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2013年高考生物一轮复习学案
专题02 细胞中的元素和化合物细胞中的无机物（教师版）
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1.水和无机盐的作用(Ⅰ)。
2.检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质。
课前预习
一、组成细胞的元素及化合物
细胞中常见的化学元素有20多种，是生物体有选择地从无机自然界中获取的。
1．最基本元素：C。
2．主要元素：C、H、O、N、P、S。
3．大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。
4．微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。
5.无论是大量元素还是微量元素，都是生物体必需的元素，对于维持生物体的生命活动起着非常重要的作用，如P是组成ATP、膜结构等的重要成分；Ca是组成骨骼、牙齿的成分；Mg是叶绿素的成分；Fe是血红蛋白的成分。
6．细胞鲜重含量最多的元素是O。
7．细胞干重含量最多的元素是C。
8．组成细胞的化合物：组成细胞的化合物分为无机化合物和有机化合物，前者中H2O的含量最多，后者中蛋白质含量最多。
特点提醒　①大量元素和微量元素的划分依据是含量。
②记忆微量元素可利用口诀：铁猛碰新木桶(Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu)。(谐音记忆法)
思考：为什么组成细胞的元素在无机自然界都能找到？而含量又大不相同？
答案　组成细胞的元素最终是生物体有选择地从无机环境中吸收的。
二、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
思考：斐林试剂和双缩脲试剂都包含NaOH溶液和CuSO4溶液两种试剂，使用时有什么不同？
答案　斐林试剂使用时是甲液和乙液等量混合均匀后注入，斐林试剂现配现用，水浴加热2分钟；双缩脲试剂使用时是先加入A液1 mL，再加B液4滴。
三、细胞中的无机物
1．细胞中的水
(1)存在形式：自由水和结合水。
(2)含量变化：①不同的生物体内水的含量差别很大；②同一生物体不同的生长发育阶段水的含量不同，幼儿期＞成年期，幼嫩部分＞老熟部分。③同一生物不同器官水的含量也不同。生物体的含水量与生物种类和生物的生长发育期有关。
(3) 功能：
②结合水：是细胞结构的重要组成成分。
(4)自由水与结合水的联系
思考：心肌呈固态是因为结合水含量高，血液呈液态是因为自由水含量高，对吗？为什么？
2．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。
(2)功能：维持细胞和生物体的生命活动，维持细胞的酸碱平衡等。①是细胞的结构成分；②参与并维持生物体的代谢活动，如哺乳动物血液中钙盐含量过低就会出现抽搐；③维持生物体内的平衡：渗透压平衡（Na＋、Cl－维持细胞外液渗透压，K＋维持细胞内液渗透压），酸碱平衡（如人血浆中HCO3－、HPO42－等的调节）。
考点一、组成细胞的元素和化合物
1、组成细胞的化学元素的统一性与差异性
(1)生物界与非生物界及不同生物之间在元素种类上具有统一性，而在元素含量上具有差异性。
(2)生物体的元素是生物根据自身生命活动的需要，有选择地从无机环境中吸收的，这体现了生物界与非生物界的统一性。
(3)生物直接或间接获得无机环境中元素的方式不同。
　
化合物 质量分数/%
水 占85～90
无机盐 占1～1.5
蛋白质 占7～10
脂质 占1～2
糖类和核酸 占1～1.5
丙
(1)比较甲、乙两图，组成细胞的元素中含量最多的四种元素是C、H、O、N，C元素在乙图(甲图，乙图)中的含量表明它是构成细胞的最基本的元素。
(2)比较甲图、丙表，回答氧元素占细胞鲜重百分比最大的原因？
差异性的原因：生物体总是有选择地从自然界获得所需元素。
思维拓展
1．组成生物体的化学元素在不同的生物体内种类大体相同；不同的生物体内各种化学元素的含量一般相差很大。
2．元素分类是根据生物体内的含量，而不是生理作用，微量元素虽含量少，但其生理作用却不可替代，如Zn是DNA聚合酶和RNA聚合酶的辅助因子，缺Zn将导致DNA复制和RNA合成不能正常进行。
例1 (2012·江苏卷，1)下 列 关 于 细 胞 中 化 学 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. 细胞中的脱氧核苷酸和脂肪酸都不含有氮元素
C. 主动运输机制有助于维持细胞内元素组成的相对稳定
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
解析：生物体内元素具有不可替代性，所以A错，B脱氧核苷酸组成元素为CHONP，所以B错；细胞中微量元素数量少但对生命活动不可缺少，所以D错。答案C。
考点定位：主要考查细胞中元素的基础知识。
变式训练1 (2012·海南卷，7)关于植物细胞中元素的叙述，错误的是
A.番茄和水稻根系吸Si元素的量相等
B.细胞中含量最多的四种元素是C、O、H和N
C.植物根系通过主动运输吸收无机离子需要ATP
D.与豆科植物共生的根瘤菌可为豆科植物生长提供N元素
考点二、细胞中的无机物
1．细胞中的无机物——水
(1)水的含量、分类及生理作用
含量 概念 生理作用
结合水 4.5% 与其它物质结合在一起 细胞组成成分
自由水 95.5% 能够自由流动、以游离状态存在 良好溶剂；运输作用；反应场所、原料
(2)不同生物含水量特点
①是细胞和生物体中含量最多的物质(如精瘦肉中的水，沙漠植物中的水)。
②含水量：水生＞陆生、幼年＞成年＞老年、代谢旺盛＞代谢缓慢、幼嫩细胞＞衰老细胞。
⑶自由水含量与代谢强度的关系
①生物体代谢越旺盛，其体内自由水相对比例越高。如种子萌发时，先要吸收大量的水分，以增加自由水的含量，并加快代谢速度。
②结合水不参与代谢作用，但结合水的相对含量与植物的抗寒性有关。如冬季，植物吸水减少时，细胞内结合水相对含量升高，由于结合水不易结冰和蒸腾，从而使植被抗寒性加强。
③水对于生物体非常重要，常被誉为“生命之源”，其主要原因是：①生物体所有的生命活动都离不开水；②地球上的所有生命都是从水中起源的。
⑷自由水、结合水相互转化
在活细胞内，在生命活动不受限制的温度变化范围内：
一般情况下，温度略升高，自由水含量将升高，反之则自由水含量降低。相同条件下，自由水含量高的细胞，代谢旺盛。结合水含量高的细胞代谢较弱。
思考：1、在农村秋季粮食收获之后，农民要将粮食晒干后进行储存，这样能保存较长时间。如果将晒干后的粮食放入试管中进行加热，会发现试管壁上有水珠出现。如果粮食再进行焚烧，则只会留下少量呈灰白色的灰分。请据此思考以下几个问题：
①粮食晒干过程中，丧失的化合物是什么？在细胞中是以什么形式存在的？
2．生物体中的无机物——无机盐
(1)无机盐的含量及存在形式
含量：很少，约占细胞鲜重的1%～1.5%。
存在形式：大多数无机盐以离子的形式存在于细胞中，少数以化合物的形式存在于细胞中。
