2020年高考生物一轮复习 第1单元 走近细胞及细胞有分子组成 第2讲 细胞中的元素和化合物、细胞中的无机物学案（含解析）（必修1）.doc

第2讲细胞中的元素和化合物、细胞中的无机物考纲明细1.水和无机盐的作用()2.实验：检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质考点1细胞中的元素和化合物1细胞中的元素(1)存在形式：大多以化合物的形式存在。(2)分类大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo等。基本元素：C、H、O、N。最基本元素：C。干重前四位：C、O、N、H。鲜重前四位：O、C、H、N。(3)组成细胞的元素的来源来源：生物体有选择地从自然界中获得。生物界与非生物界的统一性和差异性：组成生物体的化学元素在无机自然界中均可找到，但存在形式和含量相差很大；组成不同生物体的元素，种类基本相同，含量相差很大。(4)作用构成化合物：由元素构成化合物，这些元素和化合物是生物体生命活动的物质基础。影响生物的生命活动：如油菜“花而不实”的原因是缺乏B元素。深挖教材生物体内含量很少的元素都是微量元素吗？提示不都是。微量元素是生物体内含量很少但又不可缺少的元素。生物体还有一些元素如Pb含量少，但不是必需的，这些元素不属于微量元素。2细胞中的化合物(1)种类(2)含量题组元素和化合物的种类和含量1(2018吉林联考)下列与细胞中的元素和化合物有关的叙述中，正确的是()A耐旱的仙人掌细胞中含量最高的化合物是蛋白质B组成细胞的主要元素中含量最多的是氢CRNA和DNA组成元素的种类不同，碱基种类相同D组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到答案D解析活细胞中含量最多的化合物是水，含量最多的有机物是蛋白质，耐旱的仙人掌细胞中含量最高的化合物是水，A错误；组成细胞的主要元素中鲜重下含量最多的元素是氧，干重下含量最多的是碳，B错误；RNA和DNA组成元素的种类相同，碱基种类不完全相同，C错误；组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到，没有一种是细胞所特有的，D正确。2(2019河北定州中学期中)如图1是细胞中3种化合物含量的扇形图，图2是细胞完全脱水后元素含量的柱形图，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bB若图1表示细胞完全脱水后化合物含量的扇形图，则A中含量最多的元素为图2的bC图2中含量最多的元素是碳元素，这是因为生物大分子以碳链为骨架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B解析如果图1表示正常细胞，则A是水，B是蛋白质，C是脂质，图2是细胞完全脱水后的元素含量，a是C，b是O，c是N，水和蛋白质中共有的元素是O和H，含量最多的是b(O)，A正确；如果图1表示细胞完全脱水后化合物含量的扇形图，则A是蛋白质，B是脂质，C是糖类，在蛋白质中含量最多的元素是a(C)，B错误；图2中含量最多的元素是C，是因为生物大分子以碳链为基本骨架，C正确；若图1表示正常细胞，B是蛋白质，蛋白质具有多样性，其一定含有C、H、O、N四种元素，D正确。题组根据元素判断化合物的种类和功能3下图是构成细胞的某些化合物的元素组成情况，则对A、B、C所表示的物质及其所能表现的生理功能推测错误的是()AA可能是叶绿素，能吸收光能进行光合作用BB可能是血红蛋白，有运输氧的作用CC可能是磷脂，是细胞膜的主要成分DA、B、C必为同一类物质答案D解析A物质含Mg，可能是叶绿素，能吸收光能进行光合作用，B物质含Fe，可能是血红蛋白，有运输氧的作用，C物质含P，可能是磷脂，磷脂双分子层是构成细胞壁的基本支架，故A、B、C一定不是同一类物质，D错误。4(2019山西运城期中)如图为C、H、O、N、P等元素构成大分子物质甲丙及结构丁的示意图。下列相关叙述，不正确的是()A若图中物质甲能与碘液发生蓝色反应，则单体3为葡萄糖B若图中丁是一种细胞器，则单体1为氨基酸，单体2为核糖核苷酸C若图中丁能被碱性物质染成深色，则物质丙可控制物质乙的合成D物质甲、乙、丙为生物大分子，都有物种特异性答案D解析若物质甲能与碘液发生蓝色反应，则其为淀粉，单体3为淀粉的组成单位葡萄糖，A正确；若图中丁是一种细胞器，由核酸和蛋白质构成，则其是核糖体，单体1为氨基酸，单体2为核糖核苷酸，B正确；若图中丁能被碱性物质染成深色，则丁为染色体，物质丙为DNA，物质乙为蛋白质，DNA可控制蛋白质的合成，C正确；物质甲是多糖，没有物种特异性，D错误。