2.1细胞中的元素和化合物（提升讲义）（3知识2难点4角度）生物人教版必修1

本讲义聚焦高中生物学“组成细胞的分子”核心内容，系统梳理细胞中元素（统一性与差异性、大量及微量元素分类）、化合物（存在形式、含量及种类）、生物组织中糖类脂肪蛋白质检测（原理与步骤）等知识点，通过课程标准锚定方向、核心导图搭建体系，形成递进式学习支架。 该资料以课标为纲，通过“教材梳理+难点强化”构建知识网络，结合例题解析培养科学思维，实验检测步骤指导提升探究实践能力。限时训练助力精准查漏，既辅助教师课堂教学，又帮助学生课后巩固，强化生命观念中物质基础的认知与科学态度的养成。

第2章 组成细胞的分子 第1节 细胞中的元素和化合物 01 课程标准 以课标为纲，锚定学习核心方向 02 核心导图 梳理知识脉络，搭建系统知识体系 03 教材梳理 拆解教材知识点，夯实学习根基 知识一 组成细胞的元素 知识二 组成细胞的化合物 知识三 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 04 难点强化 突破学习难点，强化解题能力 难点一 细胞中的元素和化合物（2大命题角度） 难点二 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质（2大命题角度） 05 限时必刷 限时45min训练，精准查漏补缺 1.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。 2.检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质。 必会知识一 组成细胞的元素 1.生物界和非生物界的统一性和差异性 (1)统一性：从化学元素的种类分析，组成细胞的化学元素在①_____________中都能够找到。 (2)差异性：从②___________________分析，细胞与无机自然界的大不相同。 2.种类：组成细胞的化学元素，常见的有③_________多种。 3.分类 (1)大量元素(含量较多)：④___________________________________。 (2)微量元素(含量很少)：⑤___________________________________等。 [例1]图为元素在生物体内的含量分布情况，下列说法错误的是(　　) A.组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在 B.Ⅱ含量虽少，但却是生物体正常生命活动不可缺少的 C.Ⅱ和Ⅲ一旦缺乏可能会导致相应的病症 D.P、S、K、Ca、Zn属于大量元素 [例2]黔东南有黎平雀舌、黎平红茶、雷山银球茶、脚尧绿茶等茶叶品牌。下列关于茶树及其叶肉细胞的叙述，错误的是(　　) A.组成茶叶细胞的化学元素在无机自然界中都能找到 B.茶树新鲜的叶肉细胞中含量最多的元素是氧 C.茶叶细胞中的元素大多以离子的形式存在 D.Mg是构成叶绿素的大量元素，茶树缺镁会影响光合作用 必会知识二 组成细胞的化合物 1．组成细胞的元素的存在形式：大多以①__________的形式存在。 2．(1)主要化合物及含量 化合物 (2)活细胞中含量最多的化合物是②______，含量最多的有机物是③________。 (3)不同生物组织的细胞中，各种化合物的④______________存在差别。 [例1]如图1是细胞中化合物含量的扇形图，图2是组成细胞的部分元素含量的柱形图，下列说法错误的是(　　) A.若图1表示细胞干重，则A化合物一定含图2中的元素a、b、c B.若图1表示细胞鲜重，则A、B分别是水、蛋白质;图2中a、b、c依次为氧、碳、氢 C.若图1表示正常活细胞，则A化合物中必含图2中的b D.若图1表示完全脱水的细胞，则此时含量最多的元素为图2中的b [例2]夏天的小龙虾是人们餐桌上的一道美食，小龙虾更以口味虾闻名。下列关于小龙虾的说法，错误的是(　　) A．体内含量最多的有机物是蛋白质 B．含有多种人体必需的Fe、Mo、Mg、Zn等微量元素，有助于稳定人体神经系统 C．外壳中含有的几丁质和植物的纤维素同为高分子多糖 D．细胞中大分子的有机化合物都是以碳链为基本骨架 必会知识三 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 1．检测生物组织中的还原糖 （1）检测原理：还原糖＋斐林试剂砖红色沉淀。（含醛基的可溶性还原糖将Cu(OH)2还原为Cu2O沉淀） （2）操作步骤： ①取材：还原糖含量高的植物组织。（提醒：要求材料颜色浅，以免影响观察） ②制备组织样液：制浆、过滤、取液。 ③颜色反应：砖红色沉淀。（提醒：需要水浴加热） （3）结论：组织中含有还原糖。（提醒：无法明确是哪一种还原糖） 2．检测生物组织中的脂肪 （1）检测原理：脂肪＋苏丹Ⅲ染液→橘黄色。 （2）检测步骤： ①取材：花生种子浸泡去掉种皮。（花生种子：富含脂肪且没有其他颜色干扰） ②切片：将子叶切成若干薄片，放到盛有清水的培养皿中待用。 ③制片：a染色：滴2-3滴苏丹Ⅲ染液。 b去浮色：50%酒精洗去浮色（苏丹Ⅲ染液溶于酒精）。 ④观察：先低倍镜下寻找已着色的脂肪颗粒，再高倍镜观察。 3．检测生物组织中的蛋白质 （1）检测原理：蛋白质＋双缩脲试剂→紫色络合物。（在碱性条件下，肽键与双缩脲试剂中Cu2+作用，产生紫色络合物） （2）操作步骤： ①取材：蛋清稀释液或黄豆浆滤液。 ②检测：a组织样液2ml＋双缩脲试剂A液1ml，摇匀。 b再加入双缩脲试剂B液4滴。 ③颜色反应：紫色络合物。 [例1]下列关于花生中脂肪的鉴定和观察实验的叙述，错误的是(　　) A．切取花生子叶的薄片利于观察 B．酒精利于脂肪颗粒结合染色剂 C．苏丹Ⅲ染液使脂肪颗粒呈橘黄色 D．观察实验结果时先用低倍显微镜 [例2]生物学实验常呈现“五颜六色”的变化，可以通过颜色变化来确定某些化学成分或结构的存在从而达到实验目的。下列叙述正确的是(　　) A.糖尿病患者尿液中的葡萄糖与斐林试剂混合，即出现砖红色沉淀 B.在氨基酸溶液中加入双缩脲试剂，混匀后会逐渐发生紫色反应 C.花生子叶切片经苏丹Ⅲ染液染色后，用吸水纸吸去周围的染液，需要用体积分数为50%的酒精洗去浮色，用吸水纸吸去酒精，滴一滴蒸馏水，盖上盖玻片，制成临时切片，在显微镜下即可见橘黄色颗粒 D.甘蔗汁也可以用来检测还原糖，是理想材料 [例3]在一定条件下，斐林试剂可与葡萄糖反应生成砖红色沉淀，去除沉淀后测定溶液中Cu2+吸光值，可用于计算葡萄糖浓度，用该方法检测不同样本的结果如图。下列说法正确的是(　　) A．需将斐林试剂的两种溶液等量均匀混合后再加入样本溶液 B．吸光值与样本的葡萄糖浓度有关，与斐林试剂的用量无关 C．若某样本的吸光值为0.578，则其葡萄糖浓度大于0.4mg/mL D．该方法可对蔗糖、麦芽糖、果糖等可溶性糖的浓度进行测定 难点知识一 细胞中的元素和化合物 1.组成细胞的元素的种类和含量 (1)大量元素和微量元素划分的依据是元素含量，而不是生理作用。 (2)生物体内含有的某些元素不是生物所必需的，如Pb。 (3)主要元素占人体鲜重的比例从多到少依次是O、C、H、N、P、S。 (4)分析含量之“最”时，要看清楚是干重，还是鲜重，是有机物、无机物，还是化合物。如在人体细胞鲜重中，含量最多的元素是O，含量最多的化合物(无机物)是水，含量最多的有机物是蛋白质;在人体细胞干重中，含量最多的元素是C，含量最多的化合物(有机物)是蛋白质。 2.元素的统一性和差异性 (1)统一性 (2)差异性 3.不同情况下细胞的化合物含量 含量及其描述 化合物 细胞内含量最多的无机化合物 水 占细胞鲜重最多的化合物 占细胞鲜重50%以上的化合物 精瘦肉细胞中含量最多的化合物 沙漠植物细胞中含量最多的化合物 成熟甜西瓜细胞中含量最多的化合物 细胞内含量最多的有机化合物 蛋白质 占细胞干重最多的化合物 占细胞干重50%以上的化合物 命题角度1 细胞中的元素 1.下列关于细胞中元素的叙述，正确的是(　　) A.细胞中一种元素的作用能被其他元素替代 B.人体细胞干重中含量最多的元素是N C.活细胞中含量最多的化合物是水 D.细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要 命题角度2 细胞中的化合物 2.