内容正文:
核心素养测评
二 细胞中的元素和化合物
(25分钟 32分)
【基础过关练】
1.(2分)富营养化水体中,藻类是吸收磷元素的主要生物,下列说法正确的是( )
A.磷是组成藻类细胞的微量元素
B.磷是构成藻类生物膜的必要元素
C.藻类的ATP和淀粉都是含磷化合物
D.植物缺少磷元素会导致叶绿素无法合成
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【解析】选B。微量元素可通过下表进行区分:
铁 猛 碰 新 木 桶
Fe Mn B Zn Mo Cu
P(磷)属于大量元素,不属于微量元素,A错误;藻类生物膜主要由磷脂和蛋白质组成,而磷脂分子含有磷元素,因此磷元素是构成藻类生物膜的必要元素,B正确;ATP含有C、H、O、N、P五种元素,而淀粉属于糖类,只有C、H、O三种元素,不含有磷元素,C错误;叶绿素的元素组成是C、H、O、N、Mg,不含有磷元素,D错误。
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2.(2分)(2025·荆门模拟)下图表示细胞中几种化学元素与相应化合物之间的关系,其中①③④代表单体。下列叙述正确的是( )
A.若⑤具有催化作用,则①可与双缩脲试剂反应显紫色
B.若②具有保温、缓冲和减压作用,则②比同质量的多糖彻底氧化产能多
C.若⑥主要分布在细胞核,则③中不含单糖
D.若⑦是植物细胞壁的主要成分,则④只存在于植物细胞中
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【解析】选B。若⑤具有催化作用,则⑤是酶,且⑤不含P,则⑤一定是蛋白质;①是氨基酸,①不能与双缩脲试剂反应显紫色,双缩脲试剂鉴定的是含有2个或2个以上肽键的化合物,A错误;若②具有保温、缓冲和减压作用,则②是脂肪,脂肪含H量高于糖,O比糖少,同等质量的脂肪比多糖彻底氧化产能多,B正确。若⑥主要分布在细胞核,则⑥是DNA,③是脱氧核苷酸,则③中含的单糖是脱氧核糖,C错误;若⑦是植物细胞壁的主要成分,则⑦是纤维素,④是葡萄糖,葡萄糖存在于动、植物细胞中,D错误。
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【方法规律】判断化合物的种类和功能的三种依据
元素
组成
特征
元素
代谢
产物
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3.(2分)(2025·晋陕青宁适应性演练)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
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【解析】选B。结合水是细胞结构的重要组成成分,自由水与结合水的比值越大,细胞代谢活动越旺盛,抗逆性越差,而结合水与自由水比值升高可提高植物耐旱耐寒能力,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,有利于营养物质在植物体内的运输,C正确;水分子以自由扩散或协助扩散(水通道蛋白)方式进出植物根毛细胞,D正确。
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【知识纵横】归纳概括与水相关的知识点
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4.(2分)(2025·河南适应性演练)中国的饮食文化源远流长。某传统美食口味独特,配料丰富(有海带、面筋、粉条和香油等)。下列叙述错误的是( )
A.海带中的碘元素可用于合成甲状腺激素
B.香油中的不饱和脂肪酸可用于合成磷脂
C.面筋中的蛋白质变性后生物活性丧失但理化性质不变
D.粉条中的淀粉彻底水解后可产生合成糖原的基本单位
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【解析】选C。碘是合成甲状腺激素的原料之一,海带中的碘元素被吸收后可以用于合成甲状腺激素,A正确;香油中含有不饱和脂肪酸,而磷脂水解的产物是甘油、脂肪酸、磷酸及其衍生物,所以香油中的不饱和脂肪酸能用于合成磷脂分子,其实,磷脂与脂肪的不同之处在于甘油的一个羟基不是与脂肪酸结合成酯,而是与磷酸及其他衍生物结合,B正确;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。故面筋中的蛋白质变性后会导致其生物活性丧失和理化性质改变,C错误;淀粉彻底水解后形成葡萄糖,葡萄糖也是合成糖原的基本单位,D正确。
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5.(2分)(2025·朔州模拟)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
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【解析】选C。还原糖与斐林试剂在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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6.(2分)(2025·商洛模拟)冰皮月饼的部分原料是糯米,做成的月饼外观呈白色。人们可通过购买冰皮月饼预拌粉快速制作出好看又好吃的冰皮月饼。某同学对冰皮月饼预拌粉(溶解在水中)中的还原糖、脂肪、蛋白质和淀粉进行了鉴定,下列相关叙述错误的是( )
