂,碘液,缓冲液,淀粉,淀粉酶等;研钵,水浴锅,天平,试管,滴管,量筒,容量瓶,显微镜,玻片,酒精灯等。请回答下列问题:
(1)为了检测玉米籽粒发芽过程中蛋白质(肽类)含量变化,在不同发芽阶段玉米提取液中,分别加入 ,比较颜色变化。该实验需要选用的器具有 (填序号)。
①试管 ②滴管 ③量筒 ④酒精灯 ⑤显微镜
(2)为了检测玉米籽粒发芽过程中淀粉含量变化,将不同发芽阶段的玉米籽粒纵切,滴加 ,进行观察。结果显示,胚乳呈蓝色块状,且随着发芽时间的延长,蓝色块状物变小。由此可得出的结论是 。
(3)为了验证上述蓝色块状物变小是种子萌发过程中产生了淀粉酶作用的结果,请设计实验证明,要求写出实验思路 。
4.答案 (1)双缩脲试剂 ①②③ (2)碘液 玉米发芽过程中胚乳中的淀粉含量逐渐减少(或分解) (3)取三支试管,分别加入(等量的或适量的)淀粉溶液,再分别向各试管加入(等量的或适量的)发芽前玉米提取液、发芽玉米提取液及淀粉酶溶液,40 ℃保温一段时间后分别加入斐林试剂(或滴加碘液检验)并60 ℃(或50~65 ℃或适宜温度)水浴加热(约2分钟),观察试管中出现的颜色变化
解析 (1)检测蛋白质或多肽应该用双缩脲试剂;该实验需要用量筒量取一定量的玉米提取液、双缩脲试剂A液,需要用滴管滴加双缩脲试剂B液,但是该实验不需要加热,也不需要用显微镜观察,故选①②③。(2)检测淀粉应该用碘液;胚乳呈现蓝色块状,说明胚乳含有大量的淀粉,而随着时间的延长,蓝色块状变小了,说明玉米发芽的过程中胚乳中的淀粉含量逐渐减少(或分解)。(3)该实验的目的是验证题述蓝色块状物变小是种子萌发过程中产生淀粉酶作用的结果,可依据淀粉酶能催化淀粉水解的特点,利用发芽前与发芽中的种子提取液分别催化淀粉溶液,同时设置淀粉酶组进行对照。
高考真题再现
1.(2020江苏单科,1,2分)下列关于细胞中无机化合物的叙述,正确的是 ( )
A.自由水是生化反应的介质,不直接参与生化反应
B.结合水是细胞结构的重要组成成分,主要存在于液泡中
C.无机盐参与维持细胞的酸碱平衡,不参与有机物的合成
D.无机盐多以离子形式存在,对维持生命活动有重要作用
1.答案 D 细胞内的许多生物化学反应都需要水的直接参与,如蛋白质水解成氨基酸、光反应等,A错误;结合水是细胞结构的重要组成成分,而液泡中的液体是细胞液,里面的水可以自由流动,以游离的形式存在,为自由水,B错误;无机盐也可参与有机物的合成,如Mg2+是叶绿素的组成成分,Fe2+是血红蛋白的组成成分,C错误;无机盐多以离子形式存在,对维持生命活动有重要作用,如哺乳动物血液中缺钙离子会出现抽搐等症状,D正确。
2.(2019海南单科,8,2分)植物细胞中水和矿质元素离子会表现出某些特点。下列叙述错误的是 ( )
A.根细胞中的K+不能以自由扩散的方式进入土壤溶液中
B.矿质元素离子在细胞内积累可引起外界溶液中的水进入细胞
C.根细胞吸收的矿质元素能够以离子的形式贮存在液泡中
D.叶肉细胞中参与光合作用光反应阶段的水分子属于结合水
2.答案 D 根细胞中的K+不能以自由扩散的方式进入土壤溶液中,因为钾离子跨膜运输需要载体,自由扩散不需要载体,A正确;矿质元素离子在细胞内积累会引起细胞液浓度增大,进而发生吸水,故会引起外界溶液中的水进入细胞,B正确;细胞内无机盐大多以离子形式存在,根细胞吸收的矿质元素能够以离子的形式贮存在液泡中,C正确;叶肉细胞中参与光合作用光反应阶段的水分子属于自由水,D错误。
3.(2019海南单科,6,2分)下列检测生物分子的实验中,关于颜色变化的叙述错误的是 ( )
A.淀粉遇碘液可显蓝色
B.葡萄糖与斐林试剂反应呈砖红色
C.蛋白质与双缩脲试剂反应显紫色
D.脂肪被苏丹Ⅳ染液染成橘黄色
3.答案 D 淀粉遇碘液会显蓝色,A正确;葡萄糖与斐林试剂经水浴加热会呈砖红色沉淀,B正确;蛋白质与双缩脲试剂反应显紫色,C正确;脂肪被苏丹Ⅳ染液染成红色,脂肪被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色,D错误。
4.(2018课标全国Ⅱ,4,6分)有些作物的种子入库前需要经过风干处理。与风干前相比,下列说法错误的是 ( )
A.风干种子中有机物的消耗减慢
B.风干种子上微生物不易生长繁殖
C.风干种子中细胞呼吸作用的强度高
D.风干种子中结合水与自由水的比值大
4.答案 C 种子风干后细胞内的自由水含量减少(结合水含量基本不变),使细胞呼吸减弱,有机物的消耗减慢,A、D正确,C错误;风干种子的水分减少,在缺水环境中,微生物不易生长繁殖,B正确。
5.(2017海南单科,4,2分)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
5.答案 C 草酸与食物中的钙结合形成沉淀物,不利于钙的吸收,A正确;铁是血红蛋白的主要组成成分,血红蛋白的主要作用是运输氧气,缺铁会导致哺乳动物血液运输O2的能力下降,B正确;无机盐不能为生物体提供能量,C错误;植物秸秆燃烧过程中有机物被分解,剩下的灰烬是无机物,D正确。
6.(2019课标全国Ⅲ,29,11分)氮元素是植物生长的必需元素,合理施用氮肥可提高农作物的产量。回答下列问题。
(1)植物细胞内,在核糖体上合成的含氮有机物是 ,在细胞核中合成的含氮有机物是 ,叶绿体中含氮的光合色素是 。
(2)农作物吸收氮元素的主要形式有铵态氮(NH4+)和硝态氮(NO3-)。已知作物甲对同一种营养液(以硝酸铵为唯一氮源) 中 NH4+和 NO3-的吸收具有偏好性(NH4+和 NO3-同时存在时,对一种离子的吸收量大于另一种)。请设计实验对这种偏好性进行验证,要求简要写出实验思路、预期结果和结论。
6.答案 (1)蛋白质 核酸 叶绿素 (2)实验思路:配制营养液(以硝酸铵为唯一氮源),用该营养液培养作物甲,一段时间后,检测营养液中NH4+和NO3-剩余量。预期结果和结论:若营养液中NO3-剩余量小于NH4+剩余量,则说明作物甲偏好吸收NO3-;若营养液中NH4+剩余量小于NO3-剩余量,则说明作物甲偏好吸收NH4+。
解析 (1)细胞内含氮元素的有机物包括蛋白质、核酸、叶绿素等。蛋白质在核糖体上合成;核酸可在细胞核内合成;叶绿体中的光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素,前者的元素组成是C、H、O、N、Mg,后者的元素组成是C、H、O。(2)为探究作物甲对NH4+和NO3-的吸收的偏好性,可以将作物甲培养在以硝酸铵为唯一氮源的营养液中,一段时间后,测量营养液中NH4+和NO3-两种离子的剩余量,若NO3-的剩余量小于NH4+的剩余量,说明作物甲对NO3-的吸收具有偏好性;若NH4+的剩余量小于NO3-的剩余量,说明作物甲对NH4+的吸收具有偏好性。
一、单项选择题
