2020-2021年高考生物一轮复习考点讲解与练习：细胞中的元素及无机化合物

2020-2021年高考生物一轮复习考点讲解与练习：细胞中的元素及无机化合物

2020-2021 年高考生物一轮复习考点讲解与练习：细胞中的元素及无机化合物 [考纲展示] 1.水和无机盐的作用(Ⅰ) 2.实验：检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质 【核心概念及重要结论】 1．葡萄糖是细胞中主要的能源物质；葡萄糖、果糖、麦芽糖等还原糖可与斐林试剂反应产生砖红色沉淀。 2.细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。 3.活细胞中的相关化合物含量和比例处在不断变化中，但又保持相对稳定，以保证细胞生命活动的正常进行。 【考点速览】 考点一：组成细胞的元素和化合物 1．组成细胞的元素 2．组成细胞的化合物 (1)上图中①表示水，②表示蛋白质，③表示脂质，④表示糖类和核酸，⑤表示无机盐。 (2)化合物的种类(填序号)：   无机化合物：①⑤ 有机化合物：②③④ (3)化合物的含量(填序号)：    鲜重含量最多的有机化合物：② 鲜重含量最多的化合物：① 干重含量最多的化合物：② 考点二：水和无机盐的作用 1．细胞中的水 (1)细胞中水的存在形式和功能 (2)自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系 自由水/ 结合水   比值高⇒代谢旺盛，如癌细胞、萌发种子、 分生组织细胞 比值低⇒代谢强度低、但抗逆性增强，如 干种子、越冬植物、细菌芽孢等 2．无机盐的存在形式及功能(巧记一、一、二) 考点三：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质(实验) 1．糖类的检测 (1)原理 ①还原糖＋斐林试剂――――→ 水浴加热 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 苏丹Ⅳ染液―→红色 (2)检测步骤 方法一：花生种子匀浆＋3 滴苏丹Ⅲ(Ⅳ)染液―→橘黄色(红色) 方法二： 3．蛋白质的检测 (1)检测原理：蛋白质＋双缩脲试剂―→紫色。 (2)检测步骤 【重点突破】 1.根据元素种类推相关化合物 2.相关物质检测试验过程中的注意事项： I.区分斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同” Ⅱ．三类有机物检测在操作步骤上的“三个唯一” (1)唯一需要加热——还原糖检测，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)需要显微镜——脂肪检测。 (3)唯一使用酒精——脂肪的检测，实验用体积分数为 50%的酒精洗去浮色。 Ⅲ．实验中的三个注意点 (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)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。 【真题训练】 1．(2017·全国卷Ⅰ)下列关于细胞结构与成分的叙述，错误的是( ) A．细胞膜的完整性可用台盼蓝染色法进行检测 B．检测氨基酸的含量可用双缩脲试剂进行显色 C．若要观察处于细胞分裂中期的染色体可用醋酸洋红液染色 D．斐林试剂是含有 Cu2＋的碱性溶液，可被葡萄糖还原成砖红色 B [本题考查有机物检测实验的颜色反应。台盼蓝是细胞活性染料，常用于检测细胞膜的完整性与细 胞的存活率，是组织和细胞培养中最常用的细胞活性鉴定染色剂，A 正确；双缩脲试剂的作用原理是 Cu2＋在碱性条件下与肽键发生反应生成紫色络合物，因为氨基酸中没有肽键，故不会与双缩脲试剂发 生反应，也就不能用双缩脲试剂检测氨基酸的含量，B 错误；染色体可被碱性染料染成深色，常用的碱 性染料为龙胆紫溶液或醋酸洋红液，C 正确；斐林试剂的甲液是质量浓度为 0.1 g/mL 的 NaOH 溶液， 乙液是质量浓度为 0.05 g/mL 的 CuSO4 溶液，应现配现用，可溶性还原糖中含有的醛基或酮基具有弱还 原性，在水浴加热的条件下可与氢氧化铜发生氧化还原反应，把 Cu2＋还原成砖红色的 Cu2O(氧化亚铜) 沉淀，D 正确。] 