技法提升 “元素分析法”判断化合物的种类与功能(1)通过比较记忆特殊有机物的元素组成(2)推测某一结构(或物质)的元素组成首先分析该结构或物质的组成成分，再推测其元素组成。如：细胞膜蛋白质糖类磷脂C、H、O、N、P；染色体蛋白质DNAC、H、O、N、P；核糖体蛋白质RNAC、H、O、N、P；病毒蛋白质核酸C、H、O、N、P。(3)从化合物的元素组成分析代谢产物糖类、脂肪和蛋白质都含有C、H、O，故其代谢终产物都有CO2和H2O；蛋白质中还有N，故其代谢产物中还含有尿素。(4)从化合物的元素含量上比较化合物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量多于糖类，释放的能量也多于糖类。实验2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(3)蛋白质的检测：蛋白质双缩脲试剂紫色2实验步骤3实验成功关键点(1)三个实验中都不宜选取有颜色的材料，应选择无色或白色的材料，否则会干扰实验结果的颜色变化。(2)由于苏丹或苏丹染液易溶于酒精，故可用体积分数为50%的酒精洗去浮色。(3)蛋白质鉴定中，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。(4)物质鉴定实验一般可预留部分样液作对照实验，若需进一步设立对照实验，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溶液。易错提醒对“糖、脂肪和蛋白质检测”的误区(1)碘液本身有颜色，不是无色。若所检组织中无淀粉，宜描述为不变蓝。(2)易忽略斐林试剂本身的颜色：斐林试剂实际上是新配制的Cu(OH)2，呈蓝色，不是无色，故非还原糖(蔗糖)斐林试剂水浴加热后的现象不是无色。(3)误认为脂肪的鉴定必须使用显微镜：若要观察被染色的脂肪颗粒，则使用显微镜，但若要观察溶液颜色变化，则不必使用显微镜。(4)误认为蔗糖是还原糖。甘蔗、甜菜块根等组织中含有的糖主要是蔗糖，蔗糖不是还原糖，故它们不可作为鉴定还原糖的实验材料。常见的还原糖有单糖、麦芽糖、乳糖等。深挖教材(1)西瓜中富含葡萄糖，甘蔗中富含蔗糖，它们能否作为检测生物组织中是否含有还原糖的材料？试分析原因。提示不能。西瓜有颜色，干扰实验，蔗糖为非还原糖。(2)还原糖检测时，溶液颜色变化：浅蓝色棕色砖红色(沉淀)的原因？提示开始时的浅蓝色是Cu(OH)2的颜色，后来的棕色是浅蓝和砖红色的混合色，最后Cu2全部生成Cu2O，溶液呈现砖红色。(3)蛋白质检测时，为什么先加A液再加B液？B液为什么不能过量？提示蛋白质中的肽键在碱性条件下能与Cu2生成紫色络合物，所以先加A液营造碱性环境，后加B液提供Cu2。其中双缩脲试剂B液的量不能过多，因为过多的双缩脲试剂B液会与双缩脲试剂A液反应生成Cu(OH)2，使溶液呈蓝色进而掩盖实验生成的紫色。(4)为什么利用斐林试剂的甲液、乙液和蒸馏水也能鉴定蛋白质？提示斐林试剂的甲液、乙液的成分分别与双缩脲试剂的A液、B液相同，只是斐林试剂的乙液的质量浓度比双缩脲试剂的B液大，故只需将斐林试剂乙液用蒸馏水稀释即可用于鉴定蛋白质。1(2019石家庄月考)在检测还原糖、脂肪、蛋白质的实验中，最佳的一组实验材料是()甘蔗的茎油菜籽花生种子梨甜菜的块根豆浆鸡蛋清A B C D答案D解析甘蔗的茎中含有丰富的蔗糖，而蔗糖是非还原性糖，不能用于还原糖的检测；油菜籽中富含脂肪，但种子体积较小，不易操作，不宜用于脂肪的检测；花生种子富含脂肪，且种子体积较大，易操作，宜用于脂肪的检测；梨中富含还原性糖，且近乎无色，可用于还原糖的检测；甜菜的块根富含蔗糖，而蔗糖是非还原性糖，不能用于还原糖的检测；豆浆中含有丰富的蛋白质，可用于蛋白质的检测；鸡蛋清中含有丰富的蛋白质，可用于蛋白质的检测。所以实验材料的选择为或，应选D。