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2 2022年高考生物一轮复习（新高考版2(鲁辽)适用） 第1单元 第2讲 细胞中的无机物、糖类和脂质
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第2讲 细胞中的无机物、糖类和脂质
[目标要求] 1.水和无机盐的作用。2.糖类、脂质的种类和作用。3.活动：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。
考点一 细胞中的元素和化合物、无机物
1．组成细胞的元素
(1)生物界和非生物界在元素种类和含量上的关系
(2)种类：常见有20多种
教材中的隐性知识 源于必修1 P16“思考·讨论”：玉米细胞和人体细胞干重中含量较多的四种元素都是C、H、O、N(其中在玉米细胞中的含量大小关系为O>C>H>N，而在人体细胞中的含量大小关系为C>O>N>H)，这是因为玉米和人都是生物，组成它们的主要成分都是糖类、脂质和蛋白质等物质，这些物质含有C、H、O，蛋白质中还含有大量的N元素。
(3)存在形式：大多以化合物的形式存在。
2．组成细胞的化合物
3．细胞中的无机物
(1)细胞中的水
②自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系
(2)细胞中的无机盐
(1)生物界和非生物界在元素组成上具有统一性，因此地壳中的元素在生物体内都能找到( × )
(2)Ca、Mg、Fe、Mn、Cu是组成细胞的微量元素( × )
(3)在沙漠植物仙人掌的活细胞中含量最多的化合物是蛋白质( × )
(4)晒干的种子细胞内不含有水分，导致细胞代谢停止，有利于种子长时间储存( × )
(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( × )
(1)(源于必修1 P20～21“正文小字部分”)水是细胞内的良好溶剂的原因：水分子为极性分子，带有正电荷或负电荷的分子或离子都容易与水结合，因此水是良好溶剂。
(2)(源于必修1 P21“正文小字部分”)水具有维持生命独特性质的原因：每个水分子可以与周围水分子靠氢键相互作用在一起，氢键不断地断裂，又不断地形成，使水在常温下能够维持液体状态，具有流动性；由于氢键的存在，水具有较高的比热容，水的温度相对不容易发生变化。
(3)植物体缺Mg会影响光合作用的原因：光合作用的正常进行不能缺少叶绿素，而Mg是叶绿素的组成元素之一，缺Mg使叶绿素的形成受到阻碍，进而影响光合作用。
(4)缺Fe会导致贫血的原因：血红素的分子结构不能缺少的一种元素就是Fe，缺Fe会导致血红素的合成障碍，从而引起贫血。
1．有关细胞中无机物的归纳与整合
(1)衍射法归纳细胞中的水
(2)常考无机盐功能归纳整合
2．验证某种矿质元素的生理功能
(1)实验设计
①对照组：植物＋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、生长状况应一致等。
②实验组加入X的目的是二次对照，使实验组前后对照，以增强说服力。
考向一 组成细胞的元素和化合物辨析
1．(2021·山东省邹城市第一中学月考)美国宇航局科学家在加利福尼亚州东部的莫诺湖里发现了一种被称作GFAJ1的独特细菌，这种细菌能利用剧毒化合物砒霜中的砷来代替磷元素构筑生命分子，进行一些关键的生化反应(在元素周期表中，砷排在磷下方，两者属于同族，化学性质相似)。根据上述材料进行预测，下列说法错误的是( )
A．GFAJ1细菌体内含量较多的六种元素可能是碳、氢、氧、氮、砷、硫
B．砷元素存在于GFAJ1细菌细胞膜以及糖类、ATP、DNA和RNA等物质中
C．砷对多数生物有毒可能是因为砷能够代替磷参与生化反应，制造混乱
D．该发现将使人类对生命的认识发生重大改变，拓宽了在地球极端环境乃至外星球寻找生命的思路
答案 B
解析 砷元素存在于GFAJ1细菌细胞膜以及ATP、DNA和RNA等物质中，糖类一般由C、H、O三种元素构成，故砷元素不可能在糖类中出现，故B错误。
2．下列有关组成生物体化学元素的叙述，正确的是( )
A．微量元素在生物体内含量很少，所以人体不存在微量元素缺乏症
B．不同生物体内的各种化学元素的种类差异很大，但含量大体相同
C．地壳与活细胞中含量最多的元素都是O，说明非生物界与生物界具有统一性
D．组成生物体的最基本元素是C，但在细胞的鲜重中C的含量并不是最多的
答案 D
解析 微量元素在生物体内含量虽然很少，但它们的作用很大，当体内微量元素含量较少时，会出现微量元素缺乏症，A错误；不同生物体内的各种化学元素的种类大体相同，但含量差异很大，B错误；地壳与活细胞中含量最多的元素都是O，但是并不能说明非生物界与生物界具有统一性，生物界与非生物界具有统一性体现在组成生物体的化学元素在无机自然界中都存在，没有一种是生物所特有的，C错误；组成生物体的最基本元素是C，但在细胞的鲜重中C的含量并不是最多的，O的含量是最多的，D正确。
考向二 水和无机盐功能的分析
3．下列关于生物体内水的叙述，错误的是( )
A．植物体内含有较多自由水，可作为多种生物化学反应的反应物
B．细胞内的结合水向自由水转化时，细胞的抗寒性得到增强
C．种子储存前晒干是为了减少自由水含量，降低种子代谢速率
D．细胞内核糖体合成蛋白质时生成水，水中的氢来自氨基和羧基
答案 B
解析 结合水减少时，抗逆性降低，B错误。
4．(2017·海南，4)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 无机盐在生物体中是细胞的结构成分、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，但不能为生物体提供能量，C项错误。
考向三 无机盐生理功能的验证方法
5．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：本实验中采用甲组、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、乙组实验后
B．控制此实验的无关变量只需选一些相同的植物
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
答案 C
解析 该实验中对照组是甲组、乙组实验前，A项错误；此实验的无关变量有植物的种类、生长状况和培养条件等，B项错误；由于培养的是植物，故此实验需在光照条件下进行，D项错误。
归纳总结 对照实验的类型及实验组、对照组的确认
空白对照
对照组为自然状态下不做处理的对象组，实验组为施加实验变量处理的对象组
自身对照
实验处理前的对象组为对照组，实验处理后的对象组为实验组
相互对照
不单设对照组，而是几个实验组相互对照。如“影响酶活性的条件”的实验中，探究温度对酶活性的影响时，要用热水、正常温度的水、冰水三个实验组来探究温度对酶活性的影响，进行相互对照，以得出相应的实验结论
条件对照
即给对象施加某种实验处理，虽不是检验假设需要的，但更能充分说明实验变量的对照。例如，在用动物激素饲喂小动物的实验方案中，饲喂甲状腺激素的为实验组；饲喂甲状腺抑制剂的是条件对照组；不饲喂药剂的是空白对照组
6.(2019·全国Ⅲ，29)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(NH)和硝态氮(NO)。已知作物甲对同一种营养液(以硝酸铵为唯一氮源)中NH和NO的吸收具有偏好性(NH和NO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。
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NH和NO剩余量。
预期结果和结论：若营养液中NO剩余量小于NH剩余量，则说明作物甲偏好吸收NO；若营养液中NH剩余量小于NO剩余量，则说明作物甲偏好吸收NH。
解析 (1)植物细胞内的含氮有机物有蛋白质、磷脂、ATP、核酸等，其中在核糖体上合成的为蛋白质，在细胞核中合成的是DNA和RNA，植物叶绿体中的光合色素有叶绿素和类胡萝卜素，其中含氮的光合色素是叶绿素。(2)本实验的目的是验证作物甲对硝酸铵中的NH和NO的吸收具有偏好性，因变量是作物甲对二者的吸收量，因此可将生理状态相同的若干作物甲培养在适宜浓度的以硝酸铵为唯一氮源的营养液中，在适宜条件下培养一段时间，并测定实验后营养液中的NH和NO的浓度，最后进行比较，如果实验后营养液中的NH的浓度低于NO，可说明作物甲对硝酸铵中的NH的吸收具有偏好性；反之，则说明作物甲对硝酸铵中的NO的吸收具有偏好性。
考点二 糖类、脂质的种类和作用
1．细胞中的糖类
教材中的隐性知识 (1)源于必修1 P23“知识链接”：葡萄糖在细胞内的“燃烧”过程区别于体外燃烧的特点是细胞内“燃烧”过程是“无火焰”过程，能量是通过一系列化学反应逐步释放出来的。
(2)源于必修1 P24“图2－3”：构成淀粉、糖原和纤维素的基本单位都是葡萄糖分子，但是葡萄糖的连接方式不同。
(3)源于必修1 P25“批判性思维”：科学家还将纤维素等其他糖类称为人类的“第七类营养素”。
2．细胞中的脂质
3．细胞中糖类与脂质的关系