(2)无机盐的生理作用
①有些无机盐是细胞内某些复杂的化合物的重要组成成分。
②有许多种无机盐的离子对于维持生物体的生命活动有重要作用。
③生物体内的无机盐离子，必须保持一定的比例，这对维持细胞内的渗透压和酸碱平衡非常重要，这是生物进行正常生命活动的必要条件。
思维拓展
例2 小明同学的不良反应引起了父母的担忧：感冒频繁，口腔溃疡反复发作，伤口不易愈合，食欲不振，免疫力低下。比起同龄儿童，他的身体偏矮，偏瘦。去医院后，经检查发现小明血清中锌的含量过低。对上述材料的解释，不正确的是(　　)
A．锌是人体必需的化学元素
B．锌在人体的生长发育过程中的作用不容替代
C．锌是人体必需的微量元素
D．锌的作用极大，只要有锌，人就能正常生长
思路导引　解答此题要从以下几个方面入手：①不良反应是缺锌引起的。②锌是微量元素。③微量元素在生物体内的作用。
答案　D
解析　本题先给出一个情景，最终点明是因为缺锌造成的，从教材中我们知道Zn是微量元素，含量少但不能缺少，答案D中说法太绝对、武断，因为生物体包含很多的元素，并且功能各不相同。
变式训练2（2012·莱芜期末2）下列有关无机盐的叙述，正确的是
A.人体的血浆渗透压由无机盐维持
B.细胞中的无机盐主要以化合物形式存在
C.细胞合成脂肪、DNA、RNA等物质合成时都需要磷酸盐
D.K是构成细胞的大量元素，对维持细胞正常功能有重要作用
实验探究　检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1．还原糖的鉴定
脂肪的鉴定
3．蛋白质的鉴定
思维拓展　斐林试剂与双缩脲试剂的比较分析
比较项目 斐林试剂 双缩脲试剂
不同点 使用方法 甲液和乙液混合均匀后方可使用，且现配现用 使用时先加A液再加B液
呈色反应条件 需水浴加热 不需加热即可反应
反应原理 还原糖中的醛基被Cu(OH)2氧化，Cu(OH)2被还原为Cu2O 具有两个以上肽键的化合物在碱性条件下与Cu2＋反应生成络合物
颜色 砖红色 紫色
浓度 乙液CuSO4浓度为0.05 g/mL B液CuSO4浓度为0.01 g/mL
相同点 都含有NaOH、CuSO4两种成分，且所用NaOH浓度都是0.1 g/mL
脂肪的鉴定
操 作 方 法 注 意 问 题 解 释
花生种子浸泡、去皮、切下一些子叶薄片，将薄片放在载玻片的水滴中，用吸水纸吸去装片中的水。 干种子要浸泡3~4小时，新花生的浸泡时间可缩短。 因为浸泡时间短，不易切片，浸泡时间过长，组织较软，切下的薄片不易成形。切片要尽可能薄些，便于观察。
在子叶薄片上滴2~3滴苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液，染色1分钟。 染色时间不宜过长。
用吸水纸吸去薄片周围染液，用50%酒精洗去浮色，吸去酒精。 酒精用于洗去浮色，不洗去浮色，会影响对橘黄色脂肪滴的观察。同时，酒精是脂溶性溶剂，可将花生细胞中的脂肪颗粒溶解成油滴。
用吸水纸吸去薄片周围酒精，滴上1~2滴蒸馏水，盖上盖玻片。 滴上清水可防止盖盖玻片时产生气泡。
低倍镜下找到花生子叶薄片的最薄处，可看到细胞中有染成橘黄色或红色圆形小颗粒 装片不宜久放。 时间一长，油滴会溶解在乙醇中。
蛋白质的鉴定
操 作 方 法 注 意 问 题 解 释
制备组织样液。（浸泡、去皮研磨、过滤。） 黄豆浸泡1至2天，容易研磨成浆，也可购新鲜豆浆以节约实验时间。
鉴定。加样液约2ml于试管中，加入双缩脲试剂A，摇匀；再加入双缩脲试剂B液3~4滴，摇匀，溶液变紫色。 A液和B液也要分开配制，储存。鉴定时先加A液后加B液。CuSO4溶液不能多加。 先加NaOH溶液，为Cu2+与蛋白质反应提供一个碱性的环境。A、B液混装或同时加入，会导致Cu2+变成Cu ( OH ) 2沉淀，而失效。否则CuSO4的蓝色会遮盖反应的真实颜色。
可用蛋清代替豆浆。 蛋清要先稀释。 如果稀释不够，在实验中蛋清粘在试管壁，与双缩脲试剂反应后会粘固在试管内壁上，使反应不容易彻底，并且试管也不易洗干净。
附：淀粉的检测和观察用试管取2ml待测组织样液，向试管内滴加2滴碘液，观察颜色变化。 碘液不要滴太多 以免影响颜色观察
例3、（2012安徽卷3）某同学以新鲜洋葱鳞片叶内表皮为材料，经不同处理和染色体剂染色，用高倍显微镜观察。下列描述正确的是
A．经吡罗红甲基绿染色，可观察到红色的细胞核
B．经吡罗红甲基绿染色，可观察到绿色的细胞质
C．经健那绿染色，可观察到蓝绿色颗粒状的线粒体
D．经苏丹Ⅲ染色，可观察到橘黄色颗粒状的蛋白质
总结：三类有机物检测在操作步骤上的差异
(1)唯一需要加热——还原糖鉴定，且必须水浴加热，不能用酒精灯直接加热。若不加热，则无砖红色沉淀出现。
(2)唯一需要显微镜——脂肪鉴定。
(3)混合后加入——斐林试剂；分别加入——双缩脲试剂(先加A液，后加B液，且B液不能过量)。两者成分相同，但CuSO4的浓度不同，所以不能混用。
变式训练3.（2012·金华十校期末4）向一定浓度的淀粉溶液中加人适量的唾液淀粉酶，37℃水浴保温后再加入适量的双缩脲试剂，摇匀试管中溶液后可观察到的变化现象应该是（ ）
A．产生红黄色沉淀 B．溶液呈蓝色 C．溶液呈紫色 D．溶液不变化
课堂练习
1．(2012·安庆一质检1)下列哪一实例能说明微量元素是生命活动所必需的
A．Mg是叶绿素不可缺少组成成分
B．油菜缺少B时只开花不结果
C．哺乳动物血液中Ca2+盐含量太低会抽搐
D．人体内Mn的含量过高会导致运动失调
2．乳酸亚铁口服液可以有效地治疗人类缺铁性贫血症，这是因为其中的Fe2＋进入人体后能(　　)
A．调节血液的酸碱平衡 B．调节血液的渗透压
C．构成红细胞中的血红蛋白 D．促使更多红细胞的产生
答案：C
解析：本题考查无机盐的作用。铁是合成血红蛋白的必需元素，缺铁就会使血红蛋白的含量减少，导致贫血。
3．(2012·金华十校期末2)美国研究人员在莫诺湖首次发现一种能利用化学元素砷（As）取代所有磷进行生长、繁殖的细菌GFAJ一1。下列相关叙述错误的是 （ ）
A．As是组成该细菌核酸的元素之一
B．该细菌呼吸作用不会产生ATP
C．若用同位素标记法进行实验，在该细菌的细胞膜上可能检测到As
D．该细菌通过分化形成不同类型个体
答案：D
解析：构成核算的主要元素是C、H、O、N和P，砷（As）可以取代细菌GFAJ一1内的所有P，就是组成该细菌核酸的元素之一，A选项正确。任何活细胞都能进行呼吸作用产生ATP，供给各项生命活动能量，B选项错误。P是构成生物膜的主要元素之一，同位素标记法进行实验，在该细菌的细胞膜上
4、（苏北四市2012二调1）元素和化合物是细胞的物质基础，下列叙述正确的是
A.ATP、染色体中含有的五碳糖都是核糖
B.磷脂、质粒都含有的元素是C、H、O、N、P
C.具有生物催化作用的酶都是由氨基酸组成的
D.性激素和胰岛素与双缩脲试剂反应均呈紫色
5、(2012·西城区质检6)下列有关生物体内水和无机盐的叙述错误的是 (　　)
A．细胞代谢过程中，叶绿体、核糖体和中心体中都有水生成
B．水既是细胞内良好的溶剂，又是生物体内物质运输的主要介质
C．无机盐离子对维持血浆的正常浓度和酸碱平衡等有重要作用
