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江苏版高考生物总复习第1单元走近细胞与细胞的分子组成第2讲细胞中的元素和化合物细胞中的无机物课件
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这是一份江苏版高考生物总复习第1单元走近细胞与细胞的分子组成第2讲细胞中的元素和化合物细胞中的无机物课件，共60页。
1.细胞中的元素(1)元素的来源、分类依据和存在形式
考点一 细胞中的元素和化合物
(2)生物界和非生物界在元素种类和含量上的关系
3.正确区分鲜重、干重的元素和化合物的含量
1.Ca、Mg、Fe、Mn、Cu是组成细胞的微量元素。 ( )2.细胞中的微量元素因含量极少从而不如大量元素重要。 ( )3.在人体活细胞中氢原子的数目最多。 ( )4.组成细胞的元素都是以化合物的形式存在。 ( )5.所有细胞中化合物的含量都是一样的。 ( )
根据教材图表,回答问题。(1)分析图表,地壳和细胞中的元素构成的相同点是 ;不同点是 。(2)组成细胞的元素在地壳中都能找到,这是因为 。(3)对比图2-1和图2-2,在人体细胞干重和细胞鲜重上含量占前四的元素分别是什么: 。
(4)C、H、N三种元素在人体的化学成分中,质量分数共占73%左右(占细胞 干重的百分比),而在地壳的化学成分中,质量分数不到1%,这一事实说明 。(5)细胞内的氮元素含量明显高于地壳,据此可以推论:最大可能是因为细胞 内的大分子有机化合物—— 的含量较高。
提示:(1)组成地壳和细胞中的元素的种类基本相同 同一种元素的含量相差 很大(2)生物体有选择地从无机自然界获取各种物质来组成自身(3)C>O>N>H、O>C>H>N(4)生物界与非生物界具有差异性(5)蛋白质
考向一 细胞中元素的含量、种类及作用1.(2020江苏南通调研)下列有关细胞中元素和化合物的说法,错误的是 ( )A.细胞中基本的元素是C、H、O、N,其中最基本的元素是CB.ATP、胰岛素、DNA的组成元素中都有C、H、O、N、PC.在线粒体、叶绿体、核糖体和细胞核中均含有RNA分子D.纤维素水解后的单体为葡萄糖,蛋白质水解后的单体是氨基酸
解析 细胞中基本元素是C、H、O、N,其中最基本的元素是C,A正确; 胰岛素的化学本质是蛋白质,不含P,B错误;线粒体、叶绿体、核糖体和细胞 核中均有RNA,C正确;纤维素的基本组成单位为葡萄糖,蛋白质的基本组成单 位为氨基酸,D正确。
2.(2020江苏七市调研)下列有关人体细胞中元素和化合物的叙述,正确的是 ( )A.C元素在活细胞中含量最多B.Na+在细胞内的含量远比细胞外高C.血红蛋白中含有Fe元素D.不同组织细胞中mRNA的种类完全相同
解析 C是构成细胞的最基本元素,但人体活细胞(鲜重)中含量最多的元 素是O元素,A错误;Na+在细胞内的含量远低于细胞外,B错误;血红蛋白的核 心区域含有F ,可参与血红蛋白的合成,C正确;由于基因进行了选择性表达,因此不同组织细胞中mRNA的种类不完全相同,D错误。
题后悟道·归纳 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 细胞中的元素和化合物3.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、CB.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
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;若乙表示细胞干重,则A化合物是蛋白质,B正确;若乙表示细胞鲜重,则A 化合物为水,在细胞内主要存在于细胞内液中,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。
4.N元素是生物体内必需的大量元素。下列有关N元素的说法中,不正确的是 ( )A.人体细胞干重中,N元素所占百分比仅低于C和OB.蛋白质中的N元素主要存在于氨基中C.N元素可参与ATP、叶绿素和磷脂分子的组成D.N元素在动物、植物体内的含量存在差异
解析 蛋白质中的N元素主要存在于肽键中,B错误。
考点二 细胞中的无机物
1.细胞中的水(1)细胞中水的存在形式和功能
(2)水的含量及特点①水是活细胞中含量 的化合物。②不同生物体内的含水量差异很大,如水生生物含水量 (填“>”或 “<”)陆生生物含水量。③同一生物体不同生长发育阶段含水量不同,如幼儿 成年;幼嫩部分 (填“>”或“<”)成熟部分。④同一生物体的不同细胞中,含水量不同,如代谢旺盛的细胞 (填 “>”或“<”)代谢缓慢的细胞。