(1)细胞中的糖类和脂质是可以相互转化的。血液中的葡萄糖除供细胞利用外，多余的部分可以合成糖原储存起来；如果葡萄糖还有富余，就可以转变成脂肪和某些氨基酸。脂肪被消化吸收后，可以在皮下结缔组织等处以脂肪组织的形式储存起来。
(2)糖类和脂肪之间的转化程度是有明显差异的。例如，糖类在供应充足的情况下，可以大量转化为脂肪；而脂肪一般只在糖类代谢发生障碍，引起供能不足时，才会分解供能，而且不能大量转化为糖类。
教材中的隐性知识 (1)源于教材P26“正文小字部分”：构成脂肪的脂肪酸的种类和分子长短不相同，若脂肪酸长链中的碳原子之间都以单键相连，则为饱和脂肪酸，若脂肪酸长链中碳原子之间存在双键相连，则为不饱和脂肪酸。植物脂肪大多数含有不饱和脂肪酸，在室温时呈液态，而大多数动物脂肪含有饱和脂肪酸，室温时呈固态。
(2)源于必修1 P27“练习与应用·概念检测”：磷脂是所有细胞(填“真核细胞”“原核细胞”或“所有细胞”)必不可少的脂质。
(1)蔗糖的水解产物是葡萄糖和果糖，乳糖的水解产物是半乳糖，麦芽糖的水解产物是葡萄糖( × )
(2)糖原的基本组成单位是葡萄糖分子，主要功能是提供能量，与斐林试剂反应呈现砖红色( × )
(3)不是所有细胞的组成成分都含有纤维素( √ )
(4)细胞中的糖类都是能源物质( × )
(5)淀粉水解的终产物是二氧化碳和水( × )
(6)脂肪酸和磷脂含有的元素相同( × )
(7)所有的脂质都能参与膜结构的构成( × )
(8)细胞膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的( × )
(9)人体大脑活动所需要的能量主要来自脂肪的直接氧化分解( × )
(1)呼吸熵是物质氧化分解时释放CO2与消耗O2的比值，糖类的呼吸熵等于1，而脂肪的呼吸熵却小于1，请从糖类和脂肪的元素组成方面分析原因：脂肪和糖类均由C、H、O三种元素组成，但脂肪中“C”“H”含量高，而“O”含量低，故脂肪氧化分解释放的能量多，需要O2多，产生的H2O多。
(2)(源于必修1 P27)通过向北京鸭饲喂玉米、谷类和菜叶达到育肥的原因是北京鸭细胞中的糖类和脂质是可以相互转化的。当北京鸭摄入的糖类过多时，糖类在鸭体内就转变成了脂肪，并在皮下结缔组织等处储存起来。
(3)哺乳动物体内胆固醇并非有害无益，原因是胆固醇是动物细胞膜的重要成分，在人体内还参与血液中脂质的运输。
(4)医生建议缺钙的婴幼儿在服用钙片的同时，还要服用少量的鱼肝油的原因是鱼肝油主要含有维生素A和维生素D。维生素D有助于细胞吸收和储存钙和磷，所以当婴幼儿服用钙片时，若同时服用鱼肝油可以促进钙的吸收。
考向一 辨析糖类、脂质的种类与功能
7．下列有关细胞中糖类物质的相关叙述，正确的是( )
A．真核细胞中葡萄糖的彻底氧化分解需借助线粒体
B．若细胞表面的糖蛋白减少，则说明细胞已发生癌变
C．可使用斐林试剂检测甘蔗中蔗糖的水解产物是果糖
D．纤维素是构成植物细胞与外部环境边界的主要成分
答案 A
解析 真核细胞中葡萄糖的彻底氧化分解需要通过有氧呼吸完成，而有氧呼吸第二、三阶段发生在线粒体，A正确；癌细胞表面糖蛋白减少，造成癌细胞容易扩散和转移，但并不能说明细胞表面的糖蛋白减少就一定是细胞发生了癌变，只是可能发生癌变，B错误；蔗糖为二糖，其水解产物是葡萄糖和果糖，两者都是还原糖，都能与斐林试剂发生颜色反应，C错误；细胞的边界是细胞膜，纤维素是植物细胞壁的组成成分，D错误。
题后归纳 多糖的“水解”与“氧化分解”
多糖和二糖水解的终产物是其单体，如淀粉水解的终产物是葡萄糖，蔗糖水解的终产物是葡萄糖和果糖；糖氧化分解的终产物是CO2和H2O，即糖参与有氧呼吸后的最终产物。
8．下列关于生物体内脂质的叙述，正确的是(不定项)( )
A．磷脂属于脂质，是细胞膜的组成成分
B．胆固醇是动植物细胞膜的重要组成成分
C．维生素D能促进人和动物肠道对钙和磷的吸收
D．用32P标记的方法可检测脂肪在细胞中的分布
答案 AC
解析 胆固醇是动物细胞膜的重要组成成分，B错误；脂肪的元素组成是C、H、O，不含P，D错误。
考向二 种子成熟和萌发过程中化合物的变化分析
9．下图甲和图乙分别表示油菜种子在发育和萌发过程中糖类和脂肪的变化曲线。下列分析正确的是( )
A．种子形成时，脂肪水解酶的活性很高
B．种子萌发时，脂肪转变为可溶性糖，说明可溶性糖是种子生命活动的直接供能物质
C．质量相等的可溶性糖和脂肪，所储存的能量脂肪多于糖
D．种子发育过程中，由于可溶性糖更多地转变为脂肪，种子需要的氮元素增加
答案 C
解析 种子形成过程中，糖类逐渐转化为脂肪，脂肪水解酶的活性较低，A错误；种子萌发时，脂肪转变为可溶性糖，种子生命活动的直接供能物质是ATP，B错误；由于脂肪中的碳氢比例高，所以质量相等的可溶性糖和脂肪，脂肪所储存的能量多于糖，C正确；种子发育过程中，可溶性糖更多地转变为脂肪，脂肪的组成元素是C、H、O，故不会导致种子需要的氮元素增加，D错误。
10．如图1表示某油料植物的种子成熟过程中脂肪、淀粉和可溶性糖含量的变化，将种子置于温度、水分(蒸馏水)、通气等条件适宜的黑暗环境中培养，定期检测萌发种子(含幼苗)的干重，结果如图2所示。回答下列问题：
(1)据图1可知，种子成熟过程中有机物的主要变化是 。
(2)为了观察种子中的脂肪，常用 染液对种子胚乳切片染色，然后在显微镜下观察，可见 色的脂肪颗粒。
(3)图2中在7天之前，导致萌发种子初期干重增加的主要元素是 (填“C”“N”或“O”)。7～10天干重下降的原因是 。第11天后，如果要使萌发种子(含幼苗)的干重增加，必须提供的条件是 和 。
答案 (1)可溶性糖和淀粉不断转化为脂肪储存起来
(2)苏丹Ⅲ 橘黄 (3)O 该阶段种子只进行细胞呼吸，不进行光合作用，有机物逐渐减少 光照 所需的矿质元素离子
解析 (1)分析题图曲线可知，油料植物的种子在成熟过程中，可溶性糖和淀粉不断转化为脂肪储存起来。(2)欲观察胚乳中的脂肪，可将种子中的胚乳切片，用苏丹Ⅲ染液进行染色，放在显微镜下即可观察到橘黄色的脂肪颗粒。(3)在种子萌发前一段时间干重增加，最可能的原因是脂肪转化为糖类。由于脂肪与糖类相比，其碳、氢比例高，当脂肪转化为糖类时，氧元素增加。第7～10天种子只进行细胞呼吸，不进行光合作用，有机物逐渐减少；第11天后，种子干重的增加只能来源于光合作用。由于种子处于黑暗环境，并且提供的是蒸馏水，因而欲完成光合作用必须提供的条件是光照和所需的矿质元素离子。
归纳总结 种子形成和萌发过程中糖类和脂质的变化
种子类型
变化
非油料作物种子(如小麦)
油料作物种子(如大豆)
种子形成时
可溶性糖(还原糖)→淀粉
糖类→脂肪
种子萌发时
淀粉→可溶性糖(还原糖)
脂肪→甘油、脂肪酸→糖类
种子形成时，光合作用产物的输入导致其干重增加。种子萌发时，吸收水分导致其鲜重增加，非油料作物的种子由于只进行细胞呼吸导致干重减少，油料作物种子萌发初期干重有所增加(是因为脂肪转化为糖类的过程中增加了氧元素)，然后再减少。
考点三 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1．检测原理
(1)还原糖的检测
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
选材与制备：蛋清稀释液或豆浆滤液
↓
颜色反应：
↓
结论：组织样液中含有蛋白质
1．区分斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同”
(1)检测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，所以应将甲液和乙液分别保存，使用时现配现用。
(2)在还原糖检测实验中，若待测组织样液中不含还原糖，加入斐林试剂水浴加热后的现象不是无色，而是蓝色，即Cu(OH)2的颜色。
(3)检测蛋白质时，加入过量的双缩脲试剂B液后，如果没有产生明显的紫色反应，可能的原因是加入的双缩脲试剂B液过量，CuSO4在碱性溶液中生成大量的Cu(OH)2蓝色絮状沉淀，会遮蔽实验中所产生的紫色，影响观察效果。
(4)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，可用于蛋白质的检测。
2．实验成功的3个关键点
选材
(1)上述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)蛋白质检测中，若用大豆作材料，必须提前浸泡；若用蛋清作材料，必须稀释，防止其黏在试管上不易刷洗；且该实验应预留部分组织样液作对比
设置对照
物质检测实验一般不设立对照实验，若需设立对照实验，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
实验试剂
脂肪检测的过程中滴加1～2滴体积分数为50%的酒精溶液的目的是洗去浮色，原理是苏丹Ⅲ染液易溶于酒精
考向 糖类、脂肪和蛋白质的检测原理与基本操作
11．(2021·四川成都外国语学校月考)实验测得小麦、大豆、花生三种生物干种子中三大类有机物含量如图，下列有关叙述正确的是( )
A．向小麦种子的研磨滤液中加入斐林试剂，溶液就会呈砖红色
B．选用花生用切片法检验细胞中有脂肪存在时需要使用显微镜
C．用双缩脲试剂检验大豆组织样液中存在蛋白质加热呈紫色
D．萌发时相同质量的三种种子需要的O2量基本相同
答案 B
