高考生物一轮复习讲义：第2章 组成细胞的分子

高考生物一轮复习讲义：第2章组成细胞的分子第1节细胞中的元素和化合物课前自主预习一、组成细胞的元素3．人体细胞含量最多的元素eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(鲜重：O元素,干重：C元素))【巧学助记】谐音记忆元素的种类大量元素微量元素二、组成细胞的化合物[识图填空]1．细胞内含量最多的化合物：水。2．细胞内含量最多的无机化合物：水。3．占细胞鲜重最多的化合物：水。4．细胞内含量最多的有机化合物：蛋白质。5．占细胞干重最多的化合物：蛋白质。三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质1．实验原理[连线]2．实验步骤[填图](1)还原糖的检测：(2)淀粉的检测：(3)脂肪的检测：方法一：花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ染液→观察匀浆被染色情况(橘黄色)。方法二：(4)蛋白质的检测：【课堂检测】1.判断下列叙述的正误(1)Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等是组成细胞的微量元素()(2)微量元素因含量少，所以对生命活动影响不大()(3)占细胞鲜重最多的化合物是水，占细胞干重最多的化合物是蛋白质()(4)还原糖与斐林试剂在水浴加热条件下发生紫色反应()答案：(1)×(2)×(3)√(4)×2．在生物体的组成元素中，最基本的元素和可能的微量元素分别是()A．H和HgB．C和FeC．O和KD．N和Ca解析：组成生物体的最基本元素是C；K、Ca属于大量元素，Hg不属于生物体必需的元素，只有B项中的Fe属于微量元素。答案：B3．下列各种物质在活细胞中的含量从少到多的正确排序是()A．核酸、无机盐、蛋白质、水B．无机盐、蛋白质、核酸、水C．蛋白质、水、糖类、核酸D．脂质、蛋白质、无机盐、核酸解析：组成细胞的化合物中含量最多的是水，其次是蛋白质。答案：A4．下列可以说明样品中含有蛋白质的是()A．与斐林试剂混合后在水浴加热条件下出现砖红色沉淀B．与苏丹Ⅲ染液混合呈橘黄色C．与双缩脲试剂混合呈紫色D．与碘液混合呈蓝色解析：蛋白质与双缩脲试剂发生作用呈紫色反应。答案：C5．在还原糖、脂肪、蛋白质的检测实验中，最佳的一组实验材料依次是()①甘蔗的茎②油菜籽③花生种子④梨⑤甜菜的块根⑥豆浆A．④②⑥B．⑤②⑥C．①②⑥D．④③⑥解析：还原糖的检测要求实验材料含有还原糖且是浅色或白色；脂肪、蛋白质的检测要求实验材料含有丰富的脂肪或蛋白质。因此，最佳的一组实验材料是④梨、③花生种子和⑥豆浆。甘蔗的茎和甜菜的块根含有丰富的蔗糖，不是还原糖，因此不能作为实验材料。油菜籽制片较困难，所以也不能作为实验材料。答案：D课堂互动探究案【课程标准】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检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质【素养达成】1．结合材料分析，列举组成细胞的化学元素的种类并依据含量对元素进行分类。(科学思维)2．通过细胞鲜重中各类化合物含量的比较分析，了解细胞中主要化合物的种类及含量。(科学思维)3．通过实验分析，尝试设计实验检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。(科学探究)“补铁、补血效果好！补血口服液”；“健康的体魄，来自于‘点点滴滴’”；“万丈高楼平地起，层层都是‘钙’起来”；“聪明伶俐，坚持补锌，有锌万事成，用心妈妈会用锌”……这是电视上经常播放的广告，请尝试解释广告用语中的科学道理。探究点一组成细胞的元素和化合物【师问导学】1．几十年前，新西兰有一个牧场的大片牧草长势很弱，有的甚至发黄枯萎，即使使用了大量的N、P、K肥也无济于事，后来，人们偶然发现牧场内的一小片牧草长得十分茂盛，原来，这一片“绿洲”的附近有一座钼矿，矿工每天上下班总是抄近路走，他们的鞋子踩过的地方，牧草绿油油的，经过科学家的化验和分析，一公顷牧草只需150克钼就足够了。据此分析回答下列问题：(1)从含量分析，钼属于哪种元素？植物对钼的需求量很少，是不是钼对植物的作用不重要？(2)如图1是某种牧草细胞中化合物含量的扇形图，图2是有活性的牧草细胞中元素含量的柱形图，请分析回答下列问题：①若图1表示牧草细胞完全脱水后的化合物含量，则A化合物是什么？②图2中a、b、c依次是哪些元素？③研究表明该处土壤中与牧草细胞中含量最多的元素都是a，由此说明什么？答案：(1)钼属于微量元素；微量元素也是生物必需的元素，含量虽然很少，但是对生物体一样具有重要的作用，不可缺少。(2)①蛋白质。②活细胞中a、b、c元素依次是O、C、H。③说明生物界与非生物界具有统一性。2．根据已经掌握的知识分析，不同生物材料中富含有机物的成分不同，下面的生物材料中，富含糖类、脂肪、蛋白质的分别有哪些？①玉米种子②牛奶③甘蔗的茎④鸡蛋⑤花生种子⑥甜菜的根⑦蓖麻种子⑧大豆种子⑨苹果答案：①③⑥⑨；⑤⑦；②④⑧【智涂笔记】关于元素和化合物的3个易错点(1)大量元素和微量元素划分的依据是含量的多少，而不是生理作用，含量少的不一定不重要。(2)大量元素和微量元素都是必需元素，而生物体内含有的元素不一定是生物体所必需的元素，如Pb。这样的元素含量再多也不是大量元素。(3)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。如在细胞的鲜重中，含量最多的元素是O，最多的化合物(无机物)是水，最多的有机物是蛋白质；在细胞的干重中，含量最多的元素是C，最多的化合物(有机物)是蛋白质。【师说核心】1．组成细胞的元素的种类和含量基本元素占人体细胞鲜重比例是O＞C＞H＞N，而占人体细胞干重比例是C＞O＞N＞H。2．元素的统一性和差异性3．组成细胞元素的主要作用(1)维持生命活动：如K＋可保持心肌正常兴奋性，硼(B)可促进花粉的萌发和花粉管的伸长。(2)组成化合物：如糖类、脂质和蛋白质中都含有C、H、O等元素。【归纳拓展】判断元素与化合物的四个“明确”【检测反馈】1．(合格必考)判断下列叙述的正误(1)生活在沙漠中的仙人掌细胞中，各种化合物占细胞鲜重的含量由多到少顺序排列是蛋白质、糖类、脂质、水()(2)细胞中绝大多数元素以化合物的形式存在()(3)有机化合物对细胞重要，无机化合物在活细胞中不重要()(4)人体的肌肉细胞中含量最多的化合物与过度肥胖者的脂肪细胞中含量最多的化合物分别是蛋白质、脂肪()解析：(1)无论是生活在沙漠中，还是在海洋中，所有活细胞中含量最多的化合物都是水。蛋白质是细胞内含量最多的有机化合物，或者说是细胞干重中含量最多的化合物，再次是脂质、糖类和核酸，它们所占比例更小。(3)细胞中的化合物对细胞来说都重要，如缺铁影响红细胞运输氧的功能，进而影响生命活动。(4)人体的肌肉细胞中含量最多的化合物与过度肥胖者的脂肪细胞中含量最多的化合物都是水。答案：(1)×(2)√(3)×(4)×2．(合格必考)大海中的水母、海带，沙漠中的仙人掌，陆地上的蜥蜴、小草等生物，都是由细胞组成的。这些生物的细胞中含量最多的化合物、含量最多的有机物分别是()A．水蛋白质B．糖类水C．糖类蛋白质D．水脂质解析：不论生物生活在什么样的环境中，一般来说，其细胞中鲜重含量最多的化合物是水，含量最多的有机物是蛋白质。答案：A3．(等级选考)如图表示人体细胞中各种化合物或主要元素占细胞鲜重的含量，以下按①②③④顺序排列，正确的是()A．水、蛋白质、糖类、脂质；N、H、O、CB．蛋白质、糖类、脂质、水；O、C、N、HC．水、蛋白质、脂质、糖类；H、O、C、ND．蛋白质、水、脂质、糖类；C、O、H、N解析：细胞鲜重中：化学元素的相对含量由大到小依次为O、C、H、N；化合物中相对含量由大到小依次为水、蛋白质、脂质、糖类。