21细胞中的元素和化合物2022-2023学年高一生物上学期课后培优分级练（2019人教版必修1）

2.1细胞中的元素和化合物核心知识梳理核心知识梳理一、组成细胞的元素1．生物界与非生物界的统一性和差异性(1)统一性：组成生物体的各种元素在__无机自然界__中都能找到。(2)差异性：细胞中各种元素的__相对含量__与无机环境的大不相同。2．元素的种类和含量(1)元素eq\o(→,\s\up12(根据各种),\s\do4(元素的含量))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(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__))(2)含量：__C、H、O、N__含量很高。二、组成细胞的化合物组成细胞的化合物种类无机化合物：__水__、__无机盐__有机化合物：主要有糖类、脂质、__蛋白质__、__核酸__等含量最多的化合物是__水__最多的有机化合物是__蛋白质__三、实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质1．实验原理：(1)还原糖＋斐林试剂eq\o(→,\s\up7(50～65℃温水浴))砖红色沉淀(2)脂肪＋苏丹Ⅲ染液(苏丹Ⅵ染液)→橘黄色(红色)。(3)蛋白质＋双缩脲试剂→紫色。2．鉴定实验材料的选择(1)还原糖的鉴定实验中选材的原则①选用还原糖含量较高的生物组织(或器官)。可选用苹果、梨、白色甘蓝叶、白萝卜等；不能选用甜菜、甘蔗，因为它们所含的蔗糖是一种非还原糖；马铃薯因淀粉较多，也不宜作实验材料。②尽量避免产生颜色干扰。要选颜色较浅或近于白色的生物组织，不能选西瓜、绿色叶片等作实验材料。(2)脂肪的鉴定实验中，实验材料最好选用富含脂肪的种子。(3)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，动物材料常用的是鸡蛋的蛋清。3．实验步骤及现象(1)还原糖的鉴定①实验步骤②实验现象：在进行水浴加热时，试管中溶液的颜色变化是蓝色→棕色→砖红色沉淀。特别提醒：(1)颜色变化：斐林试剂的甲液(质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液)与乙液(质量浓度为0.05g/mL的CuSO4溶液)混匀后，立即生成浅蓝色的Cu(OH)2胶体，Cu(OH)2与还原糖在加热的条件下，先变成棕色，最后生成砖红色的Cu2O沉淀。(2)加热：对试管中的溶液进行水浴加热时，试管底部不要触及烧杯底部。(2)脂肪的鉴定①实验原理：脂肪＋eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(苏丹Ⅲ染液\o(→,\s\up7(镜检))橘黄色,苏丹Ⅳ染液\o(→,\s\up7(镜检))红色))②材料处理：若用花生种子作实验材料，必须提前浸泡3～4h，浸泡时间短了，不容易切片；浸泡时间过长，则组织太软，切下的薄片不易成形。另外，染色时间不宜过长。如果是新鲜种子，则不必浸泡，浸泡后效果反而不好。③实验步骤：特别提醒：尽可能地切成薄片，否则显微镜下看到的细胞重叠，不易观察。(3)蛋白质的鉴定4．实验注意事项：(1)实验操作中的注意点。①还原糖检测时，使用水浴加热，试管底部不要触及烧杯底部，以防受热不均匀。②脂肪检测时，染色时间不宜过长，否则脂肪会溶解在酒精中，使橘黄色消失。③蛋白质检测时，双缩脲试剂的加入顺序：先加A液，再加B液，而且B液不能过量。目的是先制造碱性环境。若先加B液或B液过量，会生成Cu(OH)2，干扰颜色反应。④在蛋白质检测实验中，需要对鸡蛋清稀释到一定程度，否则与双缩脲试剂发生反应后，会黏在试管的内壁上，反应不彻底，试管也不易刷洗。⑤还原糖、蛋白质的检测实验中，在加入相应试剂检测之前，要留出一部分组织样液，以便与检测后的样液颜色进行对比。(2)有机物检测在操作步骤上的差异。①加热——还原糖的检测需要加热，且为水浴加热。②显微镜——若用花生种子切片为材料检测脂肪需要使用显微镜。③试剂滴加顺序——先等量混合后再滴加的是斐林试剂，分别滴加的是双缩脲试剂。课后培优练课后培优练级练培优第一阶——基础过关练1．关于组成细胞的元素、化合物的叙述，正确的是()A．不同食物中营养物质的种类相同，含量不同B．细胞中含量最多的有机物是蛋白质C．微量元素不但含量少，而且作用也小D．不同细胞中含有的化学元素种类差距很大【答案】B【解析】不同食物中营养物质的种类和含量有很大差别，A错误；细胞中含量最多的化合物是水，含量最多的有机物是蛋白质，B正确；微量元素含量虽然少，但作用非常重要，C错误；不同细胞中含有的化学元素种类基本相同，元素含量差距很大，D错误。