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
1.自由水和结合水是细胞结构的重要组成成分。 ( )2.贮藏中的种子不含水分以保持休眠状态。 ( )3.入冬后气温下降,植物体内自由水含量相对增多。 ( )4.缺铁会导致血红蛋白合成障碍,引起缺铁性贫血症。 ( )5.哺乳动物血液中钙离子含量太低,会出现抽搐等症状。( )
1.在光合作用中水能发挥哪些作用。(答出两点即可)提示:参与光反应;作为良好溶剂;运输各种物质等。
2.分析Na+、K+对细胞内外渗透压大小所起的作用。提示:Na+是维持细胞外液渗透压的主要离子,而K+是维持细胞内液渗透压的 主要离子。
3.对于患急性肠炎的病人,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。
4.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。
1.衍射法归纳细胞中的水
2.常考无机盐功能归纳
3.验证某种矿质元素是否是植物生长的必需元素的实验方案(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)实验成功的关键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盐的目的是二次对照,使实验组前后形成对照,以增强说服力。③该方案也可用于验证某种矿质元素的生理功能。
考向一 细胞中的水1.(2020江苏如皋期中)下列有关生物体内水和无机盐的叙述,正确的是 ( )A.若不同种生物细胞的自由水和结合水的比值相同,则它们的代谢强度也相 同B.癌变细胞和衰老细胞内的水分减少,新陈代谢速率减慢C.给水中毒患者注射质量分数为1.8%的盐水,是为了降低细胞外液的渗透压D.血浆pH能维持相对稳定,与它含有的HC 、HP 等离子有关
解析 不同种生物细胞的自由水和结合水的比值相同,它们的代谢强度 不一定相同,还与温度等因素有关,A错误;衰老细胞内的水分减少,新陈代谢 速率减慢,而癌变细胞新陈代谢速度加快,B错误;水中毒患者由于饮水过多, 细胞外液渗透压下降,注射质量分数为1.8%的盐水,是为了升高细胞外液的渗 透压,C错误;HC 、HP 等离子与维持内环境的酸碱平衡有关,D正确。
2.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.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.点燃后产生的CO2中的C只来自种子的糖类
解析 晒干失去的是自由水,而烘干时,失去的是结合水,④和⑤是同一种 物质,但是在细胞中存在形式不同,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,种子浸泡后不能 萌发,B错误;③为种子燃烧后剩余的灰烬,主要为无机盐,其在生物体内主要 以离子的形式存在,C错误;点燃后产生的CO2中的C来自种子中的糖类、脂 质、蛋白质等有机物,D错误。
题后悟道·归纳 自由水与结合水的比值和细胞代谢的关系
考向二 无机盐的功能3.(2020江苏盐城中学测试)下列关于无机盐的叙述,正确的是(多选) ( )A.运动员饮料中含K+、Na+较多,主要与补充因大量出汗带走的K+、Na+有关B.叶绿素含镁、血红蛋白含铁,说明无机盐在细胞内主要是以化合物的形式 存在C.细胞合成ATP、DNA、激素、核糖等物质时均需要磷酸盐D.植物对不同无机盐吸收情况不同,反映无机盐在生物体中含量的差异性
解析 叶绿素含镁、血红蛋白含铁,说明无机盐是细胞中某些复杂化 合物的重要组成成分,而无机盐在细胞内主要以离子形式存在,B错误;核糖只 含有C、H、O,不含P,C错误。
4.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。下列有关叙述错误的是 ( )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
解析 本实验的自变量是有无无机盐X,实验组缺乏无机盐X,对照组应 使用含无机盐X的完全培养液培养小麦幼苗,A正确;将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,根据这一 现象推测无机盐X可能是一种含镁元素的无机盐,原因是镁元素是构成叶绿 素的必需元素,B正确;当植物缺镁时,叶绿素合成减少,光反应减弱,叶绿体内 NADPH的合成速率下降,C错误;植物吸收无机盐具有选择性,当植物吸收水 大于吸收某种无机盐时,实验结束时培养液中某种无机盐离子浓度可能会增 加,D正确。
