内容正文:
细胞的概述及其分子组成
第一单元
第2课时 细胞中的无机物、糖类和脂质
[学习要求] 1.说出细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构
成。2.指出水在生命活动中具有重要作用。3.举例说出无机盐
与生命活动密切相关。4.概述糖类有多种类型,它们既是细胞的重要结构成分,又是生命活动的重要能源物质。5.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。6.实验:检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。
学习要求
演练感悟
考点三
考点三
考点二
真题
课时
巩固提高
考点一
内容索引
NEIRONGSUOYIN
细胞中的元素和化合物、无机物
糖类和脂质的种类及作用
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
细胞中的元素和化合物、无机物
考点一
归纳 必备知识
1.组成细胞的元素和化合物
(1)组成细胞的元素
生物界和非生物界在元素种类和含量上的关系
统一
差异
(2)元素的种类、分类及存在形式
C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg
Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo
化合物
归纳 必备知识
(3)组成细胞的化合物
水
无机盐
蛋白质
核酸
归纳 必备知识
归纳 必备知识
教材拾遗
(必修1 P16“思考·讨论”,改编)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,其中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。
2.细胞中的水
(1)水的结构和性质
流动性
相对不容易
归纳 必备知识
(2)细胞中水的存在形式和功能
生物化学反应
液体环境
归纳 必备知识
(3)自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系
旺盛
差
低
强
归纳 必备知识
3.细胞中的无机盐
离子
协助扩散或
主动运输
叶绿素
血红素
抽搐
酸碱平衡
Na+缺乏
归纳 必备知识
归纳 必备知识
教材拾遗
(必修1 P22“思考·讨论”)缺Fe会导致贫血的原因是血红素的分子结构不能缺少的一种元素就是Fe,缺Fe会导致其分子的合成障碍,从而引起贫血。
1.甘薯细胞中的钙、铁、锌属于微量元素,作用也很小。( )
2.因为水分子具有极性,所以是良好的溶剂。 ( )
3.自由水和结合水都可以参与细胞内的生物化学反应。 ( )
4.将作物秸秆充分烘干后,剩余的物质主要是无机盐。 ( )
×
√
×
×
错漏诊断
深研 核心问题
1.水是生命之源,也是细胞内各种化学反应的介质,在细胞中有两种存在形式,即自由水和结合水。在植物细胞中自由水和结合水相对比例的变化,是与生命活动相适应的。
(1)农民将新收获的种子放在场院晒,是为了除去部分_______,然后再将其储存。这样做的目的是____________________________________
______________________________________。
(2)如果将晒过的种子放在试管中用火烘烤,失去的水是______,将这些种子种下去_____(填
“能”或“不能”)萌发,理由是________________
_______________。
自由水
一是防止水分过多而霉变;二是可降低种
子的呼吸作用,从而减少有机物的消耗
结合水
不能
结合水是细胞结构
的重要组成部分
深研 核心问题
(3)根系是植物吸收水分的主要器官。根细胞内水分的主要作用有_________________________
________________________________________
(答出2点即可)。
(4)衰老的细胞中含水量相对较低,而新生的细胞中含水量相对较高,由此说明水与细胞代谢的关系是_________________________________。
是根细胞结构的重要组成部
分;参与根细胞内的生物化学反应;是良好的溶剂
水的相对含量越高,细胞代谢越旺盛
1.水是生命之源,也是细胞内各种化学反应的介质,在细胞中有两种存在形式,即自由水和结合水。在植物细胞中自由水和结合水相对比例的变化,是与生命活动相适应的。
深研 核心问题
2.Zn2+是激活色氨酸合成酶的必要成分,缺乏Zn2+会影响生长素合成,导致植物生长受阻,通常会出现节间缩短,叶片变小呈簇生状,俗称“小叶病”。
(1)该现象说明无机盐的作用是什么?
提示:
(2)为探究小叶病是否由缺锌引起,对照组、实验组应分别怎样设置?写出简要步骤。
提示:
该现象说明无机盐的作用是维持细胞和生物体的正常生命活动。
对照组应使用完全培养液,实验组使用缺锌的完全培养液。步骤:将长势相同的幼苗随机分成2等份,分别培养在上述2种培养液中;放在相同且适宜的条件下培养一段时间,观察幼苗的生长发育状况。
2.Zn2+是激活色氨酸合成酶的必要成分,缺乏Zn2+会影响生长素合成,导致植物生长受阻,通常会出现节间缩短,叶片变小呈簇生状,俗称“小叶病”。
深研 核心问题
(3)若实验证明小叶病是由缺锌引起的,从科学研究的严谨角度出发,还应增加的实验步骤是什么?增加步骤后的实验结果是什么?