D．镁是构成叶绿素的必需成分，植物缺乏镁时会导致叶片发黄
答案：A
解析：细胞代谢过程中，叶绿体中进行的光合作用在暗反应过程中有水生成，核糖体中进行多肽链的合成也有水的生成，中心体中无水生成。
6（2012江西四市联考20）下列有关组成生物体的化学元素的说法，正确的是 （ ）
A．Mg是叶绿体中色素分子必不可少的组成元素
B．B能够促进花粉粒萌发和花粉管的伸长，有利于受精作用
C．由Fe参与组成的血红蛋白，是内环境的成分之一
D．P是组成磷脂、ATP及核糖等多种化合物的组成元素
7、(2011·安徽百校联考10)进行异体器官移植时，器官在被剥离后必须马上放入一种“特殊液体”中，对这种“特殊液体”的成分及其作用的分析，正确的是 (　　)
A．有红细胞，为离体器官提供氧气
B．有免疫细胞，清除抗原
C．有氯化钠，保持细胞形态
D．有多种水解酶，为细胞提供生物催化剂
常见无机盐在细胞中的作用
N：是构成蛋白质、核酸等物质的主要元素，能促进植物的细胞分裂。植物缺氮时叶片发黄。
P：是构成核酸、磷脂、ATP、NADP＋或NADPH等物质的重要元素。缺磷时叶片暗绿，并出现紫色。
K：提高神经系统兴奋性，维持细胞内液渗透压。人体缺钾，反应迟钝，心律失常。
Ca：是牙齿、骨骼的组成元素。人体缺钙，儿童患佝偻病，成年人患骨质疏松症。
S：构成甲硫氨酸和半胱氨酸等含硫蛋白质的重要元素。
Mg：是叶绿素的主要成分。缺镁，植物的叶片发黄。
Fe：是血红蛋白的主要成分。人体缺铁会患缺铁性贫血症。
B：促进花粉的萌发和花粉管的伸长，有利于受精作用顺利进行。缺硼，花药和花丝萎缩，花粉发育不良。
I：甲状腺激素的合成原料。成年人缺碘时，患地方性甲状腺肿。
Na：维持细胞外液渗透压。缺钠，细胞外液渗透压下降，心率加快，严重时昏迷。
8．(2011·广东调研)如果细胞内自由水与结合水的比值用a表示，则根尖分生区的细胞a1与根冠细胞a2的大小为(　　)
A．a1＞a2 B．a1＝a2 C．a1＜a2 D．无法判断
答案　A
解析　在复习生物体的化合物——水的过程中，有三个方面的知识需要我们注意：一是水的含量：①水是细胞中含量最多的化合物；②不同种类的生物体中，水的含量差别很大；③同一种类的生物体中，随着发育期和细胞种类的不同(或者说不同的组织、器官)含水量也有很大差异。二是关于水的两种存在形式，即自由水和结合水及其功能。三是关于自由水含量与代谢旺盛程度的关系。
9、(2012河南洛阳统考5)下列有关水的叙述正确的是
A. 不同种生物细跑的S由水和结合水的比值相同，它们的代谢强度就相同
B. 在有氧呼吸过程中，线粒体既消耗水又产生水
C. 酵母菌的有氧呼吸和无氧呼吸均产生水
D. 线粒体、核糖体、中心体在其活动中都可以产生水
10、（2012·石家庄一质检8）在下列生理过程中，细胞内自由水与结合水比值增加的是
A.细胞衰老 B.作物越冬 C.种子萌发 D.细胞质壁分离
答案：C
解析：细胞中自由水含量增多的时候，细胞代谢速率加快；结合水含量增多的时候，细胞抗逆性强。自由水和结合水的比值越高，代谢越旺盛。种子萌发开始到幼苗过程中，随着萌发的继续和生命活动的旺盛进行，细胞内自由水与结合水比值会增加。
题组三　有机物的检测
7．下列关于生物学实验中所用试剂的说法，正确的是(　　)
A．用双缩脲试剂鉴定蛋白质时，需将NaOH溶液和CuSO4溶液混匀后使用
B．用吡罗红染色剂处理细胞，可以观察到DNA在细胞中的分布
C．用苏丹Ⅳ染液鉴定含油多的细胞，显微镜下可见染成红色的颗粒
D．判断酵母菌是否进行酒精发酵，可选择双缩脲试剂
答案：C
解析：双缩脲试剂的用法是先加A液，后加B液；甲基绿对DNA进行染色，吡罗红对RNA进行染色。
11．(2009·广东生物，6)对下表中所列待测物质的检测，所选用的试剂及预期结果都正确的是(　　)
待测物质 检测试剂 预期显色结果
① DNA 甲基绿 红色
② 脂肪 苏丹Ⅲ 橘黄色
③ 淀粉 斐林试剂 蓝色
④ 蛋白质 双缩脲试剂 紫色
A.①③ B．②③ C．①④ D．②④
答案：D
解析：本题考查教材实验，考查考生对不同物质鉴定的区分比较能力。甲基绿应是将DNA染成绿色，斐林试剂用来检测还原糖，淀粉用碘液检测呈蓝色。
12(2012江苏南京四校12月月考3)下列有关实验的叙述中，正确的是
A.叶绿体中色素的分离实验结果显示：色素含量最少的是呈橙黄色的胡萝卜素
B.斐林试剂使用时要先把甲液（0.1g/mL的NaOH溶液）和乙液(0.01g/mL的CuSO4溶液)混合均匀
C.检测CO2产生的多少可以使用重铬酸钾，看产生灰绿色的时间长短
D.脂肪的鉴定实验中需用显微镜才能看到被苏丹Ⅳ染成橘黄色的脂肪滴
13、将面团包在纱布中放在清水中搓洗，鉴定粘留在纱布上的黏稠物质和洗出的白浆用的试剂分别是(　　)
A．碘液、苏丹Ⅲ染液 B．双缩脲试剂、碘液
C．双缩脲试剂、苏丹Ⅲ染液 D．碘液、斐林试剂
答案：B
解析：在纱布上的黏稠物质是蛋白质，洗出来的白浆是淀粉，所以鉴定所用的试剂应该是双缩脲试剂、碘液。
14、(2011·淮安模拟)小麦种子萌发时会产生淀粉酶，将淀粉水解为麦芽糖、葡萄糖等。小麦种子萌发的最适温度为30℃左右。取适量小麦种子在20℃和30℃培养箱中培养4天后，做如下处理：
在3支试管中加入等量斐林试剂并水浴加热至50℃左右，摇匀后观察试管中的颜色。结果是(　　)
A．甲呈蓝色，乙呈砖红色，丙呈无色
B．甲呈无色，乙呈砖红色，丙呈蓝色
C．甲、乙皆呈蓝色，丙呈砖红色
D．甲呈浅砖红色，乙呈砖红色，丙呈蓝色
15、(2012·上海卷，3)下列食物营养成分与鉴定试剂及显色反应之间的对应关系中，错误的是
A．淀粉：碘液，蓝紫色 B．还原糖：班氏试剂，红黄色
C．脂肪：苏丹III染液，橘红色 D．蛋白质：双缩脲试剂，黄绿色
答案：D
解析：蛋白质可用双缩脲试剂检测，但呈紫色。
点评：本题考查淀粉、还原糖、脂肪、蛋白质等物质鉴定所用的试剂及对应的颜色变化，考查学生的识记能力，基础性强，难度不大。
16、（2012江西四市联考8）某同学为了确定来源不同的a、b、c、d、e五种物质（或结构）的具体类型，进行了下列实验，现象与结果如下：
①各种物质（或结构）的性质、染色反应的结果，见下表：
a b c d e
来源 猪血 马肝 蛙表皮 棉花 霉菌
水溶性 ＋ － ＋ － ＋
灰分 ＋ － ＋ － －
染色反应 甲基绿溶液 － － ＋ － －
班氏试剂 － － － － －
苏丹Ⅲ溶液 － + － － －
双缩脲试剂 ＋ － － － ＋
碘液 ＋ － － － －
注：＋：有（溶解）； －：无（不溶解）；灰分指物质充分燃烧后剩下的部分。
②a为红色，检测a的灰分后发现其中含有Fe元素；③将适量的e溶液加入盛有d的试管中，混合一段时间后，混合液能与班氏试剂（或斐林试剂）发生作用，生成砖红色沉淀。根据实验现象和结果，下列对a～e推断最合理的是 （ ）
A．血红蛋白．脂质．染色质．纤维素．蛋白质
B．蛋白质．脂肪．染色质．葡萄糖．麦芽糖酶
C．血红蛋白．脂肪．RNA．麦芽糖．纤维素酶
D．血红蛋白．脂肪．DNA．纤维素．纤维素酶
17、（2012广东卷3）分析下表，可推测
溶液 双缩脲试剂 碘液 斐林试剂
甲 ＋ － －
乙 － ＋＋ －
甲、乙混合 ＋ ＋ ＋
注：“+”显色，“++”显色更深；“-”不显色.
