专题2 化学元素和无机物

黑龙江省伊春市一中2011级生物一轮复习学案（2） 专题2：细胞中的化学元素和无机物 编写教师：张盛鹏 班级： 姓名：

专题2：细胞中的化学元素和无机物

【考纲解读】 考 点 化学元素的种类及功能 水和无机盐的作用 检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质 考纲要求 Ⅰ Ⅰ 实验与探究能力 考查角度 各种化合物的元素组成以及与之相关的细胞结构 水、无机盐的存在形式及功能 还原糖、脂肪和蛋白质鉴定实验中的颜色反应及试剂的用法 【知识梳理】 一、细胞中的化学元素 （一）化学元素的种类

细胞中常见的化学元素有20多种，是生物体有选择地从无机自然界中获取的。 1．按元素在生物体内的含量可分为（以万分之一为界）： ⑴大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。 ⑵微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。 2．按元素在生物体内的作用可分为： ⑴主要元素（占细胞总重量的97%以上）：C、H、O、N、P、S（6种）。 ⑵基本元素（细胞中含量最多）：C、H、O、N（4种）。 ⑶最基本的元素是C。

思考1：为什么碳是最基本元素？

3．按元素的含量特点可分为： ⑴占细胞鲜重最多的元素是O。 ⑵占细胞干重最多的元素是C。

⑶占细胞鲜重最多的前四种元素是：O>C>H>N ⑷占细胞干重最多的前四种元素是：C>O>N>H ⑸占细胞中数量最多的元素是H。

4．元素的存在形式：大多以化合物的形式存在。

典例1：如图1是细胞中3种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，下列说法不正确的是（ D ）

A．若图1表示正常细胞，则A、B化合物共有的元素 中含量最多的是a

B．若图1表示细胞完全脱水后化合物含量的扇形图， 则A化合物中含量最多的元素为图2中的b

C．若图1表示正常细胞，则B化合物具有多样性， 其必含的元素为C、H、O、N

D．图2中含量最多的元素是a，数量最多的也是a

典例2：（12江苏）下列关于细胞中化学元素的叙述，正确的是（ C ） A．细胞中一种元素的作用能被其他元素替代 B．细胞中的脱氧核苷酸和脂肪酸都不含有氮元素

C．主动运输机制有助于维持细胞内元素组成的相对稳定 D．细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要 （二）化学元素的功能——组原构化加影响 1．组成原生质

概念：细胞内的生命物质 成分：含有蛋白质、核酸等

原生质

分化：细胞膜、细胞质、细胞核 特征：可进行新陈代谢

2．构成化合物

糖类：C、H、O 脂质：C、H、O（N、P） 蛋白质：C、H、O、N（Fe、P等） 核酸：C、H、O、N、P

N：参与形成 、 、NADP+、 、核苷酸等。 P：参与形成 、 、NADP+、核苷酸等。

S： 的特征元素，是含硫氨基酸（甲硫氨酸、半胱氨酸）的成分。

注意：特定生命物质的元素和生命活动有关的元素及应用 ⑴与光合作用有关的元素： ⑵血红蛋白的组成元素： ⑶叶绿素的组成元素：

⑷甲状腺激素的组成元素：

⑸应用：根据化合物的特殊元素组成，利用同位素标记法研究生物的生命活动。 元素 3标记物质 研究问题 H O C 181432P、35S 15N 典例3：（09江苏）下列各物质中，由相同种类元素组成的是（ B ） A．胆固醇、脂肪酸、脂肪酶 B．淀粉、半乳糖、糖原

C．氨基酸、核苷酸、丙酮酸 D．性激素、生长激素、胰岛素 典例4：（10上海）下列选项中，含有相同元素的一组化合物是（ C ）

A．纤维素和尿素 B．脂肪酸和磷脂 C．腺苷三磷酸和核糖核酸 D．胆固醇和血红蛋白 3．影响生物体的生命活动

B：可促进花粉的萌发和花粉管的伸长，从而促进植物受精。 油菜缺B导致只开花不结果（花而不实）。

（三）生物界与非生物界的统一性和差异性（元素角度）

1．统一性：组成细胞的化学元素在无机自然界都能找到，没有一种化学元素为细胞所特有，即组成

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黑龙江省伊春市一中2011级生物一轮复习学案（2） 专题2：细胞中的化学元素和无机物 编写教师：张盛鹏 班级： 姓名：

生物界与非生物界的化学元素的 。

2．差异性：组成细胞的化学元素与非生物相比，相对含量又不大相同，即组成生物界与非生物界的化学元素的 。 补充：植物所需的矿质元素

1．概念：除 外，主要由植物的 从土壤中吸收的元素。 2．种类：按含量可分为： ⑴大量元素（6种）： 。 ⑵微量元素（8种）： 。 3．实验——验证某种矿质元素是植物所必需的

方法：溶液培养法——是指用含有全部或部分矿质元素的营养液培养植物的方法，具体地说就是在人工配置的营养液中，除去或加入某种矿质元素，然后观察植物在营养液中的发育状况。如果除去某一种矿质元素后，植物的生长发育仍然正常，就说明这种矿质元素不是植物必需的；如果除去某一种矿质元素后，植物的生长发育不正常了，而补充这种矿质元素后植物的生长发育又恢复正常状态，就说明这种矿质元素是植物必需的。 二、细胞中的无机物

