全国通用高中生物 一轮复习 第一单元 专题一 细胞分子的组成课件PPT

这是一份全国通用高中生物 一轮复习 第一单元 专题一 细胞分子的组成课件PPT，共60页。PPT课件主要包含了考情解读，必备知识通关，解题能力提升，思路分析▶，2细胞中水的代谢，蛋白质的结构层次，核酸的功能与分布，两种核酸的比较，实验步骤等内容，欢迎下载使用。
考点1 组成细胞的元素及化合物必备知识通关解题能力提升 考法1 细胞中的元素和化合物的判断 考法2 水和无机盐的代谢和功能分析 考点2 组成细胞的有机物 必备知识通关 解题能力提升 考法3 蛋白质的结构、功能分析及相关计算 考法4 核酸的种类、结构和功能分析 考法5 糖类和脂质的结构和功能分析
考点3 实验：细胞内的有机物的观察与鉴定 必备知识通关 解题能力提升 考法6 细胞内有机物的观察与鉴定 “双一流”名校冲刺 实验突破1 物质鉴定和提取类实验归纳 题型剖析1 种子的成熟与萌发过程中相关物质的变化与检测 创新应用1 科研成果的生物学机理
课标要求说出细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成,它们以碳链为骨架形成复杂的生物大分子；指出水大约占细胞重量的2/3,以自由水和结合水的形式存在,赋予了细胞许多特性,在生命活动中具有重要作用；举例说出无机盐在细胞内含量虽少,但与生命活动密切相关；概述糖类有多种类型,它们既是细胞的重要结构成分,又是生命活动的主要能源物质；
课标要求举例说出不同种类的脂质对维持细胞结构和功能有重要作用；阐明蛋白质通常由20种氨基酸分子组成,它的功能取决于氨基酸序列及 其形成的空间结构,细胞的功能主要由蛋白质完成；概述核酸由核苷酸聚合而成,是储存与传递遗传信息的生物大分子；实验:检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质。
高考怎么考高考主要考查糖类、脂肪和蛋白质的鉴定,有机物的元素组成、功能等,常与其他章节相关知识点综合命题,主要体现对知识基础性和综合性的要求。预计2022年高考将以蛋白质为切入点,将蛋白质的结构、合成、功能等知识进行综合考查;或以核酸为切入点,将其结构、功能与遗传、变异等知识进行跨章节综合考查;或借助生物组织中有机物的检测考查考生的实验探究能力。另外,水、无机盐等考点也不容忽视,结合细胞代谢考查种子萌发或成熟过程中水的含量变化、不同种类有机物间的转化等也是重要的考查方向。
考点 1 组成细胞的元素及化合物
一、组成细胞的元素1.生物体内的元素组成
链接新教材C是生命的核心元素:教材必修1 P33(新版教材必修1 P36)提到“正是由于碳原子在组成生物大分子中的重要作用,科学家才说‘碳是生命的核心元素’”。C是构成细胞的最基本元素:教材必修1 P16提到“组成细胞的元素中C、O、H、N这四种元素的含量最多,在干重中C的含量达到55.99%,这表明C是构成细胞的最基本的元素”,而新版教材必修1 P17仅提到“组成细胞的元素中,C、H、O、N这四种元素的含量很高,其原因与组成细胞的化合物有关”。
2.从元素看生物界与非生物界的统一性和差异性
名师提醒大量元素和微量元素是根据元素的含量划分的,它们都是生物体必需的元素。记忆大量元素可利用口诀:她请杨丹留人盖美家(C、H、O、N、S、P、Ca、Mg、K)。记忆微量元素可利用口诀:铁猛碰新木桶(Fe、Mn、B、Zn、M、Cu等)。
二、组成细胞的化合物1.种类
2.正确区分鲜重、干重中元素和化合物的含量(以人体细胞为例)
拓展延伸　　不同细胞中化合物含量有差异:(1)马铃薯块茎中淀粉含量多于蛋白质；(2)动物脂肪细胞中含量较多的化合物是脂肪(教材必修1 P32第一行指出“肥肉的主要成分是脂肪”)；(3)小麦、玉米等干种子中淀粉的含量较高。三、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和生理功能