下列关于组成细胞的化合物的叙述，正确的是(　　) A.在任何活细胞中含量最多的化学元素都是C B.在活细胞中各种化合物含量从多到少的顺序是蛋白质、脂质、无机盐、糖类、核酸 C.某生物细胞中化合物的种类与其食物中相同 D.在不同的细胞中各种化合物的种类基本相同，含量有所差别 难点知识二 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 1．斐林试剂与双缩脲试剂比较 比较项目 斐林试剂 双缩脲试剂 成分 甲液 乙液 A液 B液 0.1 g/mLNaOH 溶液 0.05 g/mLCuSO4 溶液 0.1 g/mLNaOH 溶液 0.01 g/mLCuSO4 溶液 鉴定物质 可溶性还原糖 蛋白质 使用方法 甲、乙两液等量混匀后立即使用 先加入A液1 mL摇匀，再加3～4滴B液摇匀 反应条件 50～65℃水浴加热 不需加热 反应现象 浅蓝色→棕色→砖红色 紫色 相同点 都含有NaOH、CuSO4两种成分，且所用NaOH溶液浓度都是0.1 g/mL 2．实验结果分析 (1)鉴定还原糖，实质上是新配制的Cu(OH)2与还原糖反应，Cu(OH)2被还原为Cu2O(砖红色)。 (2)检测蛋白质的原理是肽键在碱性环境中与Cu2+反应生成紫色络合物，所以加入双缩脲试剂A液的目的是制造碱性环境。 3.实验注意事项 (1)正确加入试剂 ①斐林试剂：宜现配现用，甲液、乙液等量混合均匀。 ②双缩脲试剂：先加A液，摇匀，再加B液。 (2)控制适宜的实验条件 还原糖的检测需要将试管放入盛有50～65 ℃温水的大烧杯中加热约2 min，而蛋白质的鉴定不需要加热。 (3)脂肪检测中洗浮色时间不宜过长，否则脂肪会溶于酒精溶液中，影响实验结果。 “检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”的4个误区： (1)“斐林试剂”中的“斐”不可错写为“翡”，“双缩脲试剂”中的“脲”不可错写为“尿”。 (2)斐林试剂只能检测具有还原性的糖类，而一些非还原糖，如蔗糖、淀粉等，无法用斐林试剂进行检测。 (3)在检测有机物的实验中，需使用显微镜的实验是脂肪的检测；需水浴加热的实验是还原糖的检测。 (4)所有蛋白质都能与双缩脲试剂发生紫色反应，但能与双缩脲试剂发生紫色反应的物质不一定都是蛋白质，如双缩脲(NH2—CO—NH—CO—NH2)、多肽(将在本章第4节学习)。 命题角度1检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 3.某生物兴趣小组在野外发现一种组织颜色为白色的不知名野果。该小组把这种野果带回实验室欲鉴定其中是否含有还原糖、脂肪和蛋白质。下列叙述正确的是(　　) A.鉴定该野果中是否含有脂肪时，不一定使用显微镜 B.若向该野果的组织样液中加入斐林试剂并用酒精灯直接加热出现较深的砖红色，则说明该野果中含有大量的还原糖 C.进行蛋白质的鉴定时，可用斐林试剂的甲液和乙液代替双缩脲试剂的A液和B液，因为它们的成分相同 D.还原糖鉴定实验结束时，将剩余的斐林试剂装入棕色瓶，以便长期保存备用 命题角度2 细胞中的元素和化合物综合 4.菠萝蜜营养丰富、口感甘甜，其果肉中部分物质的含量如下表所示。下列说法正确的是(　　) 物质 蛋白质 脂肪 碳水化合物 钾 磷 镁 钙 纤维素 含量（mg/100g果肉） 2000 300 25000 263 23 36 48 2000 A．菠萝蜜细胞中含量最多的化合物是碳水化合物 B．表格中未提及的微量元素因含量极少而不如大量元素重要 C．组成菠萝蜜细胞的化学元素在无机自然界中均能找到，体现了生物与非生物界的统一性 D．菠萝蜜果肉可与双缩脲试剂发生作用产生橘黄色反应 [要点回眸] [答题必备] 1．(必修1 P17)细胞中大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等；微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。 一、单选题 1.麻辣烫是起源于乐山的一种美食，制作麻辣烫时，可以将多种食材融合到一起，补充人体所需的元素和营养物质等，以下相关说法正确的是(　　) A．蛋白质是细胞中含量最多的有机物，其氮元素主要存在于氨基中 B．Fe、Cu、Ca等微量元素虽然含量少，但在细胞中也具有重要作用 C．叶绿体中的光合色素都含有Mg，缺Mg会影响植物的光合作用 D．只含有C、H、O三种元素的小分子有机物不一定是糖类或脂肪 2.下列试剂与鉴定的物质及颜色变化的对应关系错误的一组是(　　) A．双缩脲试剂—蛋白质—紫色 B．碘液—淀粉—蓝色 C．苏丹Ⅲ染液—脂肪—橘黄色 D．斐林试剂—蔗糖—砖红色 3.下列关于“检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质”实验操作步骤的叙述，正确的是(　　) A．鉴定可溶性还原糖时，要加入斐林试剂甲液摇匀后，再加入乙液 B．斐林试剂在水浴加热的条件下可使还原糖产生紫色反应 C．鉴定脂肪时使用苏丹Ⅲ染液，之后滴加50%酒精溶液，目的是洗去浮色 D．鉴定蛋白质的双缩脲试剂A液与B液应混合均匀后，再加入含样品的试管中 4.为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，滴加某种试剂进行观察。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。某种试剂和该实验的结论分别是(　　) A．碘液；玉米发芽过程中胚乳中的淀粉逐渐减少 B．斐林试剂；玉米发芽过程中胚乳中的淀粉逐渐增加 C．斐林试剂；玉米发芽过程中胚乳中的淀粉逐渐减少 D．双缩脲试剂；玉米发芽过程中胚乳中的淀粉逐渐增加 5.下列有关组成细胞的化学元素和化合物的叙述，错误的是(　　) A．人体细胞干重中含量最多的有机化合物是蛋白质 B．人体活细胞内含量最多的元素是O C．Mg、Ca、Zn等大量元素是生物体必不可少的 D．细胞内元素大多以化合物形式存在 6.对大量元素及其作用的叙述，正确的是(　　) A．碳链只是生物大分子的基本骨架 B．Mg是构成叶绿素的元素 C．Fe是构成血红素的元素 D．血液中Ca2+含量过高会引起肌肉抽搐 7.下表是动植物细胞的部分元素及其含量（干重，质量分数）。据表分析，下列有关叙述错误的是(　　) 元素 C H O N P S 植物细胞 43.37 6.24 44.43 1.46 0.20 0.17 动物细胞 55.99 7.46 4.62 9.33 3.11 0.78 A．动植物细胞中的某些化学元素在无机自然界中找不到 B．动植物细胞与无机自然界在元素含量方面存在差异性 C．植物细胞中O元素含量较高与植物细胞含糖类较多有关 D．动物细胞含有较多的蛋白质，因此N、S元素的含量较多 8.对检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质实验的分析，正确的是(　　) A．糖类遇斐林试剂都变砖红色 B．脂肪鉴定时要用体积分数为75%的酒精溶液洗去浮色 C．鉴定蛋白质不需要加热 D．使用双缩脲试剂时将A液和B液等量混合 9.植物的种子中储存足够量的有机物是其萌发的必要条件。下列叙述正确的是(　　) A．玉米种子组织样液中加入碘液后可出现砖红色 B．发芽的大麦种子样液，可直接与斐林试剂发生反应 C．由于花生种子中富含脂肪，所以花生子叶切片的厚度不影响脂肪颗粒的观察 D．大豆种子的组织样液和鲜肝提取液均可与双缩脲试剂发生反应产生紫色 10.下有人总结养花秘诀：无氧不生根，无氮不长叶，无磷不开花，无镁下叶黄。下列分析错误的是(　　) A.N、P、Mg均是花卉生长过程中所需的大量元素 B.N、P、Mg在无机自然界中都可以找到 C.Mg为叶绿素的组成元素，缺乏会影响花卉的光合作用 D.N、P、Mg在细胞中都以无机化合物的形式存在 11.科学家发现大脑中的神经细胞——“位置细胞”和“网格细胞”具有重要作用，下列叙述正确的是(　　) A.“位置细胞”和“网格细胞”鲜重中质量分数最高的元素是C B.“位置细胞”和“网格细胞”中含量最多的化合物都是蛋白质 C.“位置细胞”和“网格细胞”中都含有磷脂 D.P和Mg分别是“位置细胞”和“网格细胞”中的大量元素和微量元素 12.