组成细胞的化合物分为无机化合物和 ，前者中 的含量是最多的，后者中含量最多的是 。

水 85~90%

无机物

无机盐 1~1.5% 化合物 糖类

1~1.5%

核酸

有机物

脂质 1~2% 蛋白质 7~10%

（一）细胞中的水：

1．含量及特点：在构成细胞的各种化合物中，水的含量最多（占细胞鲜重的85~90%）。 ⑴不同的生物体内水的含量差别很大，水生生物 陆生生物。

⑵同一生物体不同的生长发育阶段水的含量不同，幼儿期 成年期，幼嫩部分 成熟部分。 ⑶同一生物不同器官水的含量也不同，代谢旺盛部位 代谢缓慢部位。 2．存在形式：

① ：与细胞内其他物质相结合的水，占细胞内全部水的4.5%。 ② ：以 形式存在，可以流动，占细胞内全部水的95.5%。 3．功能：

⑴结合水：是 的重要组成成分； ⑵自由水：①是细胞内的 ；

②运输 和 ；

③参与许多 ，如 、 等； ④为细胞提供 ，细胞内的生化反应必须在水环境中进行。

（二）细胞中的无机盐

＋－－－

1．存在形式：绝大多数以 的形式存在，如Na、Cl、HCO3、SO42等。

少部分是细胞内 的组成成分，如ATP、RNA、DNA中的磷酸基团等。

2．细胞吸收无机盐的主要方式： 3．功能：

⑴是细胞的结构成分，有些无机盐是细胞内某些复杂化合物的重要组成部分。 生物 植物 动物 无机盐 Mg Fe I Ca ⑵参与并维持细胞和生物体的生命活动。 生物 植物 无机盐 B Zn Fe Ca 动物 K 功能 缺乏症 功能 缺乏症 ⑶维持生物体的渗透压和酸碱平衡。

＋－＋

①渗透压平衡：Na、Cl维持细胞 液渗透压，K维持细胞 液渗透压 ②酸碱平衡：人血浆中 、 等的调节 典例5：（11江苏）（多选）研究发现，砷（As）可以富集在植物体内，转化为毒性很强的金属有机物，影响水稻的株高、根长和干重；加P（与As原子结构相似）处理后水稻茎叶和根中P含量增加、As含量相对减少，水稻生长加快，干重增加。对此现象合理的解释是（ BCD ） A．As在水稻细胞内富集，由细胞膜的结构特点决定

B．As进入水稻细胞，导致有关酶失去活性，影响细胞代谢 C．P影响As的吸收，与细胞膜上的载体种类和数量有关

D．P是构成磷脂、核酸和ATP的重要元素，能促进水稻生长发育 典例6：（09山东）智能温室无土栽培，易于管理，优质高产。该技术广泛用于现代农业。

⑴无土栽培所用营养液中的无机盐在植物体内的作用是参与新陈代谢和维持细胞膨压。植物因种类和生长发育阶段不同对无机盐的需求也不同，所以应视具体情况调整无机盐组分比例，供作物选择性吸收无机盐离子。

⑵营养液中某些无机盐离子浓度比根细胞内的低，植物仍可通过 方式吸收。若栽培池内较长时间通气不畅，作物根部可能出现的症状是 ，其生理原因是 。 三、实验——检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质

