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2020版高考生物大一轮人教讲义：第一单元 第2讲 细胞中的无机物、糖类和脂质
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这是一份2020版高考生物大一轮人教讲义：第一单元 第2讲 细胞中的无机物、糖类和脂质，共26页。
考点一 细胞中的元素和化合物、无机物
1．组成细胞的元素和化合物
(1)组成细胞的元素
①元素的来源、分类和存在形式
②生物界和非生物界在元素组成上的统一性和差异性
a．统一性的表现：组成生物体的元素在无机自然界中都能找到，在元素种类上具有统一性。
b．差异性的表现：同一种元素在生物界和非生物界中的含量差别很大。
(2)组成细胞的化合物
深化拓展 细胞鲜重和干重中元素与化合物的含量不同
①在组成细胞的元素中，占鲜重百分比：O＞C＞H＞N；占干重百分比：C＞O＞N＞H。
②在组成细胞的化合物中，占鲜重百分比：水＞蛋白质＞脂质＞糖类，但在干重百分比中，蛋白质最多。
2．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
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(比值高→细胞代谢旺盛，但抗逆性差,比值低→细胞代谢强度降低，但抗寒、抗旱、抗热等抗逆性增强))
(2)细胞中的无机盐
1．判断有关组成生物体元素和化合物的叙述
(1)Ca、Mg、Fe、Mn、Cu是组成细胞的微量元素( × )
(2)细胞中的一种元素的作用能被其他元素替代( × )
(3)因为O是活细胞中含量最多的元素，所以O是最基本的元素( × )
(4)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( × )
(5)在人体活细胞中氢原子的数目最多( √ )
(6)细胞中的微量元素因含量极少从而不如大量元素重要( × )
(7)在占干重百分比中，因为脂质中脂肪是储能物质，所以脂质最多( × )
2．判断有关细胞中水和无机盐的叙述
(1)生物体内的水就是细胞内的水( × )
(2)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( × )
(3)Mg参与构成叶绿体中的各种色素( × )
(4)水影响光合作用强度的主要原因是水影响气孔的开闭( √ )
(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( × )
如图1是细胞中化合物含量的扇形图，图2是有活性的细胞中元素含量的柱形图，请分析：
(1)若图1表示细胞鲜重，则A、B化合物依次是水、蛋白质。
(2)若图1表示细胞完全脱水后的化合物含量，则A化合物具有多样性，其一定含的元素是C、H、O、N。
(3)若图2表示组成人体细胞的元素含量(占细胞鲜重的百分比)，则a、b、c依次是O、C、H。
(4)大肠杆菌体内的各种元素的含量是否和人体内的完全相同？
提示 不完全相同。不同生物体内的各种元素的含量存在较大差异。
命题点一 组成细胞的元素和化合物辨析
1．(2018·广州模拟)元素和化合物是细胞的物质基础，下列叙述错误的是( )
A．细胞中的微量元素如Fe、Mn、Cu、Zn等含量虽然很少，但不可缺少
B．ATP和质粒中含有的元素都是C、H、O、N、P
C．具有生物催化作用的酶是由氨基酸或核糖核苷酸组成的
D．染色体、核糖体中含有的五碳糖都是脱氧核糖
答案 D
解析 Fe、Mn、Cu、Zn等微量元素含量虽然很少，但不可缺少，A正确；ATP含有的元素是C、H、O、N、P，质粒是小型环状DNA分子，含有的元素是C、H、O、N、P，B正确；具有生物催化作用的酶的化学本质是蛋白质或RNA，故其是由氨基酸或核糖核苷酸组成的，C正确；染色体中含有的核酸是DNA，其中的五碳糖是脱氧核糖，核糖体中含有的核酸是RNA，其中的五碳糖是核糖，D错误。
2．下图是构成细胞的某些化合物的元素组成情况。则对①、②、③所表示的物质及其所能表现的生理功能推测错误的是( )
A．①可能是叶绿素，能吸收光能进行光合作用
B．②可能是血红蛋白，有运输氧的作用
C．③可能是磷脂，是细胞膜的主要成分
D．①、②、③必为同一类物质
答案 D
解析 叶绿素中含有Mg，所以①可能是叶绿素，能吸收光能进行光合作用，A项正确；血红蛋白中含有Fe，所以②可能是血红蛋白，有运输氧的作用，B项正确；磷脂含有的元素是C、H、O、N、P，所以③可能是磷脂，是细胞膜的主要成分，C项正确；①、②、③为不同类物质，D项错误。
科学思维 据特征元素推测化合物的种类
命题点二 水和无机盐功能的分析
3．(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 草酸与食物中的钙结合形成沉淀物，不利于机体对食物中钙的吸收，A项正确；铁是血红蛋白的组成成分，血红蛋白的主要作用是运输O2，缺铁会导致哺乳动物血液运输O2的能力下降，B项正确；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；燃烧过程中有机物被分解，剩下来的是无机物，含有丰富的无机盐，D项正确。
4．(2018·遂宁二模)下列关于细胞中水的说法不正确的是( )
A．细胞中的含水量与细胞代谢速率密切相关
B．DNA复制和转录都有水产生，翻译不产生水
C．线粒体中产生大量ATP的同时一定有水生成
D．癌细胞中自由水所占比例比衰老细胞中高
答案 B
解析 细胞中的含水量与细胞代谢速率密切相关，自由水与结合水的比值越高，细胞代谢越旺盛，A正确；DNA复制和转录过程都涉及到相应的核苷酸聚合为核苷酸链，因此都有水产生，在翻译过程中氨基酸脱水缩合也会产生水，B错误；线粒体中产生大量ATP发生在有氧呼吸的第三阶段，该阶段发生的反应是前两个阶段产生的[H]与氧结合生成H2O，并释放大量的能量，C正确；癌细胞的代谢较衰老的细胞旺盛，因此癌细胞中自由水所占比例比衰老细胞中高，D正确。
科学思维 衍射法归纳水的产生、利用、吸收及其调节
命题点三 水和无机盐的相关实验
5．下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，但是在细胞中的存在形式不同
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只来自于种子中的糖类
答案 A
解析 晒干过程中失去的是自由水，而烘干过程中失去的是结合水，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了生理活性，浸泡后不能萌发，B错误；③为种子燃烧后剩余的灰分，主要含矿质元素，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来自于各种有机物，D错误。
6．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；若此实验是无土栽培，则实验前营养液要灭菌，C项正确；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。
科学探究 验证某种矿质元素生理功能的实验方案
实验组：正常植物＋缺X培养液共同培养一段时间后，表现出相应的症状，再加入X后，症状消失。
对照组：正常植物＋完全培养液共同培养一段时间后，植物正常生长。
实验相关说明：
(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。
考点二 糖类、脂质的种类和作用
1．细胞中的糖类
(1)组成元素：仅由C、H、O元素构成。
(2)种类和功能
2．细胞中的脂质
3．糖类和脂质的比较
1．判断关于糖类的叙述
(1)蔗糖水解的产物是葡萄糖和果糖，而乳糖水解的产物是半乳糖，麦芽糖的水解产物是葡萄糖( × )
(2)糖原的组成单位是葡萄糖，主要功能是提供能量，与斐林试剂反应呈现砖红色( × )
(3)淀粉水解的终产物是二氧化碳和水( × )
(4)淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATP的生成( × )
2．判断关于脂质的叙述
(1)脂肪酸和磷脂含有的元素相同( × )
(2)所有的脂质都能参与膜结构的构成( × )
(3)脂质的组成元素不一定只有C、H、O( √ )
(4)脂肪比相同质量的多糖彻底氧化产能少( × )
(5)膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的( × )
(6)人体大脑活动的能量主要来自脂肪的有氧氧化( × )
据图分析糖类和脂质的组成
(1)若①表示糖类，则②、③、④可分别表示单糖、二糖、多糖(物质)。
(2)若①表示多糖，则②、③、④可分别表示淀粉、纤维素、糖原(物质)。
(3)若①表示脂质，则②、③、④可分别表示脂肪、磷脂、固醇(物质)。
(4)若①表示固醇，则②、③、④可分别表示胆固醇、性激素和维生素D(物质)。
