第2讲　细胞中的元素和化合物　 细胞中的无机物 [考纲要求]　1.水和无机盐的作用(Ⅰ)。2.实验：检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质。
一、组成细胞的元素和化合物 [判一判] 1．生物界和非生物界在元素组成的种类和含量上都相同 (　×　) 2．Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等是组成细胞的微量元素 (　×　) 3．微量元素因含量少，所以对生命活动影响不大 (　×　) 4．组成人体细胞的主要元素是O、C、H、N、P、S (　√　) 5．组成细胞的元素以化合物的形式存在 (　×　) 6．占细胞鲜重最多的化合物是水，占细胞干重最多的化合物是蛋白质 (　√　) [巧记]　(1)记忆微量元素可利用口诀：铁 锰 碰 新 木 桶(Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu)。(谐音记忆法) (2)记忆大量元素：C、H、O三种以H2O、CO2化合物形式吸收；N、P、K三大肥料元素；Mg、Ca、S——美好的东西应该留住。 [解惑]　碳是最基本元素不是因为干重含量最多，而是因为碳易构成基本骨架，是大分子物质形成的基础。 二、生物组织中糖类、脂肪和蛋白质检测的原理 [连一连]
[巧记]　苏丹Ⅲ遇脂肪，颜色变化为橘黄；砖红色沉淀何时显？斐林试剂把糖验；蛋白质类双缩脲，紫色络合无处藏。 三、细胞中的无机物 1．细胞中水的存在形式及功能 (1)水在细胞中的存在形式有自由水和结合水两种。 (2)细胞中水的功能 ①结合水是细胞结构的重要组成成分。 ②自由水是细胞内的良好溶剂，参与许多生物化学反应，为细胞生存提供液体环境，运送营养物质和代谢废物等。 2．细胞中的无机盐 (1)在细胞中的存在形式：主要是离子。 (2)生理作用 ①细胞的组成成分，如Mg2＋参与叶绿素合成；Fe2＋参与血红蛋白合成。 ②维持生命活动。 [解惑]　种子晒干时减少的是自由水，细胞仍能保持活性；加热或炒熟失去的主要是结合水，种子死亡不萌发。


考点一　分析组成细胞的化学元素
1．完善细胞中的元素分类
2．元素与化合物的含量排序 (1)在组成细胞的元素中，占鲜重百分比前四位的依次是O>C>H>N；占干重百分比 前四位的依次是C>O>N>H。 (2)在组成细胞的化合物中，占鲜重百分比前四位的依次是水>蛋白质>脂质>糖类。但在干重百分比中，蛋白质最多。 3．生物界与非生物界的统一性和差异性分析
易错警示　组成细胞化学元素的2个误区 (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 细胞内含量最多的元素是O而不是C，组成细胞干重最多的元素是C。
1．(2012·江苏卷，1)下列关于细胞中化学元素的叙述，正确的是 (　　) 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 答案　C 解析　细胞中不同元素的功能不尽相同，不能相互替代，如Mg参与叶绿素的构成、I参与构成甲状腺激素、Fe参与构成血红蛋白等，A项错误；脱氧核苷酸的组成元素是C、H、O、N、P，脂肪酸的组成元素是C、H、O，故脱氧核苷酸中含有氮元素，B项错误；主动运输能主动选择吸收细胞需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，所以有助于维持细胞内元素组成的相对稳定，C项正确；微量元素含量虽少，但对于细胞的生命活动却是必不可少的，D项错误。 2．以下是生物体内四种有机物的组成与功能关系图，有关叙述错误的是 (　　)
A．小麦种子中，物质A是葡萄糖，物质E是淀粉 B．相同质量的E和F彻底氧化分解，释放能量较多的是F C．物质C的种类约有20种，基本组成元素是C、H、O、N D．SARS病毒的物质H彻底水解后，产物是CO2和H2O 答案　D 解析　糖类是主要的能源物质，小麦种子中的主要糖类是淀粉，其基本单位是葡萄糖。生物体内主要的储能物质是脂肪(F)，与糖类相比，相同质量情况下，氧化分解后可释放出更多的能量。G是蛋白质，其基本单位是氨基酸，约有20种，基本组成元素是C、H、O、N。SARS病毒的遗传物质是RNA，其彻底水解后的产物是核糖、碱基和磷酸。
1．元素的组成分析及应用 (1)据特征元素推测化合物的种类：