答案：D探究点二检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质【师问导学】1．实验在材料选择上有哪些原则？答案：(1)选择的材料应富含待检测的物质。(2)材料应该为无色、白色或者颜色较浅，有利于实验结果的观察。2．试归纳斐林试剂和双缩脲试剂的区别，并分析下面两个问题：比较项目斐林试剂双缩脲试剂甲液乙液A液B液成分____g/mLNaOH溶液____g/mLCuSO4溶液____g/mLNaOH溶液____g/mLCuSO4溶液鉴定物质可溶性还原糖蛋白质添加顺序甲、乙两液____混匀后立即使用先加入A液____，摇匀，再加入B液____，摇匀反应条件水浴50～65℃加热____加热，摇匀即可反应现象组织样液变为____色组织样液变为____色(1)现有两瓶没有标记的尿液样品，分别是1名糖尿病患者(尿液中含有葡萄糖)和1名肾小球肾炎患者(尿液中含有蛋白质)的尿样，请用所学的知识对其进行区分。(2)无糖奶粉中因不含葡萄糖等糖类，受到患糖尿病老年人的喜爱，要检验某种无糖奶粉是否合格，可能用到哪些试剂？答案：0.10.050.10.01等量1mL4滴不需砖红紫(1)方法一：用斐林试剂对两瓶尿样进行检测，有砖红色沉淀生成的是糖尿病患者的尿样；没有砖红色沉淀生成的是肾炎患者的尿样。方法二：用双缩脲试剂来检测，有紫色反应的是肾炎患者的尿样，另一瓶是糖尿病患者的尿样。(2)符合要求的无糖奶粉应该无糖，但是含有蛋白质，因此要用到斐林试剂和双缩脲试剂来检测。【智涂笔记】1．易混淆的三个误区(1)易忽略斐林试剂本身的颜色。非还原糖(如蔗糖)＋斐林试剂水浴加热后的现象不是无色而是浅蓝色[Cu(OH)2的颜色]。(2)易写错“斐”和“脲”字。“斐林试剂”中的“斐”不可错写成“非”，双缩脲试剂中“脲”不可错写成“尿”。(3)误认为脂肪的鉴定必需使用显微镜。若要观察被染色的脂肪颗粒，则使用显微镜，但若只要观察溶液颜色变化，则不必使用显微镜。2．斐林试剂的用法概括为：甲、乙等量，先混后用，水浴砖红；双缩脲试剂的用法概括为：先A后B，A多B少，常温变紫。3．(1)斐林试剂只能检测具有还原性的糖类，而一些非还原性的糖类，如蔗糖、淀粉等，无法用斐林试剂进行检测。(2)在检测有机物的实验中，唯一可能会使用显微镜的实验是脂肪的检测；唯一需水浴加热的实验是还原糖的检测。(3)一切蛋白质或二肽以上的多肽都能与双缩脲试剂发生反应。【师说核心】1．实验步骤的简要归纳2．斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同”3．有关实验的四个注意事项(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变化。(2)脂肪鉴定的过程中滴加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或苏丹Ⅳ染液易溶于酒精。(3)蛋白质鉴定中，若用大豆作材料，必须提前浸泡；若用蛋清作材料，必须稀释，防止其黏在试管上不易刷洗；且该实验应预留部分组织样液作对比。(4)物质鉴定实验一般不设立对照实验，若需设立对照实验，对照组应加入的成分为已知的物质，如验证唾液淀粉酶是蛋白质，对照组可加入稀释的鸡蛋清。【检测反馈】1．(合格必考)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葡萄糖苏丹Ⅳ染液红色②脂肪苏丹Ⅲ染液橘黄色③淀粉斐林试剂蓝色④蛋白质双缩脲试剂紫色A．①③B．②③C．①④D．②④解析：葡萄糖与斐林试剂水浴加热生成砖红色沉淀；检测淀粉用碘液，呈现蓝色；检测脂肪可以用苏丹Ⅲ染液，呈现橘黄色，也可以用苏丹Ⅳ染液，呈现红色；蛋白质与双缩脲试剂反应呈紫色。答案：D2．(合格必考)将面团用纱布包裹在清水中搓洗，鉴定黏留在纱布上的黏稠物质和洗出的白浆所用的试剂分别是()A．碘液、苏丹Ⅲ染液B．双缩脲试剂、碘液C．斐林试剂、碘液D．碘液、斐林试剂解析：面团是由小麦种子碾碎所得，其主要成分为淀粉和蛋白质。在清水中搓洗后，黏在纱布上的物质主要是蛋白质，用双缩脲试剂鉴定；洗出的白浆主要是淀粉，用碘液鉴定，故选B。答案：B3．(等级选考)现有无标签的稀蛋清、葡萄糖、淀粉和淀粉酶溶液各一瓶，可用双缩脲试剂、斐林试剂和淀粉溶液将它们鉴定出来。请回答：(1)用一种试剂可将上述4种溶液区分为两组，这种试剂是________，其中发生显色反应的一组是________和________溶液，不发生显色反应的一组是________和________溶液。(2)用________试剂区分不发生显色反应的一组溶液。(3)区分发生显色反应一组溶液的方法及鉴定结果是____________________________________________________________________________________________________________________________。解析：本题主要考查还原糖和蛋白质的鉴定。稀蛋清、葡萄糖、淀粉和淀粉酶可以分为两类：蛋白质(稀蛋清和淀粉酶)、糖类(葡萄糖、淀粉)。因此，可以通过与双缩脲试剂是否发生显色反应把它们初步分开，对于不发生显色反应的葡萄糖、淀粉，又可以利用斐林试剂区分开来，对于稀蛋清和淀粉酶则应利用淀粉酶能催化淀粉水解产生葡萄糖的特性来鉴别。答案：(1)双缩脲试剂稀蛋清淀粉酶葡萄糖淀粉(2)斐林(3)将淀粉溶液分别与发生显色反应的两种溶液混合，一段时间，用斐林试剂分别处理上述两种混合液，观察到无颜色变化的溶液是稀蛋清溶液，出现砖红色的溶液是淀粉酶溶液【网络建构】【主干落实】1．大量元素、微量元素都是生物必需的元素，对于维持生物体的生命活动都起着非常重要的作用。2．占细胞鲜重含量最多的元素是氧，占细胞干重含量最多的元素是碳。3．占细胞鲜重最多的化合物是水，占细胞干重最多的化合物是蛋白质。4．还原糖与斐林试剂在水浴加热条件下生成砖红色沉淀。5．脂肪被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色(或被苏丹Ⅳ染液染成红色)。6．蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应。课后分层检测案3细胞中的元素和化合物【合格考全员做】(学业水平一、二)1．“黄金搭档”维生素片中含Ca、Fe、Zn、Se等元素，其中属于组成生物体的大量元素的是()A．CaB．FeC．ZnD．Se解析：大量元素包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。答案：A2．牛通过吃草获得化合物和元素，那么，牛和草体内的各种化学元素()A．种类差异很大，含量大体相同B．种类和含量差异都很大C．种类和含量都是大体相同的D．种类大体相同，含量差异很大解析：不同生物体的细胞内元素种类大体相同，含量相差较大。答案：D3．无机自然界中最丰富的元素是O、Si、Al、Fe，而生物体的细胞中含量最多的4种元素是C、H、O、N，这说明生物界和非生物界具有()A．多样性B．分割性C．统一性D．差异性解析：组成生物体的化学元素在自然界中都可以找到，说明生物界和非生物界具有统一性，而含量上的差别很大，这说明生物界和非生物界具有差异性。答案：D4．下列可能用到显微镜的实验是()A．淀粉的鉴定B．还原糖的鉴定C．蛋白质的鉴定D．脂肪的鉴定解析：鉴定脂肪时，由于脂肪颗粒比较微小，分散在细胞中，因此需要借助显微镜观察。答案：D5．青苹果汁遇碘液显蓝色，熟苹果汁能与斐林试剂发生显色反应。这说明()A．青苹果汁中含有淀粉，不含糖类B．熟苹果汁中含糖类，不含淀粉C．苹果转熟时，淀粉水解为还原糖D．苹果转熟时，淀粉水解为葡萄糖解析：由题干可知，青苹果含有较多的淀粉，而熟苹果含有较多的还原糖，但并不排除含有淀粉的可能。