命题点一 辨析糖类、脂质的种类与功能
1．下列关于糖类的叙述，正确的是( )
A．单糖可以被进一步水解为更简单的化合物
B．构成淀粉、糖原和纤维素的单体均为果糖
C．细胞识别与糖蛋白中蛋白质有关，与糖链无关
D．糖类是大多数植物体干重中含量最多的化合物
答案 D
解析 单糖是糖类水解形成的最终产物，不可以再水解，A错误；构成淀粉、糖原和纤维素的单体均为葡萄糖，B错误；细胞膜上糖蛋白的糖链起着信息分子的作用，与细胞识别有关，C错误；按干重计，糖类占大多数植物体的85%～90%，故大多数植物体干重中含量最多的化合物是糖类，D正确。
2．(2017·海南，3)关于哺乳动物体内脂质与糖类的叙述，错误的是( )
A．固醇在动物体内可转化成性激素
B．C、H、O、P是构成脂质和糖原的元素
C．脂肪与糖原都是细胞内储存能量的物质
D．胆固醇是细胞膜的组分，也参与血脂运输
答案 B
解析 固醇在动物体内可以转化成性激素，A项正确；脂质包括脂肪、磷脂和固醇，磷脂由C、H、O、N、P五种元素组成，糖原属于糖类，由C、H、O三种元素组成，B项错误；脂肪与糖原都属于细胞内的储能物质，C项正确；胆固醇是细胞膜的组分，也参与血脂运输，D项正确。
社会责任 糖脂代谢异常与人体健康
(1)高血糖(糖尿病)：长期高血糖导致各种组织，特别是眼、肾、心脏、血管等器官的慢性损伤和功能障碍。
(2)低血糖：血液中葡萄糖含量低导致身体无力、眩晕等症状。
(3)高血脂：血脂中的主要成分是甘油三酯和胆固醇，血脂过高会导致动脉粥样硬化、冠心病、胰腺炎等。
(4)动脉粥样硬化：长期高血脂导致动脉内膜脂质和复合糖类积聚，使动脉壁增厚变硬、血管腔狭窄，由于在动脉内膜积聚的脂质外观呈黄色粥样，因此称为动脉粥样硬化。严重时会导致动脉阻塞，从而使相应组织或器官缺血或坏死，发生在大脑和心脏部位会导致脑(心)梗塞。
预防以上疾病的最佳途径就是控制饮食，维持低脂、低糖、高蛋白、高膳食纤维的饮食结构，另外还要多做有氧运动，促进糖脂的消耗。
命题点二 种子形成和萌发过程中化合物的变化分析
3．油菜种子成熟过程中部分有机物的变化如图所示。将不同成熟阶段的种子制作匀浆后检测，结果正确的是( )
答案 C
解析 分析曲线可知，油菜种子在成熟过程中，可溶性糖和淀粉不断转化为脂肪储存起来。第10天时仍然存在较多的可溶性糖，可溶性糖中的还原糖与斐林试剂在水浴加热条件下会出现砖红色沉淀，A项错误；蛋白质是生物体生命活动的体现者，在整个种子成熟过程中都能检测到蛋白质的存在，B项错误；在第30天时，脂肪含量较高，脂肪与苏丹Ⅲ试剂发生反应呈现橘黄色，C项正确；在第40天时，淀粉已经消耗殆尽，用碘液检测不会发生显色反应，D项错误。
4．某油料植物的种子中脂肪含量为种子干重的70%。为探究该植物种子萌发过程中干重及脂肪含量的变化，某研究小组将种子置于温度、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)的脂肪含量和干重。结果表明：脂肪含量逐渐减少，到第11 d时减少了90%，干重变化如图所示。
回答下列问题：
(1)为了观察胚乳中的脂肪，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。
(2)实验过程中，导致萌发种子干重增加的主要元素是 (填“C”“N”或“O”)。
(3)实验第11 d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)苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ) 橘黄(或红) (2)O
(3)光照 所需的矿质元素离子
解析 (1)欲观察胚乳中的脂肪，可将种子中的胚乳切片，用苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)染液进行染色，放在显微镜下即可观察到橘黄(或红)色的脂肪颗粒。(2)由题干可知，某油料作物的种子中脂肪占干重的70%。在种子萌发的过程中，脂肪含量逐渐减少，而前一段时间干重却逐渐增加，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。(3)实验第11 d时，脂肪减少了90%，种子干重的增加不再来源于脂肪的转化，而来源于光合作用。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。
生命观念 种子形成和萌发过程中糖类和脂质的变化
种子形成时，光合作用产物的输入导致干重增加。种子萌发时，吸收水分导致鲜重增加，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(是由于脂肪转化为糖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)糖类的检测
①还原糖＋斐林试剂eq \(―――→,\s\up7(水浴加热))砖红色沉淀。
②淀粉＋碘液―→蓝色。
(2)脂肪的检测：脂肪＋eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(苏丹Ⅲ染液―→橘黄色,苏丹Ⅳ染液―→红色))
(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
方法一：花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ染液→橘黄色
方法二
取材：花生种子(浸泡，去掉种皮)
↓
切片：将子叶切成薄片
↓
制片eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(①取最薄的切片，放在载玻片中央,②染色：滴2～3滴苏丹Ⅲ染液，染色3 min,③去浮色：加1～2滴体积分数为50%的酒精溶液,④制成临时装片：滴一滴蒸馏水，盖上盖玻片))
↓
观察：先在低倍显微镜下寻找已着色颗粒，再用高倍显微镜观察
↓
结论：圆形小颗粒呈橘黄色，证明花生种子中含有脂肪
(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
特别提醒 (1)鉴定非还原糖(如蔗糖)时：如果与斐林试剂混合，水浴加热后的现象不是无色，而是浅蓝色[Cu(OH)2的颜色]。
(2)脂肪鉴定现象观察
①若要观察被染色的脂肪颗粒，则需使用显微镜。
②若要观察溶液颜色变化，则不必使用显微镜。
(3)蛋白质鉴定
①若用大豆作材料，必须提前浸泡。
②若用蛋清液作材料，必须稀释，防止其黏在试管壁上不易刷洗。
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，所以应将甲液和乙液分别保存，使用时现配现用。
(2)鉴定蛋白质时，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：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。
命题点一 糖类、脂肪和蛋白质的检测原理与基本操作
1．(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肽键的，因为氨基酸中没有肽键，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、龙胆紫溶液、改良苯酚品红染液等试剂染色，C正确；斐林试剂是由0.1 g/mL的NaOH溶液与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。
2．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 苹果含还原糖量高、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。
科学探究 实验中的三点注意
(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或苏丹Ⅳ染液易溶于酒精。
(3)物质鉴定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。
命题点二 生物组织中有机物鉴定的实验拓展
3．某生物兴趣小组在野外发现一种组织颜色为白色的不知名野果，该小组把这些野果带回实验室欲鉴定其中是否含有还原糖、脂肪和蛋白质，下列叙述正确的是( )
A．对该野果进行脂肪的鉴定实验不一定使用显微镜
B．若该野果的组织样液中加入斐林试剂并水浴加热出现较深的砖红色，说明该野果中含有大量的葡萄糖
C．进行蛋白质的鉴定时可用斐林试剂的甲液和乙液代替双缩脲试剂A液和B液，因为它们的成分相同
D．进行还原糖鉴定实验结束时将剩余的斐林试剂装入棕色瓶，以便长期保存备用
答案 A
解析 可以用向组织样液中加入苏丹Ⅲ染液的方法对该野果进行脂肪的鉴定，该方法不需要使用显微镜，A项正确；向该野果的组织样液中加入斐林试剂并水浴加热出现较深的砖红色，说明该野果中含有大量的还原糖，而不能确定是否含葡萄糖，B项错误；双缩脲试剂和斐林试剂的成分虽然相同，但成分的浓度不同，C项错误；斐林试剂使用时是现用现配，不能长期放置，D项错误。