1.科学家对从月球带回的岩石样本进行分析,发现其中包含许多小型含水“玻璃珠”,这为寻找外太空的生命提供了新的希望。除此之外,月壤中也含有很多无机盐。关于组成生物体的元素,以下说法正确的是 ( )
A.非生物界中存在的元素在生物体内都能找到
B.微量元素在生物体内含量虽少,其作用却很重要
C.因为水中没有碳元素,所以碳元素在细胞中的作用并不重要
D.磷脂分子、生长素、DNA、RNA具有相同的组成元素
1.答案 B 生物界中的元素来自非生物界,但非生物界中存在的元素在生物体内不一定都能找到,A错误;在地球生命系统中,组成细胞的最基本元素是碳元素,碳元素在细胞中的作用很重要,C错误;生长素的组成元素有C、H、O、N,磷脂分子、DNA和RNA的组成元素是C、H、O、N、P,D错误。
2.下列关于水的叙述,错误的是 ( )
A.水是极性分子,水分子间可以形成氢键
B.水在常温下能够维持液体状态,具有流动性
C.结合水具有流动性和溶解性,是细胞结构的重要组成部分
D.水有较高的比热容,所以水的温度相对不容易改变
2.答案 C 结合水是与蛋白质、多糖等物质结合的水,不具有流动性和溶解性,C错误。
3.(2020山东等级考试模拟)2019年“世界水日”的宣传主题为“Leaving no one behind”(不让任何一个人掉队)。下列有关生物体内水的叙述,错误的是 ( )
A.细胞中的自由水可在细胞中流动,是良好的溶剂
B.水在病变细胞中以结合水和自由水的形式存在
C.核糖体在代谢过程中能够产生水
D.冬季,植物体内自由水相对含量增多
3.答案 D 冬季,植物体内代谢活动减弱,自由水相对含量减少,D错误。
4.(2020山东枣庄八中月考)下列有关无机盐的说法错误的是 ( )
A.菠菜中铁的含量较高,所以缺铁性贫血患者应该多吃些菠菜
B.含氮的无机盐能促进植物细胞部分的分裂和生长,使枝叶长得繁茂
C.玉米与人体相比,人体内钙的含量较多,其主要原因是人体骨骼、牙齿的重要成分是钙盐
D.用含有少量钙的生理盐水灌注,蛙心脏可持续跳动数小时,否则,蛙心脏不能维持收缩,说明钙盐为蛙心脏的持续跳动提供能量
4.答案 D 用含有少量钙的生理盐水灌注,蛙心脏可持续跳动数小时,否则,蛙心脏不能维持收缩,说明钙盐对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用,D错误。
5.(2020湖南长沙一中月考)小麦幼苗在缺少无机盐X的“完全培养液”中培养一段时间后,出现了叶片发黄的现象。下列有关叙述不正确的是 ( )
A.对照实验应使用含无机盐X的“完全培养液”培养小麦幼苗
B.据实验结果推测无机盐X可能是一种含镁元素的无机盐
C.与正常幼苗相比,该幼苗叶绿体内的NADPH的合成速率增加
D.实验结束时,培养液中某些无机盐离子的浓度可能会增加
5.答案 C 当植物缺镁时,叶绿素合成减少,光反应下降,叶绿体内NADPH的合成速率下降,C错误。
6.(2020河南三市高三联考)锌在植物体内有重要作用,如水稻的“稻缩苗”、玉米的“白芽病”、柑橘的“小叶病”等都与锌的缺失有关。锌是有些酶的组成成分,多数是作为酶的金属活化剂,缺锌时,植物光合作用效率会大大下降。下列说法错误的是 ( )
A.因为锌是叶绿素的组成成分,所以缺锌会引起叶绿素含量降低,导致叶肉和叶绿体结构发生异常
B.锌与其他化学元素相比,它在地壳中的含量很低,但却是植物必需的一种微量元素
C.植物体内的锌主要是根细胞通过主动运输从土壤中吸收的,此过程需要载体蛋白的协助和能量的供应
D.缺锌时,植物光合作用效率下降,可能是锌影响了酶的活性
6.答案 A 镁是叶绿素的主要组成成分,锌是有些酶的组成成分,缺锌时,相关酶活性降低,植物光合作用效率下降,A错误。
7.(2020山东威海高三期中)下列有关实验的叙述正确的是 ( )
A.甘蔗含有较多的糖且近于白色,适用于进行可溶性还原糖的鉴定
B.麦芽糖溶液中先滴加NaOH,再滴加CuSO4后,水浴加热呈现砖红色
C.用双缩脲试剂鉴定煮熟的鸡蛋时,能看到紫色现象出现
D.甘油中滴加苏丹Ⅲ染液呈现橘黄色
7.答案 C 蔗糖为非还原糖,不适用于进行可溶性还原糖的鉴定,A错误;斐林试剂用于鉴定还原糖时要将甲液(质量浓度为0.1 g/mLNaOH)和乙液(质量浓度为0.05 g/mLCuSO4)混合均匀后再加入含样品的试管中,水浴加热呈现砖红色沉淀,B错误;滴加苏丹Ⅲ染液呈现橘黄色的是脂肪,而不是甘油,D错误。
8.(2020北京东城高三二模)有关下表的分析错误的是 ( )
溶液
溶质的元素组成
检测试剂
颜色反应
溶质的基本单位
甲
C、H、O
①
砖红色
葡萄糖
乙
C、H、O、N等
双缩脲试剂
②
③
A.甲可能是麦芽糖溶液
B.①是斐林试剂,使用时需水浴加热
C.乙液可能是一种酶溶液
D.②是紫色,③是核苷酸
8.答案 D 蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应,其基本组成单位是氨基酸,D错误。
二、不定项选择题
9.(2020天津一中月考)生命的物质基础是组成细胞的元素和化合物,图中序号代表不同的化合物,面积不同代表含量不同,其中Ⅰ和Ⅱ代表两大类化合物。请据图分析下列叙述不正确的是 ( )
A.若Ⅳ代表蛋白质,Ⅶ代表糖类或核酸,则Ⅵ代表脂肪
B.细胞干重中含量最多的化合物是Ⅳ
C.人体血浆渗透压的大小主要与Ⅳ和Ⅴ的含量有关
D.Ⅱ中共有的化学元素是C、H、O、N
9.答案 AD 据图示含量可知,Ⅰ为无机物,Ⅱ为有机物,Ⅲ为水,Ⅳ为蛋白质,Ⅴ为无机盐,Ⅵ为脂质,Ⅶ为糖类或核酸,A错误;Ⅱ为有机物,包括蛋白质、糖类、脂质和核酸等,Ⅱ中共有的化学元素是C、H、O,D错误。
10.(2020山东潍坊一中高三月考)如图为对刚收获的种子所做的一系列处理,据图分析有关说法正确的是 ( )
A.①与②具有相同的结构,故萌发能力相同
B.种子萌发时,细胞中③/④的值会增大
C.萌发过程中有机物的消耗导致种子的干重下降
D.萌发的种子细胞中氧原子数目最多
10.答案 BC ②种子丧失了结合水,不能再萌发,A错误;种子萌发时,自由水旺盛,细胞中③/④的值会增大,B正确;种子萌发过程中消耗有机物,但又不能进行光合作用制造有机物,所以种子干重下降,C正确;萌发的种子中含量最多的化合物是水,所以数目最多的元素是H,D错误。
11.(2020山东潍坊寿光一中高三月考)无机盐对于细胞和生物体的生命活动有重要作用,下列相关叙述错误的是 ( )
A.磷是构成ATP、RNA等重要化合物所必需的
B.过量摄入钠盐会导致血浆中抗利尿激素含量降低
C.血钾浓度轻度升高会导致静息电位的绝对值减小
D.长时间剧烈运动会导致血钙浓度下降,引起抽搐
11.答案 B ATP、RNA等重要化合物都含磷元素,A正确;过量摄入钠盐会导致血浆渗透压升高,促进抗利尿激素的合成和分泌,B错误;血钾浓度轻度升高,钾离子外流减少,导致静息电位的绝对值减小,C正确;长时间剧烈运动会导致血钙浓度下降,血钙过低引起抽搐,D正确。