2下列关于实验操作步骤的叙述，正确的是()A用于鉴定还原糖的斐林试剂甲液和乙液混合后要节约使用，以备下次再用B脂肪的鉴定需要用显微镜才能看到被染色的脂肪滴C用于鉴定蛋白质的双缩脲试剂A液与B液与斐林试剂甲液和乙液浓度可以相同D在鉴定脂肪的实验中，苏丹染液将脂肪染成橘黄色，苏丹染液将脂肪染成红色答案B解析斐林试剂需现配现用，A错误；双缩脲试剂和斐林试剂的成分相同，但CuSO4的浓度不同，C错误；脂肪鉴定中，苏丹染液将脂肪染成橘黄色，而苏丹染液将脂肪染成红色，D错误。3(2019河南周口中英文学校月考)某学生对一待测物质进行如下实验，假设实验步骤均正确，其进行的实验及观察到的现象如下表，请回答其可能鉴定的物质及试剂A是()A鸡蛋清斐林试剂 B鸡蛋清碘液C劣质奶粉碘液 D劣质奶粉斐林试剂答案D解析根据所学实验可知，判断是否有砖红色沉淀现象的是还原糖的检测，所用试剂为斐林试剂，判断是否变蓝的实验一般是淀粉的检测，所用试剂为碘液。根据实验测试结果推测待测物质：实验1中含有少量蛋白质，实验2中无还原性糖类，实验3中不含脂肪，实验4中含淀粉，则该物质不可能是鸡蛋清，可能是劣质奶粉，D正确。4下列有关检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质三个实验的叙述中，不正确的是()A只有脂肪的检测需要使用显微镜B可溶性还原糖的鉴定中可用酒精灯直接加热到5065 C检测还原糖、蛋白质所用方法不相同D三个实验的最终颜色均不相同答案B解析三种物质的鉴定实验中，脂肪的鉴定需要使用显微镜，A正确；还原糖的鉴定需要水浴加热到5065 ，而不是用酒精灯直接加热，B错误；鉴定还原糖的实验中，斐林试剂的甲液和乙液是等量混合均匀后再加入样液中，现配现用，而鉴定蛋白质用的双缩脲试剂则是先加A液1 mL，再加B液4滴，C正确；鉴定还原糖、脂肪和蛋白质的实验中溶液或组织分别呈现砖红色、橘黄色(或红色)和紫色，D正确。技法提升1区分斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同”2三类有机物检测在操作步骤上的“三个唯一”考点2细胞中的水和无机盐1细胞中的水(1)细胞中水的存在形式及功能(2)自由水及结合水的分析自由水、结合水与温度变化的关系自由水和结合水可相互转化，即：自由水结合水自由水、结合水与细胞代谢及抗逆性的关系2无机盐的存在形式及功能3十种常考无机盐功能举例(1)N：蛋白质、ATP、NADP、叶绿素、核苷酸等(2)P：ATP、NADP、核苷酸、磷脂(3)Mg：参与构成叶绿素(与光反应有关)(4)Ca2：可调节肌肉收缩和血液凝固，血钙过高会造成肌无力，血钙过低会引起抽搐(5)S：甲硫氨酸、半胱氨酸等含硫氨基酸的组成成分(蛋白质的特征元素，故常用35S标记追踪蛋白质去向)(6)Fe：血红蛋白(缺Fe2时，贫血，无氧呼吸加剧，可引发乳酸积累致使酸中毒)(7)I：甲状腺激素等(婴幼儿缺碘时可导致缺乏甲状腺激素，进而引发“呆小症”)(8)Na：维持细胞外液渗透压，动作电位形成离不开“Na内流”(9)K：维持细胞内液渗透压，静息电位的维持离不开K外流(10)Cl：与Na共同维持细胞外液渗透压细胞外液渗透压90%以上来自Na和Cl深挖教材所有的植物色素中都含有镁元素吗？提示叶绿素含有Mg，而胡萝卜素、叶黄素以及液泡中的色素如花青素不含Mg。1(必修1 P34问题探讨改编)某运动饮料广告词“解口渴，更解体渴”，其中的“解体渴”主要指该饮料中含有大量水和少量无机盐，补充剧烈运动散失的水分和无机盐。2(必修1 P36与生活的联系)患急性肠炎的病人脱水时需要及时补充水分，同时也需要补充体内丢失的无机盐，因此，输入葡萄糖盐水是常用的治疗方法。大量出汗会排出过多的无机盐，导致体内的水盐平衡和酸碱平衡失调，这时应多喝淡盐水。3(必修1 P36技能训练)为了确定某种矿质元素是否是小麦幼苗的必需元素，应采用的方法是观察在完全培养液中去掉该矿质元素前、后小麦幼苗的生长发育状况。1完善生物体内水的综合关系图2种子失水情况分析(1)鲜种子放在阳光下暴晒，重量减轻主要是自由水散失。(2)干种子用水浸泡后仍能萌发失去自由水的种子仍保持其生理活性。(3)干种子不浸泡则不萌发自由水越少，代谢越缓慢。(4)干种子放在试管中，用酒精灯加热，试管壁上有水珠失去的主要是结合水。(5)失去结合水的种子浸泡后不萌发失去结合水的细胞失去生理活性。3无机盐生理功能的实验验证(1)实验设计对照组：植物完全培养液正常生长。实验组(2)注意事项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。