提示:
在实验组缺锌的完全培养液中再加入一定量的含锌的无机盐,培养一段时间。一段时间后小叶病消失,植株恢复正常生长。
1.水的归纳概括
归纳提升
2.无机盐的归纳概括
命题 考向突破
考向1 组成细胞的元素和化合物
1.(多选)(2025·河北唐山模拟)重庆沱茶于1953年开始生产,属上乘紧压茶,茶叶中含元素锰、锌、硒、维生素及茶多酚等物质。下列有关茶叶的说法,错误的是( )
A.锰是一种微量元素,含量少但对生物体非常重要
B.新鲜茶叶细胞中含有的微量元素中,除锰、锌等元素外,还含有镁
C. 新鲜茶叶细胞中的元素主要以离子的形式存在
D. 新鲜茶叶细胞中含量最多的化合物是水
BC
解析: 锰是一种微量元素,微量元素虽然含量少,但对生物体非常重
要,A正确;镁是大量元素,B错误;细胞内的元素主要是以化合物形式存在,C错误;新鲜茶叶细胞中含量最多的化合物是水,含量最多的有机化合物是蛋白质,D正确。
考向2 细胞中的水
2.(2024·浙江1月卷)下列不属于水在植物生命活动中作用的是( )
A.物质运输的良好介质
B.保持植物枝叶挺立
C.降低酶促反应活化能
D.缓和植物温度变化
C
解析:自由水可以自由流动,是细胞内物质运输的良好介质,A不符合题意;水可以保持植物枝叶挺立,B不符合题意;降低酶促反应活化能的是酶,水不具有此功能,C符合题意;水的比热容较大,能缓和植物温度的变化,D不符合题意。
3.(2025·八省联考陕西卷)水是影响植物功能的关键因素之一。下列叙述错误的是( )
A.结合水与自由水比值升高可提高植物耐旱耐寒能力
B.水能为光合作用生成的还原型辅酶Ⅰ(NADH)提供氢
C.水是良好的溶剂,有利于营养物质在植物体内的运输
D.水分子以自由扩散或协助扩散方式进出植物根毛细胞
B
解析:结合水与自由水比值升高,植物的抗逆性增强,即耐旱耐寒能力增强,A正确;水能为光合作用生成的还原型辅酶Ⅱ(NADPH)提供氢,B错误;水是良好的溶剂,具有物质运输等功能,C正确;水的运输方式是自由扩散和协助扩散,D正确。
考向3 细胞中的无机盐
4.(2022·全国甲卷)钙在骨骼生长和肌肉收缩等过程中发挥重要作用。晒太阳有助于青少年骨骼生长,预防老年人骨质疏松。下列叙述错误的是
( )
A.细胞中有以无机离子形式存在的钙
B.人体内Ca2+可以自由通过细胞膜的磷脂双分子层
C.适当补充维生素D可以促进肠道对钙的吸收
D.人体血液中钙离子浓度过低易出现抽搐现象
B
解析:细胞中有以无机离子形式存在的钙,也有以化合物形式存在的钙,A正确;人体内Ca2+不能自由通过细胞膜的磷脂双分子层,需要载体蛋白协助,B错误;维生素D能有效地促进人体肠道对钙和磷的吸收,故适当补充维生素D可以促进肠道对钙的吸收,C正确;哺乳动物的血液中必须含有一定量的Ca2+,Ca2+的浓度过低会出现抽搐等症状,D正确。
5.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。农作物吸收氮元素的主要形式有铵态氮(N)和硝态氮(N)。已知作物甲对同一种营养液(以硝酸铵为唯一氮源)中N和N的吸收具有偏好性(N和N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: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N和N的剩余量。
预期结果和结论:若营养液中N剩余量小于N剩余量,则说明作物甲偏好吸收N;若营养液中N剩余量小于N剩余量,则说明作物甲偏好吸收N。
糖类和脂质的种类及作用
考点二
归纳 必备知识
1.细胞中的糖类
(1)组成元素:一般由__________元素构成。
(2)分类与功能
C、H、O
五碳糖
二糖
糖原
麦芽糖
纤维素
糖原
纤维素
糖原
葡萄糖
多糖
归纳 必备知识
教材拾遗
(1)(必修1 P24“旁栏思考”)糖尿病病人的饮食受到严格的限制,受限制的并不仅仅是有甜味的糖,米饭和馒头等主食也都需定量摄取,原因是米饭和馒头等主食富含淀粉,淀粉经消化分解后可以生成葡萄糖。
(2)(必修1 P24图2-3拓展)多糖中的淀粉、糖原、纤维素有相同的组成单位,功能却相差很大,其原因是它们构成的分子结构不同,结构决定功能。
2.细胞中的脂质
C、H、O
脂肪酸
甘油
甘油
三酯
储能
保温
缓冲
C、H 、 O、N、P
磷酸
细胞膜
C、H、O
细胞膜
生殖器官
维生素D
钙和磷
归纳 必备知识
3.细胞中糖类与脂质的关系
(1)糖类可以大量转化为______,如家禽、家畜用谷类育肥。
(2)脂肪不能大量转化为糖类,一般只在糖类供能_____时,才会分解供能。
脂肪
不足
归纳 必备知识
1.糖类只由C、H、O三种元素组成。( )
2.几丁质能与溶液中的重金属离子有效结合,因此可用于废水处理。 ( )
3.不饱和脂肪酸的熔点较低,不容易凝固。 ( )
4.磷脂是所有细胞必不可少的脂质,是由甘油、脂肪酸和磷酸等所组成的分子。 ( )
5.胆固醇存在于所有细胞中,是组成细胞和生物体的重要有机化合物。
( )
×
√
√
√
×
错漏诊断
深研 核心问题
1.如图表示糖类的化学组成和种类,回答下列问题。
(1)①②③依次代表什么?它们均可继续水解吗?
