2023版创新设计高考生物（新教材人教版）总复习一轮讲义第2讲 细胞中的无机物、糖类和脂质

第2讲　细胞中的无机物、糖类和脂质考点一　细胞中的元素和化合物、无机物1.细胞中的元素(1)生物界和无机自然界在元素种类和含量上的关系(2)元素的来源、分类和存在形式可利用谐音来记忆(1)微量元素：(2)大量元素：洋人探亲，单留盖美家，即O(洋)、P(人)、C(探)、H(亲)、N(单)、S(留)、Ca(盖)、Mg(美)、K(家)。2.细胞中的主要化合物及相对含量3.细胞中的无机物(1)细胞中的水①水的性质：②细胞中水的存在形式和功能：③自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系：(2)细胞中的无机盐(1)组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到(√)(2)细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要(×)(3)玉米和人体细胞干重中含量占前四的元素均是C、O、N、H(√)(4)梨的果实和叶片的细胞中化合物的种类和含量大体是相同的(×)(5)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(×)(6)水在常温下能够维持液体状态是由于水分子之间的氢键不断地断裂，又不断地形成 (√)(7)Mg2＋参与构成叶绿体中的各种色素(×)(8)缺铁会导致血红素合成障碍，引起缺铁性贫血(√)(9)哺乳动物血液中钙离子含量太低，会出现抽搐症状(√)eq \x(必修1 P16“思考·讨论”)1.玉米细胞和人体细胞干重中含量较多的四种元素都是C、H、O、N，在玉米细胞中的含量大小关系为O>C>H>N，而在人体细胞中的含量大小关系为C>O>N>H，这是为什么？提示　玉米和人都是生物，组成它们的主要成分都是糖类、脂质和蛋白质等物质，这些物质含有C、H、O，蛋白质中还含有大量的N元素。玉米细胞中含糖较多，人体细胞中含蛋白质较多。eq \x(必修1 P22“拓展应用1”)2.对于患急性肠胃炎的病人，治疗时经常需要输入生理盐水，这是为什么？提示　患急性肠胃炎的病人因腹泻而丢失水的同时也丢失了大量的无机盐，为了维持体内水盐平衡，需要补充生理盐水。eq \x(必修1 P22“思考·讨论”)3.为什么植物缺少N、Mg、P会影响植物的光合作用？提示　N、Mg是组成叶绿素的成分，N、P是组成叶绿体类囊体膜和ATP的成分，N也是组成光合酶的成分，因此植物缺少N、Mg、P会影响植物的光合作用。1.(生产实践)植物根系既能从土壤中吸收水分也能吸收无机盐。根细胞内水分的作用有根细胞的组成成分；参与细胞内的生化反应；运送营养和代谢废物等。(答2点)2.(健康生活)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，能补充剧烈运动散失的水分和无机盐。3.缺Fe会导致贫血的原因：血红素的分子结构不能缺少的一种元素就是Fe，缺Fe会导致血红素的合成受阻，从而引起贫血。(1)衍射法归纳细胞中的水(2)常考无机盐功能归纳整合验证某种矿质元素的生理功能(1)实验设计②实验组(2)实验成功关键点①实验中应保证实验材料的统一性，即材料的种类、生长状况应一致等。②实验组用只缺X的培养液，对照组用完全培养液，不能用蒸馏水作对照。③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。考向1　通过对元素与化合物的推断，考查推理判断能力1.(2022·江苏苏州期初)下图①～⑤表示某些化学元素所组成的化合物，下列相关叙述正确的是(　　)A.若②是构成细胞膜的主要成分，则具有物种的特异性B.若④存在于皮下等部位，则④这类物质只存在于动物细胞C.若⑤为人体某种蛋白质，则①中可能含有硒元素D.若⑥主要在人体肝脏和肌肉内合成，则③只存在于动物细胞答案　C解析　分析题图，②是由C、H、O、N、P五种元素组成，若②是构成细胞膜的主要成分，则为磷脂，其无物种的特异性，A错误；④由C、H、O组成，若④存在于皮下等部位，则④为脂肪，动植物细胞中均含有，B错误； 若⑤为人体某种蛋白质，则①为氨基酸，其R基中可能含有硒元素，C正确；⑥由C、H、O组成，若⑥主要在人体肝脏和肌肉内合成，则⑥为糖原，③为葡萄糖，而葡萄糖是动、植物细胞共有的糖，D错误。2.(2022·河北石家庄调研)生命的物质基础是组成细胞的元素和化合物，图中序号代表不同的化合物，面积大小不同代表含量不同，其中Ⅰ和Ⅱ代表两大类化合物。请据图分析，下列叙述正确的是 (　　)组成细胞的化合物A.若Ⅴ和Ⅵ分别代表蛋白质和脂质，则Ⅶ代表无机盐B.细胞干重和鲜重中含量最多的化合物分别是Ⅴ和ⅢC.医用生理盐水和糖溶液中的溶质分别属于Ⅳ和Ⅴ D.干旱环境下的植物细胞含量最多的化合物是Ⅴ答案　B解析　分析图示可知，Ⅰ和Ⅱ两大类化合物分别是无机物和有机物，无机物又分为水和无机盐，其中Ⅲ含量最多，表示水，Ⅳ是无机盐；有机物主要有蛋白质、脂质、糖类和核酸。