第2講 細(xì)胞中的元素和化合物、細(xì)胞中的無(wú)機(jī)物一、單項(xiàng)選擇題1(2017年黑龍江佳木斯期中)下列關(guān)于組成生物體元素和化合物的說(shuō)法正確的是()A組成生物體的元素中，氧在細(xì)胞鮮重中含量最多，也是最基本的元素B生物體內(nèi)的糖類絕大多數(shù)是葡萄糖、脫氧核糖、果糖、乳糖等單糖C蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者，是細(xì)胞中含量最多的有機(jī)物D核酸的基本組成單位是脫氧核苷酸，是多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)【答案】C【解析】組成生物體的元素中，氧在細(xì)胞鮮重中含量最多，最基本的元素是碳元素，A錯(cuò)誤；乳糖是二糖，不是單糖，B錯(cuò)誤；蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者，也是細(xì)胞中含量最多的有機(jī)物，C正確；核酸的基本組成單位是核苷酸，脫氧核苷酸是脫氧核糖核酸的基本單位，D錯(cuò)誤。2下列物質(zhì)或結(jié)構(gòu)在元素組成上最相似的一組是()AATP、DNA、細(xì)胞膜B甲狀腺激素、生長(zhǎng)激素、性激素C核糖、核糖核酸、核糖體D淀粉、淀粉酶、控制淀粉酶合成的基因【答案】A【解析】ATP與DNA的元素組成均是C、H、O、N、P，細(xì)胞膜的主要成分是磷脂與蛋白質(zhì)，其元素組成也是C、H、O、N、P。甲狀腺激素屬于氨基酸衍生物，生長(zhǎng)激素屬于蛋白質(zhì)，兩者的主要組成元素均是C、H、O、N，性激素屬于固醇類，主要組成元素是C、H、O。核糖體主要由RNA和蛋白質(zhì)組成，組成元素主要是C、H、O、N、P，與核糖不同。淀粉、淀粉酶、控制淀粉酶合成的基因分別屬于糖類、蛋白質(zhì)、核酸，組成元素有差別。3(2017年寧夏石嘴山月考)下圖是構(gòu)成細(xì)胞的某些化合物的元素組成情況。下列對(duì)甲、乙、丙所表示的物質(zhì)及其所能表現(xiàn)的生理功能推測(cè)錯(cuò)誤的是()A甲可能是葉綠素，能吸收光能進(jìn)行光合作用B乙可能是血紅蛋白，有運(yùn)輸氧的作用C丙可能是磷脂，是細(xì)胞膜的主要成分D甲、乙、丙必為同一類物質(zhì)【答案】D【解析】葉綠素中含有Mg，所以甲可能是葉綠素，能吸收光能進(jìn)行光合作用；血紅蛋白中含有Fe，所以乙可能是血紅蛋白，有運(yùn)輸氧的作用；磷脂含有的元素是C、H、O、N、P，所以丙可能是磷脂，是細(xì)胞膜的主要成分；血紅蛋白屬于蛋白質(zhì)，磷脂屬于脂質(zhì)，故甲、乙、丙為不同類物質(zhì)。4干旱可以使植物枯萎，人體老化的特征之一是細(xì)胞內(nèi)含水量明顯下降，患急性腸炎的病人需要及時(shí)補(bǔ)充水分，這些現(xiàn)象說(shuō)明了生命離不開(kāi)水。下面與水相關(guān)的敘述不正確的是()A細(xì)胞內(nèi)的許多化學(xué)反應(yīng)需要水的參與，比如光合作用和有氧呼吸B核糖體中進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)要脫水C生物體內(nèi)的含水量在不同時(shí)期有所差別D水是維持人體內(nèi)環(huán)境滲透壓的主要物質(zhì)【答案】D【解析】在光合作用的光反應(yīng)中，水的光解需要水參與，有氧呼吸的第二階段需要水的參與，A正確；核糖體中的氨基酸脫水縮合形成蛋白質(zhì)有水產(chǎn)生，B正確；生物體在不同的生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期，含水量不同，C正確；內(nèi)環(huán)境滲透壓主要由溶質(zhì)(如蛋白質(zhì)和無(wú)機(jī)鹽)決定，D錯(cuò)誤。