4．据药理研究，一种茅草的根内含有降血糖的因子及多种有益于健康的成分，某公司将它开发成一种保健饮料。该产品是否适用于糖尿病患者，生物学兴趣小组的同学以此作为研究课题。请你完成下面的实验鉴定报告。
(1)实验目的：鉴定一种茅草的根是否含有还原糖和淀粉。
(2)实验原理：还原糖可用 来检测，淀粉可用 来检测。
(3)实验器材：一种茅草根、所需试剂、研钵、烧杯、试管、纱布、漏斗、酒精灯、试管夹、火柴、滴管等。
(4)实验步骤：
①用研钵将茅草根磨碎，过滤，取其滤液；
②取A、B两支试管，各加入2 mL滤液；
③往A试管中加入 ，摇匀，放入盛有50～65 ℃温水的大烧杯中加热约2 min。观察试管中的颜色变化；
④往B试管中加入 ，观察试管中的颜色变化。
(5)可能出现的实验现象及分析：
。
答案 (2)斐林试剂 碘液 (4)③1 mL现配制的斐林试剂 ④2滴碘液 (5)①如果A试管中出现砖红色沉淀，说明茅草的根内含有还原糖；否则没有。②如果B试管中出现蓝色，说明茅草的根内含有淀粉；否则没有
解析 (2)还原糖的鉴定：与斐林试剂水浴加热出现砖红色沉淀；淀粉的鉴定：与碘液反应呈蓝色。(4)③A试管需要水浴加热，加入的应为现配制的斐林试剂。④A试管加入的是斐林试剂，则B试管加入的是碘液。(5)①如果A试管中出现砖红色沉淀，说明茅草的根内含有还原糖；否则没有。②如果B试管中出现蓝色，说明茅草的根内含有淀粉；否则没有。
矫正易错 强记长句
1．关于细胞中元素和化合物的5点说明
(1)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重要的作用。
(2)活细胞中含量最多的元素是氧元素，但数量最多的是氢原子。
(3)干种子中不是不含自由水，而是自由水的比例很低，结合水的比例较高。
(4)水既是细胞代谢的原料，参与有氧呼吸、光合作用、化合物的水解；也是细胞代谢的产物，有氧呼吸、光合作用、蛋白质的合成等过程都有水的生成。
(5)无机盐不都以离子形式存在，少数无机盐以化合物的形式存在，如牙齿、骨骼中的CaCO3。
2．关于糖类和脂质的4点辨析
(1)多糖和二糖不能直接被吸收，只能水解为单糖才能被人体吸收，这是由细胞膜的选择透过性决定的。
(2)糖类不一定都提供能量：如纤维素是组成植物细胞壁的成分，核糖和脱氧核糖是组成核酸的成分，它们都不提供能量。
(3)脂质中构成生物膜的不一定只有磷脂：胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分。
(4)糖类和脂肪均由C、H、O三种元素组成，氧化分解时均产生CO2、H2O，同时释放能量。但脂肪中氢的含量远远高于糖类，所以同质量的脂肪和糖类氧化分解，脂肪耗氧量多，放能多，产生水多。
下图是小麦种子成熟过程中干物质和水分的变化，据图回答：
1．随着种子的成熟，种子中水分减少的主要原因是自由水散失过多。由此导致的细胞呼吸的变化及好处是细胞呼吸减弱，有机物消耗减少，有利于种子的储存。
2．取第20天和第50天的种子分别制成组织样液，加入斐林试剂后水浴加热，发现第20天的砖红色沉淀更多，其原因是小麦种子成熟过程中，可溶性的还原糖转变成了不具有还原性的淀粉。
3．芝麻种子成熟过程中增加的干物质主要是脂肪，用苏丹Ⅲ试剂鉴定芝麻种子含有脂肪的方法是将芝麻种子研磨制成组织样液，在组织样液中加入苏丹Ⅲ染液，若出现橘黄色，则说明芝麻种子中含有脂肪。
重温高考 演练模拟
1．(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，细胞呼吸作用强度低，有机物的消耗慢，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。
2．(2016·海南，15)下列实验中，加入试剂后不能产生特定颜色的是( )
A．取成熟香蕉匀浆，用斐林试剂检测还原糖
B．黑暗中生长24 h的天竺葵叶片，用碘液检测淀粉
C．玉米根尖经甲基绿染色后，在显微镜下观察细胞核
D．花生子叶经苏丹Ⅲ染色后，在显微镜下观察脂肪颗粒
答案 B
解析 成熟香蕉中含有丰富的还原糖，用斐林试剂检测会出现砖红色沉淀；黑暗中生长24 h的天竺葵叶片，淀粉被消耗，加入碘液不能产生蓝色；玉米根尖经甲基绿染色后，在显微镜下观察细胞核呈绿色；花生子叶经苏丹Ⅲ染色后，在显微镜下观察脂肪颗粒呈橘黄色。
3．(2014·四川，2)生物体的生命活动离不开水。下列关于水的叙述，错误的是( )
A．在最基本生命系统中，H2O有自由水和结合水两种存在形式
B．由氨基酸形成多肽链时，生成物H2O中的氢来自氨基和羧基
C．有氧呼吸时，生成物H2O中的氢来自线粒体中丙酮酸的分解
D．H2O在光下分解，产生的[H]将固定的CO2还原成(CH2O)
答案 C
解析 水在最基本的生命系统中有两种存在形式：自由水和结合水，A项正确；在氨基酸脱水缩合形成多肽链的过程中，生成物H2O中的两个氢原子分别来自两个氨基酸中的氨基和羧基，B项正确；有氧呼吸第三阶段，O2与第一阶段葡萄糖分解产生的[H]和第二阶段丙酮酸和水彻底分解产生的[H]结合形成H2O，同时释放出大量能量，C项错误；光合作用的光反应阶段发生在叶绿体类囊体薄膜上，H2O在光下被分解成O2和[H]，[H]用于叶绿体基质中的暗反应，将固定的CO2还原成(CH2O)，D项正确。
4．(2014·海南，5)下列关于植物体内水分的叙述，错误的是( )
A．植物体内的水分参与营养物质的运输
B．水是构成叶肉细胞的重要化合物之一
C．自由水可作为细胞内化学反应的反应物
D．同种植物萌发种子的含水量和休眠种子的相同
答案 D
解析 同种植物萌发种子的含水量大于休眠种子，D项错误。
5．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．胆固醇既是细胞膜的重要组分，又参与血液中脂质的运输
答案 B
解析 酶具有专一性，磷脂酶可将磷脂水解，不能催化膜蛋白水解，故B错误。
一、选择题
1．(2018·榆林一模)下列各组物质中，由相同种类元素组成的是( )
A．胆固醇、脂肪酸、脂肪酶
B．氨基酸、核苷酸、半乳糖
C．淀粉、丙酮酸、纤维素
D．性激素、生长激素、胰岛素
答案 C
解析 脂肪酶的化学本质是蛋白质，组成元素是C、H、O、N等，胆固醇和脂肪酸的组成元素是C、H、O，A错误；氨基酸是蛋白质的基本单位，组成元素是C、H、O、N等，核苷酸是核酸的基本单位，组成元素是C、H、O、N、P，半乳糖的组成元素是C、H、O，三者组成元素不同，B错误；淀粉、丙酮酸、纤维素的组成元素相同，都是C、H、O，C正确；性激素属于固醇，组成元素是C、H、O，生长激素和胰岛素属于蛋白质类激素，其组成元素是C、H、O、N等，三者元素组成不同，D错误。
2．(2018·乌鲁木齐高三质检)下列关于细胞内元素和化合物的叙述，正确的是( )
A．RNA具有催化、信息传递、物质转运等功能
B．脂质分子中O和H元素的含量比糖类中的多
C．秋冬季植物体内结合水与自由水的比例下降
D．细胞中含磷的物质均可为生命活动提供能量
答案 A
解析 DNA中的遗传信息通过mRNA携带至细胞质中，tRNA携带氨基酸至核糖体上，有些酶的化学本质是RNA，具有催化作用，A正确；脂质分子中的C和H元素的含量比糖类中的多，O元素含量比糖类少，B错误；秋冬季植物体内结合水与自由水的比例上升，有利于抗寒，C错误；细胞中含磷的物质如DNA是遗传物质，不为生命活动提供能量，D错误。
3．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，它们的代谢强度一定相同
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HCOeq \\al(－,3)、H2POeq \\al(－,4)等离子有关
答案 D
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．人的红细胞置于质量分数为1.5%的氯化钠溶液中，红细胞内的结合水的量不变
D．种子储存前，晒干是为了减少自由水的含量，降低种子的代谢速率
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；种子储存前晒干，是为了减少自由水的含量，降低代谢速率，B、D正确；人的红细胞置于质量分数为1.5%的氯化钠溶液中，红细胞内的结合水的量不变，C正确。
5．(2019·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，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( )