人体细胞内的元素有80多种，其中约70种为微量元素，微量元素在人体内含量过高会引起中毒。下列关于细胞内元素的叙述，正确的是(　　) A.生物体细胞能有选择地从外界环境中吸收元素 B.从生物体中可提取到外界环境中不存在的元素 C.Fe、Mn、Zn等微量元素在细胞中含量越低越好 D.为保持稳定，细胞中的元素大多以游离态形式存在 13.古人有“白云峰下两枪新，腻绿长鲜谷雨春”赞美白云茶(今西湖龙井前身)。下列关于西湖龙井的说法，正确的是(　　) A.茶叶细胞和人体细胞所含元素含量大致相同但种类差异较大 B.采摘的新鲜茶叶的细胞中既含有大量元素，如Ca;也含有微量元素，如Mg C.茶叶细胞中的元素大都以离子的形式存在 D.新鲜茶叶细胞中C、H、O、N这四种元素的含量较高，其原因与组成细胞的化合物有关 14.某校生物学兴趣小组进行了生物组织中还原糖检测的实验(如图所示)，下列叙述错误的是(　　) A.苹果使用前去皮，可有效排除果皮色素对实验结果的干扰 B.研磨时加入了石英砂，有助于研磨充分 C.由于斐林试剂不稳定，在使用时应当先加入甲液后加入乙液 D.由于甘蔗中富含蔗糖，该实验中的苹果不能用其替代 二、多选题 15.下列关于“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”实验的叙述，错误的是(　　) A.鉴定可溶性还原糖时，要加入斐林试剂甲液1 mL摇匀后，再加入乙液4滴 B.脂肪的鉴定中一定需要用显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪 C.还原糖和蛋白质的鉴定所用的NaOH溶液浓度相同，但作用不同 D.麦芽糖和蔗糖分别与斐林试剂水浴加热均会出现砖红色沉淀 16.生命的物质基础是组成细胞的元素和化合物，下图中序号代表组成细胞的主要化合物，面积大小代表各化合物的相对含量，其中Ⅰ和Ⅱ代表两大类化合物。请据图分析，下列叙述正确的是(　　) A.图中Ⅱ区域所包含的各种化合物都含有碳元素 B.活细胞中有机化合物的含量比无机化合物的含量少 C.医用生理盐水和糖溶液中的溶质分别属于Ⅳ和Ⅴ D.在干旱环境生活的植物细胞中含量最多的化合物是Ⅲ 17.科研人员测定了小麦种子成熟过程中各主要物质的含量变化，结果如图。分别将10天、20天、30天的小麦种子制成组织样液，并依次标号为A、B、C三组，进行实验观察。下列对实验结果的预期与事实相符的是(　　) A.分别加入等量碘液后三组溶液均会变蓝，且C组颜色最深 B.A组溶液中加入斐林试剂并摇匀后将出现明显的砖红色沉淀 C.向B组溶液中加入双缩脲试剂A液后摇匀，再加双缩脲试剂B液，并混匀，溶液呈现紫色 D.小麦种子成熟过程中，还原糖和蔗糖可能会转化为淀粉 18.下表是有活性的番茄细胞中的部分元素及含量，下图表示番茄细胞中化合物的含量。下列说法错误的是(　　) 元素 a b c 含量/% 65 18 10 A.表中含量最多的元素是a，数量最多的元素也是a B.若图表示细胞鲜重，则甲中含量最多的元素为表中的b C.若表表示组成人体细胞的元素及含量，则a、b、c的含量与番茄细胞中的完全相同 D.若图表示细胞完全脱水后的化合物含量，则甲应为蛋白质 19.用碘液、苏丹Ⅲ染液和双缩脲试剂检测甲、乙、丙三种植物干种子中的三大类有机物，颜色反应如下表所示，其中“+”的数量代表颜色反应深浅程度。下列有关说法正确的是(　　) 植物 碘液 苏丹Ⅲ染液 双缩脲试剂 甲 ++++ ++ + 乙 ++ ++++ ++ 丙 + ++ ++++ A.乙种子中含蛋白质最多 B.碘液、苏丹Ⅲ染液和双缩脲试剂与相应的物质发生的颜色反应分别是蓝色、橘黄色和紫色 C.在观察颜色反应时有可能用到光学显微镜 D.这三种试剂使用时均不需要水浴加热 三、解答题 20.菜花节是云南罗平振兴乡村旅游的一张名片，千亩油菜盛花期可供游客观赏，种子可以榨油。下图表示油菜开花后种子形成过程中糖类和脂肪的变化曲线。回答下列问题： (1)有人推测：随着油菜种子不断发育成熟，还原糖会逐渐转化为脂肪来作为细胞中的良好的储能物质，由图判断其依据是 。 (2)为验证还原糖含量的变化规律，兴趣小组进行了如下实验。 实验原理：还原糖可以与某试剂反应生成砖红色沉淀，颜色深浅与还原糖含量成正比。 实验步骤： ①取等量的第6、15、27天的油菜种子，制成组织样液； ②取3支试管，编号1、2、3，分别加入等量的上述待测组织样液； ③在上述试管中各加入 ；后放入50~65℃的温水中 ； ④观察颜色变化。 实验结果：3支试管颜色由浅到深的顺序是 （填试管编号）。 (3)若要制作切片观察花生种子中的脂肪颗粒，需用 染液进行检测，细胞内的脂肪与该试剂反应，显 色。在制作切片过程中，需滴加1-2滴体积分数为50%的酒精，目的是 。 21.据报道，某县农科所经多年研究，培育出了玉米新品种虹玉6号。回答下列有关问题。 (1)经食用发现虹玉6号玉米口感非常甜，研究人员为确定该甜味的产生是不是由于玉米细胞中存在还原糖，选用　　　　　　　　(鉴定试剂)进行检测，该试剂与玉米细胞内的还原糖发生作用形成　　　　沉淀。该鉴定实验中还需要　　　　加热。 (2)经鉴定，该虹玉6号玉米胚芽中含有脂肪，鉴定过程中能将脂肪染成橘黄色的染液是　　　　　　　　　　　，该过程中体积分数为50%的酒精溶液的作用是　　　　　　　　　　　　　。 (3)该新品种玉米中的蛋白质含量高于普通玉米，请用所学的知识设计实验加以验证(实验原理：蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应，且蛋白质含量越高紫色越深)。 材料用具：新鲜的普通玉米籽粒，新鲜的虹玉6号玉米籽粒，研钵，试管，滴管，清水，双缩脲试剂A液，双缩脲试剂B液，量筒等。 方法步骤： ①将两种玉米籽粒分别进行研磨，制备组织样液； ②取甲、乙两支试管，向甲试管中加入2 mL新鲜的虹玉6号玉米籽粒组织样液，向乙试管中加入 　　　　　　　　　　　　　　　　； ③向甲、乙两支试管中分别加入1 mL　　　　　　　，摇匀，再分别加入4滴　　　　　　　　　，摇匀； ④观察　　　　　　　　　　　　　　　　； ⑤预期结果：　 　　　　　　　　　　　　　　　。 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2章 组成细胞的分子 第1节 细胞中的元素和化合物 01 课程标准 以课标为纲，锚定学习核心方向 02 核心导图 梳理知识脉络，搭建系统知识体系 03 教材梳理 拆解教材知识点，夯实学习根基 知识一 组成细胞的元素 知识二 组成细胞的化合物 知识三 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 04 难点强化 突破学习难点，强化解题能力 难点一 细胞中的元素和化合物（2大命题角度） 难点二 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质（2大命题角度） 05 限时必刷 限时45min训练，精准查漏补缺 1.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。 2.检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质。 必会知识一 组成细胞的元素 1.生物界和非生物界的统一性和差异性 (1)统一性：从化学元素的种类分析，组成细胞的化学元素在①_____________中都能够找到。 (2)差异性：从②___________________分析，细胞与无机自然界的大不相同。 2.种类：组成细胞的化学元素，常见的有③_________多种。 3.分类 (1)大量元素(含量较多)：④___________________________________。 (2)微量元素(含量很少)：⑤___________________________________等。 [答案]①无机自然界 ②各种元素的相对含量 ③20 ④C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg ⑤Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo [例1]图为元素在生物体内的含量分布情况，下列说法错误的是(　　) A.