2．下列元素在生物体内含量较少，但对维持生物体正常生命活动必不可少的是()A．Fe、Mn、Zn、Mg B．Zn、Cu、Mn、CaC．Zn、Cu、B、Mn D．Mg、Mn、Cu、Mo【答案】C【解析】在生物体内含量较少，但对维持生物体正常生命活动必不可少的元素是微量元素，微量元素有Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo等，Mg和Ca属于大量元素。3.下列关于检测“生物组织中糖类、脂肪、蛋白质”实验操作步骤的叙述中，正确的是()A．用于鉴定还原糖的斐林试剂甲液和乙液，可直接用于蛋白质的鉴定B．若要鉴定花生种子细胞中是否含有脂肪，用肉眼即可观察C．鉴定可溶性还原糖时，斐林试剂的甲液和乙液应等量混合均匀后再加入D．用于双缩脲试剂鉴定蛋白质时，需水浴加热2min才能看到紫色【答案】C【解析】斐林试剂的成分虽然和双缩脲试剂相同，但是浓度、用法、用量都不同，不能直接用于蛋白质的鉴定，A项错误；检测花生种子细胞中是否含脂肪，染色后需用显微镜观察，B项错误；鉴定可溶性还原糖时，斐林试剂的甲液和乙液应等量混合均匀后再加入，C项正确；用双缩脲试剂鉴定蛋白质，不需要水浴加热，D项错误。4.将刚刚萌发、带有小芽的大麦种子充分研磨后，过滤得到组织样液。在组织样液中加入下列试剂后振荡均匀，有关实验现象及结论的叙述，正确的是()A．加入苏丹Ⅲ染液，溶液呈红色，证明发芽的大麦种子中含有脂肪B．加入斐林试剂并水浴加热，溶液呈砖红色，说明发芽的大麦种子中含有麦芽糖C．加入碘液，溶液呈蓝色，说明发芽的大麦种子中含有淀粉D．加入双缩脲试剂，溶液呈蓝色，说明发芽的大麦种子中含有蛋白质【答案】C【解析】苏丹Ⅲ染液能将脂肪染成橘黄色，而不是红色，A项错误；加入斐林试剂并水浴加热，溶液呈砖红色，说明发芽的大麦种子中含有还原糖，但不一定是麦芽糖，B项错误；淀粉遇碘液变蓝，因此加入碘液，溶液呈蓝色，说明发芽的大麦种子中含有淀粉，C项正确；要想观察组织样液中是否有蛋白质，可采用双缩脲试剂检测，呈紫色反应，D项错误。5．下列有关组成生物体的化学元素的叙述，正确的是()A．组成生物体的化学元素，根据其含量不同可分为大量元素和微量元素两大类B．锌元素在人体生长发育过程中起着非常重要的作用，这说明锌元素是人体内的大量元素C．微量元素在生物体内含量很少，所以它们不重要D．原核生物细胞内含微量元素，真核生物细胞内不含微量元素【答案】A【解析】组成生物体的化学元素根据其含量不同可分为大量元素(占生物体总量的万分之一以上)和微量元素(占生物体总量的万分之一以下)两大类，A正确；锌元素在人体内含量很少，故为微量元素，B错误；微量元素在生物体内含量很少，却是维持生物体正常生命活动不可缺少的，若缺乏，会出现微量元素缺乏症，如缺锌、缺碘都会出现相应的病症，C错误；原核生物和真核生物的细胞内均既有大量元素，也有微量元素，D错误。培优第二阶——拓展培优练1．人体内有20多种微量元素，它们的含量很少，但是对人体的健康却起着重要作用。下列各元素全部是微量元素的是()A．Na、K、Cl、S、O B．Fe、Zn、Cu、MoC．H、O、C、N、P D．Cu、Ca、Mg、C【答案】B【解析】组成细胞的各种常见的必需元素中，按照含量分为大量元素和微量元素，其中微量元素如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。2.下列关于组成细胞的元素和化合物的叙述，正确的是()A．活细胞中含量最多的化学元素都是氧B．活细胞中含量最多的化合物都是蛋白质C．人体活细胞各种化合物与食物化合物成分相同D．在不同的细胞中各种化合物的种类基本相同，含量有差别【答案】D【解析】有些活细胞中含量最多的化学元素是氧，有些细胞中含量最多的化学元素是碳，A错误；活细胞中含量最多的无机化合物是水，含量最多的有机化合物是蛋白质，B错误；人体活细胞的各种化合物是由食物中的物质消化、吸收后合成的，但与食物化合物成分有所不同，C错误；在不同的细胞中各种化合物的种类基本相同，含量有差别，D正确。3．下列关于有机物的检测实验中，导致实验失败的操作是()A．检测淀粉时，直接把碘液加入到淀粉样液中B．检测脂肪时，在花生种子匀浆中滴加染液后，直接进行观察C．检测还原糖时，注入新配制斐林试剂摇匀后，60℃水浴加热D．检测蛋白质时，把A、B液混合后再加入蛋白质样液中【答案】D【解析】用碘液检测淀粉不需要加热，可直接将碘液滴加到淀粉样液中，A不符合题意；向花生种子匀浆中滴加苏丹Ⅲ染液后直接通过肉眼不能观察到颜色变化，B不符合题意；用斐林试剂检测还原糖时，注入新配制斐林试剂摇匀后，需在50～60℃温水中水浴加热，C不符合题意；蛋白质检测时，应先加A液再滴加B液，若将A、B液混合后再加入蛋白质样液中，A液和B液会发生反应就不会与蛋白质发生紫红色反应，导致实验失败，D符合题意。