检测原理：利用 与生物组织中的有关有机化合物产生 。

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黑龙江省伊春市一中2011级生物一轮复习学案（2） 专题2：细胞中的化学元素和无机物 编写教师：张盛鹏 班级： 姓名： （一）检测生物组织中的还原糖 实验原理 实验材料 可溶性还原性糖与 共热生成 还原性糖含量 ， 或近于白色的植物组织如苹果或梨 斐林试剂：甲液——0.1g/ml NaOH溶液 乙液——0.05g/ml CuSO4溶液 说明：甲、乙两种液体混合后，立即生成淡蓝色的 沉淀，与加入的可溶性还原糖在加热的条件下，可生成砖红色的 沉淀。 溶液的颜色变化： → → 选 材：还原糖含量较高，白色或近于白色的植物体 ↓ 制备组织液：研磨、过滤（一层纱布）、取液 ↓ 呈 色 反 应 ↓ 观察颜色变化：还原性糖与斐林试剂在加热煮沸的过程中生成砖红色沉淀 斐林试剂应现用现配 ①常见的还原性糖有： 、 、 经实验比较，体内含有还原性糖且可以作为鉴定的实验材料，颜色反应的明显程度，依次为：苹果→梨→白色甘蓝叶→白萝卜。但不能选用甜菜、甘蔗，因为它们所含的蔗糖是一种非还原糖；马铃薯因含淀粉较多也不能做实验材料；不能选西瓜、血液（含葡萄糖）、含还原糖的绿色叶片等做实验材料，以避免颜色的干扰。 ②斐林试剂很不稳定，所以应将组成试剂的2种溶液分别配制及储存，使用时再混合，现用现配。 ③在实验中加热试管中的溶液时，放入盛有 的温水的大烧杯中加热，试管底部不要接触烧杯底部。 ④班氏试剂：由A液（CuSO4溶液）、B液（柠檬酸钠和碳酸溶液）配制而成。将A液倾注入B液，边加边搅。班氏试剂原理与斐林试剂相似，但班氏试剂可长期使用。 脂肪遇 （或 ）显 色（或 色） （浸泡3~4小时后作徒手切片） 或 染液 说明：苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液与脂肪有强烈的亲和力，易被染成橘黄色或红色，而其他非脂肪物质则不易被染色。 选 材：将花生（浸泡3~4小时）子叶削成薄片 ↓ 制 片：取最理想的薄片，在薄片上滴2~3滴苏丹Ⅲ染液2~3min，吸取染液；滴实验关键 实验关键 实验原理 实验材料 加 洗去浮色，后制成装片 ↓ 显微镜观察：细胞内有许多橘黄色圆形小颗粒，即脂肪滴 子叶要削成理想薄片——徒手切片法 蛋白质遇到 试剂呈 色反应 大豆种子研磨液（豆浆）或稀释的蛋清液 双缩脲试剂：A液——0.1g/ml NaOH溶液 B液——0.01g/ml CuSO4溶液 说明：在 溶液中，双缩脲能与 作用形成紫色或紫色络合物。由于蛋白质分子中含有很多与双缩脲结构相似的肽键，因此蛋白质都可与双缩脲试剂发生颜色反应。 选材与制备：黄豆浸泡→切片→磨浆→过滤→取滤液（或蛋清稀释液） ↓ 呈 色 反 应 ↓ 观察颜色：溶液呈紫色 先加入双缩脲试剂 形成碱性条件，在加入试剂 ①用于蛋白质鉴定的蛋清必须要稀释到一定程度，否则与双缩脲试剂发生反应后会粘在试管的内壁上，使反应不彻底，影响效果，试管也不易洗刷干净。 ②还原糖、蛋白质的鉴定实验中，在加相应试剂鉴定之前，要留出一部分组织样液，以便与鉴定后的样液颜色作对比，增强实验的说明力。 （三）检测生物组织中的蛋白质 实验试剂 实验试剂 实验过程 实验过程 实验关键 注意事项 注意事项 思考2：该实验原理、方法、步骤在生产、生活中还有什么用途？ 典例7：（11新课标）下表是根据实验目的，所选用的试剂与预期的实验结果正确的是（ ） A B C D 实验目的 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂 检测植物组织中的脂肪 检测植物组织中的葡萄糖 试剂 醋酸洋红 双缩脲试剂 甲基绿 预期的实验结果 染色体被染成紫红色 脂肪颗粒被染成红色 葡萄糖与甲基绿作用，生成绿色沉淀 斐林试剂将DNA染成绿色，吡罗红将RNA染成红色 （二）检测生物组织中的脂肪 实验原理 实验材料 实验试剂 观察DNA和RNA在细胞中的分布 斐林试剂吡罗红 实验过程 典例8：（12上海）下列食物营养成分与鉴定试剂及显色反应之间的对应关系中，错误的是（ ） A．淀粉：碘液，蓝紫色 B．还原糖：班氏试剂，红黄色 C．脂肪：苏丹III染液，橘红色 D．蛋白质：双缩脲试剂，黄绿色 典例9：（12江苏）下表中有关人体细胞化合物的各项内容，正确的是（ ） 第10页

黑龙江省伊春市一中2011级生物一轮复习学案（2） 专题2：细胞中的化学元素和无机物 编写教师：张盛鹏 班级： 姓名： 编号 ① ② ③ ④ 化合物 脂肪 糖原 蛋白质 核酸 实验检测 检测试剂 苏丹染液 斐林试剂 双缩脲试剂 甲基绿染液 颜色反应 橘黄色 砖红色 紫色 绿色 组成单位 脂肪酸 葡萄糖 氨基酸 核苷酸 主要功能 储存能量 提供能量 承担生命活动 携带遗传信息 A．① B．② C．③ D．④ 【知识网络】

【考点突破】

考点一：化学元素和化合物 细胞内含量最多的化合物 细胞内含量最多的无机化合物 占细胞鲜重含量最多的化合物 占细胞鲜重50%以上的化合物 精瘦肉细胞中含量最多的化合物 沙漠植物细胞中含量最多的化合物 成熟甜西瓜细胞中含量最多的化合物 细胞内含量仅次于水的化合物 细胞内含量最多的有机化合物 占细胞干重含量最多的化合物 占细胞干重50%以上的化合物 考点二：水

