資源簡介

【備考2024】一輪新人教版生物學學案
第一單元　細胞及其分子組成
第2講 細胞中的無機物、糖類和脂質
考點1　細胞中的元素和無機物
一、組成細胞的元素
1．生物界和非生物界在元素種類和含量上的關系
2．種類：常見的有20多種。
(1)大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。
(2)微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。
二、組成細胞的化合物
1．
2．含量
(1)細胞中含量最多的化合物是水。
(2)細胞中含量最多的有機化合物是蛋白質。
(3)細胞中占干重最多的化合物是蛋白質。
三、細胞中的無機物
1．細胞中的水
(1)細胞中水的存在形式和功能
(2)自由水/結合水與代謝、抗逆性的關系
2．細胞中的無機鹽
1．在細胞的干重中，為什么玉米細胞中氧元素的含量明顯高于人體細胞，而人體細胞中N、Ca、P的含量明顯高于玉米細胞？(必修1　P16“思考·討論”)
提示：玉米細胞中糖類含量多一些，人體細胞中蛋白質含量多一些，且人體骨骼中Ca、P的含量較高。
2．為什么植物缺少N、Mg、P會影響植物的光合作用？(必修1　P22“思考·討論”)
提示：N、Mg是組成葉綠素的成分，N、P是組成葉綠體類囊體膜和ATP的成分，N也是組成光合酶的成分，因此植物缺少N、Mg、P會影響植物的光合作用。
3．醫用生理鹽水是指與哺乳動物血液和淋巴液濃度相等的無機鹽溶液，常用的是質量分數為0.9%的氯化鈉溶液。生病輸液時，通常要用生理鹽水溶解藥物后再輸液，這樣做的目的是什么？(必修1　P22“拓展應用”)
提示：保證人體細胞的生活環境維持在穩定的狀態。
1．生物界和非生物界在元素組成上具有統一性，因此地殼中的元素在生物體內都能找到。 (×)
提示：組成生物體的元素在地殼中都能找到。
2．細胞中的微量元素因含量極少而不如大量元素重要。 (×)
提示：微量元素對維持生命活動是不可缺少的。
3．曬干的種子細胞內不含有水分，導致細胞代謝停止，種子能長時間儲存。 (×)
提示：曬干的種子自由水與結合水的比值很低，代謝很弱，以保持休眠狀態，并非不含水分。
4．細胞中的無機鹽大多數以化合物形式存在，如CaCO3構成骨骼、牙齒。 (×)
提示：細胞中的無機鹽大多數以離子形式存在。
5．鎂是葉綠體中參與光合作用的各種色素的組成元素。 (×)
提示：類胡蘿卜素中不含鎂。
6．在動物體內，Na＋主要維持細胞內液的滲透壓，K＋主要維持細胞外液的滲透壓。 (×)
提示：Na＋主要維持細胞外液的滲透壓，K＋主要維持細胞內液的滲透壓。
1．某運動飲料廣告詞“解口渴，更解體渴”，其中的“解體渴”主要指_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：該飲料中含有水和少量無機鹽，能補充劇烈運動散失的水分和無機鹽
2．缺Fe會導致貧血的原因：___________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：血紅素的分子結構不能缺少的一種元素就是Fe，缺Fe會導致血紅素的合成障礙，從而引起貧血
1．細胞中的水
2．無機鹽功能
1．鎂是葉綠素的重要組成元素，植物體缺少鎂元素會導致葉片發黃，影響光合作用。請設計實驗證明鎂是植物必需的礦質元素。
實驗材料：某種植物幼苗若干、完全培養液、缺鎂培養液。
請寫出該實驗的設計思路并預測實驗結果。
設計思路：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
預測實驗結果：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
設置對照實驗→分組編號→控制自變量→檢測因變量。
提示：選擇生理狀況相同的植物幼苗若干，平均分成A、B兩組；A組用完全培養液培養，B組用缺鎂培養液培養；一段時間后，觀察兩組葉片是否變黃。　若B組葉片發黃，再補充鎂離子，一段時間葉片恢復綠色，則證明鎂是植物必需的礦質元素。
2．農作物吸收氮元素的主要形式有銨態氮(NH)和硝態氮(NO)。已知作物甲對同一種營養液(以硝酸銨為唯一氮源)中NH和NO的吸收具有偏好性(NH和NO同時存在時，對一種離子的吸收量大于另一種)。請設計實驗對這種偏好性進行驗證，要求簡要寫出實驗思路、預期結果和結論。
實驗思路：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
預期結果和結論：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
提示：配制營養液(以硝酸銨為唯一氮源)，用該營養液培養作物甲，一段時間后，檢測營養液中NH和NO剩余量。　若營養液中NO剩余量小于NH剩余量，則說明作物甲偏好吸收NO；若營養液中NH剩余量小于NO剩余量，則說明作物甲偏好吸收NH。
