2.2細胞中的無機物高一生物學案（人教版2019必修1分子與細胞）

學習目標2.2細胞中的無機物學習目標1.說出水在細胞中的存在形式和作用，認同其在生命活動中具有重要作用。2.舉例說出無機鹽在細胞中的存在形式和主要作用。學習重難點學習重難點1.說出水在細胞中的存在形式及作用。(重點)2．說出無機鹽在細胞中的存在形式和主要作用。(重點)3．了解元素和化合物與生命系統(tǒng)的關(guān)系。預習新知預習新知（一）細胞中的水1.結(jié)合以下資料，總結(jié)水的含量的特點。資料1：生物水母藻類魚類青蛙高等植物哺乳動物含水量（%）979080—857860—8065資料2：發(fā)育時期嬰兒幼兒成人老人含水量（%）91726050資料3：組織器官牙齒骨骼骨骼肌心肌血液含水量（%）1022767983（1）不同，含水量不同。（水生生物陸生生物）（2）同種生物，不同，含水量不同。（動物：幼兒成人老人；植物：幼嫩部位成熟部位）（3）同種生物，不同，含水量不同。2.閱讀教材20頁第二段和21頁正文第一段，說出水的存在形式，各自的定義、含量，以及各自作用。種類自由水結(jié)合水存在形式以狀態(tài)存在與相結(jié)合含量約占約占作用細胞內(nèi)的良好（2）參與細胞內(nèi)的許多（3）為細胞提供（4）運送（1）是的重要組成成分（2）主要與蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)結(jié)合，成為的構(gòu)成成分思考：以下實例中水以什么形式存在：A.咬開水蜜桃時冒出來的汁水B.新鮮小麥種子曬干丟失的水（種子是否還有活性？）C.曬干小麥種子放在試管中用火烘烤，試管壁上的水（種子是否還有活性？）D.雞蛋清里的水3.閱讀教材21頁正文第一段的后半部分，說出水的含量與細胞代謝、抵抗不良環(huán)境的能力的關(guān)系。細胞內(nèi)自由水所占比例越大，細胞的就越旺盛而結(jié)合水越多，細胞能力越強思考：以下做法的原因：A種子儲藏前，先曬干B種子萌發(fā)前，先在水中浸泡C越冬植物，減少灌溉4.閱讀教材21頁小字部分，說出水分子的結(jié)構(gòu)特點和水分子之間的結(jié)合方式，思考：（1）為什么說水是一種良好的溶劑？（2）為什么在常溫下水是液體狀態(tài)？（3）為什么說水對維持生命系統(tǒng)的穩(wěn)定性十分重要？（二）細胞中的無機鹽1．含量無機鹽是細胞中含量很少的無機物，僅占細胞鮮重的1～1.5%。2．存在形式細胞中大多數(shù)無機鹽以離子的形式存在。3．功能(1)是細胞內(nèi)許多復雜化合物的重要組成成分。(2)維持細胞和生物體的生命活動，如哺乳動物的血液中若鈣離子含量太低，會出現(xiàn)抽搐等癥狀。易錯提示(3)維持細胞的酸堿平衡。易錯提示判斷自由水、結(jié)合水比例變化的方法(1)看環(huán)境條件是否惡化，若環(huán)境條件惡化，則自由水含量下降，結(jié)合水含量上升。(2)看生命活動強度或狀態(tài)的變化，若生命活動增強，則自由水含量上升，結(jié)合水含量下降。關(guān)于生物體中水的誤解①水是生命之源，但并不是水分越多越好，如長期浸泡在水中的陸生植物會死亡。②曬干種子失去自由水，并不是不含有自由水，而是自由水含量大幅降低。1．水在細胞中以自由水和結(jié)合水兩種形式存在。2．細胞中大多數(shù)無機鹽以離子的形式存在。3．無機鹽對維持細胞和生物體的生命活動有非常重要的作用。4．一些無機鹽是細胞內(nèi)某些復雜化合物的重要組成成分。5．糖類、蛋白質(zhì)、核酸、脂質(zhì)等是構(gòu)成細胞生命大廈的基本框架。深化探究深化探究（一）深化探究1．鮮種子在曬干過程中失去的水和干種子放在試管中加熱時失去的水在細胞中的存在形式相同嗎？提示：不同。前者失去的是自由水，而后者失去的主要是結(jié)合水。2．為什么觀察動物和人的細胞時，要將其放入相應(yīng)濃度的生理鹽水中。提示：無機鹽對維持細胞的正常形態(tài)起重要作用。3．不同種類的細胞中，化合物的種類和含量有區(qū)別嗎？請舉例說明。提示：有。如淀粉只存在于植物細胞內(nèi)，糖原只存在于動物細胞內(nèi)；又如肌細胞中蛋白質(zhì)含量較高，脂肪細胞中脂肪含量較高。4．在探索外星球是否存在生命的過程中，科學家始終把尋找水作為最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。想一想這是為什么？提示：生命活動離不開水。生命活動是通過生物化學反應(yīng)完成的，生物化學反應(yīng)在水環(huán)境中進行。5．將少量干燥種子放入干燥的試管內(nèi)，放在酒精燈火焰上烘烤，試管內(nèi)壁上出現(xiàn)少量水珠。該水分在細胞中以哪種形式存在？如果用上述烘烤后的種子播種，種子能否萌發(fā)？提示：以結(jié)合水形式存在。如果將烘烤后的種子播種下去，種子不能萌發(fā)，因為結(jié)合水是細胞內(nèi)的結(jié)構(gòu)物質(zhì)，失掉結(jié)合水，細胞結(jié)構(gòu)被破壞，細胞死亡，導致種子失去活性。6．糧食收獲以后，為什么要曬干后儲存？播種前為什么要浸種？課后作業(yè)提示：糧食曬干后，細胞內(nèi)的自由水含量降低，代謝強度降低，利于糧食的長期儲存；播種前浸種可以使細胞內(nèi)自由水含量增加，使代謝強度增加，從而促進種子萌發(fā)。課后作業(yè)1．植物在生長發(fā)育過程中，需要不斷地從外界環(huán)境中吸收水分和無機鹽。下列關(guān)于植物體內(nèi)水和無機鹽的敘述，錯誤的是（）A．葉肉細胞中參與光合作用光反應(yīng)的水分子屬于自由水B．干旱脅迫下，植物細胞中自由水與結(jié)合水的比值降低C．植物吸收的Mg2+參與葉綠體類囊體薄膜上葉綠素的合成D．N主要以離子形式進入植物細胞，并參與合成蛋白質(zhì)、磷脂等大分子物質(zhì)【答案】D【分析】1、細胞內(nèi)的水的存在形式是自由水和結(jié)合水，結(jié)合水是細胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分；自由水是良好的溶劑，是許多化學反應(yīng)的介質(zhì)，自由水還參與許多化學反應(yīng)，自由水對于營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物的運輸具有重要作用；自由水與結(jié)合水不是一成不變的，可以相互轉(zhuǎn)化，自由水與結(jié)合水的比值越高，細胞代謝越旺盛，抗逆性越低，反之亦然。2、無機鹽主要以離子的形式存在，其生理作用有：（1）細胞中某些復雜化合物的重要組成成分，如Fe2+是血紅蛋白的主要成分；Mg2+是葉綠素的必要成分。（2）維持細胞的生命活動，如Ca2+可調(diào)節(jié)肌肉收縮和血液凝固，血鈣過高會造成肌無力，血鈣過低會引起抽搐。【詳解】A、細胞中的水有兩種存在形式：自由水和結(jié)合水。自由水參與生物體內(nèi)的許多化學反應(yīng)，而結(jié)合水主要參與構(gòu)成細胞結(jié)構(gòu)，A正確；B、在干旱脅迫下，植物細胞中結(jié)合水的比例會有所上升，以增強植物的抗逆性，B正確；C、Mg2+參與構(gòu)成葉綠素，C正確；D、N是組成蛋白質(zhì)、磷脂、ATP、核酸的必需元素，但磷脂不屬于大分子，D錯誤。故選D。2．不同條件下源赤皮青岡松幼苗葉片中自由水和結(jié)合水的含量變化如表所示（CK：對照組；T1：輕度干旱脅迫；T2：中度干旱脅迫；T3：重度干旱脅迫）。下列敘述錯誤的是（

