2.2细胞中的无机物（教师版）

第2节细胞中的无机物知识清单知识清单1．含量特点(1)活细胞中含量最多。(2)含水量与生物种类与发育阶段的关系：细胞中的水细胞中的水2．水的存在形式及主要作用存在形式自由水结合水概念细胞中以游离的形式存在的水细胞中与其他物质相结合的水含量约占细胞内全部水分的95.5%约占细胞内全部水分的4.5%功能①细胞内的良好溶剂②参与细胞内的生物化学反应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1．含量无机盐是细胞中含量很少的无机物，仅占细胞鲜重的1%～1．5%。细胞中的无机盐2．存在形式细胞中的无机盐细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。3．功能(1)是细胞内许多复杂化合物的重要组成成分。(2)维持细胞和生物体的生命活动，如哺乳动物的血液中若钙离子含量太低，会出现抽搐等症状。(3)维持细胞的酸碱平衡。考点突破考点突破考点01细胞中水的存在形式及作用【典型例题】关于细胞中水的叙述，错误的是（

）A．水是极性分子，因此可作为良好的溶剂B．结合水是细胞结构的重要组成部分C．风干后的种子中自由水/结合水的比值升高D．北方冬小麦能通过降低自由水的比例，提高对低温的抗性【答案】C【解析】A、水是极性分子，带电分子（或离子）易与水结合，因此水是一种良好的溶剂，A正确；B、结合水是细胞结构的重要组成成分，可与蛋白质、多糖等物质结合，赋予各种组织、器官一定的形状、硬度和弹性，B正确；C、风干种子自由水的含量下降，细胞中结合水与自由水的比值大，C错误；D、寒冬来临，北方冬小麦细胞内结合水比例升高，自由水比例下降，增强小麦的抗寒性，D正确。故选C。【方法技巧】“二看法”判断自由水、结合水比例变化此类试题大多要求根据特定的情境进行推测分析，正确的思路如下：考点02细胞中无机盐的种类及作用【典型例题】下列关于无机盐的说法中错误的是（

）A．植物体缺镁会影响光合作用，原因是影响了叶绿素的合成B．缺铁会影响血红蛋白的合成进而造成缺铁性贫血C．大量出汗时会排出很多的无机盐，这时应多喝淡盐水D．Cu2+是细胞内的一种微量元素，所以对细胞而言可有可无【答案】D【解析】A、镁是叶绿素的重要成分，缺镁会影响叶绿素的合成进而影响光合作用，A正确；B、铁是血红蛋白的重要成分，缺铁会影响血红蛋白的合成造成缺铁性贫血，B正确；C、大量出汗会排出大量无机盐，无机盐对维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用，此时应多喝淡盐水补充体内丢失的无机盐，C正确；D、Cu2+是细胞内的一种微量元素，但是对细胞而言不可缺少，D错误。故选D。【拓展归纳】验证某种矿质元素的生理功能①实验设计a．对照组：植物＋完全培养液→正常生长。b．实验组②实验成功关键a．实验中应保证实验材料的统一性，即材料的种类、生长状况应一致等。b．实验组加入X的目的是使实验组前后对照，以增强说服力。分层提分分层提分题组A基础过关练1．关于自由水和结合水的叙述不正确的是（）A．种子收获后晒干过程中主要散失的是自由水B．当严寒的冬季到来时，植物体中水的变化是结合水与自由水的比值会升高C．自由水是细胞内的良好溶剂D．结合水的比例上升，生物代谢旺盛，生长迅速【答案】D【解析】A、自由水在细胞中以流动的形式存在，种子收获后晒干过程中主要散失的是自由水，A正确；B、结合水的含量升高，抗逆性增强，故当严寒的冬季到来时，植物体中结合水/自由水的比值会升高，B正确;C、自由水是细胞内的良好溶剂，许多物质要溶于水中，C正确;D、自由水的比例上升，生物代谢旺盛，生长迅速，D错误；故选D。2．下列说法错误的是（）A．细胞是多种元素和化合物构成的生命系统B．细胞生命大厦的基本框架是各类有机化合物C．细胞中各类化合物的含量是应保持相对稳定，只有这样才能保障各项生理活动正常进行D．水和无机盐共同参与细胞生命活动的调节【答案】D【解析】细胞是多种元素和化合物构成的生命系统，A正确；以碳链为骨架的糖类、脂质、蛋白质、核酸等有机化合物，构成了细胞生命大厦的基本骨架；B正确；细胞中各种化合物的含量和比例处于不断变化中，但又保持相对稳定，只有这样才能保障各项生理活动正常进行，C正确；水和无机盐共同参与维持细胞生命活动，但不可以调节生命活动，调节生命活动的物质是激素，D错误。3．实验Ⅰ：用任氏液（含少量Ca2＋）灌注离体蛙心，发现蛙心可持续跳动数小时；实验Ⅱ：用不含Ca2＋的任氏液灌注离体蛙心，发现蛙心会很快停止跳动｡这两个实验的结果表明Ca2＋（