若Ⅴ和Ⅵ分别代表蛋白质和脂质，则Ⅶ可能代表核酸和糖类，A错误；细胞鲜重中含量最多的化合物是Ⅲ(水)，干重中含量最多的化合物是Ⅴ(蛋白质)，B正确；生理盐水中的溶质是无机盐，糖溶液中的溶质是糖类，Ⅴ为蛋白质，而非糖类，C错误；干旱环境下的植物细胞含量最多的化合物是Ⅲ(水)，D错误。考向2　围绕细胞中的水，考查生命观念3.(2021·全国乙卷，3)植物在生长发育过程中，需要不断从环境中吸收水。下列有关植物体内水的叙述，错误的是(　　)A.根系吸收的水有利于植物保持固有姿态B.结合水是植物细胞结构的重要组成成分C.细胞的有氧呼吸过程不消耗水但能产生水D.自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动答案　C解析　植物在生长发育过程中，需要不断地从环境中吸收水，保持其固有的姿态，A正确；细胞中的一部分水是以结合水的形式存在的，结合水是细胞结构的重要组成成分，B正确；细胞在有氧呼吸第二阶段消耗水，在有氧呼吸第三阶段产生水，C错误；自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动，比值越高，细胞的代谢活动越旺盛，D正确。4.(不定项)(2022·辽宁大连质检)水在生物体内是一种良好的溶剂，是多种化学反应的介质，在代谢中有重要作用。下列有关水的说法不正确的是(　　)A.只有成熟的植物细胞才可以通过渗透作用吸水，而动物细胞则不能B.给黑暗中的植物浇灌含18O的水，最先出现放射性的物质是二氧化碳C.人由30 ℃的环境走进10 ℃的环境后，排尿量会增加D.越冬的植物体内自由水与结合水的比值下降，利于越冬答案　A解析　成熟的植物细胞、动物细胞均可与外界溶液组成渗透系统，通过渗透作用吸水，A错误；有氧呼吸过程中，Heq \o\al(18,2)O参与第二阶段与丙酮酸结合生成C18O2，故给黑暗中的植物浇灌含18O的水，最先出现放射性的物质是二氧化碳，B正确；人由30 ℃的环境走进10 ℃的环境后，代谢加快，代谢产物增多，且排汗减少，排尿量会增加，C正确；越冬的植物体内自由水与结合水的比值下降，利于越冬，D正确。　水在生产实际中的应用考向3　围绕无机盐的功能，考查获取信息的能力5.(2021·浙江6月选考，5)无机盐是生物体的组成成分，对维持生命活动有重要作用。下列叙述错误的是(　　)A.Mg2＋存在于叶绿体的类胡萝卜素中B.HCOeq \o\al(－,3)对体液pH起着重要的调节作用C.血液中Ca2＋含量过低，人体易出现肌肉抽搐D.适当补充I－，可预防缺碘引起的甲状腺功能减退症答案　A解析　Mg2＋是叶绿素的主要成分，Mg2＋存在于叶绿体的叶绿素中，A错误；HCOeq \o\al(－,3)可以中和体液中的酸性物质，对体液pH起重要的调节作用，B正确；哺乳动物血液中Ca2＋含量过低，则会出现肌肉抽搐，C正确；I－是合成甲状腺激素所必需的，适当补充I－，可预防缺碘引起的甲状腺功能减退症，D正确。6.(不定项)(2022·山东德州期中)无机盐对于维持生物体的生命活动具有重要作用。下列有关生物体内无机盐的叙述正确的是(　　)A.细胞中的无机盐大多数以化合物的形式存在，如CaCO3参与构成骨骼、牙齿等B.生理盐水可用于清洗外伤伤口，因为它可维持细胞正常的渗透压并有清洁作用C.患急性肠炎的病人脱水时输入葡萄糖盐水是常见的治疗方法D.缺铁会导致哺乳动物血液运输O2的能力下降答案　BCD解析　细胞中的无机盐大多数以离子形式存在，少数以化合物的形式存在，A错误；生理盐水(质量分数为0.9%的氯化钠溶液)可维持细胞正常的渗透压，并有清洁作用，B正确；患急性肠炎的病人脱水时会丢失水分和无机盐，所以需要及时补充水分和无机盐，葡萄糖可提供能量，输入葡萄糖盐水是常见的治疗方法，C正确；红细胞中的血红蛋白含有Fe2＋，缺铁会导致血红蛋白合成受阻，哺乳动物血液运输O2的能力下降，D正确。7.(2019·全国卷Ⅲ，29节选)氮元素是植物生长的必需元素，合理施用氮肥可提高农作物的产量。回答下列问题：(2)农作物吸收氮元素的主要形式有铵态氮(NHeq \o\al(＋,4))和硝态氮(NOeq \o\al(－,3))。已知作物甲对同一种营养液(以硝酸铵为唯一氮源)中NHeq \o\al(＋,4)和NOeq \o\al(－,3)的吸收具有偏好性(NHeq \o\al(＋,4)和NOeq \o\al(－,3)同时存在时，对一种离子的吸收量大于另一种)。请设计实验对这种偏好性进行验证，要求简要写出实验思路、预期结果和结论。答案　(2)实验思路：配制营养液(以硝酸铵为唯一氮源)，用该营养液培养作物甲，一段时间后，检测营养液中NHeq \o\al(＋,4)和NOeq \o\al(－,3)剩余量。预期结果和结论：若营养液中NOeq \o\al(－,3)剩余量小于NHeq \o\al(＋,4)剩余量，则说明作物甲偏好吸收NOeq \o\al(－,3)；若营养液中NHeq \o\al(＋,4)剩余量小于NOeq \o\al(－,3)剩余量，则说明作物甲偏好吸收NHeq \o\al(＋,4)。