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人教(2019)生物高考知识点梳理&对点训练
1.2 细胞中的无机物、糖类和脂质
知识点(一)　细胞中的元素、化合物及无机物
(一)细胞中的元素
1．元素的来源、分类和存在形式
2．生物界和非生物界在元素方面的关系
(二)细胞中的化合物
1．细胞中化合物的分类
2．组成人体细胞的元素和化合物的含量
(三)细胞中的无机物
1．水的存在形式和作用
项目 自由水 结合水
形式 呈游离状态，可以自由流动 与细胞内其他物质相结合
含量 约占95.5% 约占4.5%
作用 ①细胞内的良好溶剂； ②参与生物化学反应； ③为细胞提供液体环境； ④运送营养物质和代谢废物 主要是与蛋白质、多糖等物质结合，这样水就失去流动性和溶解性，成为生物体的构成成分
2.细胞中的无机盐
【连接教材资料】1．(必修1 P19“拓展应用”T1)组成细胞的元素追根溯源来自无机环境，为什么细胞内各种元素的比例与无机环境大不相同？
提示：细胞是有生命的，它可以主动的、有选择的从无机环境中获取生命活动需要的元素，因此细胞内各种元素的比例与无机环境大不相同。
2．(必修1 P20～21正文小字部分)分析水是细胞内良好溶剂的原因。
提示：水分子为极性分子，带有正电荷或负电荷的分子或离子都容易与水结合，因此水是良好的溶剂。
【
知识点考法训练】
考法(一)　考查细胞中的元素和化合物
1．下列关于细胞中元素与化合物的叙述，错误的是(　 )
A．无论是鲜重还是干重，细胞中C、H、O、N的含量都是最多的
B．N是细胞中蛋白质、ATP、磷脂、核糖核酸等生物大分子的组成元素
C．Fe2＋是血红蛋白的重要组成元素，缺Fe可能会导致出现贫血症状
D．食盐中加碘的目的是为人体合成甲状腺激素提供原料
解析：选B　ATP和磷脂不是生物大分子，B错误。
2．(2022·沧州月考)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
答案：B
[规律方法]　判断化合物的种类和功能的三种方法
元素组成分析法
特征元素提示法
代谢产物推理法
考法(二)　考查水和无机盐的功能
3．(2020·江苏高考)下列关于细胞中无机化合物的叙述，正确的是(　 )
A．自由水是生化反应的介质，不直接参与生化反应
B．结合水是细胞结构的重要组成成分，主要存在于液泡中
C．无机盐参与维持细胞的酸碱平衡，不参与有机物的合成
D．无机盐多以离子形式存在，对维持生命活动有重要作用
答案：D
4．下列有关细胞中水的叙述，错误的是(　 )
A．由于氢键的存在，水具有较高的比热容，对于维持生命系统的稳定性十分重要
B．在抗体的合成过程中伴随着水的产生
C．人体衰老细胞中自由水含量减少，代谢缓慢
D．生活在盐碱地的柽柳根细胞液浓度小于土壤溶液浓度
答案：D
理清自由水与结合水比值和细胞代谢的关系
(1)关系：
①比值大：代谢旺盛，但抗逆性差；
②比值小：代谢强度降低，但抗寒、抗旱、抗热等抗逆性强。
(2)实例：衰老的细胞内水分含量减少，细胞萎缩，体积减小，细胞代谢速率减慢。　　
考法(三)　考查探究无机盐的功能
5．设计实验探究X是否属于植物生长所必需的无机盐，某同学的构思大致如下图：本实验中采用甲组、乙组之间的空白对照，以及乙组实验前(无X)与实验后(有X)的自身对照。
下列叙述正确的是(　 )
A．对照组是甲组、乙组实验后
B．此实验的无关变量只是选一些相同的植物
C．此实验如果是无土栽培，则实验前营养液要灭菌
D．为防止外界影响，此实验需在黑暗密闭条件下进行
解析：选C　该实验中对照组是甲组、乙组实验前，A错误；此实验的无关变量有相同的植物、每组中的植物数量、培养条件等，B错误；由于培养的是植物，故实验需在光照下进行，D错误。
6．为验证铁是植物生长发育所必需的元素，某生物兴趣小组成员将大豆幼苗放在相应的营养液中进行培养。下列与实验设计有关的叙述，正确的是(　 )
A．本实验必须设置对照组，对照组的培养液为溶有适量铁离子的蒸馏水
B．为保证根系对铁离子的吸收，应尽量提高培养液中铁离子的浓度
C．实验过程中需定期补充培养液，定期通入空气增加培养液中的溶解氧
D．如果缺铁一组出现了叶片变黄的现象，说明铁元素是叶绿素的重要组成成分