链接新教材水成为细胞内良好溶剂的原因: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。带有正电荷或负电荷的分子(或离子)都容易与水结合,因此,水是良好的溶剂。水具有支持生命独特性质的原因:水分子可以与周围水分子靠氢键相互作用在一起;氢键易断裂也易形成,使水在常温下能够维持液体状态,具有流动性;同时,由于氢键的存在,水具有较高的比热容,这就意味着水的温度相对不容易发生改变,水的这种特性,对于维持生命系统的稳定性十分重要。
(2)水的含量及一般特点,可归纳为“一同,三不同”①一般来说,水是活细胞中含量最多的化合物,这体现了大多数细胞中含水量的共同点;②不同生物体内的含水量不同,如水生的大于陆生的;③同一生物体不同生长发育阶段水的含量也不同,如幼嫩部分大于衰老部分,幼儿时期大于成年时期;④同一生物体的不同细胞中,含水量也不同,如代谢旺盛的细胞大于代谢缓慢的细胞。2.细胞中的无机盐
考法1 细胞中的元素和化合物的判断1.运用“四个明确”判断元素与化合物
2.元素分析法判断有机物的种类和功能(1)根据特征元素推测有机物的种类
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(2)常见有机物的功能
命题角度1　细胞中元素的含量、种类和作用示例1 一种植物和一种哺乳动物体内细胞的某些化学元素含量[占细胞干重的质量分数(%)]如表所示,下列有关叙述正确的是
C的含量说明有机物是干物质的主要成分这两种生物体内所含的化学元素的种类差异很大N、S含量高说明该哺乳动物组织含蛋白质较多,若该动物血钙高,则会发生肌肉抽搐经测定该植物中某有机物含C、H、O、N、S,该化合物不能与双缩脲试剂发生紫色反应
解析▶C是有机物的核心元素,细胞干重中C的含量最多,可说明干物质中含量最多的是有机物,A正确。从表格可以看出,这两种生物体内都有C、H、O、N、P、Ca、S,说明这两种生物体内所含的化学元素的种类差异不大,B错误。蛋白质的组成元素主要有C、H、O、N,有些蛋白质中还有S等元素,N、S含量高说明该哺乳动物组织含蛋白质较多;肌肉抽搐是由血钙过低引起的,C错误。含C、H、O、N、S等几种元素的化合物很可能是蛋白质,其可与双缩脲试剂发生紫色反应,D错误。答案▶A
解后反思 能否根据题表中不同元素的含量进行生物种类的确认呢?首先,通过细胞干重中含量最多的化合物种类推测:植物细胞有细胞壁,细胞壁的主要成分是纤维素(属于糖类);哺乳动物则含肌肉和脂肪较多,肌肉中含蛋白质丰富,因此一般其体内N、S的含量多于植物;虽然脂肪和糖类均由C、H、O三种元素组成,但是脂肪中的C、H所占比例更高一些。其次,根据特定元素的含量进行推测:哺乳动物有骨骼,而Ca、P在骨骼中所占比例较高。因此,一般哺乳动物细胞干重中C、H、N、S、Ca、P的含量更高一些。
考法2 水和无机盐的代谢和功能分析1.自由水与结合水含量的比值和细胞代谢、抗逆性的关系(1)关系
链接新教材在正常情况下,细胞内自由水所占的比例越大,细胞的代谢就越旺盛;而结合水越多,细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越强。将种子晒干就是减少了其中自由水的量而使其代谢水平降低,便于储藏;北方冬小麦在冬天来临前,自由水的比例会逐渐降低,而结合水的比例会逐渐上升,以避免气温下降时自由水过多导致结冰而损害自身。
2.对照实验法探究某种矿质元素是不是生物体的必需元素(1)植物
(2)动物①以缺乏某元素的饲料喂养动物→是否出现某一病症。②添加该元素后,该病症消失→该元素是该动物的必需元素。命题角度2　细胞中水的含量、存在形式和功能示例2 [2018全国卷Ⅱ,4,6分]有些作物的种子入库前需要经过风干处理。与风干前相比,下列说法错误的是A.风干种子中有机物的消耗减慢B.风干种子上微生物不易生长繁殖C.风干种子中细胞呼吸作用的强度高D.风干种子中结合水与自由水的比值大
解析▶风干种子中自由水含量减少,细胞呼吸强度降低,有机物消耗减慢,A项正确、C项错误;风干种子中自由水含量减少,其上微生物不易生长繁殖,B项正确;风干种子中自由水含量减少,其结合水与自由水的比值较风干前大,D项正确。答案▶C