1．水的存在形式与温度的关系：在活细胞内，受温度的影响，自由水和结合水可相互转化，具体转化如下：

即升高温度时， 增多；降低温度时， 增多。 2．水的存在形式与器官形态的关系：

心肌和血液总的含水量差不多，但心肌呈固态，血液呈液态，原因是二者自由水和结合水的比例不同。

3．水的存在形式与代谢的关系：

蛋白质 水 若细胞内自由水比例升高，结合水比例降低，则代谢 ；若细胞内自由水比例降低，结合水比例升高，则代谢 ； 4．水的存在形式与抗寒性的关系：秋冬季节，蒸腾作用 ，吸水减少，结合水相对含量 ，因结合水不易结冰和蒸腾，从而使植物抗寒性 。 5．种子与水的关系： ⑴种子晒干时减少的为 ，但仍能保持生命活性，仍能 ；试管加热或炒熟则丧失 ，种子死亡 ；种子萌发吸水主要是增多 ，代谢 ，呼吸作用 。 ⑵不同种子亲水能力不同：大豆（主要含蛋白质）>小麦、玉米、大米（主要含淀粉）>花生（主要含脂肪）。

考点三：斐林试剂与双缩脲试剂比较 成分 鉴定物质 添加顺序 反应条件 反应现象 斐林试剂 甲液 乙液 A液 双缩脲试剂 B液 ①浓度不同。斐林试剂中CuSO4溶液浓度为0.05g/mL，双缩脲试剂中CuSO4溶液浓度为0.01g/mL。

＋

②原理不同。斐林试剂的实质是新配制的Cu(OH)2浊液；双缩脲试剂实质是碱性环境中的Cu2。 ③使用方法不同。斐林试剂是先将NaOH溶液与CuSO4溶液混合后再使用；双缩脲试剂是先加入NaOH溶液，再滴加CuSO4溶液。 典例10：（12广东）分析下表，可推测（ ）

溶液 甲 乙 甲、乙混合 双缩脲试剂 + — + 碘液 — ++ + 斐林试剂 — — + 注：“+”显色，“++”显色更深；“—”不显色.

A．甲溶液含有淀粉 B．乙溶液含有还原糖 C．混合溶液不含淀粉 D．混合溶液含有淀粉酶[ 【巩固练习】 1．科学家在利用无土栽培法培养一些名贵花卉时，培养液中添加了多种必需化学元素。其配方如下： 离子 培养液浓度/mol·L-1 K+ 1 Na+ 1 Mg2+ 0.25 Ca2+ 1 NO3 2 —H2PO4 1 —SO32 —Zn2+ 1 0.25 其中花卉根细胞吸收最少的离子是（ C ）

——

A．Ca2+ B．SO32 C．Zn2+ D．H2PO4

解析：根据组成生物体的化学元素在生物体内的含量不同，分成大量元素和微量元素。大量元素包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等；微量元素包括Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo等。由于植物体内含

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黑龙江省伊春市一中2011级生物一轮复习学案（2） 专题2：细胞中的化学元素和无机物 编写教师：张盛鹏 班级： 姓名：

有大量的Ca、S、P等元素，这些元素只能靠根从培养液中吸取，而培养液能为花卉提供Ca、S、P

2+2--的离子分别是Ca、SO3、H2PO4，因此花卉对这些离子的吸收量较大。而Zn属于微量元素，因此花

2+

卉对Zn的吸收量较少。

2．一种植物和一种哺乳动物体内细胞的某些化学元素含量（占细胞干重的百分比）如下表数据，下列有关叙述正确的是（ A ） 元素 植物（%） 动物（%） C 43.57 55.99 H 6.24 7.46 O 44.43 14.62 N 1.46 9.33 P 0.20 3.11 Ca 0.23 4.67 S 0.17 0.78 A．碳元素的含量说明有机物是干物质的主要成分 B．这两种生物体内所含的化学元素的种类差异很大

C．N、S含量说明动物组织含蛋白质较多，若该动物血钙高则会发生肌肉抽搐

D．经测定该植物某有机物含C、H、O、N、S，此化合物可能携带氨基酸进入核糖体

解析：A正确，比较表中数据可知，C的含量很高，C是组成有机物的必需元素，碳链是构成大分子有机物的基本骨架，说明有机物是干物质的主要成分；B错误，这两种生物体内所含的化学元素的种类基本相同，但含量相差很大；C错误，N、S是组成蛋白质的元素，动物细胞中N、S含量比植物高，说明动物组织含蛋白质较多，当动物血钙过低时才会发生肌肉抽搐;D错误,含有C、H、O、N、S五种元素的化合物最可能是蛋白质，而携带氨基酸进入核糖体的是tRNA。

3．组成生物的化学元素在生物体中起重要作用。下列关于几种元素与光合作用关系的叙述中，正确的是（ B ）

A．C是组成糖类的基本元素，在光合作用中C元素从CO2先后经C3、C5形成（CH2O） B．N是叶绿素的组成元素之一，没有N植物就不能进行光合作用

C．O是构成有机物的基本元素之一，光合作用制造的有机物中的氧来自于水 D．P是构成ATP的必需元素，光合作用中光反应和暗反应过程均有ATP的合成 4．在组成人体的各种化学元素中，最基本元素、含量最多的元素、占细胞干重最多的元素依次是（A） A．C、O、C B．C、H、O C．C、O、N D．C、O、O

5．植物在冬季来临过程中，随着气温的逐渐降低，体内发生了一系列适应低温的生理生化变化，抗寒力逐渐增强。下图为冬小麦在不同时期含水量和呼吸速率变化关系图。请根据图推断以下有关说法中，错误的是（ A ）