解析 用斐林试剂检测还原糖需要水浴加热，小麦种子研磨滤液富含淀粉，淀粉不属于还原糖，因此加入斐林试剂难以呈现砖红色，A错误；花生种子富含脂肪，选用花生检验细胞中有脂肪存在时，如果将花生种子的子叶切片制成临时装片，观察颜色反应，则需要使用显微镜，B正确；用双缩脲试剂检测大豆组织样液中存在蛋白质，不需要加热，C错误；脂肪中氢的含量远高于糖类，而氧的含量远低于糖类，相同质量的脂肪氧化分解时的耗氧量比糖类多，三种种子中，花生种子含有的脂肪最多、含有的淀粉最少，小麦种子含有的脂肪最少、含有的淀粉最多，因此相同质量的三种种子萌发时需要的O2量不同，花生种子需要的O2量最多，D错误。
归纳总结 把握三类有机物检测在操作步骤上的“三个唯一”
唯一需要加热
检测还原糖，且必须水浴加热，不能用酒精灯直接加热
唯一需要显微镜
切片法检测生物组织中的脂肪
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
12.某校生物兴趣小组进行了生物组织中还原糖检测的实验(如下图)，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．用于该实验检测的斐林试剂也可用于检测蛋白质，只是添加试剂的顺序不同
D．由于斐林试剂不稳定，在使用斐林试剂时要先加入0.1 g/mL的NaOH溶液，后加入0.05 g/mL的CuSO4溶液
答案 A
解析 苹果含还原糖量较高且颜色浅，比植物叶片更适合用于还原糖的鉴定，A正确；在制备生物组织样液时，加入石英砂的主要目的是使实验材料研磨充分，B错误；斐林试剂和双缩脲试剂中CuSO4溶液的质量浓度不同，C错误；在使用斐林试剂时应将NaOH和CuSO4溶液等量混匀后再加入组织样液，D错误。
1．核心概念
(1)(必修1 P21)水与细胞内的其他物质相结合，叫作结合水。
(2)(必修1 P21)细胞中绝大部分的水呈游离状态，可以自由流动，叫作自由水。
(3)(必修1 P26)脂肪：由三分子脂肪酸与一分子甘油发生反应而形成的酯。
2．教材结论性语句
(1)(必修1 P16)组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到，没有一种化学元素为细胞所特有。细胞中各种元素的相对含量与无机自然界的大不相同。
(2)(必修1 P21)细胞内的结合水因与细胞内的蛋白质、多糖等物质相结合而失去流动性和溶解性，进而成为生物体的构成成分。
(3)(必修P21)细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。
(4)(必修1 P22)无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动都有重要作用。
(5)(必修1 P23)糖类是主要的能源物质。
(6)(必修1 P23)糖类分子一般是由C、H、O三种元素构成的，多数糖类分子中H、O原子的比例是2∶1，类似水分子。
(7)(必修1 P23～24)单糖不能水解，可直接被细胞吸收；二糖由两分子单糖脱水缩合而成，一般要水解成单糖才能被细胞吸收。生物体内的糖类绝大多数以多糖形式存在。
(8)(必修1 P26)脂肪是细胞内良好的储能物质。
(9)(必修1 P27)胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，在人体内还参与血液中脂质的运输。
(10)(必修1 P27)细胞中的糖类和脂质是可以相互转化的。但是转化程度有明显差异：糖类在供应充足的情况下，可以大量转化为脂肪；而脂肪一般只在糖类代谢发生障碍，引起供能不足时，才会分解供能，而且不能大量转化为糖类。
1．(2020·海南，1)下列关于人体脂质的叙述，正确的是( )
A．组成脂肪与糖原的元素种类不同
B．磷脂水解的终产物为甘油和脂肪酸
C．性激素属于固醇类物质，能维持人体第二性征
D．维生素D是构成骨骼的主要成分，缺乏维生素D会影响骨骼发育
答案 C
2．(2020·浙江1月选考)无机盐是某些化合物的重要组成成分，具有维持生物体生命活动的重要作用。下列叙述正确的是( )
A．Ca2＋与肌肉的兴奋性无关
B．Mg2＋是类胡萝卜素的必要成分
C．H2PO作为原料参与脂肪的合成
D．HCO具有维持人血浆酸碱平衡的作用
答案 D
解析 Ca2＋与肌肉的兴奋性有关，若哺乳动物血液中Ca2＋含量过低，则会发生抽搐，A错误；Mg2＋是叶绿素的必需成分，B错误；脂肪只含有C、H、O三种元素，所以不需要H2PO作为原料参与其合成，C错误；HCO作为血浆中的缓冲物质，具有维持人血浆酸碱平衡的作用，D正确。
3．(2020·山东，16)棉花纤维由纤维细胞形成。蔗糖经膜蛋白SUT转运进入纤维细胞后逐渐积累，在纤维细胞的加厚期被大量水解后参与纤维素的合成。研究人员用普通棉花品系培育了SUT表达水平高的品系F，检测两品系植株开花后纤维细胞中的蔗糖含量，结果如图所示。下列说法正确的是(不定项)( )
A．纤维素的基本组成单位是葡萄糖和果糖
B．曲线甲表示品系F纤维细胞中的蔗糖含量
C．15～18天曲线乙下降的主要原因是蔗糖被水解后参与纤维素的合成
D．提高SUT的表达水平会使纤维细胞加厚期延后
答案 BC
解析 纤维素是多糖，其基本组成单位是葡萄糖，A项错误；品系F的SUT表达水平高，蔗糖经膜蛋白SUT转运进入纤维细胞的量较大，因此曲线甲表示品系F植株的纤维细胞中蔗糖含量，B项正确；蔗糖进入纤维细胞内，会在纤维细胞的加厚期被大量水解后参与纤维素的合成，则15～18天曲线乙下降的主要原因是蔗糖被水解后参与纤维素的合成，C项正确；从曲线图中可以看出，提高SUT的表达水平会使纤维细胞的加厚期提前，D项错误。
4．(2018·全国Ⅱ，4)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
答案 C
解析 风干种子细胞中含水量少，细胞呼吸作用的强度低，有机物的消耗减慢，A项正确、C项错误；风干种子细胞中含水量少，微生物不易在其上生长繁殖，B项正确；风干种子细胞中自由水的含量相对少，结合水与自由水的比值大，D项正确。
5．(2017·全国Ⅰ，2)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 用台盼蓝可鉴定细胞死活，被染色的细胞是死细胞，因为死细胞的细胞膜失去了对台盼蓝的选择透过性，使得台盼蓝能进入细胞而被染成蓝色，如果细胞膜结构不完整，台盼蓝也能进入细胞，故也能判断细胞膜结构的完整性，A正确；双缩脲试剂是用来检测蛋白质中结构的，因为氨基酸中没有结构，故不能检测氨基酸的含量，B错误；若要观察处于细胞分裂中期的染色体，可以用碱性染料醋酸洋红液、甲紫溶液等试剂染色，C正确；斐林试剂是由质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液与质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液等量混合配制而成，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。
课时精练
一、选择题：每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。
1．(2020·宁夏高三期中)下列物质或结构在元素组成上都相同的有下面哪几组( )
①核糖、核糖核酸、核糖体
②ATP、质粒、磷脂
③纤维素、脂肪、乳糖
④胆固醇、糖原、胰岛素
A．①② B．②③
C．②④ D．①④
答案 B
解析 核糖的组成元素是C、H、O，核糖核酸的组成元素是C、H、O、N、P，核糖体的组成元素主要是C、H、O、N、P，①不符合题意；ATP、质粒(DNA)、磷脂均由C、H、O、N、P组成，②符合题意；糖类(纤维素和乳糖)和脂肪的组成元素都是C、H、O，③符合题意；胆固醇的组成元素是C、H、O，糖原的组成元素是C、H、O，胰岛素的组成元素是C、H、O、N、S，④不符合题意。故答案选B。
2．(2018·江苏，2改编)脂质与人体健康息息相关，下列叙述错误的是( )
A．分布在内脏器官周围的脂肪具有缓冲和减压的作用
B．蛇毒中的磷脂酶因水解红细胞膜蛋白而导致溶血
C．摄入过多的胆固醇会增加动脉硬化的风险
D．性激素的化学本质为固醇，属于脂质
答案 B
解析 酶具有专一性，磷脂酶可催化磷脂水解，但不能催化膜蛋白水解，故B错误。
3．(2021·云南玉溪模拟)某生物体内能发生如下反应：淀粉→麦芽糖→葡萄糖→糖原。则下面的说法不正确的是( )
A．此生物一定是动物，因为能合成糖原
B．淀粉和糖原都属于多糖
C．此生物一定是动物，因为能利用葡萄糖
D．糖类在生物体内是主要的能源物质
答案 C
解析 “淀粉→麦芽糖→葡萄糖”表示淀粉的水解过程，“葡萄糖→糖原”表示糖原的合成过程。糖原只能在动物细胞中合成，因此该生物一定为动物，A正确；淀粉、糖原和纤维素都属于多糖，B正确；动物和植物都能利用葡萄糖，不能以此作为区分动、植物的依据，C错误。
4．水是生命之源，下列有关细胞内自由水、结合水与细胞新陈代谢及抗性之间关系的叙述，错误的是( )
A．细胞内的水主要存在于细胞液中，且自由水的含量大于结合水的含量
B．细胞内自由水向结合水转化时，细胞的抗寒性增强
C．将人的红细胞置于质量分数为1.5%的氯化钠溶液中，红细胞内结合水的含量不变
D．幼小的生物体内自由水与结合水的比值越大时，代谢越活跃
答案 A