解析：选C　本实验的自变量为铁离子的有无，且实验设计应遵循单一变量原则，故对照组的培养液为溶有适量铁离子的完全培养液，A错误；铁离子浓度过大会对植物造成损伤，故培养液中铁离子的浓度应适宜，B错误；为保证幼苗的正常生长，实验过程中需定期补充培养液，定期通入空气增加培养液中的溶解氧，C正确；如果缺铁一组出现了叶片变黄的现象，则还需添加补充实验，即在缺铁组加入铁元素，若叶片重新变绿，可说明铁元素是叶绿素的重要组成成分，D错误。
[知识梳理]
(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)。
(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
知识点(二)　糖类和脂质的种类和作用
1．细胞中的糖类
2．细胞中的脂质
3．糖类和脂肪的关系
【连接教材资料】1．(必修1 P25“批判性思维”)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”？
提示：虽然人类很难消化纤维素，但是纤维素能够刺激胃肠蠕动，改善胃肠环境，有利于排出体内有害物质。
2．(必修1 P26“思考·讨论”延伸思考)油料作物种子如花生、蓖麻在播种时，播种的深度相对较浅，从物质代谢的角度分析，可能的原因是什么？
提示：油料作物种子含脂肪较多，种子萌发时消耗的氧气量相对较大。
【重难点讲练疏通】
比较法助记糖类和脂质的关系
比较项目 糖类 脂质
区别 元素组成 C、H、O(一般情况) C、H、O(N、P)
种类 单糖、二糖、多糖 脂肪、磷脂、固醇
合成部位 淀粉：叶绿体 纤维素：高尔基体 糖原：主要是肝脏、肌肉 主要是内质网
生理作用 ①主要的能源物质 ②构成细胞结构，如糖被、细胞壁 ③核酸的组成成分，如核糖、脱氧核糖 ①生物体的储能物质，如脂肪 ②构成细胞膜的重要成分，如磷脂 ③调节新陈代谢和生殖，如性激素
联系 糖类??脂肪
[典例]　(2022·沈阳期中)糖类和脂质是细胞中两种重要的有机物，下列有关叙述错误的是(　 )
A．淀粉和脂肪水解的终产物是二氧化碳和水
B．动物细胞膜上的脂质包括磷脂、胆固醇等
C．糖类中的淀粉、纤维素和糖原都完全由葡萄糖脱水缩合而成
D．几丁质也是一种多糖，广泛存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼中
[解析]　淀粉水解的终产物为葡萄糖，脂肪水解的终产物为甘油和脂肪酸，A错误。
[答案]　A
(1)多糖的单体都是葡萄糖，但二糖并不都是由葡萄糖组成的，如蔗糖是由葡萄糖和果糖组成的。
(2)并非所有的糖都是能源物质，如核糖、脱氧核糖、纤维素等不参与氧化分解提供能量。
(3)并非所有的糖都是还原糖，如淀粉、纤维素、蔗糖都是非还原糖，不能用斐林试剂检测。
(4)脂肪是主要的储能物质，但不构成膜结构，磷脂和胆固醇均参与膜结构的组成。
(5)等质量的脂肪和糖类相比，脂肪中“H”比例高，故脂肪氧化分解释放的能量多，需要O2多，产生H2O多。　　
[对点练习]
1．(2022·衡水调研)如图为某单糖的概念模型，下列相关叙述正确的是(　 )
A．若M为果糖，则①与斐林试剂共热有砖红色沉淀产生
B．若②均由M构成，则②不都为细胞的生命活动供能
C．若③为ATP，则单糖M可以是脱氧核糖
D．若M为核糖，则③可以是T2噬菌体的遗传物质
解析：选B　果糖与葡萄糖缩合形成的糖为蔗糖，蔗糖是非还原糖，与斐林试剂共热(水浴加热)没有砖红色沉淀产生，A错误；纤维素、淀粉、糖原等多糖都由葡萄糖构成，淀粉、糖原是细胞内的储能物质，纤维素是构成植物细胞壁的主要物质，一般不为细胞的生命活动供能，B正确；ATP为腺苷三磷酸，腺苷由核糖和腺嘌呤组成，C错误；T2噬菌体的遗传物质是DNA，构成DNA的五碳糖为脱氧核糖，D错误。
2．糖类是地球上最丰富的生物分子，地球生物量干重的50%以上由葡萄糖的多聚体构成。脂质是一类低溶于水而高溶于非极性溶剂的生物有机分子。下列有关糖类和脂质的叙述，错误的是(　 )
A．脂质具有构成生物膜、储存能量和调节生命活动等功能
B．葡萄糖被形容为“生命的燃料”，生物体内的糖类绝大多数以葡萄糖形式存在
C．脂肪是非极性化合物，可以以无水的形式储存在体内
D．脂质存在于所有细胞中，是组成细胞和生物体的重要有机化合物
解析：选B　生物体内的糖类绝大多数以多糖的形式存在，B错误。
知识点(三)　检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质(实验探究)
(一)三类有机物检测的原理和操作方法
1．糖类的检测
(1)检测原理：还原糖中的醛基(—CHO)在加热条件下能将Cu(OH)2中的Cu2＋还原成Cu＋，从而生成砖红色的Cu2O沉淀。