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 mml/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 磷脂含有C、H、O、N、P，是构成生物膜的主要成分，A项正确；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 mml/L，超过1.24 mml/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单位，不是固醇类物质，D项错误。
7．(2019·泉州模拟)如图是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．干重相等的可溶性糖和脂肪，所储存的能量大致相同
B．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N增加
C．种子萌发时，脂肪酶的活性很高
D．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能源物质
答案 C
解析 干重相等的可溶性糖和脂肪，脂肪储存的能量多，彻底氧化分解释放的能量多，A项错误；种子发育过程中，可溶性糖更多地转变为脂肪，脂肪中含有的元素也为C、H、O，不含N，B项错误；种子萌发时，脂肪被分解，含量逐渐减少，此时脂肪酶的活性很高，C项正确；种子生命活动的直接能源物质是ATP，D项错误。
8．(2018·永州模拟)下列有关生物组织中的糖类、脂肪、蛋白质等有机物的鉴定实验中，叙述正确的是( )
A．西瓜、梨等的组织中富含还原糖，可作为鉴定还原糖的实验材料
B．检测花生油可选用苏丹Ⅲ作指示剂，检测花生种子中脂肪颗粒一定要使用显微镜
C．检测生物组织中的多肽可使用双缩脲试剂，该试剂的本质是碱性环境中的Cu2＋
D．可用一定浓度的淀粉溶液、蛋白质溶液替代30%的蔗糖溶液做质壁分离实验
答案 C
解析 红色的西瓜汁会对还原糖的鉴定产生颜色干扰，A错误；检测花生种子中脂肪颗粒不一定要使用显微镜，可以将花生种子制作成匀浆，滴加苏丹Ⅲ染液后直接观察颜色，B错误；使用双缩脲试剂时，应先加试剂NaOH溶液，造成碱性环境，再加B液，使得碱性环境中的Cu2＋能与多肽进行反应，C正确；由于蔗糖的分子量小，分子数目多，而淀粉和蛋白质都是大分子物质，分子数目少，渗透压低，用一定浓度的淀粉溶液、蛋白质溶液做质壁分离实验，质壁分离现象可能会不明显，D错误。
9．(2018·茂名高三二模)下图为糖类概念图，下列说法不正确的是( )
A．若某种单糖A为果糖，则物质①是蔗糖
B．若③是动物细胞中的储能物质，则③是糖原
C．若构成物质②的碱基有胸腺嘧啶，则某种单糖A为核糖
D．若④是腺嘌呤核糖核苷酸，则它可作为ATP的组成部分
答案 C
解析 据图分析可知，若某种单糖A为果糖，根据果糖＋葡萄糖→蔗糖，可知①是蔗糖，A项正确；如果某种单糖A经缩合反应形成的物质③是动物细胞中储存能量的物质，则物质③是糖原(肝糖原或肌糖原)，B项正确；如果某种单糖A与磷酸和碱基结合形成物质②，其中碱基有胸腺嘧啶，则②是胸腺嘧啶脱氧核苷酸，某种单糖A为脱氧核糖，C项错误；ATP脱去2个磷酸基团就是腺嘌呤核糖核苷酸，故可参与ATP的组成，D项正确。
10．(2018·泉州高中毕业班测试)下列有关化合物的叙述，正确的是( )
A．磷脂含有磷元素，脱氧核糖核酸不含氧元素
B．维生素D属于脂质，能促进人和动物肠道对钾和磷的吸收
C．蛋白质和多肽都能与双缩脲试剂产生紫色反应
D．含有DNA和RNA的细胞中，DNA是主要的遗传物质
答案 C
解析 磷脂和脱氧核糖核酸的组成元素均为C、H、O、N、P，A项错误；维生素D属于脂质，能促进人和动物肠道对钙和磷的吸收，B项错误；蛋白质和多肽中都含有肽键(—CO—NH—)，所以都能与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应，C项正确；含有DNA和RNA的细胞中遗传物质是DNA，D项错误。
二、非选择题
11．为进一步确定来源不同的A、B、C、D、E五种物质(或结构)的具体类型，进行了下列实验，实验现象与结果如下：
①各种物质(或结构)的性质、染色反应的结果，见下表：
注：“＋”表示有，“－”表示无；灰分指物质充分燃烧剩下的部分。
②A为红色，检测A的灰分后发现其中含有Fe元素。
③将适量的E溶液加入盛有D的试管中，混合一段时间后，混合液能与斐林试剂发生作用，生成砖红色沉淀。
根据以上实验现象和结果，推断出：
A． ；B. ；C. ；D． ；E. 。
答案 血红蛋白 染色质(体) 脂肪 纤维素(半纤维素) 纤维素酶(半纤维素酶)
解析 由表中信息可知，猪血中的成分能与双缩脲试剂发生颜色反应，双缩脲试剂是鉴定蛋白质的试剂，且由于A为红色，检测A的灰分后发现其中含有Fe元素，故A中含有的成分是血红蛋白。B能被甲基绿染色，说明含有DNA，还能与双缩脲试剂发生显色反应，说明含有蛋白质，而染色质(体)中含有DNA和蛋白质，故B为染色质(体)。C能被苏丹Ⅲ染色，说明C为脂肪。棉花的主要成分是纤维素，E能与双缩脲试剂发生显色反应，说明E中的成分为蛋白质，将适量的E溶液加入盛有D的试管中，混合一段时间后，混合液能与斐林试剂发生作用，生成砖红色沉淀，说明有还原糖生成，故D为纤维素(半纤维素)，E为纤维素酶(半纤维素酶)。
12．(2018·宣城调研)韭菜是人们喜爱的一种蔬菜，如图是同学们画出的韭菜细胞中部分元素及其构成化合物关系图(①②③④表示不同化学元素组成的化合物)。据图及所学知识回答下列问题：
(1)若①和②都是生物大分子，则①的合成场所是 ，
已知②的基本单位是葡萄糖，则②可能是 。
(2)若③是生命活动的直接能源物质，则它的合成与 (填“吸能”或“放能”)反应相联系。若④存在于叶肉细胞，则其功能是 。
(3)为检测韭菜根细胞中储存的营养物质，同学们将根切成薄片进行实验。甲同学将薄片放在载玻片上，滴加少许苏丹Ⅳ染液染色3分钟后，用吸水纸吸去染液，又滴加1～2滴体积分数为50%的酒精溶液 ，在显微镜下观察到细胞质中有红色脂肪滴；乙同学将韭菜根切成的薄片放在载玻片上，滴加少许新配制的斐林试剂，将载玻片在酒精灯上加热，直接观察颜色变化。乙同学的目的是检测根细胞中是否存在 ，可通过 来判断细胞中是否存在该物质及含量的多少。
答案 (1)核糖体 淀粉和纤维素 (2)放能 吸收(传递和转换)光能 (3)洗去浮色 还原糖 是否出现砖红色及颜色的深浅
解析 (1)①是由C、H、O、N四种元素组成的生物大分子，则①最可能是蛋白质，其合成场所是核糖体，②是由C、H、O元素组成的，且其基本单位是葡萄糖，因此②可能是淀粉和纤维素。
(2)若③是生命活动的直接能源物质，且由C、H、O、N、P组成，则③是ATP，其合成需要能量，与放能反应相联系。④是由C、H、O、N、Mg组成的，若④存在于叶肉细胞，则其可能是叶绿素，其功能是吸收(传递和转换)光能。
(3)在脂肪的鉴定实验中，用苏丹Ⅳ染液染色后需要用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色，然后可在显微镜下观察到细胞质中有红色脂肪滴，用斐林试剂的目的是检测韭菜根细胞中是否存在还原糖，可通过是否出现砖红色及颜色的深浅来判断细胞中是否存在该物质及含量的多少。
13．某同学有喝牛奶的习惯，在学习了细胞的化合物知识后，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：
(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比较项目
糖类
脂质
区别
元素组成
C、H、O
C、H、O、(N、P)
种类
单糖、二糖、多糖等
脂肪、磷脂、固醇等
合成部位
淀粉：叶绿体
纤维素：高尔基体
糖原：主要是肝脏、肌肉
主要是内质网
生理作用
①主要的能源物质；②构成细胞结构，如糖被、细胞壁；③核酸的组成成分，如核糖、脱氧核糖
①生物体的储能物质，如脂肪；
②构成细胞膜的重要成分，如磷脂；
③调节新陈代谢和生殖，如性激素
相同质量的物质分解情况
耗O2少，产H2O少，释放能量少
耗O2多，产H2O多，释放能量多
联系
糖类脂肪
选项
取样时间
检测试剂
检测结果
A
第10天
斐林试剂
不显色
B
第20天
双缩脲试剂
不显色
C
第30天
苏丹Ⅲ试剂
橘黄色
D
第40天
碘液
蓝色
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
项目
含量
总脂
4.5～7.0 g/L(450～700 mg/dL)
总胆固醇
2.8～6.0 mml/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 mml/L(130～250 mg/dL)
甘油三酯
0.23～1.24 mml/L(20～110 mg/dL)
比较项目
A
B
C
D
E
来源
猪血
蛙表皮
马肝
棉花
霉菌
水溶性
＋
＋
－
－
＋
灰分
＋
＋
－
－
－
染色反应
甲基绿溶液
－
＋
－
－
－
斐林试剂
－
－
－
－
－
苏丹Ⅲ染液
－
－
＋
－
－
双缩脲试剂
＋
＋
－
－
＋
碘液
－
－
－
－
－
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 mLNaOH