5(2017年湖北宜昌月考)下列關(guān)于無(wú)機(jī)鹽的敘述中，正確的是()A細(xì)胞中的無(wú)機(jī)鹽主要以化合物的形式存在B人體內(nèi)環(huán)境的滲透壓主要來(lái)源于Na、ClC細(xì)胞合成ATP、核酸、核糖等物質(zhì)時(shí)均需要磷酸鹽D貧血癥患者的病因是體內(nèi)缺少Fe2【答案】B【解析】細(xì)胞中的無(wú)機(jī)鹽主要以離子的形式存在，A錯(cuò)誤。人體內(nèi)環(huán)境的滲透壓90%以上來(lái)源于Na、Cl，B正確。核糖僅由C、H、O三種元素組成，C錯(cuò)誤。貧血癥患者的病因有多種，如紅細(xì)胞數(shù)目低于正常人也會(huì)造成貧血，但體內(nèi)不缺乏Fe2，D錯(cuò)誤。6(2017年廣東中山統(tǒng)測(cè))玉米種子發(fā)育到玉米幼苗的過(guò)程中，關(guān)于細(xì)胞內(nèi)水和無(wú)機(jī)鹽的敘述，正確的是()A玉米種子在萌發(fā)過(guò)程中，主要以被動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞綇耐饨缥账蜔o(wú)機(jī)鹽B玉米幼苗從土壤中吸收的水分主要用于光合作用和呼吸作用C儲(chǔ)存的玉米種子的細(xì)胞內(nèi)，可用于細(xì)胞代謝的水主要是自由水D適宜環(huán)境中，玉米幼苗生長(zhǎng)較快，每個(gè)細(xì)胞內(nèi)無(wú)機(jī)物的積累量越來(lái)越多【答案】C【解析】玉米種子在萌發(fā)過(guò)程中，水分和無(wú)機(jī)鹽分別以自由擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞竭M(jìn)入細(xì)胞，A錯(cuò)誤；玉米幼苗吸收水分的90%95%通過(guò)蒸騰作用散失，B錯(cuò)誤；用于細(xì)胞代謝的水主要是自由水，C正確；玉米幼苗生長(zhǎng)中，每個(gè)細(xì)胞內(nèi)無(wú)機(jī)物的含量保持相對(duì)穩(wěn)定，D錯(cuò)誤。7(2017年江西九江第一中學(xué)階段性測(cè)試)下列有關(guān)組成生物體化學(xué)元素的敘述，正確的是()A微量元素在生物體內(nèi)含量最少，所以人體不存在微量元素缺乏癥B每種大量元素在不同的生物體內(nèi)的含量都是相同的C組成生物體的化學(xué)元素根據(jù)其含量不同分為大量元素和微量元素兩大類D組成生物體的大量元素中，C是最基本的元素，在細(xì)胞鮮重中含量總是最多的【答案】C【解析】微量元素在生物體內(nèi)含量很少，卻是維持正常生命活動(dòng)不可缺少的，若缺乏，會(huì)出現(xiàn)微量元素缺乏癥，如缺鋅、缺碘都會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的病癥，A錯(cuò)誤；每種元素在不同的生物體內(nèi)的含量是不相同的，B錯(cuò)誤；生物體中的化學(xué)元素根據(jù)含量不同可分為大量元素和微量元素，C正確；C是最基本的元素，但在細(xì)胞鮮重中含量最多的元素是O，D錯(cuò)誤。