A.做完还原糖鉴定实验后,剩余的斐林试剂装入棕色瓶便于以后使用
B.可用碘液检测冰皮月饼预拌粉中是否含有淀粉,若呈蓝色,则含有淀粉
C.四种物质的鉴定实验中,只有一种物质的鉴定实验需要进行水浴加热
D.在蛋白质鉴定实验中,若加入的CuSO4溶液过量,可能观察到样液呈蓝色
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【解析】选A。斐林试剂要现配现用,做完还原糖鉴定实验后,剩余的斐林试剂不能长期放置使用,A错误;可用碘液检测冰皮月饼预拌粉中是否含有淀粉,若呈蓝色,则含有淀粉,B正确;四种物质的鉴定实验中,只有还原糖的鉴定实验需要进行水浴加热,C正确;做蛋白质鉴定实验时,先加入NaOH溶液,后加入CuSO4溶液,若CuSO4溶液过量,由于Cu2+是蓝色的,可能观察到样液呈蓝色,D正确。
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【知识拓展】斐林试剂与双缩脲试剂的“一同”“三不同”
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【加固训练】
(2024·汕头模拟)图1表示油菜种子成熟过程中各种有机物的变化情况(1表示可溶性糖,2表示淀粉,3表示含氮化合物,4表示脂肪)。图2表示小麦种子成熟过程中蛋白质、葡萄糖、淀粉含量和淀粉磷酸酶(催化淀粉的生物合成)活性的变化。相关分析正确的是( )
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A.图1和图2中蛋白质含量的差异本质上是由生长环境中的光照和温度决定的
B.图2中曲线②代表淀粉含量变化,曲线①代表淀粉磷酸酶活性变化,随着淀粉的不断积累,酶活性逐渐降低
C.图1中曲线4呈上升趋势是由于可溶性糖除被氧化分解外,还有部分转化成脂肪,可用苏丹Ⅲ染液对种子脂肪进行检测
D.将成熟油菜种子磨成匀浆并加入双缩脲试剂不会出现紫色反应
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【解析】选C。图1和图2中蛋白质含量的差异本质上是由遗传物质决定的,A错误;据图2分析,在小麦种子成熟过程中,葡萄糖逐渐转化为多糖淀粉,因此①表示葡萄糖含量变化,②表示淀粉含量变化,则③表示淀粉磷酸酶活性变化,随着淀粉的不断积累,酶活性先增加后降低,B错误;据图1分析可知,在油菜种子成熟过程中,细胞中可溶性糖和淀粉的含量下降,蛋白质含量基本不变,脂肪含量升高,说明图1中曲线4呈上升趋势是由于可溶性糖除被氧化分解外,还有部分转化成脂肪,可用苏丹Ⅲ染液对种子脂肪进行检测,呈橘黄色,C正确;成熟油菜种子中含有少量蛋白质,故将成熟油菜种子磨成匀浆并加入双缩脲试剂会出现紫色反应,D错误。
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7.(2分)(2024·周口模拟)“焦边”是由缺钾引起的植物叶片边缘出现枯黄色的现象。某同学欲探究钾对植物叶片生长情况的影响,配制了两种培养液进行实验,培养液主要成分的配方如下表所示。以下说法错误的是( )
组别 培养液类别 培养液所含主要成分的质量浓度/(mg·L-1)
KNO3 CaCl2·2H2O MgSO4·7H2O (NH4)2SO4
甲组 完全培养液 25 000 150 250 134
乙组 缺钾培养液 0 150 250 134
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A.因变量为叶片边缘是否出现枯黄色
B.该实验不能证明镁是合成叶绿素的必需元素
C.乙组实验结果可以证明缺钾会导致植物出现“焦边”现象
D.可以增加一组二次对照实验,即在缺钾培养液中加入钾,观察植物叶片生长是否恢复正常
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【解析】选C。因变量的确定可通过下表:
自变量 人为控制 培养液的种类
因变量 因自变量变化而变化 叶片边缘是否出现枯黄色
A正确;甲、乙两组培养液均含有Mg,不能得出镁是合成叶绿素的必需元素的结论,B正确;通过甲、乙两组实验的对比,才能证明缺钾会导致植物出现“焦边”现象,C错误;本实验可以增加一组二次对照实验(自身对照实验),即在缺钾培养液中加入钾,观察植物叶片生长是否恢复正常,D正确。
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【方法规律】对照法探究植物生长所必需的无机盐
(1)实验目的:探究无机盐X是否是植物生长发育所必需的。
(2)设计思路(以Fe为例)。
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(3)实验中的对照。
空白对照 对照组:植物+完全培养液
实验组:植物+缺X培养液
自身对照 对照组:缺X培养液(加入无机盐X之前)
实验组:加入无机盐X后
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【思维进阶练】