A.甲溶液含有淀粉酶 B.乙溶液含有还原糖
C.混合溶液不含淀粉 D.混合溶液含有淀粉酶
18（2012江苏卷19）下表中有关人体细胞化合物的各项内容，正确的是
A．①
B．②
C．③
D．④
19、已知糖尿病病人尿液含有葡萄糖；肾炎病人因肾小球部位通透性大为增加，尿液中会有蛋白质。因此，检测病人的尿液可帮助医生确定病情。小李觉得自己身体不适，怀疑自己患了糖尿病或是肾炎。如何通过一定的检测确定是否患相应的疾病？请写出设计原理和具体操作步骤及结论。
（1）设计原理：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）操作步骤：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）现象及结论：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)葡萄糖与斐林试剂发生作用，生成砖红色沉淀；蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应
（2）①a.取甲、乙、丙三支试管，分别加入小李的尿液2毫升；②b.甲试管中加20、(2012·唐山模拟15)已知小麦种子在萌发的过程中能够产生淀粉酶使所含的淀粉大量水解。某生物课外小组利用提供的下列实验材料与用具进行实验验证。试完成实验步骤并预测实验结果。
实验材料与用具：萌发中的小麦种子、小麦干种子(干种子中含有很少量的还原糖)、质量分数为3%的可溶性淀粉溶液、研钵、试管若干、斐林试剂、蒸馏水、恒温水浴锅、酒精灯等。
(1)实验步骤：
第一步：将适量萌发的小麦种子和适量小麦干种子分别放入标为A、B的两个研钵中。加入适量蒸馏水研磨，制取研磨液并标号A、B。
第二步：取三支试管分别标号1,2,3。向1号试管注入A研磨液2 mL；向2号试管注入B研磨液2 mL；向3号试管注入蒸馏水2 mL。分别向三支试管加入等量的质量分数为3%的淀粉溶液，轻轻振荡，混合均匀。
第三步：将三支试管放入适当恒温水浴锅中保温5分钟。
第四步：______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
第五步：____________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)实验结果预测：_____________________________________________
______________________________________________________________。
21、植物体没有专门的脂肪组织，但在花生、大豆、蓖麻等植物的种子中富含脂肪，有人提出植物体除种子外，其他部位是否也含有脂肪？有同学对此开展课题研究，假设你是其中一员，请根据课题研究要求，回答有关问题：
(1)探究课题：除种子外，植物体其他部位是否含有脂肪(如洋葱的根尖细胞中是否含有脂肪)
(2)实验假设：
________________________________________________________________________。
(3)实验供选材料：新鲜洋葱根尖、大豆种子；
实验供选试剂：①苏丹Ⅲ染液；②体积分数为50%的酒精溶液。
(4)实验步骤：
①选取新鲜的洋葱根尖并做徒手切片；选取2～3片最薄切片放置在载玻片的中央；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________；
④________________________________________________________________________。
(5)实验预期结果与可能得出的相应结论：
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
实验假设一般都可以从题干中找到，如本题中就明确提出“有人提出植物体除种子外，其他部位是否也含有脂肪？”从这个信息中，我们可以做出自己的假设，本实验的方法步骤可参照教材中脂肪的鉴定实验来进行操作，由于是探究性的课题，其结果带有不可预料性，因此预期的结果和结论中可能的情况都要考虑，其一般格式为“若……，则说明……”或“如果……，则说明……”。
知识链接　物质鉴定的实验原理归纳
鉴定的物质 化学试剂 颜色反应
生物组织中的淀粉 碘液 蓝色
生物组织中的可溶性还原糖 刚配制的斐林试剂 砖红色沉淀(水浴加热)
生物组织中的蛋白质 双缩脲试剂 紫色反应
生物组织中的脂肪 苏丹Ⅲ染液苏丹Ⅳ染液 橘黄色(显微观察)红色(显微观察)
细胞中的DNA 甲基绿 绿色(显微观察)
细胞中的RNA 吡罗红 红色(显微观察)
课后练习
一、选择题
1．(2012年淄博模拟)下图横坐标表示细胞中的几种化合物，纵坐标表示每种成分占细胞鲜重的含量，以下按图中①②③④顺序排列相对应的是(　　)
A．水、蛋白质、糖类、脂质 B．蛋白质、糖类、脂质、水
C．水、蛋白质、脂质、糖类 D．蛋白质、水、脂质、糖类
2．进行异体器官移植时，器官在被剥离后必须马上放入一种“特殊液体”中，对这种“特殊液体”的成分及其作用的分析，正确的是(　　)
A．有红细胞，为离体器官提供氧气
B．有免疫细胞，清除抗原
C．有氯化钠，保持细胞形态
D．有多种水解酶，为细胞提供生物催化剂
解析：进行器官移植前关键是保持器官正常的生理形态，防止细胞脱水而导致器官坏死，因此要将器官放在与体液等渗的0.9%的生理盐水中保存。
答案：C
3．(2012年济南一模)美国宇航局于2004年3月2日公布了“机遇”号火星探测车对火星进行探测的详细资料，有明确的数据表明，火星过去曾有丰富的水资源，于是推测火星上可能存在过生命。这一推测的理由是(　　)
A．水是细胞含量最多的化合物
B．结合水是细胞和生物体的成分
C．一切生命活动都离不开水
D．代谢旺盛的细胞水的含量高
解析：一切生命活动都离不开水，所以有水就可能有生命。
答案：C
4．(2012年南昌一模)下列关于元素及化合物的叙述，正确的是(　　)
A．N不仅是生物膜系统的重要组成元素，也是脂肪、ATP、DNA等不可缺少的组成元素
B．人体内环境中的Na＋有维持血浆渗透压的功能
C．无论是鲜重还是干重，碳元素占人体细胞的百分比最高
D．碳元素在生物群落与无机环境之间主要以二氧化碳和含碳有机物的形式循环
5．下列对无机盐的相关叙述，正确的是(　　)
A．豆芽是大豆浸水萌发的产物，根据这一现象说明豆芽的生长不需要无机盐
B．哺乳动物血液中钙离子含量超标时，会经常出现抽搐现象
C．硼元素能促进花粉的萌发和花粉管的伸长，故甘蔗地缺硼会严重影响其产量
D．细胞中的无机盐有两种存在形式，绝大多数以离子形式存在，部分以化合态存在
6．(2012年绍兴模拟)英国医生塞达尼·任格在对离体的蛙心脏进行的实验中发现，用不含钙和钾的生理盐水灌注蛙心脏时，蛙心脏收缩不能维持；而用含有少量钙和钾的钠盐溶液灌注时，蛙心脏可持续跳动数小时。实验说明钙盐和钾盐(　　)
A．是细胞中某些复杂化合物的重要组成成分
B．对维持生物体的生命活动有重要作用
C．对维持血浆的正常浓度具有重要作用
D．为蛙心脏的持续跳动提供能量
解析：无机盐的生理功能包括：是某些化合物的重要组成成分，维持酸碱平衡及维持生物体正常生命活动。从题干信息可看出，钙盐和钾盐对维持生物体的生命活动具有重要作用。
答案：B
7．(2012年榆林一模)篮球运动员姚明的“佳得乐”运动饮料广告词：“解口渴，更解体渴，佳得乐。”其中的“解体渴”主要是指 (　　)
A．佳得乐饮料中含有大量水，补充剧烈运动散失的水分
B．佳得乐饮料中含有葡萄糖，补充剧烈运动散失的能量
C．佳得乐饮料中含有大量水和少量无机盐，补充剧烈运动散失的水分和无机盐
D．佳得乐饮料中添加的葡萄糖和无机盐，能补充剧烈运动散失的能量和无机盐
解析：解口渴，是指水，而解体渴应是指体内所缺的无机盐和能源物质。
答案：D
8．(2012年青岛质检)2011年春我国许多地方出现旱情，影响了农作物的生长。下列有关水对生命活动影响的叙述，不正确的是(　　)
①越冬的植物体内自由水与结合水的比值下降，有利于抵抗不利的环境条件　②细胞内自由水含量的降低是细胞衰老的特征之一　③癌细胞中自由水含量较正常的细胞低　④当人体缺水时，血浆的渗透压会降低，从而产生渴觉