苹果转熟时，根据颜色变化，可推断淀粉水解为还原糖，该还原糖可能是麦芽糖，也可能是葡萄糖。答案：C6．人体内的微量元素的含量甚微，但是对人体的健康却起着重要作用。下列各组元素全部是微量元素的是()A．I、K、O、SB．B、Mo、Fe、Zn、CuC．N、H、O、P、CD．Fe、Ca、Cu、Mg、C解析：观察比较可知，选项A中有O、S、K三种大量元素，选项B中全部都是微量元素，选项C中全部为大量元素，选项D中有C、Mg、Ca三种大量元素。答案：B7．构成细胞内生命物质的主要有机成分是()A．蛋白质和核酸B．水和蛋白质C．蛋白质和无机盐D．水和核酸解析：注意题干中说的是主要有机成分，要从有机物功能角度来判定，水的含量虽然最多，但不是有机成分，无机盐也不是有机成分，答案为A项。答案：A8．在实验室鉴定蛋白质时，需事先留出一些样液的目的是()A．与反应混合液的颜色做对照B．失败后重做一遍C．鉴定还原糖用D．留作下一次实验用解析：鉴定蛋白质的原理是双缩脲试剂与蛋白质发生颜色反应，实验时事先留出一些样液是为了与反应后的混合液作对照，从而得出准确的结论。答案：A9．用斐林试剂检测还原糖时，其溶液的颜色变化过程为()A．浅蓝色→无色→棕色B．浅蓝色→棕色→砖红色C．棕色→浅蓝色→砖红色D．棕色→砖红色→绿色解析：实验中，刚加入的斐林试剂中CuSO4和NaOH反应生成Cu(OH)2，呈浅蓝色，随后，还原糖与Cu(OH)2反应生成Cu2O沉淀，随着Cu2O的逐渐积累，颜色就由棕色(蓝色和砖红色的混合色)变成砖红色。答案：B10．根据“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”实验，回答下列问题。(1)鉴定成熟苹果果肉中存在还原糖所用的试剂是________，该试剂与细胞内还原糖发生作用，形成________沉淀，因此，可用该试剂检验糖尿病病人尿液中是否存在________。(2)在鉴定花生子叶细胞中脂肪的实验中，能将脂肪染成橘黄色的染液是________，用其染色时，要用酒精来冲洗浮色，这是因为______________________________________________________________。(3)鉴定黄豆组织中是否存在蛋白质时，向组织液中加入双缩脲试剂A液摇匀，再向样液中加入双缩脲试剂B液摇匀。其中双缩脲试剂B液的量只有4滴，而不能过量，为什么？___________________________________________________________________________________________________________________________。(4)本实验注意事项：①斐林试剂极不稳定，其甲液和乙液需___________________________，使用时再临时混合均匀后用于实验。②双缩脲试剂的使用，应先加______________________，造成碱性环境，再加________________。③在还原糖的鉴定中，对试管中溶液加热时，试管底部不要触及________，试管口不要朝向______________________________，以免溶液沸腾时冲出试管造成烫伤。④蛋白质的鉴定样品液浓度不能__________________，以免实验后粘住试管壁，洗不干净。解析：本题是对糖类、脂肪、蛋白质的鉴定原理与操作的考查。其中一些细节需要注意，如鉴定蛋白质实验，向组织液中加入双缩脲试剂A液摇匀，再向样液中加入双缩脲试剂B液时，要少量，否则双缩脲试剂B液会与A液反应，使溶液呈蓝色，而掩盖生成的紫色。答案：(1)斐林试剂砖红色葡萄糖(还原糖)(2)苏丹Ⅲ染液苏丹Ⅲ能溶解在酒精中(3)过量的双缩脲试剂B液会与A液反应，使溶液呈蓝色，而掩盖生成的紫色(4)①分别配制、储存②0.1g/mLNaOH溶液0.01g/mLCuSO4溶液③烧杯底部实验者或其他人④太大【等级考选学做】11．科学家在利用无土栽培法培养一些名贵的花卉时，培养液中添加了多种必需化学元素，其配方如表所示：离子K＋Na＋Mg2＋Ca2＋NOeq\o\al(－,3)H2POeq\o\al(－,3)SOeq\o\al(2－,4)Zn2＋培养液浓度mmol/L110.251210.251其中植物根细胞吸收量最少的离子是()A．Ca2＋B．SOeq\o\al(2－,4)C．Zn2＋D．H2POeq\o\al(－,3)解析：因Zn属于微量元素，因此花卉对它的吸收量最少。答案：C12．在1、3、5号试管中分别加入2mL蒸馏水，2、4、6号试管中分别加入2mL发芽的小麦种子匀浆样液，然后在1～4号试管中适量滴加斐林试剂，5、6号试管中合理滴加双缩脲试剂，摇匀。预期观察到的实验现象是()A．1、3、5号试管内都呈砖红色B．3组实验中甲组和乙组的实验结果相同C．4号试管内呈砖红色，其余试管内都呈蓝色D．4号试管内呈砖红色，6号试管内呈紫色解析：小麦匀浆中含有糖类和蛋白质等物质，还原糖和斐林试剂水浴加热呈砖红色，而蛋白质和双缩脲试剂反应呈紫色，不能发生反应的试管中则呈现出斐林试剂和双缩脲试剂原本的颜色，即蓝色，因此试管1、2、3、5为蓝色、4号为砖红色、6号为紫色。答案：D13．用不同的化学试剂可以鉴定某些物质的存在。在植物和动物体内，存在着许多物质，用斐林试剂可以鉴定还原糖(葡萄糖、麦芽糖和果糖)的存在，用双缩脲试剂可以鉴定蛋白质的存在。医学上，可用这两种试剂检验尿液以进行疾病诊断。请分析这两种试剂能够诊断的疾病应该是()A．糖尿病、肠炎B．胃炎、肾炎C．糖尿病、肾炎D．胃炎、肠炎解析：糖尿病患者尿液中有葡萄糖，可用斐林试剂鉴定；肾炎患者的尿中会出现蛋白质，可用双缩脲试剂鉴定。答案：C14．油菜种子成熟过程中部分有机物的变化如下图所示，将不同成熟阶段的种子制成匀浆后检测，结果正确的是()选项取样时间检测试剂检测结果A第10天斐林试剂不显色B第20天双缩脲试剂不显色C第30天苏丹Ⅲ染液橘黄色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主要承担者，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染液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。答案：C15．请回答下列与物质鉴定有关的问题：(1)斐林试剂可以用来鉴定梨汁中是否含有_____________________________________________________________。(2)脂肪的检测和观察有两种方法，方法一是在待测组织样液中滴加3滴________染液，观察样液被染色的情况；方法二是制作临时玻片标本，用显微镜观察细胞被着色的情况。(3)要鉴定某待测样液中是否含有蛋白质，可以使用________试剂，若待测样液出现了________色，则可推测该待测样液中含有蛋白质。(4)某研究性学习小组用质量浓度为0.1g/mLNaOH溶液和质量浓度为0.05g/mLCuSO4溶液等试剂做物质鉴定实验，请依据下列实验步骤回答问题：试管第1步加入第2步加入第3步加入颜色变化12mLNaOH溶液2mLCuSO4溶液2mL梨汁相应处理22mLNaOH溶液2mL梨汁2mLCuSO4溶液32mL梨汁2mLNaOH溶液2mLCuSO4溶液42mLCuSO4溶液2mL梨汁2mLNaOH溶液52mLCuSO4溶液2mLNaOH溶液2mL梨汁62mL梨汁2mLNaOH和CuSO4的混合液2mL蒸馏水72mL梨汁2mLNaOH和CuSO4的混合液2mL0.1g/mL的HCl溶液①设计1～5号试管的实验目的是探究____________________________________________________________________________________________________________________________。