組成細胞與化合物的元素
1．(2022·遼寧名校聯考)下表是玉米和人體細胞的部分元素及含量(干重，質量分數)，下列有關說法正確的是(　　)
元素 O H N K Ca P Mg S
玉米 44.43 6.24 1.46 0.92 0.23 0.20 0.18 0.17
人 14.62 7.46 9.33 1.09 4.67 3.11 0.16 0.78
A．P、Mg、S等元素在玉米細胞中含量很少，屬于微量元素
B．表中玉米細胞比人體細胞中含有的O多是因為玉米細胞中含水更多
C．表格中在細胞內含量多的元素比含量少的元素更重要
D．玉米細胞和人體細胞中N含量不同，可能與細胞中蛋白質的含量不同有關
D　[由分析可知，P、Mg、S均為大量元素，A錯誤；表格元素含量是干重，干重情況下，由于玉米細胞內纖維素和淀粉等糖類物質較多，故細胞中O比例較高，即O多不是因為含水多，B錯誤；含量多和含量少都是生物的必需元素，不應依據含量的多少來區別重要與否，C錯誤；細胞中蛋白質含有N，而蛋白質在細胞中含量相對較多時，N的含量就相對較多，D正確。]
2．(2022·湖北七市聯考)科學施肥是農作物增產的途徑之一。下列相關敘述正確的是(　　)
A．氮肥中的N元素可參與構成蛋白質，主要存在于蛋白質的游離氨基中
B．磷肥中的P元素可參與核酸、磷脂、NADPH等物質的形成
C．復合肥中各種礦質元素比例適中，各種農作物都可以大量使用
D．肥料中還應合理添加參與葉綠素形成的Mg等微量元素
B　[蛋白質中的N主要在肽鍵結構中，A錯誤。磷肥中含有P元素，P元素是生物膜組成中磷脂的組成成分；核酸中也含有P元素；NADPH是還原型輔酶Ⅱ，含有P元素，B正確。肥料要合理使用，大量使用會造成植物細胞失水，出現燒苗現象，C錯誤。鎂是大量元素，D錯誤。]
　根據特征元素推測化合物的種類
考查水和無機鹽的存在形式和作用
3．(2021·江蘇新高考適應性測試)水、無機鹽等對于維持人體內環境穩態具有重要作用。下列敘述錯誤的是(　　)
A．嘔吐、腹瀉的病人，需及時補充葡萄糖鹽水
B．過量飲水導致細胞內液滲透壓升高，需脫水治療
C．缺鈣引起的肌肉抽搐，可通過增加戶外活動、合理膳食得到改善
D．鐵攝入不足可導致血紅蛋白合成減少而發生貧血，需適量補鐵
B　[嘔吐、腹瀉的病人，體內水鹽平衡失調，需及時補充葡萄糖鹽水，以補充能源物質，同時可保持細胞正常的形態，A正確；過量飲水導致細胞外液滲透壓降低，從而引起細胞內液滲透壓降低，B錯誤；缺鈣引起肌肉抽搐，通過增加戶外活動、合理膳食可增加血液中的鈣離子濃度，改善肌肉抽搐狀況，C正確；鐵參與血紅蛋白的組成，攝入不足可導致血紅蛋白合成減少而發生貧血，需適量補鐵，D正確。]
考點2　細胞中的糖類和脂質
一、細胞中的糖類
二、細胞中的脂質
三、細胞中糖類與脂質的關系
1．細胞中的糖類和脂質是可以相互轉化的。血液中的葡萄糖除供細胞利用外，多余的部分可以合成糖原儲存起來；如果葡萄糖還有富余，就可以轉變成脂肪和某些氨基酸。脂肪被消化吸收后，可以在皮下結締組織等處以脂肪組織的形式儲存起來。
2．糖類和脂肪之間的轉化程度是有明顯差異的。例如，糖類在供應充足的情況下，可以大量轉化為脂肪；而脂肪一般只在糖類代謝發生障礙，引起供能不足時，才會分解供能，而且不能大量轉化為糖類。
1．淀粉、糖原和纖維素的基本單位都是葡萄糖，為什么它們在化學性質上有很大差異？(必修1　P24“圖2－3”)
提示：因為組成淀粉、糖原和纖維素的葡萄糖的數量和連接方式不同。
2．北京鴨每天吃的都是一些玉米、谷類和菜葉，為何長了一身肥肉？(必修1　P27“旁欄思考”)
提示：細胞中的糖類和脂質是可以相互轉化的。當北京鴨攝入的糖類過多時，糖類在鴨體內就轉變成了脂肪，并在皮下組織等處儲存起來。
1．糖原的基本組成單位是葡萄糖分子，主要功能是提供能量，與斐林試劑反應呈現磚紅色。 (×)
提示：糖原不是還原糖。
2．細胞中的糖類都是能源物質。 (×)
提示：核糖、脫氧核糖和纖維素不是能源物質。
3．脂肪分子中氧的含量遠遠少于糖類，而氫的含量更少。 (×)
提示：脂肪分子中氧的含量遠遠少于糖類，而氫的含量更多。
4．細胞膜中的磷脂分子是由膽固醇、脂肪酸和磷酸組成的。 (×)
提示：磷脂分子是由甘油、脂肪酸和磷酸組成的。
5．糖類供應充足時可以大量轉化為脂肪，糖類代謝發生障礙時，大量脂肪轉化為糖類。 (×)
提示：糖類代謝發生障礙時，脂肪可以轉化為糖類，但不能大量轉化。
6．淀粉水解的終產物是二氧化碳和水。 (×)
提示：淀粉水解的終產物是葡萄糖。
1．葡萄糖可以口服，也可以注射；蔗糖只能口服不能注射，原因是
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提示：葡萄糖屬于單糖，可以直接進入細胞，因此可以口服也可以靜脈注射；蔗糖屬于二糖，必須經過消化作用分解成兩分子單糖后才能進入細胞，因此不能直接靜脈注射