A．①④ B．①③
C．③④ D．②④
9．(2012年潍坊模拟)人体红细胞呈两面凹的圆饼状，具有运输氧气的功能。下面是将人体红细胞分别放在三种不同的液体环境中，如图为一段时间内的变化示意图，请分析该图说明的问题(　　)
A．水分容易进出细胞
B．无机盐离子容易进出细胞
C．红细胞有运输氧气的功能
D．水分和无机盐对于维持细胞的形态和功能有重要作用
10．(2012年福州测试)有关细胞中的有机物下列说法正确的是(　　)
A．核酸、酶、果糖、脂肪均含有元素C、H、O、N
B．花生种子中没有蛋白质，只有脂肪，故用来作为检测脂肪的材料
C．淀粉、蛋白质、脂肪在氧化分解时都能释放出能量
D．对蛋白质的检测可用斐林试剂，且要现配现用
解析：果糖、脂肪只含有C、H、O元素；蛋白质的检测应用双缩脲试剂。
答案：C
11．(2012年青岛一模)某人做酶的相关实验时，在试管中依次加入质量分数为3%的可溶性淀粉溶液2 mL、2%的新鲜淀粉酶溶液2 mL，放入适宜温度的热水中，保温5 min。然后加入质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液1 mL，摇匀，再加入质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液4滴，摇匀，试管中液体的颜色是(　　)
A．砖红色 B．无色
C．蓝色 D．紫色
12、 (2011山东青岛模拟1)某人做酶的相关实验时，在试管中依次加入质量分数为3%的可溶性淀粉溶液2 mL、2%的新鲜淀粉酶溶液2 mL，放入适宜温度的热水中，保温5 min。然后加入质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液1 mL，摇匀，再加入质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液4滴，摇匀，试管中液体的颜色是(　　)
A．砖红色 B．无色 C．蓝色 D．紫色
答案：D
解析：在试管中依次加入可溶性淀粉溶液和新鲜淀粉酶溶液，放入适宜温度的热水中，保温5 min后，淀粉被水解为麦芽糖。加入质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液1 mL，摇匀，再加入质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液4滴，摇匀，这是双缩脲试剂的使用方法，用于鉴定蛋白质。淀粉酶是蛋白质，显示紫色。
13、(2012·南昌模拟)鉴定可溶性还原糖、蛋白质、脂肪，观察DNA、RNA在细胞中的分布，所用实验材料均较合理的一组是 (　　)
A．韭菜叶、豆浆、大豆、洋葱鳞片叶内表皮
B．梨、鸡蛋清、花生子叶、口腔上皮细胞
C．苹果、花生子叶、大豆、洋葱鳞片叶外表皮
D．番茄、豆浆、花生子叶、人口腔上皮细胞
14、(2012·宝鸡质检)用碘液、苏丹Ⅲ染液和双缩脲试剂测得甲、乙、丙三种植物的干种子中三大类有机物颜色反应如下表，其中“＋”的数量代表颜色反应深浅程度，下列有关说法不正确的是 (　　)
　　试剂种类　　 碘液 苏丹Ⅲ染液 双缩脲试剂
甲 ＋＋＋＋ ＋＋ ＋
乙 ＋＋ ＋＋＋＋ ＋＋
丙 ＋ ＋＋ ＋＋＋＋
A.乙种子中主要含蛋白质
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．在观察颜色时有可能用到光学显微镜
D．这三种试剂的使用均不需要水浴加热
答案：A
解析：由表可知，甲中主要含淀粉，乙中主要含脂肪，丙中主要含有蛋白质。
15、生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质三种有机物的鉴定实验中，以下操作错误的是(　　)
A．可溶性还原糖的鉴定，可用酒精灯直接加热产生砖红色沉淀
B．只有脂肪的鉴定需要使用显微镜
C．用双缩脲试剂检测蛋白质不需要加热
D．使用斐林试剂和双缩脲试剂最好现配现用
二、非选择题
16、(2012年泉州一模)水是一切生命赖以生存的基础，是社会经济发展不可缺少和不可替代的重要自然资源和环境要素。请分析回答：
(1)俗话说，“一方水土养一方人”，饮水是提供人体必需的矿物质和微量元素的重要途径之一。在天然无污染的泉水中，含有Cu、K、Ca、Zn、P、Mg、Na、Fe等人体必需元素，其中属于大量元素的是________，在神经兴奋的传导中起重要作用的元素是________。
(2)水是一切生命赖以生存的重要自然资源。细胞中的水有两种存在形式，其中________是细胞结构的重要组成成分。2008年初的严寒天气给南方许多地区的农作物带来了灾害，作物细胞内________的比例下降，导致作物代谢活动减弱，甚至停止。
(3)有些减肥药的主要成分是利尿剂，服用后使人体失去较多的水分和无机盐，因而在服药期间会出现口渴、尿多、疲劳等症状，服用过量甚至会危及生命。水对人体生命活动的作用有________和________等。
(4)有人将海水稀释直接用于无土栽培，其现实意义是________。如用这种稀释的海水栽培蔬菜，应考虑的主要问题是________________。
17、由于无土栽培作物易于管理，优质高产，因此该项技术广泛应用于现代农业，同时无土栽培也是确定一种元素是否是植物所必需的元素的最常用的方法。
(1)无土栽培所用营养液中的无机盐在植物体内的作用是________和________。植物因种类和生长发育阶段不同对无机盐的需求也不同，所以应视具体情况调整________，供作物________性吸收无机盐离子。
(2)为了验证镍为植物生活所必需的元素，请完成下列问题。
①材料用具：完全营养液甲、缺镍的营养液乙(其他元素均具备)、适当的容器和固定材料、长势相似的玉米幼苗、含镍的无机盐等。
②方法步骤(完善表格)：
项目 A组(20株长势相似的玉米幼苗) B组(a.________)
处理 放入缺镍的营养液乙中培养 b.________
培养 相同且适宜的条件下培养数天
观察 c.______________________
预期结果 d.____________ e.________
③从科学研究的严谨角度出发，为进一步证实A、B两组玉米生长状况的差异是由于镍元素供应不同引起的，还应增加的实验步骤及结果是：___________________________________________________________。
解析：(1)解答本题需要考虑清楚组成细胞的化合物中无机盐的作用以及细胞对无机盐的吸收具有选择性。题中无土栽培所用营养液中无机盐的作用是构成细胞的组成成分和调节植物的生命活动。从题中给出的信息“植物因种类和答案：(1)细胞的组成成分　调节植物的生命活动　营养液中无机盐的组成和比例(营养液的配方)　选择 (2)②a.20株同A组长势相似的玉米幼苗　b．放入等量的完全营养液甲中培养　c．玉米幼苗的生长状况d.玉米幼苗生长不正常　e．玉米幼苗生长正常　③在缺镍的营养液乙中加入一定量的镍元素(或含镍的无机盐)，一段时间后玉米幼苗恢复正常生长(或症状消失)，则镍是植物生活所必需的元素。
18、为了研究在大豆种子萌发和生长过程中糖类和蛋白质的相互关系，某研究小组在25 ℃、黑暗、无菌、湿润的条件下萌发种子，然后测定在不同时间种子和幼苗中相关物质的含量，结果如图所示：
(1)在观察时间内，图中可溶性糖含量的变化是________，总糖含量变化是________，蛋白质含量的变化是________，由此可推测糖类和蛋白质的关系是________。
(2)如果在同样条件下继续培养，预测图中曲线的最终变化趋势是________，其原因是__________________________。
(3)在上述定量测定之前，进行了蛋白质含量变化的预测实验，请填充实验原理。判断实验步骤中画线部分是否正确，并更正错误之处，写出实验结果。
①实验原理：蛋白质__________，其颜色深浅与蛋白质含量成正比。
②实验步骤：
Ⅰ：将三份等量大豆种子分别萌发1、5、9天后取出，各加入适量蒸馏水，研碎、提取、定容后离心得到蛋白质制备液。
Ⅱ：取3支试管，编号1、2、3，分别加入等量的萌发1、5、9天的蛋白质制备液。
Ⅲ：在上述试管中各加入等量的