组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在 B.Ⅱ含量虽少，但却是生物体正常生命活动不可缺少的 C.Ⅱ和Ⅲ一旦缺乏可能会导致相应的病症 D.P、S、K、Ca、Zn属于大量元素 【答案】Ｄ 【详解】组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在，A项正确。微量元素含量虽少，但却是生物体正常生命活动不可缺少的，B项正确。大量元素和微量元素均为必需元素，生物体内一旦缺乏可能会导致相应的病症，C项正确。Zn属于微量元素，D项错误。 [例2]黔东南有黎平雀舌、黎平红茶、雷山银球茶、脚尧绿茶等茶叶品牌。下列关于茶树及其叶肉细胞的叙述，错误的是(　　) A.组成茶叶细胞的化学元素在无机自然界中都能找到 B.茶树新鲜的叶肉细胞中含量最多的元素是氧 C.茶叶细胞中的元素大多以离子的形式存在 D.Mg是构成叶绿素的大量元素，茶树缺镁会影响光合作用 【答案】Ｃ 【详解】根据生物界与非生物界的统一性，组成生物体的化学元素在无机自然界中都能找到，A项正确。氧元素是叶肉细胞中含量最多的元素，B项正确。茶叶细胞中的元素主要以化合物形式存在，C项错误。Mg属于大量元素，缺镁会导致叶绿素合成受阻，进而影响光合作用，D项正确。 必会知识二 组成细胞的化合物 1．组成细胞的元素的存在形式：大多以①__________的形式存在。 2．(1)主要化合物及含量 化合物 (2)活细胞中含量最多的化合物是②______，含量最多的有机物是③________。 (3)不同生物组织的细胞中，各种化合物的④______________存在差别。 [答案]①化合物 ②水 ③蛋白质 ④含量与种类 [例1]如图1是细胞中化合物含量的扇形图，图2是组成细胞的部分元素含量的柱形图，下列说法错误的是(　　) A.若图1表示细胞干重，则A化合物一定含图2中的元素a、b、c B.若图1表示细胞鲜重，则A、B分别是水、蛋白质;图2中a、b、c依次为氧、碳、氢 C.若图1表示正常活细胞，则A化合物中必含图2中的b D.若图1表示完全脱水的细胞，则此时含量最多的元素为图2中的b 【答案】C 【详解】图2是组成细胞的部分元素含量的柱形图，则a为氧元素，b为碳元素， c为氢元素。若图1表示细胞干重，细胞干重中含量最多的化合物是蛋白质，则A为蛋白质，其一定含图2中的a氧元素、b碳元素、c氢元素，A项正确。若图1表示细胞鲜重，细胞鲜重中含量最多的化合物是水，其次是蛋白质，则A、B分别是水、蛋白质;图2中a、b、c依次表示氧元素、碳元素、氢元素， B项正确。若图1表示正常活细胞，则A为水，其不含图2中的b碳元素，C项错误。若图1表示完全脱水的细胞，则此时含量最多的元素为图2中的b碳元素，D项正确。 [例2]夏天的小龙虾是人们餐桌上的一道美食，小龙虾更以口味虾闻名。下列关于小龙虾的说法，错误的是(　　) A．体内含量最多的有机物是蛋白质 B．含有多种人体必需的Fe、Mo、Mg、Zn等微量元素，有助于稳定人体神经系统 C．外壳中含有的几丁质和植物的纤维素同为高分子多糖 D．细胞中大分子的有机化合物都是以碳链为基本骨架 【答案】B 【分析】1、大量元素是指含量占生物总重量万分之一以上的元素，包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。 2、动物细胞的多糖是糖原，分为肌糖原和肝糖原，植物细胞的多糖有淀粉和纤维素。 【详解】A、细胞中含量最多的有机物是蛋白质，因为蛋白质是生命活动的主要承担者，A正确； B、组成生物体的Mg元素为大量元素，不是微量元素，B错误； C、几丁质又称壳多糖，是一种含氮多糖，其结构与纤维素相似，C正确； D、生物体内的有机化合物都是以碳链为基本骨架，如葡萄糖也是以碳链为基本骨架，D正确。 必会知识三 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 1．检测生物组织中的还原糖 （1）检测原理：还原糖＋斐林试剂砖红色沉淀。（含醛基的可溶性还原糖将Cu(OH)2还原为Cu2O沉淀） （2）操作步骤： ①取材：还原糖含量高的植物组织。（提醒：要求材料颜色浅，以免影响观察） ②制备组织样液：制浆、过滤、取液。 ③颜色反应：砖红色沉淀。（提醒：需要水浴加热） （3）结论：组织中含有还原糖。（提醒：无法明确是哪一种还原糖） 2．检测生物组织中的脂肪 （1）检测原理：脂肪＋苏丹Ⅲ染液→橘黄色。 （2）检测步骤： ①取材：花生种子浸泡去掉种皮。（花生种子：富含脂肪且没有其他颜色干扰） ②切片：将子叶切成若干薄片，放到盛有清水的培养皿中待用。 ③制片：a染色：滴2-3滴苏丹Ⅲ染液。 b去浮色：50%酒精洗去浮色（苏丹Ⅲ染液溶于酒精）。 ④观察：先低倍镜下寻找已着色的脂肪颗粒，再高倍镜观察。 3．检测生物组织中的蛋白质 （1）检测原理：蛋白质＋双缩脲试剂→紫色络合物。（在碱性条件下，肽键与双缩脲试剂中Cu2+作用，产生紫色络合物） （2）操作步骤： ①取材：蛋清稀释液或黄豆浆滤液。 ②检测：a组织样液2ml＋双缩脲试剂A液1ml，摇匀。 b再加入双缩脲试剂B液4滴。 ③颜色反应：紫色络合物。 [例1]下列关于花生中脂肪的鉴定和观察实验的叙述，错误的是(　　) A．切取花生子叶的薄片利于观察 B．酒精利于脂肪颗粒结合染色剂 C．苏丹Ⅲ染液使脂肪颗粒呈橘黄色 D．观察实验结果时先用低倍显微镜 【答案】B 【分析】生物组织中化合物的鉴定：（1）斐林试剂可用于鉴定还原糖，在水浴加热的条件下，溶液的颜色变化为砖红色（沉淀）。斐林试剂只能检验生物组织中还原糖（如葡萄糖、麦芽糖、果糖）存在与否，而不能鉴定非还原性糖（如淀粉）。（2）蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应。（3）脂肪可用苏丹Ⅲ染液（或苏丹Ⅳ染液）鉴定，呈橘黄色（或红色）。（4）淀粉遇碘液变蓝。 【详解】A、生物组织必须切成薄片制作成装片，才能在显微镜下观察，A正确； B、染色后需用50%的酒精洗去多余的染料，B错误； C、苏丹Ⅲ能使细胞中的脂肪呈橘黄色，C正确； D、观察脂肪颗粒时需先用低倍镜后再用高倍镜，D正确。 [例2]生物学实验常呈现“五颜六色”的变化，可以通过颜色变化来确定某些化学成分或结构的存在从而达到实验目的。下列叙述正确的是(　　) A.糖尿病患者尿液中的葡萄糖与斐林试剂混合，即出现砖红色沉淀 B.在氨基酸溶液中加入双缩脲试剂，混匀后会逐渐发生紫色反应 C.花生子叶切片经苏丹Ⅲ染液染色后，用吸水纸吸去周围的染液，需要用体积分数为50%的酒精洗去浮色，用吸水纸吸去酒精，滴一滴蒸馏水，盖上盖玻片，制成临时切片，在显微镜下即可见橘黄色颗粒 D.甘蔗汁也可以用来检测还原糖，是理想材料 【答案】C 【分析】斐林试剂检测还原糖需在水浴加热条件下反应，才能生成砖红色沉淀，A项错误。双缩脲试剂与蛋白质的肽键反应生成紫色络合物，但氨基酸不含肽键，故不会发生紫色反应，B项错误。花生子叶切片经苏丹Ⅲ染液染色后，用吸水纸吸去周围的染液，需要用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色，用吸水纸吸去酒精，滴一滴蒸馏水，盖上盖玻片，制成临时切片，在显微镜下即可见橘黄色颗粒，C项正确。甘蔗汁主要含蔗糖，蔗糖为非还原糖，不是检测还原糖的理想材料，D项错误。 [例3]在一定条件下，斐林试剂可与葡萄糖反应生成砖红色沉淀，去除沉淀后测定溶液中Cu2+吸光值，可用于计算葡萄糖浓度，用该方法检测不同样本的结果如图。下列说法正确的是(　　) A．需将斐林试剂的两种溶液等量均匀混合后再加入样本溶液 B．吸光值与样本的葡萄糖浓度有关，与斐林试剂的用量无关 C．若某样本的吸光值为0.578，则其葡萄糖浓度大于0.4mg/mL D．该方法可对蔗糖、麦芽糖、果糖等可溶性糖的浓度进行测定 【答案】A 【分析】斐林试剂可用于鉴定还原糖，在水浴加热的条件下，溶液的颜色变化为砖红色沉淀。斐林试剂只能检验生物组织中还原糖（如葡萄糖、麦芽糖、果糖）存在与否，而不能鉴定非还原性糖（如淀粉）。斐林试剂是由甲液（质量浓度为0.1g/mL氢氧化钠溶液）和乙液（质量浓度为0.05g/mL硫酸铜溶液）组成，使用时要将甲液和乙液混合均匀后再加入含样品的试管中。 