2．醫生建議缺鈣的嬰幼兒在服用鈣片的同時，還要服用少量的魚肝油的原因是
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提示：魚肝油中含有維生素D，維生素D能促進腸道對鈣和磷的吸收
3．油料作物種子如花生、蓖麻在播種時，播種的深度相對較淺，原因是_____
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提示：油料作物種子含脂肪較多，種子萌發時消耗的氧氣量相對較大，播種深度較淺，便于獲得氧氣
糖類和脂質的比較
比較項目 糖類 脂質
區別 元素組成 ①一般是C、H、O ②O原子的含量高 ①C、H、O(N、P) ②H原子的含量高
種類 單糖、二糖、多糖等 脂肪、磷脂、固醇等
合成部位 淀粉：葉綠體 糖原：主要是肝臟、肌肉處 主要是內質網
生理作用 ①主要的能源物質 ②構成細胞結構，如糖被、細胞壁等 ③核酸的組成成分，如核糖、脫氧核糖 ①生物體的儲能物質，如脂肪 ②構成細胞膜及多種細胞器膜的重要成分，如磷脂 ③調節作用，如性激素
相同質量的物質分解情況 耗O2少，產H2O少，釋放能量少 耗O2多，產H2O多，釋放能量多
聯系 糖類供應充足時可以大量轉化為脂肪，而脂肪一般不能大量轉化為糖類
1．呼吸熵是物質氧化分解時釋放CO2與消耗O2的比值，糖類的呼吸熵等于1，而脂肪的呼吸熵卻小于1，請從糖類和脂肪的元素組成方面分析原因。
提示：脂肪和糖類均由C、H、O三種元素組成，但脂肪中“C”“H”含量高，而“O”含量低，故質量相同的糖類和脂肪相比，脂肪氧化分解釋放的能量多，需要O2多，產生的H2O多。
2．小麥種子中不含還原糖，在萌發過程中會有還原糖的形成。請寫出驗證這一結論的實驗思路和預期實驗結果。
實驗思路和預期實驗結果：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
提示：取等量小麥種子，均分為甲、乙兩組，甲組不做處理，乙組水培至萌發；將兩組種子分別制成等體積的研磨液，用斐林試劑檢測；甲組無顏色變化，乙組出現磚紅色沉淀。
糖類和脂質的種類和作用
1．(2021·湖南招生適應性測試)糖類是細胞的主要組成成分之一。下列敘述錯誤的是(　　)
A．植物細胞壁的主要成分纖維素是多糖
B．糖原是人和動物細胞的儲能物質
C．麥芽糖、乳糖和核糖均是二糖
D．葡萄糖與斐林試劑反應生成磚紅色沉淀
C　[纖維素是多糖，是植物細胞壁的主要成分之一，A正確；糖原是多糖，是人和動物細胞的儲能物質，B正確；麥芽糖、乳糖是二糖，核糖是單糖，C錯誤；葡萄糖是還原糖，能與斐林試劑在水浴加熱條件下反應生成磚紅色沉淀，D正確。]
2．(2022·河北唐山期中)脂質與人體健康息息相關，下列敘述錯誤的是(　　)
A．分布在內臟器官周圍的脂肪具有緩沖作用
B．磷脂由C、H、O、P四種元素組成，是構成細胞膜的主要成分
C．脂質存在于所有細胞中，是組成細胞和生物體的重要有機化合物之一
D．膽固醇既是動物細胞膜的重要組成成分，又參與血液中脂質的運輸
B　[分布在內臟器官周圍的脂肪具有緩沖作用，A項正確；磷脂由C、H、O、N、P五種元素組成，是構成細胞膜的主要成分，B項錯誤；脂質存在于所有細胞中(如所有細胞的細胞膜的主要成分是蛋白質和磷脂)，是組成細胞和生物體的重要有機化合物之一，C項正確；膽固醇既是動物細胞膜的重要組成成分，又參與血液中脂質的運輸，D項正確。]
考查糖類和脂肪的分子特點及相互轉化
3．(2022·山東菏澤檢測)科學研究表明：花生種子發育過程中，可溶性糖的含量逐漸減少，脂肪的含量逐漸增加；花生種子萌發過程中，脂肪的含量逐漸減少，可溶性糖含量逐漸增加。下列分析錯誤的是(　　)
A．花生種子發育過程中，可溶性糖轉變為脂肪，需要大量的氮元素
B．同等質量的花生種子和小麥種子，萌發過程中耗氧較多的是花生種子
C．花生種子發育過程中，可溶性糖轉變為脂肪，更有利于能量的儲存
D．花生種子萌發過程中脂肪轉變為可溶性糖，與細胞內糖類的氧化速率比脂肪快有關
A　[可溶性糖和脂肪中都不含氮元素，因此可溶性糖轉變為脂肪，不需要氮元素，A項錯誤；花生種子中脂肪含量高，脂肪分子中氫的比例高，因此同等質量的花生種子和小麥種子，萌發過程中耗氧較多的是花生種子，B項正確；脂肪分子中儲存的能量多，具有疏水性，不形成結合水，在細胞中占的體積小，所以花生種子發育過程中，可溶性糖轉變為脂肪，更有利于能量的儲存，C項正確；在細胞內糖類的氧化速率比脂肪快，花生種子萌發過程中脂肪轉變為可溶性糖，更容易利用，D項正確。]
