2023_2024学年新教材高中生物第2章组成细胞的分子第1节细胞中的元素和化合物课时作业新人教版必修1

第2章　组成细胞的分子

第1节　细胞中的元素和化合物

（一）基础巩固　　　　　　　　　　　　　　　　　　

1.冬天人们比较喜欢吃涮羊肉,羊肉是羊通过吃草获得元素和化合物后同化形成的。那么羊和草体内的各种化学元素(　　)

A.种类差异很大,含量大体相同

B.种类和含量差异都很大

C.种类和含量都是大体相同的

D.种类大体相同,含量差异很大

答案:D

2.下列关于化学元素的叙述,错误的是(　　)

A.组成细胞的元素,常见的有20多种

B.生物界和非生物界的统一性表现在无机自然界中的元素在生物体中都

存在

C.构成生物体的化学元素的重要功能之一是组成细胞的各种化合物

D.构成细胞的大量元素包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg

答案:B

3.占细胞干重50%以上的化合物是(　　)

A.蛋白质 B.水C.无机盐 D.脂质

答案:A

4.下列关于构成细胞的化学元素、大量元素和微量元素的叙述,正确的是 (　　)

A.细胞中存在无机自然界中不存在的元素

B.微量元素含量少,在生物体生命活动中可有可无

C.细胞与非生物相比,各种元素的相对含量大不相同

D.同一生物的各种细胞中成分是相同的

答案:C

5.以下实例,能证明微量元素是生命活动必需的是(　　)

A.人体缺硒——克山病 

B.植物缺镁——白化苗

C.动物缺钙——抽搐 

D.植物缺钾——易倒伏

答案:A

6.下列有关细胞中元素和化合物的叙述,正确的是(　　)

A.干种子的细胞中含量最多的元素是O

B.同一元素在同一生物不同细胞中的含量相同

C.细胞中的各种蛋白质都不含有微量元素

D.Mg属于大量元素,能参与叶绿素的形成

解析:干种子的细胞中含量最多的元素是C,A项错误;同一元素在同一生物不同细胞中的含量不一定相同,B项错误;有的细胞中的蛋白质含有微量元素,如血红蛋白含有Fe,C项错误;Mg属于大量元素,是叶绿素的组成成分,缺Mg则不能合成叶绿素,进而影响光合作用,D项正确。

答案:D

7.下图所示是组成人体细胞的主要元素及占细胞鲜重的百分比。请据图回答下列问题。

(1)组成生物体的元素中,H和O相对含量都较大,主要原因是　　　　是细胞中含量最多的化合物。 

(2)C、N、H三种化学元素在细胞鲜重中共占比例为　　,而这三种元素在组成岩石圈的化学成分中,比例还不到1%,这个事实说明了　　　　　。 

(3)　　　　元素在生物体内含量虽然很少,却是维持正常生命活动不可缺少的。例如　　　　(至少答出两种)。 

答案:(1)水　(2)31%　生物界与非生物界具有差异性(3)微量　Cu、Mn、B、Zn、Mo、Fe(答出其中两种即可)

(二)拓展提高

8.(2021·广东化州)下图表示细胞中各种化合物或主要元素占细胞鲜重的含量,按①②③④排序正确的是              (　　)

A.水、蛋白质、糖类、脂质;N、H、C、O

B.蛋白质、糖类、脂质、水;N、H、O、C

C.水、蛋白质、脂质、糖类;H、O、N、C

D.蛋白质、水、脂质、糖类;C、O、H、N

解析:细胞的鲜重中元素含量由多到少的顺序是O、C、H、N,因此按①②③④的顺序排列依次是C、O、H、N;细胞的鲜重中各种化合物含量由多到少的顺序是水、蛋白质、脂质、糖类,因此按①②③④的顺序排列依次是蛋白质、水、脂质、糖类。

答案:D

9.(2021·广东揭阳)如图表示细胞中主要化合物的相对含量,其中序号代表不同的化合物,面积代表含量,其中Ⅰ和Ⅱ代表两大类化合物。下列叙述正确的是(　　)

A.Ⅰ代表有机物、Ⅱ代表无机物

B.一切生命活动都离不开Ⅲ和Ⅴ

C.Ⅳ均以离子形式存在

D.Ⅴ是脂质、Ⅵ为蛋白质、Ⅶ为糖类

解析:据图示含量分析可知,Ⅰ为无机物,Ⅱ为有机物,Ⅲ为水,Ⅳ为无机盐,Ⅴ为蛋白质,Ⅵ为脂质,Ⅶ为糖类。则有Ⅰ代表无机物、Ⅱ代表有机物,A项错误;Ⅲ表示水,Ⅴ表示蛋白质,一切生命活动都离不开水和蛋白质,B项正确;Ⅳ无机盐主要以离子形式存在,少数以化合物的形式存在,C项错误;Ⅴ是蛋白质,Ⅵ为脂质,D项错误。