4．在生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的检测实验及对实验材料的选择，下列叙述错误的是()A．斐林试剂和双缩脲试剂的配制都需要0.1g/mL的NaOH溶液B．花生种子含脂肪多且子叶肥厚，是用于脂肪检测的理想材料C．用鸡蛋清进行蛋白质检测实验时，应对鸡蛋清进行稀释处理D．甘蔗茎、甜菜块根含糖丰富且近于白色，适合还原糖的检测【答案】D【解析】斐林试剂的甲液是0.1g/mL的NaOH溶液，双缩脲试剂的A液也是0.1g/mL的NaOH溶液，A正确；花生种子含脂肪多且子叶肥厚，是用于脂肪检测的理想材料，B正确；进行蛋白质检测时，蛋白质的浓度不能过高，用鸡蛋清进行蛋白质检测实验时，应对鸡蛋清进行稀释处理，C正确；甘蔗茎、甜菜的块根等含有较多的蔗糖，蔗糖不是还原糖，D错误。5．下图为元素在生物体内的含量分布情况，下列表述错误的是()A．Ⅰ在非生物界中都能找到，体现了生物界与非生物界的统一性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称为必需元素，一旦缺乏就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【解析】组成生物体的元素在非生物界中都能找到，体现了生物界与非生物界的统一性，A正确。微量元素在生物体中含量很少，但是是必不可少的，B正确。必需元素是维持生物体正常生命活动必不可少的元素，一旦缺乏就会导致相应的病症，C正确。Zn属于微量元素，D错误。6．对生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质进行检测的实验中，正确的方法与结果是()A．大豆组织样液(2mL)＋0.1g/mLNaOH溶液(2mL)＋0.05g/mLCuSO4溶液(2mL)eq\o(→,\s\up12(水浴加热),\s\do4())溶液呈紫色B．苹果组织样液(2mL)＋0.1g/mLNaOH溶液(2mL)＋0.01g/mLCuSO4溶液(2mL)eq\o(→,\s\up12(水浴加热),\s\do4())溶液呈橘黄色C．花生子叶＋苏丹Ⅲ染液(2mL)eq\o(→,\s\up12(洗去浮色),\s\do4())脂肪颗粒呈红色D．苹果组织样液(2mL)＋(0.1g/mLNaOH溶液＋0.05g/mLCuSO4溶液)(1mL)eq\o(→,\s\up12(水浴加热),\s\do4())溶液中有砖红色沉淀【答案】D【解析】还原糖(如葡萄糖、果糖)与斐林试剂作用，必须将斐林试剂的甲液(0.1g/mLNaOH溶液)和乙液(0.05g/mLCuSO4溶液)混合均匀后加入样液中，再水浴加热，可以生成砖红色沉淀，故D正确。脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。蛋白质与双缩脲试剂发生作用，可以产生紫色反应，鉴定时先在样液中加入A液(0.1g/mLNaOH溶液)提供碱性环境，再加入B液(0.01g/mLCuSO4溶液)提供Cu2＋。7．下图表示小麦开花数天后测定种子中主要物质的变化，请据图回答问题：(1)小麦成熟种子中主要的营养物质是________。(2)检测还原糖的试剂是____________，可溶性还原糖的多少可通过______________来判断。(3)小麦种子成熟过程中，胚乳里蔗糖与可溶性还原糖含量比较。两者的变化趋势________。(4)种子成熟时，淀粉的形成与一种磷酸化酶的活性有密切关系，为验证磷酸化酶是否是蛋白质，实验过程中实验组试管中加入2mL________________，对照组试管中加入__________________，然后加入等量的____________如果实验组出现________现象，则证明磷酸化酶是蛋白质。【答案】(1)淀粉(2)斐林试剂砖红色的深浅(3)相同(4)磷酸化酶溶液2mL(等量)已知蛋白质液(豆浆、蛋清稀释液)双缩脲试剂紫色【解析】(1)据图分析可以看出，小麦成熟种子中主要的营养物质是淀粉。(2)检测还原糖的试剂是斐林试剂，还原糖与斐林试剂作用产生砖红色沉淀。因此，可溶性还原糖的多少可通过砖红色的深浅来判断。(3)小麦种子成熟过程中，胚乳里蔗糖与可溶性还原糖含量比较。两者的变化趋势相同。(4)蛋白质与双缩脲试剂发生紫色颜色反应。为验证磷酸化酶是否是蛋白质，实验过程中实验组试管中加入2mL磷酸化酶溶液，对照组试管中加入2mL已知蛋白质液，然后加入等量的双