4．(2022·山東濰坊模擬)為探究蓖麻種子(脂肪含量達70%)萌發過程中的物質變化，某研究小組將種子置于溫度、水分(蒸餾水)、通氣等條件均適宜的黑暗環境中培養，定期檢查萌發種子(含幼苗)中脂肪、蔗糖、葡萄糖的含量和干重變化，結果如圖所示，據圖分析下列說法正確的是 (　　)
圖甲　　　　　　　　圖乙
A．圖甲表示油脂在酶的作用下水解為葡萄糖，其中一部分進一步轉化為蔗糖
B．糖類是胚生長發育的主要能源物質，由脂肪轉化為糖類需要蛋白質參與
C．用蘇丹Ⅲ染液對蓖麻種子切片染色，可通過肉眼觀察到橘黃色脂肪顆粒
D．據圖乙分析蓖麻種子萌發初期時干重增加，增加的主要元素是H
B　[油脂在酶的作用下水解為甘油、脂肪酸，再轉化為糖類，A錯誤；糖類是生命活動的主要能源物質，脂肪轉化為糖類過程中需要酶的參與，酶的本質主要是蛋白質，B正確；用蘇丹Ⅲ染液對蓖麻種子切片染色，需在顯微鏡下才能觀察到橘黃色的脂肪顆粒，C錯誤；脂肪在不斷轉變成糖類等其他形式的有機物，糖類物質中O的比例大于脂肪，因此導致種子干重增加的主要元素是O，D錯誤。]
　種子形成和萌發過程中糖類和脂質的變化
　　　種子類型 變化　　　 非油料作物種子(如小麥) 油料作物種子(如大豆)
種子形成時 可溶性糖(還原糖)→淀粉 糖類→脂肪
種子萌發時 淀粉→可溶性糖(還原糖) 脂肪→甘油、脂肪酸→糖類
種子形成時，光合作用產物的輸入導致其干重增加。種子萌發時，吸收水分導致其鮮重增加，非油料作物的種子由于只進行細胞呼吸導致干重減少，油料作物種子萌發初期干重有所增加(是因為脂肪轉化為糖類的過程中增加了氧元素)，然后再減少。
考點3　(探究·實踐)檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質
一、檢測原理
1．還原糖的檢測
還原糖＋斐林試劑磚紅色沉淀。
2．脂肪的檢測
脂肪＋蘇丹Ⅲ染液→橘黃色。
3．蛋白質的檢測
蛋白質＋雙縮脲試劑―→紫色。
二、實驗步驟
1．還原糖的檢測
2．脂肪的檢測
3．蛋白質的檢測
1．斐林試劑與雙縮脲試劑
(1)檢測還原糖時使用的斐林試劑要現配現用的原因：斐林試劑很不穩定，容易產生藍色的Cu(OH)2沉淀，所以應將甲液和乙液分別保存，使用時現配現用。
(2)在還原糖檢測實驗中，若待測組織樣液中不含還原糖，加入斐林試劑水浴加熱后的現象不是無色，而是藍色，即Cu(OH)2的顏色。
(3)檢測蛋白質時，加入過量的雙縮脲試劑B液后，如果沒有產生明顯的紫色反應，可能的原因是加入的雙縮脲試劑B液過量，CuSO4在堿性溶液中生成大量的Cu(OH)2藍色絮狀沉淀，會遮蔽實驗中所產生的紫色，影響觀察效果。
(4)斐林試劑甲液和雙縮脲試劑A液完全相同，將斐林試劑乙液用蒸餾水稀釋5倍后便成為雙縮脲試劑B液，可用于蛋白質的檢測。
2．實驗中的三個注意點
(1)三個實驗中都不宜選取有顏色的材料，否則會干擾實驗結果的顏色變化。
(2)脂肪鑒定的過程中滴加1～2滴體積分數為50%的酒精溶液的目的是洗去浮色，原因是蘇丹Ⅲ染液易溶于酒精。
(3)物質鑒定實驗一般不設立對照實驗，若需設立對照實驗，對照組應加入成分已知的物質，如驗證唾液淀粉酶是蛋白質，對照組可加入稀釋的雞蛋清。
1．(2022·廣東東莞調研)下列有關生物體中化合物的檢測實驗，對應正確的是(　　)
選項 檢測對象 試劑 顏色反應 水浴加熱 生物材料
A 淀粉 碘液 藍色 需要 馬鈴薯塊莖
B 還原糖 斐林試劑 磚紅色 需要 西瓜汁
C 蛋白質 雙縮脲試劑 紫色 不需要 豆漿
D 脂肪 蘇丹Ⅲ染液 紅色 不需要 花生種子
C　[常溫下淀粉遇碘變藍色，實驗過程中不需要水浴加熱，A錯誤；還原糖(如葡萄糖、果糖)與斐林試劑發生反應，生成磚紅色沉淀，實驗過程中需要水浴加熱，但西瓜汁本身的顏色會對實驗結果造成干擾，B錯誤；常溫下蛋白質與雙縮脲試劑會發生紫色反應，實驗過程中不需要水浴加熱，C正確；常溫下脂肪能被蘇丹Ⅲ染液染成橘黃色，此過程不需要水浴加熱，D錯誤。]
2．(2023·廣東六校聯考)生物學研究興趣小組對作物種子發育過程中有機物積累及轉化進行動態監測。下列關于檢測方法及出現結果的敘述，錯誤的是(　　)
A．嫩大豆種子切片→蘇丹Ⅲ染液染色→酒精洗去浮色→顯微鏡觀察細胞內被染成橘黃色的脂肪顆粒
B．嫩小麥籽粒加水研磨→離心取上清液→加斐林試劑→觀察磚紅色沉淀檢測多糖
C．嫩花生種子加水研磨→加雙縮脲試劑→依據紫色反應檢測蛋白質
D．干玉米種子加水浸泡→用小刀縱切→在切面滴加碘液→依據被染成藍色檢測淀粉
B　[嫩大豆種子含有脂肪，脂肪可被蘇丹Ⅲ染液染成橘黃色，因此可在顯微鏡下觀察到橘黃色的脂肪顆粒，A正確；淀粉和纖維素沒有還原性，不能用斐林試劑檢測，用斐林試劑檢測的是還原糖，且需水浴加熱才會出現磚紅色沉淀，B錯誤；檢測產物中是否含有蛋白質，應用雙縮脲試劑檢測，觀察是否出現紫色，C正確；干玉米種子中含有淀粉，淀粉遇碘液染成藍色，D正確。]
　
1．核心概念
(1)(必修1 P21)水與細胞內的其他物質相結合，叫作結合水。