提示:
①②③依次代表单糖、二糖、多糖。单糖不可继续水解,二糖和多糖可以继续水解。
深研 核心问题
(2)④⑤分别代表什么物质?二者均能储存能量吗?
提示:
1.如图表示糖类的化学组成和种类,回答下列问题。
④⑤分别为纤维素、肌糖原。肌糖原可储存能量,可作为储能物质,纤维素是植物细胞壁的主要成分,不储存能量。
深研 核心问题
(3)既然人类很难消化纤维素,为什么一些科学家还将纤维素等其他糖类称为人类的“第七类营养素”呢?
提示:
1.如图表示糖类的化学组成和种类,回答下列问题。
膳食纤维能够促进胃肠的蠕动和排空,使排便通畅,减少患大肠癌的机会;还有利于降低过高的血脂和血糖等,从而有利于维护心脑血管的健康、预防糖尿病、维持正常体重等。
深研 核心问题
2.蓖麻种子的胚乳呈白色,脂肪含量占种子总质量的70%。为探究该植物种子萌发过程中的物质变化,某研究小组将种子置于温度、水分(蒸馏水)、通气等条件均适宜的黑暗环境中培养,定期检查萌发种子(含幼苗)的脂肪、蔗糖、葡萄糖的含量和干重变化,结果如图所示。据图回答下列问题。
(1)种子中储存的脂肪大多含有哪种脂肪酸?
提示:
(2)据图可知,导致种子萌发初期干重增加的主要元素是什么?请从脂肪和糖类的元素组成及比例角度分析其原因。
提示:
不饱和脂肪酸。
种子萌发初期干重增加的主要元素是氧元素。原因是脂肪不断转变成糖类等,而糖类分子中氧的含量远高于脂肪。
深研 核心问题
2.蓖麻种子的胚乳呈白色,脂肪含量占种子总质量的70%。为探究该植物种子萌发过程中的物质变化,某研究小组将种子置于温度、水分(蒸馏水)、通气等条件均适宜的黑暗环境中培养,定期检查萌发种子(含幼苗)的脂肪、蔗糖、葡萄糖的含量和干重变化,结果如图所示。据图回答下列问题。
(3)相比于淀粉类作物种子,种植油料作物种子时要播种浅一些还是深一些?为什么?
提示:
要播种浅一些。因为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相比,氧化分解时,需要的O2多,产生的H2O多,脂肪释放的能量更多。
种子形成和萌发过程中糖类和脂质的变化
淀粉类作物种子(如小麦、
玉米) 油料作物种子(如大豆、
蓖麻)
种子形成时 可溶性糖(还原糖)→淀粉 糖类→脂肪
种子萌发时 淀粉→可溶性糖(还原糖) 脂肪→甘油、脂肪酸→糖类
归纳提升
(1)种子形成时,光合作用产物的输入导致其干重增加。
(2)种子萌发时,吸收水分导致其鲜重增加,非油料作物的种子由于只进行细胞呼吸干重减少,油料作物种子萌发初期干重有所增加(是因为脂肪转化为糖类的过程中增加了氧元素),然后再减少。
命题 考向突破
考向1 糖类及脂质的种类和作用
1.下列有关细胞中元素与化合物的叙述,正确的是( )
A.脂肪酸、淀粉和几丁质的组成元素都是C、H、O
B.发芽小麦中麦芽糖经水解可产生葡萄糖
C.组成糖原的单体没有多样性,神经纤维的主要成分是纤维素
D.纤维素在人体内可被消化成能直接吸收的葡萄糖
B
解析:脂肪酸、淀粉的组成元素都是C、H、O,几丁质的组成元素还含有N,A错误;发芽小麦中的麦芽糖是二糖,经水解可产生葡萄糖,B正确;组成糖原的单体是葡萄糖,没有多样性,纤维素是细胞壁的主要成分,C错误;人体内缺乏分解纤维素的酶,故纤维素在人体内不能被消化吸收,D错误。
2.下列关于脂质的叙述,正确的是( )
A.磷脂由C、H、O、P四种元素组成,是构成细胞膜的主要成分
B.若脂肪酸的长链中碳原子都以单键连接,这种脂肪酸就是不饱和脂
肪酸
C.企鹅体内的脂肪有减少热量散失、维持体温相对稳定的作用
D.磷脂水解的终产物只有甘油、磷酸及其衍生物
C
解析:磷脂由C、H、O、N、P五种元素组成,A错误;若脂肪酸的长链中碳原子都以单键连接,这种脂肪酸就是饱和脂肪酸,B错误;脂肪是一种很好的绝热体,企鹅体内的脂肪有减少热量散失、维持体温相对稳定
的作用,C正确;磷脂水解的终产物是甘油、脂肪酸、磷酸及其衍生物,
D错误。
3.(2023·湖北卷)维生素D3可以从牛奶、鱼肝油等食物中获取,也可在阳光下由皮肤中的7⁃脱氢胆固醇转化而来,活化维生素D3可以促进小肠和肾小管等部位对钙的吸收。研究发现,肾脏合成和释放的羟化酶可以促进维生素D3的活化。下列叙述错误的是( )
A.肾功能下降可导致机体出现骨质疏松
B.适度的户外活动,有利于少年儿童的骨骼发育
C.小肠吸收钙减少可导致细胞外液渗透压明显下降
D.肾功能障碍时,补充维生素D3不能有效缓解血钙浓度下降
C
解析:由于肾脏合成和释放的羟化酶可以促进维生素D3的活化,所以肾功能下降会导致维生素D3的活化受阻,进而小肠和肾小管等部位对钙的吸收减少,导致机体出现骨质疏松,A正确;因为阳光下皮肤中可以进行维生素D3的转化,进而促进对钙的吸收,因此适度的户外活动,有利于少年儿童的骨骼发育,B正确;细胞外液渗透压主要来源于钠离子和氯离子,小肠吸收钙减少并不会导致细胞外液渗透压明显下降,C错误;肾功能障碍时,维生素D3的活化受阻,只有活化的维生素D3才能促进钙的吸收,因此补充维生素D3不能有效缓解血钙浓度下降,D正确。
考向2 糖类和脂质的相互转化
4.(多选)如图是人体内葡萄糖转化成脂肪的部分过程示意图。下列有关叙述不正确的是( )
A.葡萄糖和脂肪的元素组成有所不同