(2)利用同位素示踪法通过标记特殊物质中的标志性元素，研究该物质在生物体内的合成运输等生理作用。 (3)从化合物的元素组成分析代谢产物：糖类、脂质和蛋白质都含有C、H、O，故其代谢产物都有CO2和H2O；蛋白质中还有N，其代谢产物中还含有尿素。 (4)从化合物的元素含量上分析氧化分解释放能量的多少：脂肪的含氢量多于糖类，因此等质量的脂肪彻底氧化分解时所消耗的O2比糖类多，释放的能量也多于糖类。 2．生物界具有统一性的拓展理解 (1)从化学元素角度分析：组成生物体的化学元素种类大体相同。 (2)从分子水平角度分析：①所有生物DNA分子的空间结构(规则的双螺旋结构)和化学组成(四种脱氧核苷酸)相同；②所有生物共用一套遗传密码子；③蛋白质的基本单位——氨基酸的种类基本相同。 (3)从结构角度分析：除病毒外，生物体都是由细胞组成的。 (4)从能量角度分析：生物体都是以ATP作为能量“通货”的。 考点二　聚焦生物体内的水和无机盐
1．完善生物体内水的综合关系图
思考　上述关系图中产生水的过程①②③⑤⑥发生的场所分别是叶绿体基质、线粒体内膜、细胞质基质和线粒体、核糖体、主要是细胞核；利用水的过程①②⑤发生场所分别是叶绿体基粒、线粒体基质、消化道。 2．生物体内无机盐生理功能的实验验证 (1)对照组 植物＋完全培养液―→正常生长
易错警示　与水的存在形式有关的3个易错点 (1)细胞内自由水/结合水比例升高，则代谢旺盛；反之代谢缓慢。 (2)秋冬季节，蒸腾作用弱，吸水减少，结合水含量相对升高，有利于植物抗寒性提高。 (3)升高或降低温度时，结合水与自由水可以相互转化，以增强细胞的抗逆性。升高温度时，自由水增多；反之，结合水增多。
3．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，抗寒能力逐渐增强。下图为冬小麦在不同时期含水量和呼吸速率变化关系图。请据图判断下列叙述不正确的是 (　　)
A．气温下降导致蒸腾作用减弱是植物含水量变化的主要原因 B．植物抗寒性增强与结合水含量相对增多有关 C．植物抗寒性的变化与细胞呼吸无关 D．冬季植物对无机盐的吸收也会明显减少 答案　C 解析　温度降低，植物的代谢速率随之降低，产生的各种化合物减少，导致细胞液浓度降低而使细胞吸收的水分减少。结合水比值升高时，植物抗逆性增强。由图中可看出，随冬季来临，植物体内自由水含量下降，结合水含量上升。温度降低，细胞呼吸减弱，消耗的有机物减少，可溶性糖含量相对增加，从而使细胞液浓度增大，不易结冰。植物对无机盐的吸收是主动运输，主动运输需要消耗细胞呼吸产生的能量，由图中曲线可知，冬季气温下降，细胞呼吸减弱，产生的ATP减少，影响植物对无机盐的吸收。 4．关于水在人体内的生理作用，下列叙述正确的是 (　　) A．膝跳反射的兴奋传导离不开水 B．基因表达中的翻译过程没有水生成 C．用于留种的晒干种子中不含自由水 D．结合水的比例越高，人体细胞的代谢活动越旺盛 答案　A 解析　任何生命活动都离不开水，膝跳反射是一种反射活动，这个过程离不开水的参与。基因表达中的翻译过程也就是蛋白质的合成过程，即脱水缩合过程，有水的生成。用于留种的晒干种子中虽然失去了大部分的自由水，但是仍然含有少量的自由水。自由水的比例越高，人体细胞的代谢活动越旺盛。
坐标曲线题解答案例分析 以上面第3题为例：(1)仔细读题：识图明确题干及图中曲线所提供的信息。 (2)提取有效信息：冬季气温下降→植物含水量下降，自由水含量下降，结合水含量 上升→植物细胞呼吸速率下降。 (3)联系所学水分相对含量与植物细胞代谢强度及抗逆性的关系分析每一小题涉及的问题，归纳作答。 实验二　聚焦生物组织中特定有机物的检测
1．完善实验原理及步骤
2．斐林试剂和双缩脲试剂的比较 比较项目 斐林试剂 双缩脲试剂  不 同 点 使用方法 甲液和乙液混合均匀后即可使用，且现配现用 使用时先加A液再加B液   实质 新配制的Cu(OH)2反应 碱性条件下的Cu2＋   呈色反应条件 需水浴加热 不需加热即可反应   反应 原理 还原糖中的醛基被Cu(OH)2氧化，Cu(OH)2被还原为Cu2O 具有两个以上肽键的化合物在碱性条件下与Cu2＋反应生成络合物   颜色 砖红色 紫色   浓度 乙液CuSO4浓度为0.05_g/mL B液CuSO4浓度为0.01_g/mL  相同点 都含有NaOH、CuSO4两种成分，且所用NaOH浓度都是0.1_g/mL  易错警示　有关物质鉴定实验的3点提示 (1)在物质鉴定实验中应注意选择无色或颜色浅的材料，这样可以避免材料本身的颜色掩盖反应结果，如鉴定还原糖一般不用有色的叶片，鉴定蛋白质一般不用血红蛋白等。 (2)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。 (3)易写错别字提示：“斐林试剂”中的“斐”不可错写成“非”；双缩脲试剂中的“脲”不可错写成“尿”。