(2)(必修1 P21)細胞中絕大部分的水呈游離狀態，可以自由流動，叫作自由水。
(3)(必修1 P26)脂肪：由三分子脂肪酸與一分子甘油發生反應而形成的酯。
2．結論語句
(1)(必修1 P16)組成細胞的化學元素，在無機自然界中都能夠找到，沒有一種化學元素為細胞所特有。細胞中各種元素的相對含量與無機自然界的大不相同。
(2)(必修1 P21)細胞內結合水的存在形式主要是水與蛋白質、多糖等物質結合，這樣水就失去流動性和溶解性，成為生物體的構成成分。
(3)(必修1 P21)細胞中大多數無機鹽以離子的形式存在。
(4)(必修1 P22)許多種無機鹽對于維持細胞和生物體的生命活動都有重要作用。
(5)(必修1 P23)糖類是主要的能源物質。
(6)(必修1 P23～24)單糖不能水解，可直接被細胞吸收；二糖由兩分子單糖脫水縮合而成，一般要水解成單糖才能被細胞吸收。生物體內的糖類絕大多數以多糖的形式存在。
(7)(必修1 P26)脂肪是細胞內良好的儲能物質。
(8)(必修1 P27)膽固醇是構成動物細胞膜的重要成分，在人體內還參與血液中脂質的運輸。
1．(2022·全國甲卷)鈣在骨骼生長和肌肉收縮等過程中發揮重要作用。曬太陽有助于青少年骨骼生長，預防老年人骨質疏松。下列敘述錯誤的是(　　)
A．細胞中有以無機離子形式存在的鈣
B．人體內Ca2+可自由通過細胞膜的磷脂雙分子層
C．適當補充維生素D可以促進腸道對鈣的吸收
D．人體血液中Ca2+濃度過低易出現抽搐現象
B　[細胞中有以無機離子形式存在的鈣，也有以化合物形式存在的鈣(如CaCO3)，A正確：Ca2+不能自由通過細胞膜的磷脂雙分子層，需要載體蛋白協助，B錯誤；維生素D能有效地促進人體腸道對鈣和磷的吸收，故適當補充維生素D可以促進腸道對鈣的吸收，C正確；哺乳動物的血液中必須含有一定量的Ca2+，Ca2+的含量太低，會出現抽搐等癥狀，D正確。]
2．(2021·天津等級考)富營養化水體中，藻類是吸收磷元素的主要生物，下列說法正確的是(　　)
A．磷是組成藻類細胞的微量元素
B．磷是構成藻類生物膜的必要元素
C．藻類的ATP和淀粉都是含磷化合物
D．生態系統的磷循環在水生生物群落內完成
B　[磷屬于大量元素，A錯誤；磷脂中含磷元素，磷脂雙分子層是構成藻類生物膜的基本支架，故磷是構成藻類生物膜的必要元素，B正確；ATP由C、H、O、N、P組成，淀粉只含C、H、O三種元素，C錯誤；物質循環具有全球性，生態系統的磷循環不能在水生生物群落內完成，D錯誤。]
3．(2021·海南等級考)下列關于纖維素的敘述正確的是(　　)
A．是植物和藍細菌細胞壁的主要成分
B．易溶于水，在人體內可被消化
C．與淀粉一樣都屬于多糖，二者的基本組成單位不同
D．水解的產物與斐林試劑反應產生磚紅色沉淀
D　[藍細菌細胞壁的主要成分是肽聚糖，A錯誤；纖維素不易溶于水，也不能被人體消化吸收，只能促進人體腸道的蠕動，B錯誤；纖維素和淀粉均屬于多糖，二者的基本組成單位相同，都是葡萄糖，C錯誤；纖維素的水解產物為還原糖，可與斐林試劑反應產生磚紅色沉淀，D正確。]
4．(2021·全國乙卷)植物在生長發育過程中，需要不斷從環境中吸收水。下列有關植物體內水的敘述，錯誤的是(　　)
A．根系吸收的水有利于植物保持固有姿態
B．結合水是植物細胞結構的重要組成成分
C．細胞的有氧呼吸過程不消耗水但能產生水
D．自由水和結合水比值的改變會影響細胞的代謝活動
C　[植物在生長發育過程中，需要不斷地從環境中吸收水，保持其固有的姿態，A敘述正確；細胞中的一部分水是以結合水的形式存在的，結合水是細胞結構的重要組成成分，B敘述正確；細胞在有氧呼吸第二階段消耗水，在有氧呼吸第三階段產生水，C敘述錯誤；自由水和結合水比值的改變會影響細胞的代謝活動，比值越高，細胞的代謝活動越旺盛，D敘述正確。]
5．(2020·江蘇高考)下列關于細胞中無機化合物的敘述，正確的是(　　)
A．自由水是生化反應的介質，不直接參與生化反應
B．結合水是細胞結構的重要組成成分，主要存在于液泡中
C．無機鹽參與維持細胞的酸堿平衡，不參與有機物的合成
D．無機鹽多以離子形式存在，對維持生命活動有重要作用
D　[自由水是生化反應的介質，也能作為反應物直接參與生化反應，A錯誤；結合水是細胞結構的重要組成成分，植物成熟細胞中的自由水主要存在于液泡中，B錯誤；無機鹽參與維持細胞的酸堿平衡，也能參與有機物的合成，如Fe2+是合成血紅蛋白分子必需的無機鹽離子，C錯誤；無機鹽多以離子形式存在，對維持生命活動有重要作用，D正確。]
課時分層作業(二)　細胞中的無機物、糖類和脂質
1．(2022·廣東六校聯考)近些年由于溫室效應導致北極海冰持續融化。已知降低空氣中CO2的濃度能緩解溫室效應，海洋浮游植物是吸收CO2的主力軍。馬丁設想：向海洋投放水溶性鐵能促進浮游植物吸收CO2進行光合作用，降低CO2濃度，從而減緩溫室效應。針對以上介紹，下列說法正確的是(　　)