实验 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1.检测原理(1)糖类的检测①还原糖+ 。②淀粉+碘液 。(2)脂肪的检测:脂肪+ (3)蛋白质的检测:蛋白质+ 紫色。
2.实验步骤(1)还原糖的检测
(2)脂肪的检测方法一:花生种子匀浆+3滴苏丹Ⅲ染液→橘黄色方法二:
1.斐林试剂使用时需提前按比例配好。 ( )2.观察花生子叶中脂肪时,需用蒸馏水洗去浮色,再进行观察。 ( )3.双缩脲试剂A、B先后加入待测溶液,水浴加热后显示紫色。 ( )4.斐林试剂与双缩脲试剂的组成成分完全相同,浓度不同。 ( )
1.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 呈现什么颜色?请加以分析。提示:呈蓝色,斐林试剂呈蓝色,经50~65 ℃水浴加热后才能出现砖红色沉淀, 若未经水浴加热,会呈现斐林试剂的蓝色。
2.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,对吗?提示:不对。若出现砖红色沉淀,只能证明样液中含有“还原糖”,但不能具 体证明是哪种还原糖。
3.如图为某种物质鉴定方案,若溶液中果真有被检测的物质,则右侧试管“摇 匀后”变成何种颜色?若在加入“某试剂”前,先向该试管内加入被测物质 的“水解酶”,然后继续图示操作,是否还可能呈现颜色反应?为什么? 提示:紫色。是。若被检测物质为蛋白质,当加入蛋白酶(本质为蛋白质)后其 水解产物若为“肽”类,多肽和水解酶可与双缩脲试剂产生颜色反应(呈紫 色),若水解产物为氨基酸,水解酶仍可与双缩脲试剂产生颜色反应。
1.区分斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同”
(1)鉴定还原糖时使用的斐林试剂要现配现用的原因:斐林试剂很不稳定,容 易产生蓝色的Cu(OH)2沉淀。(2)鉴定蛋白质时,加入双缩脲试剂B液后,如果没有产生明显的紫色反应,可能 的原因:加入的双缩脲试剂B液过量,CuSO4在碱性溶液中生成大量的蓝色Cu(OH)2絮状沉淀,会遮蔽实验中所产生的紫色,影响观察结果。(3)斐林试剂甲液和双缩脲试剂A液完全相同,将斐林试剂乙液用蒸馏水稀释 5倍后便成为双缩脲试剂B液,可用于蛋白质的鉴定。
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50~65 ℃水浴加热,一般不能用酒精 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——脂肪检测,用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色。
3.实验中应注意的4个要点(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观察。(2)由于苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液易溶于酒精,故可用体积分数为50%的酒精洗去 浮色。(3)蛋白质鉴定中,若用大豆作材料,必须提前浸泡;若用蛋清作材料,必须稀释, 防止其附着在试管上不易刷洗。(4)物质鉴定实验一般可预留部分样液作对照实验,若需进一步设立对照实 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 入稀释的鸡蛋清溶液。
考向一 教材基础实验1.(2020江苏无锡高三期中)下列关于检测生物组织中化合物实验的叙述,正 确的是 ( )A.向淀粉溶液中加入碘液,反应后呈橙黄色B.向葡萄糖溶液中加入斐林试剂,加热后呈砖红色C.向蛋清液中加入双缩脲试剂A液,加热后溶液呈紫色D.用苏丹Ⅲ染液处理花生子叶切片,观察到油滴呈蓝色
解析 向淀粉溶液中加入碘液,反应后呈蓝色,A错误;葡萄糖属于还原糖, 加入斐林试剂并水浴加热后产生砖红色沉淀,B正确;蛋清液中富含蛋白质,先 加入双缩脲试剂A液,再加入双缩脲试剂B液,不需要加热,产生紫色反应,C错 误;用苏丹Ⅲ染液处理花生子叶切片,观察到油滴呈橘黄色,D错误。
2.下列关于食品安全问题的探究实验设计的描述,正确的是( )
解析 脂肪能被苏丹Ⅳ染液染成红色,因此实验结论为该“色拉油”含 有脂肪,A错误;蛋白质能与双缩脲试剂发生紫色反应,但无法通过该反应判断 其含量,B错误;淀粉遇碘液变蓝,某“奶片”用碘液检测后出现蓝色,说明该 “奶片”含有淀粉,但不能说明该“奶片”不含蛋白质,C错误;葡萄糖属于还 原糖,可与斐林试剂在水浴加热的条件下生成砖红色沉淀,D正确。