溶液
b
1 mLNaOH
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
？
？
考点一 细胞中的元素和化合物、无机物
1．组成细胞的元素和化合物
(1)组成细胞的元素
①元素的来源、分类和存在形式
②生物界和非生物界在元素组成上的统一性和差异性
a．统一性的表现：组成生物体的元素在无机自然界中都能找到，在元素种类上具有统一性。
b．差异性的表现：同一种元素在生物界和非生物界中的含量差别很大。
(2)组成细胞的化合物
深化拓展 细胞鲜重和干重中元素与化合物的含量不同
①在组成细胞的元素中，占鲜重百分比：O＞C＞H＞N；占干重百分比：C＞O＞N＞H。
②在组成细胞的化合物中，占鲜重百分比：水＞蛋白质＞脂质＞糖类，但在干重百分比中，蛋白质最多。
2．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
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(比值高→细胞代谢旺盛，但抗逆性差,比值低→细胞代谢强度降低，但抗寒、抗旱、抗热等抗逆性增强))
(2)细胞中的无机盐
1．判断有关组成生物体元素和化合物的叙述
(1)Ca、Mg、Fe、Mn、Cu是组成细胞的微量元素( × )
(2)细胞中的一种元素的作用能被其他元素替代( × )
(3)因为O是活细胞中含量最多的元素，所以O是最基本的元素( × )
(4)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( × )
(5)在人体活细胞中氢原子的数目最多( √ )
(6)细胞中的微量元素因含量极少从而不如大量元素重要( × )
(7)在占干重百分比中，因为脂质中脂肪是储能物质，所以脂质最多( × )
2．判断有关细胞中水和无机盐的叙述
(1)生物体内的水就是细胞内的水( × )
(2)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( × )
(3)Mg参与构成叶绿体中的各种色素( × )
(4)水影响光合作用强度的主要原因是水影响气孔的开闭( √ )
(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( × )
如图1是细胞中化合物含量的扇形图，图2是有活性的细胞中元素含量的柱形图，请分析：
(1)若图1表示细胞鲜重，则A、B化合物依次是水、蛋白质。
(2)若图1表示细胞完全脱水后的化合物含量，则A化合物具有多样性，其一定含的元素是C、H、O、N。
(3)若图2表示组成人体细胞的元素含量(占细胞鲜重的百分比)，则a、b、c依次是O、C、H。
(4)大肠杆菌体内的各种元素的含量是否和人体内的完全相同？
提示 不完全相同。不同生物体内的各种元素的含量存在较大差异。
命题点一 组成细胞的元素和化合物辨析
1．(2018·广州模拟)元素和化合物是细胞的物质基础，下列叙述错误的是( )
A．细胞中的微量元素如Fe、Mn、Cu、Zn等含量虽然很少，但不可缺少
B．ATP和质粒中含有的元素都是C、H、O、N、P
C．具有生物催化作用的酶是由氨基酸或核糖核苷酸组成的
D．染色体、核糖体中含有的五碳糖都是脱氧核糖
答案 D
解析 Fe、Mn、Cu、Zn等微量元素含量虽然很少，但不可缺少，A正确；ATP含有的元素是C、H、O、N、P，质粒是小型环状DNA分子，含有的元素是C、H、O、N、P，B正确；具有生物催化作用的酶的化学本质是蛋白质或RNA，故其是由氨基酸或核糖核苷酸组成的，C正确；染色体中含有的核酸是DNA，其中的五碳糖是脱氧核糖，核糖体中含有的核酸是RNA，其中的五碳糖是核糖，D错误。
2．下图是构成细胞的某些化合物的元素组成情况。则对①、②、③所表示的物质及其所能表现的生理功能推测错误的是( )
A．①可能是叶绿素，能吸收光能进行光合作用
B．②可能是血红蛋白，有运输氧的作用
C．③可能是磷脂，是细胞膜的主要成分
D．①、②、③必为同一类物质
答案 D
解析 叶绿素中含有Mg，所以①可能是叶绿素，能吸收光能进行光合作用，A项正确；血红蛋白中含有Fe，所以②可能是血红蛋白，有运输氧的作用，B项正确；磷脂含有的元素是C、H、O、N、P，所以③可能是磷脂，是细胞膜的主要成分，C项正确；①、②、③为不同类物质，D项错误。
科学思维 据特征元素推测化合物的种类
命题点二 水和无机盐功能的分析
3．(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 草酸与食物中的钙结合形成沉淀物，不利于机体对食物中钙的吸收，A项正确；铁是血红蛋白的组成成分，血红蛋白的主要作用是运输O2，缺铁会导致哺乳动物血液运输O2的能力下降，B项正确；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；燃烧过程中有机物被分解，剩下来的是无机物，含有丰富的无机盐，D项正确。
4．(2018·遂宁二模)下列关于细胞中水的说法不正确的是( )
A．细胞中的含水量与细胞代谢速率密切相关
B．DNA复制和转录都有水产生，翻译不产生水
C．线粒体中产生大量ATP的同时一定有水生成
D．癌细胞中自由水所占比例比衰老细胞中高
答案 B
解析 细胞中的含水量与细胞代谢速率密切相关，自由水与结合水的比值越高，细胞代谢越旺盛，A正确；DNA复制和转录过程都涉及到相应的核苷酸聚合为核苷酸链，因此都有水产生，在翻译过程中氨基酸脱水缩合也会产生水，B错误；线粒体中产生大量ATP发生在有氧呼吸的第三阶段，该阶段发生的反应是前两个阶段产生的[H]与氧结合生成H2O，并释放大量的能量，C正确；癌细胞的代谢较衰老的细胞旺盛，因此癌细胞中自由水所占比例比衰老细胞中高，D正确。
科学思维 衍射法归纳水的产生、利用、吸收及其调节
命题点三 水和无机盐的相关实验
5．下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，但是在细胞中的存在形式不同
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只来自于种子中的糖类
答案 A
解析 晒干过程中失去的是自由水，而烘干过程中失去的是结合水，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了生理活性，浸泡后不能萌发，B错误；③为种子燃烧后剩余的灰分，主要含矿质元素，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来自于各种有机物，D错误。
6．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；若此实验是无土栽培，则实验前营养液要灭菌，C项正确；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。
科学探究 验证某种矿质元素生理功能的实验方案
实验组：正常植物＋缺X培养液共同培养一段时间后，表现出相应的症状，再加入X后，症状消失。
对照组：正常植物＋完全培养液共同培养一段时间后，植物正常生长。
实验相关说明：
(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。
考点二 糖类、脂质的种类和作用
1．细胞中的糖类
(1)组成元素：仅由C、H、O元素构成。
(2)种类和功能
2．细胞中的脂质
3．糖类和脂质的比较
1．判断关于糖类的叙述
(1)蔗糖水解的产物是葡萄糖和果糖，而乳糖水解的产物是半乳糖，麦芽糖的水解产物是葡萄糖( × )
(2)糖原的组成单位是葡萄糖，主要功能是提供能量，与斐林试剂反应呈现砖红色( × )
(3)淀粉水解的终产物是二氧化碳和水( × )
(4)淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATP的生成( × )
2．判断关于脂质的叙述
(1)脂肪酸和磷脂含有的元素相同( × )
(2)所有的脂质都能参与膜结构的构成( × )
(3)脂质的组成元素不一定只有C、H、O( √ )
(4)脂肪比相同质量的多糖彻底氧化产能少( × )
(5)膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的( × )
(6)人体大脑活动的能量主要来自脂肪的有氧氧化( × )
据图分析糖类和脂质的组成
(1)若①表示糖类，则②、③、④可分别表示单糖、二糖、多糖(物质)。
(2)若①表示多糖，则②、③、④可分别表示淀粉、纤维素、糖原(物质)。
(3)若①表示脂质，则②、③、④可分别表示脂肪、磷脂、固醇(物质)。
(4)若①表示固醇，则②、③、④可分别表示胆固醇、性激素和维生素D(物质)。
命题点一 辨析糖类、脂质的种类与功能
1．下列关于糖类的叙述，正确的是( )
A．单糖可以被进一步水解为更简单的化合物
B．构成淀粉、糖原和纤维素的单体均为果糖
C．细胞识别与糖蛋白中蛋白质有关，与糖链无关