②7号与6号试管相比，设计7号试管的实验目的是探究__________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)鉴定梨汁中是否含有还原糖可以用斐林试剂。(2)脂肪可用苏丹Ⅲ染液(或苏丹Ⅳ染液)鉴定待测组织样液，呈橘黄色(或红色)，方法二是制作临时玻片标本，用显微镜观察细胞被着色的情况。(3)鉴定某待测样液中的蛋白质，可使用双缩脲试剂，若产生紫色反应，则可推测该待测样液中含有蛋白质。(4)①1～5号试管的自变量只有梨汁、质量浓度为0.1g/mLNaOH溶液和质量浓度为0.05g/mLCuSO4溶液的加入顺序，因此实验目的是探究梨汁、质量浓度为0.1g/mLNaOH溶液和质量浓度为0.05g/mLCuSO4溶液的加入顺序是否影响实验结果。②7号与6号试管相比其变量是盐酸的有无，所以设计7号试管的实验目的是探究质量浓度为0.1g/mL的HCl溶液对实验结果的影响。答案：(1)还原糖(2)苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)(3)双缩脲紫(4)①梨汁、质量浓度为0.1g/mLNaOH和0.05g/mLCuSO4的加入顺序是否影响实验结果②质量浓度为0.1g/mL的HCl溶液对实验结果的影响16．洋葱在欧美被誉为“蔬菜皇后”，其肥大的鳞茎中含糖类8.5%，每100克含维生素A5毫克、维生素C9.3毫克、钙(Ca)45毫克、磷(P)50毫克、铁(Fe)8毫克，以及18种氨基酸，是不可多得的保健食品。那么洋葱肥大的鳞茎中所含有的糖类是淀粉还是可溶性还原糖？生物学兴趣小组的同学以此作为研究课题。请你帮助他们完成下面的实验研究报告。(1)实验目的：探究洋葱肥大的鳞茎中所含的糖是淀粉还是可溶性还原糖。(2)实验原理：淀粉可用__________来检测，可溶性还原糖可用__________试剂来检测。(3)实验器材：洋葱、所需试剂和仪器等(略)。(4)实验步骤：Ⅰ.鉴定可溶性还原糖：①制备洋葱组织样液，取样液2mL注入试管；②____________________________________________________________；③观察颜色变化。Ⅱ.鉴定淀粉：①制备洋葱组织样液，取样液2mL注入试管；②_________________________________________________________；③观察颜色变化。(5)预期实验结果与结论：现象结论①若步骤Ⅰ出现______________________________，步骤Ⅱ出现________________说明洋葱鳞茎中所含的糖类既有还原糖又有淀粉②若步骤Ⅰ__________________________________，步骤Ⅱ____________________说明洋葱鳞茎中所含的糖类只有还原糖而没有淀粉③若____________________________________________________说明洋葱鳞茎中所含糖类__________________________________解析：本实验是探究性实验，目的是探究洋葱鳞茎中所含的糖类是淀粉还是可溶性还原糖。向洋葱组织样液中加入碘液，若出现蓝色，说明含有淀粉；加入斐林试剂，水浴加热2min后，若出现砖红色沉淀，说明含有可溶性还原糖。预期实验结果与结论时，注意有三种不同情况：①同时含有可溶性还原糖和淀粉；②只含有可溶性还原糖；③只含有淀粉。答案：(2)碘液斐林(4)Ⅰ.②加入新制的斐林试剂1mL混匀，将试管置于50℃～65℃的水浴锅中加热2minⅡ.②加入2滴碘液(5)①砖红色沉淀蓝色②出现砖红色沉淀不出现蓝色③步骤Ⅰ不出现砖红色沉淀，步骤Ⅱ出现蓝色没有还原糖只有淀粉第2节细胞中的无机物课前自主预习一、细胞中的水1．水的含量特点(1)含量：一般来说，水是细胞中含量最多的化合物，约占60%～95%。(2)与生物种类及发育阶段的关系：①生物种类不同，含水量不同，如水生生物含水量多于陆生生物。②不同生长发育期，含水量不同，如幼儿含水量高于成年人。2．水的存在形式和作用[填表]项目自由水结合水形式在细胞中以游离的形式存在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是细胞结构的重要组成成分二、细胞中的无机盐1．存在形式和含量(1)含量：与水相比，无机盐是细胞中含量很少的无机物。(2)存在形式：大多数以离子形式存在。2．生理功能[连线]【课堂检测】1.判断下列有关水的叙述的正误(1)参与运输营养物质和代谢废物的水为自由水()(2)生物体内的化学反应离不开水()(3)自由水与结合水的比例与新陈代谢的强弱关系不大()(4)人体细胞内水的存在形式为结合水和自由水()(5)水是细胞结构的组成成分之一()解析：(3)自由水与结合水的比例越高，新陈代谢越强。答案：(1)√(2)√(3)×(4)√(5)√2．判断下列关于人体内水和无机盐的叙述的正误(1)都可作为细胞的能源物质()(2)都能维持细胞的生命活动()(3)所有细胞中水和无机盐的含量相同()(4)血钙过高会引起抽搐()(5)无机盐在细胞内含量很少，主要以离子形式存在，具有维持渗透压、酸碱度及细胞正常生命活动的功能()(6)某些无机盐是细胞内一些大分子物质的组成成分，如Fe参与血红蛋白的构成，Mg参与叶绿素的形成()(7)氮是植物体内的重要元素之一，酶、核酸、ATP中都含有氮元素()解析：(1)水和无机盐都不可作为细胞的能源物质，能源物质是糖类等。(3)所有细胞中水和无机盐的含量各不相同。(4)血钙过低会引起抽搐。答案：(1)×(2)√(3)×(4)×(5)√(6)√(7)√3．综合判断下列叙述的正误(1)生物种类不同，含水量不同，如陆生生物含水量多于水生生物()(2)生物的含水量还与生长发育阶段有关，幼嫩组织的细胞中含水量高()(3)无机盐是细胞中含量很少的有机物()(4)细胞中的无机盐全部以离子的形式存在()答案：(1)×(2)√(3)×(4)×课堂互动探究案【课程标准】指出水大约占细胞重量的2/3，以自由水和结合水的形式存在，赋予了细胞许多特性，在生命中具有重要作用举例说出无机盐在细胞内含量虽少，但与生命活动密切相关【素养达成】1．能说出水和无机盐的存在形式与功能。(生命观念)2．理解组成生物体的无机化合物和有机化合物是生命活动的基础。(科学思维)3．运用所学的相关知识，解释生活中的现象。(科学探究)4．了解水的重要性，唤醒爱护水资源的意识。(社会责任)探究点一细胞中的水【师问导学】1．水是生命之源，没有水就没有生命，请结合下列材料探究水的含量和功能。表一不同生物体中水的含量生物水母鱼类蛙哺乳动物藻类高等植物水的含量(%)9780～8578659060～80表二人体中几种不同器官或组织中水的含量组织、器官牙齿骨骼骨骼肌心肌血液水的含量(%)1022767983(1)表一说明：不同生物体内含水量________，一般水生生物体内的含水量比陆生生物________。(2)表二说明：同一生物体内，不同器官的含水量________，一般代谢旺盛的组织、器官含水量________。(3)结合教材P20的图示和内容回答：水为什么能成为细胞内良好的溶剂呢？它又为什么具有支持生命的独特性质呢？【智涂笔记】[名师点拨]关于生物体内水的两个“并不是”(1)水是生命之源，但并不是水分越多越好，如长期浸泡在水中的陆生植物会死亡。(2)晒干的种子失去自由水，并不是不含有自由水，而是自由水含量大幅度降低。【师说核心】1．自由水与结合水之间的转化(1)转化条件：eq\x(自由水)eq\o(,\s\up7(降温),\s\do5(升温))eq\x(结合水)(2)转化实例：①烘干种子时，部分结合水转化为自由水散失掉。②水果放入冰箱冷藏时，部分自由水转化为结合水。2．自由水与结合水相对含量与细胞代谢的关系(1)图示：(2)曲线：(3)在生产中的应用：①种子萌发时，需要吸收水分，增加自由水含量。