第2課細胞中的元素和化合物 考點一細胞中的元素和化合物 必備知識回顧 1 組成細胞的元素 選擇 C H O N P S K Ca Mg C C H O N 化合物 2 組成細胞的化合物 1 上圖中 表示 表示 表示 表示 表示無機鹽 水 蛋白質 脂質 糖類和核酸 2 化合物的種類 填序號 3 化合物的含量 填序號 特別提醒 元素與化合物的三個誤區 1 混淆元素與化合物的干重和鮮重 在組成細胞的元素中 占鮮重百分比 O C H N 占干重百分比 C O N H 在組成細胞的化合物中 占鮮重百分比 水 蛋白質 脂質 糖類 但在占干重百分比中 蛋白質最多 2 忽視微量元素的作用 以為生物體內大量元素重要 微量元素不重要 其實兩者都是生物體必需的元素 3 混淆 數量 和 含量 人體活細胞中氧的含量最多 但氫原子的數量最多 核心素養提升 典例示范 2018 福州模擬 如圖是構成細胞的某些化合物的元素組成情況 則對 所表示的物質及其所能表現的生理功能推測錯誤的是世紀金榜導學號14120004 A 可能是葉綠素 能吸收光能進行光合作用B 可能是血紅蛋白 有運輸氧的作用C 可能是磷脂 是細胞膜的主要成分D 必為同一類物質 素養解讀 本題主要考查的核心素養是生命觀念和科學思維 具體表現如下 解析 選D 葉綠素中含有Mg 所以 可能是葉綠素 能吸收光能進行光合作用 A正確 血紅蛋白中含有Fe 所以 可能是血紅蛋白 有運輸氧的作用 B正確 磷脂含有的元素是C H O N P 所以 可能是磷脂 是細胞膜的主要成分 C正確 葉綠素 血紅蛋白 磷脂為不同類物質 D錯誤 母題變式 變式1元素與生命活動的關系由于食物中缺乏碘元素 某地區人群中患地方性甲狀腺腫的比例很高 這是由于碘是合成 的必需元素 甲狀腺激素 變式2化合物的元素組成細胞中的化合物分為無機物和有機物兩大類 組成有機物的最基本元素是 不同有機物的結構和功能并不相同 C 高考角度全練 角度一組成細胞的元素1 2014年諾貝爾生理學或醫學獎授予發現構建大腦定位系統的細胞 GPS細胞 的三位科學家 在大腦的定位系統中 位置細胞 和 網格細胞 起到了重要作用 下列敘述中正確的是 A 位置細胞 鮮重中質量百分比最高的元素是CB 網格細胞 干重中質量百分比最高的元素是OC 上述兩種細胞鮮重中原子數量最多的元素均是HD P和S分別是 位置細胞 中的大量元素和微量元素 解析 選C 位置細胞 鮮重中質量百分比最高的元素是O A錯誤 網格細胞 干重中質量百分比最高的元素是C B錯誤 上述兩種細胞鮮重中原子數量最多的元素均是H C正確 P和S均屬于大量元素 D錯誤 角度二組成細胞的化合物2 2018 衡水中學模擬 生命的物質基礎是組成細胞的元素和化合物 圖中序號代表不同的化合物 面積不同代表含量不同 其中 和 代表兩大類化合物 請據圖分析下列敘述正確的是世紀金榜導學號14120005 A 若 和 分別代表蛋白質和脂質 則 代表核酸B 細胞干重和鮮重中含量最多的分別是 和 C 醫用生理鹽水和糖溶液中的溶質分別屬于 和 D 上述物質中氧原子含量最高的化合物是 解析 選B 分析圖示可知 和 兩大類化合物分別是無機物和有機物 無機物又分為水和無機鹽 其中 含量最多 表示水 是無機鹽 有機物主要有蛋白質 核酸 糖類和脂質 若 和 分別代表蛋白質和脂質 則 可能代表核酸或者糖類 A錯誤 細胞鮮重中含量最多的是 水 干重中含量最多的是 蛋白質 B正確 生理鹽水中的溶質是無機鹽 糖溶液中的溶質是糖類 分別屬于 或 C錯誤 構成細胞的化合物中氧原子含量最高的是 水 D錯誤 加固訓練 1 2018 福州模擬 