实验组用只缺X的完全培养液，对照组用完全培养液，不能用蒸馏水作对照。实验组加入X盐的目的是形成二次对照，使实验组前后对照，以增强说服力。题组水的存在形式及功能1(2018吉林市第一次调研)有关水的叙述，下列说法错误的是()A结合水是细胞的组成成分，越冬植物体内结合水比例降低B单体形成多聚体的过程中产生水C有氧呼吸中，水既是反应物又是产物D在沙漠中的仙人掌细胞中最多的化合物是水答案A解析越冬植物体内结合水比例升高，A错误；单体脱水缩合形成多聚体，B正确；有氧呼吸中，水作为反应物参与有氧呼吸第二阶段的反应，在有氧呼吸第三阶段有水生成，C正确；在沙漠中的仙人掌细胞中最多的化合物是水，D正确。2(2018郑州质检)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和均能够萌发形成幼苗B在生物体内主要以化合物的形式存在C和是同一种物质，但是在细胞中存在形式和含量不同D点燃后产生的CO2中的C全部来自种子中的糖类答案C解析种子晒干过程丢失的是自由水，细胞仍有活性，而烘干过程失去的是结合水，因此能萌发，不能萌发，A错误；为种子中的无机盐，主要以离子形式存在，B错误；为自由水，为结合水，前者在细胞中以游离形式存在，后者与细胞内的其他物质结合，二者在细胞中的含量也不同，C正确；种子中除糖类外还有其他有机物，因此产生的CO2中的C也可能来自其他有机物，D错误。题组无机盐功能分析及实验验证3(2017海南高考)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解析草酸与食物中钙结合形成沉淀物，不利于钙的吸收，A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氧，缺铁会导致哺乳动物血液运输O2的能力下降，B正确；无机盐在生物体中的作用包括组成细胞的结构成分、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，KH2PO4属于无机盐，无机盐不能为生物体提供能量，C错误；燃烧过程中有机物被分解，剩下来的是无机盐，D正确。4(2019湘潭模拟)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。两次对照中属于实验组的依次是()A甲组、乙组实验前 B甲组、乙组实验后C乙组、乙组实验前 D乙组、乙组实验后答案D解析在空白对照实验中，人工处理的为实验组；在自身对照中，实验后处理的为实验组。高考热点突破1(2017全国卷)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解析台盼蓝是细胞活性染料，常用于检测细胞膜的完整性与细胞的存活率，是组织和细胞培养中最常用的细胞活性鉴定染色剂，A正确；双缩脲试剂的作用原理是Cu2在碱性条件下与肽键发生反应生成紫色络合物，因为氨基酸中没有肽键，故不会与双缩脲试剂发生反应，也就不能用双缩脲试剂检测氨基酸的含量，B错误；染色体可被碱性染料染成深色，常用的碱性染料为龙胆紫溶液或醋酸洋红液，C正确；斐林试剂的甲液是质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液，乙液是质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液，应现配现用，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(2016江苏高考)关于生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质和DNA的鉴定实验，下列叙述正确的是()A还原糖、DNA的鉴定通常分别使用双缩脲试剂、二苯胺试剂B鉴定还原糖、蛋白质和DNA都需要进行水浴加热C二苯胺试剂和用于配制斐林试剂的NaOH溶液都呈无色D脂肪、蛋白质鉴定时分别可见橘黄色颗粒、砖红色沉淀答案C解析鉴定还原糖、DNA可分别使用斐林试剂、二苯胺试剂，A错误；鉴定还原糖和DNA都需要水浴加热，而鉴定蛋白质不需要水浴加热，B错误；二苯胺试剂和用于配制斐林试剂的NaOH溶液都呈无色，C正确；用苏丹鉴定脂肪时可见橘黄色颗粒，用双缩脲试剂鉴定蛋白质时会发生紫色反应，D错误。