命题角度3　无机盐在生命活动中的作用 示例3 [2017海南,4,2分]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
解析▶草酸可与钙形成难溶于水的草酸钙,不利于机体对钙的吸收,A项正确;铁是合成血红蛋白不可缺少的成分,而血红蛋白的主要功能是运输O2,故缺铁会影响血液运输O2的能力,B项正确;无机盐不能为生物体提供能量, C项错误;植物秸秆燃烧剩下的灰烬中无机盐含量丰富, D项正确。答案▶C
命题角度4　对照实验法验证无机盐的功能示例4 小麦生长发育需要各种无机盐。完全培养液含植物生长必需的各种无机盐(水培植物常被用于科学研究),只缺少某一种元素的培养液称缺素培养液。镁元素是小麦的必需元素,缺少镁元素,小麦将不能完成正常的生长发育,且出现相应的缺乏症。请你设计一个实验验证镁元素是小麦的必需元素,只需写出实验设计思路和预期实验结果。思路分析▶
答案▶实验设计思路:用完全培养液和只缺镁元素的培养液分别培养小麦幼苗,观察小麦幼苗生长发育状况。预期实验结果:对照组小麦生长发育正常,实验组小麦生长发育受阻并出现相应的缺乏症,当出现缺乏症后给实验组补充镁元素,一段时间后该缺乏症消失。解后反思无关变量的控制:实验中应保证实验用幼苗品种、生长状况等一致;幼苗数量、培养液的用量相同等;定期更换培养液、通入空气。实验组用只缺镁元素的培养液,对照组用完全培养液,不能用蒸馏水作对照。实验组出现相应缺乏症后加入镁元素的目的是二次对照,使实验组前后对照,以增强说服力。
考点 2 组成细胞的有机物
一、蛋白质的结构和功能1.从三个角度掌握组成蛋白质的氨基酸
链接新教材“组成人体蛋白质的氨基酸有21种”,老版教材必修1中介绍的组成蛋白质的氨基酸有20种,新加的一种是硒代半胱氨酸。
3.蛋白质结构多样性与功能多样性的关系
教材补遗教材必修1 P23中“与生活的联系”原理解释:在食盐的作用下蛋白质析出,此为盐析,蛋白质本身的结构没有发生不可逆变化,蛋白质仍有生物活性;高温加热后蛋白质变性,其空间结构发生不可逆变化,活性丧失。熟鸡蛋更容易消化的原因:把鸡蛋煮熟后,蛋白质变性,高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散,容易和蛋白酶结合而被水解。新版教材必修1 P32明确指出“ 蛋白质变性是指蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被破坏,从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象”,鸡蛋、肉类煮熟之后食用更易消化,就是这个原理。另外,加热、加酸、加酒精等均能引起细菌和病毒的蛋白质变性,达到消毒、灭菌的目的。
二、核酸的组成、结构和功能1.核酸的结构层次
核心素养·科学思维思考:细胞内携带遗传信息的物质和储存遗传信息的物质是同一种物质吗?提示:细胞内携带遗传信息的物质有DNA和RNA,但是储存遗传信息的物质只有DNA。
4.核酸和蛋白质的关系(1)核酸是生命活动的控制者,蛋白质是生命活动的体现者。(2)核酸可以控制蛋白质的合成,蛋白质在一定程度上能影响基因的表达。三、糖类、脂质的种类和作用1.细胞中的糖类(1)组成元素:仅由C、H、O 3种元素组成。(2)糖的种类与功能
归纳总结糖类是主要的能源物质,但并非所有的糖类都是能源物质,如核糖、脱氧核糖、纤维素参与细胞结构组成,其主要功能不是为细胞提供能量。二糖的水解产物:一分子麦芽糖、蔗糖和乳糖的水解产物都含有一分子葡萄糖,另一分子分别是葡萄糖、果糖和半乳糖。常见多糖的彻底水解产物是葡萄糖。2.细胞中的脂质
教材补遗根据教材必修1 P33“与生活的联系”分析:为什么饮食中要注意控制胆固醇 的摄入量? 提示:(1)胆固醇摄入过少,会影响新生细胞膜的构建,以及血液中脂质的运输等;(2)胆固醇摄入过多,会在血管壁上沉积,造成血管堵塞。教材必修1 P33“拓展题”:为什么等量的脂肪比糖类含能量多,却不是生物体利用的主要能源物质? 提示:(1)与糖类氧化相比,在生物细胞内脂肪的氧化速率比糖类慢;(2)与糖类相比,脂肪中氧的含量更低,而氢的含量更高,等质量脂肪氧化需要消耗更多氧气。