如圖1是細胞中化合物含量的扇形圖 圖2是有活性的細胞中元素含量的柱形圖 下列說法不正確的是 A 若圖1表示細胞鮮重 則A B化合物依次是水 蛋白質B 若圖2表示組成人體細胞的元素含量 則a b c依次是O C H C 若圖1表示細胞完全脫水后的化合物含量 則A化合物具有多樣性 其必含的元素為C H O ND 地殼與活細胞中含量最多的元素都是a 由此說明生物界與非生物界具有統一性 解析 選D 若圖1表示細胞鮮重 鮮重中含量最多的化合物是水 其次是蛋白質 組成人體活細胞的主要元素的含量從大到小是O C H N 若圖1表示細胞完全脫水后的化合物含量 則A化合物為蛋白質 蛋白質具有多樣性 其必含的元素為C H O N 生物界與非生物界的統一性表現在元素的種類上 而不是元素的含量上 方法技巧 判斷元素與化合物時參考的四個 明確 2 下列關于細胞中化學元素的敘述 正確的是 A 細胞中某種元素的作用在其缺乏時能被其他元素替代B 細胞中的糖類和脂質都不含有磷元素 氮元素C 主動運輸機制有助于維持細胞內元素組成的相對穩定D 細胞中的微量元素因含量極少而對細胞的結構和功能作用小 解析 選C 細胞中每一種元素的作用都不能被其他元素替代 A錯誤 細胞中的脂質有些含有磷元素 氮元素 如磷脂 B錯誤 主動運輸能維持細胞內元素組成的相對穩定 C正確 組成細胞的微量元素的含量極少 但其作用不可缺少 如缺乏則可能會導致相應的疾病 D錯誤 3 下列化合物中含有化學元素種類最少的一組是 A 抗體和干擾素B 纖維素和脫氧核糖C 性激素和葉綠素D ATP和酶 解析 選B 抗體的化學本質為蛋白質 干擾素的化學本質為糖蛋白 二者至少含有C H O N四種元素 纖維素和脫氧核糖屬于糖類 含C H O三種元素 性激素含C H O三種元素 葉綠素含C H O N Mg五種元素 ATP含C H O N P五種元素 酶的本質為蛋白質或RNA 組成元素至少有C H O N四種 綜合分析 B項正確 4 2018 濱州模擬 如圖表示不同化學元素所組成的化合物 以下說法錯誤的是 A 若 為某種大分子的組成單位 則 最可能是氨基酸B 若 是細胞中重要的儲能物質 則 是脂肪C 若 為能儲存遺傳信息的大分子物質 則 一定是DNAD 若 是主要在動物肝臟和肌肉中合成的儲能物質 則 是糖原 解析 選C 由圖示可知 的組成元素為C H O N 若 為某種大分子的組成單位 則 最可能是蛋白質的基本組成單位 氨基酸 的組成元素只有C H O三種 可能是糖類或脂肪 若 是細胞中重要的儲能物質 則 是脂肪 的組成元素為C H O N P 若 是能儲存遺傳信息的大分子物質 則其是DNA或RNA 只含C H O三種元素 是主要在動物肝臟和肌肉中合成的儲能物質 則 是糖原 考點二組成細胞的水和無機鹽 必備知識回顧 1 組成細胞的水 1 存在形式和功能 結合水 自由水 液體環境 生物化學反應 2 水的含量及特點 水是活細胞中含量 的化合物 不同生物體內的含水量差異很大 如水生的 填 或 陸生的 最多 同一生物體不同生長發育階段水的含量也不同 如幼嫩部分 填 或 或 或 代謝緩慢的細胞 3 水的轉化及其與代謝的關系 自由水和結合水相互轉化 自由水結合水 降低 升高 自由水與結合水的比值與代謝 抗逆性的關系 高 低 2 細胞中的無機鹽 1 含量 細胞中含量很少 僅占細胞鮮重的 1 1 5 2 無機鹽的存在形式及功能 離子 主動 復雜 化合物 生命活動 抽搐 滲透壓 酸堿平衡 3 教材易漏知識 必修1P36 與生活的聯系 劇烈運動大量出汗后 補充水分首選的是 這樣可以保持體內的水鹽平衡 淡鹽水 特別提醒 有關水的兩點提醒 