考向二 拓展实验3.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: 。
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
解析 (1)检测还原糖用斐林试剂,若待检样品中不含还原糖,加入斐林试剂 后呈现的是斐林试剂的颜色即蓝色。(2)通过两两组合的方法,当淀粉溶液与 淀粉酶混合后,在适宜条件下生成还原糖,利用斐林试剂可将这两种物质与蔗 糖溶液区分开,即可将蔗糖溶液鉴别出来。再根据蛋白质加热变性的原理,对 剩下的两种物质加热煮沸。若被加热的是淀粉酶,则其与淀粉溶液混合后,淀 粉不能被分解产生还原糖;若被加热的是淀粉溶液,则其与淀粉酶混合后,淀 粉被分解产生还原糖,用斐林试剂检测后会出现砖红色沉淀。
4.(2020江苏淮阴中学阶段检测)取成熟到第2天和第4天的等量香蕉果肉,分 别加等量的蒸馏水制成提取液,然后在a、c试管中各加5 mL第2天的提取液, 在b、d试管中各加5 mL第4天的提取液。如图在a、b试管中各加入等量碘 液,在c、d试管中各加入等量的斐林试剂,水溶加热。观察比较颜色变化,结 果是 ( )
A.a、b试管呈蓝色,且a比b颜色浅;c、d试管呈砖红色,且c比d颜色浅B.a、b试管呈蓝色,且a比b颜色深;c、d试管呈砖红色,且c比d颜色浅C.a、b试管呈蓝色,且a比b颜色浅;c、d试管呈砖红色,且c比d颜色深D.a、b试管呈蓝色,且a比b颜色深;c、d试管呈砖红色,且c比d颜色深
答案 B 香蕉果实成熟过程中,淀粉经代谢转化为有甜味的可溶性还原 糖。随着时间的延长,淀粉的含量逐渐降低,而还原糖的含量逐渐升高,因此 香蕉逐渐变甜。所以试管a、c中含淀粉的量多,还原糖含量少;试管b、d中淀 粉含量少,还原糖含量多。在a、b试管中各加入等量碘液,在c、d试管中各加 入等量的斐林试剂,水浴加热,可观察到a、b呈蓝色,a颜色较b深;c、d呈砖红 色,d颜色较c深。
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
解析 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
解析 根细胞中的K+不能以自由扩散的方式进出细胞,因为K+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,进而发生渗透吸水,故会引起外界溶液中的水进入细胞的量多 于出细胞的量,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
解析 淀粉遇碘液呈蓝色,A正确;葡萄糖与斐林试剂经水浴加热呈砖红 色,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,D错误。
4.(2018江苏单科,17,2分)关于还原糖、蛋白质和DNA 的鉴定实验,下列叙述 正确的是 ( )A.在甘蔗茎的组织样液中加入双缩脲试剂,温水浴后液体由蓝色变成砖红色B.在大豆种子匀浆液中加入斐林试剂,液体由蓝色变成紫色C.提取DNA时,在切碎的洋葱中加入适量洗涤剂和食盐,充分研磨,过滤并弃 去滤液D.将DNA粗提物溶解在2 ml/L NaCl溶液中,加入二苯胺试剂, 沸水浴后液体 由无色变成蓝色
解析 检测还原糖,用斐林试剂,需要水浴加热,出现砖红色沉淀,甘蔗茎 中主要含蔗糖,蔗糖为非还原糖,一般不用于还原糖的检测,A错误;检测蛋白 质,用双缩脲试剂,B错误;提取DNA时,加入适量洗涤剂可以破坏细胞膜,释放 DNA,DNA溶解在食盐溶液中,经充分研磨,过滤并保留滤液,C错误;检测 DNA,用二苯胺试剂,沸水浴后出现蓝色,D正确。
5.(2019江苏单科,30,8分)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 试剂,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淀粉酶作用的结果,设计了如下实验:在1 ~4号试管中分别加入相应的提取液和溶液(如图所示),40 ℃温育30 min后,分 别加入斐林试剂并60 ℃水浴加热,观察试管内颜色变化。请继续以下分析:
①设置试管1作为对照,其主要目的是 。②试管2中应加入的X是 的提取液。③预测试管3中的颜色变化是 。若试管4未出现预期结果(其他试管中结果符合预期),则最可能的原因是 。