5．(2012·广东卷，3)分析下表，可推测 (　　) 溶液 双缩脲试剂 碘液 斐林试剂  甲 ＋ － －  乙 － ＋＋ －  甲、乙混合 ＋ ＋ ＋  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 答案　D 解析　双缩脲试剂、碘液、斐林试剂分别用于检测蛋白质、淀粉和还原糖。根据实验结果可知：甲溶液中含有蛋白质，不含淀粉，A项错误；乙溶液中含有淀粉，不含还原糖，B项错误；混合溶液遇碘呈蓝色，说明混合溶液中含有淀粉，C项错误；甲、乙混合后淀粉含量减少并产生了还原糖，说明甲溶液中的淀粉酶将淀粉部分水解产生了还原糖，D项正确。 6．用碘液、苏丹Ⅲ染液和双缩脲试剂测得甲、乙、丙三种植物的干种子中三大类有机物的颜色反应如下表，其中“＋”的数量代表颜色反应深浅程度，下列有关说法不正确的是 (　　) 　 试剂 种类 碘液 苏丹Ⅲ染液 双缩脲试剂  甲 ＋＋＋＋ ＋＋ ＋  乙 ＋＋ ＋＋＋＋ ＋＋  丙 ＋ ＋＋ ＋＋＋＋  A.乙种子中主要含蛋白质 B．碘液、苏丹Ⅲ染液和双缩脲试剂与相应的物质发生的颜色反应分别是蓝色、橘黄色和紫色 C．在观察颜色时有可能用到光学显微镜 D．这三种试剂的使用均不需要水浴加热 答案　A 解析　碘液用于检验淀粉的存在，其颜色反应为蓝色；苏丹Ⅲ染液用于检验脂肪的 存在，其颜色反应为橘黄色；双缩脲试剂用于检验蛋白质的存在，其颜色反应为紫 色。分析表格可知，甲种子中主要含淀粉，乙种子中主要含脂肪，丙种子中主要含 蛋白质。在脂肪的切片法鉴定实验中需要用光学显微镜进行观察。
物质鉴定实验中重要操作归纳 1．加热。只有鉴定还原糖时，需要在50～65 ℃温水浴中加热才能出现砖红色沉淀，其余两个实验不需加热。 2．用量。鉴定蛋白质时，如待测组织样液为2 mL，则A液为1 mL，B液为4滴。注意B液用量不能过量，否则会与A液产生蓝色Cu(OH)2沉淀，干扰实验的紫色现象。 3．显微镜。脂肪鉴定时可用显微镜，如要观察橘黄色脂肪颗粒，则一定要在显微镜下 观察。

 序号 错因分析 正确答案 序号 错因分析 正确答案  ① 忽视等量性原则 2 mL蛋白质 ② 表述不完整 NaOH溶液  ③ 把探究实验误认为验证实验 若出现砖红色沉淀，则证明牛奶中含有还原糖，否则无还原糖 ④ 把探究实验误认为验证实验 若出现紫色，则证明牛奶中含有蛋白质，否则无蛋白质  ⑤ 对照组不完整 B、C ⑦ 对探究类实验的目的不明确 通过对照探究牛奶中是否含有还原糖  ⑥ 对照组不完整 B、C     
题组一　组成细胞的元素和无机物 1．(2012·海南卷，7)关于植物细胞中元素的叙述，错误的是 (　　) A．番茄和水稻根系吸收Si元素的量相等 B．细胞中含量最多的四种元素是C、O、H和N C．植物根系通过主动运输吸收无机离子需要ATP D．与豆科植物共生的根瘤菌可为豆科植物生长提供N元素 答案　A 解析　C、H、O、N四种元素是组成细胞的基本元素，含量最多。番茄和水稻根细胞运输Si的载体数量不同，所以吸收Si元素的量也不相等。植物根吸收无机离子是主动运输，需消耗ATP。与豆科植物共生的根瘤菌可固氮，可为自身和豆科植物提供N元素。 2．(2011·上海卷，13)生长在含盐量高、干旱土壤中的盐生植物，通过在液泡中贮存大量的Na＋而促进细胞吸收水分，该现象说明液泡内Na＋参与 (　　) A．调节渗透压 B．组成体内化合物 C．维持正常pH D．提供能量 答案　A 解析　液泡内的各种矿质离子等能够参与调节细胞液的渗透压，盐生植物液泡中贮存大量的Na＋，增大了细胞液的渗透压，使细胞吸水能力增强。 3．(2010·上海卷，9)下列选项中，含有相同元素的一组化合物是 (　　) 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 答案　C 解析　腺苷三磷酸和核糖核酸的组成元素均为C、H、O、N、P；纤维素含C、H、O，不含N；脂肪酸含C、H、O，不含P；血红蛋白含Fe2＋而胆固醇不含Fe2＋。 题组二　生物组织中有机物的鉴定 4．