2．(2017·海南高考)无机盐对于维持生物体的生命活动具有重要作用。下列相关叙述错误的是( ) A．蔬菜中的草酸不利于机体对食物中钙的吸收 B．缺铁会导致哺乳动物血液运输 O2 的能力下降 C．和 ATP 一样，KH2PO4 也能为生物体提供能量 D．植物秸秆燃烧产生的灰烬中含有丰富的无机盐 C [细胞中无机盐的生理功能：组成细胞中的某些重要化合物；维持生物体的正常的生命活动；维持 生物体内的酸碱平衡。蔬菜中的草酸与食物中钙结合形成草酸钙，不利于机体对食物中钙的吸收，A 正确；Fe2＋是血红蛋白的必需成分，而血红蛋白主要参与氧气的运输，B 正确；KH2PO4 是缓冲物质用 于维持酸碱平衡，不作为能源物质，C 错误；植物秸秆燃烧产生的灰烬中含有丰富的无机盐，D 正确。] 3．(2014·海南高考)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 D [植物体内的水分具有运输功能，能参与无机盐、有机物等营养物质的运输，A 正确；水是构成细 胞的重要化合物之一，即为叶肉细胞的重要化合物之一，B 正确；自由水可作为反应物参与光合作用、 呼吸作用等许多化学反应，C 正确；一般情况下，种子萌发时需要吸收水分，故同种植物萌发种子与休 眠种子相比，含水量不相同，D 错误。] 【专项训练】 1．下列实验中，加入试剂后不能产生特定颜色的是( ) A．取成熟香蕉匀浆，用斐林试剂检测还原糖 B．黑暗中生长 24 h 的天竺葵叶片，用碘液检测淀粉 C．玉米根尖经甲基绿染色后，在显微镜下观察细胞核 D．花生子叶经苏丹Ⅲ染色后，在显微镜下观察脂肪颗粒 B [黑暗中生长 24 h 的天竺葵叶片中的淀粉已经消耗掉了，不能与碘液产生特定的颜色反应。] 2．下列有关实验的操作，正确的是( ) A．花生子叶脂肪的鉴定：取材→切片→染色→洗去浮色→滴蒸馏水→制片→显微镜观察 B．观察根尖分生组织细胞的有丝分裂：取材→解离→染色→漂洗→制片→显微镜观察 C．还原糖的鉴定：取待鉴定溶液→加入现配的斐林试剂→摇匀后观察 D．蛋白质的鉴定：取待鉴定溶液→加入双缩脲试剂混合液→摇匀后观察 A [观察根尖分生组织细胞的有丝分裂：取材→解离→漂洗→染色→制片→显微镜观察，B 项错误； 利用斐林试剂进行还原糖的鉴定需要水浴加热，C 项错误；双缩脲试剂使用时先注入 A 液 1 mL，摇匀， 再注入 B 液 4 滴，摇匀，D 项错误。] 3．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试剂 橘黄色 D 第 40 天 碘液 蓝色 C [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。] 4．将小麦种子分别置于 20 ℃和 30 ℃培养箱中培养 4 天，依次取等量的萌发种子分别制成提取液Ⅰ和提 取液Ⅱ。取 3 支试管甲、乙、丙，分别加入等量的淀粉液，然后按如图加入等量的提取液和蒸馏水，水 浴保温 5 分钟，立即在 3 支试管中加入等量斐林试剂摇匀并水浴加热，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 D [本题考查可溶性还原糖的鉴定，意在考查考生的理解及实验分析能力。萌发的小麦种子可产生淀 粉酶，能将淀粉分解成可溶性还原糖。在不同的温度条件下，产生淀粉酶的量不同，30 ℃时淀粉酶产 生量大于 20 ℃时，因此提取液Ⅱ中淀粉酶的量大于提取液Ⅰ，故乙试管中产生的还原糖多于甲试管，丙 试管中无还原糖，因此用斐林试剂鉴定，甲呈浅砖红色，乙呈砖红色，丙呈蓝色，即 Cu(OH)2 的颜色。] 5．下列有关组成生物体化学元素的叙述，正确的是( ) A．微量元素在生物体内含量很少，所以人体不存在微量元素缺乏症 B．每种大量元素在不同的生物体内的含量都是相同的 C．组成生物体的化学元素根据其含量不同分为大量元素和微量元素两大类 D．