1 種子的含水量并不是越多越好 在一定范圍內 種子的萌發率隨著水分的增加而升高 超過該范圍 種子的萌發率又會隨著水分的增加而降低 2 生物體內的水不同于細胞內的水 生物體內的水除了存在于細胞內 在細胞與細胞之間也有 如動物體的細胞外液 核心素養提升 典例示范 2014 海南高考 下列關于植物體內水分的敘述 錯誤的是 A 植物體內的水分參與營養物質的運輸B 水是構成葉肉細胞的重要化合物之一C 自由水可作為細胞內化學反應的反應物D 同種植物萌發種子的含水量與休眠種子的相同 素養解讀 本題主要考查的核心素養是生命觀念 具體表現在兩個角度 解析 選D 本題主要考查細胞中水的存在形式及功能 植物體內的水分參與營養物質的運輸 故A項正確 水是構成葉肉細胞的重要化合物之一 故B項正確 自由水可作為細胞內化學反應的反應物 如光合作用 故C項正確 同種植物萌發種子由于新陳代謝旺盛 所以其含水量大于休眠種子 新陳代謝不旺盛 故D項錯誤 母題變式 變式1水的存在形式 1 新收獲的種子曬干過程中失去的水主要是細胞內的 填 自由水 或 結合水 2 烘烤曬干種子出現的水來自 填 自由水 或 結合水 自由水 結合水 變式2自由水與代謝的關系生活在沙漠里的植物與熱帶植物相比 細胞液濃度高 自由水的含量相對較 填 多 或 少 結合水的含量相對較 填 多 或 少 細胞代謝 填 較快 或 緩慢 少 多 緩慢 高考角度全練 角度一水的存在形式和功能1 2018 新余模擬 如圖為對剛收獲的種子所做的一系列處理 據圖分析有關說法正確的是 世紀金榜導學號14120006 A 和 是同一種物質 但是在細胞中存在形式不同B 和 均能萌發形成幼苗C 在生物體內主要以化合物形式存在D 點燃后產生的CO2中的C只來自種子中的糖類 解析 選A 圖中 是自由水 是結合水 在細胞中存在形式不同 A正確 曬干的種子能萌發形成幼苗 烘干的種子不能萌發形成幼苗 B錯誤 是無機鹽 在生物體內主要以離子形式存在 C錯誤 點燃后產生的CO2中的C來自種子中的有機物 D錯誤 角度二無機鹽在生命活動中的作用2 2018 長沙模擬 圖1表示甲 乙兩種無機鹽離子處于不同濃度時與作物產量的關系 圖2表示不同濃度的鈣對某種植物花粉萌發和花粉管生長的影響 下列相關描述錯誤的是 A 同一種作物對甲 乙兩種無機鹽離子的需求量不同B 乙的濃度為d時 對提高產量最有利C 適宜濃度的鈣有利于花粉管的生長D 在一定范圍內 鈣的濃度對花粉萌發率無影響 解析 選B 分析題圖1可知 當甲的濃度為a 而乙的濃度在c d范圍內時 作物的產量相對較高 所以A項正確 B項錯誤 分析題圖2可知 鈣的濃度對花粉管的生長有影響 適宜濃度的鈣有利于花粉管的生長 所以C項正確 從花粉萌發率來看 在一定范圍內 鈣的濃度對其沒有影響 所以D項正確 3 2018 安康模擬 下列關于無機鹽和水的敘述 不正確的是 A 某些無機鹽是組成ATP和RNA的必需成分B 由氨基酸形成多肽時 生成物H2O中的氫來自氨基和羧基 C 無機鹽與神經元接受刺激產生興奮有關 與傳導興奮無關D 水既是細胞代謝所需要的原料 同時也是細胞代謝的產物 解析 選C 某些無機鹽是組成ATP和RNA的必需成分 A正確 氨基酸脫水縮合時 一個氨基酸的羧基與另一個氨基酸的氨基反應脫去1分子水 因此水中的氫來自氨基和羧基 B正確 無機鹽與神經元接受刺激產生興奮有關 與傳導興奮也有關 C錯誤 水既是細胞代謝所需的原料 同時也是細胞代謝的產物 如在有氧呼吸的第二階段需要水的參與 而在有氧呼吸的第三階段能產生水 D正確 考點三檢測生物組織中的糖類 脂肪和蛋白質 必備知識回顧 1 實驗原理 