A．鐵元素是構成浮游植物葉綠素的組成成分
B．鐵以化合物的形式被浮游植物吸收
C．鐵元素是微量元素，CO2中的碳、氧均是大量元素
D．海水溫度的高低不會影響浮游植物吸收鐵
C　[浮游植物葉綠素的組成成分不含鐵，A項錯誤；鐵被浮游植物吸收是以離子形式，B項錯誤；海水溫度的高低會影響浮游植物的細胞呼吸，進一步影響鐵的吸收，D項錯誤。]
2．(2022·重慶巴蜀中學檢測)科學家在生物體內發現一種物質，該物質不僅是儲能物質，還是一種很好的絕熱體。分布在內臟器官周圍的該物質還具有緩沖和減壓的作用。下列與該物質的元素組成完全相同的是(　　)
A．脫氧核糖　　　　　　 B．葉綠素
C．胰島素 D．核糖核酸
A　[脂肪不僅是良好的儲能物質，還是一種絕熱體，分布在內臟器官周圍的脂肪還具有緩沖和減壓的作用，可以保護內臟器官，故該物質為脂肪，只含C、H、O三種元素，脫氧核糖與之相同，A符合題意；葉綠素的組成元素為C、H、O、N、Mg，與該物質的元素組成不相同，B不符合題意；胰島素屬于蛋白質，主要是由C、H、O、N四種元素組成，與該物質的元素組成不相同，C不符合題意；核糖核酸的組成元素是C、H、O、N、P，與該物質的元素組成不相同，D不符合題意。]
3．(2022·重慶育才中學一模)下列有關組成生物體的元素和化合物的描述，正確的是(　　)
A．細胞中的化學元素和無機鹽都主要以化合物的形式存在
B．低溫環境下適當減少花卉澆水，可提高花卉對低溫的抗性
C．脂質和糖類一樣，都由C、H、O三種元素組成
D．生物體內的糖類絕大多數以單糖的形式存在
B　[細胞中的無機鹽主要以離子形式存在，少數以化合物的形式存在，A錯誤；低溫環境下適當減少花卉澆水，可提高花卉細胞中結合水的含量，使花卉細胞抗逆性增強，從而增強對低溫的抗性，B正確；糖類都是由C、H、O三種元素組成的，而脂質的組成元素除了C、H、O外，有的還含有P和N，C錯誤；生物體內的糖類絕大多數以多糖的形式存在，D錯誤。]
4．(2022·山東新泰一中檢測)組成細胞的元素大多以化合物的形式存在。下列有關細胞內含磷化合物的敘述，錯誤的是(　　)
A．磷脂分子是一種由甘油、脂肪酸和磷酸及其他衍生物組成的極性分子
B．ADP 由腺嘌呤、核糖和磷酸組成，其中沒有特殊化學鍵
C．細胞膜、擬核、核糖體的組成中都有含磷化合物
D．葉綠體基質中C3的還原需要含磷化合物的參與
B　[磷脂中的甘油中有一個羥基沒有和脂肪酸連接，而是和磷酸及其他衍生物連接，即磷脂分子是一種由甘油、脂肪酸和磷酸及其他衍生物組成的極性分子，A正確；ADP的結構式可簡寫成A－P～P，由腺苷(腺嘌呤＋核糖)和磷酸組成，含有1個特殊化學鍵，B錯誤；細胞膜中含磷脂，擬核中含有DNA，核糖體中含RNA，這些化合物均有磷元素，C正確；葉綠體基質中C3的還原需要酶、NADPH和ATP的參與，其中ATP和NADPH是含磷化合物，D正確。]
5．(2023·湖南名校聯考)幾丁質是由1 000～3 000個N 乙酰葡萄糖胺聚合而成，是廣泛存在于甲殼類動物和昆蟲外骨骼中的一種多糖。下列敘述正確的是(　　)
A．從昆蟲外骨骼中提取到的幾丁質和糖原的元素組成相同
B．若干個相連的氮原子構成的結構是幾丁質的基本骨架
C．可用斐林試劑鑒定幾丁質是否為還原糖
D．糖原和幾丁質都是動物細胞內的儲能物質
C　[幾丁質由N 乙酰葡萄糖胺聚合而成，組成元素一定包括C、H、O、N，而糖原只有C、H、O，A錯誤；幾丁質是一種多糖，屬于生物大分子，而生物大分子都是由若干個相連的碳原子構成的碳鏈，B錯誤；斐林試劑能鑒定還原糖，C正確；幾丁質是廣泛存在于甲殼類動物和昆蟲外骨骼中的一種多糖，不是儲能物質，D錯誤。]
6．(2022·河北石家莊模擬)陽光中的紫外線促進人體合成維生素D，維生素D不足會影響嬰幼兒發育，降低免疫力；過度的紫外線照射會導致皮膚癌變、葉酸降解(葉酸缺乏使生殖能力下降)。紫外線照射引起皮膚黑色素增多，黑色素對紫外線有阻擋作用。下列敘述錯誤的是(　　)
A．紫外線強的赤道地區，深膚色人群比淺膚色人群生存、生殖能力更強
B．紫外線弱的高緯度地區，淺膚色人群比深膚色人群有更好地適應性
C．人類膚色出現差異是長期進化過程中環境因素定向選擇的結果
D．赤道地區膚色淺的人群容易出現維生素D缺乏，使其適應性降低
D　[紫外線強的赤道地區，深膚色人群皮膚黑色素增多，阻擋紫外線的作用強，可更好地防止皮膚癌變、葉酸降解，生存、生殖能力更強，A項正確；紫外線弱的高緯度地區，淺膚色人群皮膚黑色素含量少，減少了對紫外線的阻擋，比深膚色人群更易合成維生素D，有更好地適應性，B項正確；人類膚色出現差異是長期進化過程中環境因素定向選擇的結果，C項正確；赤道地區膚色淺的人群黑色素少，阻擋的紫外線少，容易合成維生素D，D項錯誤。]