解析　(2)本实验的目的是验证作物甲对硝酸铵中的NHeq \o\al(＋,4)和NOeq \o\al(－,3)的吸收具有偏好性，因变量是作物甲对二者的吸收量，因此可将生理状态相同的若干作物甲培养在适宜浓度的以硝酸铵为唯一氮源的营养液中，在适宜条件下培养一段时间，并测定实验后营养液中的NHeq \o\al(＋,4)和NOeq \o\al(－,3)的浓度，最后进行比较，如果实验后营养液中的NHeq \o\al(＋,4)的浓度低于NOeq \o\al(－,3)，可说明作物甲对硝酸铵中的NHeq \o\al(＋,4)的吸收具有偏好性；反之，则说明作物甲对硝酸铵中的NOeq \o\al(－,3)的吸收具有偏好性。考点二　细胞中的糖类和脂质1.细胞中的糖类提醒　(1)单糖可不经消化直接被吸收，而二糖、多糖必须经消化水解成单糖后才能被吸收。(2)构成淀粉、糖原和纤维素的基本单位都是葡萄糖分子，但是葡萄糖的数量和连接方式不同。2.细胞中的脂质提醒　(1)磷脂是所有细胞必不可少的脂质。(2)脂质中只有脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。(3)糖类可大量转化为脂肪，但脂肪不能大量转化为糖类，所以说“发胖容易减肥难”。(1)糖原的基本组成单位是葡萄糖分子，主要功能是提供能量，与斐林试剂反应呈现砖红色(×)(2)几丁质是一种广泛存在于甲壳类动物和昆虫外骨骼中的脂质(×)(3)细胞中的糖类不与其他分子结合(×)(4)脂肪酸和磷脂含有的元素相同(×)(5)所有的脂质都能参与膜结构的构成(×)(6)糖类供应充足时可以大量转化为脂肪，糖类代谢发生障碍时，大量脂肪转化为糖类(×)eq \x(必修1 P25“内文”拓展)1.相比于淀粉类作物种子，种植油料作物种子时要播种的浅一些，为什么？提示　脂肪中氧的含量远远低于糖类，而氢的含量更高。等质量的脂肪与糖类氧化分解时，脂肪释放的能量更多，需要的O2多，产生的H2O多。eq \x(必修1 P27“旁栏思考题”)2.北京鸭每天吃的都是一些玉米、谷类和菜叶，为何长了一身肥肉？提示　细胞中的糖类和脂质是可以相互转化的。当北京鸭摄入的糖类过多时，糖类在鸭体内就转变成了脂肪，并在皮下组织等处储存起来。1.(科学思维)呼吸熵是物质氧化分解时释放CO2与消耗O2的比值，糖类的呼吸熵等于1，而脂肪的呼吸熵却小于1，请从糖类和脂肪的元素组成方面分析原因脂肪和糖类均由C、H、O三种元素组成，但脂肪中“C”“H”含量高，而“O”含量低，故脂肪氧化分解释放的能量多，需要O2多，产生的H2O多。2.(健康生活)哺乳动物体内胆固醇并非有害无益，原因是胆固醇是动物细胞膜的重要组成成分，在人体内还参与血液中脂质的运输。考向1　围绕糖类的种类及功能，考查生命观念1.(2022·山东模拟)壳多糖是已知的含氮多糖，其广泛存在于虾、蟹、昆虫的外壳中。下列关于壳多糖和其他多糖的叙述，错误的是(　　)A.多糖均含有C、H、O这三种元素B.糖原只分布在动物的肝脏细胞中C.纤维素能促进胃肠的蠕动和排空D.壳多糖可用于制作人造皮肤答案　B解析　多糖均含有C、H、O这三种元素，此外几丁质属于含氮多糖，还有氮元素，A正确；糖原包括肝糖原和肌糖原，主要分布在人和动物的肝脏和肌肉中，B错误；纤维素能促进胃肠的蠕动和排空，减少患大肠癌的机会，C正确；壳多糖广泛存在于甲壳类动物的外壳、昆虫的甲壳和真菌的细胞壁中，在日常生活中，可以用于制作食品的包装纸和食品添加剂，也可用于制作人造皮肤，D正确。2.(2021·湖南五市十校联考)说到糖，每个人的第一感觉是甜。下列关于糖类的说法，错误的是(　　)A.葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质B.糖类都是为细胞生命活动提供能量的重要物质或储能物质，如纤维素C.多糖几丁质可以用来净化污水、制作人造皮肤、制作食品的包装纸D.糖原和乳糖都主要分布在动物细胞中，前者是多糖，后者是二糖答案　B解析　纤维素是构成植物细胞壁的成分，不能为植物细胞生命活动提供能量，也不是植物细胞的储能物质，B错误。　1.高考常考的“糖”(1)还原糖与非还原糖：还原糖包括葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖等，非还原糖包括蔗糖、多糖等。(2)RNA、DNA、ATP中的糖依次为核糖、脱氧核糖、核糖。(3)植物细胞壁中的糖：纤维素。(4)细胞膜中的糖：糖蛋白、糖脂。(5)病毒中的糖：RNA病毒含核糖，DNA病毒含脱氧核糖。2.多糖的“水解”与“氧化分解”多糖和二糖水解的终产物是其单体，如淀粉水解的终产物是葡萄糖，蔗糖水解的产物是葡萄糖和果糖；糖氧化分解的终产物是CO2和H2O。考向2　结合脂质的功能，考查生命观念3.(2020·海南卷，1)下列关于人体脂质的叙述，正确的是(　　)A.组成脂肪与糖原的元素种类不同B.磷脂水解的终产物为甘油和脂肪酸C.性激素属于固醇类物质，能维持人体第二性征D.