B.长期偏爱高糖膳食的人,图示过程会加强,从而导致体内脂肪积累
C.若物质X能与脂肪酸结合生成脂肪,则X代表甘油
D.糖类可以转化为脂肪,脂肪不能转化为糖类
AD
解析: 葡萄糖和脂肪的元素组成都是C、H、O,它们的元素组成相同,A错误;由题图可知,葡萄糖可以转化为脂肪,故长期偏爱高糖膳食的人,图示过程会加强,从而导致体内脂肪积累,B正确;脂肪是由甘油和脂肪酸发生反应而形成的酯,若物质X能与脂肪酸结合生成脂肪,则X代表甘油,C正确;糖类在供应充足的情况下,可以大量转化为脂肪,脂肪一般只在糖类供能不足时,才会分解供能,而且不能大量转化为糖类,D错误。
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
考点三
归纳 必备知识
1.检测原理
某些化学试剂能使生物组织中的相关化合物产生特定的__________。
(1)还原糖的检测:还原糖+斐林试剂 ___________。
(2)脂肪的检测:脂肪+苏丹Ⅲ染液 ________。
(3)蛋白质的检测:蛋白质+____________ 紫色。
颜色反应
砖红色沉淀
橘黄色
双缩脲试剂
2.实验步骤与结论
(1)还原糖的检测
白色
刚配制的
斐林试剂
砖红
色沉淀
或近于白色
归纳 必备知识
(2)脂肪的检测
体积分数为50%的酒精溶液
归纳 必备知识
(3)蛋白质的检测
A 液
B 液
紫色
归纳 必备知识
3.斐林试剂与双缩脲试剂的“一同、三不同”
归纳 必备知识
命题 考向突破
1.(2025·河南名校联盟)下列关于实验的叙述,错误的是( )
A.高倍镜下可以观察到花生子叶中被染色的脂肪颗粒
B.取成熟香蕉匀浆,用斐林试剂检测还原糖可以出现特定颜色
C.用碘液检测淀粉可以产生特定颜色
D.检测氨基酸的含量可以用双缩脲试剂进行鉴定
D
解析:花生子叶中的脂肪经苏丹Ⅲ染液染色后,可以在高倍镜下观察到花生子叶中被染成橘黄色的脂肪颗粒,A正确;成熟香蕉含有丰富的还原糖,且接近白色,取成熟香蕉匀浆,用斐林试剂检测还原糖可出现砖红色,B正确;用碘液检测淀粉可产生蓝色,C正确;氨基酸中不含肽键,不能与双缩脲试剂反应生成紫色,故检测氨基酸的含量不能用双缩脲试剂进行显色,D错误。
2.(2022·重庆卷)在一定条件下,斐林试剂可与葡萄糖反应生成砖红色沉淀,去除沉淀后的溶液蓝色变浅,测定其吸光值可用于计算葡萄糖含量。如表是用该方法检测不同样本的结果。下列叙述正确的是( )
样本 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥
吸光值 0.616 0.606 0.595 0.583 0.571 0.564
葡萄糖含量/(mg·mL-1) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
A.斐林试剂与样本混合后立即生成砖红色沉淀
B.吸光值与样本的葡萄糖含量有关,与斐林试剂的用量无关
C.若某样本的吸光值为0.578,则其葡萄糖含量大于0.4(mg·mL-1)
D.在一定范围内葡萄糖含量越高,反应液去除沉淀后蓝色越浅
答案:D
解析:斐林试剂可用于鉴定还原糖,在50~65 ℃水浴加热的条件下,会生成砖红色沉淀,A错误;吸光值与溶液的浓度有关,故与样本的葡萄糖含量和斐林试剂的用量均有关,B错误;由表格内容可知,葡萄糖含量越高,吸光值越小,若某样本的吸光值为0.578,则其葡萄糖含量小于0.4(mg·mL-1),即葡萄糖含量在0.3~0.4(mg·mL-1),C错误;在一定范围内葡萄糖含量越高,生成的砖红色沉淀(氧化亚铜)越多,反应液去除沉淀后的溶液中游离的Cu2+越少,则蓝色越浅,D正确。
3.种子主要的储藏物质有淀粉(糖类)、脂肪和蛋白质等,这些物质是种子萌发和幼苗生长必备的。如图为三种种子的化学成分及含量示意图,回答下列问题。
(1)以上三种种子中最宜选用_____种子检验细胞中的脂肪颗粒,判断的依据是_______________________,_____(填“需要”或“不需要”)使用显微镜。
(2)种子中不含还原糖,若要鉴定种子萌发过程中是否会形成可溶性还原糖,请写出验证这一结论的实验思路和预期实验结果。
花生
花生中含量最多的是脂肪
需要
答案: 实验思路:取等量种子,均分为甲、乙两组,甲组不做处理,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。
真题 演练感悟
2
3
1
4
1.(2024·贵州卷)种子萌发形成幼苗离不开糖类等能源物质,也离不开水和无机盐。下列叙述正确的是( )
A.种子吸收的水与多糖等物质结合后,水仍具有溶解性
B.种子萌发过程中糖类含量逐渐下降,有机物种类不变
C.幼苗细胞中的无机盐可参与细胞构建,水不参与
D.幼苗中的水可参与形成NADPH,也可参与形成NADH
D
2
3
1
4
解析:种子吸收的水与多糖等物质结合后,这部分水为结合水,失去了溶解性,A错误;种子萌发过程中糖类含量逐渐下降,有机物种类增加,B错误;水也参与细胞构成,如结合水是细胞的重要组成部分,C错误;幼苗中的水在光合作用中可参与形成NADPH,在有氧呼吸第二阶段可参与生成NADH,D正确。
2