8結(jié)合下列曲線，分析有關(guān)無(wú)機(jī)物在生物體內(nèi)含量的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是()A曲線可表示人一生中體內(nèi)自由水與結(jié)合水的比值隨年齡變化的曲線B曲線可表示細(xì)胞呼吸速率隨自由水與結(jié)合水比值的變化C曲線可以表示一粒新鮮的玉米種子在烘箱中被烘干的過(guò)程中，其內(nèi)無(wú)機(jī)鹽的相對(duì)含量變化D曲線可以表示人從幼年到成年體內(nèi)含水量的變化【答案】C【解析】C項(xiàng)中隨著新鮮的玉米種子在烘箱中被烘干，水分不斷減少，無(wú)機(jī)鹽相對(duì)含量逐漸增多，C錯(cuò)誤。9(2017年內(nèi)蒙古包頭期末)下圖表示土壤中甲、乙兩種元素濃度變化與某植物生長(zhǎng)速率的關(guān)系。下列分析中正確的是()A該植物生長(zhǎng)對(duì)甲元素的需要量大于乙元素B在B濃度下施含乙元素的肥料最有利于該植物生長(zhǎng)C當(dāng)該植物生長(zhǎng)速率最大時(shí)對(duì)甲、乙元素的需要量相近D持續(xù)保持甲、乙元素供應(yīng)量相等將導(dǎo)致該植物生長(zhǎng)不正?！敬鸢浮緿【解析】由題圖可知，植物生長(zhǎng)速率最大時(shí)對(duì)應(yīng)的甲礦質(zhì)元素的濃度低，乙礦質(zhì)元素的濃度高，因此可以判斷植物生長(zhǎng)所需要甲元素的量比乙元素的量少；在土壤中乙元素的濃度分別為A時(shí)，由于乙元素濃度過(guò)低，植物生長(zhǎng)速率低，隨乙元素濃度升高，植物生長(zhǎng)速率加快，B點(diǎn)時(shí)植物生長(zhǎng)速率最大，乙元素濃度增加，植物生長(zhǎng)速率不增加，C點(diǎn)乙元素濃度過(guò)高植物生長(zhǎng)速率下降，因此在A濃度下施含有乙種元素的肥料最有利于植物生長(zhǎng)；由圖可知，當(dāng)植物達(dá)到最大生長(zhǎng)速率時(shí)，對(duì)甲元素的需要量小于對(duì)乙元素的需要量；植物在不同生長(zhǎng)發(fā)育期對(duì)不同礦質(zhì)元素的需要量不同，持續(xù)供應(yīng)甲、乙元素的量相等，并不代表植物對(duì)甲、乙元素的吸收量也相等，最終可能導(dǎo)致植物生長(zhǎng)不正常。10下列關(guān)于物質(zhì)的鑒定，對(duì)采用的試劑、實(shí)驗(yàn)操作方法及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述，正確的是()項(xiàng)目脂肪DNA葡萄糖蛋白質(zhì)試劑蘇丹染液甲基綠染液斐林試劑雙縮脲試劑水浴加熱不加熱加熱加熱加熱觀察用顯微鏡觀察直接觀察直接觀察直接觀察現(xiàn)象紅色藍(lán)色磚紅色紫色A脂肪、DNA BDNA、蛋白質(zhì)C脂肪、葡萄糖 D葡萄糖、蛋白質(zhì)【答案】C【解析】脂肪被蘇丹染液染成紅色，實(shí)驗(yàn)不需加熱，若用切片法觀察組織細(xì)胞內(nèi)的脂肪顆粒，需用顯微鏡觀察；DNA的鑒定中，甲基綠能使DNA呈綠色；葡萄糖屬于還原糖，用斐林試劑檢測(cè)時(shí)需水浴加熱才能產(chǎn)生磚紅色沉淀，可直接觀察組織樣液的顏色變化；含蛋白質(zhì)的組織樣液，與雙縮脲試劑反應(yīng)可直接觀察到顏色變化，無(wú)需加熱。11(2017年安徽淮南月考)實(shí)驗(yàn)測(cè)得小麥、大豆、花生三種生物干種子中三大類有機(jī)物含量如圖所示。