解析 细胞内的水主要存在于细胞质中，A错误；自由水与结合水的比值与新陈代谢及抗逆性有关，比值越高，细胞代谢越旺盛，抗逆性越低，当细胞内自由水向结合水转化时，代谢减慢，抗寒性增强，B、D正确；将人的红细胞置于质量分数为1.5%的氯化钠溶液中，红细胞内结合水的含量不变，C正确。
5．(2020·合肥模拟)下列关于糖类化合物的叙述，正确的是( )
A．葡萄糖、果糖、半乳糖都是还原糖，但元素组成不同
B．二糖都由葡萄糖聚合而成，都可与斐林试剂发生颜色反应
C．肌糖原不能水解为葡萄糖，不属于细胞的能源物质
D．糖类是细胞的主要能源物质，也是细胞的重要结构物质
答案 D
解析 葡萄糖、果糖和半乳糖都属于还原糖，元素组成相同，都是C、H、O，A错误；二糖中的蔗糖由葡萄糖和果糖脱水缩合而成，蔗糖不具有还原性，不能与斐林试剂发生颜色反应，B错误；肌糖原是能源物质，能被分解供能，但肌糖原不能直接分解成葡萄糖，C错误；糖类中的葡萄糖是细胞的主要能源物质，细胞膜上有糖与蛋白质结合形成的糖蛋白，起识别等作用，糖类也是细胞的重要结构物质，D正确。
6．下表是人体血脂的正常生理指标数据。请分析判断下列有关脂质的说法，正确的是( )
项目
含量
总脂
4.5～7.0 g/L(450～700 mg/dL)
总胆固醇
2.8～6.0 mmol/L(110～230 mg/dL)
胆固醇酯
占总胆固醇的0.70～0.75(70%～75%)
磷脂
1.7～3.2 mmol/L(130～250 mg/dL)
甘油三酯
0.23～1.24 mmol/L(20～110 mg/dL)
A.磷脂含有C、H、O、N、P，是构成生物膜的主要成分
B．胆固醇酯占血液中脂质的70%～75%，在人体内参与血液中脂质的运输
C．血液中甘油三酯含量一旦超过1.24 mmol/L，人体就一定会患病
D．在血浆中能够检测到性激素、脂肪酸等固醇类物质
答案 A
解析 胆固醇酯占总胆固醇的70%～75%，胆固醇在人体内参与血液中脂质的运输，B项错误；血液中正常的甘油三酯含量是0.23～1.24 mmol/L，超过1.24 mmol/L人体可能会患病，C项错误；性激素的化学本质是固醇类物质，脂肪酸是脂肪的组成部分，不是固醇类物质，D项错误。
7．(2020·山东省实验中学月考)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。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．实验结束时，培养液中某些无机盐离子的浓度可能会增加
D．与正常幼苗相比，该幼苗叶绿体内的NADPH的合成速率增加
答案 D
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，推测无机盐X可能是一种含镁元素的无机盐，B正确；植物吸收无机盐具有选择性，当植物吸收水大于吸收某种元素时，实验结束时培养液中某种无机盐离子浓度可能会增加，C正确；当植物缺镁时，叶绿素合成减少，光反应速率下降，叶绿体内NADPH的合成速率下降，D错误。
8．下图为鉴定蛋白质的流程图，其中甲、乙、丙、丁的含义分别是( )
A．黄豆浆、双缩脲、1 mL、4滴
B．花生种子研磨液、双缩脲、4滴、1 mL
C．黄豆浆、双缩脲、4滴、1 mL
D．花生种子研磨液、斐林试剂、1 mL、4滴
答案 A
解析 鉴定蛋白质既可以用蛋清稀释液，也可以用黄豆浆滤液；鉴定蛋白质所用的试剂是双缩脲试剂，应先加A液1 mL，摇匀，再加B液4滴，振荡摇匀。
二、选择题：每小题给出的四个选项中有一个或多个符合题目要求。
9．下列关于脂质的说法中不正确的是( )
A．脂肪中只含有C、H、O、N四种元素
B．性激素对维持生物体的生殖过程起着重要的调节作用
C．脂肪只存在于动物的脂肪细胞中，而植物细胞中没有
D．构成生物体的细胞膜上存在磷脂、脂肪等脂类物质
答案 ACD
解析 脂肪中只含有C、H、O三种元素，A错误；脂肪存在于动植物的脂肪细胞中，C错误；构成生物体的细胞膜上存在磷脂、胆固醇等脂类物质，但不含脂肪，D错误。
10．下列四项是对有关混合液在适宜条件下发生反应后现象的描述，其中不正确的是( )
选项
有关物质
所用试剂
颜色反应
A
淀粉与足量淀粉酶混合液
碘液
蓝色
B
蛋白质与足量蛋白酶混合液
双缩脲试剂
紫色
C
蔗糖与足量淀粉酶混合液
斐林试剂
砖红色
D
脂肪与足量脂肪酶混合液
苏丹Ⅲ染液
橘黄色
答案 ACD
解析 淀粉酶可将淀粉水解，因此混合液遇碘液后不变蓝色，A错误；由于蛋白酶的化学本质是蛋白质，因此混合液可与双缩脲试剂反应呈现紫色，B正确；淀粉酶不能水解蔗糖，因此混合液遇斐林试剂后无颜色反应，C错误；脂肪酶可将脂肪水解，因此混合液遇苏丹Ⅲ染液后无颜色反应，D错误。
三、非选择题
11．(2021·福建省连城县第一中学月考)人体所需要的营养物质主要有水、无机盐、维生素、糖类、脂质和蛋白质等，这些营养物质在人体细胞中有着重要的作用。
(1)一切生命活动都离不开水，水在人体内的存在形式有结合水和 水，后者在人体内的生理作用有 和 (至少答出两点)。
(2)人每天都要补充一定量的蛋白质，尤其是婴幼儿。如果蛋白质摄入不足，会导致抵抗力下降，原因是蛋白质摄入量不足会影响 的合成。
(3)牛奶、奶粉中含量较多的二糖是 ，该二糖 (填“是”或“不是”)还原糖。若某劣质奶粉中掺有淀粉，请问如何验证其中含有淀粉？ 。
(4)牛奶、奶粉中都添加了钙、铁等元素，其中钙是人体骨骼和牙齿的重要组成成分，铁是血红素的重要组成成分，这说明无机盐有 的作用。某同学踢足球时，随汗液流失了大量的钙盐，可能会发生 现象，这说明无机盐有 的重要作用。
答案 (1)自由 运输作用 参与生物化学反应 (2)抗体 (3)乳糖 是 滴加碘液，变蓝则证明含有淀粉 (4)构成细胞内某些复杂化合物 抽搐 维持细胞和生物体生命活动
解析 (1)水在人体内的存在形式是结合水和自由水；自由水是良好的溶剂，是许多生物化学反应的介质，自由水参与许多生物化学反应，自由水对于营养物质和代谢废物的运输具有重要作用。
(2)抗体的化学本质是蛋白质，具有免疫作用，刚出生的婴幼儿，如果蛋白质摄入量不足会影响抗体形成，导致抵抗力下降。
(3)牛奶和奶粉中含量较多的二糖是乳糖，乳糖是还原糖；淀粉遇碘液变蓝色，因此可以用碘液检测奶粉中是否含有淀粉。
(4)牛奶、奶粉中都添加钙、铁等元素，其中钙是人体骨骼和牙齿中的重要组成成分，铁是血红素的重要成分，这说明无机盐是细胞内某些复杂化合物的组成成分；血液中钙含量偏低会引起抽搐，说明无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用。
12．科学家研究某小麦的种子萌发过程，通过一定的生化方法测定种子萌发过程中胚的鲜重变化以及胚的RNA合成量的变化情况，得到的曲线数据如下图所示。请据此分析回答以下问题：
(1)通过不休眠的种子与休眠的种子胚鲜重的比较可知，结合水/自由水比值高的是 种子；不休眠的种子萌发6天后至形成叶片前，干重会 (填“相等”“增多”或“减少”)，原因是 。
(2)不休眠的种子萌发后胚中的RNA合成量 ，经分析种子的淀粉含量下降而葡萄糖含量升高，推测某些RNA控制翻译合成了 。
(3)第5天萌发种子的胚根长出，此时整个种子内DNA的含量与不萌发种子相比 (填“相等”“增多”或“减少”)，推测的理由是 。
答案 (1)休眠的 减少 种子胚细胞的细胞呼吸增强，且不能进行光合作用，所以有机物减少，干重降低 (2)增加 淀粉酶、麦芽糖酶 (3)增多 种子胚细胞的DNA大量复制，细胞不断分裂、分化使胚根生长
解析 (1)自由水/结合水的比值与细胞代谢有关，代谢旺盛的细胞中，自由水/结合水的比值高，因此结合水/自由水比值高的是休眠的种子。不休眠的种子萌发6天后至形成叶片前，由于细胞呼吸增强，且此时种子无叶，不能进行光合作用，所以有机物的量逐渐减少，干重会减少。(2)不休眠的种子萌发后，代谢旺盛，需要合成相关的酶，因此会进行转录和翻译。转录形成相关的RNA比较多，淀粉在淀粉酶的作用下水解形成麦芽糖，麦芽糖在麦芽糖酶的作用下水解形成葡萄糖，葡萄糖用于细胞呼吸，因此淀粉含量下降而葡萄糖含量升高是因为细胞内合成了淀粉酶、麦芽糖酶。(3)胚根由种子的胚细胞不断分裂、分化形成，该过程要经过有丝分裂，DNA要大量复制，故萌发的整个种子内DNA的含量与不萌发种子相比增多。
13．某同学有喝牛奶的习惯，在学习了细胞中的化合物知识后，他想知道牛奶中有无蛋白质和还原糖。下面是其未设计完的实验，请帮助他完成实验设计。
实验目的：探究某品牌牛奶中有无蛋白质和还原糖。
实验原理：利用颜色反应检测牛奶中有无蛋白质和还原糖。
材料用具：略。
实验步骤：请补充表格中a、b、c、d处内容：
探究目的
探究牛奶中有无还原糖
探究牛奶中有无蛋白质
试管
步骤
A
B
C
D
E
F
第一步
2 mL牛奶
2 mL蒸馏水
2 mL葡萄糖样液
2 mL牛奶
2 mL蒸馏水
2 mL
a 样液
第二步
1 mL斐林试剂
1 mL斐林试剂
1 mL斐林试剂
1 mL NaOH溶液
b
1 mL NaOH溶液
第三步
c
水浴加热
水浴加热
d
4滴CuSO4溶液
4滴CuSO4溶液
结果
？
？
(1)a. ；b. ；
c. ；d. 。
(2)请预测A、D两个试管的现象及其结论：
A：
。
D：
。
(3)分析该实验设计：
试管A和 形成对照实验，对照组为 ，目的是
。
答案 (1)蛋白质 1 mL NaOH溶液 水浴加热 4滴CuSO4溶液 (2)若出现砖红色沉淀，证明牛奶中含有还原糖，否则无还原糖 若出现紫色，证明牛奶中含有蛋白质，否则无蛋白质 (3)试管B、C 试管B和试管C 通过对照探究牛奶中是否含有还原糖