②种子贮存前晒干是为了降低自由水含量，降低代谢速率，以延长贮存时间。③越冬作物减少灌溉，可提高作物对低温的抗性。答案：(1)较高多(2)不同较高(3)水分子由2个氢原子和1个氧原子构成，氢原子以共用电子对与氧原子结合。由于氧具有比氢更强的吸引共用电子的能力，使氧的一端稍带负电荷，氢的一端稍带正电荷。水分子的空间结构及电子的不对称分布，使得水分子成为一个极性分子。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。由于水分子的极性，当一个水分子的氧端(负电性区)靠近另一个水分子的氢端(正电性区)时，它们之间的静电吸引作用就形成一种弱的引力，这种弱的引力称为氢键，每个水分子可以与周围水分子靠氢键相互作用在一起。氢键比较弱，易被破坏，只能维持极短时间，这样氢键不断地断裂、又不断地形成，使水在常温下能够维持液体状态，具有流动性。同时，由于氢键的存在，水具有较高的比热容，这就意味着水的温度相对不容易发生改变，水的这种特性，对于维持生命系统的稳定性十分重要。2．自由水和结合水对生物体都具有重要的作用，请分析回答下列问题：(1)刚刚收获的鲜种子一般要放在阳光下暴晒，种子变干，重量减轻，鲜种子失去的主要是哪种形式的水？种子还有活性吗？(2)将干种子放在试管中，用酒精灯加热，试管壁上有水珠产生，这种情况下，干种子失去的主要是哪种形式的水？种子还有活性吗？答案：(1)失去的主要是自由水。种子仍保留活性。(2)失去的主要是结合水。种子丧失活性。3．自由水和结合水的含量比例对生物的代谢和抗逆性有着重要的意义，请分析回答下列问题：(1)晒干的种子能够长久保存，浸泡吸水后能够萌发，据此推断自由水和结合水的比值与细胞的代谢强度之间有什么关系？(2)越冬的植物、干旱地区植物的细胞中，结合水含量升高。这表明自由水和结合水的含量与生物的抗逆性有何关系？答案：(1)在一定范围内，自由水和结合水的比值越大，细胞代谢越旺盛。(2)一般情况下，自由水和结合水的比值越大，细胞的抗逆性越差。【检测反馈】1．(合格必考)没有水，人体内大部分化学反应就无法进行，这说明()A．水在生物体内可以流动B．生物体内的生化反应必须在水中进行C．水是细胞内含量最多的化合物D．水具有缓和温度变化的作用解析：水在生物体内可以流动、水是细胞内含量最多的化合物、水具有缓和温度变化的作用的说法都正确，但不是题干所问的答案。题干中“没有水，人体内大部分化学反应就无法进行”，这说明生物体内的生化反应必须在水中进行，B正确。答案：B2．(等级选考)每年3月22日是“世界水日”。下列关于水的叙述不正确的是()A．生化反应必须在水中进行B．水是细胞鲜重中含量最多的化合物C．水在细胞中的存在形式并非一成不变D．自由水与结合水的比例与新陈代谢的强弱关系不大解析：生物体的生化反应必须在水中进行，A正确；细胞鲜重中含量最多的化合物是水，其次是蛋白质，B正确；水在细胞中的存在形式并非一成不变，自由水和结合水可相互转化，C正确；自由水与结合水的比例与新陈代谢的强弱有关，自由水与结合水的比值越高，细胞新陈代谢越旺盛，D错误。答案：D探究点二细胞中的无机盐【师问导学】1．无机盐在细胞中的含量仅为1%～1.5%，但却有着重要的作用，请结合下列材料分析无机盐的有关知识。材料一一种叶绿素和血红素的局部分子结构简图(1)由材料可以看出无机盐是________________。材料二足球运动员在激烈比赛中有时会出现肌肉抽搐的现象，这是随着汗液丢失了大量钙离子引起的；硼能促进花粉的萌发和花粉管的生长，缺少硼时常导致“花而不实”。(2)由材料说明无机盐对__________________有着重要的意义。材料三生理盐水是指与哺乳动物血液和淋巴等渗的无机盐溶液，常用的是质量分数为0.9%的氯化钠溶液。人体的红细胞在生理盐水中会保持原有的形态，如果放到清水里，会吸水胀破。(3)由材料说明无机盐能调节人体的______，维持细胞的_______。材料四人体代谢过程中产生的一些代谢物质会改变体液的酸碱度，人体血液中存在H2CO3/NaHCO3和NaH2PO4/Na2HPO4等物质，可以中和这些变化。(4)上述材料说明，无机盐对于维持人体内环境________的相对稳定具有重要作用。答案：(1)某些化合物的重要组成成分(2)维持生物体的正常生命活动(3)渗透压正常形态(4)酸碱平衡2．为什么人体缺铁会导致贫血？为什么植物缺镁会影响光合作用？答案：铁是血红蛋白的重要组成成分。镁是叶绿素的重要组成成分。3．生理盐水是指与哺乳动物血液和淋巴浓度相等的无机盐溶液，常用的是质量分数为0.9%的氯化钠溶液。生病输液时，通常要用生理盐水溶解药物后再输液，这样做的目的是什么？答案：保证细胞的生活环境不发生变化，维持细胞正常的渗透压。【智涂笔记】无机盐参与构成的常见化合物N：蛋白质、叶绿素、核苷酸等P：核苷酸、磷脂Mg：叶绿素S：甲硫氨酸、半胱氨酸等含硫氨基酸的组成成分(蛋白质的特征元素)Fe：动物血红蛋白I：甲状腺激素等【师说核心】1．无机盐的存在形式和功能2．无机盐功能的实验验证方法(1)对照组：植物＋完全培养液→正常生长(2)实验组：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。【检测反馈】1．(合格必考)在正常人的血浆中，NaHCO3的含量约为H2CO3含量的20倍。当血浆中的NaHCO3含量减少时，会发生酸中毒；当血浆中的H2CO3含量减少时，则发生碱中毒。这个事实表明某些无机盐的作用是()A．调节酸碱度B．调节渗透压C．影响细胞形态D．影响生物膜透性解析：由题意可知，血浆中NaHCO3含量减少时，会发生酸中毒，当血浆中的H2CO3含量减少时，则发生碱中毒。这个事实可以表明无机盐可以调节酸碱度。答案：A2．(合格必考)为了确定某元素是否为植物的必需元素，应采取的方法是()A．检测正常叶片中该元素的含量B．分析根系对该元素的吸收过程C．分析环境条件对该元素吸收的影响D．观察含全部营养元素的培养液中，去掉该元素前后植株的生长发育状况解析：判断某元素是否为必需元素，通常用溶液培养法。在人工配制的完全培养液中，除去某种元素，然后观察植物的生长发育情况：如果植物的生长发育仍正常，说明该元素不是植物所必需的；如果植物的生长发育不正常(出现特定的缺乏症状)，且只有补充了该种元素(其他元素无效)后，植物的生长发育又恢复正常(症状消失)，说明该元素是植物所必需的元素。答案：D3．(合格必考)夏季，人在高温作业或剧烈活动后，要喝淡盐水；在患急性肠胃炎时，要及时注射生理盐水；不慎受外伤后，用0.9%的生理盐水清洗伤口。这样做的目的依次为()①降温②维持水代谢的平衡③维持无机盐代谢的平衡④消毒⑤是细胞的等渗溶液并有清洁作用A．①②④B．③②⑤C．②③⑤D．②③④解析：夏季出汗多，无机盐流失过多，需要进行盐分补充，腹泻会导致水分大量流失，因此需要补水，生理盐水清洗伤口主要是防止细胞吸水涨破，并对伤口进行清理。答案：B4．(等级选考)下列与无机盐的功能无关的是()A．是细胞中的能源物质之一B．是某些复杂化合物的重要组成成分C．能维持生物体的生命活动D．能维持细胞的酸碱平衡解析：无机盐不是能源物质；无机盐是某些复杂化合物的重要组成成分；无机盐能维持生物体的生命活动；无机盐能维持细胞的酸碱平衡。答案：A【网络建构】【主干落实】1．生物体的含水量与生物种类及生长发育期有关，一般是水生生物＞陆生生物，幼年＞老年。2．水在细胞内以自由水和结合水两种形式存在。3．结合水是细胞结构的组成成分。4．自由水的功能有：①细胞内的良好溶剂，②化学反应的介质，③参与化学反应，④运输营养物质和代谢废物。5．细胞内大多数无机盐以离子形式存在。6．无机盐对维持细胞和生物体的生命活动、渗透压平衡及酸碱平衡非常重要。课后分层检测案4细胞中的无机物【合格考全员做】1．下列有关水的说法错误的是()A．自由水在人体内是良好溶剂B．水能与蛋白质结合C．人体内废物的排出需要水D．