1 還原糖 磚紅色沉淀 2 脂肪 或蘇丹 染液 橘黃色 或紅色 3 蛋白質 紫色 斐林試劑 蘇丹 雙縮脲試劑 50 65 2 檢測的方法步驟 1 還原糖的檢測 斐林試劑 磚紅色沉淀 結果分析 若出現 沉淀 則說明組織樣液中含有可溶性 若不出現 沉淀 則說明組織樣液中不含有 磚紅色 還原糖 磚紅色 還原糖 2 脂肪的檢測 方法一 待測花生種子勻漿或豆漿 3滴蘇丹 染液 觀察是否變成 橘黃色 方法二 蘇丹 染液 酒精溶液 蒸餾水 低倍顯微鏡 高倍顯微鏡 橘黃色 3 蛋白質的檢測 雙縮脲試劑 A液 雙縮脲試劑 B液 紫 結果分析 若試管中液體變成 色 則說明組織樣液中存在 若試管中液體沒有變成 色 則說明組織樣液中不存在 紫 蛋白質 紫 蛋白質 特別提醒 生物組織檢測實驗中的三個注意點 1 三個實驗都不宜選取有顏色的材料 否則會干擾實驗現象 2 脂肪檢測的過程中滴加1 2滴體積分數為50 的酒精溶液的目的是洗去浮色 原理是蘇丹 或蘇丹 染液易溶于酒精 3 斐林試劑和雙縮脲試劑中CuSO4溶液的濃度不同 在使用順序上也不同 前者NaOH溶液和CuSO4溶液混合使用 后者先加NaOH溶液后加CuSO4溶液 核心素養提升 典例示范 2017 全國卷 下列關于細胞結構與成分的敘述 錯誤的是 A 細胞膜的完整性可用臺盼藍染色法進行檢測B 檢測氨基酸的含量可用雙縮脲試劑進行顯色 C 若要觀察處于細胞分裂中期的染色體可用醋酸洋紅液染色D 斐林試劑是含有Cu2 的堿性溶液 可被葡萄糖還原成磚紅色 素養解讀 本題主要考查的核心素養是科學探究和科學思維 具體表現在三個角度 解析 選B 正常活細胞的細胞膜結構完整 能夠排斥臺盼藍 使之不能夠進入細胞內 而喪失活性或細胞膜不完整的細胞 可被臺盼藍染成藍色 A項正確 蛋白質中的肽鍵與雙縮脲試劑產生紫色反應 可以用雙縮脲試劑檢測生物組織中蛋白質的存在 而氨基酸無肽鍵 不能用雙縮脲試劑檢測 B項錯誤 龍膽紫溶液和醋酸洋紅液都屬于堿性染料 細胞內的染色體易 被堿性染料染色 C項正確 斐林試劑實際是Cu2 的堿性溶液 Cu2 被還原成磚紅色的Cu2O沉淀 即可溶性還原糖 如葡萄糖和果糖 與斐林試劑發生作用 可以生成磚紅色沉淀 D項正確 母題變式 變式1實驗條件分析若用下圖進行檢測還原糖的實驗 2min后試管內 填 會 或 不會 出現磚紅色沉淀 理由 不 會 檢 測還原糖時 加入斐林試劑后需要進行50 65 溫 水浴加熱 圖中沒有進行水浴加熱 不會出現磚紅色 沉淀 而呈現斐林試劑自身的藍色 變式2實驗結論分析向某試管內的無色液體 植物組織研磨液 中加入斐林試劑 經加熱若出現磚紅色沉淀 能否表明該試管內含有葡萄糖 為什么 提示 不能 有磚紅色沉淀 只能表明含有還原糖 如葡萄糖 果糖 麥芽糖等 但未必是葡萄糖 高考角度全練 角度一教材實驗理解1 現提供新配制的斐林試劑甲液 質量濃度為0 1g mL的NaOH溶液 乙液 質量濃度為0 05g mL的CuSO4溶液 蒸餾水 充分利用上述試劑及必需的實驗用具 能鑒別出下列哪些物質 葡萄糖 蔗糖 胰蛋白酶 DNAA 只有 B 和 C 和 D 和 解析 選C 斐林試劑用于檢測還原糖 在 中 只有葡萄糖是還原糖 蔗糖是非還原糖 不能用斐林試劑檢測 胰蛋白酶是蛋白質 用雙縮脲試劑檢測 雙縮脲試劑與斐林試劑相比 所用NaOH溶液相同 斐林試劑乙液比雙縮脲試劑B液的溶液濃度高 所以可用蒸餾水稀釋乙液后用于檢測蛋白質 DNA可用二苯胺試劑檢測 2 2016 江蘇高考 關于生物組織中還原糖 脂肪 蛋白質和DNA的鑒定實驗 下列敘述正確的是 A 還原糖 DNA的鑒定通常分別使用雙縮脲試劑 