12.(2020山东潍坊一中期末)学校生物兴趣小组尝试用化学试剂检测生物组织中的糖类,制备了某苹果不同发育时期的三种提取液:①青苹果绿色的匀浆;②浅黄色澄清的匀浆;③浅红色混浊的匀浆。下列有关叙述错误的是 ( )
A.在苹果提取液中加入果胶酶能提高其澄清度
B.与提取液①②相比,③更适合用于检测苹果中的还原糖
C.检测还原糖时,斐林试剂甲液和乙液等量混合均匀后再注入
D.提取液①加碘液显蓝色是因为被其他溶液污染
12.答案 BD 果胶酶能催化细胞壁中果胶的水解,故在苹果提取液中加入果胶酶能提高其澄清度和出汁率,A正确;与提取液①②相比,③不适合用于检测苹果中的还原糖,B错误;检测还原糖时,斐林试剂甲液和乙液需要先等量混合均匀后再注入,即斐林试剂需要现配现用,C正确;提取液①加碘液显蓝色是因为其含有淀粉,D错误。
三、非选择题
13.(2020四川绵阳南山中学高三月考)C、H、O、N、P、S在玉米细胞(干)和人体细胞(干)以及活细胞中的含量(%)如下表,请分析回答问题:
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
人体细胞(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,发生这种差异的原因是活细胞中含量最多的化合物是 。玉米细胞和人体细胞中所具有的蛋白质种类有所不同,其根本原因是 。
(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体细胞(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)水在生命活动中具有极其重要的作用,细胞内含水量的多少直接影响细胞的代谢。
①干种子吸水后,自由水比例大幅度增加,会导致细胞中新陈代谢速率明显加快,原因是 (至少答两点);
②黄豆种子浸泡约一周时间,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减少,种类增多,其原因是黄豆 。
13.答案 (1)水 两种生物细胞(核)中所储存的遗传信息不同 (2)糖类 C、H、O (3)自由水是细胞内的良好溶剂,许多生物化学反应需要水的参与,自由水还参与生物体内的物质运输 进行细胞呼吸,消耗有机物,产生许多中间代谢物
14.(2020山东德州期末)枣有“百果之王”的美称,成熟时枣出现裂果会影响枣的品质和产量。为研究枣裂果出现的原因,某兴趣小组测定了枣在生长发育过程中果皮细胞的细胞壁结构物质含量的变化,测定结果如图所示。
(1)构成纤维素的基本单位是 。据图推断,在成熟期,出现裂果的原因可能是 。
(2)有研究表明,在枣果实迅速增长期,Ca与果胶结合形成钙盐,能够增强细胞壁的弹性,使果皮有较强的抗裂能力,从而有效降低裂果率。该实例说明无机盐的作用是 。
(3)防素是生产上常用的叶面肥,主要成分为有机钙和无机钙,能有效降低裂果率。设计实验验证防素具有降低枣裂果率的作用,写出简要的实验思路和预期实验结果。
。
14.答案 (1)葡萄糖 纤维素和果胶是细胞壁的主要组成成分,二者含量下降,细胞壁的支持和保护作用减弱,枣果皮韧性降低,容易裂果 (2)细胞某些复杂化合物的重要组成成分 (3)实验思路:取若干长势相同的枣树,平均分成A、B两组,在迅速生长期A组喷洒一定量适宜浓度的防素,B组喷洒等量的蒸馏水,在成熟期进行裂果率统计。预期结果:A组裂果率低于B组裂果率
解析 (1)纤维素是多糖,其基本组成单位是葡萄糖;从图中可看出随着纤维素和果胶的含量降低,裂果率增加,所以可能的原因是纤维素和果胶是细胞壁的主要组成成分,二者含量下降,细胞壁的支持和保护作用减弱,枣果皮韧性降低,容易出现裂果。(2)Ca与果胶结合形成钙盐,说明无机盐是细胞某些复杂化合物的重要组成成分。(3)该实验的目的是验证防素具有降低枣裂果率的作用,自变量是防素,因变量是裂果率,设计实验思路:取若干长势相同的枣树,平均分成A、B两组,在迅速生长期A组喷洒一定量适宜浓度的防素,B组喷洒等量的蒸馏水,在成熟期进行裂果率统计。从图中可看出,随着果实不断成熟,纤维素和果胶含量降低,而裂果率增加,故预期结果是A组裂果率低于B组裂果率。
15.为了研究在大豆种子萌发和生长过程中糖类和蛋白质的相互关系,某研究小组在25 ℃、黑暗、无菌、湿润的条件下进行实验,然后测定在不同时间种子和幼苗中相关物质的含量,结果如图所示:
(1)在观察时间内,图中可溶性糖含量的变化是 。总糖含量变化是 ,蛋白质含量的变化是 。
(2)如果在同样条件下继续培养,预测图中曲线的最终变化趋势是 ,其原因是 。
(3)在上述定量测定之前,进行了蛋白质含量变化的预实验,请填充实验原理;判断实验步骤中画线部分是否正确,并更正错误之处;写出实验结果。
①实验原理:蛋白质 ,其颜色深浅与蛋白质含量成正比。
②实验步骤
Ⅰ:将三份等量大豆种子分别萌发1、5、9天后取出,各加入适量蒸馏水,研碎、提取、定容后离心得到蛋白质制备液;
Ⅱ:取3支试管,编号1、2、3,分别加入等量的萌发1、5、9天的蛋白质制备液;
Ⅲ:在上述试管中各加入等量的双缩脲试剂A液和B
a
液按比例配制的混合液,振荡均匀后,在沸水浴中加热观察颜色变化。
b
a: 。
b: 。
③实验结果: 。
(4)大豆细胞中含量最多的化合物是 ,其在大豆种子萌发过程中的存在形式主要是 ,判断理由是 。
15.答案 (1)先增加,然后保持相对稳定 下降 上升
(2)都下降 黑暗条件下无光合作用并且细胞呼吸消耗有机物
(3)①与双缩脲试剂作用产生紫色反应
②a:错误。更正:先加双缩脲试剂A液,混合均匀后,再加入双缩脲试剂B液
b:错误。更正:不加热直接观察颜色变化
③1、2、3号试管中紫色依次加深
(4)水 自由水 萌发大豆种子代谢旺盛,自由水含量增多
解析 (1)在观察时间内,蛋白质含量上升,总糖含量下降,可溶性糖含量先增加,然后保持相对稳定。(2)幼苗在黑暗环境中只进行细胞呼吸,不进行光合作用,消耗有机物,随时间的推移有机物的总量下降。(3)蛋白质与双缩脲试剂反应呈紫色。在用双缩脲试剂检测蛋白质时,先加A液1 mL摇匀,再加B液4滴,振荡,可观察到检测液呈紫色。(4)大豆细胞中含量最多的化合物是水,在大豆种子萌发的过程中,水主要以自由水的形式存在,萌发的大豆种子代谢活动旺盛,与细胞内自由水的含量增加有关。
第2讲 细胞中的元素和化合物 细胞中的无机物
考点内容
核心素养解读
1.说出细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成,它们以碳链为骨架形成复杂的生物大分子
2.指出水大约占细胞重量的2/3,以自由水和结合水的形成存在,赋予了细胞许多特性,在生命活动中具有重要作用