）指標CKT1T2T3自由水含量（g/cm2）51.6149.7939.1731.08結(jié)合水含量（g/cm2）19.7524.2626.2332.43自由水/結(jié)合水2.612.051.490.96A．源赤皮青岡松細胞中的自由水是細胞內(nèi)良好的溶劑B．源赤皮青岡松細胞中的結(jié)合水失去了流動性和溶解性C．源赤皮青岡松細胞中的結(jié)合水增加利于抵抗干旱環(huán)境D．T3組源赤皮青岡松細胞代謝最旺盛，自由水占比最小【答案】D【分析】分析表中信息可知：隨著干旱脅迫程度的增加，自由水含量逐漸降低，結(jié)合水含量逐漸升高，自由水與結(jié)合水的比值也在逐漸降低?！驹斀狻緼、細胞中的自由水呈游離狀態(tài)，可以自由流動，是細胞內(nèi)良好的溶劑，A正確；B、細胞中的結(jié)合水與細胞內(nèi)的其他物質(zhì)相結(jié)合，失去了流動性和溶解性，B正確；C、在正常情況下，細胞內(nèi)的結(jié)合水越多，細胞抵抗干旱和寒冷等不良環(huán)境的能力就越強，因此細胞中的結(jié)合水增加利于抵抗干旱環(huán)境，C正確；D、在正常情況下，細胞內(nèi)自由水所占的比例越大，細胞的代謝就越旺盛。T3組源赤皮青岡松細胞內(nèi)的自由水占比最小，細胞代謝弱，D錯誤。故選D。3．一般來講，水是活細胞中含量最多的化合物，不同生物含水量不同，同種生物在不同的組織、器官和不同的生長發(fā)育時期含水量也不同。下列說法正確的是（）A．水是良好的溶劑，主要是因為水分子是極性分子，帶正電荷或負電荷的分子都容易與水結(jié)合B．正常情況下，結(jié)合水與自由水比值越小，細胞代謝越緩慢，但抗逆性越強C．曬干的種子細胞內(nèi)不含水分，導致細胞代謝停止，因而有利于種子長時間儲存D．水分子內(nèi)的氫鍵易斷裂也易形成，可以保證水分子具有流動性【答案】A【分析】1、水在細胞中以兩種形式存在，絕大部分的水呈游離狀態(tài)，可以自由流動，叫作自由水。自由水功能主要有①細胞內(nèi)的良好溶劑②參與細胞內(nèi)的生物化學反應(yīng)③為細胞提供液體環(huán)境④運送營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物。一部分水與細胞內(nèi)的其他物質(zhì)相結(jié)合，叫作結(jié)合水。結(jié)合水是細胞結(jié)構(gòu)的重要組成部分。2、自由水和結(jié)合水在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。自由水/結(jié)合水的數(shù)值大小與代謝速率有關(guān)。自由水比例高，細胞代謝快。結(jié)合水比例高，細胞抗性強。【詳解】A、水分子的空間結(jié)構(gòu)及電子的不對稱分布，使得水分子成為一個極性分子。帶有正電荷或負電荷的分子（或離子）都容易與水結(jié)合，因此，水是良好的溶劑，A正確；B、正常情況下，結(jié)合水與自由水比值越大，細胞代謝越緩慢，但抗逆性越強，B錯誤；C、種子曬干過程中丟失的是自由水，種子中還有結(jié)合水，細胞代謝減弱，但是沒有完全停止，C錯誤；D、水分子內(nèi)的氫鍵易斷裂也易形成，可以保證水在常溫下能夠維持液體狀態(tài)，具有流動性，固態(tài)的水不具有流動性，D錯誤。故選A。4．用任氏液（含少量Ca2+）灌注離體蛙心，發(fā)現(xiàn)蛙心可持續(xù)跳動數(shù)小時；用不含Ca2+任氏液灌注離體蛙心，發(fā)現(xiàn)蛙心會很快停止跳動，這兩種實驗的結(jié)果表明Ca2+（）A．對維持蛙心細胞PH有重要作用B．對維持生命活動有重要作用C．對維持蛙心形態(tài)有重要作用D．為蛙心的跳動直接提供能量【答案】B【分析】許多無機鹽對于維持細胞和生物體的生命活動具有重要作用，有的無機鹽還參與維持酸堿平衡和滲透壓?！驹斀狻緼、Ca2+不能維持蛙心細胞的酸堿平衡，A錯誤；B、由題意知，Ca2+對于維持離體的蛙的心臟跳動具有重要作用，這說明Ca2+對于維持生物體的生命活動具有重要作用，B正確；C、鈣是組成細胞的大量元素，不能維持蛙心形態(tài)，C錯誤；D、鈣離子是鈣鹽的一種存在形式，無機鹽不能為蛙心的跳動直接提供能量，D錯誤。故選B。5．開心果已成為世界第五大堅果作物，它具有耐旱、抗熱等特性，含有豐富的有機物、無機鹽(如鉀、鈉、鐵、鈣)等。下列關(guān)于開心果的元素與物質(zhì)組成的敘述，正確的是（