链接新教材　　新版教材必修1 P26提到了饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸,比较如下:
四、生物大分子1.生物大分子都是由单体连接而成的多聚体,淀粉(单体为葡萄糖)、纤维素(单体为葡萄糖)、糖原(单体为葡萄糖)、蛋白质(单体为氨基酸)和核酸(单体为核苷酸)都属于生物大分子。2.每一个生物大分子都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架。
1.比较归纳蛋白质的类型、功能、分布和特点
考法3 蛋白质的结构、功能分析及相关计算
2.表格法分析蛋白质合成过程中的相关数量计算(设氨基酸的平均相对分子质量为a)
注意(1)有时还要考虑其他化学变化过程,如肽链上出现二硫键(—S—S—)时,要再减去脱去的氢原子数,形成一个二硫键,蛋白质的相对分子质量减少2,若无特殊说明,不考虑二硫键。　　(2)若为环状多肽,则可将公式中的肽链数视为零,再进行相关计算。　　(3)求氨基数或羧基数时,要看清题意,是至少还是全部,若求全部的氨基数或羧基数,不要忘记R基上的。
3.利用原子守恒法计算多肽中的原子数(1)氧原子数=肽键数+2×肽链数+R基上的氧原子数=各氨基酸中氧原子的总数-脱去的水分子数。(2)氮原子数=肽键数+肽链数+R基上的氮原子数=各氨基酸中氮原子的总数。命题角度5　蛋白质的结构和功能分析考情回顾 判断正误(T1、5、6):[2020浙江7月选考,T2C]蛋白质是生物体内重要的贮能物质。(　　)[2019全国卷Ⅲ,T29节选]植物细胞内,在核糖体上合成的含氮有机物是　　　 　 。 [2018全国卷Ⅲ,T30节选](1)生物体中组成蛋白质的基本单位是　　　　。(2)通常,细胞内具有正常生物学功能的蛋白质需要有正确的氨基酸序列和　　　结构。 
[2018天津理综,T7节选 ]机体产生的同型半胱氨酸水平升高,可引起VSMC内质网功能紊乱,堆积未折叠蛋白,这些蛋白没有形成正确的　　　　 ,不能行使正常功能。 [2018江苏,T1C]细胞识别与糖蛋白中蛋白质有关,与糖链无关。(　　)[2018浙江4月选考,T13A]蛋白质化学结构的差异只是R基团的不同。(　　)答案▶1.×　2.蛋白质　3.(1)氨基酸　(2)空间　4.空间结构　5.×　6.×示例5 [2017海南,1,2分]有关蛋白质结构与功能的叙述,错误的是A.蛋白质的生物活性与蛋白质的空间结构有关B.数量相同的5种氨基酸可以组成不同的多肽链C.将抗体溶于NaCl溶液中会造成其生物活性的丧失D.氨基酸序列相同的多肽链可折叠成不同的空间结构
解析▶解答本题的关键在于明确盐析使蛋白质溶解度降低而析出,发生的是物理变化,不会使蛋白质的生物活性丧失。蛋白质的结构决定其功能,因此蛋白质的空间结构决定了它的理化性质以及生物活性,A项正确;数量相同的氨基酸若排列顺序不同,就会形成不同的肽链,B项正确;抗体的本质是蛋白质,将抗体溶于NaCl溶液中其空间结构不会发生不可逆变化,因此生物活性不会丧失,C项错误;氨基酸序列相同的多肽链若折叠方式不同,会形成不同的空间结构, D项正确。答案▶C
名师提醒　　功能相同的蛋白质,结构不一定相同。如同一个体产生的胃蛋白酶和胰蛋白酶的功能相同——催化蛋白质的水解,但是二者结构不同。命题角度6　蛋白质的相关计算示例6 下面为牛胰岛素(由51个氨基酸构成)结构模式图,该物质中—S—S—是由两个—SH脱去两个H形成的,下列说法正确的是
A.牛胰岛素为五十一肽,其中含有50个肽键B.牛胰岛素中至少有4个游离的氨基和4个游离的羧基C.牛胰岛素中至少含有53个OD.牛胰岛素形成时,减少的相对分子质量为882
解析▶牛胰岛素含51个氨基酸,由两条肽链组成,含有的肽键数为51-2=49(个),A错误;至少含2个游离的氨基和2个游离的羧基,B错误;牛胰岛素中含有49个肽键,每个肽键中含有一个O,2个游离的羧基中含4个O,所以至少有53个O,C正确;牛胰岛素形成时,51个氨基酸脱水缩合的同时还减少了6个H,故减少的相对分子质量为49×18+6=888,D错误。答案▶C