D．糖类是大多数植物体干重中含量最多的化合物
答案 D
解析 单糖是糖类水解形成的最终产物，不可以再水解，A错误；构成淀粉、糖原和纤维素的单体均为葡萄糖，B错误；细胞膜上糖蛋白的糖链起着信息分子的作用，与细胞识别有关，C错误；按干重计，糖类占大多数植物体的85%～90%，故大多数植物体干重中含量最多的化合物是糖类，D正确。
2．(2017·海南，3)关于哺乳动物体内脂质与糖类的叙述，错误的是( )
A．固醇在动物体内可转化成性激素
B．C、H、O、P是构成脂质和糖原的元素
C．脂肪与糖原都是细胞内储存能量的物质
D．胆固醇是细胞膜的组分，也参与血脂运输
答案 B
解析 固醇在动物体内可以转化成性激素，A项正确；脂质包括脂肪、磷脂和固醇，磷脂由C、H、O、N、P五种元素组成，糖原属于糖类，由C、H、O三种元素组成，B项错误；脂肪与糖原都属于细胞内的储能物质，C项正确；胆固醇是细胞膜的组分，也参与血脂运输，D项正确。
社会责任 糖脂代谢异常与人体健康
(1)高血糖(糖尿病)：长期高血糖导致各种组织，特别是眼、肾、心脏、血管等器官的慢性损伤和功能障碍。
(2)低血糖：血液中葡萄糖含量低导致身体无力、眩晕等症状。
(3)高血脂：血脂中的主要成分是甘油三酯和胆固醇，血脂过高会导致动脉粥样硬化、冠心病、胰腺炎等。
(4)动脉粥样硬化：长期高血脂导致动脉内膜脂质和复合糖类积聚，使动脉壁增厚变硬、血管腔狭窄，由于在动脉内膜积聚的脂质外观呈黄色粥样，因此称为动脉粥样硬化。严重时会导致动脉阻塞，从而使相应组织或器官缺血或坏死，发生在大脑和心脏部位会导致脑(心)梗塞。
预防以上疾病的最佳途径就是控制饮食，维持低脂、低糖、高蛋白、高膳食纤维的饮食结构，另外还要多做有氧运动，促进糖脂的消耗。
命题点二 种子形成和萌发过程中化合物的变化分析
3．油菜种子成熟过程中部分有机物的变化如图所示。将不同成熟阶段的种子制作匀浆后检测，结果正确的是( )
答案 C
解析 分析曲线可知，油菜种子在成熟过程中，可溶性糖和淀粉不断转化为脂肪储存起来。第10天时仍然存在较多的可溶性糖，可溶性糖中的还原糖与斐林试剂在水浴加热条件下会出现砖红色沉淀，A项错误；蛋白质是生物体生命活动的体现者，在整个种子成熟过程中都能检测到蛋白质的存在，B项错误；在第30天时，脂肪含量较高，脂肪与苏丹Ⅲ试剂发生反应呈现橘黄色，C项正确；在第40天时，淀粉已经消耗殆尽，用碘液检测不会发生显色反应，D项错误。
4．某油料植物的种子中脂肪含量为种子干重的70%。为探究该植物种子萌发过程中干重及脂肪含量的变化，某研究小组将种子置于温度、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)的脂肪含量和干重。结果表明：脂肪含量逐渐减少，到第11 d时减少了90%，干重变化如图所示。
回答下列问题：
(1)为了观察胚乳中的脂肪，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。
(2)实验过程中，导致萌发种子干重增加的主要元素是 (填“C”“N”或“O”)。
(3)实验第11 d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)苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ) 橘黄(或红) (2)O
(3)光照 所需的矿质元素离子
解析 (1)欲观察胚乳中的脂肪，可将种子中的胚乳切片，用苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)染液进行染色，放在显微镜下即可观察到橘黄(或红)色的脂肪颗粒。(2)由题干可知，某油料作物的种子中脂肪占干重的70%。在种子萌发的过程中，脂肪含量逐渐减少，而前一段时间干重却逐渐增加，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。(3)实验第11 d时，脂肪减少了90%，种子干重的增加不再来源于脂肪的转化，而来源于光合作用。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。
生命观念 种子形成和萌发过程中糖类和脂质的变化
种子形成时，光合作用产物的输入导致干重增加。种子萌发时，吸收水分导致鲜重增加，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(是由于脂肪转化为糖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)糖类的检测
①还原糖＋斐林试剂eq \(―――→,\s\up7(水浴加热))砖红色沉淀。
②淀粉＋碘液―→蓝色。
(2)脂肪的检测：脂肪＋eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(苏丹Ⅲ染液―→橘黄色,苏丹Ⅳ染液―→红色))
(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
方法一：花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ染液→橘黄色
方法二
取材：花生种子(浸泡，去掉种皮)
↓
切片：将子叶切成薄片
↓
制片eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(①取最薄的切片，放在载玻片中央,②染色：滴2～3滴苏丹Ⅲ染液，染色3 min,③去浮色：加1～2滴体积分数为50%的酒精溶液,④制成临时装片：滴一滴蒸馏水，盖上盖玻片))
↓
观察：先在低倍显微镜下寻找已着色颗粒，再用高倍显微镜观察
↓
结论：圆形小颗粒呈橘黄色，证明花生种子中含有脂肪
(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
特别提醒 (1)鉴定非还原糖(如蔗糖)时：如果与斐林试剂混合，水浴加热后的现象不是无色，而是浅蓝色[Cu(OH)2的颜色]。
(2)脂肪鉴定现象观察
①若要观察被染色的脂肪颗粒，则需使用显微镜。
②若要观察溶液颜色变化，则不必使用显微镜。
(3)蛋白质鉴定
①若用大豆作材料，必须提前浸泡。
②若用蛋清液作材料，必须稀释，防止其黏在试管壁上不易刷洗。
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，所以应将甲液和乙液分别保存，使用时现配现用。
(2)鉴定蛋白质时，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：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。
命题点一 糖类、脂肪和蛋白质的检测原理与基本操作
1．(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肽键的，因为氨基酸中没有肽键，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、龙胆紫溶液、改良苯酚品红染液等试剂染色，C正确；斐林试剂是由0.1 g/mL的NaOH溶液与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。
2．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 苹果含还原糖量高、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。
科学探究 实验中的三点注意
(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或苏丹Ⅳ染液易溶于酒精。
(3)物质鉴定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。
命题点二 生物组织中有机物鉴定的实验拓展
3．某生物兴趣小组在野外发现一种组织颜色为白色的不知名野果，该小组把这些野果带回实验室欲鉴定其中是否含有还原糖、脂肪和蛋白质，下列叙述正确的是( )
A．对该野果进行脂肪的鉴定实验不一定使用显微镜
B．若该野果的组织样液中加入斐林试剂并水浴加热出现较深的砖红色，说明该野果中含有大量的葡萄糖
C．进行蛋白质的鉴定时可用斐林试剂的甲液和乙液代替双缩脲试剂A液和B液，因为它们的成分相同
D．进行还原糖鉴定实验结束时将剩余的斐林试剂装入棕色瓶，以便长期保存备用
答案 A
解析 可以用向组织样液中加入苏丹Ⅲ染液的方法对该野果进行脂肪的鉴定，该方法不需要使用显微镜，A项正确；向该野果的组织样液中加入斐林试剂并水浴加热出现较深的砖红色，说明该野果中含有大量的还原糖，而不能确定是否含葡萄糖，B项错误；双缩脲试剂和斐林试剂的成分虽然相同，但成分的浓度不同，C项错误；斐林试剂使用时是现用现配，不能长期放置，D项错误。
4．据药理研究，一种茅草的根内含有降血糖的因子及多种有益于健康的成分，某公司将它开发成一种保健饮料。该产品是否适用于糖尿病患者，生物学兴趣小组的同学以此作为研究课题。请你完成下面的实验鉴定报告。