）A．無機鹽在細胞中多以化合物形式存在，少數(shù)以離子形式存在B．堅果細胞中結(jié)合水的含量遠遠多于自由水，以利于其耐受干旱C．細胞中鉀、鈣、鎂元素含量遠多于鐵元素，鐵在細胞中含量較少，屬于微量元素D．糖類是主要的能源物質(zhì)，在開心果植株中含量最多的化合物是糖類【答案】C【分析】1、組成生物體的化學元素分為大量元素和微量元素兩大類：大量元素包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg，微量元素包括Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。2、細胞內(nèi)的水的存在形式是自由水和結(jié)合水，結(jié)合水是細胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分；自由水是良好的溶劑，是許多化學反應(yīng)的介質(zhì)，自由水還參與許多化學反應(yīng)，自由水對于營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物的運輸具有重要作用；自由水與結(jié)合水不是一成不變的，可以相互轉(zhuǎn)化，自由水與結(jié)合水的比值越高，細胞代謝越旺盛，抗逆性越低，反之亦然。3、細胞內(nèi)無機鹽主要以離子形式存在，有的無機鹽是某些復雜化合物的組成成分，許多無機鹽對于維持細胞和生物體的生命活動具有重要作用，有的無機鹽還參與維持酸堿平衡和滲透壓?！驹斀狻緼、礦物質(zhì)也就是細胞中存在的無機鹽，在細胞中大多數(shù)以離子的形式存在，少數(shù)以化合物的形式存在，A錯誤；B、一般細胞中自由水的含量遠遠多于結(jié)合水，而結(jié)合水與自由水的比值越大，抗旱性越好，而不是結(jié)合水遠遠多于自由水，B錯誤；C、大量元素有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等，微量元素有Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu等，大量元素含量大于微量元素含量，C正確；D、糖類是主要的能源物質(zhì)，含量最多的化合物是水，D錯誤。故選C。6．植物在越冬時，細胞內(nèi)的生理代謝會發(fā)生改變以提高抗寒能力。下圖表示某種植物在不同時期含水量變化，正確的是（

）

A．活細胞中含量最多的化合物是蛋白質(zhì)B．10～12月，植物的自由水與結(jié)合水含量的比值逐漸增大C．農(nóng)民曬種時小麥種子失去的主要是以結(jié)合水的形式存在于細胞中的水D．植物的抗寒能力的大小與結(jié)合水與自由水的比值呈正相關(guān)【答案】D【分析】細胞內(nèi)的水的存在形式是自由水和結(jié)合水，結(jié)合水是細胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分；自由水是良好的溶劑，是許多化學反應(yīng)的介質(zhì)，自由水還參與許多化學反應(yīng)，自由水對于營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物的運輸具有重要作用；自由水與結(jié)合水不是一成不變的，可以相互轉(zhuǎn)化，自由水與結(jié)合水的比值越高，細胞代謝越旺盛，抗逆性越低，反之亦然?！驹斀狻緼、活細胞中含量最多的化合物是水，A錯誤；B、由圖分析可知，10～12月結(jié)合水含量增加，自由水含量降低，此時植物的自由水與結(jié)合水含量的比值逐漸減小，B錯誤；C、農(nóng)民曬種時小麥種子失去的主要是以自由水的形式存在于細胞中的水，這樣能夠減弱細胞的代謝，有利于儲存，C錯誤；D、結(jié)合水含量越高，植物抗逆性越強，自由水含量越高，植物代謝越強，抗逆性越弱，故植物的抗寒能力的大小與結(jié)合水與自由水的比值呈正相關(guān)，D正確。故選D。7．玉米種子在黑暗中萌發(fā)成幼苗，下表是種子經(jīng)過處理后測得的數(shù)據(jù)，據(jù)表格回答，下面說法正確的是（