答案:B

10.华北某地区经常出现苹果小叶病,有人认为是由土壤缺锌引起的,有人认为是由土壤缺镁引起的。现有如下材料,请你完成下列实验,探究上面的猜测。

Ⅰ.材料用具:三株长势相同的苹果幼苗、蒸馏水、含有植物必需元素的各种化合物。

Ⅱ.实验原理:任何一种必需元素在植物体内都有一定的作用,一旦缺乏,就会表现出相应的症状,根据全素培养和相应缺锌、缺镁的培养对苹果幼苗生长发育的比较,判断苹果小叶病的病因。

该实验的目的:　。 

Ⅲ.方法步骤如下:

(1)配制适量的全素培养液放入A培养缸,配制　　　　　　　　　的培养液,分别放入B、C两个培养缸中。 

(2)  　。 

(3)放在适宜的条件下培养一段时间,  　。 

(4)结果预测和分析。

①若A、C两培养缸内的苹果幼苗正常生长,B培养缸内的苹果幼苗表现出小叶病,则说明苹果小叶病是由缺锌引起的。

②若A培养缸内的苹果幼苗正常生长,　　　　　　　　　　　　　　,则说明苹果小叶病是由缺镁引起的。 

③若A培养缸内的苹果幼苗正常生长,　　　　　　　　　　　　　　　　,则说明苹果小叶病既与缺镁有关,又与缺锌有关。 

④若A培养缸内的苹果幼苗正常生长,　　　　 　, 

则说明苹果小叶病与缺镁、缺锌都无关。

解析:Ⅱ.根据题干内容可知,该实验的目的是探究苹果小叶病与土壤缺锌、缺镁的关系。Ⅲ.(1)该实验的变量是培养液成分,因此实验分为三组,A组是全素培养液,作为对照,B组是缺锌的培养液,C组是缺镁的培养液。(2)配制好三种培养液后,需要将三株长势相同的苹果幼苗分别培养在其中。(3)放在适宜的条件下培养一段时间,需要观察统计各组苹果幼苗的生长发育状况。(4)结果预测和分析:A培养缸内是全素培养液,因此其中的苹果幼苗正常生长,①如果苹果小叶病是仅由缺锌引起的,则B培养缸内的苹果幼苗表现出小叶病,而C培养缸内的苹果幼苗正常生长;②如果苹果小叶病仅是由缺镁引起的,则C培养缸内的苹果幼苗表现出小叶病,而B培养缸内的苹果幼苗正常生长;③如果苹果小叶病与缺锌和缺镁都有关,则B、C两培养缸内的苹果幼苗都表现出小叶病;④如果苹果小叶病与缺锌和缺镁都无关,则B、C两培养缸内的苹果幼苗与A培养缸内的苹果幼苗一样,都正常生长。

答案:Ⅱ.探究苹果小叶病与土壤缺锌、缺镁的关系

Ⅲ.(1)缺锌、缺镁　(2)将三株长势相同的苹果幼苗分别栽培在三种培养液中　(3)观察苹果幼苗的生长发育状况　(4)②C培养缸内的苹果幼苗表现出小叶病,而B培养缸内的苹果幼苗正常生长　③B、C两培养缸内的苹果幼苗都表现出小叶病　④B、C两培养缸内的苹果幼苗都正常生长

探究实践课:检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质

一、实验目的

尝试用化学试剂检测生物组织中的糖类、脂肪或蛋白质。

二、实验原理

1.还原糖的检测:还原糖+斐林试剂砖红色沉淀。

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。

三、探究过程

1.还原糖的检测。

2.脂肪的检测。

3.蛋白质的检测。

实验思考

1.本实验思考。

(1)检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的实验在设计上的基本思路是什么?

提示:利用某些化学试剂能够使生物组织中的相关化合物产生特定的颜色反应来检测有关物质的存在。

(2)成熟的西瓜瓤含有大量的还原糖,可否用西瓜瓤匀浆作为实验材料进行还原糖的检测?为什么?

提示:不可以。因为西瓜瓤本身是红色的,原有颜色会遮盖实验颜色的变化。

(3)脂肪的检测与观察中,酒精的作用是什么?为什么最后还要用吸水纸吸去酒精?

提示:酒精的作用是洗去浮色,避免染色剂浮色影响观察。酒精是有机溶剂,会影响实验结果,因此洗去浮色后,要用吸水纸吸去酒精。

(4)斐林试剂和双缩脲试剂都是由两种溶液组成的,这两种溶液的使用方式相同吗?如果不同,请说明。哪种试剂的使用过程中需要水浴加热?

提示:不同。使用斐林试剂时,甲液、乙液等量混匀,现配现用;使用双缩脲试剂时,应先加A液再加B液。斐林试剂的使用过程中需要水浴加热。

2.延伸思考。

利用某些化学试剂能够使生物组织中的相关化合物产生特定颜色反应的原理和方法,还可以解决哪些问题?