答案 (1)双缩脲 ①②③ (2)碘液 玉米发芽过程中胚乳的淀粉逐渐减少 (3)①排除用于实验的淀粉溶液中含有还原性糖 ②发芽前玉米 ③蓝色 →砖红色 淀粉酶已失活
1.细胞中的元素(1)元素的来源、分类依据和存在形式
考点一 细胞中的元素和化合物
(2)生物界和非生物界在元素种类和含量上的关系
3.正确区分鲜重、干重的元素和化合物的含量
1.Ca、Mg、Fe、Mn、Cu是组成细胞的微量元素。 ( )2.细胞中的微量元素因含量极少从而不如大量元素重要。 ( )3.在人体活细胞中氢原子的数目最多。 ( )4.组成细胞的元素都是以化合物的形式存在。 ( )5.所有细胞中化合物的含量都是一样的。 ( )
根据教材图表,回答问题。(1)分析图表,地壳和细胞中的元素构成的相同点是 ;不同点是 。(2)组成细胞的元素在地壳中都能找到,这是因为 。(3)对比图2-1和图2-2,在人体细胞干重和细胞鲜重上含量占前四的元素分别是什么: 。
(4)C、H、N三种元素在人体的化学成分中,质量分数共占73%左右(占细胞 干重的百分比),而在地壳的化学成分中,质量分数不到1%,这一事实说明 。(5)细胞内的氮元素含量明显高于地壳,据此可以推论:最大可能是因为细胞 内的大分子有机化合物—— 的含量较高。
提示:(1)组成地壳和细胞中的元素的种类基本相同 同一种元素的含量相差 很大(2)生物体有选择地从无机自然界获取各种物质来组成自身(3)C>O>N>H、O>C>H>N(4)生物界与非生物界具有差异性(5)蛋白质
考向一 细胞中元素的含量、种类及作用1.(2020江苏南通调研)下列有关细胞中元素和化合物的说法,错误的是 ( )A.细胞中基本的元素是C、H、O、N,其中最基本的元素是CB.ATP、胰岛素、DNA的组成元素中都有C、H、O、N、PC.在线粒体、叶绿体、核糖体和细胞核中均含有RNA分子D.纤维素水解后的单体为葡萄糖,蛋白质水解后的单体是氨基酸
解析 细胞中基本元素是C、H、O、N,其中最基本的元素是C,A正确; 胰岛素的化学本质是蛋白质,不含P,B错误;线粒体、叶绿体、核糖体和细胞 核中均有RNA,C正确;纤维素的基本组成单位为葡萄糖,蛋白质的基本组成单 位为氨基酸,D正确。
2.(2020江苏七市调研)下列有关人体细胞中元素和化合物的叙述,正确的是 ( )A.C元素在活细胞中含量最多B.Na+在细胞内的含量远比细胞外高C.血红蛋白中含有Fe元素D.不同组织细胞中mRNA的种类完全相同
解析 C是构成细胞的最基本元素,但人体活细胞(鲜重)中含量最多的元 素是O元素,A错误;Na+在细胞内的含量远低于细胞外,B错误;血红蛋白的核 心区域含有F ,可参与血红蛋白的合成,C正确;由于基因进行了选择性表达,因此不同组织细胞中mRNA的种类不完全相同,D错误。
题后悟道·归纳 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 细胞中的元素和化合物3.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、CB.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
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;若乙表示细胞干重,则A化合物是蛋白质,B正确;若乙表示细胞鲜重,则A 化合物为水,在细胞内主要存在于细胞内液中,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。
4.N元素是生物体内必需的大量元素。下列有关N元素的说法中,不正确的是 ( )A.人体细胞干重中,N元素所占百分比仅低于C和OB.蛋白质中的N元素主要存在于氨基中C.N元素可参与ATP、叶绿素和磷脂分子的组成D.N元素在动物、植物体内的含量存在差异
解析 蛋白质中的N元素主要存在于肽键中,B错误。
考点二 细胞中的无机物
1.细胞中的水(1)细胞中水的存在形式和功能
(2)水的含量及特点①水是活细胞中含量 的化合物。②不同生物体内的含水量差异很大,如水生生物含水量 (填“>”或 “<”)陆生生物含水量。③同一生物体不同生长发育阶段含水量不同,如幼儿 成年;幼嫩部分 (填“>”或“<”)成熟部分。④同一生物体的不同细胞中,含水量不同,如代谢旺盛的细胞 (填 “>”或“<”)代谢缓慢的细胞。
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