情境转化【生命观念——结构与功能观】　控制胰岛素合成的基因片段是一个还是两个?指导胰岛素合成的mRNA有几条?不考虑终止密码的情况下,该mRNA含有153个核糖核苷酸吗?提示:控制胰岛素合成的基因片段只有一个,转录出的mRNA也只有一条,该mRNA不止有153个核糖核苷酸,以该mRNA为模板翻译得到的胰岛素原由86个氨基酸构成,经过加工(切掉图中标记的C肽等)后,得到成熟的具有调节功能的物质——胰岛素。
考法4 核酸的种类、结构和功能分析1.三看法区分DNA和RNA
2.利用中心法则理顺DNA、RNA和蛋白质三者之间的关系
命题角度7　核酸的组成、结构和功能示例7 [新课标全国卷Ⅰ,1,6分]下列叙述错误的是A.DNA与ATP中所含元素的种类相同B.一个tRNA分子中只有一个反密码子C.T2噬菌体的核酸由脱氧核糖核苷酸组成D.控制细菌性状的基因位于拟核和线粒体中的DNA上
思路分析▶解析▶DNA与ATP都由C、H、O、N、P五种元素组成,A正确。一个tRNA分子中有一个反密码子,B正确。T2噬菌体的核酸是DNA,它的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸,C正确。控制细菌性状的基因位于拟核和质粒DNA上,细菌是原核生物,无线粒体,D错误。答案▶D核心素养解读　　　本题主要考查的核心素养是科学思维和生命观念,具体体现在三个角度:
命题角度8　蛋白质与核酸的内在联系示例8 生物体内某些重要化合物的元素组成和功能关系如图所示。其中X、Y代表元素,A、B、C代表生物大分子,①、②、③代表过程。据图分析错误的是A.人体中单体b的种类有4种B.导致地球上生物多种多样的根本原因是C的结构具有多样性C.人类的白化病基因主要产生于图中的①过程D.图中A和C是组成染色体的主要成分
解析▶根据图示可判断,A代表DNA,B代表RNA,C代表蛋白质,①代表DNA复制,②代表转录,③代表翻译。单体a代表脱氧核苷酸,单体b代表核糖核苷酸,单体c代表氨基酸。人体中单体b的种类有4种,故A正确;导致地球上生物多样性的根本原因是A(DNA)具有多样性,直接原因是C(蛋白质)的结构具有多样性,故B错误;人类的白化病基因是由基因突变产生的,基因突变主要发生在DNA复制过程中,即图中的①过程,故C正确;组成染色体的主要成分是A(DNA)和C(蛋白质),故D正确。答案▶B突破攻略　　核酸与蛋白质之间的关系,可借助中心法则进行理解。DNA中脱氧核苷酸的排列顺序决定了mRNA中核糖核苷酸的排列顺序,进而决定了肽链中氨基酸的排列顺序。因此,在具有细胞结构的生物体内,遗传信息的流动方向是“ →RNA→蛋白质”,当看到上述信息流的时候,应当清楚:起点是DNA,结尾处为蛋白质,以此为突破点进行试题解答。
考法5 糖类和脂质的结构和功能分析糖类和脂质的比较
命题角度9　糖类、脂质的种类和功能示例9 [2017海南,3,2分]关于哺乳动物体内脂质与糖类的叙述,错误的是A.固醇在动物体内可转化成性激素B.C、H、O、P是构成脂质和糖原的元素C.脂肪与糖原都是细胞内储存能量的物质D.胆固醇是细胞膜的组分,也参与血脂运输解析▶性激素是固醇类脂质,固醇在动物体内可转化成性激素,A项正确;糖类和脂质中的脂肪只由C、H、O构成,脂质中的磷脂由C、H、O、N、P构成,B项错误;糖原是动物细胞特有的储能物质,脂肪也是细胞内良好的储能物质,C项正确;胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分,在人体内可参与血液中脂质的运输, D项正确。答案▶B
考点 3 实验：细胞内有机物的观察与鉴定
一、糖类、脂肪、蛋白质鉴定的原理、材料和步骤1.糖类的鉴定(1)淀粉的鉴定①实验原理:淀粉+碘液→蓝色。②实验步骤:取2 mL组织样液→滴加2滴碘液→呈蓝色。(2)还原糖的鉴定①实验原理:还原糖+斐林试剂砖红色沉淀。