维生素D是构成骨骼的主要成分，缺乏维生素D会影响骨骼发育答案　C解析　脂肪和糖原的元素组成都是C、H、O，A错误；脂肪的最终水解产物是甘油和脂肪酸，B错误；性激素属于固醇，能激发和维持人体第二性征，C正确；碳酸钙是人体骨骼的主要成分，维生素D可以促进肠道对钙的吸收，D错误。4.(不定项)(2022·山东淄博期末)下列关于生物体内脂质与糖类的叙述，不正确的是(　　)A.脂质与糖类的组成元素相同B.植物细胞内存在多糖，不存在脂肪C.脂肪、淀粉、糖原都是人体细胞内的储能物质D.相同质量的脂肪和糖原氧化分解时，前者耗氧多，释放的能量也多答案　ABC解析　脂质与糖类的组成元素不一定相同，如脂质中磷脂的组成元素除了含有C、H、O外还含有P和N，而糖类的组成元素一般为C、H、O，A错误；植物细胞内既存在多糖，又存在脂肪，如花生，B错误；淀粉是植物细胞中的储能物质，脂肪、糖原都是人体细胞内的储能物质，C错误；相同质量的脂肪和糖原相比，脂肪中O、H含量比低，氧化分解时，脂肪耗氧多，释放的能量也多，D正确。考点三　实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质1.eq \a\vs4\al(检测原理)(1)还原糖的检测　新制的Cu(OH)2溶液为蓝色还原糖＋斐林试剂eq \o(――――――――――→,\s\up7(50～65 ℃水浴加热))砖红色沉淀。(2)脂肪的检测：脂肪＋苏丹Ⅲ染液→橘黄色。(3)蛋白质的检测：蛋白质＋双缩脲试剂→紫色。　　　　　　　　 变性的蛋白质也可以2.实验步骤(1)还原糖的检测提醒　eq \a\vs4\al(　a.选材,（两不宜）)eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(①不宜选用甜菜、甘蔗和马铃薯块茎,②不宜选用西瓜等本身带有颜色的材料))b.颜色变化：蓝色→棕色→砖红色(2)脂肪的检测(3)蛋白质的检测(1)斐林试剂使用时需提前按比例配好(×)(2)向某试管内无色液体中加入斐林试剂，经加热若出现砖红色沉淀，则表明试管内含有葡萄糖(×)(3)观察花生子叶中脂肪时，需用蒸馏水洗去浮色，再进行观察(×)(4)用于鉴定可溶性还原糖的斐林试剂，可直接用于蛋白质的鉴定(×)(5)脂肪的鉴定中需要用显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪颗粒(√)(6)鉴定蛋白质时，加入试剂后无须水浴加热试管中就会出现紫色(√)eq \x(必修1 P19“讨论”)1.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。eq \x(必修1 P18“探究·实践”)2.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液成分相同，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。1.区分斐林试剂与双缩脲试剂的“一同四不同”2.三类有机物检测在操作步骤上的“三个唯一”(1)唯一需要水浴加热——还原糖检测。若不加热，则无砖红色沉淀出现。(2)唯一需要显微镜——脂肪颗粒的观察。(3)唯一使用酒精——脂肪的鉴定，实验用体积分数为50%的酒精洗去浮色。3.实验成功的4个关键点(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观察。(2)脂肪鉴定的过程中滴加1～2滴体积分数为50%的酒精的目的是洗去浮色，原因是苏丹Ⅲ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。(4)实验中，在加相应试剂之前要留出部分组织样液，目的是作为对照，以便与鉴定后的样液颜色作对比，增强实验的说服力。考向　结合有机物的检测考查科学探究能力1.(2017·全国卷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，能进入细胞而使细胞被染成蓝色，如果细胞膜结构不完整，台盼蓝也能进入，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，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、甲紫溶液、改良苯酚品红等试剂染色，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的，其中的Cu2＋可与还原糖在水浴加热的条件下，发生氧化还原反应，生成砖红色沉淀，D正确。2.(2022·江苏苏州期初)某农场技术员对作物种子发育过程中有机物积累及转化进行动态监测。下列关于检测方法及出现结果的叙述，错误的是(　　)A.嫩大豆种子切片→苏丹Ⅲ染液染色→显微镜观察细胞内被染成橘黄色的脂肪颗粒B.嫩小麦籽粒加水研磨→离心取上清液→加碘液→观察被染成深蓝色的淀粉C.嫩花生种子加水研磨→加双缩脲试剂→依据紫色反应检测蛋白质D.