第2讲 细胞中的无机物、糖类和脂质
[目标要求] 1.水和无机盐的作用。2.糖类、脂质的种类和作用。3.活动：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。
考点一 细胞中的元素和化合物、无机物
1．组成细胞的元素
(1)生物界和非生物界在元素种类和含量上的关系
(2)种类：常见有20多种
教材中的隐性知识 源于必修1 P16“思考·讨论”：玉米细胞和人体细胞干重中含量较多的四种元素都是C、H、O、N(其中在玉米细胞中的含量大小关系为O>C>H>N，而在人体细胞中的含量大小关系为C>O>N>H)，这是因为玉米和人都是生物，组成它们的主要成分都是糖类、脂质和蛋白质等物质，这些物质含有C、H、O，蛋白质中还含有大量的N元素。
(3)存在形式：大多以化合物的形式存在。
2．组成细胞的化合物
3．细胞中的无机物
(1)细胞中的水
②自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系
(2)细胞中的无机盐
(1)生物界和非生物界在元素组成上具有统一性，因此地壳中的元素在生物体内都能找到( × )
(2)Ca、Mg、Fe、Mn、Cu是组成细胞的微量元素( × )
(3)在沙漠植物仙人掌的活细胞中含量最多的化合物是蛋白质( × )
(4)晒干的种子细胞内不含有水分，导致细胞代谢停止，有利于种子长时间储存( × )
(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( × )
(1)(源于必修1 P20～21“正文小字部分”)水是细胞内的良好溶剂的原因：水分子为极性分子，带有正电荷或负电荷的分子或离子都容易与水结合，因此水是良好溶剂。
(2)(源于必修1 P21“正文小字部分”)水具有维持生命独特性质的原因：每个水分子可以与周围水分子靠氢键相互作用在一起，氢键不断地断裂，又不断地形成，使水在常温下能够维持液体状态，具有流动性；由于氢键的存在，水具有较高的比热容，水的温度相对不容易发生变化。
(3)植物体缺Mg会影响光合作用的原因：光合作用的正常进行不能缺少叶绿素，而Mg是叶绿素的组成元素之一，缺Mg使叶绿素的形成受到阻碍，进而影响光合作用。
(4)缺Fe会导致贫血的原因：血红素的分子结构不能缺少的一种元素就是Fe，缺Fe会导致血红素的合成障碍，从而引起贫血。
1．有关细胞中无机物的归纳与整合
(1)衍射法归纳细胞中的水
(2)常考无机盐功能归纳整合
2．验证某种矿质元素的生理功能
(1)实验设计
①对照组：植物＋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、生长状况应一致等。
②实验组加入X的目的是二次对照，使实验组前后对照，以增强说服力。
考向一 组成细胞的元素和化合物辨析
1．(2021·山东省邹城市第一中学月考)美国宇航局科学家在加利福尼亚州东部的莫诺湖里发现了一种被称作GFAJ1的独特细菌，这种细菌能利用剧毒化合物砒霜中的砷来代替磷元素构筑生命分子，进行一些关键的生化反应(在元素周期表中，砷排在磷下方，两者属于同族，化学性质相似)。根据上述材料进行预测，下列说法错误的是( )
A．GFAJ1细菌体内含量较多的六种元素可能是碳、氢、氧、氮、砷、硫
B．砷元素存在于GFAJ1细菌细胞膜以及糖类、ATP、DNA和RNA等物质中
C．砷对多数生物有毒可能是因为砷能够代替磷参与生化反应，制造混乱
D．该发现将使人类对生命的认识发生重大改变，拓宽了在地球极端环境乃至外星球寻找生命的思路
答案 B
解析 砷元素存在于GFAJ1细菌细胞膜以及ATP、DNA和RNA等物质中，糖类一般由C、H、O三种元素构成，故砷元素不可能在糖类中出现，故B错误。
2．下列有关组成生物体化学元素的叙述，正确的是( )
A．微量元素在生物体内含量很少，所以人体不存在微量元素缺乏症
B．不同生物体内的各种化学元素的种类差异很大，但含量大体相同
C．地壳与活细胞中含量最多的元素都是O，说明非生物界与生物界具有统一性
D．组成生物体的最基本元素是C，但在细胞的鲜重中C的含量并不是最多的
答案 D
解析 微量元素在生物体内含量虽然很少，但它们的作用很大，当体内微量元素含量较少时，会出现微量元素缺乏症，A错误；不同生物体内的各种化学元素的种类大体相同，但含量差异很大，B错误；地壳与活细胞中含量最多的元素都是O，但是并不能说明非生物界与生物界具有统一性，生物界与非生物界具有统一性体现在组成生物体的化学元素在无机自然界中都存在，没有一种是生物所特有的，C错误；组成生物体的最基本元素是C，但在细胞的鲜重中C的含量并不是最多的，O的含量是最多的，D正确。
考向二 水和无机盐功能的分析
3．下列关于生物体内水的叙述，错误的是( )
A．植物体内含有较多自由水，可作为多种生物化学反应的反应物
B．细胞内的结合水向自由水转化时，细胞的抗寒性得到增强
C．种子储存前晒干是为了减少自由水含量，降低种子代谢速率
D．细胞内核糖体合成蛋白质时生成水，水中的氢来自氨基和羧基
答案 B
解析 结合水减少时，抗逆性降低，B错误。
4．(2017·海南，4)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 无机盐在生物体中是细胞的结构成分、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，但不能为生物体提供能量，C项错误。
考向三 无机盐生理功能的验证方法
5．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：本实验中采用甲组、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、乙组实验后
B．控制此实验的无关变量只需选一些相同的植物
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
答案 C
解析 该实验中对照组是甲组、乙组实验前，A项错误；此实验的无关变量有植物的种类、生长状况和培养条件等，B项错误；由于培养的是植物，故此实验需在光照条件下进行，D项错误。
归纳总结 对照实验的类型及实验组、对照组的确认
空白对照
对照组为自然状态下不做处理的对象组，实验组为施加实验变量处理的对象组
自身对照
实验处理前的对象组为对照组，实验处理后的对象组为实验组
相互对照
不单设对照组，而是几个实验组相互对照。如“影响酶活性的条件”的实验中，探究温度对酶活性的影响时，要用热水、正常温度的水、冰水三个实验组来探究温度对酶活性的影响，进行相互对照，以得出相应的实验结论
条件对照
即给对象施加某种实验处理，虽不是检验假设需要的，但更能充分说明实验变量的对照。例如，在用动物激素饲喂小动物的实验方案中，饲喂甲状腺激素的为实验组；饲喂甲状腺抑制剂的是条件对照组；不饲喂药剂的是空白对照组
6.(2019·全国Ⅲ，29)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(NH)和硝态氮(NO)。已知作物甲对同一种营养液(以硝酸铵为唯一氮源)中NH和NO的吸收具有偏好性(NH和NO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。
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NH和NO剩余量。
预期结果和结论：若营养液中NO剩余量小于NH剩余量，则说明作物甲偏好吸收NO；若营养液中NH剩余量小于NO剩余量，则说明作物甲偏好吸收NH。
解析 (1)植物细胞内的含氮有机物有蛋白质、磷脂、ATP、核酸等，其中在核糖体上合成的为蛋白质，在细胞核中合成的是DNA和RNA，植物叶绿体中的光合色素有叶绿素和类胡萝卜素，其中含氮的光合色素是叶绿素。(2)本实验的目的是验证作物甲对硝酸铵中的NH和NO的吸收具有偏好性，因变量是作物甲对二者的吸收量，因此可将生理状态相同的若干作物甲培养在适宜浓度的以硝酸铵为唯一氮源的营养液中，在适宜条件下培养一段时间，并测定实验后营养液中的NH和NO的浓度，最后进行比较，如果实验后营养液中的NH的浓度低于NO，可说明作物甲对硝酸铵中的NH的吸收具有偏好性；反之，则说明作物甲对硝酸铵中的NO的吸收具有偏好性。
考点二 糖类、脂质的种类和作用
1．细胞中的糖类
教材中的隐性知识 (1)源于必修1 P23“知识链接”：葡萄糖在细胞内的“燃烧”过程区别于体外燃烧的特点是细胞内“燃烧”过程是“无火焰”过程，能量是通过一系列化学反应逐步释放出来的。
(2)源于必修1 P24“图2－3”：构成淀粉、糖原和纤维素的基本单位都是葡萄糖分子，但是葡萄糖的连接方式不同。
(3)源于必修1 P25“批判性思维”：科学家还将纤维素等其他糖类称为人类的“第七类营养素”。
2．细胞中的脂质
3．细胞中糖类与脂质的关系
(1)细胞中的糖类和脂质是可以相互转化的。血液中的葡萄糖除供细胞利用外，多余的部分可以合成糖原储存起来；如果葡萄糖还有富余，就可以转变成脂肪和某些氨基酸。脂肪被消化吸收后，可以在皮下结缔组织等处以脂肪组织的形式储存起来。
(2)糖类和脂肪之间的转化程度是有明显差异的。例如，糖类在供应充足的情况下，可以大量转化为脂肪；而脂肪一般只在糖类代谢发生障碍，引起供能不足时，才会分解供能，而且不能大量转化为糖类。