②实验步骤:2.脂肪的鉴定(1)实验原理:脂肪+苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)染液→橘黄色(或红色)。(2)实验步骤方法一:花生种子匀浆+3滴苏丹Ⅲ染液→橘黄色。
方法二:3.蛋白质的鉴定(1)实验原理:蛋白质+双缩脲试剂→紫色。
(2)实验步骤二、观察DNA和RNA在细胞中的分布1.实验原理(1)甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA的亲和力不同。
名师提醒在还原糖的鉴定实验中,一般选梨汁、苹果汁等,不选用甘蔗、甜菜块根,因为后者主要含有的是非还原糖——蔗糖;也不选有颜色的西瓜汁、番茄汁等。在还原糖的鉴定实验中,若检测对象为非还原糖,加入斐林试剂,水浴加热后的现象不是无色,而是浅蓝色,即Cu(OH)2的颜色。观察DNA和RNA在细胞中的分布时,可以选人的口腔上皮细胞、无色的洋葱鳞片叶内表皮细胞,不选用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞或叶肉细胞,以防止颜色干扰。有机物鉴定实验在操作步骤上的关键点(1)需要加热——还原糖的鉴定,水浴加热。(2)需要显微镜——脂肪的鉴定(切片法)。
考法6 细胞内有机物的观察与鉴定1.区分斐林试剂和双缩脲试剂的“一同四不同”
命题角度10　糖类、蛋白质、脂肪的检测与鉴定考情回顾 判断正误:[2020江苏,T25A]用苏丹Ⅲ染液染色的花生子叶切片,观察到子叶细胞中有橘黄色颗粒。(　)[2019江苏,T22C]检测花生子叶中的脂肪时,可用龙胆紫溶液对子叶切片进行染色。(　)[2018江苏,T17B]在大豆种子匀浆液中加入斐林试剂,液体由蓝色变成紫色。(　)[2018浙江4月选考,T13D]检测生物组织中的蛋白质需同时加入双缩脲试剂A和B。(　)[2017江苏,T3D] 变性蛋白质不能与双缩脲试剂发生反应。(　)答案▶1.√　2.×　3.×　4.×　5.×(提示:变性蛋白质中仍然含有肽链,能与双缩脲试剂发生颜色反应)
示例10 [2017全国卷Ⅰ,2改编,6分]下列关于细胞中有机物检测的叙述,错误的是A.有机物鉴定实验中所用的CuSO4溶液溶度不同B.检测氨基酸的含量可用双缩脲试剂进行显色C.若要观察细胞中的脂肪颗粒可以用苏丹Ⅲ染液染色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
解析▶用于鉴定还原糖的斐林试剂的乙液是质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液,鉴定蛋白质的双缩脲试剂的B液是质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液,A正确;检测蛋白质时可用双缩脲试剂进行显色反应,而检测氨基酸时不能用双缩脲试剂,B错误;若要观察细胞中的脂肪颗粒可用花生子叶切片制作临时装片,用苏丹Ⅲ染液染色,再用酒精洗去浮色后用显微镜观察,C正确;斐林试剂由质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液和质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液等量混合制成,其中含有一定量的Cu2+和OH-,葡萄糖是还原糖,可在50-65 ℃水浴加热条件下与斐林试剂发生反应,产生砖红色沉淀,D正确。答案▶B
解后反思解答有关物质鉴定类实验题时要注意以下两点:(1)牢记不同物质检测所使用的试剂及颜色变化,尤其要注意被检测物质的内涵,不要随意扩大或缩小,如与双缩脲试剂发生颜色反应的是蛋白质或多肽,而不是氨基酸。(2)弄清试剂的使用原理可以帮助准确掌握试剂的使用方法。例如,用斐林试剂检测还原糖的原理是Cu(OH)2与还原糖在加热条件下生成Cu2O,故斐林试剂使用时必须先将甲液、乙液混合后再加入样液;用双缩脲试剂检测蛋白质的实质是蛋白质在碱性条件下与CuSO4反应生成紫色络合物,故使用双缩脲试剂时必须先加NaOH溶液制造碱性环境,再加入CuSO4溶液。