嫩甜玉米籽粒加水研磨→离心取上清液→加斐林试剂并加热→观察砖红色沉淀检测还原糖答案　B解析　嫩大豆种子含有脂肪，将其切片→苏丹Ⅲ染液染色→显微镜观察细胞内被染成橘黄色的脂肪颗粒，A正确；嫩小麦籽粒中主要存在的是还原性糖，淀粉还未形成或量极少，利用碘液染色后，不易观察被染成深蓝色的淀粉，B错误；双缩脲试剂与蛋白质反应呈紫色，因此可依据紫色反应检测嫩花生种子蛋白质，C正确；嫩甜玉米籽粒中含有还原性糖，加水研磨→离心取上清液→加斐林试剂并加热→观察砖红色沉淀可检测还原糖，D正确。3.(不定项)(2022·山东济宁模拟)下列有关鉴定实验的叙述，错误的是(　　)A.用于鉴定还原糖的斐林试剂，可用于淀粉的鉴定B.脂肪的鉴定中，需要用显微镜才能看到被苏丹Ⅲ染成橘黄色的脂肪颗粒C.鉴定可溶性还原糖时，要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答案　ACD解析　淀粉没有还原性，不能用斐林试剂鉴定，A错误；脂肪鉴定试验中，需要借助显微镜才能观察到被苏丹Ⅲ染成橘黄色的脂肪颗粒，B正确；用斐林试剂鉴定还原性糖时，要将甲液和乙液混合后再使用，C错误；用双缩脲试剂鉴定蛋白质时，要先加A液，后加B液，D错误。重温真题　经典再现1.经典重组　判断正误(1)在酸性土壤中，小麦可吸收利用土壤中的N2和NOeq \o\al(－,3)(2018·全国卷Ⅰ，3A)(　　)(2)蛋白质结合Mg2＋形成的血红蛋白参与O2运输(2018·全国卷Ⅱ，1C)(　　)(3)固醇类激素进入靶细胞的过程属于主动运输(2018·全国卷Ⅱ，2B)(　　)(4)淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATP的生成(2017·海南卷，5A)(　　)(5)膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的(2016·全国卷Ⅲ，1D)(　　)(6)脂肪比相同质量的多糖彻底氧化产能少(2014·海南卷，2C)(　　)提示　(1)×　植物只能吸收利用土壤中的NOeq \o\al(－,3)和NHeq \o\al(＋,4)离子，而不能直接利用N2。(2)×　血红蛋白中含有Fe2＋不含Mg2＋。(3)×　脂类物质进入细胞的过程属于自由扩散。(4)×　淀粉水解成葡萄糖时没有ATP产生。(5)×　磷脂分子由甘油、脂肪酸和磷酸组成。(6)×　脂肪比相同质量的多糖彻底氧化产能多。2.(2020·江苏卷，1)下列关于细胞中无机化合物的叙述，正确的是(　　)A.自由水是生化反应的介质，不直接参与生化反应B.结合水是细胞结构的重要组成成分，主要存在于液泡中C.无机盐参与维持细胞的酸碱平衡，不参与有机物的合成D.无机盐多以离子形式存在，对维持生命活动有重要作用答案　D解析　自由水是生化反应的介质，也能作为反应物直接参与生化反应，A错误；结合水是细胞结构的重要组成成分，植物成熟细胞中的自由水主要存在于液泡中，B错误；无机盐参与维持细胞的酸碱平衡，也能参与有机物的合成，如Fe2＋是合成血红蛋白分子必需的无机盐离子，C错误；无机盐多以离子形式存在，对维持生命活动有重要作用，D正确。3.(2017·海南卷，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　草酸与食物中的钙离子结合形成草酸钙，不易被人体吸收，A正确；哺乳动物红细胞中具有运输O2的血红蛋白，含有铁，缺铁会使血红蛋白减少进而降低运输O2的能力，B正确；KH2PO4在体内为生物提供无机盐离子，不能供能，C错误；植物秸秆燃烧过程中，有机物耗尽，剩下的灰烬中富含无机盐，D正确。4.(2021·海南卷，1)(改编)下列关于纤维素的叙述正确的是(　　)A.是植物和蓝细菌细胞壁的主要成分B.易溶于水，在人体内可被消化C.与淀粉一样都属于多糖，二者的基本组成单位不同D.水解的产物与斐林试剂反应产生砖红色沉淀答案　D解析　蓝细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖，A错误；纤维素不易溶于水，也不能被人体消化吸收，只能促进人体肠道的蠕动，B错误；纤维素和淀粉均属于多糖，二者的基本组成单位相同，都是葡萄糖，C错误；纤维素的水解产物为还原糖，可与斐林试剂反应产生砖红色沉淀，D正确。5.(2020·江苏卷，17)生物学实验常呈现“五颜六色”的变化。下列实验中溶液颜色变化的叙述正确的是(　　)A.在新鲜的梨汁中加入斐林试剂，混匀后在加热条件下由无色变成砖红色B.在厌氧发酵的果汁中加入酸性重铬酸钾溶液，混匀后由蓝色变成灰绿色C.在DNA溶液中加入二苯胺试剂，混匀后在沸水浴条件下逐渐变成蓝色D.在氨基酸溶液中加入双缩脲试剂，混匀后逐渐变成紫色答案　C解析　斐林试剂为蓝色，在新鲜的梨汁中加入斐林试剂，混匀后在加热条件下由蓝色变成砖红色，A错误；厌氧发酵时果汁中有酒精生成，在厌氧发酵的果汁中加入酸性重铬酸钾溶液，混匀后由橙色变成灰绿色，B错误；在DNA溶液中加入二苯胺试剂，混匀后在沸水浴条件下逐渐变成蓝色，C正确；蛋白质和多肽中含有肽键，与双缩脲试剂可发生紫色反应，但氨基酸中不含有肽键，不能与双缩脲试剂发生紫色反应，D错误。