有關(guān)敘述正確的是()A用雙縮脲試劑檢測(cè)大豆種子研磨濾液呈紫色B蛋白質(zhì)的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)最好選用花生作為材料C三種種子都常用來(lái)做成面粉或榨成食用油D萌發(fā)時(shí)相同質(zhì)量的三種種子需要的O2量相同【答案】A【解析】大豆種子含有蛋白質(zhì)，用雙縮脲試劑檢測(cè)大豆種子研磨濾液呈紫色；花生富含脂肪，所以蛋白質(zhì)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)不適宜選用花生作為材料；花生常用來(lái)榨食用油，幾乎不用來(lái)做成面粉，小麥常用來(lái)做面粉，幾乎不用做食用油；花生中富含脂肪，脂肪中C、H比例較高，氧化分解時(shí)需要氧氣較多，所以萌發(fā)時(shí)相同質(zhì)量的三種種子中花生需要的O2量最多。12某校生物興趣小組進(jìn)行了生物組織中還原糖檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)(如下圖)，下列敘述正確的是()A在實(shí)驗(yàn)材料選擇方面，用蘋果比用植物葉片的效果要好B在制備生物組織樣液時(shí)，加入石英砂的主要目的是促進(jìn)還原糖的溶解C用于該實(shí)驗(yàn)檢測(cè)的斐林試劑也可用于檢測(cè)蛋白質(zhì)，只是添加試劑的順序不同D由于斐林試劑不穩(wěn)定，在使用斐林試劑時(shí)要先加0.1 g/mL的NaOH溶液，后加入0.05 g/mL的CuSO4溶液【答案】A【解析】蘋果果肉的顏色比植物葉片的淺，所以在實(shí)驗(yàn)材料選擇方面，用蘋果比用植物葉片的效果要好；在制備生物組織樣液時(shí)，加入石英砂的主要目的是使研磨充分；斐林試劑和雙縮脲試劑中CuSO4溶液的濃度不同；在使用斐林試劑時(shí)應(yīng)將NaOH溶液和CuSO4溶液混勻后再加入組織樣液中。二、非選擇題13C、H、O、N、P、S在玉米和人細(xì)胞(干)以及活細(xì)胞中的含量(%)如下表，請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題：元素OCHNPS玉米細(xì)胞(干)44.4343.576.241.460.200.17人細(xì)胞(干)14.6255.997.469.333.110.78活細(xì)胞65.018.010.03.01.400.30(1)以上元素在活細(xì)胞中的含量明顯比人細(xì)胞(干)多的是氧元素和氫元素，發(fā)生差異的原因是活細(xì)胞中含量最多的化合物是_。這兩種元素在人體細(xì)胞干物質(zhì)中主要存在于_中。(2)由表中數(shù)據(jù)可以看出在玉米細(xì)胞(干)中所占比例明顯高于人細(xì)胞(干)的元素是氧，發(fā)生這種差異的一個(gè)主要原因是組成玉米細(xì)胞的化合物中_較多，此類化合物由_(填元素)組成。(3)水在生命活動(dòng)中有極其重要的作用，細(xì)胞內(nèi)含水量的多少直接影響細(xì)胞的代謝。大豆收獲后，要進(jìn)行晾曬才能入倉(cāng)儲(chǔ)存，所除去的水分主要是細(xì)胞中的_。如果大豆細(xì)胞內(nèi)的水分過(guò)多，會(huì)使細(xì)胞的_加強(qiáng)。浸泡約一周時(shí)間，黃豆芽已長(zhǎng)得又白又粗，1 kg的黃豆能長(zhǎng)出5 kg的黃豆芽。在這個(gè)過(guò)程中，黃豆細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)物含量_，種類_，其原因是黃豆_?！敬鸢浮?1)水蛋白質(zhì)(2)糖類C、H、O(3)自由水呼吸作用減少增多進(jìn)行細(xì)胞呼吸，消耗有機(jī)物，產(chǎn)生許多代謝中間產(chǎn)物【解析】(1)活細(xì)胞中含量最多的化合物是水，因此活細(xì)胞中氧和氫的含量比干細(xì)胞中高。人體細(xì)胞干物質(zhì)中含量最多的化合物是蛋白質(zhì)。