，。
a：__________________________。
b：_______________________________。
③实验结果：________________________________。
(3)用双缩脲试剂可检测蛋白质，且蛋白质的含量与颜色深浅成正比。双缩脲试剂由A液(0.1 g/mL NaOH溶液)和B液(0.01 g/mL CuSO4溶液)组成。使用时，应先加A液制造碱性环境，再加B液3～4滴，无需加热即可观察到紫色反应。
由图像可知，在大豆种子萌发的9天时间内，蛋白质的含量是稳定增加，所以用萌发至第1天、第5天和第9天的大豆种子制成的蛋白质制备液，蛋白质的含量逐渐升高，用双缩脲试剂检验，颜色也是依次加深。2013年高考生物一轮复习学案
专题02 细胞中的元素和化合物细胞中的无机物（学生版）
考纲浏览
1.水和无机盐的作用(Ⅰ)。
2.检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质。
课前预习
一、组成细胞的元素及化合物
细胞中常见的化学元素有＿＿多种，是生物体＿＿＿地从＿＿＿＿＿＿中获取的。
6．细胞鲜重含量最多的元素是＿。
7．细胞干重含量最多的元素是＿。
8．组成细胞的化合物：组成细胞的化合物分为＿＿化合物和＿＿化合物，前者中＿＿的含量最多，后者中＿＿＿含量最多。
特点提醒　①大量元素和微量元素的划分依据是含量。
②记忆微量元素可利用口诀：铁猛碰新木桶(Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu)。(谐音记忆法)
思考：为什么组成细胞的元素在无机自然界都能找到？而含量又大不相同？
答案　组成细胞的元素最终是生物体有选择地从无机环境中吸收的。
二、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
鉴定物质 鉴定试剂 颜色变化
还原糖 ＿＿＿＿ ＿＿＿＿＿
淀粉 碘液 蓝色
脂肪 苏丹Ⅲ染液(或苏丹Ⅳ染液) ＿＿＿(或红色)
蛋白质 ＿＿＿＿＿＿ ＿＿
思考：斐林试剂和双缩脲试剂都包含NaOH溶液和CuSO4溶液两种试剂，使用时有什么不同？
三、细胞中的无机物
1．细胞中的水
(1)存在形式：＿＿＿和＿＿＿。
(2)含量变化：①不同的生物体内水的含量差别很大；②同一生物体不同的生长发育阶段水的含量不同，幼儿期＿成年期，幼嫩部分＿老熟部分。③同一生物不同器官水的含量也不同。生物体的含水量与＿＿＿＿和生物的＿＿＿＿＿＿有关。
(3) 功能：
课堂讲解
考点一、组成细胞的元素和化合物
1、组成细胞的化学元素的统一性与差异性
(1)生物界与非生物界及不同生物之间在元素种类上具有统一性，而在元素含量上具有差异性。
(2)生物体的元素是生物根据自身生命活动的需要，有选择地从无机环境中吸收的，这体现了生物界与非生物界的统一性。
(3)生物直接或间接获得无机环境中元素的方式不同。
　
丙
(1)比较甲、乙两图，组成细胞的元素中含量最多的四种元素是＿、＿、＿、＿，＿元素在＿＿(甲图，乙图)中的含量表明它是构成细胞的最基本的元素。
(2)比较甲图、丙表，回答氧元素占细胞鲜重百分比最大的原因？
(3)生物界和非生物界在化学元素上既有统一性，又有差异性的原因是什么？
差异性的原因：生物体总是有选择地从自然界获得所需元素。
思维拓展
1．组成生物体的化学元素在不同的生物体内种类大体相同；不同的生物体内各种化学元素的含量一般相差很大。
2．元素分类是根据生物体内的含量，而不是生理作用，微量元素虽含量少，但其生理作用却不可替代，如Zn是DNA聚合酶和RNA聚合酶的辅助因子，缺Zn将导致DNA复制和RNA合成不能正常进行。
例1 (2012·江苏卷，1)下 列 关 于 细 胞 中 化 学 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. 细胞中的脱氧核苷酸和脂肪酸都不含有氮元素
C. 主动运输机制有助于维持细胞内元素组成的相对稳定
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
解析：生物体内元素具有不可替代性，所以A错，B脱氧核苷酸组成元素为CHONP，所以B错；细胞中微量元素数量少但对生命活动不可缺少，所以D错。答案C。
考点定位：主要考查细胞中元素的基础知识。
变式训练1 (2012·海南卷，7)关于植物细胞中元素的叙述，错误的是
A.番茄和水稻根系吸Si元素的量相等
B.细胞中含量最多的四种元素是C、O、H和N
C.植物根系通过主动运输吸收无机离子需要ATP
D.与豆科植物共生的根瘤菌可为豆科植物生长提供N元素
考点二、细胞中的无机物
1．细胞中的无机物——水
(1)水的含量、分类及生理作用
含量 概念 生理作用
结合水 4.5% 与其它物质结合在一起 细胞组成成分
自由水 95.5% 能够自由流动、以游离状态存在 良好溶剂；运输作用；反应场所、原料
(2)不同生物含水量特点
①是细胞和生物体中含量最多的物质(如精瘦肉中的水，沙漠植物中的水)。
②含水量：水生＞陆生、幼年＞成年＞老年、代谢旺盛＞代谢缓慢、幼嫩细胞＞衰老细胞。
⑶自由水含量与代谢强度的关系
①生物体代谢越旺盛，其体内自由水相对比例越高。如种子萌发时，先要吸收大量的水分，以增加自由水的含量，并加快代谢速度。
②结合水不参与代谢作用，但结合水的相对含量与植物的抗寒性有关。如冬季，植物吸水减少时，细胞内结合水相对含量升高，由于结合水不易结冰和蒸腾，从而使植被抗寒性加强。
思考：1、在农村秋季粮食收获之后，农民要将粮食晒干后进行储存，这样能保存较长时间。如果将晒干后的粮食放入试管中进行加热，会发现试管壁上有水珠出现。如果粮食再进行焚烧，则只会留下少量呈灰白色的灰分。请据此思考以下几个问题：
①粮食晒干过程中，丧失的化合物是什么？在细胞中是以什么形式存在的？
②晒干后的粮食在试管中加热，试管壁上出现的水珠在细胞中以什么形式存在？此时的种子还能萌发吗？
③粮食焚烧后留下的少量灰分是什么？
2．生物体中的无机物——无机盐
(1)无机盐的含量及存在形式
含量：很少，约占细胞鲜重的1%～1.5%。
存在形式：大多数无机盐以离子的形式存在于细胞中，少数以化合物的形式存在于细胞中。
(2)无机盐的生理作用
①有些无机盐是细胞内某些复杂的化合物的重要组成成分。
②有许多种无机盐的离子对于维持生物体的生命活动有重要作用。
③生物体内的无机盐离子，必须保持一定的比例，这对维持细胞内的渗透压和酸碱平衡非常重要，这是生物进行正常生命活动的必要条件。
思维拓展
例2 小明同学的不良反应引起了父母的担忧：感冒频繁，口腔溃疡反复发作，伤口不易愈合，食欲不振，免疫力低下。比起同龄儿童，他的身体偏矮，偏瘦。去医院后，经检查发现小明血清中锌的含量过低。对上述材料的解释，不正确的是(　　)
A．锌是人体必需的化学元素
B．锌在人体的生长发育过程中的作用不容替代
C．锌是人体必需的微量元素
D．锌的作用极大，只要有锌，人就能正常生长
思路导引　解答此题要从以下几个方面入手：①不良反应是缺锌引起的。②锌是微量元素。③微量元素在生物体内的作用。
答案　D
解析　本题先给出一个情景，最终点明是因为缺锌造成的，从教材中我们知道Zn是微量元素，含量少但不能缺少，答案D中说法太绝对、武断，因为生物体包含很多的元素，并且功能各不相同。
变式训练2（2012·莱芜期末2）下列有关无机盐的叙述，正确的是
A.人体的血浆渗透压由无机盐维持
B.细胞中的无机盐主要以化合物形式存在
C.细胞合成脂肪、DNA、RNA等物质合成时都需要磷酸盐
D.K是构成细胞的大量元素，对维持细胞正常功能有重要作用
实验探究　检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
脂肪的鉴定
3．蛋白质的鉴定
思维拓展　斐林试剂与双缩脲试剂的比较分析
脂肪的鉴定
操 作 方 法 注 意 问 题 解 释
花生种子浸泡、去皮、切下一些子叶薄片，将薄片放在载玻片的水滴中，用吸水纸吸去装片中的水。 干种子要浸泡3~4小时，新花生的浸泡时间可缩短。 因为浸泡时间短，不易切片，浸泡时间过长，组织较软，切下的薄片不易成形。切片要尽可能薄些，便于观察。