教材中的隐性知识 (1)源于教材P26“正文小字部分”：构成脂肪的脂肪酸的种类和分子长短不相同，若脂肪酸长链中的碳原子之间都以单键相连，则为饱和脂肪酸，若脂肪酸长链中碳原子之间存在双键相连，则为不饱和脂肪酸。植物脂肪大多数含有不饱和脂肪酸，在室温时呈液态，而大多数动物脂肪含有饱和脂肪酸，室温时呈固态。
(2)源于必修1 P27“练习与应用·概念检测”：磷脂是所有细胞(填“真核细胞”“原核细胞”或“所有细胞”)必不可少的脂质。
(1)蔗糖的水解产物是葡萄糖和果糖，乳糖的水解产物是半乳糖，麦芽糖的水解产物是葡萄糖( × )
(2)糖原的基本组成单位是葡萄糖分子，主要功能是提供能量，与斐林试剂反应呈现砖红色( × )
(3)不是所有细胞的组成成分都含有纤维素( √ )
(4)细胞中的糖类都是能源物质( × )
(5)淀粉水解的终产物是二氧化碳和水( × )
(6)脂肪酸和磷脂含有的元素相同( × )
(7)所有的脂质都能参与膜结构的构成( × )
(8)细胞膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的( × )
(9)人体大脑活动所需要的能量主要来自脂肪的直接氧化分解( × )
(1)呼吸熵是物质氧化分解时释放CO2与消耗O2的比值，糖类的呼吸熵等于1，而脂肪的呼吸熵却小于1，请从糖类和脂肪的元素组成方面分析原因：脂肪和糖类均由C、H、O三种元素组成，但脂肪中“C”“H”含量高，而“O”含量低，故脂肪氧化分解释放的能量多，需要O2多，产生的H2O多。
(2)(源于必修1 P27)通过向北京鸭饲喂玉米、谷类和菜叶达到育肥的原因是北京鸭细胞中的糖类和脂质是可以相互转化的。当北京鸭摄入的糖类过多时，糖类在鸭体内就转变成了脂肪，并在皮下结缔组织等处储存起来。
(3)哺乳动物体内胆固醇并非有害无益，原因是胆固醇是动物细胞膜的重要成分，在人体内还参与血液中脂质的运输。
(4)医生建议缺钙的婴幼儿在服用钙片的同时，还要服用少量的鱼肝油的原因是鱼肝油主要含有维生素A和维生素D。维生素D有助于细胞吸收和储存钙和磷，所以当婴幼儿服用钙片时，若同时服用鱼肝油可以促进钙的吸收。
考向一 辨析糖类、脂质的种类与功能
7．下列有关细胞中糖类物质的相关叙述，正确的是( )
A．真核细胞中葡萄糖的彻底氧化分解需借助线粒体
B．若细胞表面的糖蛋白减少，则说明细胞已发生癌变
C．可使用斐林试剂检测甘蔗中蔗糖的水解产物是果糖
D．纤维素是构成植物细胞与外部环境边界的主要成分
答案 A
解析 真核细胞中葡萄糖的彻底氧化分解需要通过有氧呼吸完成，而有氧呼吸第二、三阶段发生在线粒体，A正确；癌细胞表面糖蛋白减少，造成癌细胞容易扩散和转移，但并不能说明细胞表面的糖蛋白减少就一定是细胞发生了癌变，只是可能发生癌变，B错误；蔗糖为二糖，其水解产物是葡萄糖和果糖，两者都是还原糖，都能与斐林试剂发生颜色反应，C错误；细胞的边界是细胞膜，纤维素是植物细胞壁的组成成分，D错误。
题后归纳 多糖的“水解”与“氧化分解”
多糖和二糖水解的终产物是其单体，如淀粉水解的终产物是葡萄糖，蔗糖水解的终产物是葡萄糖和果糖；糖氧化分解的终产物是CO2和H2O，即糖参与有氧呼吸后的最终产物。
8．下列关于生物体内脂质的叙述，正确的是(不定项)( )
A．磷脂属于脂质，是细胞膜的组成成分
B．胆固醇是动植物细胞膜的重要组成成分
C．维生素D能促进人和动物肠道对钙和磷的吸收
D．用32P标记的方法可检测脂肪在细胞中的分布
答案 AC
解析 胆固醇是动物细胞膜的重要组成成分，B错误；脂肪的元素组成是C、H、O，不含P，D错误。
考向二 种子成熟和萌发过程中化合物的变化分析
9．下图甲和图乙分别表示油菜种子在发育和萌发过程中糖类和脂肪的变化曲线。下列分析正确的是( )
A．种子形成时，脂肪水解酶的活性很高
B．种子萌发时，脂肪转变为可溶性糖，说明可溶性糖是种子生命活动的直接供能物质
C．质量相等的可溶性糖和脂肪，所储存的能量脂肪多于糖
D．种子发育过程中，由于可溶性糖更多地转变为脂肪，种子需要的氮元素增加
答案 C
解析 种子形成过程中，糖类逐渐转化为脂肪，脂肪水解酶的活性较低，A错误；种子萌发时，脂肪转变为可溶性糖，种子生命活动的直接供能物质是ATP，B错误；由于脂肪中的碳氢比例高，所以质量相等的可溶性糖和脂肪，脂肪所储存的能量多于糖，C正确；种子发育过程中，可溶性糖更多地转变为脂肪，脂肪的组成元素是C、H、O，故不会导致种子需要的氮元素增加，D错误。
10．如图1表示某油料植物的种子成熟过程中脂肪、淀粉和可溶性糖含量的变化，将种子置于温度、水分(蒸馏水)、通气等条件适宜的黑暗环境中培养，定期检测萌发种子(含幼苗)的干重，结果如图2所示。回答下列问题：
(1)据图1可知，种子成熟过程中有机物的主要变化是 。
(2)为了观察种子中的脂肪，常用 染液对种子胚乳切片染色，然后在显微镜下观察，可见 色的脂肪颗粒。
(3)图2中在7天之前，导致萌发种子初期干重增加的主要元素是 (填“C”“N”或“O”)。7～10天干重下降的原因是 。第11天后，如果要使萌发种子(含幼苗)的干重增加，必须提供的条件是 和 。
答案 (1)可溶性糖和淀粉不断转化为脂肪储存起来
(2)苏丹Ⅲ 橘黄 (3)O 该阶段种子只进行细胞呼吸，不进行光合作用，有机物逐渐减少 光照 所需的矿质元素离子
解析 (1)分析题图曲线可知，油料植物的种子在成熟过程中，可溶性糖和淀粉不断转化为脂肪储存起来。(2)欲观察胚乳中的脂肪，可将种子中的胚乳切片，用苏丹Ⅲ染液进行染色，放在显微镜下即可观察到橘黄色的脂肪颗粒。(3)在种子萌发前一段时间干重增加，最可能的原因是脂肪转化为糖类。由于脂肪与糖类相比，其碳、氢比例高，当脂肪转化为糖类时，氧元素增加。第7～10天种子只进行细胞呼吸，不进行光合作用，有机物逐渐减少；第11天后，种子干重的增加只能来源于光合作用。由于种子处于黑暗环境，并且提供的是蒸馏水，因而欲完成光合作用必须提供的条件是光照和所需的矿质元素离子。
归纳总结 种子形成和萌发过程中糖类和脂质的变化
种子类型
变化
非油料作物种子(如小麦)
油料作物种子(如大豆)
种子形成时
可溶性糖(还原糖)→淀粉
糖类→脂肪
种子萌发时
淀粉→可溶性糖(还原糖)
脂肪→甘油、脂肪酸→糖类
种子形成时，光合作用产物的输入导致其干重增加。种子萌发时，吸收水分导致其鲜重增加，非油料作物的种子由于只进行细胞呼吸导致干重减少，油料作物种子萌发初期干重有所增加(是因为脂肪转化为糖类的过程中增加了氧元素)，然后再减少。
考点三 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1．检测原理
(1)还原糖的检测
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
选材与制备：蛋清稀释液或豆浆滤液
↓
颜色反应：
↓
结论：组织样液中含有蛋白质
1．区分斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同”
(1)检测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，所以应将甲液和乙液分别保存，使用时现配现用。
(2)在还原糖检测实验中，若待测组织样液中不含还原糖，加入斐林试剂水浴加热后的现象不是无色，而是蓝色，即Cu(OH)2的颜色。
(3)检测蛋白质时，加入过量的双缩脲试剂B液后，如果没有产生明显的紫色反应，可能的原因是加入的双缩脲试剂B液过量，CuSO4在碱性溶液中生成大量的Cu(OH)2蓝色絮状沉淀，会遮蔽实验中所产生的紫色，影响观察效果。
(4)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，可用于蛋白质的检测。
2．实验成功的3个关键点
选材
(1)上述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)蛋白质检测中，若用大豆作材料，必须提前浸泡；若用蛋清作材料，必须稀释，防止其黏在试管上不易刷洗；且该实验应预留部分组织样液作对比
设置对照
物质检测实验一般不设立对照实验，若需设立对照实验，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
实验试剂
脂肪检测的过程中滴加1～2滴体积分数为50%的酒精溶液的目的是洗去浮色，原理是苏丹Ⅲ染液易溶于酒精
考向 糖类、脂肪和蛋白质的检测原理与基本操作
11．(2021·四川成都外国语学校月考)实验测得小麦、大豆、花生三种生物干种子中三大类有机物含量如图，下列有关叙述正确的是( )
A．向小麦种子的研磨滤液中加入斐林试剂，溶液就会呈砖红色
B．选用花生用切片法检验细胞中有脂肪存在时需要使用显微镜
C．用双缩脲试剂检验大豆组织样液中存在蛋白质加热呈紫色
D．萌发时相同质量的三种种子需要的O2量基本相同
答案 B
解析 用斐林试剂检测还原糖需要水浴加热，小麦种子研磨滤液富含淀粉，淀粉不属于还原糖，因此加入斐林试剂难以呈现砖红色，A错误；花生种子富含脂肪，选用花生检验细胞中有脂肪存在时，如果将花生种子的子叶切片制成临时装片，观察颜色反应，则需要使用显微镜，B正确；用双缩脲试剂检测大豆组织样液中存在蛋白质，不需要加热，C错误；脂肪中氢的含量远高于糖类，而氧的含量远低于糖类，相同质量的脂肪氧化分解时的耗氧量比糖类多，三种种子中，花生种子含有的脂肪最多、含有的淀粉最少，小麦种子含有的脂肪最少、含有的淀粉最多，因此相同质量的三种种子萌发时需要的O2量不同，花生种子需要的O2量最多，D错误。