3
1
4
2.(2024·甘肃卷)甘肃陇南的“武都油橄榄”是中国国家地理标志产品,其果肉呈黄绿色,子叶呈乳白色,均富含脂肪。由其生产的橄榄油含有丰富的不饱和脂肪酸,可广泛用于食品、医药和化工等领域。下列叙述错误的是( )
A.不饱和脂肪酸的熔点较低,不容易凝固,橄榄油在室温下通常呈液态
B.苏丹Ⅲ染液处理油橄榄子叶,在高倍镜下可观察到橘黄色的脂肪颗粒
C.油橄榄种子萌发过程中有机物的含量减少,有机物的种类不发生变化
D.脂肪在人体消化道内水解为脂肪酸和甘油后,可被小肠上皮细胞吸收
C
2
3
1
4
解析:植物脂肪大多含有不饱和脂肪酸,不饱和脂肪酸的熔点较低,不容易凝固,橄榄油含有丰富的不饱和脂肪酸,在室温下通常呈液态,A正确;油橄榄子叶富含脂肪,脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色,因此在高倍镜下可观察到橘黄色的脂肪颗粒,B正确;油橄榄种子萌发过程中由于细胞呼吸的消耗,有机物的总量减少,但由于发生了有机物的转化,故有机物的种类增多,C错误;脂肪是由三分子脂肪酸与一分子甘油发生反应而形成的酯,脂肪在人体消化道内水解为脂肪酸和甘油后,可被小肠上皮细胞吸收,D正确。
2
3
1
4
3.(2023·新课标卷)葡萄糖是人体所需的一种单糖。下列关于人体内葡萄糖的叙述,错误的是( )
A.葡萄糖是人体血浆的重要组成成分,其含量受激素的调节
B.葡萄糖是机体能量的重要来源,能经自由扩散通过细胞膜
C.血液中的葡萄糖进入肝细胞可被氧化分解或转化为肝糖原
D.血液中的葡萄糖进入人体脂肪组织细胞可转变为甘油三酯
B
2
3
1
4
解析:葡萄糖是人体血浆的重要组成成分,血液中的糖称为血糖,血糖含量受胰岛素、胰高血糖素等激素的调节,A正确;葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质,是机体能量的重要来源,葡萄糖通过细胞膜进入红细胞的方式是协助扩散,进入其他细胞的方式一般为主动运输,B错误;血糖浓度升高时,在胰岛素作用下,血糖进入组织细胞进行氧化分解,进入肝、肌肉合成糖原,进入脂肪组织细胞转变为甘油三酯,C、D正确。
2
3
1
4
4.(2023·天津卷)瘿蜂是果蝇类害虫的寄生蜂,其幼蜂在正常寄主体内能正常发育并羽化为成蜂,且杀死寄主;但在肠道无菌的寄主体内无法发育至成蜂。
(1)在无菌寄主肠道引入不同种细菌,记录幼蜂寄生后的羽化率,结果如图。可知,同时引入四种细菌显著提高了幼蜂羽化率。比较第_______ 列数据,可知在醋酸杆菌存在时,另外三种细菌中的_________可以进一步提高幼蜂羽化率。
3~6
芽孢杆菌
2
3
1
4
醋酸杆菌 - + + + + +
芽孢杆菌 - + - + - -
红球菌 - + - - + -
噬几丁质菌 - + - - - +
注:+表示引入,-表示未引入。
2
3
1
4
解析:由图可知,第1列未引入四种细菌,幼蜂的羽化率最低;第2列同时引入四种细菌,幼蜂的羽化率最高;第3~6列均引入了醋酸杆菌,在此基础上对比分析发现,引入芽孢杆菌的幼蜂羽化率高于引入红球菌或噬几丁质菌,且引入红球菌或噬几丁质菌的幼蜂羽化率均低于只引入醋酸杆
菌。可推知在醋酸杆菌存在时,另外三种细菌中的芽孢杆菌可进一步提高幼蜂羽化率。
2
3
1
4
(2)①正常寄主被幼蜂寄生后,胰岛素样肽基因的转录水平上升,体内脂质含量增加。果蝇的胰岛素样肽具有和哺乳动物胰岛素类似的生理作用,可能促进_____物质转化合成脂质,也可能抑制脂质降解。
②研究发现,正常寄主被幼蜂寄生后,脂肪酶活性受到抑制,说明幼蜂通过
__________________ 而使寄主积累脂质,满足幼蜂的生长发育。
③为进一步研究正常寄主被幼蜂寄生后,脂质合成是否受影响,还需进行的实验是_____________________________________________________
___________________________________________。
糖类
抑制寄主脂质降解
比较寄生与非寄生情况下,正常寄主脂质合成相关酶活性(使
用酶基因敲除、酶抑制剂等合理实验设计均可)
2
3
1
4
解析: ①哺乳动物胰岛素的作用是促进血糖进入组织细胞进行氧化分解,进入肝和骨骼肌细胞合成糖原,进入脂肪和肝细胞转变为甘油三酯等。而果蝇的胰岛素样肽具有和哺乳动物胰岛素类似的生理作用,可能促进糖类物质转化合成脂质。
②正常寄主被幼蜂寄生后,脂肪酶活性受到抑制,则其对脂质的分解能力降低。联系①中“可能抑制脂质降解”信息,推测幼蜂通过抑制寄主脂质降解而使寄主积累脂质,满足幼蜂的生长发育。
2
3
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③若进一步研究正常寄主被幼蜂寄生后脂质合成是否受影响,至少有两种实验设计思路:一是直接检测,即在寄生与非寄生影响下,对正常寄主脂质合成相关酶活性进行测定并比较;二是间接检测,即先使用脂肪酶抑制剂处理寄主,再在寄生与非寄生情况下,分别测定寄主体内总脂质含量,即可分析出脂质合成是否受到影响(寄主脂肪酶基因敲除的实验设计思路相似)。
课时 巩固提高