(2012·江苏卷，19)下表中有关人体细胞化合物的各项内容，正确的是 (　　) 编号 化合物 实验检测 组成单位 主要功能    检测试剂 颜色反应    ① 脂肪 苏丹Ⅲ 染液 橘黄色 脂肪酸 储存能量  ② 糖原 斐林试剂 砖红色 葡萄糖 提供能量  ③ 蛋白质 双缩脲 试剂 紫色 氨基酸 承担生 命活动  ④ 核酸 甲基绿 染液 绿色 核苷酸 携带遗 传信息  A.① B．② C．③ D．④ 答案　C 解析　列表中编号①所述内容中脂肪的组成单位是甘油和脂肪酸，故A不正确；②所述内容中糖原是非还原糖，不能用斐林试剂鉴定，故B不正确；③中各项内容均正确；④所述内容中核酸分为DNA和RNA，甲基绿染液只能用来鉴定DNA，故D不正确。 5．(经典高考题)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表： ①各种物质(或结构)的性质、染色反应的结果，见下表： A B C D E  来源 猪血 马肝 蛙表皮 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溶液 － ＋ － － －   双缩脲试剂 ＋ － ＋ － ＋   碘液 － － － － －  注：“＋”表示有(溶解)；“－”表示无(不溶解)；灰分指物质充分燃烧后剩下的部分。 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　脂肪　染色质(体)　纤维素(半纤维素)　纤维素酶(半纤维素酶) 解析　A中物质可与双缩脲试剂反应，呈紫色且含Fe元素，可判断出A为血红蛋白。B中物质遇苏丹Ⅲ呈颜色反应，可判断出B为脂肪。C中物质能分别与甲基绿、双缩脲试剂发生颜色反应，可判断出C为染色质(体)，同时含有DNA和蛋白质。D中物质来自棉花，分解产物为葡萄糖，不属于淀粉，则D为纤维素(半纤维素)。E中含有将纤维素分解成葡萄糖的酶，推断出霉菌可合成纤维素酶(半纤维素酶)。
【组题说明】 考　点 题　号 错题统计 错因分析  组成细胞的元 素及化合物 1、2、3、4    细胞中的无机物 5、6、7、8、13、14    生物组织中 有机物的鉴定 9、10、11、12、15    1.下列有关组成生物体的化学元素的说法，正确的是 (　　) A．相对于K＋来说，Na＋对于维持细胞内液的渗透压具有更重要的作用 B．血液中钙离子含量太低，会出现抽搐现象 C．由Fe参与组成的血红蛋白，是内环境的成分之一 D．P是磷脂、ATP及核糖等多种化合物的组成元素 答案　B 解析　K＋对于维持细胞内液的渗透压具有重要的作用；由Fe参与组成的血红蛋白，存在于红细胞中，不是内环境的成分；磷脂、ATP中含有P，核糖由C、H、O三种元素组成，不含P。 2．苹果含有Zn，Zn是形成与记忆力息息相关的蛋白质不可缺少的元素，儿童缺Zn就会导致大脑发育不完善。因此，苹果又被称为记忆之果，这说明无机盐离子(　　) A．对于维持酸碱平衡有重要作用 B．对于维持细胞形态有重要作用 C．对于调节细胞渗透压有重要作用 D．对于维持生物体的生命活动有重要作用 答案　D 解析　分析材料可知，儿童缺Zn就会导致大脑发育不完善，可以说明Zn对于维持生物体的生命活动有重要作用。 3．如下图1为细胞中3种化合物含量的扇形图，图2为有活性的细胞中元素含量的柱形图，下列说法不正确的是 (　　)
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．图2中含量最多的元素是C，这与细胞中含量最多的化合物有关 D．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 答案　C 解析　由图2表示有活性的细胞中元素含量的相对值分析，a代表O，b代表C。若图1表示正常细胞，则A表示H2O，B表示蛋白质，二者共有的元素在细胞中含量最多的是O，故A正确；若图1表示完全脱水后的细胞，则A为蛋白质，蛋白质中含量最多的元素为C，故B正确；图2中含量最多的元素a是O，故C错误；若图1表示正常细胞，则B化合物表示蛋白质，其具有多样性，必含的元素为C、H、O、N，故D正确。 4．下列关于元素与化合物的叙述，正确的是 (　　) A．植物根尖从土壤溶液中吸收的N可以用于合成蛋白质、脂肪和核酸 B．相同的元素在不同的生物体内组成相同的化合物 C．不论鲜重还是干重，组成细胞的元素中C、H、O、N的含量最多 D．C是构成细胞的基本元素，也是组成每种化合物的必需元素 答案　C 5．下列关于生物体内水的叙述，不正确的是 (　　) A．结合水是细胞的重要组成成分 B．