组成生物体的大量元素中，碳元素是最基本的元素，在细胞鲜重中含量总是最多的 C [微量元素在生物体内含量很少，却是维持正常生命活动不可缺少的，若缺乏，则会出现微量元素 缺乏症，如缺锌、缺碘都会出现相应的病症。每种元素在不同的生物体内的含量是不相同的，如氧元 素在玉米和人的细胞中占细胞干重的质量分数分别为 44.43%和 14.62%。生物体内的碳元素是最基本的 元素，但在细胞鲜重中，氧元素的含量是最多的。] 6．下列关于组成生物体的化学元素的叙述正确的是 A．占细胞鲜重百分比最多的元素是 C B．组成 DNA、磷脂分子的元素种类相同 C．非生物界与生物界的元素种类相同 D．组成生物体的化学元素多以离子形式存在 B [占细胞鲜重百分比最多的元素是 O，A 项错误；组成 DNA、磷脂分子的元素都是 C、H、O、N、 P，种类相同，B 项正确；组成生物界的元素种类在非生物界中都能找到，但非生物界与生物界的元素 种类存在差异，C 项错误；组成生物体的化学元素多以化合物的形式存在，D 项错误。] 7．下列各组化合物中，由相同元素组成的是( ) A．叶绿素、类胡萝卜素 B．胰岛素、性激素 C．脂肪、核苷酸 D．纤维素、丙酮酸 D [叶绿素中含有镁元素，与类胡萝卜素的元素组成不同，A 错误；性激素只含有 C、H、O，胰岛素 含有 C、H、O、N，B 错误；脂肪只含有 C、H、O，核苷酸含有 C、H、O、N、P，C 错误；纤维素和 丙酮酸都只含有 C、H、O，D 正确。] 8．下列关于细胞中化合物的元素组成说法错误的是 ( ) A．组成叶绿素、血红蛋白特有的元素分别是 Mg、Fe，其中 Fe 为微量元素 B．P 是构成生物膜必不可少的元素 C．胰岛素、抗体、脂肪的合成过程中需要供给氮源 D．在细菌的组成成分中，P 元素存在于 DNA、RNA 及磷脂等分子中 C [Mg 参与叶绿素的合成，Fe 参与血红蛋白的合成，微量元素有 Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo；生物膜 的主要组成成分是蛋白质和磷脂，磷脂的组成元素是 C、H、O、N、P，因此 P 是构成生物膜必不可少 的元素；脂肪的组成元素是 C、H、O，合成过程中不需要供给氮源；DNA、RNA、磷脂分子中都含有 P 元素。] 9．下列有关生物体内水的叙述，错误的是( ) A．水在细胞中以结合水和自由水的形式存在 B．在胰岛素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．冬季植物体内自由水含量相对增高，以增强植物的抗寒能力 D [在活细胞中水以自由水和结合水两种形式存在；胰岛素是由氨基酸经过脱水缩合而成，在其形成 过程中伴随着水的产生；衰老细胞中自由水含量减少，由于新陈代谢强度与自由水含量有关，导致细 胞的新陈代谢减弱；结合水含量与植物的抗寒性有关，冬季植物体内结合水含量相对增高，以增强植 物的抗寒能力。] 10．关于生物体中水的叙述，错误的是( ) A．水绵进行光合作用释放的氧气来自 H2O B．酵母菌进行有氧呼吸和酒精发酵均有 H2O 参与反应 C．氨基酸之间脱水缩合生成的 H2O 中，氢来自氨基和羧基 D．液泡中无机盐浓度的大小会影响细胞的吸水或失水 B [酵母菌进行酒精发酵(无氧呼吸)的过程中没有 H2O 参与反应。] 11.．下列有关无机盐的叙述，错误的是( ) A．动物细胞内的无机盐大多数以离子形式存在 B．植物叶肉细胞内 Mg 可分布在类囊体的薄膜上 C．K＋外流是神经纤维产生静息电位的主要原因 D．过量摄入钠盐会导致血浆中抗利尿激素含量降低 D [过量摄入钠盐会造成血浆中抗利尿激素分泌增多。] 12．下列关于无机盐在生物体中功能的叙述，错误的是( ) A．镁是叶绿体中参与光合作用的各种色素的组成元素 B．人体缺铁会影响正常的有氧呼吸功能 C．人体血液中 Ca2＋浓度太低，会出现抽搐症状 D．在探究小麦生长发育需要 Mg2＋的实验中必须设置对照实验 A [镁是构成叶绿素的元素之一。人体缺铁会影响血红蛋白的合成，从而影响氧的运输，进而影响有 氧呼吸功能。人体血液中 Ca2＋浓度太低，会出现抽搐症状。在探究小麦生长发育需要 Mg2＋的实验中要 设置实验组和对照组。]