①还原糖＋斐林试剂砖红色沉淀。
②淀粉＋碘液―→蓝色。
(2)检测步骤。
2．脂肪的检测
(1)检测原理：脂肪＋苏丹Ⅲ染液―→橘黄色
(2)检测步骤。
3．蛋白质的检测
(1)检测原理。
(2)检测步骤。
(二)理清三类实验中的关键点、疑难点
1．实验材料的选取原则
(1)凡是用到染色剂或观察颜色变化的实验，一般都需要选择无色材料，如检测生物组织中糖类、脂肪、蛋白质；观察细胞的有丝分裂和减数分裂。
(2)在选择实验材料时，不仅要考虑材料本身颜色的影响，还要特别注意材料中是否包含实验对象，如甘蔗汁不能用来检测还原糖，菠菜叶的表皮细胞不能用来观察叶绿体。
(3)有的实验材料必须是新鲜的，放置时间不能过长。如蔗糖本身没有还原性，但如果放置时间过长，蔗糖可能会被微生物分解，产生还原糖。
2．区分斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同”
(1)检测还原糖时使用的斐林试剂要现配现用的原因：斐林试剂很不稳定，容易产生蓝色的Cu(OH)2沉淀，所以应将甲液和乙液分别保存，使用时现配现用。
(2)在还原糖检测实验中，若待测组织样液中不含还原糖，加入斐林试剂水浴加热后的现象不是无色，而是蓝色，即Cu(OH)2自身的颜色。
(3)检测蛋白质时，加入双缩脲试剂B液后，如果没有产生明显的紫色反应，可能的原因是加入的双缩脲试剂B液过量，CuSO4在碱性溶液中生成大量的Cu(OH)2产生蓝色絮状沉淀，会遮蔽实验中所产生的紫色，影响观察效果。
(4)斐林试剂甲液和双缩脲试剂A液完全相同，将斐林试剂乙液用蒸馏水稀释5倍后便成为双缩脲试剂B液，可用于蛋白质的检测。　　
3．检测三类有机物时操作步骤上的“三个唯一”
唯一需要加热 还原糖检测，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
唯一需要显微镜 切片法检测生物组织中的脂肪
唯一使用酒精 脂肪的检测，用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色
4.实验成功的4个关键点
(1)三个实验中都不宜选取有颜色的材料，否则会干扰实验结果的颜色反应。
(2)脂肪检测的过程中滴加1～2滴体积分数为50%的酒精溶液的目的是洗去浮色，原因是苏丹Ⅲ染液易溶于酒精。
(3)物质检测实验一般不设立对照实验，若需设立对照实验，对照组应加入成分已知的物质，如验证唾液淀粉酶是蛋白质，对照组可加入稀释的鸡蛋清。
(4)实验中，在加相应试剂之前要留出部分组织样液，目的是作为对照，以便与检测后的样液颜色作对比，增强实验的说服力。
[考法全训]
1．(2022·长沙模拟)某同学用豆浆和梨匀浆进行还原糖和蛋白质的检测，所有操作均正确无误，实验结果如下：
比较项目 豆浆 梨匀浆
添加试剂 斐林试剂 双缩脲试剂 斐林试剂 双缩脲试剂
实验现象 蓝紫色 紫色 砖红色沉淀 淡蓝色
下列说法错误的是(　 )
A．豆浆中还原糖含量过少，用斐林试剂难以检测到
B．梨匀浆中蛋白质含量过少，用双缩脲试剂难以检测到
C．梨匀浆中的化合物与双缩脲试剂反应生成淡蓝色物质
D．实验结果表明豆浆适宜用做蛋白质检测的生物材料
解析：选C　双缩脲试剂是用来检测蛋白质的，如果有蛋白质将会出现紫色，双缩脲试剂中的CuSO4是蓝色，所以淡蓝色不是梨匀浆中的化合物与双缩脲试剂反应生成的，C错误。
2．下列关于生物组织中有机物检测的实验，叙述正确的是(　 )
A．变性的蛋白质不能与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应
B．斐林试剂和双缩脲试剂的构成物质都是相同浓度的NaOH和CuSO4溶液，只是使用的方法不同
C．还原糖检测实验的实验材料可选用西瓜和甘蔗
D．苏丹Ⅲ染液染色后的花生子叶细胞，用显微镜可观察到被染成橘黄色的脂肪颗粒
解析：选D　变性的蛋白质存在肽键，可与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应，A错误；斐林试剂与双缩脲试剂具有相同浓度的NaOH溶液，不同浓度的CuSO4溶液，B错误；西瓜有颜色，会对实验结果产生干扰，甘蔗里含有的是蔗糖，不属于还原糖，C错误；苏丹Ⅲ染液可将脂肪染成橘黄色，在显微镜下可观察到被染色的脂肪颗粒，D正确。

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