A．冬季来临过程中，自由水明显减少是呼吸速率 下降的主要原因

B．结合水与自由水含量的比值，与植物的抗寒性呈 现明显的正相关

C．随着气温和土壤温度的下降，根系的吸水量减 少，组织的含水量下降

D．随温度的缓慢降低，植物的呼吸作用逐渐减 弱，有利于减少有机物的消耗

解析：从横坐标分析，9～12月温度降低，而细胞中含

水量曲线呈逐渐下降趋势。植物水分运输的主要动力是蒸腾作用，随着温度降低，植物的蒸腾作用减弱，使植物体的水分减少，加上温度降低，使新陈代谢减弱，自由水与结合水的比例减小，植物

的抗逆性增强。但呼吸速率下降的主要原因是由于温度过低导致酶活性降低。 6．分析下列材料，回答有关问题。

材料一：在正常人的血浆中，NaHCO3的含量约为H2CO3含量的20倍。当血浆中的NaHCO3

含量减少时，会发生酸中毒；当血浆中的H2CO3含量减少时，则发生碱中毒。

材料二：在初生蝌蚪或幼小植物体内，当自由水的比例减小时，机体代谢强度降低；当自由水的比例增大时，机体代谢强度升高。

＋＋

材料三：Mg2是叶绿素分子必需的成分；Fe2是血红蛋白的重要成分；碳酸钙是动物和人体的骨骼和牙齿的主要成分。

材料四：人体某些组织的含水量近似，但形态却不同。例如，心肌含水量约为79%而呈坚韧的状态，脑中含水量约为84%而呈溶胶状。

材料五：血液在血管中呈液态，当血液从血管中流出后则会凝固。 ⑴材料一表明：无机盐具有调节酸碱平衡（pH）的作用。

⑵你对材料二中现象的全面解释是：自由水是细胞内良好的溶剂，是细胞内生化反应的介质，并参与某些代谢反应，参与体内营养物质和代谢废物的运输。

⑶材料三表明：无机盐是细胞内某些复杂化合物的重要组成成分。

⑷你对材料四中差异的正确解释是：组织器官的形态差异与生物体内水分的存在形式有关，心肌中结合水较多，而脑组织中自由水较多。

⑸材料五说明血液中的水分发生了怎样的转化？ 。 7．广东省质量技术监督局曾从亨氏美味源（广州）食品有限公司272箱美味源金唛桂林辣椒酱中检验出含有“苏丹Ⅰ”成分。“苏丹Ⅰ”型色素是一种人造偶氮苯类化学制剂，在人体内可形成二苯胺，二苯胺具有强烈的致癌性，全球多数国家都禁止将其用于食品生产。科学家通过实验发现，“苏丹Ⅰ”会导致鼠类患癌，癌变部位具明显的肿块，它在人类肝细胞研究中也显现出可能致癌的特性。 据此回答下列问题：

⑴苏丹红作为生物组织染色剂，用它对大豆子叶染色镜检，可被染色的成分或结构是（ C ） A．多糖 B．蛋白质 C．油滴 D．核酸 ⑵利用苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ对⑴中的答案选项进行染色时的颜色反应分别是橘黄色和红色。 ⑶为了证明“苏丹Ⅰ”具有强烈的致癌性，某学校课外小组的同学做了一个实验：

实验课题名称：验证“苏丹Ⅰ”能强烈诱发小白鼠肝细胞癌变。 材料用具药品：生长状况一样的健康小白鼠12只；“苏丹Ⅰ”；解剖盘；解剖剪；放大镜等。 实验步骤：

第一步：将小白鼠等分为两组，编号为A、B；

第二步：A组小白鼠饲喂拌有足量“苏丹Ⅰ”的饲料，B组小白鼠饲喂普通饲料，两组放在相同的适宜条件下饲养；

第三步：一段时间后，观察两组小白鼠的长势并解剖小白鼠，用放大镜观察其肝脏并记录结果。 预期结果及结论：A组小白鼠长势明显不如B组，且放大镜下观察，A组小白鼠肝脏有明显肿块，而B组小白鼠生长正常，解剖观察肝脏无明显肿块，说明“苏丹Ⅰ”可诱发小白鼠肝细胞癌变。 8．青苹果遇碘液显蓝色，熟苹果汁能与斐林试剂反应，产生砖红色沉淀，这说明（ C ） A．青苹果中含淀粉不含糖类 B．熟苹果中只含糖类不含淀粉 C．苹果转熟时淀粉水解为还原糖 D．苹果转熟时单聚糖合成淀粉

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黑龙江省伊春市一中2011级生物一轮复习学案（2） 专题2：细胞中的化学元素和无机物 编写教师：张盛鹏 班级： 姓名： 9．（经典高考题）将小麦种子分别置于20℃和30℃培养箱中培养4天，依次取等量的萌发种子分别制成提取液Ⅰ和提取液Ⅱ。取3支试管甲、乙、丙，分别加入等量的淀粉液，然后按下图加入等量的提取液和蒸馏水，45℃水浴保温5分钟，立即在3支试管中加入等量斐林试剂并煮沸2分钟，摇匀观察试管中的颜色。结果是（ D ） A．甲呈蓝色，乙呈砖红色，丙呈无色 B．甲呈无色，乙呈砖红色，丙呈蓝色 C．甲、乙皆呈蓝色，丙呈砖红色