归纳总结 把握三类有机物检测在操作步骤上的“三个唯一”
唯一需要加热
检测还原糖，且必须水浴加热，不能用酒精灯直接加热
唯一需要显微镜
切片法检测生物组织中的脂肪
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
12.某校生物兴趣小组进行了生物组织中还原糖检测的实验(如下图)，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．用于该实验检测的斐林试剂也可用于检测蛋白质，只是添加试剂的顺序不同
D．由于斐林试剂不稳定，在使用斐林试剂时要先加入0.1 g/mL的NaOH溶液，后加入0.05 g/mL的CuSO4溶液
答案 A
解析 苹果含还原糖量较高且颜色浅，比植物叶片更适合用于还原糖的鉴定，A正确；在制备生物组织样液时，加入石英砂的主要目的是使实验材料研磨充分，B错误；斐林试剂和双缩脲试剂中CuSO4溶液的质量浓度不同，C错误；在使用斐林试剂时应将NaOH和CuSO4溶液等量混匀后再加入组织样液，D错误。
1．核心概念
(1)(必修1 P21)水与细胞内的其他物质相结合，叫作结合水。
(2)(必修1 P21)细胞中绝大部分的水呈游离状态，可以自由流动，叫作自由水。
(3)(必修1 P26)脂肪：由三分子脂肪酸与一分子甘油发生反应而形成的酯。
2．教材结论性语句
(1)(必修1 P16)组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到，没有一种化学元素为细胞所特有。细胞中各种元素的相对含量与无机自然界的大不相同。
(2)(必修1 P21)细胞内的结合水因与细胞内的蛋白质、多糖等物质相结合而失去流动性和溶解性，进而成为生物体的构成成分。
(3)(必修P21)细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。
(4)(必修1 P22)无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动都有重要作用。
(5)(必修1 P23)糖类是主要的能源物质。
(6)(必修1 P23)糖类分子一般是由C、H、O三种元素构成的，多数糖类分子中H、O原子的比例是2∶1，类似水分子。
(7)(必修1 P23～24)单糖不能水解，可直接被细胞吸收；二糖由两分子单糖脱水缩合而成，一般要水解成单糖才能被细胞吸收。生物体内的糖类绝大多数以多糖形式存在。
(8)(必修1 P26)脂肪是细胞内良好的储能物质。
(9)(必修1 P27)胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，在人体内还参与血液中脂质的运输。
(10)(必修1 P27)细胞中的糖类和脂质是可以相互转化的。但是转化程度有明显差异：糖类在供应充足的情况下，可以大量转化为脂肪；而脂肪一般只在糖类代谢发生障碍，引起供能不足时，才会分解供能，而且不能大量转化为糖类。
1．(2020·海南，1)下列关于人体脂质的叙述，正确的是( )
A．组成脂肪与糖原的元素种类不同
B．磷脂水解的终产物为甘油和脂肪酸
C．性激素属于固醇类物质，能维持人体第二性征
D．维生素D是构成骨骼的主要成分，缺乏维生素D会影响骨骼发育
答案 C
2．(2020·浙江1月选考)无机盐是某些化合物的重要组成成分，具有维持生物体生命活动的重要作用。下列叙述正确的是( )
A．Ca2＋与肌肉的兴奋性无关
B．Mg2＋是类胡萝卜素的必要成分
C．H2PO作为原料参与脂肪的合成
D．HCO具有维持人血浆酸碱平衡的作用
答案 D
解析 Ca2＋与肌肉的兴奋性有关，若哺乳动物血液中Ca2＋含量过低，则会发生抽搐，A错误；Mg2＋是叶绿素的必需成分，B错误；脂肪只含有C、H、O三种元素，所以不需要H2PO作为原料参与其合成，C错误；HCO作为血浆中的缓冲物质，具有维持人血浆酸碱平衡的作用，D正确。
3．(2020·山东，16)棉花纤维由纤维细胞形成。蔗糖经膜蛋白SUT转运进入纤维细胞后逐渐积累，在纤维细胞的加厚期被大量水解后参与纤维素的合成。研究人员用普通棉花品系培育了SUT表达水平高的品系F，检测两品系植株开花后纤维细胞中的蔗糖含量，结果如图所示。下列说法正确的是(不定项)( )
A．纤维素的基本组成单位是葡萄糖和果糖
B．曲线甲表示品系F纤维细胞中的蔗糖含量
C．15～18天曲线乙下降的主要原因是蔗糖被水解后参与纤维素的合成
D．提高SUT的表达水平会使纤维细胞加厚期延后
答案 BC
解析 纤维素是多糖，其基本组成单位是葡萄糖，A项错误；品系F的SUT表达水平高，蔗糖经膜蛋白SUT转运进入纤维细胞的量较大，因此曲线甲表示品系F植株的纤维细胞中蔗糖含量，B项正确；蔗糖进入纤维细胞内，会在纤维细胞的加厚期被大量水解后参与纤维素的合成，则15～18天曲线乙下降的主要原因是蔗糖被水解后参与纤维素的合成，C项正确；从曲线图中可以看出，提高SUT的表达水平会使纤维细胞的加厚期提前，D项错误。
4．(2018·全国Ⅱ，4)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
答案 C
解析 风干种子细胞中含水量少，细胞呼吸作用的强度低，有机物的消耗减慢，A项正确、C项错误；风干种子细胞中含水量少，微生物不易在其上生长繁殖，B项正确；风干种子细胞中自由水的含量相对少，结合水与自由水的比值大，D项正确。
5．(2017·全国Ⅰ，2)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 用台盼蓝可鉴定细胞死活，被染色的细胞是死细胞，因为死细胞的细胞膜失去了对台盼蓝的选择透过性，使得台盼蓝能进入细胞而被染成蓝色，如果细胞膜结构不完整，台盼蓝也能进入细胞，故也能判断细胞膜结构的完整性，A正确；双缩脲试剂是用来检测蛋白质中结构的，因为氨基酸中没有结构，故不能检测氨基酸的含量，B错误；若要观察处于细胞分裂中期的染色体，可以用碱性染料醋酸洋红液、甲紫溶液等试剂染色，C正确；斐林试剂是由质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液与质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液等量混合配制而成，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。
课时精练
一、选择题：每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。
1．(2020·宁夏高三期中)下列物质或结构在元素组成上都相同的有下面哪几组( )
①核糖、核糖核酸、核糖体
②ATP、质粒、磷脂
③纤维素、脂肪、乳糖
④胆固醇、糖原、胰岛素
A．①② B．②③
C．②④ D．①④
答案 B
解析 核糖的组成元素是C、H、O，核糖核酸的组成元素是C、H、O、N、P，核糖体的组成元素主要是C、H、O、N、P，①不符合题意；ATP、质粒(DNA)、磷脂均由C、H、O、N、P组成，②符合题意；糖类(纤维素和乳糖)和脂肪的组成元素都是C、H、O，③符合题意；胆固醇的组成元素是C、H、O，糖原的组成元素是C、H、O，胰岛素的组成元素是C、H、O、N、S，④不符合题意。故答案选B。
2．(2018·江苏，2改编)脂质与人体健康息息相关，下列叙述错误的是( )
A．分布在内脏器官周围的脂肪具有缓冲和减压的作用
B．蛇毒中的磷脂酶因水解红细胞膜蛋白而导致溶血
C．摄入过多的胆固醇会增加动脉硬化的风险
D．性激素的化学本质为固醇，属于脂质
答案 B
解析 酶具有专一性，磷脂酶可催化磷脂水解，但不能催化膜蛋白水解，故B错误。
3．(2021·云南玉溪模拟)某生物体内能发生如下反应：淀粉→麦芽糖→葡萄糖→糖原。则下面的说法不正确的是( )
A．此生物一定是动物，因为能合成糖原
B．淀粉和糖原都属于多糖
C．此生物一定是动物，因为能利用葡萄糖
D．糖类在生物体内是主要的能源物质
答案 C
解析 “淀粉→麦芽糖→葡萄糖”表示淀粉的水解过程，“葡萄糖→糖原”表示糖原的合成过程。糖原只能在动物细胞中合成，因此该生物一定为动物，A正确；淀粉、糖原和纤维素都属于多糖，B正确；动物和植物都能利用葡萄糖，不能以此作为区分动、植物的依据，C错误。
4．水是生命之源，下列有关细胞内自由水、结合水与细胞新陈代谢及抗性之间关系的叙述，错误的是( )
A．细胞内的水主要存在于细胞液中，且自由水的含量大于结合水的含量
B．细胞内自由水向结合水转化时，细胞的抗寒性增强
C．将人的红细胞置于质量分数为1.5%的氯化钠溶液中，红细胞内结合水的含量不变
D．幼小的生物体内自由水与结合水的比值越大时，代谢越活跃
答案 A
解析 细胞内的水主要存在于细胞质中，A错误；自由水与结合水的比值与新陈代谢及抗逆性有关，比值越高，细胞代谢越旺盛，抗逆性越低，当细胞内自由水向结合水转化时，代谢减慢，抗寒性增强，B、D正确；将人的红细胞置于质量分数为1.5%的氯化钠溶液中，红细胞内结合水的含量不变，C正确。
5．(2020·合肥模拟)下列关于糖类化合物的叙述，正确的是( )