命题角度11　观察DNA、RNA在细胞中的分布示例11 在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中,下列说法正确的是染色时先用甲基绿染液,再用吡罗红染液用质量分数为8%的盐酸的目的之一是使DNA与蛋白质分离,使DNA水解用酒精灯烘干载玻片,可迅速杀死细胞,防止细胞死亡时溶酶体对核酸的破坏用高倍显微镜可以比较清楚地看到呈绿色的染色体和呈红色的RNA分子
解析▶在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中,染色时用甲基绿吡罗红混合染色剂,A错误;用质量分数为8%的盐酸的目的之一是使DNA与蛋白质分离,但不能使DNA水解,B错误;用酒精灯烘干载玻片可迅速杀死细胞,防止细胞死亡时溶酶体对核酸的破坏,C正确;用高倍镜可以比较清楚地看到呈绿色的细胞核和呈红色的细胞质,不能看到染色体和RNA分子,D错误。答案▶C解后反思　　在观察细胞中DNA和RNA的分布时,不可单独使用甲基绿染液或吡罗红染液进行染色。单独使用甲基绿(吡罗红)可能会使整个细胞都变成绿色(红色),不能区分DNA(RNA)的分布区域。
“双一流”名校冲刺
实验突破1 物质鉴定和提取类实验归纳1.物质鉴定类实验的基本操作步骤
2.物质提取类实验涉及的操作(1)研磨:通过研磨使组织中的物质尽可能多地释放出来。为了达到实验目的,常在研磨过程中加入一些化学试剂。如为了研磨充分,常在研钵中加入二氧化硅;为防止在研磨时叶绿体中的色素受到破坏可加入少量的碳酸钙。(2)过滤:在提取绿叶中的色素时,由于滤纸会吸附叶绿素从而影响实验结果,所以常使用纱布过滤,而不用滤纸。3.物质鉴定和提取类实验的归纳
示例12 [2020江苏,17,2分]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
解析▶斐林试剂呈蓝色,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作用,产生紫色反应,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。答案▶C
题型剖析1 种子的成熟与萌发过程中相关物质的变化与检测1.种子的成熟过程(1)相关物质的变化与检测
(2)相关命题①命题素材:油料作物种子的成熟是最常见的命题素材。②命题角度a.有机物含量变化检测:用相应的试剂进行物质的鉴定与检测(激素变化除外),可根据颜色的深浅或染色区域的大小初步确定有机物含量的变化。b.与代谢相联系:将自由水含量变化与细胞呼吸相结合,综合考查种子成熟过程中细胞代谢的变化。c.与植物激素相结合:分析种子成熟过程中激素的变化,考查考生的综合运用能力。(3)拓展延伸:禾谷类种子往往以淀粉形式储存有机物;如果是豆类种子,糖类往往转化为蛋白质和脂肪进行储存。种子属于储藏器官,单子叶植物的胚乳或双子叶植物的子叶中将储存种子萌发初期所需的有机物。
示例13 [广东理综高考,5,4分]油菜种子成熟过程中部分有机物的变化如图所示,将不同成熟阶段的种子研磨成匀浆后检测,结果正确的是
解析▶由图可知,油菜种子成熟过程中的第10天时,存在可溶性糖,可溶性糖包括葡萄糖、果糖、麦芽糖等还原糖,因此加入斐林试剂并水浴加热会出现砖红色沉淀,A错误;第20天时,从图中看不出有蛋白质产生,但细胞正常代谢需要各种酶的存在,大多数酶的本质是蛋白质,因此加入双缩脲试剂会出现紫色反应,B错误;第30天时,种子中脂肪的含量很高,加入苏丹Ⅲ染液后种子匀浆呈橘黄色,C正确;第40天时,淀粉的含量降至0,加入碘液不会出现蓝色,D错误。答案▶C
解后反思　　解答本题时,单从坐标图上确实看不到有蛋白质类物质的存在,从而易错选B项。平时做题时有些考生只要分析出自认为正确的选项,其他的选项就不再看了,此题选错的原因也在此,如果坚持把选项看完就会发现C项也符合题意,进一步深入分析会发现B项存在的问题,因此做题时要养成良好的做题习惯,避免这种错误的发生。