D．甲呈浅砖红色，乙呈砖红色，丙呈蓝色

解析：20℃和30℃培养条件下相比较，30℃时淀粉酶的活性相对较高，淀粉酶催化淀粉水解成麦芽糖的速率更快，相同条件下产生的麦芽糖更多。麦芽糖属于还原糖，与斐林试剂反应生成砖红色沉淀，麦芽糖越多显色越明显。斐林试剂本身为蓝色。 10．（08重庆）在对不同时间大豆种子和幼苗中相关物质定量测定之前，进行了蛋白质含量变化的预测实验，请填充实验原理；判断实验步骤中划线部分是否正确，并更正错误之处；写出实验结果。 ⑴实验原理：蛋白质与双缩脲试剂作用产生紫色反应，其颜色深浅与蛋白质含量成正比。 ⑵实验步骤：

①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；

②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；

③在上述试管中各加入等量的双缩脲试剂A和B（按比例配制）的混合液，振荡均匀后，在沸水浴中中观察颜色变化。

a：× 更正：先与双缩脲试剂A混合均匀后，再加入试剂B 。 b：× 更正：不加热或直接观察。

⑶实验结果：1、2、3号试管中颜色依次加深。

解析：本题为实验题中的补充完善类题，利用了蛋白质与双缩脲试剂作用产生紫色反应的原理。在

2+

实验时要先加入试剂A，造成碱性环境，因为只有在碱性环境中，蛋白质才容易与Cu发生颜色反应。若加入过量的双缩脲试剂B，则CuSO4在碱性溶液中生成大量的蓝色Cu（OH）2沉淀，会遮蔽实验中所产生的紫色，影响观察结果。应注意本实验无需加热。

11．由学过知识可知，组成细胞的化学元素中，C、H、O含量最多，请据下表分析，其原因是： 化合物 质量分数（%） 水 85～90 无机盐 1～1.5 蛋白质 7～10 脂质 1～2 糖类和核酸 1～1.5 无机盐 物质鉴定 5、6、12 9、13、17 ①构成细胞的化合物中H2O含量最多，占85%～90%，而水由H、O组成。 ②构成细胞的有机化合物中都有C。 【定时训练】 组题说明

考点 元素 化合物 水 11、15 3、4、10 题号 1、2、7、8、14、16 特别推荐：曲线题——3、7 ；热点题—— 13 ； 综合题——15 。 1．下图是由4个圆所构成的元素概念的关系图，其中4为最大圆，3、2、1依次减小。试判断符合这种关系的是（ C ）

A．1大量元素、2主要元素、3基本元素、4最基本元素 B．1基本元素、2最基本元素、3大量元素、4主要元素 C．1最基本元素、2基本元素、3主要元素、4大量元素 D．1主要元素、2大量元素、3最基本元素、4基本元素

解析 最基本元素为C，基本元素是C、H、O、N,主要元素是C、H、O、N、P、S，大量元素为C、H、O、N、P、K、S、Ca、Mg。因此，C选项符合要求。 2．下列叙述中，不正确的是（ C ）

A．组成生物体的化学元素种类大体相同

B．不同种类的生物体内各种元素的含量相差很大

C．微量元素含量不多，缺少它们对生命活动影响不大

D．生物体内常见的化学元素在元素周期表中原子序数较低 解析 微量元素含量虽少，但对生命活动同样不可缺少。

3．在正常人的一生中，细胞内自由水与结合水的比值P随年龄变化的曲线是（ D ）

解析 在正常人的一生中，随年龄变化大部分细胞的代谢相对减弱，细胞内自由水与结合水的比值逐渐减小。

4．2009年春我国许多地方出现旱情，影响农作物的生长。下列有关水对生命活动影响的叙述，不正确的是（ C ）

①越冬的植物体内自由水和结合水的比值下降，有利于抵抗不利的环境条件 ②细胞内自由水含量降低是细胞衰老的特征之一 ③癌细胞中自由水含量较正常的细胞低

④当人体缺水时，血浆的渗透压会降低，从而产生渴觉

A．①④ B．①③ C．③④ D．②④

解析 癌细胞具有无限增殖的特点，因此自由水含量较高。当人体缺水时，血浆的渗透压会升高，从而产生渴觉。

5．下列无机盐中能被用于合成“生命活动的主要承担者”和“遗传信息的携带者”的是（ D ） A．Na+ B．Mg2+ C．PO43- D．NO3-

6．进行异体器官移植，器官在被剥离后必须马上放入一种“特殊液体”中，对这种“特殊液体”的成分及其作用的分析，正确的是（ C ）

A．有红细胞，为离体器官提供氧气 B．有氯化钠，保持细胞形态

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黑龙江省伊春市一中2011级生物一轮复习学案（2） 专题2：细胞中的化学元素和无机物 编写教师：张盛鹏 班级： 姓名：