血细胞中的水大部分是自由水 C．细胞内结合水与自由水的比值与新陈代谢强度无关 D．自由水可参与细胞内物质的运输与化学反应 答案　C 解析　水在细胞中的存在形式有结合水和自由水，结合水是组成细胞结构的重要成分，自由水是细胞内的良好溶剂、细胞生活的液体环境和各种生物化学反应的介质，自由水与结合水的比例变化主要取决于新陈代谢强度。 6．下列关于水的叙述中，正确的是 (　　) A．若不同种生物细胞中的自由水和结合水的比值相同，则它们的代谢强度相同 B．在有氧呼吸过程中，线粒体既消耗水又产生水 C．酵母菌的有氧呼吸和无氧呼吸均不产生水 D．线粒体、核糖体、中心体在其生理活动中都可以产生水 答案　B 解析　细胞代谢的强度不仅与自由水和结合水的比值有关，还与温度等因素有关，A错误；有氧呼吸第二阶段丙酮酸在水的参与下彻底氧化分解，第三阶段[H]与氧结合生成水，B正确；有氧呼吸过程有水产生，C错误；中心体的功能是形成纺锤体，无水产生，D错误。 7．下列有关无机盐在生物体中功能的叙述，错误的是 (　　) A．镁是叶绿体中参与光合作用的各种色素的组成元素 B．人体缺铁会影响正常的有氧呼吸功能 C．人体血液中Ca2＋浓度太低，会出现抽搐症状 D．细胞中的某些无机盐离子对维持细胞的酸碱平衡具有一定作用 答案　A 解析　镁是构成叶绿素的元素；人体缺铁会影响血红蛋白的合成，从而影响有氧呼吸；细胞中的某些无机盐离子如HCO/CO对维持细胞的酸碱平衡具有一定作用。 8．下列有关无机盐的叙述，正确的是 (　　) A．人体的血浆渗透压由无机盐维持 B．细胞中的无机盐主要以化合物形式存在 C．细胞进行脂肪、DNA、RNA等物质合成时都需要磷酸盐 D．K是构成细胞的大量元素，对维持细胞正常功能有重要作用 答案　D 解析　人体的血浆渗透压大小主要与无机盐和蛋白质的含量有关；细胞中的无机盐主要以离子形式存在；脂肪中只含有C、H、O三种元素，故脂肪合成时不需要磷酸盐；K属于构成细胞的大量元素，在维持细胞内液正常的渗透压中起重要作用。 9．在可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定实验中，对实验材料的选择错误的是(　　) A．马铃薯块茎中含有较多的糖且近于白色，可用于进行可溶性还原糖的鉴定 B．花生种子富含脂肪且子叶肥厚，是用于脂肪鉴定的好材料 C．大豆种子蛋白质含量高，是进行蛋白质鉴定的理想植物组织材料 D．鸡蛋清含蛋白质多，是进行蛋白质鉴定的实验材料 答案　A 解析　用于可溶性还原糖鉴定的材料的要求是：①含糖量高，且必须是还原糖(如葡萄糖、麦芽糖、果糖)。②颜色较浅或近于白色，便于观察。马铃薯块茎中含有的糖大多是淀粉，还原糖含量极少。用于脂肪鉴定的材料是富含脂肪的种子，花生种子富含脂肪，是用于脂肪鉴定的理想材料。用于蛋白质鉴定的材料是富含蛋白质的生物组织，常用的是大豆和鸡蛋清(蛋白)。 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Ⅳ染液 橘黄色  答案　B 解析　淀粉酶将淀粉水解，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为蛋白质，因此混合液可与双缩脲试剂反应呈现紫色，B正确；淀粉酶不能分解蔗糖，因此混合液遇斐林试剂后无颜色反应，C错误；脂肪酶将脂肪分解，因此混合液遇苏丹Ⅳ染液后无颜色反应，D错误。 11．下列有关实验操作步骤的叙述中，正确的是 (　　) A．用于鉴定还原糖的斐林试剂甲液和乙液，可直接用于蛋白质的鉴定 B．脂肪的鉴定实验中可能需要用显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪颗粒 C．鉴定还原糖时，要先加入斐林试剂甲液摇匀后再加入乙液 D．用于鉴定蛋白质的双缩脲试剂A液与B液要混合均匀后，再加入含样品的试管中，且必须现用现配 答案　B 解析　斐林试剂与双缩脲试剂所用物质相同，且所用氢氧化钠溶液的浓度相同，但二者所用的硫酸铜溶液的浓度不同。鉴定还原糖时，甲、乙两液要现用现配，等量混合均匀后加入；而鉴定蛋白质时要先加A液，再加B液。还原糖、蛋白质的颜色反应是试剂与其发生化学反应的结果，是肉眼可见的；而脂肪的鉴定中，由于脂肪颗粒小且分散在细胞中，所以需要借助显微镜才能观察到。 12．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，然后按如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用50～65 ℃的温水浴加热2分钟，摇匀并观察试管中的颜色。结果是 (　　)