在子叶薄片上滴2~3滴苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液，染色1分钟。 染色时间不宜过长。
用吸水纸吸去薄片周围染液，用50%酒精洗去浮色，吸去酒精。 酒精用于洗去浮色，不洗去浮色，会影响对橘黄色脂肪滴的观察。同时，酒精是脂溶性溶剂，可将花生细胞中的脂肪颗粒溶解成油滴。
用吸水纸吸去薄片周围酒精，滴上1~2滴蒸馏水，盖上盖玻片。 滴上清水可防止盖盖玻片时产生气泡。
低倍镜下找到花生子叶薄片的最薄处，可看到细胞中有染成橘黄色或红色圆形小颗粒 装片不宜久放。 时间一长，油滴会溶解在乙醇中。
蛋白质的鉴定
操 作 方 法 注 意 问 题 解 释
制备组织样液。（浸泡、去皮研磨、过滤。） 黄豆浸泡1至2天，容易研磨成浆，也可购新鲜豆浆以节约实验时间。
鉴定。加样液约2ml于试管中，加入双缩脲试剂A，摇匀；再加入双缩脲试剂B液3~4滴，摇匀，溶液变紫色。 A液和B液也要分开配制，储存。鉴定时先加A液后加B液。CuSO4溶液不能多加。 先加NaOH溶液，为Cu2+与蛋白质反应提供一个碱性的环境。A、B液混装或同时加入，会导致Cu2+变成Cu ( OH ) 2沉淀，而失效。否则CuSO4的蓝色会遮盖反应的真实颜色。
可用蛋清代替豆浆。 蛋清要先稀释。 如果稀释不够，在实验中蛋清粘在试管壁，与双缩脲试剂反应后会粘固在试管内壁上，使反应不容易彻底，并且试管也不易洗干净。
附：淀粉的检测和观察用试管取2ml待测组织样液，向试管内滴加2滴碘液，观察颜色变化。 碘液不要滴太多 以免影响颜色观察
例3、（2012安徽卷3）某同学以新鲜洋葱鳞片叶内表皮为材料，经不同处理和染色体剂染色，用高倍显微镜观察。下列描述正确的是
A．经吡罗红甲基绿染色，可观察到红色的细胞核
B．经吡罗红甲基绿染色，可观察到绿色的细胞质
C．经健那绿染色，可观察到蓝绿色颗粒状的线粒体
D．经苏丹Ⅲ染色，可观察到橘黄色颗粒状的蛋白质
总结：三类有机物检测在操作步骤上的差异
(1)唯一需要加热——还原糖鉴定，且必须水浴加热，不能用酒精灯直接加热。若不加热，则无砖红色沉淀出现。
(2)唯一需要显微镜——脂肪鉴定。
(3)混合后加入——斐林试剂；分别加入——双缩脲试剂(先加A液，后加B液，且B液不能过量)。两者成分相同，但CuSO4的浓度不同，所以不能混用。
变式训练3.（2012·金华十校期末4）向一定浓度的淀粉溶液中加人适量的唾液淀粉酶，37℃水浴保温后再加入适量的双缩脲试剂，摇匀试管中溶液后可观察到的变化现象应该是（ ）
A．产生红黄色沉淀 B．溶液呈蓝色 C．溶液呈紫色 D．溶液不变化
课堂练习
（ ）
A．As是组成该细菌核酸的元素之一
B．该细菌呼吸作用不会产生ATP
C．若用同位素标记法进行实验，在该细菌的细胞膜上可能检测到As
D．该细菌通过分化形成不同类型个体
4、（苏北四市2012二调1）元素和化合物是细胞的物质基础，下列叙述正确的是
A.ATP、染色体中含有的五碳糖都是核糖
B.磷脂、质粒都含有的元素是C、H、O、N、P
C.具有生物催化作用的酶都是由氨基酸组成的
D.性激素和胰岛素与双缩脲试剂反应均呈紫色
5、(2012·西城区质检6)下列有关生物体内水和无机盐的叙述错误的是 (　　)
A．细胞代谢过程中，叶绿体、核糖体和中心体中都有水生成
B．水既是细胞内良好的溶剂，又是生物体内物质运输的主要介质
C．无机盐离子对维持血浆的正常浓度和酸碱平衡等有重要作用
6（2012江西四市联考20）下列有关组成生物体的化学元素的说法，正确的是 （ ）
A．Mg是叶绿体中色素分子必不可少的组成元素
B．B能够促进花粉粒萌发和花粉管的伸长，有利于受精作用
C．由Fe参与组成的血红蛋白，是内环境的成分之一
D．P是组成磷脂、ATP及核糖等多种化合物的组成元素
7、(2011·安徽百校联考10)进行异体器官移植时，器官在被剥离后必须马上放入一种“特殊液体”中，对这种“特殊液体”的成分及其作用的分析，正确的是 (　　)
A．有红细胞，为离体器官提供氧气
B．有免疫细胞，清除抗原
C．有氯化钠，保持细胞形态
D．有多种水解酶，为细胞提供生物催化剂
常见无机盐在细胞中的作用
N：是构成蛋白质、核酸等物质的主要元素，能促进植物的细胞分裂。植物缺氮时叶片发黄。
P：是构成核酸、磷脂、ATP、NADP＋或NADPH等物质的重要元素。缺磷时叶片暗绿，并出现紫色。
I：甲状腺激素的合成原料。成年人缺碘时，患地方性甲状腺肿。
Na：维持细胞外液渗透压。缺钠，细胞外液渗透压下降，心率加快，严重时昏迷。
8．(2011·广东调研)如果细胞内自由水与结合水的比值用a表示，则根尖分生区的细胞a1与根冠细胞a2的大小为(　　)
A．a1＞a2 B．a1＝a2 C．a1＜a2 D．无法判断
9、(2012河南洛阳统考5)下列有关水的叙述正确的是
A. 不同种生物细跑的S由水和结合水的比值相同，它们的代谢强度就相同
B. 在有氧呼吸过程中，线粒体既消耗水又产生水
C. 酵母菌的有氧呼吸和无氧呼吸均产生水
D. 线粒体、核糖体、中心体在其活动中都可以产生水
10、（2012·石家庄一质检8）在下列生理过程中，细胞内自由水与结合水比值增加的是
A.细胞衰老 B.作物越冬 C.种子萌发 D.细胞质壁分离
题组三　有机物的检测
7．下列关于生物学实验中所用试剂的说法，正确的是(　　)
A．用双缩脲试剂鉴定蛋白质时，需将NaOH溶液和CuSO4溶液混匀后使用
B．用吡罗红染色剂处理细胞，可以观察到DNA在细胞中的分布
C．用苏丹Ⅳ染液鉴定含油多的细胞，显微镜下可见染成红色的颗粒
D．判断酵母菌是否进行酒精发酵，可选择双缩脲试剂
11．(2009·广东生物，6)对下表中所列待测物质的检测，所选用的试剂及预期结果都正确的是(　　)
待测物质 检测试剂 预期显色结果
① DNA 甲基绿 红色
② 脂肪 苏丹Ⅲ 橘黄色
③ 淀粉 斐林试剂 蓝色
④ 蛋白质 双缩脲试剂 紫色
A.①③ B．②③ C．①④ D．②④
12(2012江苏南京四校12月月考3)下列有关实验的叙述中，正确的是
A.叶绿体中色素的分离实验结果显示：色素含量最少的是呈橙黄色的胡萝卜素
B.斐林试剂使用时要先把甲液（0.1g/mL的NaOH溶液）和乙液(0.01g/mL的CuSO4溶液)混合均匀
C.检测CO2产生的多少可以使用重铬酸钾，看产生灰绿色的时间长短
D.脂肪的鉴定实验中需用显微镜才能看到被苏丹Ⅳ染成橘黄色的脂肪滴
13、将面团包在纱布中放在清水中搓洗，鉴定粘留在纱布上的黏稠物质和洗出的白浆用的试剂分别是(　　)
A．碘液、苏丹Ⅲ染液 B．双缩脲试剂、碘液
C．双缩脲试剂、苏丹Ⅲ染液 D．碘液、斐林试剂
在3支试管中加入等量斐林试剂并水浴加热至50℃左右，摇匀后观察试管中的颜色。结果是(　　)
A．甲呈蓝色，乙呈砖红色，丙呈无色
B．甲呈无色，乙呈砖红色，丙呈蓝色
C．甲、乙皆呈蓝色，丙呈砖红色
D．甲呈浅砖红色，乙呈砖红色，丙呈蓝色
15、(2012·上海卷，3)下列食物营养成分与鉴定试剂及显色反应之间的对应关系中，错误的是
A．淀粉：碘液，蓝紫色 B．还原糖：班氏试剂，红黄色
C．脂肪：苏丹III染液，橘红色 D．蛋白质：双缩脲试剂，黄绿色
16、（2012江西四市联考8）某同学为了确定来源不同的a、b、c、d、e五种物质（或结构）的具体类型，进行了下列实验，现象与结果如下：
①各种物质（或结构）的性质、染色反应的结果，见下表：
a b c d e
来源 猪血 马肝 蛙表皮 棉花 霉菌
水溶性 ＋ － ＋ － ＋
灰分 ＋ － ＋ － －
染色反应 甲基绿溶液 － － ＋ － －
班氏试剂 － － － － －
苏丹Ⅲ溶液 － + － － －
双缩脲试剂 ＋ － － － ＋
碘液 ＋ － － － －
注：＋：有（溶解）； －：无（不溶解）；灰分指物质充分燃烧后剩下的部分。
②a为红色，检测a的灰分后发现其中含有Fe元素；③将适量的e溶液加入盛有d的试管中，混合一段时间后，混合液能与班氏试剂（或斐林试剂）发生作用，生成砖红色沉淀。根据实验现象和结果，下列对a～e推断最合理的是 （ ）
A．血红蛋白．脂质．染色质．纤维素．蛋白质
B．蛋白质．脂肪．染色质．葡萄糖．麦芽糖酶
C．血红蛋白．脂肪．RNA．麦芽糖．纤维素酶
D．血红蛋白．脂肪．DNA．纤维素．纤维素酶
17、（2012广东卷3）分析下表，可推测
注：“+”显色，“++”显色更深；“-”不显色.