）處理方法質(zhì)量/g種子幼苗鮮重直接稱重160750干重70℃，72h138116灰分550℃，16h22A．水在細胞中以兩種形式存在，植物入冬后，結(jié)合水比例上升，抗寒抗旱的能力增強B．和種子相比，幼苗的質(zhì)量有所增加，增加最多的物質(zhì)是有機物，種子燃燒后留下灰分，這些灰分代表的物質(zhì)是無機鹽C．若該種子為花生，在鑒定花生子葉細胞中脂肪的實驗中，可用蘇丹Ⅲ染液將脂肪染成橘黃色顆粒，實驗觀察時染色后還要用90%的酒精洗去浮色D．該幼苗細胞干重時含量最多的元素一定是C【答案】A【分析】1、組成細胞的化合物分為無機物和有機物無機物包括水和無機鹽，有機物包括糖類、脂肪、蛋白質(zhì)和核酸；表中鮮重與干重之差為水分，灰分元素是無機鹽，干重與灰分之差是有機物。種子萌發(fā)的過程中，由于吸收水而鮮重增加，由于有機物的消耗而干重減少。2、脂肪可用蘇丹Ⅲ染液鑒定，呈橘黃色?！驹斀狻緼、水在細胞中以自由水和結(jié)合水兩種形式存在，結(jié)合水可以增強植物的抗逆性，所以植物入冬后結(jié)合水比例上升，抗寒抗旱的能力增強，A正確；B、鮮重與干重之差為水分，灰分元素是無機鹽，因此和種子相比，幼苗的質(zhì)量有所增加，增加的物質(zhì)主要是水，種子燃燒后留下灰分，這些灰分代表的物質(zhì)是無機鹽，B錯誤；C、若該種子為花生，在鑒定花生子葉細胞中脂肪的實驗中，可用蘇丹Ⅲ染液將脂肪染成橘黃色顆粒，實驗觀察時染色后還要用50%的酒精洗去浮色，C錯誤；D、由于幼苗曬干后主要成分是碳水化合物，該幼苗細胞干重時含量最多的元素可能是O，D錯誤。故選A。8．生物體內(nèi)的含水量可以變化，自由水和結(jié)合水可以相互轉(zhuǎn)化，下列曲線不正確的是（

）A．

B．

C．

D．

【答案】D【分析】細胞中的水有自由水（以游離的形式存在，可以自由流動的水）和結(jié)合水（與細胞內(nèi)親水性物質(zhì)結(jié)合，不能流動的水）。自由水的功能：細胞內(nèi)良好的溶劑；參與細胞內(nèi)的生化反應(yīng)；為細胞提供液體環(huán)境；運輸營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物。結(jié)合水的功能：細胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分。自由水與結(jié)合水的關(guān)系：自由水和結(jié)合水可相互轉(zhuǎn)化細胞含水量與代謝的關(guān)系：代謝活動旺盛，細胞內(nèi)自由水水含量高；代謝活動下降，細胞中結(jié)合水水含量高，結(jié)合水的比例上升時，植物的抗逆性增強，細胞代謝速率降低。【詳解】A、隨著細胞代謝速率加快，細胞中自由水含量上升，而結(jié)合水含量下降，A正確；B、隨著生物體年齡的增長，代謝緩慢，此時細胞中自由水和結(jié)合水的比值表現(xiàn)的總趨勢是有所下降，B正確；C、隨著小麥開花后的時間延長，細胞中水分的含量會有所下降，C正確；D、隨著時間9~11月的變化，氣溫逐漸下降，細胞代謝活動減弱，則細胞中結(jié)合水和自由水的比值會上升，進而表現(xiàn)為抗寒性增強，D錯誤。故選D。9．如圖是小麥種子成熟過程中干物質(zhì)和水分的變化示意圖。據(jù)圖分析，下列敘述錯誤的是（）A．隨著種子的成熟，種子的新陳代謝逐漸減慢B．隨著種子的成熟，種子細胞中有機物的量/水含量的值增大C．隨著種子的成熟，種子的干重逐漸增加D．隨著種子的成熟，種子細胞中結(jié)合水/自由水的值逐漸減小【答案】D【分析】水是活細胞中含量最多的化合物，細胞的一切生命活動離不開水，一般來說細胞代謝旺盛的細胞含水量多，老熟的器官比幼嫩的器官含水量多；細胞內(nèi)的水的存在形式是自由水與結(jié)合水，自由水與結(jié)合水在一定的條件下可以相互轉(zhuǎn)化。題圖分析，小麥種子成熟過程中干物質(zhì)含量逐漸升高，水分的相對含量逐漸下降?！驹斀狻緼、分析題圖可知，小麥種子成熟過程中水分含量逐漸降低，種子的新陳代謝逐漸減慢，A正確；B、分析題圖可知，小麥種子成熟過程中水分含量逐漸降低，干物質(zhì)含量增加，有機物的量/水含量的值逐漸增大，B正確；C、隨著種子的成熟，有機物逐漸轉(zhuǎn)移并在種子中積累，因此，種子的干重逐漸增加，C正確；D、小麥種子成熟過程中水分含量逐漸降低，主要降低的是自由水含量，種子細胞中結(jié)合水/自由水的值逐漸增大，D錯誤。故選D。10．下列關(guān)于細胞中的水和無機鹽的敘述,正確的是（

）A．仙人掌細胞中自由水的含量要低于結(jié)合水B．骨骼肌細胞中蛋白質(zhì)的含量多于水的含量C．細胞中的無機鹽主要以化合物的形式存在D．無機鹽離子對維持細胞的酸堿平衡很重要【答案】D【分析】1、水在細胞中以兩種形式存在：（1）一部分水與細胞內(nèi)的其他物質(zhì)相結(jié)合，叫做結(jié)合水。結(jié)合水是細胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分，大約占細胞內(nèi)全部水分的4.5%。（2）細胞中絕大部分的水以游離的形式存在，可以自由流動，叫做自由水。自由水是細胞內(nèi)的良好溶劑，許多種物質(zhì)溶解在這部分水中，細胞內(nèi)的許多生物化學反應(yīng)也都需要有水的參與。多細胞生物體的絕大多數(shù)細胞，必須浸潤在以水為基確的液體環(huán)境中。水在生物體內(nèi)的流動，可以把營養(yǎng)物質(zhì)運送到各個細胞，同時也把各個細胞在新陳代謝中產(chǎn)生的廢物，運送到排泄器官或者直接排出體外。2、細胞中結(jié)合水和自由水比例不同，細胞的代謝和抗逆性不同，當細胞內(nèi)結(jié)合水與自由水比例相對增高時，細胞的代謝減慢，抗性增強；反之代謝快，抗性差。3、代謝旺盛的細胞中，自由水所占比例增加。若細胞中結(jié)合水所占比例增大，有利于抵抗不良環(huán)境（如高溫、干旱、寒冷等）?！驹斀狻緼、仙人掌細胞中自由水的含量要高于結(jié)合水，A錯誤；B、骨骼肌細胞中含量最多的化合物是水，其次是蛋白質(zhì)，B錯誤；C、細胞中的無機鹽主要以離子的形式存在，C錯誤；D、無機鹽對維持細胞的酸堿平衡和細胞正常形態(tài)有重要作用，D正確。故選D。11．結(jié)合下列曲線，有關(guān)水在生物體內(nèi)含量的說法中，正確的是（