【详解】A、斐林试剂使用时需要将甲液和乙液等量混匀后再加入到样本溶液，A正确； B、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有关，B错误； C、从图中可以看出，吸光值与葡萄糖含量呈负相关，吸光值越大，葡萄糖含量越低，当吸光值为0.578时，对比图中数据，其吸光值大于葡萄糖含量为0.4mg/mL时对应的吸光值，所以其葡萄糖含量应小于0.4mg/mL，C错误； D、蔗糖为非还原糖，斐林试剂不能鉴定非还原糖，D错误。 难点知识一 细胞中的元素和化合物 1.组成细胞的元素的种类和含量 (1)大量元素和微量元素划分的依据是元素含量，而不是生理作用。 (2)生物体内含有的某些元素不是生物所必需的，如Pb。 (3)主要元素占人体鲜重的比例从多到少依次是O、C、H、N、P、S。 (4)分析含量之“最”时，要看清楚是干重，还是鲜重，是有机物、无机物，还是化合物。如在人体细胞鲜重中，含量最多的元素是O，含量最多的化合物(无机物)是水，含量最多的有机物是蛋白质;在人体细胞干重中，含量最多的元素是C，含量最多的化合物(有机物)是蛋白质。 2.元素的统一性和差异性 (1)统一性 (2)差异性 3.不同情况下细胞的化合物含量 含量及其描述 化合物 细胞内含量最多的无机化合物 水 占细胞鲜重最多的化合物 占细胞鲜重50%以上的化合物 精瘦肉细胞中含量最多的化合物 沙漠植物细胞中含量最多的化合物 成熟甜西瓜细胞中含量最多的化合物 细胞内含量最多的有机化合物 蛋白质 占细胞干重最多的化合物 占细胞干重50%以上的化合物 命题角度1 细胞中的元素 1.下列关于细胞中元素的叙述，正确的是(　　) A.细胞中一种元素的作用能被其他元素替代 B.人体细胞干重中含量最多的元素是N C.活细胞中含量最多的化合物是水 D.细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要 【答案】C 【分析】组成生物体的化学元素根据其含量不同分为大量元素和微量元素两大类： （1）大量元素是指含量占生物总重量万分之一以上的元素，包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等，其中C、H、O、N为基本元素，C为最基本元素，O是含量最多的元素； （2）微量元素是指含量占生物总重量万分之一以下的元素，包括Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。 【详解】每种元素在细胞中都具有独特的作用，不可被其他元素替代；人体细胞干重中含量最多的元素是C；活细胞中含量最多的化合物是水；微量元素和大量元素划分的依据是含量的多少，而不是在细胞中的作用，两者都是生命活动必不可少的。 命题角度2 细胞中的化合物 2.下列关于组成细胞的化合物的叙述，正确的是(　　) A.在任何活细胞中含量最多的化学元素都是C B.在活细胞中各种化合物含量从多到少的顺序是蛋白质、脂质、无机盐、糖类、核酸 C.某生物细胞中化合物的种类与其食物中相同 D.在不同的细胞中各种化合物的种类基本相同，含量有所差别 【答案】D 【详解】活细胞中含量最多的化学元素是O；活细胞中含量最多的化合物是水，其次是蛋白质，然后是脂质、无机盐、糖类和核酸；某生物细胞中化合物的种类与其食物中不完全相同，生物体内各种化合物是从食物中吸收的或利用从食物中吸收的各种营养成分重新合成的；在不同的细胞中各种化合物的种类基本相同，都是水、蛋白质、脂质、无机盐、糖类、核酸等，但它们的含量不同。 难点知识二 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 1．斐林试剂与双缩脲试剂比较 比较项目 斐林试剂 双缩脲试剂 成分 甲液 乙液 A液 B液 0.1 g/mLNaOH 溶液 0.05 g/mLCuSO4 溶液 0.1 g/mLNaOH 溶液 0.01 g/mLCuSO4 溶液 鉴定物质 可溶性还原糖 蛋白质 使用方法 甲、乙两液等量混匀后立即使用 先加入A液1 mL摇匀，再加3～4滴B液摇匀 反应条件 50～65℃水浴加热 不需加热 反应现象 浅蓝色→棕色→砖红色 紫色 相同点 都含有NaOH、CuSO4两种成分，且所用NaOH溶液浓度都是0.1 g/mL 2．实验结果分析 (1)鉴定还原糖，实质上是新配制的Cu(OH)2与还原糖反应，Cu(OH)2被还原为Cu2O(砖红色)。 (2)检测蛋白质的原理是肽键在碱性环境中与Cu2+反应生成紫色络合物，所以加入双缩脲试剂A液的目的是制造碱性环境。 3.实验注意事项 (1)正确加入试剂 ①斐林试剂：宜现配现用，甲液、乙液等量混合均匀。 ②双缩脲试剂：先加A液，摇匀，再加B液。 (2)控制适宜的实验条件 还原糖的检测需要将试管放入盛有50～65 ℃温水的大烧杯中加热约2 min，而蛋白质的鉴定不需要加热。 (3)脂肪检测中洗浮色时间不宜过长，否则脂肪会溶于酒精溶液中，影响实验结果。 “检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”的4个误区： (1)“斐林试剂”中的“斐”不可错写为“翡”，“双缩脲试剂”中的“脲”不可错写为“尿”。 (2)斐林试剂只能检测具有还原性的糖类，而一些非还原糖，如蔗糖、淀粉等，无法用斐林试剂进行检测。 (3)在检测有机物的实验中，需使用显微镜的实验是脂肪的检测；需水浴加热的实验是还原糖的检测。 (4)所有蛋白质都能与双缩脲试剂发生紫色反应，但能与双缩脲试剂发生紫色反应的物质不一定都是蛋白质，如双缩脲(NH2—CO—NH—CO—NH2)、多肽(将在本章第4节学习)。 命题角度1检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 3.某生物兴趣小组在野外发现一种组织颜色为白色的不知名野果。该小组把这种野果带回实验室欲鉴定其中是否含有还原糖、脂肪和蛋白质。下列叙述正确的是(　　) A.鉴定该野果中是否含有脂肪时，不一定使用显微镜 B.若向该野果的组织样液中加入斐林试剂并用酒精灯直接加热出现较深的砖红色，则说明该野果中含有大量的还原糖 C.进行蛋白质的鉴定时，可用斐林试剂的甲液和乙液代替双缩脲试剂的A液和B液，因为它们的成分相同 D.还原糖鉴定实验结束时，将剩余的斐林试剂装入棕色瓶，以便长期保存备用 【答案】A 【详解】鉴定野果中是否含有脂肪时，用野果的组织样液进行鉴定不需要使用显微镜，用野果的切片进行鉴定需要使用显微镜。用斐林试剂鉴定还原糖时，不能用酒精灯直接加热，应该水浴加热。斐林试剂甲液与双缩脲试剂A液的成分及质量浓度相同，都是质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液;斐林试剂乙液和双缩脲试剂B液的成分相同，都是CuSO4溶液，但质量浓度不同，前者的质量浓度为0.05 g/mL，后者的质量浓度为0.01 g/mL。因此进行蛋白质的鉴定时不可直接用斐林试剂的甲液和乙液代替双缩脲试剂的A液和B液。斐林试剂应该现配现用。 命题角度2 细胞中的元素和化合物综合 4.菠萝蜜营养丰富、口感甘甜，其果肉中部分物质的含量如下表所示。下列说法正确的是(　　) 物质 蛋白质 脂肪 碳水化合物 钾 磷 镁 钙 纤维素 含量（mg/100g果肉） 2000 300 25000 263 23 36 48 2000 A．菠萝蜜细胞中含量最多的化合物是碳水化合物 B．表格中未提及的微量元素因含量极少而不如大量元素重要 C．组成菠萝蜜细胞的化学元素在无机自然界中均能找到，体现了生物与非生物界的统一性 D．菠萝蜜果肉可与双缩脲试剂发生作用产生橘黄色反应 【答案】C 【分析】1、细胞中的化合物分为无机化合物和有机化合物，无机化合物包括水和无机盐，有机化合物包括糖类、脂质、蛋白质和核酸，其中水是含量最多的化合物，蛋白质是细胞中含量最多的有机物； 2、生物界与非生物界的统一性与差异性：统一性：构成生物体的元素在无机自然界都可以找到，没有一种是生物所特有的。 差异性：组成生物体的元素在生物体体内和无机自然界中的含量相差很大。 