1.自由水和结合水是细胞结构的重要组成成分。 ( )2.贮藏中的种子不含水分以保持休眠状态。 ( )3.入冬后气温下降,植物体内自由水含量相对增多。 ( )4.缺铁会导致血红蛋白合成障碍,引起缺铁性贫血症。 ( )5.哺乳动物血液中钙离子含量太低,会出现抽搐等症状。( )
1.在光合作用中水能发挥哪些作用。(答出两点即可)提示:参与光反应;作为良好溶剂;运输各种物质等。
2.分析Na+、K+对细胞内外渗透压大小所起的作用。提示:Na+是维持细胞外液渗透压的主要离子,而K+是维持细胞内液渗透压的 主要离子。
3.对于患急性肠炎的病人,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。
4.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。
1.衍射法归纳细胞中的水
2.常考无机盐功能归纳
3.验证某种矿质元素是否是植物生长的必需元素的实验方案(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)实验成功的关键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盐的目的是二次对照,使实验组前后形成对照,以增强说服力。③该方案也可用于验证某种矿质元素的生理功能。
考向一 细胞中的水1.(2020江苏如皋期中)下列有关生物体内水和无机盐的叙述,正确的是 ( )A.若不同种生物细胞的自由水和结合水的比值相同,则它们的代谢强度也相 同B.癌变细胞和衰老细胞内的水分减少,新陈代谢速率减慢C.给水中毒患者注射质量分数为1.8%的盐水,是为了降低细胞外液的渗透压D.血浆pH能维持相对稳定,与它含有的HC 、HP 等离子有关
解析 不同种生物细胞的自由水和结合水的比值相同,它们的代谢强度 不一定相同,还与温度等因素有关,A错误;衰老细胞内的水分减少,新陈代谢 速率减慢,而癌变细胞新陈代谢速度加快,B错误;水中毒患者由于饮水过多, 细胞外液渗透压下降,注射质量分数为1.8%的盐水,是为了升高细胞外液的渗 透压,C错误;HC 、HP 等离子与维持内环境的酸碱平衡有关,D正确。
2.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.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.点燃后产生的CO2中的C只来自种子的糖类
解析 晒干失去的是自由水,而烘干时,失去的是结合水,④和⑤是同一种 物质,但是在细胞中存在形式不同,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,种子浸泡后不能 萌发,B错误;③为种子燃烧后剩余的灰烬,主要为无机盐,其在生物体内主要 以离子的形式存在,C错误;点燃后产生的CO2中的C来自种子中的糖类、脂 质、蛋白质等有机物,D错误。
题后悟道·归纳 自由水与结合水的比值和细胞代谢的关系
考向二 无机盐的功能3.(2020江苏盐城中学测试)下列关于无机盐的叙述,正确的是(多选) ( )A.运动员饮料中含K+、Na+较多,主要与补充因大量出汗带走的K+、Na+有关B.叶绿素含镁、血红蛋白含铁,说明无机盐在细胞内主要是以化合物的形式 存在C.细胞合成ATP、DNA、激素、核糖等物质时均需要磷酸盐D.植物对不同无机盐吸收情况不同,反映无机盐在生物体中含量的差异性
解析 叶绿素含镁、血红蛋白含铁,说明无机盐是细胞中某些复杂化 合物的重要组成成分,而无机盐在细胞内主要以离子形式存在,B错误;核糖只 含有C、H、O,不含P,C错误。
4.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。下列有关叙述错误的是 ( )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
解析 本实验的自变量是有无无机盐X,实验组缺乏无机盐X,对照组应 使用含无机盐X的完全培养液培养小麦幼苗,A正确;将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,根据这一 现象推测无机盐X可能是一种含镁元素的无机盐,原因是镁元素是构成叶绿 素的必需元素,B正确;当植物缺镁时,叶绿素合成减少,光反应减弱,叶绿体内 NADPH的合成速率下降,C错误;植物吸收无机盐具有选择性,当植物吸收水 大于吸收某种无机盐时,实验结束时培养液中某种无机盐离子浓度可能会增 加,D正确。
实验 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1.检测原理(1)糖类的检测①还原糖+ 。②淀粉+碘液 。(2)脂肪的检测:脂肪+ (3)蛋白质的检测:蛋白质+ 紫色。