C．有免疫细胞，清除抗原 D．有多种水解酶，为细胞提供生物催化剂 解析 为了保持细胞的正常形态，应将离体器官放入与体内液体相似的环境中，即0.9%的NaCl溶液中。

7．科学工作者研究了钙和硼对某种植物花粉粒萌发和花粉管生长的影响，结果如下图所示，下列结论与结果不相符的是（ A ）

A．钙和硼对花粉粒萌发和花粉管生长都有同样的影响 B．适宜浓度的硼或钙明显有利于花粉粒萌发或花粉管生长

C．钙对花粉管生长有明显影响，而一定范围内几乎不影响花粉粒的萌发 D．硼对于花粉粒萌发有明显影响，而一定范围内几乎不影响花粉管生长

解析 本题考查获取信息的能力，从题图中可以看出，钙对花粉管生长有明显影响，而一定范围内几乎不影响花粉粒的萌发；硼对于花粉粒萌发有明显影响，而一定范围内几乎不影响花粉管生长；适宜浓度的硼或钙明显有利于花粉粒萌发或花粉管生长；钙、硼对花粉粒萌发和花粉管生长的影响情况不同。

8．生物大分子在生物体的生命活动中具有重要的作用。碳原子本身的化学性质使它能够通过化学键连接成链状或环状，从而形成生物大分子。以上事实可以说明（ C ）

①碳元素参与生物体内所有化合物的组成 ②地球上的生命是在碳元素的基础上建立起来的 ③碳元素是各种大分子化合物中含量最多的元素 ④碳元素是组成生物体内有机化合物的最基本元素

A．①③④ B．②③④ C．②④ D．③④

解析 地球上的生命是在碳元素的基础上建立起来的，碳元素参与自然界中有机物的组成，是有机物最基本的元素。 9．（09广东）对下表中所列待测物质的检测，所选用的试剂及预期结果都正确的是（ D ）

① ② ③ ④ 待测物质 DNA 脂肪 淀粉 蛋白质 检测试剂 甲基绿 苏丹Ⅲ 斐林试剂 双缩脲试剂 预期显色结果 红色 橘黄色 蓝色 紫色 A．①③ B．②③ C．①④ D．②④

解析 甲基绿与DNA反应呈现绿色；苏丹Ⅲ与脂肪反应生成橘黄色物质；淀粉遇碘变蓝；蛋白质可与双缩脲试剂发生紫色的颜色反应。

10．下面是关于细胞中水的含量的叙述，其中不正确的是（ C ）

A．水是人体细胞中含量最多的化合物 B．生命活动旺盛的植物细胞含水量较高 C．抗冻的植物细胞内自由水含量一般较高 D．老年人细胞中含水量比婴儿要少 解析 自由水与结合水的比值越高，新陈代谢越旺盛，反之，新陈代谢越低。

11．下列关于生物体内水和无机盐的说法，正确的是（ C ）

A．是细胞中能源物质之一 B．哺乳动物血液中钙离子含量过多会引起抽搐 C．能维持生物体的生命活动 D．生物体处在不同发育期，含水量基本一样

解析 水和无机盐不是能源物质；生物体的不同发育期，含水量不同，幼儿含水量远高于成年人；血液中Ca2+过多会引起肌无力，Ca2+过低会引起抽搐。

12．容器底部是培养基，其中含有植物生长所需的全部养分，如果有人在配制培 养基的矿质元素中使用了NH4NO3、KNO3、CaCl2·2H2O、MgSO4·7H2O、螯合铁 溶液、微量元素溶液， 但缺少了一种必需元素，为补充这种元素，应添加的 化合物是（ C ）

A．Ca（NO3）2 B．KCl C．KH2PO4 D．K2SO4

解析 根据题意,培养基中不缺乏微量元素,大量元素中除C、H、O外,应有N、P、S、K、Ca、Mg.从培养基的成分分析，培养基中缺少P，KH2PO4能提供P，故C正确。 13．三鹿牌等不合格婴幼儿奶粉中掺入了一种“假蛋白” ——三聚氰胺。右图为三聚氰胺分子的结构式。下列有 关“假蛋白”的说法正确的是（ B ）

A．三聚氰胺可与双缩脲试剂发生紫色反应

B．三聚氰胺中氮元素的含量比碳元素的含量还高 C．在奶粉中添加三聚氰胺后提高了蛋白质的含量 D．三聚氰胺分子中含有三个肽键

解析 据图可知，每分子三聚氰胺中含有3个碳原子和6个氮原子，因此，B选项正确；三聚氰胺不具有肽键，不能与双缩脲试剂发生紫色反应；在奶粉中添加三聚氰胺后只能增加氮元素的含量，不能提高蛋白质含量。