示例14 [山东理综高考,26(3),4分]如图表示油菜种子中储存有机物含量的变化。第36天,种子内含量最高的有机物可用 　　　　染液检测;据图分析,在种子发育过程中该有机物由　　　　转化而来。 
解析▶由题图可知第36天油菜种子中含量最高的有机物是脂肪,苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液可使脂肪呈现橘黄色或红色。种子中可溶性糖和淀粉含量与脂肪的含量变化相反,脂肪含量逐渐上升,可溶性糖和淀粉含量逐渐减少,故可推测脂肪是由可溶性糖和淀粉转化而来的。答案▶苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)　可溶性糖和淀粉方法技巧　　解坐标曲线类试题时,要看清楚纵坐标、横坐标的含义以及坐标系中曲线所代表的意义,认真分析各变量之间的关系,再进一步分析、判断,如本题图表示油菜开花后的天数与油菜种子中有机物干重之间的关系。另外,还要关注曲线的起点、交点、折点和终点、曲线的走势等,分清自变量和因变量,深入挖掘题目中的有效信息,例如解答本题可以由可溶性糖和淀粉与脂肪的含量变化趋势相反来推测它们之间的关系。
2.种子的萌发过程(1)相关物质的变化与检测(2)相关命题点①命题素材:种子萌发过程中自由水含量变化、单子叶植物种子中胚和胚乳的变化、油料作物种子中有机物之间的转化是三个重要的命题素材。②命题角度:与种子的成熟过程类似。(3)拓展延伸:①种子萌发过程中,细胞呼吸速率可通过测定干重等变化来检测;②速率大小的比较可通过“曲线斜率大小”直接判断,因为相同时间内,线段斜率大的速率也大。
示例15 [2016海南,26节选,4分]水在植物的生命活动中具有重要作用。风干种子只有吸收足够的水才能进行旺盛的代谢活动,使胚生长。小麦种子萌发过程中吸水量随时间变化的趋势如图所示。回答下列问题:(1)植物细胞中的水通常以结合水和自由水两种形式存在。风干种子细胞中的水主要是以　　　　的形式存在。经阶段 Ⅰ 吸水后,种子中的水主要是以　　　　的形式存在。 (2)在阶段Ⅱ,种子吸水速率　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)阶段Ⅰ,呼吸速率　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)阶段Ⅰ。 
解析▶(1)风干种子细胞中的水主要以结合水的形式存在。经阶段Ⅰ吸水后,种子中的自由水大量增加,此时种子中的水主要以自由水的形式存在。(2)由题图可知,阶段Ⅰ小麦种子的吸水量随时间延长而逐渐增加,而阶段Ⅱ吸水量基本不变,说明阶段Ⅱ种子吸水速率小于阶段Ⅰ;阶段Ⅱ种子中自由水含量高,代谢旺盛,故呼吸速率大于阶段Ⅰ。答案▶(1)结合水　自由水　 (2)小于　 大于考情预测　　关于种子成熟与萌发过程中相关物质的变化与检测,近几年高考虽然很少考查,但不容忽视,这类题目综合性较强,对考生思维能力要求较高,对生产实践的指导意义也较大。在以后的高考命题中,很有可能变换角度要求考生分析相关知识,只要将其中的原理理解透彻,就可以做到举一反三,在不同情境中进行迁移应用。
创新应用1 科研成果中的生物学机理　　近年高考越来越注重情境创设,科研成果中涉及的生物学原理也是高考命题的热点,考生在平时的复习备考中,也要及时关注生产实践、医疗卫生等方面的科研新进展,并了解其中涉及的生物学原理,能够运用自己所学的生物学知识解释实际生活中的一些问题,提高自己解决实际问题、迁移运用知识的能力,全面备战高考。下面以2020年高考山东卷中的一道题为例,分析科研成果在生产实践中的应用,进一步分析相关生物学原理。
示例16 [2020山东,16,3分](不定项)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
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先快速升高,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,推测提高SUT的表达水平会使纤维细胞加厚期提前,D错误。答案▶BC