6.(不定项)(2020·山东卷，16)棉花纤维由纤维细胞形成。蔗糖经膜蛋白SUT转运进入纤维细胞后逐渐积累，在纤维细胞的加厚期被大量水解后参与纤维素的合成。研究人员用普通棉花品系培育了SUT表达水平高的品系F，检测两品系植株开花后纤维细胞中的蔗糖含量，结果如图所示。下列说法正确的是(　　)A.纤维素的基本组成单位是葡萄糖和果糖B.曲线甲表示品系F纤维细胞中的蔗糖含量C.15～18天曲线乙下降的主要原因是蔗糖被水解后参与纤维素的合成D.提高SUT的表达水平会使纤维细胞加厚期延后答案　BC解析　纤维素的基本组成单位是葡萄糖，A错误；品系F的纤维细胞SUT表达水平高，蔗糖经SUT转运进入纤维细胞后逐渐积累，在纤维细胞的加厚期被大量水解后参与纤维素的合成，曲线甲纤维细胞中的蔗糖含量最先升高，之后降低，说明曲线甲表示品系F纤维细胞中的蔗糖含量，B正确；曲线乙表示普通棉花品系纤维细胞中的蔗糖含量，推测15～18天为纤维细胞的加厚期，此时期蔗糖被大量水解，所以15～18天曲线乙下降，C正确；由题图可知，品系F纤维细胞的加厚期在9～12天，普通棉花品系纤维细胞的加厚期在15～18天，提高SUT的表达水平会使纤维细胞加厚期提前，D错误。课后·分层训练(时间：35分钟)考点一　细胞中的元素和化合物、无机物1.(2022·辽宁沈阳期末)表中甲、乙两组数据表示了人体细胞和玉米细胞的部分元素及其含量(干重、质量分数)，下列说法正确的是(　　)(注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3%)A.由表可知，两种生物体内所含化学元素的种类和含量差异很大B.由表推测，玉米细胞和人体细胞中不同有机物的含量可能有差别C.甲组数据表示人体细胞的部分元素及其含量D.细胞中某些元素的含量很少，是因为这些元素并不重要答案　B解析　由表中数据可知，两种生物体内所含化学元素的种类大致相同，但含量差异很大，A错误；组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在，由表中元素的含量差异很大可推测玉米细胞和人体细胞中不同有机物的含量可能有差别，B正确；人体的骨骼中含有较多的钙元素，由数据分析可知，乙组数据表示人体细胞的部分元素及其含量，C错误；细胞中某些元素的含量很少，但对维持生物体的正常生命活动必不可少，D错误。2.(2021·山东高三其他模拟)水分子中氢原子以共用电子对与氧原子结合。由于氧具有比氢更强的吸引电子对的能力，使氧的一端稍带负电荷，氢的一端稍带正电荷。水分子的空间结构及电子的不对称分布，使得水分子成为一个极性分子。水分子间也可相互吸引，形成氢键，易于形成和断裂。下列说法错误的是(　　)A.带有正电荷或负电荷的分子(或离子)都易与水结合，因此，水是良好的溶剂B.氢键的存在，使水具有较低的比热容(1 kg的物质温度上升1 ℃所需的能量)，因此，水能维持生命系统的稳定性C.自由水与结合水的比例处于动态变化中，与细胞的新陈代谢程度有关，有利于生物体适应不同的环境D.结合水与细胞中的蛋白质、多糖相结合，失去流动性和溶解性，无法参与生物化学反应答案　B解析　水分子是极性分子，易与带正电荷或负电荷的分子或离子结合，因此水是良好的溶剂，A正确；由于水分子的极性，一个水分子的氧端靠近另一水分子的氢端时，它们之间的静电吸引作用就形成一种弱的引力，这种弱的引力称为氢键；氢键的存在，使水有较高的比热容，使水的温度不易发生改变，有利于维持生命系统的稳定，B错误；自由水与结合水的比值不同，细胞的代谢强度不同，细胞内自由水和结合水比例时刻处于动态变化中，这与细胞的代谢强度和所处环境有关，有利于生物体适应不同的环境，C正确；细胞内结合水与蛋白质、多糖等结合，失去流动性和溶解性，成为细胞结构的重要组成成分，无法参与生物化学反应，D正确。3.(不定项)(2022·江苏如皋期初)方便面中脱水蔬菜的加工过程主要如下：原料挑选→切削、烫漂→冷却、沥水→烘干。烘干的过程得注意温度，否则容易烤焦。下列叙述不正确的是(　　)A.蔬菜烘干的过程中主要是失去结合水B.脱水蔬菜细胞中数量最多的元素为OC.方便面中的干牛肉中含量最多的化合物为蛋白质D.烤焦后形成的物质能给细胞提供能量答案　ABD解析　蔬菜直接烘干，烘干过程中失去的水主要为自由水， A错误；由分析知，脱水蔬菜细胞中数量最多的为氢元素，注意是数量而不是含量，B错误；由分析可知，干牛肉细胞中含量最多的化合物为蛋白质，C正确；烤焦后形成的物质主要为无机盐，而无机盐不能给细胞提供能量，D错误。4.(2022·辽宁葫芦岛协作校联考)生物体中的无机盐是某些组织和细胞结构的重要组成成分，具有维持生物体生命活动的重要作用。下列相关叙述错误的是(　　)A.肌肉收缩等神经调节活动需要Na＋和K＋参与B.Mg2＋是组成类胡萝卜素等色素的必要成分C.缺Fe会导致血液运输氧的能力下降D.