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一、单项选择题
1.(2025·湖北武汉模拟)“巨型稻”平均株高2米,茎秆粗壮、穗大粒多、产量高,富含K、Ca、Zn、Mg等营养元素。下列相关叙述正确的是 ( )
A.K、Zn是组成“巨型稻”细胞的微量元素
B.“巨型稻”中的元素都可以在无机自然界中找到
C.“巨型稻”和普通稻的细胞中元素种类差别很大
D.构成“巨型稻”细胞的化合物中淀粉的含量最高
B
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解析:K是组成“巨型稻”细胞的大量元素,A错误;生物体中的元素都可以在无机自然界中找到,没有一种是特有的,体现了生物界与非生物界的统一性,B正确;“巨型稻”和普通稻的细胞中元素种类大体相同,但含量可能会有差异,C错误;构成“巨型稻”细胞的化合物中含量最高的是水,D错误。
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2.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部分
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
C
解析:细胞的有氧呼吸第二阶段消耗水,第三阶段产生水,C错误。
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3.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.适当补充I-,可以预防缺碘引起的甲状腺功能减退症
B.Mg2+存在于叶绿体的类胡萝卜素中
C.血液中Ca2+含量过低,人体易出现肌肉抽搐
D.HC对体液pH起着重要的调节作用
B
解析:碘是组成甲状腺激素的重要元素,因此适当补充I-,可预防缺碘引起的甲状腺功能减退症,A正确;Mg2+存在于叶绿体的叶绿素中,类胡萝卜素中不含Mg2+,B错误;血液中Ca2+含量过低,人体易出现肌肉抽搐,C正确;
HC对体液pH起着重要的调节作用,属于缓冲物质,D正确。
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4.下列关于“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”实验的分析,错误的是( )
A.斐林试剂与苹果匀浆水浴加热生成砖红色沉淀,说明苹果匀浆中含有还原糖
B.含糖量较高的生物材料,用斐林试剂检测后不一定呈现明显的砖红色
C.检测花生子叶中的脂肪时,直接用高倍镜就可以观察到清晰的脂肪颗粒
D.高温处理后变性的蛋白质也可以与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应
C
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解析:还原糖与斐林试剂在50~65 ℃水浴加热的条件下产生砖红色沉淀,因此斐林试剂与苹果匀浆水浴加热生成砖红色沉淀,说明苹果匀浆中含有还原糖,A正确;斐林试剂用于检测还原糖,含糖量较高的生物材料若所含的糖为非还原糖,则用斐林试剂检测后不会呈现砖红色,B正确;检测花生子叶中的脂肪时,需在低倍镜下找到花生子叶的最薄处,并将其移至视野中央,将物像调节清晰,再换高倍镜观察,可观察到被染成橘黄色的脂肪颗粒,C错误;蛋白质经高温变性后空间结构被破坏,但肽键不发生改变,仍能与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应,D正确。
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5.肝细胞内的甘油三酯、磷脂和胆固醇等质量超过肝质量的5%,或在组织学上肝细胞50%以上有脂肪变性时,称为脂肪肝。脂肪肝属于可逆性疾病,其发病与个人生活习惯有关,早期诊断、及时治疗并调整生活习惯可恢复健康。下列叙述不正确的是( )
A.磷脂是肝细胞必不可少的组成成分
B.人体适量摄入胆固醇有利于血液中脂质的运输
C.甘油三酯、磷脂和胆固醇均属于脂肪
D.合理膳食及适度运动有助于脂肪肝病人康复
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解析:磷脂是生物膜的组成成分,是肝细胞必不可少的组成成分,A正确;人体适量摄入胆固醇有利于血液中脂质的运输,B正确;甘油三酯即脂肪,磷脂和胆固醇都不属于脂肪,C错误;合理膳食及适度运动有助于脂肪肝病人康复,D正确。
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6.油菜种子在形成和萌发过程中糖类和脂肪的变化曲线如图。下列分析正确的是( )
A.种子形成过程中,甜味逐渐变淡是因为大量可溶性糖氧化分解供能
B.种子萌发时脂肪转变为可溶性糖,说明所有细胞中的脂肪均可以大量转化糖
C.种子萌发过程中细胞代谢增强,细胞中结合水的相对含量上升
D.种子萌发初期,有机物的总量减少,有机物的种类增多
D