2.实验步骤(1)还原糖的检测
(2)脂肪的检测方法一:花生种子匀浆+3滴苏丹Ⅲ染液→橘黄色方法二:
1.斐林试剂使用时需提前按比例配好。 ( )2.观察花生子叶中脂肪时,需用蒸馏水洗去浮色,再进行观察。 ( )3.双缩脲试剂A、B先后加入待测溶液,水浴加热后显示紫色。 ( )4.斐林试剂与双缩脲试剂的组成成分完全相同,浓度不同。 ( )
1.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 呈现什么颜色?请加以分析。提示:呈蓝色,斐林试剂呈蓝色,经50~65 ℃水浴加热后才能出现砖红色沉淀, 若未经水浴加热,会呈现斐林试剂的蓝色。
2.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,对吗?提示:不对。若出现砖红色沉淀,只能证明样液中含有“还原糖”,但不能具 体证明是哪种还原糖。
3.如图为某种物质鉴定方案,若溶液中果真有被检测的物质,则右侧试管“摇 匀后”变成何种颜色?若在加入“某试剂”前,先向该试管内加入被测物质 的“水解酶”,然后继续图示操作,是否还可能呈现颜色反应?为什么? 提示:紫色。是。若被检测物质为蛋白质,当加入蛋白酶(本质为蛋白质)后其 水解产物若为“肽”类,多肽和水解酶可与双缩脲试剂产生颜色反应(呈紫 色),若水解产物为氨基酸,水解酶仍可与双缩脲试剂产生颜色反应。
1.区分斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同”
(1)鉴定还原糖时使用的斐林试剂要现配现用的原因:斐林试剂很不稳定,容 易产生蓝色的Cu(OH)2沉淀。(2)鉴定蛋白质时,加入双缩脲试剂B液后,如果没有产生明显的紫色反应,可能 的原因:加入的双缩脲试剂B液过量,CuSO4在碱性溶液中生成大量的蓝色Cu(OH)2絮状沉淀,会遮蔽实验中所产生的紫色,影响观察结果。(3)斐林试剂甲液和双缩脲试剂A液完全相同,将斐林试剂乙液用蒸馏水稀释 5倍后便成为双缩脲试剂B液,可用于蛋白质的鉴定。
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50~65 ℃水浴加热,一般不能用酒精 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——脂肪检测,用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色。
3.实验中应注意的4个要点(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观察。(2)由于苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液易溶于酒精,故可用体积分数为50%的酒精洗去 浮色。(3)蛋白质鉴定中,若用大豆作材料,必须提前浸泡;若用蛋清作材料,必须稀释, 防止其附着在试管上不易刷洗。(4)物质鉴定实验一般可预留部分样液作对照实验,若需进一步设立对照实 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 入稀释的鸡蛋清溶液。
考向一 教材基础实验1.(2020江苏无锡高三期中)下列关于检测生物组织中化合物实验的叙述,正 确的是 ( )A.向淀粉溶液中加入碘液,反应后呈橙黄色B.向葡萄糖溶液中加入斐林试剂,加热后呈砖红色C.向蛋清液中加入双缩脲试剂A液,加热后溶液呈紫色D.用苏丹Ⅲ染液处理花生子叶切片,观察到油滴呈蓝色
解析 向淀粉溶液中加入碘液,反应后呈蓝色,A错误;葡萄糖属于还原糖, 加入斐林试剂并水浴加热后产生砖红色沉淀,B正确;蛋清液中富含蛋白质,先 加入双缩脲试剂A液,再加入双缩脲试剂B液,不需要加热,产生紫色反应,C错 误;用苏丹Ⅲ染液处理花生子叶切片,观察到油滴呈橘黄色,D错误。
2.下列关于食品安全问题的探究实验设计的描述,正确的是( )
解析 脂肪能被苏丹Ⅳ染液染成红色,因此实验结论为该“色拉油”含 有脂肪,A错误;蛋白质能与双缩脲试剂发生紫色反应,但无法通过该反应判断 其含量,B错误;淀粉遇碘液变蓝,某“奶片”用碘液检测后出现蓝色,说明该 “奶片”含有淀粉,但不能说明该“奶片”不含蛋白质,C错误;葡萄糖属于还 原糖,可与斐林试剂在水浴加热的条件下生成砖红色沉淀,D正确。
考向二 拓展实验3.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: 。