组织液中的某些无机盐可维持pH的相对稳定答案　B解析　兴奋的产生、传导和传递过程与Na＋和K＋进出细胞的过程密切相关，A正确；Mg2＋是组成叶绿素的必要成分，B错误；Fe是血红蛋白的组成成分，缺Fe时血红蛋白合成量不足，会导致血液运输氧的能力下降，C正确；NaHCO3/H2CO3、K2HPO4/KH2PO4和KHCO3/H2CO3等物质可以维持组织液pH的相对稳定，D正确。考点二　细胞中的糖类和脂质5.(2021·1月八省联考湖南卷，1)糖类是细胞的主要组成成分之一。下列叙述错误的是(　　)A.植物细胞壁的主要成分纤维素是多糖B.糖原是人和动物细胞的储能物质C.麦芽糖、乳糖和核糖均是二糖D.葡萄糖与斐林试剂反应生成砖红色沉淀答案　C解析　植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，其中纤维素是多糖，A正确；糖原是人和动物中的多糖，是储能物质，B正确；二糖有麦芽糖、乳糖、蔗糖，核糖是单糖，C错误；还原糖与斐林试剂反应生成砖红色沉淀，D正确。6.(不定项)(2022·山东淄博期中改编)下列关于脂质的叙述，错误的是(　　)A.动物体内的脂肪具有减少热量散失、维持体温稳定的功能B.磷脂仅由C、H、O、P四种元素组成，是构成细胞膜的重要成分C.维生素D的化学本质是胆固醇，其在动物体内具有促进Ca和P吸收的作用D.胆固醇是人体细胞的正常成分，但摄入过多也可导致疾病答案　BC解析　动物体内的脂肪具有减少热量散失、维持体温稳定的功能，A正确；有的磷脂由C、H、O、N、P五种元素组成，B错误；维生素D的化学本质是固醇，其在动物体内具有促进Ca和P吸收的作用，C错误；胆固醇是人体细胞的正常成分，但摄入过多也可导致疾病，D正确。7.(2022·山东模拟)据统计，中国肥胖人口超2.5亿，由肥胖引起的健康问题已逐渐成为社会关注的焦点。肥胖与长期糖摄入超标有关，培养健康的饮食习惯，控制高糖类副食的摄入，是防止肥胖发生的有效手段。下列认识正确的是(　　)A.糖是细胞内主要的储能物质，常被形容为“生命的燃料”B.糖在生产生活中有广泛的用途，某些糖可用于废水处理、制作人工皮肤等C.糖类在供应充足的情况下，可以大量转化为脂肪，在糖类代谢发生障碍时，脂肪也能大量转化为糖类D.糖尿病是一种常见的糖代谢异常疾病，病人饮食中不能含任何糖类答案　B解析　葡萄糖是细胞内主要的能源物质，常被形容为“生命的燃料”，A错误；糖在生产生活中有广泛的用途，某些糖可用于废水处理、制作人工皮肤等，如几丁质，B正确；糖类在供应充足的情况下，可以大量转化为脂肪，在糖类代谢发生障碍时，脂肪不能大量转化为糖类，C错误；糖尿病是一种常见的糖代谢异常疾病，病人饮食不应该含有过多的糖类，但并不意味着不能含任何糖类，D错误。8.(不定项)(2021·河北期中)如图是油菜种子发育和萌发过程中，糖类和脂肪占细胞干重的质量分数的变化曲线。下列分析错误的是(　　)A.质量相等的可溶性糖和脂肪中，脂肪所储存的能量多于可溶性糖，这是因为与糖相比，脂肪中氢元素的含量低B.种子发育过程中，大量可溶性糖转变为脂肪，种子中的氧元素含量减少C.与富含淀粉的小麦种子相比，油菜种子萌发时，消耗的氧更多D.播种时，脂肪含量较高的种子应适当浅播答案　A解析　质量相等的脂肪与可溶性糖相比，脂肪中氢元素的含量高，氧元素的含量低，储存的能量较多，A错误；据图甲分析，种子发育过程中，大量可溶性糖转变为脂肪，脂肪中氧元素含量远远低于可溶性糖中氧元素含量，故种子的氧元素含量减少，B正确；与富含淀粉的小麦种子相比，油菜种子中脂肪含量高，萌发时消耗的氧更多，C正确；脂肪含量较高的种子中氧元素含量相对较少，脂肪氧化分解需要较多的氧气，播种时应适当浅播，D正确。考点三　检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质9.(不定项)(2022·长沙调研)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检测其是否含有还原糖、脂肪和蛋白质，下列叙述正确的是(　　)A.对该野果的切片进行脂肪检测时需要使用显微镜B.若向该野果的组织样液中加入斐林试剂并水浴加热出现砖红色沉淀，说明该野果中含有还原糖C.进行蛋白质的检测时双缩脲试剂A液和B液先混合再使用D.还原糖检测实验结束后将剩余的斐林试剂装入棕色瓶，以备长期使用答案　AB解析　对该野果的切片进行脂肪检测时需要使用显微镜，A正确；用斐林试剂检测还原糖时，若向该野果的组织样液中加入斐林试剂并水浴加热出现砖红色沉淀，说明该野果中含有还原糖，B正确；用双缩脲试剂检测蛋白质时应先加A液再加B液，C错误；斐林试剂应该现配现用，D错误。10.(2022·皖豫名校联盟二联)下列有关组织样液中蛋白质鉴定实验的叙述，错误的是(　　)A.实验中先向组织样液中加入双缩脲试剂A液的目的是创设碱性环境B.组织样液遇双缩脲试剂呈紫色，说明组织样液中一定含有蛋白质C.实验中可设标准蛋白质样液作对照，以便比对组织样液出现紫色的情况D.