(2)玉米細(xì)胞含糖類較多，糖類由C、H、O組成。(3)大豆晾曬除去的水分主要是細(xì)胞中的自由水。細(xì)胞內(nèi)的水分過(guò)多會(huì)使呼吸作用加強(qiáng)。在黃豆芽生長(zhǎng)的過(guò)程中，因?yàn)榧?xì)胞呼吸消耗有機(jī)物，并產(chǎn)生了中間產(chǎn)物，使細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物的含量減少，種類增多。14鐵是合成葉綠素所必需的元素，缺鐵時(shí)植物在有光的條件下不能合成葉綠素，而表現(xiàn)“黃葉病”。請(qǐng)利用溶液培養(yǎng)法，根據(jù)所給的實(shí)驗(yàn)材料、用具，驗(yàn)證鐵的生理作用。材料用具：長(zhǎng)勢(shì)相同的小麥幼苗若干、廣口瓶若干、完全培養(yǎng)液、只含鐵的培養(yǎng)液、缺鐵的完全培養(yǎng)液、蒸餾水、滴管、量筒。根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康慕Y(jié)合下表中所列具體內(nèi)容，分析回答相關(guān)問(wèn)題：序號(hào)A管B管C管1a液b液c液2取長(zhǎng)勢(shì)相同的同種小麥幼苗等量分為三組，并分別放入A、B、C三個(gè)廣口瓶中3相同且適宜條件下培養(yǎng)4變黃變黃綠色5？6？黃色？(1)寫出序號(hào)“1”中加入的三種液體的名稱。a液_，b液_，c液_。確定a、b、c三種液體具體內(nèi)容時(shí)主要以_為依據(jù)。(2)從序號(hào)14看，A管、B管的實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是相同的，試分析為什么還要設(shè)置A、B兩個(gè)試管進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)：_。(3)請(qǐng)描述序號(hào)“5”表示的實(shí)驗(yàn)操作： _。(4)寫出表格中序號(hào)“6”所觀察到的幼苗顏色：A管_，C管_。【答案】(1)缺鐵的完全培養(yǎng)液缺鐵的完全培養(yǎng)液完全培養(yǎng)液序號(hào)“4”中表現(xiàn)的幼苗顏色(2)A、B管都能說(shuō)明在缺鐵時(shí)植物表現(xiàn)“黃葉病”，從而證明鐵是必需元素，但為了使結(jié)論更加可靠，尚需對(duì)A、B兩管繼續(xù)進(jìn)行二次對(duì)照實(shí)驗(yàn)(3)向A、B兩管中分別加入等量的只含鐵的培養(yǎng)液和蒸餾水(可以不考慮B管加蒸餾水)，C管不做任何處理(4)變綠綠色【解析】用溶液培養(yǎng)法可以確定某元素是否是植物生長(zhǎng)的必需元素。(1)該實(shí)驗(yàn)是為了驗(yàn)證鐵的生理作用，而植物缺鐵表現(xiàn)“黃葉病”。對(duì)照實(shí)驗(yàn)應(yīng)遵循單一變量原則，所以A、B、C三支試管的唯一變量為是否含有鐵元素。確定a、b、c三種液體具體內(nèi)容時(shí)主要以序號(hào)“4”中表現(xiàn)的幼苗顏色為依據(jù)。C管幼苗為綠色說(shuō)明不缺鐵，A、B管幼苗為黃色說(shuō)明缺鐵。(2)A、B管都能說(shuō)明在缺鐵時(shí)植物表現(xiàn)為“黃葉病”，從而證明鐵是必需元素，但為了使結(jié)論更加可靠，尚需對(duì)A、B兩管繼續(xù)進(jìn)行二次對(duì)照實(shí)驗(yàn)，看添加鐵元素后幼苗顏色是否恢復(fù)正常的綠色。