14．在高等植物细胞中有两种大量元素，淀粉中不含有，但核酸中含有。关于这两种元素的相关叙述错误的是（ C ）

A．这两种元素是生物膜和染色体的重要元素 B．这两种元素是组成ATP分子不可缺少的 C．这两种元素是构成蛋白质不可缺少的 D．这两种大量元素也是动物生活所必需的

解析 淀粉中不含有而核酸中含有的这两种大量元素是N和P，蛋白质中不含P。 15．如图表示不同化学元素所组成的化合物，以下说法不正确的是（ C ） A．若图中①为某种多聚体的单体，则①最可能是氨基酸 B．若②存在于皮下和内脏器官周围等部位，则②是脂肪 C．若③为多聚体，且能贮存生物的遗传信息，则③是DNA D．若④主要在人体肝脏和肌肉内合成，则④最可能是糖原

16．关于C、H、O、N、P、S在玉米和人细胞（干）以及活细胞中的含量如下表，请分析回答下列问题： 元素 玉米细胞（干） O 44.43 C 43.57 H 6.24 N 1.46 P 0.20 S 0.17 第14页

黑龙江省伊春市一中2011级生物一轮复习学案（2） 专题2：细胞中的化学元素和无机物 编写教师：张盛鹏 班级： 姓名： 人细胞（干） 活细胞 14.62 65.0 55.99 18.0 7.46 10.0 9.33 3.0 3.11 1.40 0.78 0.30 ⑴以上元素在活细胞中含量明显比人细胞（干）含量多的是氧元素和氢元素，发生差异的原因是活细胞中的各种化合物中含量最多的是水。这两种元素在人体细胞干物质中主要存在于化合物蛋白质中。

⑵水在生命活动中有极其重要的作用，细胞内含水量的多少直接影响新陈代谢作用。

①在秋季收获大豆后，要进行晾晒才能入仓储存，所除去的水分主要是细胞中的自由水。如果大豆细胞内水分过多，则会使细胞的呼吸作用加强。

②从上述现象可以推断，植物细胞内自由水与结合水的含量比值变大，则新陈代谢加强。

③浸泡约一周时间，黄豆芽已长得又白又粗，1 kg的黄豆能生出5 kg的黄豆芽。在这个过程中，黄豆细胞内的有机物含量变化是减少，种类变化是增多，其原因是细胞进行呼吸作用，消耗有机物，产生许多代谢中间产物 。

⑶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细胞（干）中的元素是氧，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糖类成分较多，此类化合物主要作为细胞壁结构的基本组成成分。

⑷蛋白质和核酸是构成原生质的最重要的化合物，在表中的元素中，这两种化合物的生物元素在组成上最明显的差异是蛋白质含S、核酸含P。

17．红薯和土豆都富含淀粉，但红薯吃起来比土豆甜。为探究其原因，某兴趣小组在温度不同、其他条件相同的情况下对处于休眠期的红薯块根与土豆块茎处理30 min后测定还原糖的含量。结果如图：

⑴由图中曲线可知，60℃时红薯还原糖含量最高，原因是还原糖是酶促反应的产物，60℃是相关 酶的最适温度条件 。

⑵与红薯相比土豆不含还原糖的可能原因是土豆不含淀粉酶。 ⑶为了确定土豆中不含还原糖的原因，请完成以下实验： 实验原理：

①淀粉能被淀粉酶水解为还原糖；

②还原糖与斐林试剂反应生成砖红色沉淀。 备选材料与用具：

去掉淀粉和还原糖的红薯提取液，去掉淀粉的土豆提取液，双缩脲试剂A液，双缩脲试剂B液，斐林试剂A液，斐林试剂B液，苏丹红染液，质量分数为3%的淀粉溶液，质量分数为3%的蔗糖溶

液等。实验步骤： 第一步：取A、B两支试管，在A试管中加入去掉淀粉的土豆提取液2 mL，B试管中加入去掉淀粉和还原糖的红薯提取液2 mL。60℃ 水浴保温5 min。 第二步：向A、B两支试管中各加入等量的水浴加温至60℃的质量分数为3%的淀粉溶液。水浴保温5 min。

第三步：将等量的斐林试剂A液和斐林试剂B液注入C试管混合均匀后，向A、B试管内各加入2 mL。然后，沸水加热2 min。

最可能的实验结果：A试管内液体为蓝色，B试管内液体为砖红色。

⑷食用土豆时，消化分解成的葡萄糖，几乎被小肠上皮细胞全部吸收，该吸收过程需要载体和能量（ATP）。

解析 （1）淀粉在淀粉酶的作用下可产生还原糖。由图分析可知，随着温度的升高，还原糖的含量变化趋势是先增后减，60℃时还原糖含量最高，说明此时淀粉酶的活性最大。（2）土豆含有大量的淀粉，但不含还原糖，最可能的原因是缺少淀粉酶，淀粉不能水解为还原糖。（3）此小题是简单的条件限制性实验设计。分析该实验的题目是“确定土豆中不含还原糖的原因”，可知单一变量是有无淀粉酶，根据题目所给材料，实验的自变量为土豆提取液（去淀粉），用红薯提取液（去淀粉和还原糖）设置对照，因变量为还原糖，用斐林试剂进行检测。试管A中没有淀粉酶，不反应，仍为斐林试剂的蓝色，试管B中有淀粉酶，与淀粉反应生成还原糖，用斐林试剂检测，能产生砖红色沉淀。（4）小肠上皮细胞吸收葡萄糖是主动运输的过程，需要载体和能量。

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