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解析:种子形成过程中甜味逐渐变淡是因为大量可溶性糖转变为脂肪,A错误;种子萌发过程中,脂肪大量转变为可溶性糖,而在人体内,脂肪不能大量转化为糖类,B错误;随种子萌发天数的增加,细胞代谢增强,自由水含量增多,细胞中结合水的相对含量下降,C错误;由于种子萌发初期不能进行光合作用,故萌发过程中有机物总量减少;脂肪可转化为其他的可溶性糖,使有机物种类增多,D正确。
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7.(2025·安徽合肥模拟)平衡膳食是指选择多种食物,经过适当搭配做出的膳食,能满足人体对能量及各种营养素的需求。而不同食物的营养素不同,动物性食物、豆类含丰富的优质蛋白质;蔬菜、水果含维生素、无机盐及微量元素较多;谷类、薯类和糖类含碳水化合物较多;食用油含脂肪丰富。下列说法正确的是( )
A.平衡膳食中的单糖和二糖可被人体直接吸收并部分转化成脂肪
B.人体摄入大量糖类后,糖类可在人体中转化成甘油三酯
C.胆固醇可以导致动脉硬化,平衡膳食中不能含有胆固醇
D.肥胖患者通过控制饮食保持能量平衡,可有效减轻体重
B
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解析:二糖不能被人体直接吸收,需要被分解为单糖才能被吸收并利用,A错误;细胞中的糖类和脂质是可以相互转化的,大量食用糖类物质后,糖类可以转化成甘油三酯(脂肪),B正确;胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分,在人体内还参与血液中脂质的运输,平衡膳食中应添加适量的胆固醇,C错误;控制饮食保持能量平衡可以有效控制体重,但不一定能有效减轻体重,D错误。
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8.酵母菌细胞中含有海藻糖,是由两个葡萄糖结合而成的二糖,其结构稳定,能帮助酵母菌度过不良环境。在环境适宜的情况下,葡萄糖的代谢产物G⁃6⁃P可抑制海藻糖的合成,同时细胞会降解已经存在的海藻糖。下列有关说法错误的是( )
A.处于休眠状态下的酵母菌细胞中G⁃6⁃P的含量会减少
B.海藻糖的水解产物会与斐林试剂在一定条件下反应生成砖红色沉淀
C.正常生活状态下酵母菌细胞中海藻糖含量增加有利于能源的储备
D.处在不良环境下的酵母菌细胞内自由水与结合水的比例将会降低
C
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解析:海藻糖增多能帮助酵母菌度过不良环境,而G⁃6⁃P可抑制海藻糖的合成,故处于休眠状态下的酵母菌细胞中G⁃6⁃P的含量会减少,A正确;海藻糖是由两个葡萄糖结合而成的二糖,其水解产物葡萄糖(还原糖)与斐林试剂在一定条件下反应生成砖红色沉淀,B正确;根据题干信息“在环境适宜的情况下,葡萄糖的代谢产物G⁃6⁃P可抑制海藻糖的合成,同时细胞会降解已经存在的海藻糖”,说明正常生活状态下酵母菌细胞中海藻糖含量下降有利于能源的储备,C错误;处在不良环境下的酵母菌细胞代谢减慢,故其细胞内自由水与结合水的比例将会降低,D正确。
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9.(2023·北京卷)运动强度越低,骨骼肌的耗氧量越少。如图表示在不同强度体育运动时,骨骼肌消耗的糖类和脂类的相对量。对这一结果正确的理解是( )
A.低强度运动时,主要利用脂肪酸供能
B.中等强度运动时,主要供能物质是血糖
C.高强度运动时,糖类中的能量全部转变为ATP
D.肌糖原在有氧条件下才能氧化分解提供能量
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解析:由图可知,当运动强度较低时,主要利用脂肪酸供能,A正确;由图可知,中等强度运动时,主要供能物质是肌糖原,其次是脂肪酸,B错误;高强度运动时,糖类中的能量大部分以热能的形式散失,少部分转变为ATP,C错误;高强度运动时,机体同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,肌糖原在有氧条件和无氧条件下均能氧化分解提供能量,D错误。
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二、多项选择题
10.下列有关水的说法, 正确的是( )
A.水是极性分子,使得带有正电荷或负电荷的分子或离子都容易与水结合
B.水分子间形成的氢键可以不断地断裂,又可以不断形成,使水在常温下能够维持液体状态,具有流动性
C.由于氢键的存在,水具有较低的比热容,意味着水的温度相对容易发生改变
D.细胞内的结合水主要与蛋白质、多糖等物质结合而失去流动性和溶解性
ABD
解析:水具有较高的比热容,使水的温度相对不容易发生改变,C错误。
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11.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。下列说法不正确的是( )