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 答案　D 解析　萌发的小麦种子可产生淀粉酶，能将淀粉分解成可溶性还原糖，而在不同的温度条件下，产生酶的量是不同的，30 ℃时酶产生量远大于20 ℃时，因此在提取液Ⅱ中产生酶的量远大于提取液Ⅰ，由此产生的还原糖的量：乙>甲>丙，因此用斐林试剂鉴定甲呈浅砖红色，乙呈砖红色，丙呈蓝色(Cu(OH)2的颜色)。 13．由于无土栽培作物易于管理，优质高产，因此该项技术广泛应用于现代农业，同时无土栽培也是确定一种元素是否是植物生活所必需的元素的最常用的方法。 (1)无土栽培所用营养液中的无机盐在植物体内的作用是________________和________________。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____________________________，供作物____________________性吸收无机盐离子。 (2)为了验证镍为植物生活所必需的元素，请完成下列问题。 ①材料用具：完全营养液甲、缺镍的营养液乙(其他元素均具备)、适当的容器和固定材料、长势相似的玉米幼苗、含镍的无机盐等。 ②方法步骤(完善表格)： 项目 A组(20株长势相 似的玉米幼苗) B组(a._______ ____________)  处理 放入缺镍的营养 液乙中培养 b.____________ ______________  培养 相同且适宜的条件下培养数天  观察 c.____________________________  预期结果 d.________________ e.____________  ③从科学研究的严谨角度出发，为进一步证实A、B两组玉米生长状况的差异是由于镍元素的供应不同引起的，还应增加的实验步骤及结果是：____________________ _______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________。 答案　(1)细胞的组成成分　调节植物的生命活动　营养液中无机盐的组成和比例(营养液的配方)　选择 (2)②a.20株同A组长势相似的玉米幼苗　b．放入等量的完全营养液甲中培养　c．玉米幼苗的生长状况　d．玉米幼苗生长不正常　e．玉米幼苗生长正常　③在缺镍的营养液乙中加入一定量的含镍的无机盐，一段时间后玉米幼苗恢复正常生长(或症状消失)，则镍是必需元素 解析　(1)题中无土栽培所用营养液中无机盐的作用是构成细胞的组成成分和调节植物的生命活动。从题中给出的信息“植物因种类和生长发育阶段不同对无机盐的需求也不同”可以看出，植物对不同无机盐的吸收根据需要具有选择性，所以应根据不同作物、不同生长发育时期对无机盐离子不同需求的具体情况，在配制营养液时随时调整无机盐的组成和比例，以便供作物选择性地吸收无机盐离子。(2)实验设计要遵循对照原则和单一变量原则。A组玉米幼苗放在缺镍的营养液乙中培养，则B组幼苗应放在等量的完全营养液甲中培养。本题要确定不能生长的一组确实是因缺镍导致的，故要进行二次实验，应在缺镍的营养液乙中加入一定量的含镍的无机盐，一段时间后看玉米幼苗能否恢复正常生长。 14．互花米草是一种滩涂草本盐沼植物，对水淹的生态环境有很强的适应能力，曾被称为“保滩护堤、促淤造陆的最佳植物”。来自美国东海岸的互花米草在引入我国后，出现生长蔓延、破坏生态环境的严重问题。为了探究互花米草对水淹生态环境的适应机制，为进一步调控措施的研究提供依据，某科研小组以“探究互花米草体内自由水和结合水的比值与潮汐水淹时间的关系”为课题，设计了如下实验： ①选取同一海滩的互花米草幼苗分别栽种于多个沙盆中。 ②将长势相同生长良好的互花米草幼苗平均分成5组，分别在每天进行0 h、3 h、6 h、12 h和24 h的水淹处理。 ③在处理50 d后，采取整株植株并测定自由水与结合水含量，计算自由水与结合水的比值。实验结果如下表所示： 水淹时间(h/d) 自由水与结合水的比值  0 1.5  3 0.75  6 1.25  12 1.1  24 1.0  分析实验过程及实验结果，回答以下问题： (1)在该实验中，________________是自变量。请结合表格数据在图中绘出折线图。