7．(2023·廣東佛山聯考)水和無機鹽在細胞中的含量差異較大，功能各異，但兩者也有相似之處。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．自由水可以通過協助擴散的方式進入細胞，某些無機鹽也可以
B．人體內環境的滲透壓既來源于自由水，也來源于無機鹽
C．綠色植物進行光合作用時，離不開水，也離不開無機鹽
D．細胞內的水有兩種存在形式，無機鹽也有兩種存在形式
B　[細胞膜上有水通道蛋白，也有離子通道蛋白，自由水和某些無機鹽經通道蛋白進入細胞的方式均為協助擴散，A項正確；滲透壓指的是溶液中溶質微粒對水的吸引力，因此，人體內環境的滲透壓不會來源于自由水，B項錯誤；水是光合作用的原料之一，吸收光能的色素中有葉綠素，葉綠素中含有鎂元素，另外光合作用過程中能量的轉換也離不開無機鹽，C項正確；在細胞內水有兩種存在形式，即自由水和結合水，無機鹽也有兩種存在形式，即離子和化合物，D項正確。]
8．(2022·江蘇選擇性考試)下列物質的鑒定實驗中所用試劑與現象對應關系不正確的是(　　)
A．還原糖－斐林試劑－磚紅色
B．DNA－臺盼藍染液－藍色
C．脂肪－蘇丹Ⅲ染液－橘黃色
D．淀粉－碘液－藍色
B　[還原糖與斐林試劑在水浴加熱的條件下產生磚紅色沉淀，A正確；在沸水浴條件下，DNA遇二苯胺呈藍色，B錯誤；蘇丹Ⅲ染液將脂肪染成橘黃色，蘇丹Ⅳ將脂肪染成紅色，C正確；淀粉遇碘變藍，D正確。]
9．C、H、O、N、P、S在玉米細胞(干)、人細胞(干)以及活細胞中的含量(%)如下表所示，請分析回答下列問題：
元素 O C H N P S
玉米細胞(干) 44.43 43.57 6.24 1.46 0.20 0.17
人細胞(干) 14.62 55.99 7.46 9.33 3.11 0.78
活細胞 65.0 18.0 10.0 3.0 1.40 0.30
(1)以上元素在活細胞中的含量明顯比人細胞(干)多的是O和H，發生這種差異的原因是活細胞中含量最多的化合物是________。玉米細胞和人細胞中所具有的蛋白質種類有所不同，其根本原因是______________________________。
(2)由表中數據可以看出在玉米細胞(干)中所占比例明顯高于人細胞(干)的元素是O，發生這種差異的一個主要原因是組成玉米細胞的化合物中____________較多，此類化合物由________元素組成。
(3)水在生命活動中具有極其重要的作用，細胞內含水量的多少直接影響細胞的代謝。
①曬干的種子吸水后，自由水比例大幅度增加，會導致細胞的新陳代謝速率明顯增大，原因是_________________________________________________________
_____________________________________________________________________
(至少答兩點)。
②黃豆種子浸泡約一周時間后，黃豆芽長得又白又粗，1 kg的黃豆能長出5 kg的黃豆芽。在這個過程中，黃豆細胞內的有機物含量減少，種類增多，其原因是黃豆_________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
[解析]　(1)活細胞中含量最多的化合物是水；DNA指導蛋白質的合成，玉米細胞和人細胞中所具有的蛋白質種類有所不同，其根本原因是玉米細胞和人細胞中所貯存的遺傳信息不同。(2)由表中數據可以看出在玉米細胞(干)中所占比例明顯高于人細胞(干)的元素是O，發生這種差異的一個主要原因是組成玉米細胞的化合物中糖類較多，糖類由C、H、O組成。(3)①曬干的種子吸水后，自由水比例大幅度增加，會導致細胞的新陳代謝速率明顯增大，原因是自由水是細胞內的良好溶劑；許多生物化學反應需要水的參與；水還可參與生物體內的物質運輸等。②黃豆萌發長出黃豆芽的過程中，黃豆細胞代謝旺盛，消耗有機物增加，同時產生許多中間代謝產物，故細胞內的有機物含量減少，種類增多。
[答案]　(1)水　兩種生物細胞(核)中所貯存的遺傳信息不同　(2)糖類　C、H、O　(3)①自由水是細胞內的良好溶劑，許多生物化學反應需要水的參與，自由水還參與生物體內的物質運輸　②代謝旺盛，消耗有機物增加，同時產生許多中間代謝產物
10．(2022·山西適應性測試)生物學與生產生活密切相關，下列做法合理的是(　　)
A．膽固醇可參與血液中脂質的運輸，生活中應大量攝入
B．應在低溫和無氧條件下進行水果和蔬菜的保鮮
C．纖維素進入人體后不易被消化，生活中應減少攝入
D．急性腸胃炎患者脫水后需要及時補充水分和無機鹽
D　[人體血液中膽固醇的濃度偏高時就會導致血粘度增加使血流速度變慢，這樣時間長了就會導致心腦血管供血不足，出現腦血栓、冠心病、腦中風等一系列的心腦血管疾病，所以不能大量攝入，A錯誤；在低氧的條件下，水果和蔬菜的呼吸作用強度最低，所以應該在零上低溫和低氧條件下進行水果和蔬菜的保鮮，B錯誤；纖維素等膳食纖維能促進胃腸的蠕動和排空，所以多吃一些富含膳食纖維的食物，就會排便通暢、降低人體內過高的血脂和血糖，有利于維護心腦血管的健康，C錯誤；急性腸胃炎患者脫水后身體丟失了鹽和水分，所以需要及時補充水分和無機鹽 ，D正確。]