3.举例说出无机盐在细胞内含量虽少,但与生命活动密切相关
1.通过分析水与细胞代谢的关系,建立普遍联系的观点(生命观念)
2.通过识图推断细胞中的元素和化合物的含量及化合物的元素组成,培养建构模型能力(科学思维)
3.通过探究植物生长所需无机盐的作用,掌握实验设计的对照原则和单一变量原则(科学探究)
4.通过对水和无机盐的作用的有关问题分析,关注人体健康、关爱生命(社会责任)
考点一 细胞中的元素和化合物
必备知识·整合
1.细胞中的元素
(1)生物界和非生物界在元素种类和含量上的关系
(2)元素的来源、分类依据和存在形式
2.组成细胞的化合物
1.组成细胞的化学元素,在无机自然界中都能够找到。(必修1 P16正文) (√)
2.细胞中的微量元素因含量极少从而不如大量元素重要。(必修1 P16思考·讨论) (✕)
3.玉米和人体细胞干重中含量占前四的元素均是C、O、N、H。(必修1 P16思考·讨论) (√)
4.Ca、Mg、Fe、Mn、Cu是组成细胞的微量元素。(必修1 P17正文)(✕)
5.组成细胞的各种元素都是以化合物的形式存在的。(必修1 P17正文) (✕)
6.梨的果实和叶片的细胞中化合物的种类和含量大体是相同的。(必修1 P17旁栏思考) (✕)
1.(必修1 P16问题探讨拓展)分析表格数据可知,地壳和细胞中的元素构成的相同点是 组成地壳和细胞中的元素的种类基本相同 ;不同点是 同种元素的含量相差很大 。
2.(必修1 P16思考·讨论拓展)玉米细胞干重中含量最多的元素是O,人体细胞干重中含量最多的元素是C。玉米细胞和人体细胞中含量最多的四种元素是C、H、O、N。分析玉米细胞和人体细胞中的元素构成特点是 组成人体细胞和玉米细胞中的元素的种类基本相同,元素含量相差很大 。
3.(必修1 P19拓展应用2拓展)干燥的大豆种子,在温暖、潮湿的环境下能正常萌发成幼苗,但将大豆磨碎后加水,在相同的温度下则不能萌发,原因是 组成生物体的化合物不能单独完成各项生命活动,只有以一定的方式形成细胞这一最基本的生命系统,才能体现生命特征 。
关键能力·提升
考向一 围绕细胞中元素的含量、种类及作用,考查生命观念
1.(2020陕西榆林二中期中)下列有关组成生物体细胞的化学元素的叙述中,正确的是 ( )
A.农作物种植中主要施加氮肥、磷肥、钾肥,因此植物生长发育中可以不需要B等微量元素
B.H1N1病毒和桃树共有的元素有C、H、O、N、P
C.人体细胞中含量最多的元素是C
D.常吸入汽车尾气,可能在体内积累Pb等元素,因此Pb是人体需要的
1.答案 B B虽然是微量元素,但也是生命活动必需的,A错误;人体细胞中含量最多的元素是O,C错误;Pb不是人体需要的,D错误。
2.如图甲是有活性的细胞中元素含量的柱形图,图乙是细胞中化合物含量的扇形图,下列说法正确的是 ( )
A.若甲表示组成人体细胞的元素含量,则a、b、c依次是O、H、C
B.若乙表示细胞干重,则A化合物是蛋白质
C.若乙表示细胞鲜重,则A化合物在细胞内主要存在于细胞液中
D.地壳与活细胞中含量最多的元素都是a,因此说明生物界与非生物界具有统一性
2.答案 B 若甲表示组成人体细胞的元素含量,则a、b、c依次是O、C、H,A错误;若乙表示细胞鲜重,则A化合物是水,在成熟植物细胞内主要存在于细胞液中,C错误;生物界与非生物界的统一性表现在元素的种类上,而不是元素的含量上,D错误。
题后悟道·易错
有关生物体内元素的错误认识
(1)误以为生物体内大量元素重要,微量元素不重要
大量元素、微量元素是根据元素的含量划分的。无论是大量元素还是微量元素,都是生物体必需的元素,对于维持生物体的生命活动都起着非常重要的作用。
(2)误以为细胞内含量最多的元素是C
活细胞内含量最多的元素是O而不是C。
考向二 围绕细胞中的元素和化合物,考查归纳与概括等科学思维能力
3.(2020黑龙江鹤岗一中月考)图中表示部分化合物的元素组成,其中数字表示元素。下列相关叙述中不正确的是 ( )
A.图中所示①②为大量元素,③④为微量元素
B.人体缺③会影响正常的有氧呼吸功能
C.甲状腺激素、血红蛋白等从细胞中分泌到细胞外的方式是胞吐
D.图示化合物合成过程都需要消耗能量
3.答案 C 血红蛋白为胞内蛋白,不需要胞吐释放,C错误。
4.(2020陕西咸阳高三模拟改编)N是生物体内必需的大量元素。下列有关N的说法中,不正确的是 ( )
A.人体细胞干重中,N所占百分比仅低于C和O
B.氨基酸中的N存在于氨基中
C.N可参与ATP、叶绿素和磷脂分子的组成
D.N在动物、植物体内的含量存在差异
4.答案 B 氨基酸的氨基含有N,有些氨基酸的R基中也可能含有N,B错误。
题后悟道·归纳
含氮元素的物质及其功能
考点二 细胞中的水和无机盐
必备知识·整合
1.细胞中的水
(1)水的含量
生物体的含水量随着生物种类的不同而有所差别。
水是活细胞中含量最多的化合物。
(2)水的特性
①水分子具有 极性 ,是良好的溶剂。
②水分子之间的 氢键 不断地断裂,又不断地形成,使水具有 流动 性。
③水具有较高的 比热容 ,水的温度相对不容易改变。
(3)水的存在形式和功能
(4)自由水与结合水的比值和细胞代谢的关系
2.细胞中的无机盐
(1)含量:细胞中含量很少,仅占细胞鲜重的1%~1.5%。
(2)无机盐的存在形式及功能
3.验证某种矿质元素生理功能的实验方案
(1)实验设计
①对照组:植物+含X完全培养液正常生长。
②实验组:
(2)实验成功关键
①实验中应保证实验材料的统一性,即材料的种类、生长状况等相同。
②实验组加入X的目的是二次对照,使实验组前后形成对照,以增强说服力。
③该方案也可用于检测某种矿质元素是否是植物正常生长的必需元素。
1.自由水和结合水都可以参与细胞内的生物化学反应。(必修1 P21正文) (✕)
2.水分子具有极性的原因是水分子的空间结构及电子的不对称分布。(必修1 P21小字部分) (√)
3.水在常温下能够维持液体状态是由于水分子之间的氢键不断地断裂,又不断地形成。(必修1 P21小字部分) (√)
4.储藏中的种子不含水分以保持休眠状态。(必修1 P21正文) (✕)
5.入冬后气温下降植物体内自由水含量相对增多。(必修1 P21正文) (✕)
6.小麦种子烧尽后留下的灰白色灰烬是无机盐。(必修1 P21正文) (√)
7.缺铁会导致血红素合成障碍,引起缺铁性贫血。(必修1 P22思考·讨论) (√)
8.哺乳动物血液中钙离子含量太低,会出现抽搐症状。(必修1 P22正文) (√)
1.(必修1 P22拓展应用1拓展)对于患急性肠胃炎的病人,治疗时经常需要输入生理盐水,这是为什么?
提示:患急性肠胃炎的病人因腹泻而丢失水的同时也丢失了大量的无机盐,为了维持体内水盐平衡,需要补充生理盐水。
2.(必修1 P22思考·讨论拓展)为什么植物缺少N、Mg、P会影响植物的光合作用?