(1)实验目的：鉴定一种茅草的根是否含有还原糖和淀粉。
(2)实验原理：还原糖可用 来检测，淀粉可用 来检测。
(3)实验器材：一种茅草根、所需试剂、研钵、烧杯、试管、纱布、漏斗、酒精灯、试管夹、火柴、滴管等。
(4)实验步骤：
①用研钵将茅草根磨碎，过滤，取其滤液；
②取A、B两支试管，各加入2 mL滤液；
③往A试管中加入 ，摇匀，放入盛有50～65 ℃温水的大烧杯中加热约2 min。观察试管中的颜色变化；
④往B试管中加入 ，观察试管中的颜色变化。
(5)可能出现的实验现象及分析：
。
答案 (2)斐林试剂 碘液 (4)③1 mL现配制的斐林试剂 ④2滴碘液 (5)①如果A试管中出现砖红色沉淀，说明茅草的根内含有还原糖；否则没有。②如果B试管中出现蓝色，说明茅草的根内含有淀粉；否则没有
解析 (2)还原糖的鉴定：与斐林试剂水浴加热出现砖红色沉淀；淀粉的鉴定：与碘液反应呈蓝色。(4)③A试管需要水浴加热，加入的应为现配制的斐林试剂。④A试管加入的是斐林试剂，则B试管加入的是碘液。(5)①如果A试管中出现砖红色沉淀，说明茅草的根内含有还原糖；否则没有。②如果B试管中出现蓝色，说明茅草的根内含有淀粉；否则没有。
矫正易错 强记长句
1．关于细胞中元素和化合物的5点说明
(1)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重要的作用。
(2)活细胞中含量最多的元素是氧元素，但数量最多的是氢原子。
(3)干种子中不是不含自由水，而是自由水的比例很低，结合水的比例较高。
(4)水既是细胞代谢的原料，参与有氧呼吸、光合作用、化合物的水解；也是细胞代谢的产物，有氧呼吸、光合作用、蛋白质的合成等过程都有水的生成。
(5)无机盐不都以离子形式存在，少数无机盐以化合物的形式存在，如牙齿、骨骼中的CaCO3。
2．关于糖类和脂质的4点辨析
(1)多糖和二糖不能直接被吸收，只能水解为单糖才能被人体吸收，这是由细胞膜的选择透过性决定的。
(2)糖类不一定都提供能量：如纤维素是组成植物细胞壁的成分，核糖和脱氧核糖是组成核酸的成分，它们都不提供能量。
(3)脂质中构成生物膜的不一定只有磷脂：胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分。
(4)糖类和脂肪均由C、H、O三种元素组成，氧化分解时均产生CO2、H2O，同时释放能量。但脂肪中氢的含量远远高于糖类，所以同质量的脂肪和糖类氧化分解，脂肪耗氧量多，放能多，产生水多。
下图是小麦种子成熟过程中干物质和水分的变化，据图回答：
1．随着种子的成熟，种子中水分减少的主要原因是自由水散失过多。由此导致的细胞呼吸的变化及好处是细胞呼吸减弱，有机物消耗减少，有利于种子的储存。
2．取第20天和第50天的种子分别制成组织样液，加入斐林试剂后水浴加热，发现第20天的砖红色沉淀更多，其原因是小麦种子成熟过程中，可溶性的还原糖转变成了不具有还原性的淀粉。
3．芝麻种子成熟过程中增加的干物质主要是脂肪，用苏丹Ⅲ试剂鉴定芝麻种子含有脂肪的方法是将芝麻种子研磨制成组织样液，在组织样液中加入苏丹Ⅲ染液，若出现橘黄色，则说明芝麻种子中含有脂肪。
重温高考 演练模拟
1．(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，细胞呼吸作用强度低，有机物的消耗慢，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。
2．(2016·海南，15)下列实验中，加入试剂后不能产生特定颜色的是( )
A．取成熟香蕉匀浆，用斐林试剂检测还原糖
B．黑暗中生长24 h的天竺葵叶片，用碘液检测淀粉
C．玉米根尖经甲基绿染色后，在显微镜下观察细胞核
D．花生子叶经苏丹Ⅲ染色后，在显微镜下观察脂肪颗粒
答案 B
解析 成熟香蕉中含有丰富的还原糖，用斐林试剂检测会出现砖红色沉淀；黑暗中生长24 h的天竺葵叶片，淀粉被消耗，加入碘液不能产生蓝色；玉米根尖经甲基绿染色后，在显微镜下观察细胞核呈绿色；花生子叶经苏丹Ⅲ染色后，在显微镜下观察脂肪颗粒呈橘黄色。
3．(2014·四川，2)生物体的生命活动离不开水。下列关于水的叙述，错误的是( )
A．在最基本生命系统中，H2O有自由水和结合水两种存在形式
B．由氨基酸形成多肽链时，生成物H2O中的氢来自氨基和羧基
C．有氧呼吸时，生成物H2O中的氢来自线粒体中丙酮酸的分解
D．H2O在光下分解，产生的[H]将固定的CO2还原成(CH2O)
答案 C
解析 水在最基本的生命系统中有两种存在形式：自由水和结合水，A项正确；在氨基酸脱水缩合形成多肽链的过程中，生成物H2O中的两个氢原子分别来自两个氨基酸中的氨基和羧基，B项正确；有氧呼吸第三阶段，O2与第一阶段葡萄糖分解产生的[H]和第二阶段丙酮酸和水彻底分解产生的[H]结合形成H2O，同时释放出大量能量，C项错误；光合作用的光反应阶段发生在叶绿体类囊体薄膜上，H2O在光下被分解成O2和[H]，[H]用于叶绿体基质中的暗反应，将固定的CO2还原成(CH2O)，D项正确。
4．(2014·海南，5)下列关于植物体内水分的叙述，错误的是( )
A．植物体内的水分参与营养物质的运输
B．水是构成叶肉细胞的重要化合物之一
C．自由水可作为细胞内化学反应的反应物
D．同种植物萌发种子的含水量和休眠种子的相同
答案 D
解析 同种植物萌发种子的含水量大于休眠种子，D项错误。
5．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．胆固醇既是细胞膜的重要组分，又参与血液中脂质的运输
答案 B
解析 酶具有专一性，磷脂酶可将磷脂水解，不能催化膜蛋白水解，故B错误。
一、选择题
1．(2018·榆林一模)下列各组物质中，由相同种类元素组成的是( )
A．胆固醇、脂肪酸、脂肪酶
B．氨基酸、核苷酸、半乳糖
C．淀粉、丙酮酸、纤维素
D．性激素、生长激素、胰岛素
答案 C
解析 脂肪酶的化学本质是蛋白质，组成元素是C、H、O、N等，胆固醇和脂肪酸的组成元素是C、H、O，A错误；氨基酸是蛋白质的基本单位，组成元素是C、H、O、N等，核苷酸是核酸的基本单位，组成元素是C、H、O、N、P，半乳糖的组成元素是C、H、O，三者组成元素不同，B错误；淀粉、丙酮酸、纤维素的组成元素相同，都是C、H、O，C正确；性激素属于固醇，组成元素是C、H、O，生长激素和胰岛素属于蛋白质类激素，其组成元素是C、H、O、N等，三者元素组成不同，D错误。
2．(2018·乌鲁木齐高三质检)下列关于细胞内元素和化合物的叙述，正确的是( )
A．RNA具有催化、信息传递、物质转运等功能
B．脂质分子中O和H元素的含量比糖类中的多
C．秋冬季植物体内结合水与自由水的比例下降
D．细胞中含磷的物质均可为生命活动提供能量
答案 A
解析 DNA中的遗传信息通过mRNA携带至细胞质中，tRNA携带氨基酸至核糖体上，有些酶的化学本质是RNA，具有催化作用，A正确；脂质分子中的C和H元素的含量比糖类中的多，O元素含量比糖类少，B错误；秋冬季植物体内结合水与自由水的比例上升，有利于抗寒，C错误；细胞中含磷的物质如DNA是遗传物质，不为生命活动提供能量，D错误。
3．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，它们的代谢强度一定相同
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HCOeq \\al(－,3)、H2POeq \\al(－,4)等离子有关
答案 D
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．人的红细胞置于质量分数为1.5%的氯化钠溶液中，红细胞内的结合水的量不变
D．种子储存前，晒干是为了减少自由水的含量，降低种子的代谢速率
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；种子储存前晒干，是为了减少自由水的含量，降低代谢速率，B、D正确；人的红细胞置于质量分数为1.5%的氯化钠溶液中，红细胞内的结合水的量不变，C正确。
5．(2019·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，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( )
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 mml/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 磷脂含有C、H、O、N、P，是构成生物膜的主要成分，A项正确；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 mml/L，超过1.24 mml/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单位，不是固醇类物质，D项错误。