代谢旺盛时，结合水与自由水的比值升高解析：自由水的作用有：是细胞内的良好溶剂，运送营养物质和代谢废物，参与化学反应(新陈代谢)，代谢旺盛时，自由水与结合水的比值升高。能与蛋白质结合的水为结合水。答案：D2．下列关于细胞中水分子的叙述错误的是()A．只能以游离形式存在B．是细胞鲜重中含量最多的成分C．是细胞代谢活动的介质D．是细胞中多种物质的溶剂解析：细胞中的水分子以自由水和结合水的形式存在，是细胞鲜重中含量最多的成分，其中自由水是细胞代谢活动的介质和细胞中多种物质的溶剂。答案：A3．无机盐的功能各不相同，一些无机盐能参与生物体内信息传递物质的重要构成。下列四种离子中与人体内甲状腺激素的合成直接相关的是()A．Fe2＋B．I－C．POeq\o\al(3－,4)D．Ca2＋解析：甲状腺激素是含碘的氨基酸衍生物，所以与碘元素联系最为紧密。答案：B4．生物大分子在生物体的生命活动中具有重要的作用。就组成生物体的蛋白质、核酸、糖类、脂肪而言，其核心的组成元素是()A．CB．HC．OD．N解析：碳是最基本的元素，是生物大分子的基本骨架。答案：A5．当植物由代谢旺盛的生长期转入休眠期时，体内结合水与自由水的比值通常会()A．升高B．下降C．无变化D．产生波动解析：进入休眠状态，自由水减少，结合水所占比例上升。答案：A6．广告语“聪明的妈妈会用心(锌)”道出了锌的重要性。研究发现生物体内有70多种酶的活性与Zn2＋有关，这说明无机盐()A．对维持酸碱平衡有重要作用B．对维持细胞形态有重要作用C．对维持生物体的生命活动有重要作用D．对调节细胞内溶液的浓度有重要作用解析：由题干信息可知，Zn2＋与生物体内的70多种酶的活性有关，这体现了无机盐离子对维持生物体的生命活动有重要作用。答案：C7．铁是合成人体血红蛋白不可缺少的成分，人体缺铁可引起贫血症。食物中的铁一般是有机铁，人体只能吸收利用其中的10%左右，铁锅中却含有容易被人体吸收利用的无机铁，用铁锅烧菜，对防治缺铁性贫血大有好处。钙在人体内的总量达1300g，其中99%存在于骨骼，一旦离子态钙在血浆中的浓度明显下降，神经和肌肉的兴奋性会大大增加，出现手足抽搐症；相反，血钙过高会引起心脏呼吸衰竭。(1)贫血症患者的血液运输__________的能力低。一般的贫血症患者除要补充铁以外，还应多吃一些含__________丰富的食物。(2)人体中含钙最多的是()A．肌肉B．骨骼C．上皮组织D．神经组织(3)人在长跑后，因流汗过多而出现抽搐现象，这是因为身体中哪种离子含量太低()A．K＋B．Na＋C．Ca2＋D．Mg2＋(4)由上述铁、钙在人体中的作用可以说明无机盐在生物体内的重要作用是___________________________________________________________。解析：贫血患者由于缺铁导致血红蛋白合成减少，机体运输O2能力降低。钙主要分布于人体牙齿和骨骼。答案：(1)O2蛋白质(2)B(3)C(4)维持生物体的生命活动【等级考选学做】8．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①②③④⑤甲离子2030503040乙离子5545604555丙离子1015202525A．①⑤B．②③C．②④D．③⑤解析：根据单因子变量原则，研究丙离子的浓度大小对植物生长的影响时，要保持甲、乙离子的浓度相同。答案：C9．磁共振技术(MRI)可应用于临床疾病诊断。因为许多疾病会导致组织和器官内的水分发生变化，这种变化恰好能在磁共振图像中反映出来。下列有关叙述错误的是()A．构成人体的不同组织和器官含水量是不一样的B．水在细胞中的存在形式及功能是不变的C．组织发生病变，会影响组织内的化学变化D．发生病变的器官，新陈代谢速率往往会发生改变解析：水是细胞中含量最多的化合物，水在细胞中的存在形式及功能并不是一成不变的，人体在不同环境下，体内代谢强度不同，细胞内自由水的含量会发生改变；人体中不同组织器官的代谢强弱不同，是与含水量相对应的；组织或器官病变，代谢强度降低，细胞内的生物化学反应会受到影响。答案：B10．“绵绵的春雨润醒了小草，润绿了杨树，润开了报春花。”下列各图为植物在复苏过程中，细胞中自由水与结合水相对含量变化的曲线图，其中表示正确的是()解析：植物在复苏过程中新陈代谢增强，自由水相对含量上升，结合水相对含量下降。答案：B11．互花米草是一种滩涂草本盐沼植物，对水淹的生态环境有很强的适应能力，曾被称为“保滩护堤、促淤造陆的最佳植物”。某科研小组以“探究互花米草体内自由水与结合水的比值和潮汐水淹时间的关系”为课题，设计了如下实验：①选取同一海滩的互花米草幼苗分别栽种于多个沙盆中。②将长势相同、生长良好的互花米草幼苗平均分成5组，分别每天以0h、3h、6h、12h和24h进行水淹处理。③在处理50d后，采集整株植株并测定其自由水与结合水的含量、计算自由水与结合水的比值。如曲线甲所示。分析实验过程及实验结果，回答以下问题：(1)在该实验中，__________是自变量，自由水与结合水的含量是因变量。(2)为了能最大程度地模拟互花米草水淹的生态环境，在进行水淹处理时，实验用水应为__________水，来源于__________________________________________________________________________________________________________________________。(3)自由水与结合水的比值和植物的代谢能力及抗逆性有着密切的关系。根据实验结果可知，互花米草在水淹时间为__________h/d的环境下，抗逆性最强；在水淹时间为__________h/d的环境下，代谢活动最旺盛。解析：(1)由实验目的可确定该实验的自变量是水淹时间，因变量是自由水与结合水的含量。(2)为确保实验结果的可靠性，该实验应选用取自互花米草采样地点的海水。(3)由甲曲线可知，水淹3天，自由水/结合水的比值最低，互花米草的抗逆性最强。而在没有水淹时，自由水/结合水比值最高，代谢最旺盛。答案：(1)水淹时间(2)海互花米草采样地点(3)30【素养养成练】12．请设计一个实验证明镍盐为植物生活所必需的无机盐，根据提供的实验材料用品，完成实验步骤，并得出相应结论。(1)材料用品：完全培养液甲，缺镍的完全培养液乙，适当的固定材料，广口瓶若干，长势相似的玉米幼苗。(2)方法步骤：①取两个洁净的广口瓶编号A、B，并向A中加入一定量完全培养液甲，向B中加入______________________________________________________________。②取__________分为两组，将其中一组放入A瓶中，另一组放入B瓶中。③将两广口瓶置于__________条件下培养一段时间，观察___________________________________________________________。(3)实验结果及结论：A瓶中_______________________________________________________；B瓶中_______________________________________________________；说明_________________________________________________________。解析：运用对照性原则，将玉米幼苗随机分成两组，分别放在不同的培养液中培养，观察实验结果，对结果进行分析，从而得出结论。要验证镍为植物生活所必需的无机盐，必须理解“必需元素”的概念，会用“溶液培养法”。植物缺少该无机盐表现异常，但添加后又能恢复正常的就是植物所必需的元素。溶液培养法又称水培法，就是在人工配制的营养液(或蒸馏水)中加入或减少某种无机盐来观察植物的生长情况，从而判断植物生长所必需的元素的一种方法。