A.纤维素的基本组成单位是葡萄糖
B.曲线乙表示品系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
BD
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解析:纤维素属于多糖,其基本组成单位是葡萄糖,A正确;由题意可知,品系F的SUT表达水平高,蔗糖经膜蛋白SUT转运进入纤维细胞的量较大,故曲线甲表示品系F纤维细胞中的蔗糖含量,B错误;由题意可知,普通品系膜蛋白SUT表达水平低,故15~18天蔗糖才被水解,之后参与纤维素的合成,细胞中蔗糖含量降低,曲线乙下降,C正确;由题图可知,提高SUT表达水平会使纤维细胞的加厚期提前,D错误。
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12.脂肪水解后经氧化作用可转化为糖类,脂肪组织的快速生长会导致O2供应不足,进而引起脂肪细胞的堆积。下列关于脂肪的叙述,正确的是
( )
A.脂肪和糖类之间的转化程度有明显的差异
B.脂肪和糖类都是生物体利用的主要能源物质
C.脂肪转化为糖类后干重增加与氧元素增加有关
D.脂肪由两分子脂肪酸与一分子甘油发生反应形成
AC
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解析:糖类充足时可大量转化为脂肪,脂肪只有在糖类供能不足时才能转变成糖类,而且不能大量转化,A正确;脂肪是良好的储能物质,糖类是主要的能源物质,B错误;脂肪转化为糖类的过程中,首先水解成甘油和脂肪酸,该过程中需要消耗水,然后甘油和脂肪酸再发生转化,可见,转化后干重增加与氧元素增加有关,C正确;脂肪是由三分子脂肪酸与一分子甘油发生反应形成的酯,D错误。
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三、非选择题
13.(2025·湖南长沙模拟)肥胖对健康的影响引起社会的广泛关注,研究人员对肥胖的成因进行了相关的研究(如图所示),请回答以下问题。
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(1)脂肪是人体细胞良好的_____物质,可用________染液鉴定,鉴定时使用体积分数为50%的酒精的目的是_________,最终会呈现_____色。脂肪主要通过饮食摄入,也可以由糖类转化而来。
储能
苏丹Ⅲ
洗去浮色
橘黄
解析:脂肪是人体细胞良好的储能物质,可用苏丹Ⅲ染液鉴定,鉴定时使用体积分数为50%的酒精的目的是洗去浮色,最终会呈现橘黄色。脂肪主要通过饮食摄入,也可以由糖类转化而来。
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(2)科研人员选取同龄且健康的A、B、C三个品系的小鼠,每个品系分为对照组和实验组,现有等量的高脂饲料和常规饲料,对照组应饲喂等量的
_____饲料,实验组饲喂等量的_____饲料,接着,在适宜环境中饲养8周,禁食12 h后检测____________相对值(反映小鼠的肥胖程度),结果如图甲所示。三个品系小鼠中,最适宜作为肥胖成因研究对象的是___品系小鼠。
常规
高脂
脂肪细胞体积
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解析: 科研人员选取同龄且健康的A、B、C三个品系小鼠,根据实验设计的对照原则可知,将每个品系分为对照组和实验组;根据等量原则和对照原则分析可知,对照组和实验组的处理分别是饲喂等量的常规饲料(对照组)和等量的高脂饲料(实验组),无关变量相同且适宜,衡量指标(因变量)为脂肪细胞体积相对值。根据实验结果可知,三个品系小鼠中,A品系小鼠实验组的脂肪细胞体积相对值最大,且对照组与实验组该相对值的差值最大,即最适宜作为肥胖成因研究对象。
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(3)检测上述所选品系小鼠细胞内与脂肪代谢相关酶的含量,结果如图乙所示,图中HSL、ATGL和TGH分别代表激素敏感脂肪酶、脂肪甘油三酯酶和甘油三酯水解酶。据图乙推测,小鼠肥胖的原因可能是其细胞内
____________________________________________的含量明显低于正常鼠,影响了脂肪的利用与转化。
HSL和ATGL(激素敏感脂肪酶和脂肪甘油三酯酶)
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解析: 检测上述所选品系小鼠(即A品系小鼠)细胞内与脂肪代谢相关酶的含量,结果如图乙,结果显示,肥胖小鼠体内HSL(激素敏感脂肪酶)和ATGL(脂肪甘油三酯酶)含量明显低于对照组,据此推测小鼠肥胖的原因可能是其细胞内HSL和ATGL(激素敏感脂肪酶和脂肪甘油三酯酶)的含量明显低于正常鼠,影响了脂肪的利用与转化。
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