(2)为了能最大程度地模拟互花米草水淹的生态环境，在进行水淹处理时，实验用水应为________________水，来源于______________________。 (3)自由水与结合水的比值和植物的代谢能力及抗逆性有着密切的关系。根据实验结果可知，互花米草在水淹时间为________h/d的环境下，抗逆性最强。在进行水淹处理时间为________h/d的环境下，代谢活动最强。 (4)在实验结束时，水淹时间为24 h/d的实验组互花米草长势最差，甚至死亡，导致该现象发生的主要原因是______________________________________________ _____________________________________________________________________。 答案　(1)水淹时间 如图
(2)海　互花米草采样地点　(3)3　0　(4)长期水淹导致互花米草进行无氧呼吸造成供能不足，酒精中毒 解析　(1)由实验目的可确定该实验的自变量是水淹时间，因变量是自由水与结合水的含量。绘曲线应对照图中数据先画点，后连线。(2)为了确保实验结果的可靠性，该实验应选取互花米草采样点的海水。(3)结合(1)所画的曲线分析，水淹3 h/d，自由水与结合水的比值最低，说明互花米草的抗逆性最强；而在没有水淹时，自由水与结合水比值最高，代谢最旺盛。(4)在水淹时间为24 h/d的环境下，植物因缺氧而长时间进行无氧呼吸造成供能不足，酒精中毒。 15．2009年6月，国家食品药品监督管理局通告了“东方牌”系列奶粉为不合格产品，经查，该系列奶粉是用80%的麦芽糊精和20%的奶粉简单勾兑而成的。由于含有大量糖类物质，而蛋白质含量低，婴儿喜欢吃却得不到足够的蛋白质营养。请据以上资料，回答下列问题： (1)劣质奶粉中含有大量还原糖，如果用斐林试剂鉴定，则该试剂与待测样液在试管中混合均匀后，还必须经过__________处理，预计试管中混合液的颜色变化是____________________________。 (2)如果要鉴定劣质奶粉中是否含有蛋白质，所用的试剂是 __________________________。 (3)评价奶粉营养价值高低的主要标准是看必需氨基酸的种类和含量。赖氨酸是人体必需氨基酸，缺乏则会影响体内蛋白质的合成，出现营养不良。赖氨酸是否也是大鼠的必需氨基酸呢？某生物兴趣小组利用下列材料和用具就此问题进行了探究，请补充并完善他们的实验原理和实验方案。 材料和用具：20只生长发育状况相同的正常幼年大鼠、分装在不同试剂瓶中的20种氨基酸、不含蛋白质和氨基酸的食物、秤、天平等。 实验原理：___________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________。 实验方案： ①配食：___________________________________________________________ __________________，配制成食物A(对照组)；___________________________ ______________________________________________________________________ _____________________________________________________________________， 配制成食物B。 ②分组：将20只大鼠平均分成甲、乙两组，分别称量其体重。 ③饲喂：甲组每天饲喂适量的食物A，____________________________________ _____________________________________________________________________。 ④观测：_____________________________________________________________。 实验结果预测及结论： 实验结果(营养状况和体重) 实验结论        答案　(1)水浴加热　由蓝色变成砖红色　(2)双缩脲试剂 (3)实验原理：必需氨基酸在动物体中不能合成，只能从食物中获得的氨基酸。