答案：(2)①等量的缺镍的完全培养液乙②长势相似的玉米幼苗③相同且适宜玉米幼苗的生长状况(3)玉米幼苗正常生长玉米幼苗不能正常生长镍盐是植物生活所必需的无机盐第3节细胞中的糖类和脂质课前自主预习一、细胞中的糖类1．组成元素：仅由C、H、O元素构成。2．细胞中糖的种类、分布及功能[填图]二、细胞中的脂质1．元素组成：主要是C、H、O，有的还含有N、P。2．种类和功能[填图]3．细胞中的糖类和脂质是可以相互转化的。血液中的葡萄糖除供细胞利用外，多余的部分可以合成糖原储存起来；如果葡萄糖还有富余，就可以转变成脂肪和某些氨基酸。【课堂检测】1.判断下列叙述的正误(1)构成纤维素的单体是葡萄糖和果糖()(2)葡萄糖和麦芽糖可被水解，蔗糖和乳糖水解的产物都是葡萄糖()(3)细胞中的糖类可以分为3类，其中可以被消化道直接吸收的是单糖，完全由葡萄糖缩合而成的二糖是麦芽糖，乳糖可以被小肠上皮细胞直接吸收()(4)糖原代谢的最终产物是葡萄糖()(5)葡萄糖和果糖分子均有还原性()(6)淀粉可以用斐林试剂鉴定并呈现蓝色。水浴加热条件下，蔗糖与斐林试剂发生作用生成砖红色沉淀()(7)糖类物质不都是能源物质，如纤维素、核糖和脱氧核糖()(8)蔗糖水解的产物是葡萄糖和果糖，而乳糖水解的产物是半乳糖，麦芽糖的水解产物是葡萄糖()(9)胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，在人体内还参与血液中脂质的运输()(10)脂质不参与生命活动的调节()解析：(1)构成纤维素的单体是葡萄糖；(2)葡萄糖不能被水解，麦芽糖可被水解，蔗糖水解的产物是葡萄糖和果糖，乳糖水解的产物是葡萄糖和半乳糖；(3)乳糖是二糖，水解成葡萄糖和半乳糖，才可以被小肠上皮细胞直接吸收；(4)糖原水解的最终产物是葡萄糖，而代谢的最终产物是CO2和H2O；(6)淀粉和蔗糖为非还原糖，不能用斐林试剂鉴定，淀粉只能用碘液鉴定并呈现蓝色；(10)某些脂质如性激素参与生命活动的调节。答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√(6)×(7)√(8)×(9)√(10)×2．连一连课堂互动探究案【课程标准】概述糖类有多种类型，它们既是细胞的重要结构成分，又是生命活动的主要能源物质举例说出不同种类的脂质对维持细胞结构和功能有重要作用【素养达成】1．概述糖类的种类和作用。(生命观念)2．举例说出脂质的种类和作用。(生命观念)3．结合生物大分子的结构特点，理解生物大分子以碳链为骨架。(科学思维)探究点一细胞中糖类的组成、分类和功能【师问导学】结合葡萄糖和蔗糖的结构分析：1．为什么将糖类称为“碳水化合物”？答案：糖类分子都是由C、H、O三种元素构成的，多数糖类分子中H、O原子的比例是2：1，类似于水分子。2．葡萄糖和蔗糖都是还原糖吗？蔗糖水解产物中只有葡萄糖吗？答案：葡萄糖是还原糖，蔗糖不是还原糖。蔗糖水解生成一分子葡萄糖和一分子果糖。3．下图是一个汉堡中的几种多糖的组成，淀粉、糖原和纤维素的基本单位都是葡萄糖，为什么它们在化学性质上有很大差异？答案：三种多糖的基本单位都是葡萄糖，但葡萄糖连接的方式不同，使它们具有了不同的化学性质。4．糖类是主要的能源物质，是不是意味着所有的糖类都是能源物质？答案：不是。如核糖、脱氧核糖、纤维素等均不是能源物质。5．从糖类的元素组成上分析糖类彻底氧化分解的产物是什么？答案：CO2和H2O。【智涂笔记】[特别提醒]1.关于糖类物质的几个误区(1)大多数糖类分子中H：O＝2：1，并非所有的糖类分子中都是如此，如脱氧核糖。(2)分子中H：O＝2：1的物质不一定是糖类，如甲醛(CH2O)、乙酸(C2H4O2)等。(3)五碳糖参与核酸构成，纤维素是植物细胞壁的组分(结构物质)，它们不能为生命活动提供能量。(4)不是所有的糖都能和斐林试剂反应，蔗糖、淀粉等都不能。麦芽糖、葡萄糖、果糖和乳糖属于还原糖，能与斐林试剂反应生成砖红色沉淀。(5)有甜味的物质不一定是糖类，如糖精、乙二醇、甘油等；糖类并不一定都有甜味，如淀粉、纤维素、乳糖、半纤维素、果胶质等。2．可以根据糖的种类来判断生物种类(1)若细胞内含有糖原或乳糖，则为动物细胞。(2)若细胞内含有麦芽糖、蔗糖、淀粉或纤维素，则为植物细胞。(3)若生物体内只有核糖或脱氧核糖，则为病毒。【师说核心】细胞中的糖类1．功能：生物体进行生命活动的主要能源物质。2．组成元素：只有C、H、O三种元素。3．分类、分布及功能(依据：水解情况)种类特点常见种类分布功能单糖不能水解，可直接被细胞吸收五碳糖核糖(C5H10O5)动植物细胞组成RNA脱氧核糖(C5H10O4)组成DNA六碳糖(C6H12O6)葡萄糖细胞中主要的能源物质果糖植物细胞半乳糖动物细胞二糖(C12H22O11)水解后能够生成两分子单糖，必须水解成单糖才能被细胞吸收蔗糖(蔗糖→葡萄糖＋果糖)甜菜、甘蔗、水果等植物细胞中，可用以加工红糖、白糖、冰糖能水解成单糖而供能麦芽糖(麦芽糖→葡萄糖＋葡萄糖)发芽的小麦等植物细胞中乳糖(乳糖→葡萄糖＋半乳糖)人和动物的乳汁中多糖(C6H10O5)n水解后能够生成许多单糖，必须水解成单糖才能被细胞吸收，自然界中含量最多淀粉(淀粉→许多葡萄糖)玉米、小麦、水稻、马铃薯、山药等植物细胞中植物细胞中重要的储能物质纤维素(纤维素→许多葡萄糖)植物细胞壁植物细胞壁的主要成分糖原(糖原→许多葡萄糖)肝糖原主要存在于人和动物的肝脏和肌肉中糖原是人和动物细胞中重要的储能物质肝糖原可调节血糖含量肌糖原可为肌肉供能肌糖原单糖、二糖、多糖的转化关系多糖eq\o(,\s\up7(水解),\s\do5(合成))二糖eq\o(,\s\up7(水解),\s\do5(合成))单糖eq\o(→,\s\up7(氧化分解))供能[拓展深化]糖类的其他分类情况(1)按功能分①能源糖类：葡萄糖(细胞主要能源物质)、淀粉(植物细胞储能物质)、糖原(动物细胞储能物质)等。②结构糖类：核糖(RNA组分)、脱氧核糖(DNA组分)、纤维素(植物细胞壁组分)、糖被中的多糖等。(2)按化学性质分①还原糖：葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖等，可与斐林试剂在水浴加热的情况下反应，产生砖红色沉淀。②非还原糖：蔗糖、淀粉、糖原、纤维素等。(3)按分布分：【检测反馈】1．(合格必考)存在于RNA而不存在于DNA中，存在于动物细胞质而不存在于植物细胞质中的糖类物质分别是()A．核糖、糖原B．蔗糖、纤维素C．脱氧核糖、麦芽糖D．脱氧核糖、淀粉解析：核糖是核糖核酸的组成成分，主要存在于动植物细胞的细胞质内；脱氧核糖是脱氧核糖核酸的组成成分，主要存在于动植物细胞的细胞核内。糖原存在于动物细胞的细胞质中；蔗糖、淀粉、纤维素存在于植物细胞中。答案：A2．(合格必考)下列关于生物体内糖类物质的叙述，正确的是()A．麦芽糖在动植物细胞中都能检测到B．单糖、二糖和多糖在细胞内可以相互转化C．糖类物质都是细胞内的能源物质D．糖类物质在细胞内不能储存解析：动物细胞不含有麦芽糖；核糖、脱氧核糖、纤维素不是能源物质，肌糖原和肝糖原能暂时储存。答案：B3．(合格必考)下列有关糖类的生理功能的叙述，错误的是()A．核糖和脱氧核糖是核酸的组成成分之一B．葡萄糖是主要的能源物质C．淀粉和糖原是各种生物体的储能物质D．纤维素是植物细胞壁的主要成分解析：核糖和脱氧核糖是核酸的组成成分之一，核糖是RNA的组成成分，脱氧核糖是DNA的组成成分；生物体主要通过氧化分解葡萄糖获得能量，所以葡萄糖是主要的能源物质；淀粉是植物体内的储能物质，糖原是动物体内的储能物质；纤维素是构成植物细胞壁的主要成分。答案：C4．(等级选考)下列物质中，不属于单糖的是()A．核糖B．葡萄糖C．乳糖D．果糖解析：单糖是不能水解的糖，如核糖、葡萄糖、果糖，而乳糖属于二糖。答案：C5．(等级选考)大肠杆菌、玉米、噬菌体、酵母菌都具有的糖是()A．纤维素B．淀粉C．糖原D．脱氧核糖解析：纤维素和淀粉是玉米的组成成分，糖原是动物细胞才有的多糖，脱氧核糖是DNA的组成成分，大肠杆菌、玉米、噬菌体和酵母菌都含有DNA，都含有脱氧核糖。