提示:N、Mg是组成叶绿素的成分,N、P是组成叶绿体类囊体膜和ATP的成分,N也是组成光合酶的成分,因此植物缺少N、Mg、P会影响植物的光合作用。
重点疑难·突破
1.衍射法归纳细胞中的水
2.举例说明细胞中常见无机盐的作用及含量异常情况
关键能力·提升
考向一 围绕细胞中水的特点与功能,考查生命观念与科学思维能力
1.(2020四川南充高级中学高三月考)下列关于生物体内水的叙述,错误的是 ( )
A.水分的跨膜运输可能会借助通道蛋白
B.成年男性体内的含水量一般高于成年女性的
C.DNA复制和转录时不会产生水,但翻译时要产生水
D.水在动植物细胞内参与的反应不完全相同
1.答案 C DNA复制为脱氧核糖核苷酸的脱水聚合,转录为核糖核苷酸的脱水聚合,翻译为氨基酸的脱水缩合,均会产生水,C错误。
2.(不定项选择)(2020北京延庆模拟)“有收无收在于水,收多收少在于肥。”某生物兴趣小组以玉米幼苗为实验材料进行了如下探究实验。
洗净除去表面水分风干幼苗干物质灰分
下列叙述中,不正确的是 ( )
A.步骤一损失的水具有较高的比热容与水分子内含有氢键有关
B.步骤二损失的水与细胞内其他物质相结合,在细胞内的含量稳定
C.步骤三损失的主要是无机盐,它们在细胞中主要以离子形式存在
D.干旱环境中生长的玉米,其细胞中结合水与自由水比值相对较高
2.答案 AC 玉米幼苗在晾晒过程中损失的主要是自由水,水分子内不含有氢键,A错误;构成细胞的有机物容易燃烧,步骤三损失的是构成细胞的有机物,C错误。
考向二 围绕无机盐的功能,考查生命观念与科学探究能力
3.(2020黑龙江牡丹江一中高三模拟)研究表明,长期大量施用铵态氮肥,会引发一系列的土壤环境问题。如一些植物的根系在吸收无机盐时,吸收的NH4+多于吸收的阴离子,为维持体内的电荷平衡,植物会通过根系释放H+到土壤中,土壤pH下降,导致土壤酸化。下列相关叙述不正确的是 ( )
A.在酸化土壤中,无机盐多以离子形式存在,有利于农作物的生长和发育
B.农作物吸收的含氮物质可用于合成蛋白质、叶绿素、磷脂等物质
C.农田中农副产品被大量输出,因此需要长期施加氮肥
D.在减少铵态氮肥施用的同时,合理的轮作可能对土壤酸化有一定的改善作用
3.答案 A 酸化土壤影响植物根细胞的代谢活动,不利于农作物的生长和发育,A错误。
4.(不定项选择)设计实验探究X是否属于植物生长所必需的无机盐,某同学的构思大致如下:本实验采用甲、乙组之间的空白对照;以及乙组中实验前(无X)与实验后(有X)之间的自身对照。下列叙述正确的是 ( )
A.对照组是甲组、乙组实验前
B.此实验的无关变量只是选一些相同的植物
C.此实验如果是无土栽培,则实验前营养液要灭菌
D.为防止外界影响,此实验需在黑暗密闭条件下进行
4.答案 AC 该实验中对照组是甲组、乙组实验前,A正确;此实验的无关变量有选一些相同的植物、培养条件等,B错误;若实验是无土栽培,则实验前营养液要灭菌,C正确;由于培养的是植物,故需在光照下进行,D错误。
实验 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
必备知识·整合
1.检测原理
(1)糖类的检测
还原糖+ 斐林试剂 砖红色沉淀 。
(2)脂肪的检测:脂肪+苏丹Ⅲ染液 橘黄色 。
(3)蛋白质的检测:蛋白质+ 双缩脲试剂 紫色。
2.实验步骤
(1)还原糖的检测
(2)脂肪的检测
(3)蛋白质的检测
1.斐林试剂使用时需提前按比例配好。(必修1 P18探究·实践)(✕)
2.向盛有2 mL苹果匀浆的试管中加入1 mL现配的斐林试剂,2 min后试管中会呈现砖红色。(必修1 P18探究·实践)(✕)
3.向某试管内无色液体中加入斐林试剂,经加热若出现砖红色沉淀,则表明试管内含有葡萄糖。(必修1 P18探究·实践)(✕)
4.观察花生子叶中脂肪时,需用蒸馏水洗去浮色,再进行观察。(必修1 P18探究·实践) (✕)
5.斐林试剂与双缩脲试剂的组成成分完全相同,浓度不同。(必修1 P18探究·实践) (√)
6.双缩脲试剂A、B先后加入待测溶液,水浴加热后显示紫色。(必修1 P18探究·实践) (✕)
(必修1 P18探究·实践拓展)
(1)鉴定还原糖时使用的斐林试剂为什么要现配现用?
提示:因为斐林试剂很不稳定,容易产生蓝色的Cu(OH)2沉淀,所以应将甲液和乙液分别保存,使用时现用现配。
(2)蔗糖溶液中加入斐林试剂后呈现什么颜色?
提示:蔗糖属于非还原糖,不与斐林试剂发生颜色反应。观察到的颜色是斐林试剂本身的蓝色。
(3)利用斐林试剂的甲液、乙液和蒸馏水能鉴定蛋白质吗?请说明理由。
提示:斐林试剂的甲液、乙液的成分与双缩脲试剂的A液、B液相同,只是斐林试剂的乙液的质量分数比双缩脲试剂的B液大,故只需将斐林试剂乙液用蒸馏水稀释即可。
重点疑难·突破
1.区分斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同”
2.三类有机物检测在操作步骤上的“三个唯一”
(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。
(3)唯一使用酒精——脂肪的检测,实验用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色。
3.实验中的三个注意点
(1)三个实验中都不宜选取有颜色的材料,否则会干扰实验结果的颜色变化。
(2)脂肪鉴定的过程中滴加1~2滴体积分数为50%的酒精溶液的目的是洗去浮色,原因是苏丹Ⅲ染液易溶于酒精。
(3)物质鉴定实验一般不设置对照实验,若需设置对照实验,对照组应加入成分已知的物质,如验证唾液淀粉酶是蛋白质,对照组可加入鸡蛋清稀释液。
关键能力·提升
考向一 围绕教材基础实验,考查实验原理与基本技能
1.(2020山东菏泽郓城一中二模)下列关于生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质鉴定实验的叙述,正确的是 ( )
A.还原糖、蛋白质的鉴定,可用酒精灯直接加热
B.脂肪鉴定的操作步骤依次是切片→制片→染色→洗去浮色→观察
C.苏丹Ⅲ染液可将脂肪颗粒染成橘黄色
D.常用番茄、苹果等作为鉴定植物组织内还原糖的实验材料
1.答案 C 用斐林试剂鉴定还原糖的实验中,需采用50~65 ℃水浴加热的方式,通过观察试管中出现的颜色变化判断组织样液中是否含有还原糖;用双缩脲试剂检测蛋白质不需要加热,A错误。脂肪鉴定的操作步骤为切片→制片→观察,B错误。番茄的红色会影响还原糖鉴定实验中对实验现象的观察,D错误。
2.(2020山西应县一中期中)某校生物兴趣小组进行了生物组织中还原糖检测的实验(如图),下列叙述正确的是 ( )
A.在实验材料选择方面,用苹果比用植物叶片的效果要好
B.在制备生物组织样液时,加入石英砂的主要目的是促进还原糖的溶解
C.题述方法不适用于检测生物组织中的脂肪
D.由于斐林试剂不稳定,在使用斐林试剂时要先加0.1 g/mL的NaOH溶液,后加入0.05 g/mL的CuSO4溶液