）

A．曲線①可表示人一生中體內(nèi)結(jié)合水和自由水的比值隨年齡變化的曲線B．曲線①可以表示生物抗逆性與結(jié)合水和自由水的比值的關(guān)系曲線C．②可表示細胞代謝速率隨結(jié)合水與自由水比值的變化D．曲線③不能表示玉米種子在烘干過程自由水的含量變化【答案】D【分析】細胞內(nèi)的水以自由水和結(jié)合水的形式存在，自由水是良好的溶劑，是許多化學反應(yīng)的介質(zhì)，自由水還參與許多化學反應(yīng)，自由水對于營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物的運輸具有重要作用；結(jié)合水是細胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分；自由水與結(jié)合水的比值越大，細胞代謝越旺盛，反之亦然。【詳解】A、隨年齡增長，細胞代謝緩慢，結(jié)合水和自由水的比值增大，不能用曲線①表示，A錯誤；B、當細胞內(nèi)結(jié)合水與自由水比例相對升高時，抗逆性增強，不可用曲線①表示，B錯誤；C、細胞內(nèi)結(jié)合水與自由水比值增大時，新陳代謝速率會減慢，當超過一定的比值時，代謝速率達到相對穩(wěn)定，不可用曲線②表示，C錯誤；D、玉米種子被烘干的過程中，所含自由水會逐漸減少，不能用曲線③表示，D正確。故選D。12．諺語有云“有收無收在于水，收多收少在于肥”，水和無機鹽在玉米等農(nóng)作物的生長發(fā)育過程中發(fā)揮著重要的作用。下列說法正確的是（

）A．細胞內(nèi)結(jié)合水/自由水的比值，種子萌發(fā)時比休眠時高B．葉綠素含有Mg，分布在液泡膜上，可以捕獲光能C．在冬季減少對植物的灌溉可以提高植物對低溫的抗性D．新收獲的玉米種子含量最多的有機物是水【答案】C【分析】1.細胞內(nèi)的水的存在形式是自由水和結(jié)合水，結(jié)合水是細胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分；自由水是良好的溶劑，是許多化學反應(yīng)的介質(zhì)，自由水還參與許多化學反應(yīng)，自由水對于營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物的運輸具有重要作用；自由水與結(jié)合水不是一成不變的，可以相互轉(zhuǎn)化，自由水與結(jié)合水的比值越高，細胞代謝越旺盛，抗逆性越低，反之亦然。2.無機鹽主要以離子的形式存在，其生理作用有：（1）細胞中某些復雜化合物的重要組成成分，如Fe2+是血紅蛋白的主要成分；Mg2+是葉綠素的必要成分。（2）維持細胞的生命活動，如Ca2+可調(diào)節(jié)肌肉收縮和血液凝固，血鈣過高會造成肌無力，血鈣過低會引起抽搐。（3）維持細胞的酸堿平衡和細胞的形態(tài)?！驹斀狻緼、在玉米種子萌發(fā)過程中，自由水所占的比例增加，細胞代謝旺盛，因此，細胞內(nèi)結(jié)合水/自由水的比值，種子萌發(fā)時比休眠時低，A錯誤；B、葉綠素含有Mg，分布在葉綠體類囊體薄膜上，可以捕獲光能，因此葉綠體是光合作用的場所，B錯誤；C、細胞中自由水含量下降，結(jié)合水含量上升有利于提高抗逆性，據(jù)此推測，在冬季減少對植物的灌溉可以提高植物對低溫的抗性，C正確；D、新收獲的玉米種子含量最多的化合物是水，水是無機物，D錯誤。故選C。13．乳酸亞鐵口服液可以防治人類缺鐵性貧血癥，這是因為其中的Fe2＋進入人體后能（）A．調(diào)節(jié)血液的滲透壓 B．調(diào)節(jié)血液的酸堿平衡C．構(gòu)成紅細胞中的血紅蛋白 D．促使更多紅細胞的產(chǎn)生【答案】C【分析】無機鹽主要以離子的形式存在，其生理作用有：（1）細胞中某些復雜化合物的重要組成成分，如Fe2+是血紅蛋白的主要成分；Mg2+是葉綠素的必要成分。（2）維持細胞的生命活動，如鈣可調(diào)節(jié)肌肉收縮和血液凝固，血鈣過高會造成肌無力，血鈣過低會引起抽搐。（3）維持細胞的酸堿平衡和細胞的形態(tài)?！驹斀狻緼、血液滲透壓主要由血漿蛋白和鈉離子和氯離子維持，A錯誤；B、調(diào)節(jié)血漿酸堿平衡是血漿中緩沖物質(zhì)的作用，不是鐵離子的作用，B錯誤；C、Fe2+是血紅蛋白的成分，乳酸亞鐵進入人體后能構(gòu)成紅細胞中的血紅蛋白，C正確；D、Fe2+進入人體后參與血紅蛋白的合成，不能促進紅細胞的產(chǎn)生，D錯誤。故選C。14．研究發(fā)現(xiàn)用不含Ca2+和K+的生理鹽水灌注離體蛙心時，蛙心收縮不能維持；用含有少量Ca2+和K+的生理鹽水灌注離體蛙心時，心臟能持續(xù)跳動數(shù)小時。這說明Ca2+和K+（