A.甲溶液含有淀粉酶 B.乙溶液含有还原糖
C.混合溶液不含淀粉 D.混合溶液含有淀粉酶
18（2012江苏卷19）下表中有关人体细胞化合物的各项内容，正确的是
A．①
B．②
C．③
D．④
19、已知糖尿病病人尿液含有葡萄糖；肾炎病人因肾小球部位通透性大为增加，尿液中会有蛋白质。因此，检测病人的尿液可帮助医生确定病情。小李觉得自己身体不适，怀疑自己患了糖尿病或是肾炎。如何通过一定的检测确定是否患相应的疾病？请写出设计原理和具体操作步骤及结论。
（1）设计原理：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）操作步骤：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）现象及结论：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
第四步：______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
第五步：____________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)实验结果预测：_____________________________________________
______________________________________________________________。
21、植物体没有专门的脂肪组织，但在花生、大豆、蓖麻等植物的种子中富含脂肪，有人提出植物体除种子外，其他部位是否也含有脂肪？有同学对此开展课题研究，假设你是其中一员，请根据课题研究要求，回答有关问题：
(1)探究课题：除种子外，植物体其他部位是否含有脂肪(如洋葱的根尖细胞中是否含有脂肪)
(2)实验假设：
________________________________________________________________________。
(3)实验供选材料：新鲜洋葱根尖、大豆种子；
实验供选试剂：①苏丹Ⅲ染液；②体积分数为50%的酒精溶液。
(4)实验步骤：
①选取新鲜的洋葱根尖并做徒手切片；选取2～3片最薄切片放置在载玻片的中央；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________；
④________________________________________________________________________。
(5)实验预期结果与可能得出的相应结论：
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
知识链接　物质鉴定的实验原理归纳
鉴定的物质 化学试剂 颜色反应
生物组织中的淀粉 碘液 蓝色
生物组织中的可溶性还原糖 刚配制的斐林试剂 砖红色沉淀(水浴加热)
生物组织中的蛋白质 双缩脲试剂 紫色反应
生物组织中的脂肪 苏丹Ⅲ染液苏丹Ⅳ染液 橘黄色(显微观察)红色(显微观察)
细胞中的DNA 甲基绿 绿色(显微观察)
细胞中的RNA 吡罗红 红色(显微观察)
课后练习
一、选择题
A．水、蛋白质、糖类、脂质 B．蛋白质、糖类、脂质、水
C．水、蛋白质、脂质、糖类 D．蛋白质、水、脂质、糖类
2．进行异体器官移植时，器官在被剥离后必须马上放入一种“特殊液体”中，对这种“特殊液体”的成分及其作用的分析，正确的是(　　)
A．有红细胞，为离体器官提供氧气
B．有免疫细胞，清除抗原
C．有氯化钠，保持细胞形态
D．有多种水解酶，为细胞提供生物催化剂
3．(2012年济南一模)美国宇航局于2004年3月2日公布了“机遇”号火星探测车对火星进行探测的详细资料，有明确的数据表明，火星过去曾有丰富的水资源，于是推测火星上可能存在过生命。这一推测的理由是(　　)
A．水是细胞含量最多的化合物
B．结合水是细胞和生物体的成分
C．一切生命活动都离不开水
D．代谢旺盛的细胞水的含量高
4．(2012年南昌一模)下列关于元素及化合物的叙述，正确的是(　　)
A．N不仅是生物膜系统的重要组成元素，也是脂肪、ATP、DNA等不可缺少的组成元素
B．人体内环境中的Na＋有维持血浆渗透压的功能
C．无论是鲜重还是干重，碳元素占人体细胞的百分比最高
D．碳元素在生物群落与无机环境之间主要以二氧化碳和含碳有机物的形式循环
5．下列对无机盐的相关叙述，正确的是(　　)
A．豆芽是大豆浸水萌发的产物，根据这一现象说明豆芽的生长不需要无机盐
B．哺乳动物血液中钙离子含量超标时，会经常出现抽搐现象
C．硼元素能促进花粉的萌发和花粉管的伸长，故甘蔗地缺硼会严重影响其产量
D．细胞中的无机盐有两种存在形式，绝大多数以离子形式存在，部分以化合态存在
6．(2012年绍兴模拟)英国医生塞达尼·任格在对离体的蛙心脏进行的实验中发现，用不含钙和钾的生理盐水灌注蛙心脏时，蛙心脏收缩不能维持；而用含有少量钙和钾的钠盐溶液灌注时，蛙心脏可持续跳动数小时。实验说明钙盐和钾盐(　　)
A．是细胞中某些复杂化合物的重要组成成分
B．对维持生物体的生命活动有重要作用
C．对维持血浆的正常浓度具有重要作用
D．为蛙心脏的持续跳动提供能量
7．(2012年榆林一模)篮球运动员姚明的“佳得乐”运动饮料广告词：“解口渴，更解体渴，佳得乐。”其中的“解体渴”主要是指 (　　)
A．佳得乐饮料中含有大量水，补充剧烈运动散失的水分
B．佳得乐饮料中含有葡萄糖，补充剧烈运动散失的能量
C．佳得乐饮料中含有大量水和少量无机盐，补充剧烈运动散失的水分和无机盐
D．佳得乐饮料中添加的葡萄糖和无机盐，能补充剧烈运动散失的能量和无机盐
8．(2012年青岛质检)2011年春我国许多地方出现旱情，影响了农作物的生长。下列有关水对生命活动影响的叙述，不正确的是(　　)
①越冬的植物体内自由水与结合水的比值下降，有利于抵抗不利的环境条件　②细胞内自由水含量的降低是细胞衰老的特征之一　③癌细胞中自由水含量较正常的细胞低　④当人体缺水时，血浆的渗透压会降低，从而产生渴觉
A．①④ B．①③
C．③④ D．②④
C．红细胞有运输氧气的功能
D．水分和无机盐对于维持细胞的形态和功能有重要作用
10．(2012年福州测试)有关细胞中的有机物下列说法正确的是(　　)
A．核酸、酶、果糖、脂肪均含有元素C、H、O、N
B．花生种子中没有蛋白质，只有脂肪，故用来作为检测脂肪的材料
C．淀粉、蛋白质、脂肪在氧化分解时都能释放出能量
D．对蛋白质的检测可用斐林试剂，且要现配现用
11．(2012年青岛一模)某人做酶的相关实验时，在试管中依次加入质量分数为3%的可溶性淀粉溶液2 mL、2%的新鲜淀粉酶溶液2 mL，放入适宜温度的热水中，保温5 min。然后加入质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液1 mL，摇匀，再加入质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液4滴，摇匀，试管中液体的颜色是(　　)
A．砖红色 B．无色
C．蓝色 D．紫色
D．番茄、豆浆、花生子叶、人口腔上皮细胞
14、(2012·宝鸡质检)用碘液、苏丹Ⅲ染液和双缩脲试剂测得甲、乙、丙三种植物的干种子中三大类有机物颜色反应如下表，其中“＋”的数量代表颜色反应深浅程度，下列有关说法不正确的是 (　　)
　　试剂种类　　 碘液 苏丹Ⅲ染液 双缩脲试剂
甲 ＋＋＋＋ ＋＋ ＋
乙 ＋＋ ＋＋＋＋ ＋＋
丙 ＋ ＋＋ ＋＋＋＋
A.乙种子中主要含蛋白质
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．在观察颜色时有可能用到光学显微镜
D．这三种试剂的使用均不需要水浴加热
15、生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质三种有机物的鉴定实验中，以下操作错误的是(　　)
A．可溶性还原糖的鉴定，可用酒精灯直接加热产生砖红色沉淀
B．只有脂肪的鉴定需要使用显微镜
C．用双缩脲试剂检测蛋白质不需要加热
D．使用斐林试剂和双缩脲试剂最好现配现用
二、非选择题
16、(2012年泉州一模)水是一切生命赖以生存的基础，是社会经济发展不可缺少和不可替代的重要自然资源和环境要素。请分析回答：
(1)俗话说，“一方水土养一方人”，饮水是提供人体必需的矿物质和微量元素的重要途径之一。在天然无污染的泉水中，含有Cu、K、Ca、Zn、P、Mg、Na、Fe等人体必需元素，其中属于大量元素的是________，在神经兴奋的传导中起重要作用的元素是________。
(2)水是一切生命赖以生存的重要自然资源。细胞中的水有两种存在形式，其中________是细胞结构的重要组成成分。2008年初的严寒天气给南方许多地区的农作物带来了灾害，作物细胞内________的比例下降，导致作物代谢活动减弱，甚至停止。
(3)有些减肥药的主要成分是利尿剂，服用后使人体失去较多的水分和无机盐，因而在服药期间会出现口渴、尿多、疲劳等症状，服用过量甚至会危及生命。水对人体生命活动的作用有________和________等。
(4)有人将海水稀释直接用于无土栽培，其现实意义是________。如用这种稀释的海水栽培蔬菜，应考虑的主要问题是________________。
17、由于无土栽培作物易于管理，优质高产，因此该项技术广泛应用于现代农业，同时无土栽培也是确定一种元素是否是植物所必需的元素的最常用的方法。
(1)无土栽培所用营养液中的无机盐在植物体内的作用是________和________。植物因种类和生长发育阶段不同对无机盐的需求也不同，所以应视具体情况调整________，供作物________性吸收无机盐离子。
(2)为了验证镍为植物生活所必需的元素，请完成下列问题。
①材料用具：完全营养液甲、缺镍的营养液乙(其他元素均具备)、适当的容器和固定材料、长势相似的玉米幼苗、含镍的无机盐等。
②方法步骤(完善表格)：
③从科学研究的严谨角度出发，为进一步证实A、B两组玉米生长状况的差异是由于镍元素供应不同引起的，还应增加的实验步骤及结果是：___________________________________________________________。
18、为了研究在大豆种子萌发和生长过程中糖类和蛋白质的相互关系，某研究小组在25 ℃、黑暗、无菌、湿润的条件下萌发种子，然后测定在不同时间种子和幼苗中相关物质的含量，结果如图所示：
(1)在观察时间内，图中可溶性糖含量的变化是________，总糖含量变化是________，蛋白质含量的变化是________，由此可推测糖类和蛋白质的关系是________。
(2)如果在同样条件下继续培养，预测图中曲线的最终变化趋势是________，其原因是__________________________。
(3)在上述定量测定之前，进行了蛋白质含量变化的预测实验，请填充实验原理。判断实验步骤中画线部分是否正确，并更正错误之处，写出实验结果。
①实验原理：蛋白质__________，其颜色深浅与蛋白质含量成正比。
②实验步骤：
Ⅰ：将三份等量大豆种子分别萌发1、5、9天后取出，各加入适量蒸馏水，研碎、提取、定容后离心得到蛋白质制备液。

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