当动物缺乏必需氨基酸时，就会影响体内蛋白质的合成，出现营养不良，体重增加缓慢 实验方案：①取一定量的不含蛋白质和氨基酸的食物，加入含量和比例适宜的20种氨基酸　另取等量的不含蛋白质和氨基酸的食物，加入除赖氨酸以外的19种氨基酸，其含量和比例与食物A中相同　③乙组每天饲喂与食物A等量的食物B，且两组大鼠其他饲养条件相同　④分别测量甲、乙两组大鼠的体重，并计算体重增加量 实验结果预测及结论见下表 实验结果(营养状况和体重) 实验结论  两组大鼠营养状况和体重基本相同 赖氨酸不是大鼠的必需氨基酸  乙组大鼠出现营养不良、体重增加缓慢等症状，甲组大鼠正常 赖氨酸是大鼠的必需氨基酸  解析　(1)利用斐林试剂鉴定还原糖需要水浴加热，其颜色变化表现为由蓝色变成砖红色。(2)鉴定蛋白质的有无用双缩脲试剂。(3)必需氨基酸是动物体内不能合成，只能从食物中获得的氨基酸。其动物缺乏必需氨基酸，将影响体内蛋白质的合成，出现营养不良，体重增加缓慢。因此，要探究赖氨酸是否为必需氨基酸，应取一定量的不含蛋白质和氨基酸的食物，加入含量和比例适宜的20种氨基酸，配制成食物A；另取等量的不含蛋白质和氨基酸的食物，加入除赖氨酸以外的19种氨基酸，其含量和比例与食物A中相同。对甲、乙两组大鼠分别饲喂等量的食物A、食物B。一段时间后，分别测量两组大鼠的体重，计算体重增加量。若两组大鼠营养状况和体重基本相同，则赖氨酸不是大鼠的必需氨基酸；若乙组大鼠营养不良、体重增加缓慢，甲组大鼠正常，则赖氨酸是大鼠的必需氨基酸。 教师备课资源(教师用书独具) 1．有关元素的含量分析 项目 判断依据 包含元素  大量元素 占生物体总重量万分之一以上的元素 C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg  微量元素 生命活动必需，但需要量很少的元素 Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo  主要元素 共占细胞总量的97%以上 C、H、O、N、P、S  基本元素 无论干重还是鲜重，C、H、O、N都是含量最多的四种元素 C、H、O、N  最基本 元素 构成有机物的基本骨架 C  图解模型 
 特别提醒　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起着非常重要的作用。例如P是组成ATP、膜结构的重要成分；Ca2＋是组成骨骼、牙齿的成分；Mg2＋是叶绿素的成分；Fe2＋是血红蛋白的成分。 2．有关元素的作用分析  元素 生理作用 含量异常  N 蛋白质、ATP、NADP＋、叶绿素、核苷酸等的组成元素之一 植物缺N时，植物矮小、叶片薄而黄  P ATP、NADP＋、核苷酸、磷脂的组成元素之一；动物牙齿、骨骼的组成成分 植物缺P时，开花迟而小、植株易倒伏  I 甲状腺激素的组成成分 人体缺乏时患地方性甲状腺肿或呆小症  Fe 组成血红蛋白的元素之一 人体缺乏时患缺铁性贫血  Ca 降低神经系统的兴奋性 动物血钙过低时，会出现抽搐现象；血钙过高时，会患肌无力  Mg 组成叶绿素的元素之一 缺乏时叶片变黄，影响光合作用  B 促进花粉的萌发和花粉管的伸长 油菜缺硼时，会出现“花而不实”  K 促进植物体内淀粉的运输；维持动物细胞内液渗透压 植物缺乏时抗逆能力减弱，易受病虫害侵袭  3.同位素示踪法在高中生物中的应用示例 同位素示踪法是利用放射性元素作为示踪剂，对研究对象进行同位素标记的微量分析方法。用于研究细胞或生物体内元素或化合物的来源、组成、分布和去向等，进而了解化学物质的变化、反应机理或细胞的结构和功能。用于示踪的放射性同位素一般是细胞化合物的重要元素，如3H、14C、15N、18O、32P、35S等。 高中生物涉及的实例： (1)分别以HO和C18O2作为原料，探究光合作用释放的氧气全部来自于水。 (2)用14CO2追踪光合作用的暗反应过程，证明了在C3植物中碳的转化过程为14CO2→14C3→(14CH2O)。 (3)标记植物吸收的某种矿质元素(15N)，探究矿质元素在植物体内的运输途径。 (4)分别用32P和35S标记噬菌体的DNA、蛋白质，用该噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，探究噬菌体的遗传物质是DNA。 (5)用15N标记DNA分子中的碱基，探究DNA分子的半保留复制。 (6)人工合成带有放射性同位素(32P)标记的单链DNA片段，制成DNA探针，用于基因诊断或检测饮用水中的某种病菌。 (7)用3H标记氨基酸，探究分泌蛋白在细胞中的合成、运输与分泌途径。

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