）A．是構(gòu)成細胞某些復雜化合物的重要成分B．對維持血漿的正常濃度有重要作用C．對維持生物體正常生命活動有重要作用D．為蛙心臟的持續(xù)跳動直接提供能量【答案】C【分析】由題意可知，在缺少Ca2+和K+的生理鹽水中，心肌收縮不能進行，在含有Ca2+和K+的生理鹽水心臟收縮能維持數(shù)小時，這說明Ca2+和K+對于維持心臟收縮具有重要功能。【詳解】A、題干信息中沒有體現(xiàn)Ca2+和K+的作用是構(gòu)成細胞某些復雜化合物的重要成分，A錯誤；B、題干信息未提及Ca2+和K+對維持血漿的正常濃度有重要作用，B錯誤；C、該實驗說明說明Ca2+和K+對于維持心肌收縮具有重要功能，即無機鹽對于維持生物體正常生命活動有重要作用，C正確；D、無機鹽不能為生命活動提供能量，D錯誤。故選C。15．下列關(guān)于無機鹽的敘述，錯誤的是（

）A．若人體內(nèi)缺少鐵，則血紅素不能合成B．細胞中缺乏磷會影響核酸等物質(zhì)的合成C．細胞中的無機鹽大多數(shù)以化合物形式存在，如碳酸鈣是構(gòu)成骨骼、牙齒的主要成分D．碘是合成甲狀腺激素的原料，所以常在食鹽中加碘【答案】C【分析】細胞內(nèi)的無機鹽主要以離子的形式存在，有些無機鹽是細胞內(nèi)某些復雜化合物的組成成分，如鐵是血紅蛋白的組成成分，鎂是葉綠素的組成成分；許多無機鹽對于維持細胞和生物體的生命活動具有重要作用，有的無機鹽還參與維持細胞酸堿平衡和滲透壓?！驹斀狻緼、鐵是血紅素的重要組成元素，缺鐵血紅蛋白不能合成，導致貧血，A正確；B、核酸的組成元素是C、H、O、N、P，故缺少P會影響其合成，B正確；C、細胞中的無機鹽少數(shù)以化合物的形式存在，大多數(shù)以離子形式存在，C錯誤；D、碘是合成甲狀腺激素的原料，食鹽中加碘可預防地方性甲狀腺腫，所以常在食鹽中加碘，D正確。故選C。16．某科研小組以“探究互花米草體內(nèi)自由水和結(jié)合水的比值與海洋潮汐水淹時間的關(guān)系”為課題，設(shè)計了如下實驗：①選取同一海灘的互花米草幼苗分別栽種于多個沙盆中。②將長勢相同生長良好的互花米草幼苗平均分成5組，分別在每天進行0h、3h、6h、12h和24h的水淹處理。③在處理50d后，采取整株植株并測定自由水與結(jié)合水含量，計算自由水與結(jié)合水的比值，實驗結(jié)果如下表所示：水淹時間（h/d）0361224自由水/結(jié)合水的比值1.50.751.251.11.0分析實驗過程及實驗結(jié)果，回答以下問題：(1)在該實驗中，是自變量，請結(jié)合表格數(shù)據(jù)在坐標圖中繪出折線圖。(2)為了能最大限度地模擬互花米草生態(tài)環(huán)境，進行水淹處理時，實驗用水應(yīng)為水，來源于。(3)自由水與結(jié)合水的比值和植物的代謝能力及抗逆性有著密切的關(guān)系，根據(jù)實驗結(jié)果可知，互花米草在水淹時間為h/d的環(huán)境下，抗逆性最強?！敬鸢浮?1)水淹時間(2)?；セ撞莶蓸拥攸c(3)3【分析】根據(jù)“探究互花米草體內(nèi)自由水和結(jié)合水的比值與海洋潮汐水淹時間的關(guān)系”可知，實驗的自變量是水淹時間，因變量是自由水與結(jié)合水的比值；自由水與結(jié)合水的比值大，新陳代謝旺盛，抗逆性弱，反之，抗逆性強?！驹斀狻浚?）實驗探究的是“互花米草體內(nèi)自由水與結(jié)合水的比值和潮汐水淹時間的關(guān)系”，故實驗的自變量是水淹時間，因變量是自由水與結(jié)合水的比值；結(jié)合表中數(shù)據(jù)繪制折線時，采用在坐標圖中標點連線的方法完成，如下圖所示：（2）為排除無關(guān)變量對實驗結(jié)果的干擾，能最大限度地模擬互花米草水淹的生態(tài)環(huán)境，實驗采用的水樣應(yīng)是來源于互花米草采樣地點的海水。（3）自由水與結(jié)合水的比值大，新陳代謝旺盛，抗逆性弱，反之，抗逆性強。根據(jù)實驗結(jié)果可知，互花米草在水淹時間為3h/d的環(huán)境下，抗逆性最強。17．華北某地區(qū)經(jīng)常出現(xiàn)蘋果小葉病，有人認為是土壤中缺鋅引起的，有人認為是土壤中缺鎂引起的。現(xiàn)有如下材料，請你完成下列實驗，探究上面的猜測哪個正確。材料用具：30株長勢相同的蘋果幼苗、蒸餾水、含有植物必需元素的各種化合物。實驗原理：任何一種必需元素在植物體內(nèi)都有一定的作用，一旦缺乏，就會表現(xiàn)出相應(yīng)的癥狀，根據(jù)全素培養(yǎng)液和相應(yīng)缺鋅、缺鎂的培養(yǎng)液對蘋果生長發(fā)育影響的比較，判斷小葉病的病因。方法步驟：(1)首先配制全素培養(yǎng)液（含所有元素）和相應(yīng)的缺鋅培養(yǎng)液和培養(yǎng)液，分別放入3個培養(yǎng)缸并編號為A、B、C。(2)將30株長勢相同的蘋果幼苗均分為3組，分別栽培在上述3個培養(yǎng)缸中。放在適宜的條件下培養(yǎng)一段時間，。(3)結(jié)果預測和分析：①A缸內(nèi)的蘋果幼苗正常生長。②若B缸內(nèi)蘋果幼苗表現(xiàn)出小葉病，而C缸中的沒有，則說明。③若，則說明蘋果小葉病是由缺鎂引起的。④若，則說明蘋果小葉病既與缺鎂有關(guān)，又與缺鋅有關(guān)。⑤若，則說明蘋果小葉病與缺鎂、缺鋅都無關(guān)。【答案】(1)缺鎂(2)觀察蘋果幼苗的生長發(fā)育狀況(3)蘋果小葉病是由缺鋅引起的B缸中的沒有，而C缸內(nèi)蘋果幼苗表現(xiàn)出小葉病B、C兩缸內(nèi)蘋果幼苗都表現(xiàn)出小葉病B、C兩缸內(nèi)蘋果幼苗都未表現(xiàn)出小葉病【分析】題意分析，探究蘋果小葉病是土壤中缺鋅引起的還是土壤中缺鎂引起的，由實驗目的分析實驗的自變量是培養(yǎng)液中是否含有鋅元素和鎂元素，因變量是蘋果葉片的生長狀況。