A．葡萄糖、果糖、半乳糖都是还原糖，但元素组成不同
B．二糖都由葡萄糖聚合而成，都可与斐林试剂发生颜色反应
C．肌糖原不能水解为葡萄糖，不属于细胞的能源物质
D．糖类是细胞的主要能源物质，也是细胞的重要结构物质
答案 D
解析 葡萄糖、果糖和半乳糖都属于还原糖，元素组成相同，都是C、H、O，A错误；二糖中的蔗糖由葡萄糖和果糖脱水缩合而成，蔗糖不具有还原性，不能与斐林试剂发生颜色反应，B错误；肌糖原是能源物质，能被分解供能，但肌糖原不能直接分解成葡萄糖，C错误；糖类中的葡萄糖是细胞的主要能源物质，细胞膜上有糖与蛋白质结合形成的糖蛋白，起识别等作用，糖类也是细胞的重要结构物质，D正确。
6．下表是人体血脂的正常生理指标数据。请分析判断下列有关脂质的说法，正确的是( )
项目
含量
总脂
4.5～7.0 g/L(450～700 mg/dL)
总胆固醇
2.8～6.0 mmol/L(110～230 mg/dL)
胆固醇酯
占总胆固醇的0.70～0.75(70%～75%)
磷脂
1.7～3.2 mmol/L(130～250 mg/dL)
甘油三酯
0.23～1.24 mmol/L(20～110 mg/dL)
A.磷脂含有C、H、O、N、P，是构成生物膜的主要成分
B．胆固醇酯占血液中脂质的70%～75%，在人体内参与血液中脂质的运输
C．血液中甘油三酯含量一旦超过1.24 mmol/L，人体就一定会患病
D．在血浆中能够检测到性激素、脂肪酸等固醇类物质
答案 A
解析 胆固醇酯占总胆固醇的70%～75%，胆固醇在人体内参与血液中脂质的运输，B项错误；血液中正常的甘油三酯含量是0.23～1.24 mmol/L，超过1.24 mmol/L人体可能会患病，C项错误；性激素的化学本质是固醇类物质，脂肪酸是脂肪的组成部分，不是固醇类物质，D项错误。
7．(2020·山东省实验中学月考)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。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．实验结束时，培养液中某些无机盐离子的浓度可能会增加
D．与正常幼苗相比，该幼苗叶绿体内的NADPH的合成速率增加
答案 D
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，推测无机盐X可能是一种含镁元素的无机盐，B正确；植物吸收无机盐具有选择性，当植物吸收水大于吸收某种元素时，实验结束时培养液中某种无机盐离子浓度可能会增加，C正确；当植物缺镁时，叶绿素合成减少，光反应速率下降，叶绿体内NADPH的合成速率下降，D错误。
8．下图为鉴定蛋白质的流程图，其中甲、乙、丙、丁的含义分别是( )
A．黄豆浆、双缩脲、1 mL、4滴
B．花生种子研磨液、双缩脲、4滴、1 mL
C．黄豆浆、双缩脲、4滴、1 mL
D．花生种子研磨液、斐林试剂、1 mL、4滴
答案 A
解析 鉴定蛋白质既可以用蛋清稀释液，也可以用黄豆浆滤液；鉴定蛋白质所用的试剂是双缩脲试剂，应先加A液1 mL，摇匀，再加B液4滴，振荡摇匀。
二、选择题：每小题给出的四个选项中有一个或多个符合题目要求。
9．下列关于脂质的说法中不正确的是( )
A．脂肪中只含有C、H、O、N四种元素
B．性激素对维持生物体的生殖过程起着重要的调节作用
C．脂肪只存在于动物的脂肪细胞中，而植物细胞中没有
D．构成生物体的细胞膜上存在磷脂、脂肪等脂类物质
答案 ACD
解析 脂肪中只含有C、H、O三种元素，A错误；脂肪存在于动植物的脂肪细胞中，C错误；构成生物体的细胞膜上存在磷脂、胆固醇等脂类物质，但不含脂肪，D错误。
10．下列四项是对有关混合液在适宜条件下发生反应后现象的描述，其中不正确的是( )
选项
有关物质
所用试剂
颜色反应
A
淀粉与足量淀粉酶混合液
碘液
蓝色
B
蛋白质与足量蛋白酶混合液
双缩脲试剂
紫色
C
蔗糖与足量淀粉酶混合液
斐林试剂
砖红色
D
脂肪与足量脂肪酶混合液
苏丹Ⅲ染液
橘黄色
答案 ACD
解析 淀粉酶可将淀粉水解，因此混合液遇碘液后不变蓝色，A错误；由于蛋白酶的化学本质是蛋白质，因此混合液可与双缩脲试剂反应呈现紫色，B正确；淀粉酶不能水解蔗糖，因此混合液遇斐林试剂后无颜色反应，C错误；脂肪酶可将脂肪水解，因此混合液遇苏丹Ⅲ染液后无颜色反应，D错误。
三、非选择题
11．(2021·福建省连城县第一中学月考)人体所需要的营养物质主要有水、无机盐、维生素、糖类、脂质和蛋白质等，这些营养物质在人体细胞中有着重要的作用。
(1)一切生命活动都离不开水，水在人体内的存在形式有结合水和 水，后者在人体内的生理作用有 和 (至少答出两点)。
(2)人每天都要补充一定量的蛋白质，尤其是婴幼儿。如果蛋白质摄入不足，会导致抵抗力下降，原因是蛋白质摄入量不足会影响 的合成。
(3)牛奶、奶粉中含量较多的二糖是 ，该二糖 (填“是”或“不是”)还原糖。若某劣质奶粉中掺有淀粉，请问如何验证其中含有淀粉？ 。
(4)牛奶、奶粉中都添加了钙、铁等元素，其中钙是人体骨骼和牙齿的重要组成成分，铁是血红素的重要组成成分，这说明无机盐有 的作用。某同学踢足球时，随汗液流失了大量的钙盐，可能会发生 现象，这说明无机盐有 的重要作用。
答案 (1)自由 运输作用 参与生物化学反应 (2)抗体 (3)乳糖 是 滴加碘液，变蓝则证明含有淀粉 (4)构成细胞内某些复杂化合物 抽搐 维持细胞和生物体生命活动
解析 (1)水在人体内的存在形式是结合水和自由水；自由水是良好的溶剂，是许多生物化学反应的介质，自由水参与许多生物化学反应，自由水对于营养物质和代谢废物的运输具有重要作用。
(2)抗体的化学本质是蛋白质，具有免疫作用，刚出生的婴幼儿，如果蛋白质摄入量不足会影响抗体形成，导致抵抗力下降。
(3)牛奶和奶粉中含量较多的二糖是乳糖，乳糖是还原糖；淀粉遇碘液变蓝色，因此可以用碘液检测奶粉中是否含有淀粉。
(4)牛奶、奶粉中都添加钙、铁等元素，其中钙是人体骨骼和牙齿中的重要组成成分，铁是血红素的重要成分，这说明无机盐是细胞内某些复杂化合物的组成成分；血液中钙含量偏低会引起抽搐，说明无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用。
12．科学家研究某小麦的种子萌发过程，通过一定的生化方法测定种子萌发过程中胚的鲜重变化以及胚的RNA合成量的变化情况，得到的曲线数据如下图所示。请据此分析回答以下问题：
(1)通过不休眠的种子与休眠的种子胚鲜重的比较可知，结合水/自由水比值高的是 种子；不休眠的种子萌发6天后至形成叶片前，干重会 (填“相等”“增多”或“减少”)，原因是 。
(2)不休眠的种子萌发后胚中的RNA合成量 ，经分析种子的淀粉含量下降而葡萄糖含量升高，推测某些RNA控制翻译合成了 。
(3)第5天萌发种子的胚根长出，此时整个种子内DNA的含量与不萌发种子相比 (填“相等”“增多”或“减少”)，推测的理由是 。
答案 (1)休眠的 减少 种子胚细胞的细胞呼吸增强，且不能进行光合作用，所以有机物减少，干重降低 (2)增加 淀粉酶、麦芽糖酶 (3)增多 种子胚细胞的DNA大量复制，细胞不断分裂、分化使胚根生长
解析 (1)自由水/结合水的比值与细胞代谢有关，代谢旺盛的细胞中，自由水/结合水的比值高，因此结合水/自由水比值高的是休眠的种子。不休眠的种子萌发6天后至形成叶片前，由于细胞呼吸增强，且此时种子无叶，不能进行光合作用，所以有机物的量逐渐减少，干重会减少。(2)不休眠的种子萌发后，代谢旺盛，需要合成相关的酶，因此会进行转录和翻译。转录形成相关的RNA比较多，淀粉在淀粉酶的作用下水解形成麦芽糖，麦芽糖在麦芽糖酶的作用下水解形成葡萄糖，葡萄糖用于细胞呼吸，因此淀粉含量下降而葡萄糖含量升高是因为细胞内合成了淀粉酶、麦芽糖酶。(3)胚根由种子的胚细胞不断分裂、分化形成，该过程要经过有丝分裂，DNA要大量复制，故萌发的整个种子内DNA的含量与不萌发种子相比增多。
13．某同学有喝牛奶的习惯，在学习了细胞中的化合物知识后，他想知道牛奶中有无蛋白质和还原糖。下面是其未设计完的实验，请帮助他完成实验设计。
实验目的：探究某品牌牛奶中有无蛋白质和还原糖。
实验原理：利用颜色反应检测牛奶中有无蛋白质和还原糖。
材料用具：略。
实验步骤：请补充表格中a、b、c、d处内容：
探究目的
探究牛奶中有无还原糖
探究牛奶中有无蛋白质
试管
步骤
A
B
C
D
E
F
第一步
2 mL牛奶
2 mL蒸馏水
2 mL葡萄糖样液
2 mL牛奶
2 mL蒸馏水
2 mL
a 样液
第二步
1 mL斐林试剂
1 mL斐林试剂
1 mL斐林试剂
1 mL NaOH溶液
b
1 mL NaOH溶液
第三步
c
水浴加热
水浴加热
d
4滴CuSO4溶液
4滴CuSO4溶液
结果
？
？
(1)a. ；b. ；
c. ；d. 。
(2)请预测A、D两个试管的现象及其结论：
A：
。
D：
。
(3)分析该实验设计：
试管A和 形成对照实验，对照组为 ，目的是
。
答案 (1)蛋白质 1 mL NaOH溶液 水浴加热 4滴CuSO4溶液 (2)若出现砖红色沉淀，证明牛奶中含有还原糖，否则无还原糖 若出现紫色，证明牛奶中含有蛋白质，否则无蛋白质 (3)试管B、C 试管B和试管C 通过对照探究牛奶中是否含有还原糖
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