2.答案 A 在制备生物组织样液时,加入石英砂的主要目的是使研磨充分,而不是促进还原糖的溶解,B错误;检测生物组织中的脂肪时可以用切片法,也可以用图中的组织样液法,C错误;由于斐林试剂不稳定,应现配现用,而不是在使用斐林试剂时要先加0.1 g/mL的NaOH溶液,后加入0.05 g/mL的CuSO4溶液,D错误。
考向二 围绕拓展实验,考查科学探究能力
3.(2020河南高三期末)请回答下列有关物质检测的问题:
(1)向适宜浓度的蔗糖溶液中加入斐林试剂,水浴加热后溶液呈 色。
(2)现有失去标签的0.3 g/mL的蔗糖溶液、3%的淀粉溶液和2%的淀粉酶(最适温度55 ℃左右)溶液,请用现配的斐林试剂、水浴加热装置、试管、温度计等将它们鉴别出来。请简述鉴定步骤: 。
3.答案 (1)蓝 (2)①各取适量的两种溶液加到同一试管,混匀后得到三种组合,55 ℃条件下保温一段时间后,各加入适量斐林试剂检测,水浴加热后出现砖红色沉淀的是淀粉和淀粉酶组合,于是鉴别出蔗糖溶液;②取未鉴定出的两种溶液中的一种加热煮沸、冷却后再与适量的另一种溶液混合55 ℃条件下保温一段时间后,加入适量斐林试剂检测,水浴加热后若出现砖红色沉淀,则被煮沸的是淀粉溶液;若不出现砖红色沉淀,则被煮沸的是淀粉酶溶液
4.为探究玉米籽粒发芽过程中一些有机物含量的变化,研究小组利用下列供选材料用具进行了实验。材料用具:玉米籽粒;斐林试剂,双缩脲试剂,碘液,缓冲液,淀粉,淀粉酶等;研钵,水浴锅,天平,试管,滴管,量筒,容量瓶,显微镜,玻片,酒精灯等。请回答下列问题:
(1)为了检测玉米籽粒发芽过程中蛋白质(肽类)含量变化,在不同发芽阶段玉米提取液中,分别加入 ,比较颜色变化。该实验需要选用的器具有 (填序号)。
①试管 ②滴管 ③量筒 ④酒精灯 ⑤显微镜
(2)为了检测玉米籽粒发芽过程中淀粉含量变化,将不同发芽阶段的玉米籽粒纵切,滴加 ,进行观察。结果显示,胚乳呈蓝色块状,且随着发芽时间的延长,蓝色块状物变小。由此可得出的结论是 。
(3)为了验证上述蓝色块状物变小是种子萌发过程中产生了淀粉酶作用的结果,请设计实验证明,要求写出实验思路 。
4.答案 (1)双缩脲试剂 ①②③ (2)碘液 玉米发芽过程中胚乳中的淀粉含量逐渐减少(或分解) (3)取三支试管,分别加入(等量的或适量的)淀粉溶液,再分别向各试管加入(等量的或适量的)发芽前玉米提取液、发芽玉米提取液及淀粉酶溶液,40 ℃保温一段时间后分别加入斐林试剂(或滴加碘液检验)并60 ℃(或50~65 ℃或适宜温度)水浴加热(约2分钟),观察试管中出现的颜色变化
解析 (1)检测蛋白质或多肽应该用双缩脲试剂;该实验需要用量筒量取一定量的玉米提取液、双缩脲试剂A液,需要用滴管滴加双缩脲试剂B液,但是该实验不需要加热,也不需要用显微镜观察,故选①②③。(2)检测淀粉应该用碘液;胚乳呈现蓝色块状,说明胚乳含有大量的淀粉,而随着时间的延长,蓝色块状变小了,说明玉米发芽的过程中胚乳中的淀粉含量逐渐减少(或分解)。(3)该实验的目的是验证题述蓝色块状物变小是种子萌发过程中产生淀粉酶作用的结果,可依据淀粉酶能催化淀粉水解的特点,利用发芽前与发芽中的种子提取液分别催化淀粉溶液,同时设置淀粉酶组进行对照。
高考真题再现
1.(2020江苏单科,1,2分)下列关于细胞中无机化合物的叙述,正确的是 ( )
A.自由水是生化反应的介质,不直接参与生化反应
B.结合水是细胞结构的重要组成成分,主要存在于液泡中
C.无机盐参与维持细胞的酸碱平衡,不参与有机物的合成
D.无机盐多以离子形式存在,对维持生命活动有重要作用
1.答案 D 细胞内的许多生物化学反应都需要水的直接参与,如蛋白质水解成氨基酸、光反应等,A错误;结合水是细胞结构的重要组成成分,而液泡中的液体是细胞液,里面的水可以自由流动,以游离的形式存在,为自由水,B错误;无机盐也可参与有机物的合成,如Mg2+是叶绿素的组成成分,Fe2+是血红蛋白的组成成分,C错误;无机盐多以离子形式存在,对维持生命活动有重要作用,如哺乳动物血液中缺钙离子会出现抽搐等症状,D正确。
2.(2019海南单科,8,2分)植物细胞中水和矿质元素离子会表现出某些特点。下列叙述错误的是 ( )
A.根细胞中的K+不能以自由扩散的方式进入土壤溶液中
B.矿质元素离子在细胞内积累可引起外界溶液中的水进入细胞
C.根细胞吸收的矿质元素能够以离子的形式贮存在液泡中
D.叶肉细胞中参与光合作用光反应阶段的水分子属于结合水
2.答案 D 根细胞中的K+不能以自由扩散的方式进入土壤溶液中,因为钾离子跨膜运输需要载体,自由扩散不需要载体,A正确;矿质元素离子在细胞内积累会引起细胞液浓度增大,进而发生吸水,故会引起外界溶液中的水进入细胞,B正确;细胞内无机盐大多以离子形式存在,根细胞吸收的矿质元素能够以离子的形式贮存在液泡中,C正确;叶肉细胞中参与光合作用光反应阶段的水分子属于自由水,D错误。
3.(2019海南单科,6,2分)下列检测生物分子的实验中,关于颜色变化的叙述错误的是 ( )
A.淀粉遇碘液可显蓝色
B.葡萄糖与斐林试剂反应呈砖红色
C.蛋白质与双缩脲试剂反应显紫色
D.脂肪被苏丹Ⅳ染液染成橘黄色
3.答案 D 淀粉遇碘液会显蓝色,A正确;葡萄糖与斐林试剂经水浴加热会呈砖红色沉淀,B正确;蛋白质与双缩脲试剂反应显紫色,C正确;脂肪被苏丹Ⅳ染液染成红色,脂肪被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色,D错误。
4.(2018课标全国Ⅱ,4,6分)有些作物的种子入库前需要经过风干处理。与风干前相比,下列说法错误的是 ( )
A.风干种子中有机物的消耗减慢
B.风干种子上微生物不易生长繁殖
C.风干种子中细胞呼吸作用的强度高
D.风干种子中结合水与自由水的比值大
4.答案 C 种子风干后细胞内的自由水含量减少(结合水含量基本不变),使细胞呼吸减弱,有机物的消耗减慢,A、D正确,C错误;风干种子的水分减少,在缺水环境中,微生物不易生长繁殖,B正确。
5.(2017海南单科,4,2分)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
5.答案 C 草酸与食物中的钙结合形成沉淀物,不利于钙的吸收,A正确;铁是血红蛋白的主要组成成分,血红蛋白的主要作用是运输氧气,缺铁会导致哺乳动物血液运输O2的能力下降,B正确;无机盐不能为生物体提供能量,C错误;植物秸秆燃烧过程中有机物被分解,剩下的灰烬是无机物,D正确。
6.(2019课标全国Ⅲ,29,11分)氮元素是植物生长的必需元素,合理施用氮肥可提高农作物的产量。回答下列问题。
(1)植物细胞内,在核糖体上合成的含氮有机物是 ,在细胞核中合成的含氮有机物是 ,叶绿体中含氮的光合色素是 。
(2)农作物吸收氮元素的主要形式有铵态氮(NH4+)和硝态氮(NO3-)。已知作物甲对同一种营养液(以硝酸铵为唯一氮源) 中 NH4+和 NO3-的吸收具有偏好性(NH4+和 NO3-同时存在时,对一种离子的吸收量大于另一种)。请设计实验对这种偏好性进行验证,要求简要写出实验思路、预期结果和结论。
6.答案 (1)蛋白质 核酸 叶绿素 (2)实验思路:配制营养液(以硝酸铵为唯一氮源),用该营养液培养作物甲,一段时间后,检测营养液中NH4+和NO3-剩余量。预期结果和结论:若营养液中NO3-剩余量小于NH4+剩余量,则说明作物甲偏好吸收NO3-;若营养液中NH4+剩余量小于NO3-剩余量,则说明作物甲偏好吸收NH4+。