【详解】A、活细胞中含量最多的化合物是水，不是碳水化合物（糖类），A错误； B、微量元素虽然含量极少，但对生物体的生命活动同样具有重要作用，不可缺少，B错误； C、组成生物体（菠萝蜜）细胞的化学元素在无机自然界中都能找到，没有一种元素是生物所特有的，这体现了生物与非生物界的统一性，C正确； D、蛋白质可与双缩脲试剂发生紫色反应，菠萝蜜果肉中含有蛋白质，应是与双缩脲试剂发生紫色反应，而不是橘黄色反应，D错误。 [要点回眸] [答题必备] 1．(必修1 P17)细胞中大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等；微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。 一、单选题 1.麻辣烫是起源于乐山的一种美食，制作麻辣烫时，可以将多种食材融合到一起，补充人体所需的元素和营养物质等，以下相关说法正确的是(　　) A．蛋白质是细胞中含量最多的有机物，其氮元素主要存在于氨基中 B．Fe、Cu、Ca等微量元素虽然含量少，但在细胞中也具有重要作用 C．叶绿体中的光合色素都含有Mg，缺Mg会影响植物的光合作用 D．只含有C、H、O三种元素的小分子有机物不一定是糖类或脂肪 【答案】D 【分析】1、组成生物体的化学元素根据其含量不同分为大量元素和微量元素两大类。（1）大量元素是指含量占生物总重量万分之一以上的元素，包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg；（2）微量元素是指含量占生物总重量万分之一以下的元素，包括Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。2、叶绿素的组成元素含有C、H、O、N、Mg，缺Mg会影响叶绿素的合成进而影响植物的光合作用。3、核酸的组成元素是C、H、O、N、P，蛋白质的组成元素主要是C、H、O、N，有的含有S、Fe等元素。 【详解】A、蛋白质是细胞中含量最多的有机物，其氮元素主要存在于“—CO—NH—”中，而不是氨基中，A错误； B、Fe、Cu是微量元素，而Ca是大量元素，B错误； C、叶绿体中的光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素，叶绿素含有Mg，类胡萝卜素不含有Mg，C错误； D、只含有C、H、O三种元素的小分子有机物不一定是糖类或脂肪，例如丙酮酸等，D正确。 2.下列试剂与鉴定的物质及颜色变化的对应关系错误的一组是(　　) A．双缩脲试剂—蛋白质—紫色 B．碘液—淀粉—蓝色 C．苏丹Ⅲ染液—脂肪—橘黄色 D．斐林试剂—蔗糖—砖红色 【答案】D 【分析】生物组织中化合物的鉴定：斐林试剂可用于鉴定还原糖，在水浴加热的条件下，溶液的颜色变化为砖红色（沉淀）。斐林试剂只能检验生物组织中还原糖（如葡萄糖、麦芽糖、果糖）存在与否，而不能鉴定非还原性糖（如淀粉）；蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应；脂肪可用苏丹Ⅲ染液鉴定，呈橘黄色；淀粉遇碘液变蓝。 【详解】A、蛋白质遇双缩脲试剂呈紫色，据此探究蛋白质的存在，A正确； B、淀粉遇碘液呈蓝色，据此判断淀粉的存在，B正确； C、苏丹Ⅲ染液能将脂肪染成橘黄色，C正确； D、蔗糖属于非还原性糖，斐林试剂不能鉴定非还原性糖，D错误。 3.下列关于“检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质”实验操作步骤的叙述，正确的是(　　) A．鉴定可溶性还原糖时，要加入斐林试剂甲液摇匀后，再加入乙液 B．斐林试剂在水浴加热的条件下可使还原糖产生紫色反应 C．鉴定脂肪时使用苏丹Ⅲ染液，之后滴加50%酒精溶液，目的是洗去浮色 D．鉴定蛋白质的双缩脲试剂A液与B液应混合均匀后，再加入含样品的试管中 【答案】C 【分析】生物大分子的检测方法：蛋白质与双缩脲试剂产生紫色反应；淀粉遇碘液变蓝；还原糖与斐林试剂在水浴加热的条件下产生砖红色沉淀；脂肪需要使用苏丹Ⅲ染色，使用酒精洗去浮色以后在显微镜下观察，可以看到橘黄色的脂肪颗粒。 【详解】A、斐林试剂用于鉴定还原糖时，需将甲液（NaOH）和乙液（CuSO4）混合后使用，并在沸水浴条件下生成砖红色沉淀。选项A描述“先加甲液摇匀后加乙液”不符合实际操作方法，A错误； B、斐林试剂与还原糖在沸水浴条件下反应生成砖红色沉淀，而紫色反应是双缩脲试剂与蛋白质结合后的现象，选项B混淆了试剂与颜色反应，B错误； C、苏丹Ⅲ染液用于脂肪鉴定时，染色后需用50%酒精洗去浮色，避免多余染料干扰观察，此描述符合实验操作，C正确； D、双缩脲试剂需先加A液（NaOH）创造碱性环境，再加B液（CuSO4），若混合后加入会破坏反应条件，无法显色，D错误。 4.为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，滴加某种试剂进行观察。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。某种试剂和该实验的结论分别是(　　) A．碘液；玉米发芽过程中胚乳中的淀粉逐渐减少 B．斐林试剂；玉米发芽过程中胚乳中的淀粉逐渐增加 C．斐林试剂；玉米发芽过程中胚乳中的淀粉逐渐减少 D．双缩脲试剂；玉米发芽过程中胚乳中的淀粉逐渐增加 【答案】A 【分析】1、斐林试剂检测可溶性还原糖原理：还原糖+斐林试剂→砖红色沉淀。注意：斐林试剂的甲液和乙液要混合均匀后方可使用，而且是现用现配，条件是需要加热。 2、苏丹Ⅲ检测脂肪原理：苏丹Ⅲ+脂肪→橘黄色。 3、双缩脲试剂检测蛋白质原理：蛋白质+双缩脲试剂→紫色，注意：双缩脲试剂在使用时，先加A液再加B液，反应条件不需要加热。 4、碘液检测淀粉和观察动植物细胞的基本结构的染色剂原理：淀粉+碘液→蓝色；碘液能使动植物细胞着色。 【详解】淀粉遇碘液变蓝，用碘液检测淀粉，且随着发芽时间的延长，蓝色块状物变小，说明在发芽的过程中胚乳中的淀粉在减少，A正确，BCD错误。 5.下列有关组成细胞的化学元素和化合物的叙述，错误的是(　　) A．人体细胞干重中含量最多的有机化合物是蛋白质 B．人体活细胞内含量最多的元素是O C．Mg、Ca、Zn等大量元素是生物体必不可少的 D．细胞内元素大多以化合物形式存在 【答案】C 【分析】组成生物体的化学元素根据其含量不同分为大量元素和微量元素两大类：（1）大量元素是指含量占生物总重量万分之一以上的元素，包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg，其中C、H、O、N为基本元素，C为最基本元素，O是含量最多的元素；（2）微量元素是指含量占生物总重量万分之一以下的元素，包括Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。 【详解】A、人体细胞干重中含量最多的有机化合物是蛋白质，A正确； B、人体活细胞内含量最多的元素是O，B正确； C、Zn属于微量元素，C错误； D、细胞内元素大多以化合物形式存在（如蛋白质、核酸等），少量以离子形式存在，D正确。 6.对大量元素及其作用的叙述，正确的是(　　) A．碳链只是生物大分子的基本骨架 B．Mg是构成叶绿素的元素 C．Fe是构成血红素的元素 D．血液中Ca2+含量过高会引起肌肉抽搐 【答案】B 【分析】细胞中的无机盐： （1）存在形式：细胞中大多数无机盐以离子的形式存在，叶绿素中的Mg、血红蛋白中的Fe等以化合态。 （2）无机盐的生物功能：a、复杂化合物的组成成分：b、维持正常的生命活动：如Ca2+可调节肌肉收缩和血液凝固，血钙过高会造成肌无力，血钙过低会引起抽搐。c、维持酸碱平衡和渗透压平衡。 【详解】A、碳链不仅是生物大分子的基本骨架，也是许多有机小分子（如葡萄糖、脂肪酸）的结构基础，A错误； B、Mg是叶绿素的组成元素，且Mg属于大量元素，B正确； C、Fe是构成血红素的元素，但Fe属于微量元素，不符合题意，C错误； D、血液中Ca2+含量过低会引起肌肉抽搐，含量过高会导致肌无力，D错误。 7.下表是动植物细胞的部分元素及其含量（干重，质量分数）。据表分析，下列有关叙述错误的是(　　) 元素 C H O N P S 植物细胞 43.37 6.24 44.43 1.46 0.20 0.17 动物细胞 55.99 7.46 4.62 9.33 3.11 0.78 A．动植物细胞中的某些化学元素在无机自然界中找不到 B．动植物细胞与无机自然界在元素含量方面存在差异性 C．