由于該實驗是探究實驗，預期的結(jié)果有多種情況，可能與鋅有關(guān)、可能與鎂有關(guān)，可能與二者都有關(guān)，也可能與二者都無關(guān)?！驹斀狻浚?）由實驗目的可知，實驗的自變量是培養(yǎng)液中是否含有鋅元素和是否含有鎂元素，因此實驗分為三組，一組是全素營養(yǎng)液作為對照，一組是缺鋅的營養(yǎng)液，一組是缺鎂的營養(yǎng)液。因此實驗中首先配制全素培養(yǎng)液和相應(yīng)的缺鋅培養(yǎng)液和缺鎂培養(yǎng)液，分別放入3個培養(yǎng)缸并編號為A、B、C。（2）由實驗目的可知，該實驗的因變量是蘋果葉片的生長發(fā)育，所以放在適宜的條件下培養(yǎng)一段時間后，觀察蘋果幼苗的葉片生長發(fā)育情況。（3）①A缸是完全營養(yǎng)液，因此A中的蘋果幼苗長成生長。②如果蘋果小葉病是由缺鋅引起的，則B缸內(nèi)蘋果幼苗表現(xiàn)出小葉病，而C缸沒有小葉?。虎廴绻O果小葉病是由缺鎂引起的，則C缸內(nèi)蘋果幼苗表現(xiàn)出小葉病，而B缸沒有小葉??；④如果蘋果小葉病與缺鋅和缺鎂都有關(guān)，B、C兩缸內(nèi).的幼苗都表現(xiàn)為小葉??；⑤如果蘋果小葉病與缺鋅和缺鎂都無關(guān)，則B、C兩缸內(nèi)幼苗與A相同，都不表現(xiàn)為小葉病。18．2022年9月21日，在瀘定發(fā)生地震17天后，泄洪英雄甘宇被成功營救。醫(yī)護人員立馬給他輸送水和營養(yǎng)液。因為人體所需要的營養(yǎng)物質(zhì)主要是水、無機鹽、維生素、糖類、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。這些營養(yǎng)物質(zhì)在人體細胞中有著重要的作用。如下圖所示是組成細胞的主要元素及其比例。根據(jù)圖中所示信息回答下列問題：(1)組成細胞的元素中，含量最高的四種元素為。(2)組成生物體的最基本元素占細胞總量的。(3)O元素在細胞總量中占比例最大，為什么不是最基本元素？。(4)O、H、N三種化學元素在細胞總量中所占比例是，而這3種元素在組成巖石圈的化學成分中，質(zhì)量分數(shù)還不到1%。這個事實說明了。(5)被運送的牛奶、奶粉中都添加鈣、鐵等元素。如果鈣離子的含量太低，會出現(xiàn)肌肉抽搐現(xiàn)象，這說明無機鹽的生理作用是。(6)水在人體內(nèi)有著重要作用，水在人體細胞中存在形式有自由水和兩種，其中自由水的生理作用有①是細胞內(nèi)良好的溶劑；②；③運輸營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物；④為細胞提供液體環(huán)境。(7)處于生長發(fā)育期的青少年，夜間睡覺時腿部會出現(xiàn)抽筋現(xiàn)象，這是因為其血液中含量過低；該實例體現(xiàn)了無機鹽的作用是。牛奶、奶粉中都添加鈣、鐵等元素。其中碳酸鈣是人體骨骼和牙齒中的重要組成部分，鐵是血紅蛋白的主要成分，這說明無機鹽的生理作用是。(8)健康人的尿液中含有極微量的蛋白質(zhì)，若尿液中的蛋白質(zhì)過多，則稱蛋白尿。健康人在劇烈運動后，可能會出現(xiàn)暫時性的蛋白尿。用雙縮脲試劑檢測尿中是否含有蛋白質(zhì)時，若實驗結(jié)果出現(xiàn)色，則說明尿液中含有蛋白質(zhì)，且顏色的深淺與尿液中蛋白質(zhì)的含量成（填正相關(guān)或負相關(guān)）。(9)研究發(fā)現(xiàn)Mg是植物生長所必須的元素，若設(shè)計實驗來證明，則該實驗的設(shè)計思路是利用培養(yǎng)液和培養(yǎng)液作對照并得出結(jié)論。(10)在正常人的血漿中，NaHCO3的含量約為H2CO3含量的20倍。當血漿中的NaHCO3含量減少時，會形成酸中毒；當血漿中H2CO3含量減少時，則形成堿中毒。這表明。(11)在初生蝌蚪或幼小植物體內(nèi)，當自由水的比例減小時，機體代謝強度降低；當自由水的比例增大時，機體代謝強度活躍。你對此的解釋是。(12)人體某些組織的含水量近似，但形態(tài)卻不同。如：心肌含水量約為79%而呈堅韌的形態(tài)，血液含水量約為82%，卻川流不息。你對此的解釋是。【答案】(1)C、H、O、N(2)18%(3)生物大分子的基本骨架是碳鏈(4)78%生物界與非生物界存在差異性(5)維持細胞和生物體的生命活動(6)結(jié)合水參與許多生化反應(yīng)(7)Ca2+維持生物體的生命活動構(gòu)成細胞內(nèi)某些復雜化合物的重要成分(8)紫正相關(guān)(9)完全缺鎂(10)某些無機鹽有調(diào)節(jié)酸堿平衡的作用(11)自由水是良好的溶劑，細胞內(nèi)的許多生化反應(yīng)是在水環(huán)境中進行的(12)心肌中多是結(jié)合水，血液中多是自由水【分析】組成生物體的化學元素根據(jù)其含量不同分為大量元素和微量元素兩大類：（1）大量元素是指含量占生物總重量萬分之一以上的元素，包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等，其中C、H、O、N為基本元素，C為最基本元素，O是含量最多的元素。（2）微量元素是指含量占生物總重量萬分之一以下的元素，包括Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。