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
解析 (1)检测还原糖用斐林试剂,若待检样品中不含还原糖,加入斐林试剂 后呈现的是斐林试剂的颜色即蓝色。(2)通过两两组合的方法,当淀粉溶液与 淀粉酶混合后,在适宜条件下生成还原糖,利用斐林试剂可将这两种物质与蔗 糖溶液区分开,即可将蔗糖溶液鉴别出来。再根据蛋白质加热变性的原理,对 剩下的两种物质加热煮沸。若被加热的是淀粉酶,则其与淀粉溶液混合后,淀 粉不能被分解产生还原糖;若被加热的是淀粉溶液,则其与淀粉酶混合后,淀 粉被分解产生还原糖,用斐林试剂检测后会出现砖红色沉淀。
4.(2020江苏淮阴中学阶段检测)取成熟到第2天和第4天的等量香蕉果肉,分 别加等量的蒸馏水制成提取液,然后在a、c试管中各加5 mL第2天的提取液, 在b、d试管中各加5 mL第4天的提取液。如图在a、b试管中各加入等量碘 液,在c、d试管中各加入等量的斐林试剂,水溶加热。观察比较颜色变化,结 果是 ( )
A.a、b试管呈蓝色,且a比b颜色浅;c、d试管呈砖红色,且c比d颜色浅B.a、b试管呈蓝色,且a比b颜色深;c、d试管呈砖红色,且c比d颜色浅C.a、b试管呈蓝色,且a比b颜色浅;c、d试管呈砖红色,且c比d颜色深D.a、b试管呈蓝色,且a比b颜色深;c、d试管呈砖红色,且c比d颜色深
答案 B 香蕉果实成熟过程中,淀粉经代谢转化为有甜味的可溶性还原 糖。随着时间的延长,淀粉的含量逐渐降低,而还原糖的含量逐渐升高,因此 香蕉逐渐变甜。所以试管a、c中含淀粉的量多,还原糖含量少;试管b、d中淀 粉含量少,还原糖含量多。在a、b试管中各加入等量碘液,在c、d试管中各加 入等量的斐林试剂,水浴加热,可观察到a、b呈蓝色,a颜色较b深;c、d呈砖红 色,d颜色较c深。
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
解析 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
解析 根细胞中的K+不能以自由扩散的方式进出细胞,因为K+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,进而发生渗透吸水,故会引起外界溶液中的水进入细胞的量多 于出细胞的量,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
解析 淀粉遇碘液呈蓝色,A正确;葡萄糖与斐林试剂经水浴加热呈砖红 色,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,D错误。
4.(2018江苏单科,17,2分)关于还原糖、蛋白质和DNA 的鉴定实验,下列叙述 正确的是 ( )A.在甘蔗茎的组织样液中加入双缩脲试剂,温水浴后液体由蓝色变成砖红色B.在大豆种子匀浆液中加入斐林试剂,液体由蓝色变成紫色C.提取DNA时,在切碎的洋葱中加入适量洗涤剂和食盐,充分研磨,过滤并弃 去滤液D.将DNA粗提物溶解在2 ml/L NaCl溶液中,加入二苯胺试剂, 沸水浴后液体 由无色变成蓝色
解析 检测还原糖,用斐林试剂,需要水浴加热,出现砖红色沉淀,甘蔗茎 中主要含蔗糖,蔗糖为非还原糖,一般不用于还原糖的检测,A错误;检测蛋白 质,用双缩脲试剂,B错误;提取DNA时,加入适量洗涤剂可以破坏细胞膜,释放 DNA,DNA溶解在食盐溶液中,经充分研磨,过滤并保留滤液,C错误;检测 DNA,用二苯胺试剂,沸水浴后出现蓝色,D正确。
5.(2019江苏单科,30,8分)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 试剂,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淀粉酶作用的结果,设计了如下实验:在1 ~4号试管中分别加入相应的提取液和溶液(如图所示),40 ℃温育30 min后,分 别加入斐林试剂并60 ℃水浴加热,观察试管内颜色变化。请继续以下分析:
①设置试管1作为对照,其主要目的是 。②试管2中应加入的X是 的提取液。③预测试管3中的颜色变化是 。若试管4未出现预期结果(其他试管中结果符合预期),则最可能的原因是 。
答案 (1)双缩脲 ①②③ (2)碘液 玉米发芽过程中胚乳的淀粉逐渐减少 (3)①排除用于实验的淀粉溶液中含有还原性糖 ②发芽前玉米 ③蓝色 →砖红色 淀粉酶已失活
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