植物细胞中O元素含量较高与植物细胞含糖类较多有关 D．动物细胞含有较多的蛋白质，因此N、S元素的含量较多 【答案】A 【分析】分析题干、图表可知：题中表格表示的是动物和植物细胞中细胞干重时各种元素的含量，含量最多的就是碳元素；动植物细胞的相同点就是元素的组成一样，而差异性表现在各种元素的含量不一样。 【详解】A、生物体内的元素均来自无机自然界，不存在特有元素，A错误； B、生物体内元素含量与无机环境差异显著，体现差异性，B正确； C、植物细胞干重中O含量高主要因糖类（如纤维素、淀粉）含O比例大，C正确； D、动物细胞蛋白质含量高，而蛋白质含N、S较多，故N、S含量高于植物，D正确。 8.对检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质实验的分析，正确的是(　　) A．糖类遇斐林试剂都变砖红色 B．脂肪鉴定时要用体积分数为75%的酒精溶液洗去浮色 C．鉴定蛋白质不需要加热 D．使用双缩脲试剂时将A液和B液等量混合 【答案】C 【分析】生物组织中化合物的鉴定： （1）斐林试剂可用于鉴定还原糖，在水浴加热的条件下，产生砖红色沉淀。 （2）蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应。 （3）脂肪可用苏丹Ⅲ染液鉴定，呈橘黄色。 （4）淀粉遇碘液变蓝。 【详解】A、斐林试剂用于检测可溶性还原糖，需在沸水浴（50-65℃）条件下与还原糖反应生成砖红色沉淀，而淀粉等非还原糖无法直接显色，且斐林试剂在常温下无法显色，A错误； B、脂肪鉴定中，染色后需用体积分数为50%的酒精洗去浮色，而非75%的酒精（后者用于消毒），B错误； C、蛋白质鉴定使用双缩脲试剂，步骤为先加A液（NaOH）后滴加B液（CuSO₄），摇匀后呈现紫色，该实验不需要加热，C正确； D、双缩脲试剂需先加A液（NaOH）营造碱性环境，再滴加少量B液（CuSO₄），两者不等量混合，而斐林试剂需甲液、乙液等量混合后再使用，D错误。 9.植物的种子中储存足够量的有机物是其萌发的必要条件。下列叙述正确的是(　　) A．玉米种子组织样液中加入碘液后可出现砖红色 B．发芽的大麦种子样液，可直接与斐林试剂发生反应 C．由于花生种子中富含脂肪，所以花生子叶切片的厚度不影响脂肪颗粒的观察 D．大豆种子的组织样液和鲜肝提取液均可与双缩脲试剂发生反应产生紫色 【答案】D 【分析】生物组织中化合物的鉴定：（1）斐林试剂可用于鉴定还原糖，在水浴加热的条件下，产生砖红色沉淀。斐林试剂只能检验生物组织中还原糖（如葡萄糖、麦芽糖、果糖）存在与否，而不能鉴定非还原性糖（如淀粉）；（2）蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应；（3）脂肪可用苏丹Ⅲ染液鉴定，呈橘黄色；（4）淀粉遇碘液变蓝。 【详解】A、碘液用于检测淀粉，遇淀粉变蓝色。玉米种子富含淀粉，因此加入碘液应显蓝色而非砖红色，A错误； B、斐林试剂用于鉴定还原糖需在沸水浴条件下与还原糖反应生成砖红色沉淀。发芽大麦种子中的麦芽糖虽为还原糖，但斐林试剂需加热才能显色，直接加入无法反应，B错误； C、花生子叶切片过厚会导致细胞重叠，影响显微镜下脂肪颗粒的观察，故切片厚度会影响实验结果，C错误； D、大豆种子含蛋白质，鲜肝提取液含酶（蛋白质），双缩脲试剂可与蛋白质发生紫色反应，无需水浴，D正确。 10.下有人总结养花秘诀：无氧不生根，无氮不长叶，无磷不开花，无镁下叶黄。下列分析错误的是(　　) A.N、P、Mg均是花卉生长过程中所需的大量元素 B.N、P、Mg在无机自然界中都可以找到 C.Mg为叶绿素的组成元素，缺乏会影响花卉的光合作用 D.N、P、Mg在细胞中都以无机化合物的形式存在 【答案】D 【详解】N、P、Mg均为植物生长发育过程中所需的大量元素，A项正确。生物体内的元素均来源于无机自然界，故N、P、Mg在无机自然界中都可以找到，B项正确。Mg是叶绿素的组成元素，缺乏时叶绿素合成受阻，光合作用减弱，C项正确。N可存在于蛋白质、核酸等有机物中；P可参与ATP、磷脂、核酸等有机物的组成；Mg可参与叶绿素的合成，三者在细胞中并非都以无机化合物的形式存在，D项错误。 11.科学家发现大脑中的神经细胞——“位置细胞”和“网格细胞”具有重要作用，下列叙述正确的是(　　) A.“位置细胞”和“网格细胞”鲜重中质量分数最高的元素是C B.“位置细胞”和“网格细胞”中含量最多的化合物都是蛋白质 C.“位置细胞”和“网格细胞”中都含有磷脂 D.P和Mg分别是“位置细胞”和“网格细胞”中的大量元素和微量元素 【答案】C 【详解】细胞鲜重中质量分数最高的元素是O，因为水是细胞中含量最多的成分，而C是细胞干重中质量分数最高的元素，A项错误。细胞中含量最多的化合物是水，蛋白质是细胞中含量最多的有机物，B项错误。“位置细胞”和“网格细胞”均为真核细胞，含有细胞膜、细胞器膜等结构，磷脂是构成生物膜的重要成分，因此两者均含磷脂，C项正确。P和Mg均属于大量元素，D项错误。 12.人体细胞内的元素有80多种，其中约70种为微量元素，微量元素在人体内含量过高会引起中毒。下列关于细胞内元素的叙述，正确的是(　　) A.生物体细胞能有选择地从外界环境中吸收元素 B.从生物体中可提取到外界环境中不存在的元素 C.Fe、Mn、Zn等微量元素在细胞中含量越低越好 D.为保持稳定，细胞中的元素大多以游离态形式存在 【答案】A 【详解】生物体细胞中的元素都是有选择地从外界环境中吸收而来的，没有一种元素是生物体所特有的，A项正确，B项错误。微量元素在生物体中含量过高会引起中毒，但在细胞中不是含量越低越好，C项错误。细胞中的元素大多以化合物的形式存在，D项错误。 13.古人有“白云峰下两枪新，腻绿长鲜谷雨春”赞美白云茶(今西湖龙井前身)。下列关于西湖龙井的说法，正确的是(　　) A.茶叶细胞和人体细胞所含元素含量大致相同但种类差异较大 B.采摘的新鲜茶叶的细胞中既含有大量元素，如Ca;也含有微量元素，如Mg C.茶叶细胞中的元素大都以离子的形式存在 D.新鲜茶叶细胞中C、H、O、N这四种元素的含量较高，其原因与组成细胞的化合物有关 【答案】D 【详解】不同生物细胞所含元素的种类大体相同，但含量差异较大，茶叶细胞和人体细胞亦是如此，A项错误。Ca和Mg均属于大量元素，B项错误。细胞中的元素大多以化合物形式存在，C项错误。在组成细胞的元素中，C、H、O、N含量较高，其原因与组成细胞的化合物有关，D项正确。 14.某校生物学兴趣小组进行了生物组织中还原糖检测的实验(如图所示)，下列叙述错误的是(　　) A.苹果使用前去皮，可有效排除果皮色素对实验结果的干扰 B.研磨时加入了石英砂，有助于研磨充分 C.由于斐林试剂不稳定，在使用时应当先加入甲液后加入乙液 D.由于甘蔗中富含蔗糖，该实验中的苹果不能用其替代 【答案】C 【详解】本实验需要根据反应的颜色进行实验结果的判断，故苹果使用前去皮，可有效排除果皮色素对实验结果的干扰，A项正确。在检测还原糖的实验中，研磨时加入少许石英砂，其目的是研磨充分，从而得到更多的还原糖，B项正确。使用斐林试剂时，应将斐林试剂的甲液和乙液等量混合均匀后再加入，且需现用现配，C项错误。由于甘蔗中富含蔗糖，蔗糖为非还原糖，故该实验中的苹果不能用其替代，D项正确。 二、多选题 15.下列关于“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”实验的叙述，错误的是(　　) A.鉴定可溶性还原糖时，要加入斐林试剂甲液1 mL摇匀后，再加入乙液4滴 B.脂肪的鉴定中一定需要用显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪 C.还原糖和蛋白质的鉴定所用的NaOH溶液浓度相同，但作用不同 D.麦芽糖和蔗糖分别与斐林试剂水浴加热均会出现砖红色沉淀 【答案】ABD 【详解】斐林试剂的甲液和乙液等量混合均匀后使用，且需现用现配，A项错误。脂肪的鉴定中一定需要用显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪颗粒，而看到染成橘黄色的脂肪也可用组织匀浆观察，不需要使用显微镜，B项错误。还原糖和蛋白质的鉴定中，所用的NaOH溶液浓度相同(均为0.1 g/mL)，但功能不同，C项正确。