8.(3分)(2025·西安模拟)水熊虫的生命力极为顽强。当环境恶化时,它会把身体蜷缩起来,一动不动,并自行脱去体内99%的水分,使自身处于一种“隐生”状态,以此抵抗恶劣环境。研究发现,处于“隐生”状态的水熊虫体内会产生大量海藻糖。下列叙述错误的是( )
A.若海藻糖为还原糖,则向其中加入斐林试剂后即观察到砖红色
B.处于“隐生”状态时,水熊虫的代谢速率较低,但并未完全停止
C.处于“隐生”状态时,水熊虫体内的水主要以结合水的形式存在
D.海藻糖可能有利于保护水熊虫细胞,使其免受不利因素的损伤
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【解析】选A。还原糖的检测步骤是:加组织样液→加斐林试剂→水浴加热→观察现象。A项未水浴加热,所以无砖红色沉淀出现,A错误。处于“隐生”状态时,水熊虫体内自由水含量较低,代谢速率较低,但并未完全停止,B正确。处于“隐生”状态时,水熊虫抗逆性较强,体内的水主要以结合水的形式存在,C正确。处于“隐生”状态的水熊虫体内会产生大量海藻糖,海藻糖可能有利于保护水熊虫细胞,使其免受不利因素的损伤,D正确。
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9.(3分)图1表示甲、乙两种无机盐离子处于不同浓度时与作物产量的关系;图2表示不同浓度的钙对某种植物花粉萌发和花粉管生长的影响。下列相关叙述错误的是( )
A.同一种作物对甲、乙两种无机盐离子的需求量不同
B.乙的浓度为d时,对提高产量最有利
C.适宜浓度的钙有利于花粉管的生长
D.在一定范围内,钙的浓度对花粉萌发率无影响
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【解析】选B。
A(√) 甲、乙曲线比较可知,对乙的需求量大
B(×) 乙的浓度在m时,作物的产量相对最高,对提高产量最有利
C(√) 适宜浓度的钙有利于花粉管的生长
D(√) 在一定范围内,钙的浓度对花粉萌发率没有影响
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10.(12分)为探究玉米籽粒发芽过程中一些有机物含量的变化,研究小组利用下列供
选材料用具进行了实验。材料用具:玉米籽粒;斐林试剂,双缩脲试剂,碘液,缓冲液,
淀粉,淀粉酶等;研钵,水浴锅,天平,试管,滴管,量筒,容量瓶,显微镜,玻片,酒精灯等。
请回答下列问题。
(1)(2分)为了检测玉米籽粒发芽过程中蛋白质(肽类)含量变化,在不同发芽阶段
玉米提取液中,分别加入________试剂,比较颜色变化。该实验需要选用的器具有
_________(填序号)。
①试管 ②滴管 ③量筒 ④酒精灯 ⑤显微镜
【解析】(1)用双缩脲试剂检验蛋白质或多肽时,选用的器具有试管、滴管、量筒。
双缩脲
①②③
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(2)(4分)为了检测玉米籽粒发芽过程中淀粉含量的变化,将不同发芽阶段的玉米籽
粒纵切,滴加______,进行观察。结果显示,胚乳呈蓝色块状,且随着发芽时间的延长,蓝
色块状物变小。由此可得出的结论是____________________________________。
【解析】(2)利用淀粉遇碘液变蓝色的原理可以检测淀粉,用碘液检测玉米籽粒发芽过程中胚乳中淀粉含量的变化时,胚乳呈蓝色块状,且随着玉米籽粒发芽时间的延长,蓝色块状物变小,说明玉米籽粒发芽过程中胚乳中的淀粉逐渐减少。
碘液
玉米发芽过程中胚乳中的淀粉逐渐减少
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(3)(6分)为了验证上述蓝色块状物变小是淀粉酶作用的结果,设计了如下实验:在1~4号
试管中分别加入相应的提取液和溶液(如图所示),40 ℃保温30 min后,分别加入斐林试剂
并60 ℃水浴加热,观察试管内颜色变化。请继续以下分析:
①设置试管1作为对照,其主要目的是____________________________________。
②试管2中应加入的X是____________的提取液。
③预测试管3中的颜色变化是______________。
④若试管4未出现预期结果(其他试管中结果符合预期),则最可能的原因是_____________。
排除用于实验的淀粉溶液中含有还原糖
发芽前玉米
蓝色→砖红色
淀粉酶已失活
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【解析】(3)淀粉酶水解淀粉会形成还原糖,可用斐林试剂检测,据此可推测淀粉酶水解淀粉的情况。①设置试管1的主要目的是排除用于实验的淀粉溶液中含有还原糖。②该实验的目的是验证玉米籽粒发芽过程中淀粉逐渐减少是淀粉酶作用的结果,因此试管2中加入的X是发芽前玉米的提取液,排除发芽前玉米籽粒中含有还原糖的可能性。③斐林试剂本身的颜色是蓝色,水浴加热过程中,试管3中的颜色变化是由蓝色逐渐变成砖红色。④试管4中未出现预期结果(其他试管中结果符合预期)最可能的原因是淀粉酶失活,导致淀粉没有被水解成还原糖。
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