解析 (1)细胞内含氮元素的有机物包括蛋白质、核酸、叶绿素等。蛋白质在核糖体上合成;核酸可在细胞核内合成;叶绿体中的光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素,前者的元素组成是C、H、O、N、Mg,后者的元素组成是C、H、O。(2)为探究作物甲对NH4+和NO3-的吸收的偏好性,可以将作物甲培养在以硝酸铵为唯一氮源的营养液中,一段时间后,测量营养液中NH4+和NO3-两种离子的剩余量,若NO3-的剩余量小于NH4+的剩余量,说明作物甲对NO3-的吸收具有偏好性;若NH4+的剩余量小于NO3-的剩余量,说明作物甲对NH4+的吸收具有偏好性。
一、单项选择题
1.科学家对从月球带回的岩石样本进行分析,发现其中包含许多小型含水“玻璃珠”,这为寻找外太空的生命提供了新的希望。除此之外,月壤中也含有很多无机盐。关于组成生物体的元素,以下说法正确的是 ( )
A.非生物界中存在的元素在生物体内都能找到
B.微量元素在生物体内含量虽少,其作用却很重要
C.因为水中没有碳元素,所以碳元素在细胞中的作用并不重要
D.磷脂分子、生长素、DNA、RNA具有相同的组成元素
1.答案 B 生物界中的元素来自非生物界,但非生物界中存在的元素在生物体内不一定都能找到,A错误;在地球生命系统中,组成细胞的最基本元素是碳元素,碳元素在细胞中的作用很重要,C错误;生长素的组成元素有C、H、O、N,磷脂分子、DNA和RNA的组成元素是C、H、O、N、P,D错误。
2.下列关于水的叙述,错误的是 ( )
A.水是极性分子,水分子间可以形成氢键
B.水在常温下能够维持液体状态,具有流动性
C.结合水具有流动性和溶解性,是细胞结构的重要组成部分
D.水有较高的比热容,所以水的温度相对不容易改变
2.答案 C 结合水是与蛋白质、多糖等物质结合的水,不具有流动性和溶解性,C错误。
3.(2020山东等级考试模拟)2019年“世界水日”的宣传主题为“Leaving no one behind”(不让任何一个人掉队)。下列有关生物体内水的叙述,错误的是 ( )
A.细胞中的自由水可在细胞中流动,是良好的溶剂
B.水在病变细胞中以结合水和自由水的形式存在
C.核糖体在代谢过程中能够产生水
D.冬季,植物体内自由水相对含量增多
3.答案 D 冬季,植物体内代谢活动减弱,自由水相对含量减少,D错误。
4.(2020山东枣庄八中月考)下列有关无机盐的说法错误的是 ( )
A.菠菜中铁的含量较高,所以缺铁性贫血患者应该多吃些菠菜
B.含氮的无机盐能促进植物细胞部分的分裂和生长,使枝叶长得繁茂
C.玉米与人体相比,人体内钙的含量较多,其主要原因是人体骨骼、牙齿的重要成分是钙盐
D.用含有少量钙的生理盐水灌注,蛙心脏可持续跳动数小时,否则,蛙心脏不能维持收缩,说明钙盐为蛙心脏的持续跳动提供能量
4.答案 D 用含有少量钙的生理盐水灌注,蛙心脏可持续跳动数小时,否则,蛙心脏不能维持收缩,说明钙盐对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用,D错误。
5.(2020湖南长沙一中月考)小麦幼苗在缺少无机盐X的“完全培养液”中培养一段时间后,出现了叶片发黄的现象。下列有关叙述不正确的是 ( )
A.对照实验应使用含无机盐X的“完全培养液”培养小麦幼苗
B.据实验结果推测无机盐X可能是一种含镁元素的无机盐
C.与正常幼苗相比,该幼苗叶绿体内的NADPH的合成速率增加
D.实验结束时,培养液中某些无机盐离子的浓度可能会增加
5.答案 C 当植物缺镁时,叶绿素合成减少,光反应下降,叶绿体内NADPH的合成速率下降,C错误。
6.(2020河南三市高三联考)锌在植物体内有重要作用,如水稻的“稻缩苗”、玉米的“白芽病”、柑橘的“小叶病”等都与锌的缺失有关。锌是有些酶的组成成分,多数是作为酶的金属活化剂,缺锌时,植物光合作用效率会大大下降。下列说法错误的是 ( )
A.因为锌是叶绿素的组成成分,所以缺锌会引起叶绿素含量降低,导致叶肉和叶绿体结构发生异常
B.锌与其他化学元素相比,它在地壳中的含量很低,但却是植物必需的一种微量元素
C.植物体内的锌主要是根细胞通过主动运输从土壤中吸收的,此过程需要载体蛋白的协助和能量的供应
D.缺锌时,植物光合作用效率下降,可能是锌影响了酶的活性
6.答案 A 镁是叶绿素的主要组成成分,锌是有些酶的组成成分,缺锌时,相关酶活性降低,植物光合作用效率下降,A错误。
7.(2020山东威海高三期中)下列有关实验的叙述正确的是 ( )
A.甘蔗含有较多的糖且近于白色,适用于进行可溶性还原糖的鉴定
B.麦芽糖溶液中先滴加NaOH,再滴加CuSO4后,水浴加热呈现砖红色
C.用双缩脲试剂鉴定煮熟的鸡蛋时,能看到紫色现象出现
D.甘油中滴加苏丹Ⅲ染液呈现橘黄色
7.答案 C 蔗糖为非还原糖,不适用于进行可溶性还原糖的鉴定,A错误;斐林试剂用于鉴定还原糖时要将甲液(质量浓度为0.1 g/mLNaOH)和乙液(质量浓度为0.05 g/mLCuSO4)混合均匀后再加入含样品的试管中,水浴加热呈现砖红色沉淀,B错误;滴加苏丹Ⅲ染液呈现橘黄色的是脂肪,而不是甘油,D错误。
8.(2020北京东城高三二模)有关下表的分析错误的是 ( )
溶液
溶质的元素组成
检测试剂
颜色反应
溶质的基本单位
甲
C、H、O
①
砖红色
葡萄糖
乙
C、H、O、N等
双缩脲试剂
②
③
A.甲可能是麦芽糖溶液
B.①是斐林试剂,使用时需水浴加热
C.乙液可能是一种酶溶液
D.②是紫色,③是核苷酸
8.答案 D 蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应,其基本组成单位是氨基酸,D错误。
二、不定项选择题
9.(2020天津一中月考)生命的物质基础是组成细胞的元素和化合物,图中序号代表不同的化合物,面积不同代表含量不同,其中Ⅰ和Ⅱ代表两大类化合物。请据图分析下列叙述不正确的是 ( )
A.若Ⅳ代表蛋白质,Ⅶ代表糖类或核酸,则Ⅵ代表脂肪
B.细胞干重中含量最多的化合物是Ⅳ
C.人体血浆渗透压的大小主要与Ⅳ和Ⅴ的含量有关
D.Ⅱ中共有的化学元素是C、H、O、N
9.答案 AD 据图示含量可知,Ⅰ为无机物,Ⅱ为有机物,Ⅲ为水,Ⅳ为蛋白质,Ⅴ为无机盐,Ⅵ为脂质,Ⅶ为糖类或核酸,A错误;Ⅱ为有机物,包括蛋白质、糖类、脂质和核酸等,Ⅱ中共有的化学元素是C、H、O,D错误。
10.(2020山东潍坊一中高三月考)如图为对刚收获的种子所做的一系列处理,据图分析有关说法正确的是 ( )
A.①与②具有相同的结构,故萌发能力相同
B.种子萌发时,细胞中③/④的值会增大
C.萌发过程中有机物的消耗导致种子的干重下降
D.萌发的种子细胞中氧原子数目最多
10.答案 BC ②种子丧失了结合水,不能再萌发,A错误;种子萌发时,自由水旺盛,细胞中③/④的值会增大,B正确;种子萌发过程中消耗有机物,但又不能进行光合作用制造有机物,所以种子干重下降,C正确;萌发的种子中含量最多的化合物是水,所以数目最多的元素是H,D错误。