实验中可预留待测组织样液作对照，以便比对实验前后溶液的颜色变化答案　B解析　Cu2＋在碱性环境中与肽键发生反应，生成紫色络合物，故用双缩脲试剂鉴定蛋白质时，应先加双缩脲试剂A液，营造碱性环境，再加入双缩脲试剂B液，即0.01 g/mL的CuSO4溶液，A正确；多肽也可与双缩脲试剂发生紫色反应，因此组织样液遇双缩脲试剂呈紫色，不能说明组织样液中一定含有蛋白质，B错误；本实验可用标准的蛋白质样液作对照，以便比对组织样液出现紫色的情况，C正确；实验中可预留待测组织样液作对照，以便比对实验前后溶液的颜色变化，明确颜色变化是添加双缩脲试剂引起的，D正确。11.(科学探究)(2021·山东潍坊五县市联考)冬小麦是山东的三大主粮之一，小麦籽粒的储藏一般选择热入仓、密保管。在盛夏晴朗、气温高的天气，将麦温晒到50 ℃左右，延续两小时以上，水分降到12.5%以下，于下午3点前后聚堆，趁热入仓，整仓密闭，使粮温在40 ℃以上持续10天左右，可长期保存。(1)含水量降到12.5%时，小麦种子细胞中的水主要以________的形式存在。小麦的拔节和抽穗期需水量急剧上升，小麦种子水分降到12.5%以下利于保存，这两个事例说明水分与细胞代谢的关系是________________________________。(2)小麦种子富含淀粉、蛋白质等有机物，其中淀粉的作用是________________。种子萌发时，大豆、花生等含油种子比小麦种子需氧更多，原因是________________。(3)用于制作面包的强筋小麦种子中蛋白质含量高达14%～20%，主要是麦醇溶蛋白和麦谷蛋白。麦醇溶蛋白易溶于酒精、微溶于水，麦谷蛋白不溶于水和酒精，造成两种蛋白质溶解性不同的直接原因是____________________。(4)小麦种子中不含还原糖，在萌发过程中会有还原糖的形成。请写出验证这一结论的实验思路和预期实验结果。答案　(1)结合水　自由水与结合水的比值越大，细胞代谢活动越旺盛，反之代谢活动越弱　(2)作为细胞的储能物质　小麦种子含淀粉多，含油种子脂肪含量多，脂肪分子中氧的含量远低于淀粉，而氢的含量更高，种子萌发氧化分解时要消耗更多的氧　(3)组成两种蛋白质的氨基酸种类、数目和排列顺序，肽链盘曲、折叠的方式及其形成的空间结构不同 　(4)实验思路：取等量小麦种子，均分为甲、乙两组，甲组不进行处理，乙组水培至萌发；将两组种子分别制成等体积的研磨液，用斐林试剂检测。预期实验结果：甲组无颜色变化，乙组出现砖红色沉淀。解析　(1)含水量降到12.5%时，小麦种子细胞中的水主要以结合水的形式存在，因为此时经过晾晒之后失去了较多的自由水。小麦的拔节和抽穗期需水量急剧上升，因为此时代谢旺盛，需要更多的自由水，小麦种子水分降到12.5%以下利于保存，因为此时细胞中的水主要以结合水的形式存在，细胞呼吸较弱，能避免消耗小麦种子中更多的有机物，从而有利于保存，这两个事例说明水分与细胞代谢的关系：自由水与结合水的比值越大，细胞代谢活动越旺盛，反之代谢活动越弱。(2)小麦种子富含淀粉、蛋白质等有机物，淀粉是植物细胞中的储能物质，种子萌发时，大豆、花生等含油种子比小麦种子需氧更多，因为含油种子中富含脂肪，而脂肪与同质量的糖类相比，含有更多的氢，而氧含量较少，所以大豆、花生等含油种子在萌发时，比小麦种子需氧更多。(3)用于制作面包的强筋小麦种子中蛋白质含量高达14%～20%，主要是麦醇溶蛋白和麦谷蛋白。麦醇溶蛋白易溶于酒精、微溶于水，麦谷蛋白不溶于水和酒精，二者溶解性不同，其直接原因是组成两种蛋白质的氨基酸种类、数目和排列顺序，肽链盘曲、折叠的方式及其形成的空间结构不同，结构与功能相适应，因为溶解性不同，所以可推测其结构上有差异。(4)小麦种子中不含还原糖，若用斐林试剂检测，则无砖红色沉淀生成，而在萌发过程中会有还原糖的形成，此时用斐林试剂检测，会生成砖红色沉淀，因此实验思路：取等量小麦种子，均分为甲、乙两组，甲组不进行处理，乙组水培至萌发；将两组种子分别制成等体积的研磨液，用斐林试剂检测。预期实验结果：甲组无颜色变化，乙组出现砖红色沉淀。内容要求——明考向近年考情——知规律(1)说出细胞的主要元素组成及以碳链为骨架形成复杂的生物大分子；(2)指出水在细胞中的含量、存在形式及作用；(3)举例说出无机盐的含量和作用；(4)概述糖类、脂质的种类和作用；(5)检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质(活动)。2021·全国卷乙(3)、2021·全国卷甲(1)、2020·山东卷(16)、2019·海南卷(2、8)生活中的现象对此现象的解释种子贮存时需将种子晒干减少自由水含量，降低种子的代谢，延长种子寿命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低温环境下减少花卉浇水提高花卉对低温的抗性鲜种子放在阳光下曝晒，重量减轻自由水散失，代谢减弱干种子放在试管中，用酒精灯加热，试管壁上有水珠种子晒干后，仍含有结合水，用酒精灯加热会失去结合水炒熟的种子浸泡后不萌发失去结合水的细胞失去生理活性元素CHONKCaPMgS甲43.576.2444.431.460.920.230.200.180.17乙55.997.4614.629.331.094.673.110.160.78