麦芽糖属于还原糖，可在水浴加热的条件下与斐林试剂反应生成砖红色沉淀;蔗糖属于非还原糖，不能在水浴加热的条件下与斐林试剂反应生成砖红色沉淀，D项错误。 16.生命的物质基础是组成细胞的元素和化合物，下图中序号代表组成细胞的主要化合物，面积大小代表各化合物的相对含量，其中Ⅰ和Ⅱ代表两大类化合物。请据图分析，下列叙述正确的是(　　) A.图中Ⅱ区域所包含的各种化合物都含有碳元素 B.活细胞中有机化合物的含量比无机化合物的含量少 C.医用生理盐水和糖溶液中的溶质分别属于Ⅳ和Ⅴ D.在干旱环境生活的植物细胞中含量最多的化合物是Ⅲ 【答案】ABD 【详解】题图表示组成细胞的主要化合物，据图示含量可知，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为糖类和核酸。Ⅱ为有机物，有机物都含碳元素，A项正确。活细胞中无机化合物包括水和无机盐，水是活细胞中含量最多的化合物，活细胞中有机化合物的含量比无机化合物的含量少，B项正确。医用生理盐水和糖溶液中的溶质分别是无机盐和糖类，分别属于Ⅳ和Ⅶ，C项错误。无论生存环境是否干旱，植物细胞中含量最多的化合物都是水(Ⅲ)，D项正确。 17.科研人员测定了小麦种子成熟过程中各主要物质的含量变化，结果如图。分别将10天、20天、30天的小麦种子制成组织样液，并依次标号为A、B、C三组，进行实验观察。下列对实验结果的预期与事实相符的是(　　) A.分别加入等量碘液后三组溶液均会变蓝，且C组颜色最深 B.A组溶液中加入斐林试剂并摇匀后将出现明显的砖红色沉淀 C.向B组溶液中加入双缩脲试剂A液后摇匀，再加双缩脲试剂B液，并混匀，溶液呈现紫色 D.小麦种子成熟过程中，还原糖和蔗糖可能会转化为淀粉 【答案】ACD 【详解】由题图可知，10天、20天、30天的小麦种子中都含有淀粉，且30天时淀粉含量最高，所以分别加入等量碘液后三组溶液均会变蓝，且C组颜色最深，A项不符合题意。由题图可知，A组溶液是10天的小麦种子的组织样液，含有较多还原糖，加入斐林试剂并摇匀，在水浴加热的条件下才能出现明显的砖红色沉淀，B项符合题意。B组溶液是20天的小麦种子的组织样液，含有蛋白质，加入双缩脲试剂A液后摇匀，再加双缩脲试剂B液，溶液呈现紫色，C项不符合题意。由题图可知，小麦种子成熟过程中，还原糖和蔗糖含量降低，而淀粉含量明显升高，还原糖和蔗糖可能会转化为淀粉，D项不符合题意。 18.下表是有活性的番茄细胞中的部分元素及含量，下图表示番茄细胞中化合物的含量。下列说法错误的是(　　) 元素 a b c 含量/% 65 18 10 A.表中含量最多的元素是a，数量最多的元素也是a B.若图表示细胞鲜重，则甲中含量最多的元素为表中的b C.若表表示组成人体细胞的元素及含量，则a、b、c的含量与番茄细胞中的完全相同 D.若图表示细胞完全脱水后的化合物含量，则甲应为蛋白质 【答案】ABC 【详解】在有活性的细胞中，占细胞鲜重百分比最高的元素是a(O)，其次是b(C)，再次是c(H)。题表中含量最多的元素是a(O)，数量最多的元素是c(H)，A项错误。细胞鲜重中含量最多的化合物是水，水中不含b(C)，B项错误。组成人体细胞和番茄细胞的化学元素的种类大体相同，但含量有差别，C项错误。细胞干重中含量最多的化合物是蛋白质(甲)，D项正确。 19.用碘液、苏丹Ⅲ染液和双缩脲试剂检测甲、乙、丙三种植物干种子中的三大类有机物，颜色反应如下表所示，其中“+”的数量代表颜色反应深浅程度。下列有关说法正确的是(　　) 植物 碘液 苏丹Ⅲ染液 双缩脲试剂 甲 ++++ ++ + 乙 ++ ++++ ++ 丙 + ++ ++++ A.乙种子中含蛋白质最多 B.碘液、苏丹Ⅲ染液和双缩脲试剂与相应的物质发生的颜色反应分别是蓝色、橘黄色和紫色 C.在观察颜色反应时有可能用到光学显微镜 D.这三种试剂使用时均不需要水浴加热 【答案】BCD 【详解】根据甲、乙、丙中出现颜色的深浅程度可以确定，甲中主要含有淀粉，乙中主要含有脂肪，丙中主要含有蛋白质，A项错误。碘液、苏丹Ⅲ染液和双缩脲试剂与相应的物质发生的颜色反应分别是蓝色、橘黄色和紫色，B项正确。在观察颜色反应时，鉴定脂肪的实验中可能需要用到光学显微镜，C项正确。题述三种试剂的使用均不需要水浴加热，在鉴定还原糖时需要水浴加热，D项正确。 三、解答题 20.菜花节是云南罗平振兴乡村旅游的一张名片，千亩油菜盛花期可供游客观赏，种子可以榨油。下图表示油菜开花后种子形成过程中糖类和脂肪的变化曲线。回答下列问题： (1)有人推测：随着油菜种子不断发育成熟，还原糖会逐渐转化为脂肪来作为细胞中的良好的储能物质，由图判断其依据是 。 (2)为验证还原糖含量的变化规律，兴趣小组进行了如下实验。 实验原理：还原糖可以与某试剂反应生成砖红色沉淀，颜色深浅与还原糖含量成正比。 实验步骤： ①取等量的第6、15、27天的油菜种子，制成组织样液； ②取3支试管，编号1、2、3，分别加入等量的上述待测组织样液； ③在上述试管中各加入 ；后放入50~65℃的温水中 ； ④观察颜色变化。 实验结果：3支试管颜色由浅到深的顺序是 （填试管编号）。 (3)若要制作切片观察花生种子中的脂肪颗粒，需用 染液进行检测，细胞内的脂肪与该试剂反应，显 色。在制作切片过程中，需滴加1-2滴体积分数为50%的酒精，目的是 。 【答案】(1)据图可知，随着油菜种子形成，还原糖含量逐渐下降的同时，脂肪含量逐渐增加 (2)等量的斐林试剂 水浴加热 3、2、1 (3)苏丹Ⅲ 橘黄色 洗去浮色 【分析】主物大分子的检测方法：蛋白质与双缩脲试剂产生紫色反应； 淀粉遇碘液变蓝；还原糖与斐林试剂在水浴加热的条件下产生砖红色沉淀；脂肪需要使用苏丹Ш染色，使用酒精洗去浮色以后在显微镜下观察，可以看到橘黄色的脂肪颗粒。 【详解】（1）由图可知，随着油菜种子形成，还原糖含量逐渐下降的同时，脂肪含量逐渐增加，推测还原糖会逐渐转化为脂肪来作为细胞中的良好的储能物质。 （2）还原糖与斐林试剂生成砖红色沉淀，颜色深浅与还原糖含量成正比。实验过程中无关变量保证相同且适宜。 实验步骤： ①取等量的第6、15、27天的油菜种子，制成组织样液； ②取3支试管，编号1、2、3，分别加入等量的上述待测组织样液； ③在上述试管中各加入等量的斐林试剂；后放入50~65℃的温水中水浴加热； ④观察颜色变化。 实验结果：第6、15、27天的油菜种子中还原糖含量逐渐减少，3支试管颜色由浅到深的顺序是3、2、1。 （3）脂肪与苏丹Ⅲ染液反应生成橘黄色。脂肪鉴定过程中，体积分数为50%的酒精的作用是洗去浮色。 21.据报道，某县农科所经多年研究，培育出了玉米新品种虹玉6号。回答下列有关问题。 (1)经食用发现虹玉6号玉米口感非常甜，研究人员为确定该甜味的产生是不是由于玉米细胞中存在还原糖，选用　　　　　　　　(鉴定试剂)进行检测，该试剂与玉米细胞内的还原糖发生作用形成　　　　沉淀。该鉴定实验中还需要　　　　加热。 (2)经鉴定，该虹玉6号玉米胚芽中含有脂肪，鉴定过程中能将脂肪染成橘黄色的染液是　　　　　　　　　　　，该过程中体积分数为50%的酒精溶液的作用是　　　　　　　　　　　　　。 (3)该新品种玉米中的蛋白质含量高于普通玉米，请用所学的知识设计实验加以验证(实验原理：蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应，且蛋白质含量越高紫色越深)。 材料用具：新鲜的普通玉米籽粒，新鲜的虹玉6号玉米籽粒，研钵，试管，滴管，清水，双缩脲试剂A液，双缩脲试剂B液，量筒等。 方法步骤： ①将两种玉米籽粒分别进行研磨，制备组织样液； ②取甲、乙两支试管，向甲试管中加入2 mL新鲜的虹玉6号玉米籽粒组织样液，向乙试管中加入 　　　　　　　　　　　　　　　　； ③向甲、乙两支试管中分别加入1 mL　　　　　　　，摇匀，再分别加入4滴　　　　　　　　　，摇匀； ④观察　　　　　　　　　　　　　　　　； ⑤预期结果：　 　　　　　　　　　　　　　　　。 【答案】(1)斐林试剂 砖红色 水浴 (2)苏丹Ⅲ染液 洗去浮色 (3)2 mL新鲜的普通玉米籽粒组织样液 双缩脲试剂A液 双缩脲试剂B液 两支试管中组织样液的颜色变化并比较两支试管中紫色的深浅 甲试管中紫色较深 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $