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C．上述两种细胞鲜重中原子数量最多的元素均是H

D．P和S分别是“位置细胞”中的大量元素和微量元素

答案　C

解析　“位置细胞”鲜重中质量百分比最高的元素是O，A错误；

“网格细胞”干重中质量百分比最高的元素是C，B错误；

上述两种细胞鲜重中原子数量最多的元素均是H，C正确；

P和S均属于大量元素，D错误。

2．下列有关组成生物体的化学元素的说法中，不正确的是（　　）

A．组成细胞的元素同样存在于自然环境中

B．C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg都是大量元素，C在各种有机物中都存在

C．在细菌的化学组分中，P元素仅存在于DNA和RNA分子中

D．微量元素虽然含量少，但它们既参与细胞结构组成，也参与细胞的代谢调节

解析　组成细胞的元素同样存在于自然环境中，没有一种是生物特有的，A正确；

C、H、O、N、S、P、K、Ca、Mg都是大量元素，C是构成有机物的基本骨架，在各种有机物中都存在，B正确；

在细菌的化学组分中，构成细胞膜的成分磷脂中也含有P元素，C错误；

微量元素虽然含量少，但它们既参与细胞结构组成，也参与细胞的代谢调节，D正确。

1．利用集合图形巧记元素的分类

2．走出元素的2个误区

（1）误以为生物体内大量元素重要，微量元素不重要

大量元素、微量元素是根据元素的含量划分的。

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都起着非常重要的作用。

（2）误以为细胞内含量最多的元素是C

活细胞内含量最多的元素是O，而不是C；

组成细胞干重最多的元素是C。

命题点二　依据元素推断化合物的种类和功能

疑难精讲

1．据特征元素推测化合物的种类

2．从化合物的元素组成分析代谢终产物：

糖类、脂质和蛋白质都含有C、H、O，故其代谢终产物都有CO2和H2O；

蛋白质中还有N，其代谢终产物中还含有尿素。

3．从化合物的元素组成分析氧化分解释放能量的多少：

脂肪的含氢量多于糖类，因此等质量的脂肪氧化分解时消耗氧气和释放能量都多于糖类。

3．下图是构成细胞的某些化合物的元素组成情况。

则对①、②、③所表示的物质及其所能表现的生理功能推测错误的是（　　）

A．①可能是叶绿素，能吸收光能进行光合作用

B．②可能是血红蛋白，有运输氧的作用

C．③可能是磷脂，是细胞膜的主要成分

D．①、②、③必为同一类物质

答案　D

解析　叶绿素中含有Mg，所以①可能是叶绿素，能吸收光能进行光合作用，A正确；

血红蛋白中含有Fe，所以②可能是血红蛋白，有运输氧的作用，B正确；

磷脂含有的元素是C、H、O、N、P，所以③可能是磷脂，是细胞膜的主要成分，C正确；

①、②、③为不同类物质，D错误。

4．如图表示不同化学元素所组成的化合物，以下说法错误的是（　　）

A．若①为某种大分子的组成单位，则①最可能是氨基酸

B．若②是细胞中重要的储能物质，则②是脂肪

C．若③为能储存遗传信息的大分子物质，则③一定是DNA

D．若④主要是在动物肝脏和肌肉中合成的储能物质，则④是糖原

解析　由图示可知，①的组成元素为C、H、O、N，若①为某种大分子的组成单位，则①最可能是蛋白质的基本组成单位——氨基酸；

②的组成元素只有C、H、O三种，可能是糖类或脂肪，若②是细胞中重要的储能物质，则②是脂肪；

③的组成元素为C、H、O、N、P，若③是能储存遗传信息的大分子物质，则其可能是DNA或RNA；

④只含C、H、O三种元素，主要是在动物肝脏和肌肉中合成的储能物质，则④是肝糖原和肌糖原。

考点二　水和无机盐

1．细胞中的水

（1）水的存在形式和功能

（2）水的转化及其与代谢的关系

①自由水和结合水相互转化：

自由水

结合水

②自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系

自由水/结合水

归纳整合　衍射法归纳水的产生、利用、吸收及其调节

2．细胞中的无机盐

（1）生物体内的水就是细胞内的水（　×

（2）同种植物的萌发种子和休眠种子内含水量相同（　×

（3）晒干的种子细胞内不含有水分，导致细胞代谢停止，有利于种子长时间储存（　×

（4）水影响光合作用强度的主要原因是水影响气孔的开闭（　√　）

（5）细胞中的无机盐大多数以化合物的形式存在，如CaCO3构成骨骼、牙齿等（　×

（6）Mg参与构成叶绿体中的各种色素（　×

图甲表示无机物在生物体内含量的变化，图乙表示细胞中与“水”有关的部分代谢过程，请分析回答：

（1）图甲中可表示细胞呼吸速率随自由水与结合水比值变化的曲线是②。

（2）图甲中可表示人一生中体内自由水与结合水的比值随年龄变化的曲线是①。

（3）图乙中进行①②⑤生理过程的主要场所分别是线粒体内膜、核糖体、叶绿体类囊体膜。

命题点一　以文字表述的形式考查水和无机盐的存在形式与功能

1．（2017·

安徽江淮十校联考）细胞的一切生命活动都离不开水，相关说法正确的是（　　）

A．等质量的葡萄糖和脂肪在细胞中进行彻底氧化分解时产生水的量相等

B．自由水含量较多的细胞代谢一定更旺盛

C．水稻根尖细胞中能产生水的结构有线粒体、叶绿体、核糖体、细胞核等

D．干旱地区植物肥厚的肉质茎或发达的根系都是对缺水环境的适应特征

解析　葡萄糖分子的含氢量小于脂肪，而葡萄糖和脂肪彻底氧化分解时氢都要和氧结合生成水，所以等质量的葡萄糖和脂肪在细胞中进行彻底氧化分解时，脂肪产生的水多于葡萄糖，A错误；

细胞的代谢程度与自由水和结合水的比值有关，即自由水与结合水的比值越大，细胞代谢越快，B错误；

水稻根尖细胞中无叶绿体，C错误；

干旱地区，肉质茎有利于储存水分，而发达的根系有利于吸水，所以干旱地区植物肥厚的肉质茎或发达的根系都是对缺水环境的适应特征，D正确。

2．下列关于无机盐的叙述中，正确的是（　　）

A．运动员饮料中含钾、钠离子较多，主要与补充因大量出汗带走的钾、钠离子有关

B．叶绿素分子含镁、血红蛋白含铁，说明无机盐在细胞内主要是以化合物的形式存在

C．细胞合成ATP、DNA、激素、核糖等物质时均需要磷酸盐

D．给水中毒患者注射质量分数为1.8%的盐水，是为了升高细胞内液的渗透压

答案　A

解析　运动员饮料中含钾、钠离子较多，主要与补充因大量出汗带走的钾、钠离子有关，A正确；

叶绿素分子含镁、血红蛋白含铁，说明无机盐是细胞中某些复杂化合物的重要组成成分，而无机盐在细胞内主要以离子形式存在，B错误；

核糖只含有C、H、O，不含P元素，C错误；

给水中毒患者注射质量分数为1.8%的盐水，目的是为了升高细胞外液的渗透压，D错误。

命题点二　以坐标曲线为情景信息考查水和无机盐的拓展分析

3．某科研小组将选自同一海滩的长势相同、生长良好的互花米草幼苗平均分成5组，每天分别以0h、3h、6h、12h和24h进行水淹处理。

处理50d后，测定植株自由水与结合水含量，并计算二者的比值（曲线甲），测定K＋吸收速率（曲线乙）。

下列有关分析判断中，错误的是（　　）

A．实验中应该用互花米草采样地点的海水进行水淹处理

B．互花米草在水淹时间为3h/d的环境下抗逆性最强

C．互花米草在水淹时间为6h/d的环境下，代谢活动最旺盛

D．互花米草以主动运输方式吸收K＋

解析　互花米草为一种滩涂草本盐沼植物，实验用水应该采用此植物实际生活环境中的海水，A正确；

自由水与结合水的比值越小，植物的代谢活动越弱，抗逆性越强，结合坐标曲线甲可知水淹时间为3h/d时，抗逆性最强，B正确；

水淹时间为0h/d时，自由水与结合水比值最大，故此时代谢活动最旺盛，C错误；

随着水淹时间变长，吸收K＋速率减弱，而随着水淹时间变长，细胞呼吸强度减弱，能量供应减少，分析得知：

互花米草以主动运输方式吸收K＋，D正确。

4．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。

下列相关描述错误的是（　　）

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

答案　B

解析　分析题图1可知，当甲的浓度为a时，而乙的浓度在c～d范围内时，作物的产量相对较高，所以A项正确、B项错误；

分析题图2可知，钙离子浓度对花粉管的生长有影响，适宜浓度的钙有利于花粉管的生长；

从花粉萌发率看，钙离子浓度对其没有影响。

命题点三　无机盐的功能分析及实验验证

5．某植物培养液中含有甲、乙、丙3种离子，它们对植物的生长都有影响。

下表列出的5种培养液中，甲、乙、丙3种离子的浓度（单位：

mmol/L）不同。

为了研究丙离子的浓度大小对植物生长的影响，进行实验时可以选用的两种培养液是（　　）

培养液编号

①

②

③

④

⑤

甲离子

20

30

50

40

乙离子

55

45

60

丙离子

10

15

25

A.①⑤B．②③C．②④D．③⑤

解析　分析表格中的信息可知，实验①和⑤的甲、乙离子的浓度相同，丙离子的浓度不同，因此研究丙离子的浓度大小对植物生长的影响，进行实验时可以选用①⑤两种培养液。

6．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：

本实验中采用甲组、乙组之间的空白对照；

以及乙组中实验前（无X）与实验后（有X）之间的自身对照。

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　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选一些相同的植物、培养条件等，B错误；

若实验是无土栽培，则实验前营养液要灭菌，C正确；

由于培养的是植物，故需在光照下进行，D错误。

验证某种矿质元素生理功能的实验方案

实验组：

正常植物＋缺X培养液共同培养一段时间后，表现出相应的症状，再加入X后，症状消失。

对照组：

正常植物＋完全培养液共同培养一段时间后，植物正常生长。

实验相关说明：

（1）实验中应保证实验材料的统一性，即材料的种类、生长状况等相同。

（2）实验组加入X的目的是二次对照，使实验组前后对照，以增强说服力。

（3）该方案也可用于检测某种矿质元素是否是植物正常生长的必需元素。

考点三　检测生物组织中的还原糖、蛋白质和脂肪

1．检测生物组织中的还原糖

（1）实验原理：

糖类中的可溶性还原糖（如葡萄糖、果糖等），与新配制的斐林试剂发生作用，生成砖红色沉淀。

（2）方法步骤

（3）实验现象

溶液颜色的变化为：

蓝色溶液变成砖红色沉淀。

（4）实验结论：

植物组织中含有还原糖。

2．蛋白质的检测

蛋白质分子中的肽键和双缩脲分子的化学键相似，都能在碱性溶液中和Cu2＋发生颜色反应，形成紫色或紫红色的络合物。

1、2号两支试管加入双缩脲试剂A液后均无颜色变化，但加入双缩脲试剂B液后，1号试管出现紫色，2号试管无明显颜色变化。

蛋清液中有蛋白质存在。

3．检测生物组织中的脂肪

（1）实验原理

脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色（或被苏丹Ⅳ染液染成红色）。

①取一表面皿，加入少量清水。

②向清水中滴加1～2滴植物油，使之浮于水面呈较大的圆滴状。

③再向表面皿中加入几滴苏丹Ⅳ（或苏丹Ⅲ）染液（用量多少视水的多少而定），轻轻摇动表面皿，使苏丹Ⅳ（或苏丹Ⅲ染色）进入油滴。

④十几分钟后，观察油滴的颜色。

（3）实验现象：

油滴被染成红色（或橘黄色）。

植物油中含有脂肪。

特别提醒　

（1）鉴定非还原糖（如蔗糖）时：

如果与斐林试剂混合，水浴加热后的现象不是无色，而是浅蓝色[Cu（OH）2的颜色]。

（2）脂肪鉴定现象观察时

①若要观察被染色的脂肪颗粒，则使用显微镜。

②若要通过溶液颜色变化，则不必使用显微镜。

（3）蛋白质鉴定时

①若用大豆作材料，必须提前浸泡。

②若用蛋清液作材料，必须稀释，防止其黏在试管上不易刷洗。

1．有关实验材料的选择

（1）在还原糖的鉴定实验中，最理想的实验材料是含还原糖量较高而且组织颜色较浅或近于白色的苹果、梨等。

甘蔗、甜菜中含有的蔗糖是非还原糖，不能选用。

（2）在脂肪的鉴定实验中，实验材料最好选择富含脂肪的种子。

（3）在蛋白质的鉴定实验中，最好选用富含蛋白质的生物组织，植物材料常用的是大豆，动物材料常用的是稀释的鸡蛋清。

2．区分斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同”

问题探究

（1）鉴定还原糖时使用的斐林试剂为何要现配现用？

提示　因为斐林试剂很不稳定，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）鉴定蛋白质时，加入试剂B后，如果没有产生紫色反应，可能的原因是什么？

提示　可能加入的双缩脲试剂B过量，CuSO4在碱性溶液中生成大量的蓝色Cu（OH）2絮状沉淀，会遮蔽实验中所产生的紫色，影响观察结果。

命题点一　实验基础

1．下面是一组探究生物体内主要有机物存在与否的鉴别实验，表中数字所代表的物质或颜色正确的是（　　）

待检物质

试剂

颜色反应

蛋白质

双缩脲

脂肪

红色

还原糖

斐林试剂

砖红色

A.苏丹Ⅲ、紫色B．苏丹Ⅲ、红色

C．苏丹Ⅲ、蓝色D．苏丹Ⅳ、紫色

解析　蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应；

脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，或被苏丹Ⅳ染液染成红色。

2．（经典易错题）在生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定实验中，关于实验材料的选择的叙述，错误的是（　　）

A．甘蔗茎的薄壁组织、甜菜的块根等，都含有较多的糖，且近于白色，因此可以用于进行还原糖的鉴定

B．花生种子含脂肪多，且子叶肥厚，是用于脂肪鉴定的理想材料

C．大豆种子蛋白质含量高，是进行蛋白质鉴定的理想植物材料

D．鸡蛋清含蛋白质多，是进行蛋白质鉴定的动物材料

解析　甘蔗茎中所含的蔗糖是非还原糖，不可用于进行还原糖的鉴定，A错误；

花生种子含脂肪多，且子叶肥厚，是用于脂肪鉴定的理想材料，B正确；

大豆种子蛋白质含量高，是进行蛋白质鉴定的理想植物材料，C正确；

鸡蛋清含蛋白质多，是进行蛋白质鉴定的动物材料，D正确。

3．下列关于实验操作步骤的叙述，正确的是（　　）

A．用于鉴定还原糖的斐林试剂中的两种溶液，可直接用于蛋白质的鉴定

B．脂肪的鉴定实验中需要用显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪颗粒

C．鉴定还原糖时，要加入质量分数为10%的NaOH溶液摇匀后，再加入质量分数为5%的CuSO4溶液

D．用于鉴定蛋白质的双缩脲试剂A液与B液要混合均匀后再加入含样品的试管中

解析　配制斐林试剂和双缩尿试剂所用成分相同，但CuSO4浓度不同，因此配制斐林试剂的两种溶液不可直接用于蛋白质鉴定，A错误；

脂肪鉴定实验中，需要借助显微镜才能观察到被染成橘黄色的脂肪颗粒，B正确；

用斐林试剂鉴定还原糖时，要将两种溶液等量混合均匀后再使用，C错误；

用双缩脲试剂鉴定蛋白质时，要先加A液，后加B液，D错误。

命题点二　实验拓展

4．据药理研究，一种茅草的根内含有降血糖的因子及多种有益于健康的成分，某公司将它开发成一种保健饮料。

该产品是否适用于糖尿病患者，生物学兴趣小组的同学以此作为研究课题。

请你完成下面的实验鉴定报告。

（1）实验目的：

鉴定一种茅草的根是否含有还原糖和淀粉。

（2）实验原理：

还原糖可用______________检测，淀粉可用________来检测。

（3）实验器材：

一种茅草根、所需试剂、研钵、烧杯、试管、纱布、漏斗、酒精灯、试管夹、火柴、滴管等。

（4）实验步骤：

①用研钵将一种茅草根磨碎，过滤，取其滤液。

②取A、B两支试管，各加入2mL滤液。

③往A试管中加入________，摇匀，放入盛有开水的大烧杯中加热约2～3min。

观察试管中的颜色变化。

④往B试管中加入________，观察试管中的颜色变化。

（5）可能出现的实验现象及分析：

_________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（2）斐林试剂　碘液

（4）③2mL现配斐林试剂　④2滴碘液

（5）①如果A试管出现砖红色沉淀，说明茅草的根内含有还原糖；

否则没有。

②如果B试管出现蓝色，说明茅草的根内含有淀粉；

否则，则没有

解析　

（2）还原糖的鉴定：

与斐林试剂沸水浴加热呈砖红色；

淀粉鉴定：

与碘液反应呈蓝色。

（4）③A试管需要水浴加热，加入的应为斐林试剂。

④A试管加入的是斐林试剂，则B试管加入的是碘液。

（5）①如果A管出现砖红色沉淀，说明茅草的根内含有还原糖；

否则，则没有。

②如果B管出现蓝色，说明茅草的根内含有淀粉；

[构建知识网络]

[必背答题语句]

1．生物体内元素的存在形式：

大多以化合物的形式存在。

2．细胞中产生水的细胞结构有线粒体、叶绿体、核糖体和细胞核等。

3．休眠或越冬的植物体内自由水与结合水的比值下降，正在萌发的种子中自由水和结合水的比值则上升。

4．哺乳动物的血钙过多，会出现肌无力症状，由此说明无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用。

5．还原糖遇斐林试剂可生成砖红色沉淀，脂肪可被苏丹Ⅲ（或苏丹Ⅳ）染液染成橘黄色（或红色），而蛋白质遇双缩脲试剂呈紫色。

重温高考　演练模拟

1．（2014·

海南，5）下列关于植物体内水分的叙述，错误的是（　　）

A．植物体内的水分参与营养物质的运输

B．水是构成叶肉细胞的重要化合物之一

C．自由水可作为细胞内化学反应的反应物

D．同种植物萌发种子的含水量和休眠种子的相同

解析　植物体内的水分参与营养物质的运输，A正确；

水是构成叶肉细胞的重要化合物之一，B正确；

自由水可作为细胞内化学反应的反应物，C正确；

同种植物萌发种子的含水量大于休眠种子，D错误。

2．（2014·

四川，2）生物体的生命活动离不开水。

下列关于水的叙述，错误的是（　　）

A．在最基本生命系统中，H2O有自由水和结合水两种存在形式

B．由氨基酸形成多肽链时，生成物H2O中的氢来自氨基和羧基

C．有氧呼吸时，生成物H2O中的氢来自线粒体中丙酮酸的分解

D．H2O在光下分解，产生的NADPH将固定的CO2还原成（CH2O）

解析　A项，水在最基本的生命系统中有两种存在形式：

自由水和结合水。

B项，在氨基酸脱水缩合形成多肽链的过程中，生成物H2O中的两个氢原子分别来自两个氨基酸中的氨基和羧基。

C项，有氧呼吸第三阶段，O2与第一阶段葡萄糖分解产生的[H]和第二阶段丙酮酸分解产生的[H]结合形成H2O，同时释放出大量能量。

线粒体中丙酮酸的分解要利用H2O，产生CO2。

D项，光合作用的光反应阶段发生在叶绿体类囊体膜上，H2O在光下被分解成O2和NADPH，NADPH用于叶绿体基质中的碳反应，将固定的C3还原成（CH2O）。

3．（2016·

大连模拟）下列关于生物体内无机盐的相关叙述，错误的是（　　）

A．细胞中的无机盐主要以离子形式存在

B．人体血液中Ca2＋浓度太低会出现抽搐症状

C．Mg是叶绿体中参与光合作用的各种色素的组成元素

D．在探究小麦生长发育是否需要Mg2＋的实验中必须设置对照实验

解析　细胞中的无机盐的主要存在形式是离子，A正确；

人体血液中Ca2＋浓度太低会出现抽搐症状，B正确；

Mg是叶绿素的组成成分，类胡萝卜素中不含有Mg元素，C错误；

探究小麦生长发育是否需要Mg2＋的实验中必须设置对照实验，D正确。

4．（2014·

广东，5）油菜种子成熟过程中部分有机物的变化如图所示，将不同成熟阶段的种子制作匀浆后检测，结果正确的是（　　）

选项

取样时间

检测试剂

检测结果

A

第10天

不显色

B

第20天

双缩脲试剂

C

第30天

苏丹Ⅲ试剂

橘黄色

D

第40天

碘液

蓝色

解析　A项，分析曲线可知，油菜种子在成熟过程中，可溶性糖和淀粉不断转化为脂肪储存起来。

第10天时仍然存在较多的可溶性糖，可溶性糖中的还原糖与斐林试剂在水浴加热条件下会出现砖红色沉淀。

B项，蛋白质是生物体生命活动的体现者，在整个种子成熟过程中都能检测到蛋白质的存在。

C项，在第30天时，脂肪含量较高，脂肪与苏丹Ⅲ试剂发生反应呈现橘黄色。

D项，在第40天时，淀粉已经消耗殆尽，用碘液检测不会发生显色反应。

5．（2016·

大同模拟）下列装置中的混合液在适宜的条件下发生反应后，分别加入碘液、双缩脲试剂、斐林试剂和苏丹Ⅳ染液后，出现的颜色反应正确的是（　　）

A．甲装置内溶液呈现蓝色

B．乙装置内溶液呈现紫色

C．丙装置内溶液呈现砖红色

D．丁装置内溶液呈现红色

解析　甲装置内的淀粉在淀粉酶的作用下完全分解，加入碘液后呈现碘液本身的颜色；

乙装置内的蛋白质在蛋白酶的作用下完全分解，但由于蛋白酶本身是蛋白质，加入双缩脲试剂后呈现紫色；

丙装置内的蔗糖在淀粉酶的作用下不能被分解，加入斐林试