11.(2020山东潍坊寿光一中高三月考)无机盐对于细胞和生物体的生命活动有重要作用,下列相关叙述错误的是 ( )
A.磷是构成ATP、RNA等重要化合物所必需的
B.过量摄入钠盐会导致血浆中抗利尿激素含量降低
C.血钾浓度轻度升高会导致静息电位的绝对值减小
D.长时间剧烈运动会导致血钙浓度下降,引起抽搐
11.答案 B ATP、RNA等重要化合物都含磷元素,A正确;过量摄入钠盐会导致血浆渗透压升高,促进抗利尿激素的合成和分泌,B错误;血钾浓度轻度升高,钾离子外流减少,导致静息电位的绝对值减小,C正确;长时间剧烈运动会导致血钙浓度下降,血钙过低引起抽搐,D正确。
12.(2020山东潍坊一中期末)学校生物兴趣小组尝试用化学试剂检测生物组织中的糖类,制备了某苹果不同发育时期的三种提取液:①青苹果绿色的匀浆;②浅黄色澄清的匀浆;③浅红色混浊的匀浆。下列有关叙述错误的是 ( )
A.在苹果提取液中加入果胶酶能提高其澄清度
B.与提取液①②相比,③更适合用于检测苹果中的还原糖
C.检测还原糖时,斐林试剂甲液和乙液等量混合均匀后再注入
D.提取液①加碘液显蓝色是因为被其他溶液污染
12.答案 BD 果胶酶能催化细胞壁中果胶的水解,故在苹果提取液中加入果胶酶能提高其澄清度和出汁率,A正确;与提取液①②相比,③不适合用于检测苹果中的还原糖,B错误;检测还原糖时,斐林试剂甲液和乙液需要先等量混合均匀后再注入,即斐林试剂需要现配现用,C正确;提取液①加碘液显蓝色是因为其含有淀粉,D错误。
三、非选择题
13.(2020四川绵阳南山中学高三月考)C、H、O、N、P、S在玉米细胞(干)和人体细胞(干)以及活细胞中的含量(%)如下表,请分析回答问题:
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
人体细胞(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,发生这种差异的原因是活细胞中含量最多的化合物是 。玉米细胞和人体细胞中所具有的蛋白质种类有所不同,其根本原因是 。
(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体细胞(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)水在生命活动中具有极其重要的作用,细胞内含水量的多少直接影响细胞的代谢。
①干种子吸水后,自由水比例大幅度增加,会导致细胞中新陈代谢速率明显加快,原因是 (至少答两点);
②黄豆种子浸泡约一周时间,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减少,种类增多,其原因是黄豆 。
13.答案 (1)水 两种生物细胞(核)中所储存的遗传信息不同 (2)糖类 C、H、O (3)自由水是细胞内的良好溶剂,许多生物化学反应需要水的参与,自由水还参与生物体内的物质运输 进行细胞呼吸,消耗有机物,产生许多中间代谢物
14.(2020山东德州期末)枣有“百果之王”的美称,成熟时枣出现裂果会影响枣的品质和产量。为研究枣裂果出现的原因,某兴趣小组测定了枣在生长发育过程中果皮细胞的细胞壁结构物质含量的变化,测定结果如图所示。
(1)构成纤维素的基本单位是 。据图推断,在成熟期,出现裂果的原因可能是 。
(2)有研究表明,在枣果实迅速增长期,Ca与果胶结合形成钙盐,能够增强细胞壁的弹性,使果皮有较强的抗裂能力,从而有效降低裂果率。该实例说明无机盐的作用是 。
(3)防素是生产上常用的叶面肥,主要成分为有机钙和无机钙,能有效降低裂果率。设计实验验证防素具有降低枣裂果率的作用,写出简要的实验思路和预期实验结果。
。
14.答案 (1)葡萄糖 纤维素和果胶是细胞壁的主要组成成分,二者含量下降,细胞壁的支持和保护作用减弱,枣果皮韧性降低,容易裂果 (2)细胞某些复杂化合物的重要组成成分 (3)实验思路:取若干长势相同的枣树,平均分成A、B两组,在迅速生长期A组喷洒一定量适宜浓度的防素,B组喷洒等量的蒸馏水,在成熟期进行裂果率统计。预期结果:A组裂果率低于B组裂果率
解析 (1)纤维素是多糖,其基本组成单位是葡萄糖;从图中可看出随着纤维素和果胶的含量降低,裂果率增加,所以可能的原因是纤维素和果胶是细胞壁的主要组成成分,二者含量下降,细胞壁的支持和保护作用减弱,枣果皮韧性降低,容易出现裂果。(2)Ca与果胶结合形成钙盐,说明无机盐是细胞某些复杂化合物的重要组成成分。(3)该实验的目的是验证防素具有降低枣裂果率的作用,自变量是防素,因变量是裂果率,设计实验思路:取若干长势相同的枣树,平均分成A、B两组,在迅速生长期A组喷洒一定量适宜浓度的防素,B组喷洒等量的蒸馏水,在成熟期进行裂果率统计。从图中可看出,随着果实不断成熟,纤维素和果胶含量降低,而裂果率增加,故预期结果是A组裂果率低于B组裂果率。
15.为了研究在大豆种子萌发和生长过程中糖类和蛋白质的相互关系,某研究小组在25 ℃、黑暗、无菌、湿润的条件下进行实验,然后测定在不同时间种子和幼苗中相关物质的含量,结果如图所示:
(1)在观察时间内,图中可溶性糖含量的变化是 。总糖含量变化是 ,蛋白质含量的变化是 。
(2)如果在同样条件下继续培养,预测图中曲线的最终变化趋势是 ,其原因是 。
(3)在上述定量测定之前,进行了蛋白质含量变化的预实验,请填充实验原理;判断实验步骤中画线部分是否正确,并更正错误之处;写出实验结果。
①实验原理:蛋白质 ,其颜色深浅与蛋白质含量成正比。
②实验步骤
Ⅰ:将三份等量大豆种子分别萌发1、5、9天后取出,各加入适量蒸馏水,研碎、提取、定容后离心得到蛋白质制备液;
Ⅱ:取3支试管,编号1、2、3,分别加入等量的萌发1、5、9天的蛋白质制备液;
Ⅲ:在上述试管中各加入等量的双缩脲试剂A液和B
a
液按比例配制的混合液,振荡均匀后,在沸水浴中加热观察颜色变化。
b
a: 。
b: 。
③实验结果: 。
(4)大豆细胞中含量最多的化合物是 ,其在大豆种子萌发过程中的存在形式主要是 ,判断理由是 。
15.答案 (1)先增加,然后保持相对稳定 下降 上升
(2)都下降 黑暗条件下无光合作用并且细胞呼吸消耗有机物
(3)①与双缩脲试剂作用产生紫色反应
②a:错误。更正:先加双缩脲试剂A液,混合均匀后,再加入双缩脲试剂B液
b:错误。更正:不加热直接观察颜色变化
③1、2、3号试管中紫色依次加深
(4)水 自由水 萌发大豆种子代谢旺盛,自由水含量增多
解析 (1)在观察时间内,蛋白质含量上升,总糖含量下降,可溶性糖含量先增加,然后保持相对稳定。(2)幼苗在黑暗环境中只进行细胞呼吸,不进行光合作用,消耗有机物,随时间的推移有机物的总量下降。(3)蛋白质与双缩脲试剂反应呈紫色。在用双缩脲试剂检测蛋白质时,先加A液1 mL摇匀,再加B液4滴,振荡,可观察到检测液呈紫色。(4)大豆细胞中含量最多的化合物是水,在大豆种子萌发的过程中,水主要以自由水的形式存在,萌发的大豆种子代谢活动旺盛,与细胞内自由水的含量增加有关。
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