答案：D探究点二细胞中的脂质、生物大分子【师问导学】1．分析有关脂质的几个问题：(1)公鸡有鲜艳的羽毛，鸣叫嘹亮，这与公鸡体内的哪种物质直接有关，其化学本质是什么？(2)黑熊在冬眠前要大量地进食，为冬眠积聚能量，这些能量主要储存在哪种成分中？答案：(1)与性激素有关，化学本质是脂质。(2)脂肪是动物体内主要的储能物质，所以能量主要存在于脂肪中。2．脂质是指一类在化学组成和分子结构上差异很大，不溶于水而易溶于乙醚、氯仿等脂溶性有机溶剂的有机物。结合教材内容，分析下面材料并回答问题。(1)脂肪材料与糖类类似，脂肪也由C、H、O三种元素组成，所不同的是脂肪中氧的含量远远少于糖类，而H的含量更多。据分析，1g脂肪氧化分解可释放出约39kJ的能量，1g糖原氧化分解可释放出约17kJ的能量，但1g脂肪在体内储存所占的体积是1g糖原的1/5。一种脂肪分子的结构式：①脂肪的元素组成是________，________物质还含有______元素，而磷脂中还含有______等元素。②与糖原相比，为什么脂肪是良好的储能物质？③分析材料，并归纳脂肪的其他功能。(2)磷脂和固醇材料细胞膜的化学组成基本相同，主要由脂质、蛋白质和糖类组成。各成分含量分别约为50%、40%、2%～10%。膜脂质主要由磷脂、胆固醇构成。在大多数细胞的膜脂质中，磷脂占总量的70%以上，胆固醇不超过30%。胆固醇还参与血液中脂质的运输，但过多摄入会在血管壁上沉积，造成血管阻塞，危及生命。据材料分析，细胞膜中含有哪些脂质类物质？答案：(1)①C、H、O固醇类NP②a.由于脂肪中含碳和氢量比糖类多，因此在氧化分解时的耗氧量要比糖类多，释放出来的能量也多，产生的水也多。b.单位质量的脂肪体积比糖原小很多，有利于储藏。③脂肪除是细胞内良好的储能物质外，还具有保温、缓冲和减压作用。(2)磷脂是构成细胞膜和细胞器膜的主要成分，胆固醇是动物细胞膜的重要成分。【智涂笔记】各种不同脂质的元素组成不完全相同，脂肪只含有C、H、O，磷脂含有C、H、O、N、P，固醇只含有C、H、O。[易混辨析](1)脂肪≠脂质，脂肪只是脂质中的一种，脂质除了脂肪外，还包括磷脂和固醇等。(2)胆固醇≠固醇，固醇和胆固醇虽然都是脂质，但其范围不同，胆固醇是固醇中的一种。(3)生物大分子≠多聚体，生物大分子是分子量达到上万或更多的有机分子，多聚体是由许多单体连接而成的。多聚体都是生物大分子，生物大分子不一定是多聚体。【师说核心】1．分布及作用：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。2．组成元素：主要是C、H、O，有些脂质还含有P、N。(特点：脂质分子中C、H多O少，而糖类则相反，C、H少O多)3．化学性质：分子结构差异很大，通常不溶于水，而溶于脂溶性有机溶剂，如丙酮、氯仿、乙醚等。4．种类、分布及功能种类生理功能及分布脂肪(储能脂质)①组成：甘油＋脂肪酸→脂肪②功能：a.细胞内良好的储能物质。(主要功能)b.很好的绝热体，有绝热、保温作用。“胖人怕热”c.能缓冲和减压，可以保护内脏器官。“瘦人怕撞”③分布：动物的皮下、肠系膜、大网膜及内脏周围磷脂(结构脂质)①功能：细胞膜、细胞器膜等生物膜的重要成分②分布：人和动物的脑、卵细胞、肝脏以及大豆种子等固醇(功能脂质)胆固醇功能：①动物细胞膜的重要成分，使细胞膜在低温条件下仍能保持一定的流动性。②参与血液中脂质的运输。③阳光(紫外线)照射下可转化为维生素D性激素功能：①促进人和动物生殖器官的生长发育以及生殖细胞的形成②激发并维持第二性征及雌性动物的性周期维生素D功能：能有效促进人和动物肠道对Ca、P的吸收，调节Ca、P代谢【检测反馈】1．(合格必考)生物体进行生命活动的主要能源物质和细胞内良好的储能物质分别是()A．蛋白质、脂肪B．糖类、脂肪C．脂肪、糖类D．糖类、蛋白质解析：糖类是主要能源物质，脂肪是储能物质。答案：B2．(合格必考)脂肪的化学组成不同于糖类的主要特点是()A．主要由C、H、O三种元素组成B．分子中氢原子所占比例高C．分子中氧原子所占的比例高D．有的脂质物质中含有N、P解析：脂肪含氢量高，含氧量低，所以彻底氧化可以释放更多能量。答案：B3．(合格必考)某些保健品中含有一定量的性激素(或性激素类似物)，对青少年的发育会造成不良影响。从化学成分上分析，性激素属于()A．糖类B．脂质C．蛋白质D．核酸解析：脂质主要包括脂肪、磷脂、固醇(如性激素)三类。答案：B4．(等级选考)细胞中脂质的作用不包括()A．性激素的主要成分B．储能的主要物质C．酶的主要成分D．生物膜的主要成分解析：脂质主要包括脂肪、磷脂和固醇。脂肪是细胞代谢所需能量的主要储存形式，磷脂是构成生物膜的主要成分，性激素属于固醇，能促进生物的生殖等。答案：C【网络建构】【主干落实】1．糖类是生物体内主要的能源物质。2．蔗糖、麦芽糖、淀粉和纤维素只分布于植物细胞中，乳糖和糖原只分布于动物细胞中。3．脂肪具有储能、保温、缓冲和减压的作用。4．磷脂是构成细胞膜的重要成分。5．胆固醇参与构成动物细胞膜，参与血液中脂质的运输；性激素促进生殖器官的发育和生殖细胞的形成；维生素D能促进小肠对钙和磷的吸收。6．脂质分子中氧的含量少于糖类，而氢的含量则多于糖类。课后分层检测案5细胞中的糖类和脂质【合格考全员做】1．用水解法研究下列物质，水解终产物不都是葡萄糖的是()①淀粉②蔗糖③乳糖④麦芽糖A．①②B．②③C．③④D．①④解析：淀粉、麦芽糖、纤维素和糖原的单体都是葡萄糖，水解终产物均只有葡萄糖一种产物；蔗糖是由葡萄糖和果糖形成的二糖，乳糖是由葡萄糖和半乳糖形成的二糖。答案：B2．下列关于糖的叙述中，正确的是()A．葡萄糖和果糖分子均有还原性B．葡萄糖和麦芽糖均可被水解C．构成纤维素的单体是葡萄糖和果糖D．乳糖可以被小肠上皮细胞直接吸收解析：葡萄糖为单糖，不能再水解；乳糖为二糖，必须水解后方能被吸收；构成纤维素的基本单位为葡萄糖。答案：A3．植物细胞和动物细胞中储存能量的糖类依次是()A．纤维素和糖原B．麦芽糖和乳糖C．淀粉和糖原D．葡萄糖和纤维素解析：植物细胞中储存能量的物质是淀粉，动物细胞中储存能量的物质是糖原。纤维素也是多糖，但是它是构成植物细胞壁的成分，很多时候不能被生物体所利用。葡萄糖、麦芽糖、乳糖等都是能源物质，但不是储能物质。答案：C4．某植物体内可以完成下列反应式：(其中

、○代表不同的单糖)，则

——○代表的二糖可能是()

——○＋水eq\o(→,\s\up7(酶))

＋○A．麦芽糖B．乳糖C．蔗糖D．乳糖和蔗糖解析：麦芽糖水解后产生两分子葡萄糖，乳糖水解后产生一分子半乳糖和一分子葡萄糖，蔗糖水解后产生一分子葡萄糖和一分子果糖。而乳糖是动物所特有的二糖。答案：C5．下列脂质中，不能对生物体的正常代谢活动起调节作用的是()A．胆固醇B．性激素C．维生素DD．脂肪解析：常见的脂质有脂肪、磷脂和固醇等。脂肪是主要的储能物质，因此被称为储能脂；磷脂是构成细胞膜等生物膜的主要成分，因此被称为结构脂；固醇包括胆固醇、性激素和维生素D等，它们对于维持生物体正常的新陈代谢起着重要的调节功能，所以又被称为功能脂。答案：D6．下列物质的化学组成中，没有基本组成单位的是()A．淀粉和纤维素B．蛋白质C．DNA和RNAD．甘油解析：淀粉和纤维素的基本组成单位是葡萄糖，蛋白质的基本组成单位是氨基酸，DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，RNA的基本组成单位是核糖核苷酸。甘油是小分子物质，没有基本组成单位。答案：D7．组成核酸分子的单体是()A．五碳糖B．五碳糖、含氮碱基、磷酸C．核苷酸D．DNA和RNA解析：组成生物大分子的基本单位称为单体，组成核酸的基本单位是核苷酸。答案：C8．下列有关糖类生理作用的叙述中，错误的是()A．核糖和脱氧核糖是核苷酸的组成成分B．葡萄糖是细胞生命活动的主要能源物质C．淀粉和糖原是生物