提示:(1)对生物组织进行某种成分的检测。

(2)在医学上进行疾病的诊断,如糖尿病、肾炎。

(3)可以鉴定某些消化液中含有蛋白质。

(4)用于劣质奶粉的鉴定。

(5)不同生物组织中含糖量高低的测定。

(1)实验中应注意的问题。
①本实验中物质的鉴别利用的都是颜色反应,因此,应注意选择浅色或白色的实验材料,以防止材料原有颜色遮盖实验颜色的变化。

②斐林试剂只可鉴定糖类中的还原糖,如葡萄糖、果糖、麦芽糖等,因此选择实验材料时注意不能选用甘蔗,因为甘蔗中主要含有非还原糖——蔗糖。

③选用蛋清作为实验材料时,一定要充分稀释,防止蛋白质与双缩脲试剂反应后黏附在试管内壁上,使反应不彻底,也不易洗刷试管。
(2)斐林试剂与双缩脲试剂的比较。

实战演练

1.某研究性学习小组欲探究生物组织中是否含有还原糖,最好选择的材料和试剂分别是(　　)

A.甘蔗汁,碘液　　

B.橘子汁,苏丹Ⅲ染液

C.苹果汁,斐林试剂 

D.西瓜汁,双缩脲试剂

解析:甘蔗汁含有的蔗糖是非还原糖,鉴定试剂也不能选择碘液,A项错误;橘子汁有颜色,不适合作为实验材料,鉴定试剂也不能选择苏丹Ⅲ染液,B项错误;苹果汁无色,含还原糖,可以选择斐林试剂进行鉴定,C项正确;西瓜汁有颜色,不适合作为实验材料,鉴定试剂也不能选用双缩脲试剂,D项错误。

答案:C

2.生物组织中还原糖的检测试剂及反应呈现的颜色分别是 (　　)

A.苏丹Ⅲ染液,橘黄色 B.斐林试剂,砖红色

C.碘液,蓝色 D.双缩脲试剂,紫色

答案:B

3.3.下列有关“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”实验的叙述,正确的是(　　)

A.双缩脲试剂的A液和B液可直接用于还原糖的检测

B.脂肪检测中,用体积分数为50%的酒精溶液提取花生子叶中的脂肪颗粒

C.斐林试剂检测还原糖时,甲液和乙液等量混合均匀后再加入

D.甘蔗含糖丰富且无色,是检测还原糖的理想材料

解析:双缩脲试剂的A液和B液使用有先后顺序,用于检测蛋白质,A项错误;脂肪检测中,用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色,B项错误;斐林试剂检测还原糖时,甲液和乙液等量混合均匀后再加入,C项正确;甘蔗含有丰富的蔗糖,但蔗糖不属于还原糖,D项错误。

答案:C

4.4.在“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”的实验中,将质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液和质量浓度为0.05g/mL的CuSO4溶液等量均匀混合,可用于检测(　　)

A.豆浆中的蛋白质　　B.花生种子中的脂肪

C.梨汁中的还原糖 D.小麦种子中的淀粉

答案:C

5.为了解身体健康状况,甲、乙两人同时空腹做尿液检验。所采尿样分别标号为1号和2号,经斐林试剂检测发现,1号尿样最终呈现砖红色,2号尿样呈现蓝色。下列说法最为严谨的是              (　　)

A.甲出现尿糖,一定是糖尿病患者

B.乙不可能是低血糖患者

C.甲健康异常,但不一定是糖尿病患者

D.这种结果无法说明任何问题

解析:甲的尿液遇斐林试剂呈砖红色,说明尿液中含葡萄糖,但不一定是糖尿病患者。乙的尿液遇斐林试剂无砖红色,说明尿液中无葡萄糖,血糖含量正常或偏低。

答案:C

6.在小麦种子萌发的过程中,淀粉和麦芽糖含量的变化如图所示。下列有关说法正确的是(　　)

A.表示麦芽糖变化的是曲线a,检测该物质可用双缩脲试剂

B.表示麦芽糖变化的是曲线a,检测该物质可用斐林试剂

C.表示淀粉变化的是曲线a,检测该物质可用双缩脲试剂

D.表示淀粉变化的是曲线a,检测该物质可用碘液

解析:种子萌发过程中淀粉逐渐水解,因此淀粉含量下降(b),麦芽糖含量上升(a),麦芽糖的鉴定用斐林试剂。

答案:B

7.某同学分别按下表进行3组实验,将各组实验材料按表中实验条件进行相关处理后,将A组制成临时装片,放在显微镜下观察,分析回答下列问题。

(1)A组实验所观察的被苏丹Ⅲ染液着色的小颗粒是脂肪,小颗粒的颜色是橘黄色。

(2)B组实验中,组织样液出现砖红色沉淀,将苹果汁换成蔗糖(无任何杂质)溶液,能否出现相同的实验现象?不能(选填“能”或“不能”)。

(3)在C组实验中,豆浆中富含蛋白质,检测蛋白质的试剂是双缩脲试剂,是否需要水浴加热?否(选填“是”或“否”)。