11．(2022·河北邢臺檢測)油菜種子播種時要淺播(種子表面覆蓋土層較薄)，小麥種子可適當深播。相關分析錯誤的是(　　)
A．分別用蘇丹Ⅲ染液檢測小麥、油菜種子，后者橘黃色較深
B．小麥、油菜種子中含量最高的有機物都是蛋白質
C．相同質量的油菜、小麥種子萌發過程中，前者吸水量較多
D．相同質量的油菜、小麥種子萌發過程中，前者細胞呼吸釋放熱量較多
C　[分別用蘇丹Ⅲ染液檢測小麥、油菜種子，油菜種子富含脂肪，后者橘黃色較深，A正確；細胞中含量最高的有機物都是蛋白質，故小麥、油菜種子中含量最高的有機物都是蛋白質，B正確；小麥種子富含淀粉，淀粉吸水能力顯著高于脂肪，故相同質量的油菜、小麥種子萌發過程中，前者吸水量較少，C錯誤；油菜種子富含脂肪，由于脂肪的碳氫比例比較高，釋放的能量較多，消耗氧氣量較高，因此相同質量的油菜、小麥種子萌發過程中，前者細胞呼吸釋放熱量較多， D正確。]
12．(2022·湖北黃岡高三調研)膽固醇不溶于水，在血液中主要以脂蛋白顆粒的形式存在，進入組織細胞后，在溶酶體中，膽固醇從脂蛋白顆粒中釋放出來，后經NPC1和NPC2蛋白介導，被運輸到細胞其他部位發揮功能。如果膽固醇在溶酶體中過量積累，會導致C型尼曼匹克氏癥(簡稱NPC)，NPC臨床表現為夭折、智力減退、說話不清、肌張力不全等癥狀。下列相關分析錯誤的是(　　)
A．血液中的膽固醇通過自由擴散的方式進入組織細胞
B．膳食中要限制高膽固醇類食物的過量攝入
C．膽固醇是構成動物細胞膜的重要成分，參與血液中脂質的運輸
D．膽固醇在溶酶體中過量積累，可能與NPC1、NPC2蛋白基因產生突變有關
A　[結合題干信息“膽固醇不溶于水，在血液中主要以脂蛋白顆粒的形式存在”可知，膽固醇在血液中的存在形式屬于大分子類，故血液中的膽固醇通過胞吞的形式進入組織細胞，A錯誤；飲食中攝入過多膽固醇會造成血漿中膽固醇含量升高，膽固醇含量過高會造成血漿中的膽固醇增多，在血管壁沉積，造成血管堵塞，因而膳食中要注意限制高膽固醇類食物的過量攝入，B正確；膽固醇屬于脂質，可參與構成動物細胞膜，此外還可參與血液中脂質的運輸，C正確；基因控制蛋白質的合成，因“膽固醇從脂蛋白顆粒中釋放出來，后經NPC1和NPC2蛋白介導，被運輸到細胞其他部位發揮功能”，但若NPC1、NPC2蛋白基因產生突變，則相關蛋白可能不能合成，最終導致膽固醇在溶酶體中積累，D正確。]
13．(2022·安徽六安一中模擬)淀粉是玉米籽粒的主要組成成分，占籽粒干重的70%左右，因此玉米籽粒的灌漿過程主要是淀粉合成和積累的過程。莖、葉等源器官制造的光合產物以蔗糖形式運輸到庫器官(籽粒)，在一系列酶的催化作用下形成淀粉。催化蔗糖降解的酶是SS，SS催化籽粒淀粉合成反應的第一步。某科研人員對兩株玉米品種(豫玉22號與費玉3號)籽粒蔗糖含量和SS活性的變化進行了研究，結果如圖所示。請回答下列問題：
甲　　　　　　　　　乙
(1)蔗糖________(填“能”或“不能”)與斐林試劑反應，它的水解產物為果糖和________。
(2)若要鑒定SS的化學本質，可將SS溶液與__________________混合，若出現紫色，則表明SS的化學本質是蛋白質。
(3)催化淀粉合成的酶與催化淀粉水解的酶不同，這體現了酶的________性。
(4)綜合甲、乙兩圖分析費玉3號在20天至40天期間玉米籽粒合成淀粉的速率比豫玉22號要快的原因：_____________________________________________
_____________________________________________________________________。
[解析]　(1)蔗糖是非還原糖，故蔗糖不能與斐林試劑反應，它的水解產物為葡萄糖與果糖。(2)蛋白質與雙縮脲試劑發生作用，產生紫色反應。(3)催化淀粉合成的酶與催化淀粉水解的酶不同，這體現了酶的專一性。(4)要理解題干中的一些信息，如“莖、葉等源器官制造的光合產物以蔗糖形式運輸到庫器官(籽粒)，在一系列酶的催化作用下形成淀粉”“催化蔗糖降解的酶是SS，SS催化籽粒淀粉合成反應的第一步”，再結合甲、乙兩圖可看出，在20天至40天期間，費玉3號蔗糖含量以及SS活性始終高于豫玉22號，故費玉3號有更多蔗糖水解以合成淀粉。
[答案]　(1)不能　葡萄糖　(2)雙縮脲試劑 (3)專一　(4)在20天至40天期間，費玉3號蔗糖含量以及SS活性始終高于豫玉22號，在相同時間內，前者就會有更多的蔗糖水解以合成淀粉
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