(3)根據(jù)(2)的分析，該次對(duì)照實(shí)驗(yàn)的唯一變量為是否添加鐵元素，其他條件應(yīng)遵循等量原則。(4)根據(jù)鐵元素的作用可知A管變綠，C管綠色。15下圖1、圖2表示小麥開(kāi)花數(shù)天后測(cè)定種子中幾種物質(zhì)的變化，請(qǐng)據(jù)圖分析并回答下列問(wèn)題：(1)構(gòu)成小麥植株的細(xì)胞中含量最多的化合物是_，種子成熟后期，含水量_，結(jié)合水/自由水的比例_(填“上升”或“下降”)，進(jìn)而改變干物質(zhì)的量，干重的變化主要與_元素密切相關(guān)。(2)小麥成熟過(guò)程中糖類物質(zhì)之間可以發(fā)生轉(zhuǎn)化，_含量增多，用_試劑檢測(cè)還原糖的量，還原糖的多少可通過(guò)_來(lái)判斷。(3)紅薯和土豆都富含淀粉，但紅薯吃起來(lái)比土豆甜。某興趣小組猜測(cè)土豆中可能不含_酶，所以淀粉不能被分解成甜度比較高的還原糖。為驗(yàn)證這一說(shuō)法，他們進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)幫助其完成以下實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)原理：淀粉能被淀粉酶水解為還原糖；_。備選材料與用具：去掉淀粉與還原糖的紅薯提取液，去掉淀粉的土豆提取液；雙縮脲試劑A液，雙縮脲試劑B液，斐林試劑甲液，斐林試劑乙液，蘇丹染液，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的淀粉溶液，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的蔗糖溶液等。實(shí)驗(yàn)步驟：(請(qǐng)補(bǔ)充完整)第一步第二步向A、B兩支試管中分別加入等量的_，水浴加熱至60 ，保溫5 min第三步將_注入C試管混合均勻后，向A、B試管中各加入2 mL，然后_實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)：該實(shí)驗(yàn)最可能的結(jié)果是_。【答案】(1)水下降上升碳(2)淀粉斐林磚紅色沉淀的多少(或磚紅色顏色的深淺)(3)淀粉還原糖與斐林試劑反應(yīng)能生成磚紅色沉淀質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的淀粉等量(或等體積)的斐林試劑甲液和斐林試劑乙液50 65 恒溫水浴2 minA試管內(nèi)液體為藍(lán)色，B試管內(nèi)出現(xiàn)磚紅色沉淀【解析】(1)活細(xì)胞中含量最多的化合物是水。在種子成熟后期，代謝減慢，含水量下降，結(jié)合水/自由水的比例上升。積累有機(jī)物增多，干重增加跟碳元素關(guān)系最大。(2)小麥成熟過(guò)程中糖類物質(zhì)之間主要發(fā)生單糖轉(zhuǎn)化為多糖(淀粉)，因?yàn)榈矸鄄皇沁€原糖，可以用斐林試劑檢測(cè)還原糖的含量來(lái)檢測(cè)它們之間的轉(zhuǎn)化。(3)該實(shí)驗(yàn)中還原糖的檢測(cè)原理：淀粉能被淀粉酶水解為還原糖；還原糖與斐林試劑反應(yīng)生成磚紅色沉淀。由還原糖的檢測(cè)的步驟可得該實(shí)驗(yàn)步驟：第一步：將A、B試管的提取液在60 條件下保溫備用；第二步：加實(shí)驗(yàn)材料；第三步：加斐林試劑，其作用條件為50 65 水浴保溫2 min。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：有還原糖的試管出現(xiàn)磚紅色沉淀，無(wú)還原糖的試管為藍(lán)色(斐林試劑的顏色)。