7．(2019·泉州模拟)如图是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．干重相等的可溶性糖和脂肪，所储存的能量大致相同
B．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N增加
C．种子萌发时，脂肪酶的活性很高
D．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能源物质
答案 C
解析 干重相等的可溶性糖和脂肪，脂肪储存的能量多，彻底氧化分解释放的能量多，A项错误；种子发育过程中，可溶性糖更多地转变为脂肪，脂肪中含有的元素也为C、H、O，不含N，B项错误；种子萌发时，脂肪被分解，含量逐渐减少，此时脂肪酶的活性很高，C项正确；种子生命活动的直接能源物质是ATP，D项错误。
8．(2018·永州模拟)下列有关生物组织中的糖类、脂肪、蛋白质等有机物的鉴定实验中，叙述正确的是( )
A．西瓜、梨等的组织中富含还原糖，可作为鉴定还原糖的实验材料
B．检测花生油可选用苏丹Ⅲ作指示剂，检测花生种子中脂肪颗粒一定要使用显微镜
C．检测生物组织中的多肽可使用双缩脲试剂，该试剂的本质是碱性环境中的Cu2＋
D．可用一定浓度的淀粉溶液、蛋白质溶液替代30%的蔗糖溶液做质壁分离实验
答案 C
解析 红色的西瓜汁会对还原糖的鉴定产生颜色干扰，A错误；检测花生种子中脂肪颗粒不一定要使用显微镜，可以将花生种子制作成匀浆，滴加苏丹Ⅲ染液后直接观察颜色，B错误；使用双缩脲试剂时，应先加试剂NaOH溶液，造成碱性环境，再加B液，使得碱性环境中的Cu2＋能与多肽进行反应，C正确；由于蔗糖的分子量小，分子数目多，而淀粉和蛋白质都是大分子物质，分子数目少，渗透压低，用一定浓度的淀粉溶液、蛋白质溶液做质壁分离实验，质壁分离现象可能会不明显，D错误。
9．(2018·茂名高三二模)下图为糖类概念图，下列说法不正确的是( )
A．若某种单糖A为果糖，则物质①是蔗糖
B．若③是动物细胞中的储能物质，则③是糖原
C．若构成物质②的碱基有胸腺嘧啶，则某种单糖A为核糖
D．若④是腺嘌呤核糖核苷酸，则它可作为ATP的组成部分
答案 C
解析 据图分析可知，若某种单糖A为果糖，根据果糖＋葡萄糖→蔗糖，可知①是蔗糖，A项正确；如果某种单糖A经缩合反应形成的物质③是动物细胞中储存能量的物质，则物质③是糖原(肝糖原或肌糖原)，B项正确；如果某种单糖A与磷酸和碱基结合形成物质②，其中碱基有胸腺嘧啶，则②是胸腺嘧啶脱氧核苷酸，某种单糖A为脱氧核糖，C项错误；ATP脱去2个磷酸基团就是腺嘌呤核糖核苷酸，故可参与ATP的组成，D项正确。
10．(2018·泉州高中毕业班测试)下列有关化合物的叙述，正确的是( )
A．磷脂含有磷元素，脱氧核糖核酸不含氧元素
B．维生素D属于脂质，能促进人和动物肠道对钾和磷的吸收
C．蛋白质和多肽都能与双缩脲试剂产生紫色反应
D．含有DNA和RNA的细胞中，DNA是主要的遗传物质
答案 C
解析 磷脂和脱氧核糖核酸的组成元素均为C、H、O、N、P，A项错误；维生素D属于脂质，能促进人和动物肠道对钙和磷的吸收，B项错误；蛋白质和多肽中都含有肽键(—CO—NH—)，所以都能与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应，C项正确；含有DNA和RNA的细胞中遗传物质是DNA，D项错误。
二、非选择题
11．为进一步确定来源不同的A、B、C、D、E五种物质(或结构)的具体类型，进行了下列实验，实验现象与结果如下：
①各种物质(或结构)的性质、染色反应的结果，见下表：
注：“＋”表示有，“－”表示无；灰分指物质充分燃烧剩下的部分。
②A为红色，检测A的灰分后发现其中含有Fe元素。
③将适量的E溶液加入盛有D的试管中，混合一段时间后，混合液能与斐林试剂发生作用，生成砖红色沉淀。
根据以上实验现象和结果，推断出：
A． ；B. ；C. ；D． ；E. 。
答案 血红蛋白 染色质(体) 脂肪 纤维素(半纤维素) 纤维素酶(半纤维素酶)
解析 由表中信息可知，猪血中的成分能与双缩脲试剂发生颜色反应，双缩脲试剂是鉴定蛋白质的试剂，且由于A为红色，检测A的灰分后发现其中含有Fe元素，故A中含有的成分是血红蛋白。B能被甲基绿染色，说明含有DNA，还能与双缩脲试剂发生显色反应，说明含有蛋白质，而染色质(体)中含有DNA和蛋白质，故B为染色质(体)。C能被苏丹Ⅲ染色，说明C为脂肪。棉花的主要成分是纤维素，E能与双缩脲试剂发生显色反应，说明E中的成分为蛋白质，将适量的E溶液加入盛有D的试管中，混合一段时间后，混合液能与斐林试剂发生作用，生成砖红色沉淀，说明有还原糖生成，故D为纤维素(半纤维素)，E为纤维素酶(半纤维素酶)。
12．(2018·宣城调研)韭菜是人们喜爱的一种蔬菜，如图是同学们画出的韭菜细胞中部分元素及其构成化合物关系图(①②③④表示不同化学元素组成的化合物)。据图及所学知识回答下列问题：
(1)若①和②都是生物大分子，则①的合成场所是 ，
已知②的基本单位是葡萄糖，则②可能是 。
(2)若③是生命活动的直接能源物质，则它的合成与 (填“吸能”或“放能”)反应相联系。若④存在于叶肉细胞，则其功能是 。
(3)为检测韭菜根细胞中储存的营养物质，同学们将根切成薄片进行实验。甲同学将薄片放在载玻片上，滴加少许苏丹Ⅳ染液染色3分钟后，用吸水纸吸去染液，又滴加1～2滴体积分数为50%的酒精溶液 ，在显微镜下观察到细胞质中有红色脂肪滴；乙同学将韭菜根切成的薄片放在载玻片上，滴加少许新配制的斐林试剂，将载玻片在酒精灯上加热，直接观察颜色变化。乙同学的目的是检测根细胞中是否存在 ，可通过 来判断细胞中是否存在该物质及含量的多少。
答案 (1)核糖体 淀粉和纤维素 (2)放能 吸收(传递和转换)光能 (3)洗去浮色 还原糖 是否出现砖红色及颜色的深浅
解析 (1)①是由C、H、O、N四种元素组成的生物大分子，则①最可能是蛋白质，其合成场所是核糖体，②是由C、H、O元素组成的，且其基本单位是葡萄糖，因此②可能是淀粉和纤维素。
(2)若③是生命活动的直接能源物质，且由C、H、O、N、P组成，则③是ATP，其合成需要能量，与放能反应相联系。④是由C、H、O、N、Mg组成的，若④存在于叶肉细胞，则其可能是叶绿素，其功能是吸收(传递和转换)光能。
(3)在脂肪的鉴定实验中，用苏丹Ⅳ染液染色后需要用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色，然后可在显微镜下观察到细胞质中有红色脂肪滴，用斐林试剂的目的是检测韭菜根细胞中是否存在还原糖，可通过是否出现砖红色及颜色的深浅来判断细胞中是否存在该物质及含量的多少。
13．某同学有喝牛奶的习惯，在学习了细胞的化合物知识后，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：
(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比较项目
糖类
脂质
区别
元素组成
C、H、O
C、H、O、(N、P)
种类
单糖、二糖、多糖等
脂肪、磷脂、固醇等
合成部位
淀粉：叶绿体
纤维素：高尔基体
糖原：主要是肝脏、肌肉
主要是内质网
生理作用
①主要的能源物质；②构成细胞结构，如糖被、细胞壁；③核酸的组成成分，如核糖、脱氧核糖
①生物体的储能物质，如脂肪；
②构成细胞膜的重要成分，如磷脂；
③调节新陈代谢和生殖，如性激素
相同质量的物质分解情况
耗O2少，产H2O少，释放能量少
耗O2多，产H2O多，释放能量多
联系
糖类脂肪
选项
取样时间
检测试剂
检测结果
A
第10天
斐林试剂
不显色
B
第20天
双缩脲试剂
不显色
C
第30天
苏丹Ⅲ试剂
橘黄色
D
第40天
碘液
蓝色
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
项目
含量
总脂
4.5～7.0 g/L(450～700 mg/dL)
总胆固醇
2.8～6.0 mml/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 mml/L(130～250 mg/dL)
甘油三酯
0.23～1.24 mml/L(20～110 mg/dL)
比较项目
A
B
C
D
E
来源
猪血
蛙表皮
马肝
棉花
霉菌
水溶性
＋
＋
－
－
＋
灰分
＋
＋
－
－
－
染色反应
甲基绿溶液
－
＋
－
－
－
斐林试剂
－
－
－
－
－
苏丹Ⅲ染液
－
－
＋
－
－
双缩脲试剂
＋
＋
－
－
＋
碘液
－
－
－
－
－
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 mLNaOH
溶液
b
1 mLNaOH
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
？
？
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