二苯胺試劑B 鑒定還原糖 蛋白質和DNA都需要進行水浴加熱 C 二苯胺試劑和用于配制斐林試劑的NaOH溶液都呈無色D 脂肪 蛋白質鑒定時分別可見橘黃色顆粒 磚紅色沉淀 解析 選C 本題主要考查還原糖 脂肪 蛋白質和DNA的鑒定實驗 還原糖的鑒定試劑是斐林試劑 DNA的鑒定試劑是二苯胺試劑 A項錯誤 鑒定還原糖和DNA需要水浴加熱 蛋白質鑒定不需要水浴加熱 B項錯誤 二苯胺試劑和用于配制斐林試劑的NaOH溶液都呈無色 C項正確 脂肪鑒定時可見橘黃色顆粒 蛋白質鑒定時可見溶液呈紫色 D項錯誤 角度二實驗拓展應用3 2018 福建六校聯考 為進一步確定來源不同的A B C D E五種物質 或結構 的具體類型 進行了下列實驗 現象與結果如下 世紀金榜導學號14120007 1 各種物質 或結構 的性質 染色反應的結果 見下表 注 表示有 溶解 表示無 不溶解 灰分指物質充分燃燒后剩下的部分 2 A為紅色 檢測A的灰分后發現其中含有Fe 3 將適量的E溶液加入盛有D的試管中 混合一段時間后 混合液能與斐林試劑發生作用 生成磚紅色沉淀 根據以上實驗現象和結果 推斷出A E五種物質分別是 A B C D E 解析 根據題意分析 A為紅色 檢測A的灰分后發現其中含有Fe 且溶于水 能與雙縮脲試劑反應 故A是血紅蛋白 B能與甲基綠溶液反應說明含有DNA 能與雙縮脲試劑反應說明含有蛋白質 既含有蛋白質 又含有DNA 則B是染色質 染色體 C只與蘇丹 染液反應 說明C是脂肪 D與題表中的所有試劑均不發生 反應 又由于來源于棉花 說明D是纖維素 由于E能與雙縮脲試劑反應 說明E是蛋白質 又由于將適量的E溶液加入盛有D的試管中 混合一段時間后 混合液能與斐林試劑發生作用 生成磚紅色沉淀 可推斷E能將纖維素分解 根據酶的專一性 可推斷E是纖維素酶 答案 血紅蛋白染色質 體 脂肪纖維素纖維素酶 加固訓練 1 下列關于物質的檢測 對采用的試劑 實驗操作方法及實驗現象的描述 正確的是 A 脂肪 DNAB DNA 蛋白質C 脂肪 葡萄糖D 葡萄糖 蛋白質 解析 選C 脂肪被蘇丹 染液染成紅色 實驗不需加熱 若用切片法觀察組織細胞內的脂肪滴 需用顯微鏡 DNA的檢測用二苯胺試劑 兩者在加熱條件下顯藍色 葡萄糖屬于還原糖 用斐林試劑檢測時需水浴加熱才能產生磚紅色沉淀 可直接觀察組織樣液的顏色變化 含蛋白質的組織樣液與雙縮脲試劑反應可直接觀察到顏色變化 不需要加熱 2 實驗測得小麥 大豆 花生三種生物干種子中三大類有機物含量如圖所示 有關敘述正確的是 A 用雙縮脲試劑檢測大豆種子研磨液呈紫色B 蛋白質檢測實驗最好選用花生作為材料C 三種種子都常用來做成面粉或榨成食用油D 萌發時相同質量的三種種子需要的O2量相同 解析 選A 大豆種子含有蛋白質 用雙縮脲試劑檢測大豆種子研磨液呈紫色 大豆種子蛋白質含量最多 所以蛋白質檢測實驗最好選用大豆種子作為材料 做成面粉和榨成食用油應分別選用相應富含淀粉和脂肪的種子來制作 花生中富含脂肪 脂肪中C H比例較高 氧化分解時需要氧氣較多 所以萌發時相同質量的三種種子中花生需要的O2量最多 閱卷案例1 水與種子的萌發 2016 海南高考 T26 水在植物的生命活動中具有重要作用 風干種子只有吸收足夠的水才能進行旺盛的代謝活動 使胚生長 小麥種子萌發過程中吸水量隨時間變化的趨勢如圖所示 回答下列問題 1 植物細胞中的水通常以結合水和自由水兩種形式存在 風干種子細胞中的水主要是以 的形式存在 經階段 吸水后 種子中的水主要是以 的形式存在 2 在階段 種子吸水速率 填 大于 小于 或 等于 階段 呼吸速率 填 大于 小于