（3）細胞的鮮重中元素含量由多到少分別是O、C、H、N，干重中元素含量由多到少分別是C、O、N、H；組成細胞的化合物包括無機物和有機物，無機物包括水和無機鹽，有機物包括蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、糖類和核酸，鮮重含量最多的化合物是水，干重含量最多的有機物是蛋白質(zhì)?！驹斀狻浚?）組成細胞的元素中，含量最高的四種元素為C、H、O、N。（2）組成生物體的最基本元素為C，占細胞總量的18%。（3）因為生物大分子的基本骨架是碳鏈，因此C是組成細胞的最基本的元素，不是氧元素。（4）O、H、N三種化學元素在細胞中所占比例是65%+10%+3%=78%，而這三種元素在組成巖石圈的化學成分中，質(zhì)量分數(shù)還不到1%，組成地殼和組成細胞的元素含量差異顯著，說明了生物界與非生物界存在差異性。（5）碳酸鈣是人體骨骼和牙齒中的重要組成部分，如果鈣離子的含量太低，會出現(xiàn)抽搐現(xiàn)象，這說明無機鹽能維持細胞和生物體的生命活動。（6）水在人體細胞中存在形式有自由水和結(jié)合水兩種，其中自由水的生理作用有是細胞內(nèi)良好的溶劑；參與許多生化反應(yīng)；運輸營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物；為細胞提供液體環(huán)境。（7）人體血液中Ca2+含量減少是生長發(fā)育期青少年腿部抽筋的主要原因，這體現(xiàn)了有些無機鹽對維持生物體的生命活動有重要作用。鐵是血紅蛋白的主要成分，這說明無機鹽是構(gòu)成細胞內(nèi)某些復雜化合物的重要成分。（8）蛋白質(zhì)可與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)，且顏色的深淺與蛋白質(zhì)的含量成正相關(guān)。（9）若要驗證Mg是植物生長所必須的元素，則是否添加Mg是實驗的自變量，因此該實驗的設(shè)計思路是利用培養(yǎng)液和完全缺鎂培養(yǎng)液作對照并得出結(jié)論。（10）當血漿中的NaHCO3含量減少時，會形成酸中毒；當血漿中H2CO3含量減少時，則形成堿中毒，這表明無機鹽具有維持細胞的酸堿平衡的作用。（11）自由水是良好的溶劑，是許多化學反應(yīng)的介質(zhì)，自由水還參與許多化學反應(yīng)，自由水對于營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物的運輸具有重要作用，當自由水的比例減小時，機體代謝強度降低；當自由水的比例增大時，機體代謝強度活躍，這說明自由水是良好的溶劑，細胞內(nèi)的許多生化反應(yīng)是在水環(huán)境中進行的。（12）水的存在形式可直接影響器官物理形態(tài)。心肌與血液都既含有結(jié)合水也含有自由水，心肌與血液的含水量差別不大，但是形態(tài)卻具有顯著差異，其原因是心肌內(nèi)結(jié)合水與自由水的比值相對較大，血液中結(jié)合水與自由水的比值相對較小，即心肌中多是結(jié)合水，血液中多是自由水。19．下表是用于番茄無土栽培的一種培養(yǎng)液配方。據(jù)表回答下列問題：Ca（NO3）21．0gKCl1．2gMgSO40．25gFeCl30．005gKH2PO40．20gH2O1000mL(1)構(gòu)成番茄植株的細胞中，含量最多的有機化合物是。(2)在該培養(yǎng)液配方中，屬于微量元素的是。該培養(yǎng)液配方中含有大量的水，水在生物體的許多化學反應(yīng)中充當。(3)植物體所需的礦質(zhì)元素進入植物體后，有些可重復利用，有些不能重復利用?？芍貜屠玫牡V質(zhì)元素缺乏時，老葉先表現(xiàn)出缺乏癥（葉片變黃），不可重復利用的礦質(zhì)元素缺乏時，幼葉先表現(xiàn)出缺乏癥（葉片變黃）。請設(shè)計實驗探究Mg是否為可重復利用的元素。實驗材料：長勢相同的玉米幼苗、蒸餾水、含植物必需元素的各種化合物。實驗步驟：第一步：配制適量的完全培養(yǎng)液和，分別裝入培養(yǎng)瓶中，并編號A、B。第二步：將長勢相同的玉米幼苗分別栽培在上述兩種培養(yǎng)液中。第三步：將兩組植物放在相同且適宜的條件下培養(yǎng)。第四步：培養(yǎng)一段時間后，觀察兩組玉米幼苗，并做好記錄。預測結(jié)果及結(jié)論：若A組玉米幼苗正常生長，B組，則說明Mg是可重復利用的元素；若A組玉米幼苗正常生長，B組，則說明Mg是不可重復利用的元素?！敬鸢浮?1)蛋白質(zhì)(2)Fe溶劑(3)等量的缺Mg培養(yǎng)液葉片顏色的變化玉米幼苗老葉先變黃玉米幼苗幼葉先變黃【分析】1、組成生物體的化學元素根據(jù)其含量不同分為大量元素和微量元素兩大類：（1）大量元素是指含量占生物總重量萬分之一以上的元素，包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg，其中C、H、O、N為基本元素，C為最基本元素；（2）微量元素是指含量占生物總重量萬分之一以下的元素，包括Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。2、水在細胞中以兩種形式存在：（1）一部分水與細胞內(nèi)的其他物質(zhì)相結(jié)合，叫做結(jié)合水。結(jié)合水是細胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分，大約占細胞內(nèi)全部水分的4.5%。（2）細胞中絕大部分的水以游離的