）A．对维持细胞酸碱平衡有重要作用 B．对维持生命活动有重要作用C．对维持蛙心形态有重要作用 D．为蛙心的跳动直接提供能量【答案】B【解析】由两组实验对照可知，白变量是钙离子的有无，因变量是蛙心跳次数（表示生命活动），两组实验结果可说明无机盐离子对维持生命活动有重要作用，B正确，A、C、D错误；故选B。4．下列有关水的叙述，不正确的是（

）A．越冬植物体内结合水和自由水的比值会上升，这有利于抵抗不利的环境条件B．水之所以能成为细胞内的良好溶剂，是由于水分子结构具有极性C．水比热容较低温度不宜改变，对维持生命系统的稳定性十分重要D．生物体的含水量随着生物种类的不同有所差别，一般为60%95%【答案】C【解析】A．越冬的植物体内结合水和自由水的比值上升，有利于抵抗干旱、寒冷等不利环境，A正确；B．水分子是极性分子，因此，易与带正电荷或负电荷的分子结合，因此水可以作为良好的溶剂，有利于细胞中生化反应的顺利进行，B正确；C．氢键的存在使水有较高的比热容，使水的温度不易发生改变，有利于维持生命系统的稳定，C错误；D．不同生物体、同一生物体的不同发育期含水量往往不同，一般来说水生生物含水量较陆生生物高，年幼的个体比年老的个体含水量多，一般为60%～95%，D正确。故选C。5．下列有关水和无机盐的叙述，不正确的有几项（）①参与运输营养物质和代谢废物的水为自由水②生长在沙漠中的仙人掌自由水含量高于结合水③哺乳动物的血钙过低，会出现肌无力症状④无机盐离子对维持血浆的渗透压和酸碱平衡等有重要作用⑤细胞中的无机盐大多数都是以离子的形式存在⑥种子萌发时，自由水与结合水比值上升，细胞内新陈代谢加快A．一项 B．两项 C．三项 D．四项【答案】A【解析】①自由水能自由移动，体内参与运输营养物质和代谢废物的水是自由水，①正确；②生长在沙漠中的仙人掌，其细胞也为活细胞，细胞内自由水含量高于结合水，②正确；③哺乳动物血钙过低会出现抽搐现象，血钙过高会出现肌无力的现象，③错误；④无机盐离子对维持血浆的渗透压和酸碱平衡等有重要作用，还能维持细胞和生物体的正常生命活动，④正确；⑤细胞中的无机盐大多数都是以离子的形式存在，少数无机盐以化合物的形式存在，⑤正确；⑥种子萌发时，自由水与结合水比值上升，细胞内新陈代谢加快，⑥正确。故选A。6．下面既不属于水的功能，也不属于无机盐的功能的是（

）A．细胞内良好的溶剂B．细胞结构的重要组成成分C．维持生物体的生命活动D．为细胞的生命活动提供能量【答案】D【解析】A、自由水是细胞内良好的溶剂，A不符合题意；B、结合水是细胞结构的重要组成成分，B不符合题意；C、无机盐能维持生物体的生命活动，C不符合题意；D、水和无机盐都不能为细胞的生命活动提供能量，D符合题意。故选D。7．分析下列事实，回答有关问题：(1)事实一：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，会形成酸中毒；当血浆中H2CO3含量减少时，则形成碱中毒。这表明__________________________________。(2)事实二：在初生蝌蚪或幼小植物体内，当自由水的比例减小时，机体代谢强度降低；当自由水的比例增大时，机体代谢强度活跃。你对此的解释是________________________。(3)事实三：Mg2＋是叶绿素分子必需的成分；Fe2＋是血红蛋白的重要成分；Ca2＋是动物和人体骨骼和牙齿的重要成分。这表明__________________________。(4)事实四：人体某些组织的含水量近似，但形态却不同。如：心肌含水量约为79%而呈坚韧的形态，血液含水量约为82%，却川流不息。你对此的解释是________________________。【答案】(1)某些无机盐有调节酸碱平衡的作用(2)自由水是良好的溶剂，细胞内的许多生化反应是在水环境中进行的(3)无机盐是细胞内某些复杂化合物的重要组成部分(4)心肌中多是结合水，血液中多是自由水【解析】（1）血浆中NaHCO3的含量减少时，会形成酸中毒，当血浆中的H2CO3含量减少时，则形成碱中毒，这说明某些无机盐有调节酸碱平衡的作用。（2）由于自由水是良好的溶剂，细胞内的许多生化反应是在水环境中进行的，因此在生物体内，当自由水的比例减少时，机体代谢强度降低；当自由水的比例增大时，机体代谢强度活跃。（3）结合分析，事实三说明无机盐是细胞内某些复杂化合物的重要组成部分。（4）水的存在形式可直接影响器官物理形态。心肌与血液都既含有结合水也含有自由水，心肌与血液的含水量差别不大，但是形态却具有显著差异，其原因是心肌内结合水与自由水的比值相对较大，血液中结合水与自由水的比值相对较小，即心肌中多是结合水，血液中多是自由水。题组B能力提升练8．下图为对刚收获的种子所做的一系列处理，据图分析有关说法正确的是（

）A．①和②均能够萌发形成幼苗B．图中的③能为生物体的生命活动提供能量C．④和⑤是同一种物质，在细胞中存在形式和含量相同D．点燃后产生的CO2中的C可来自种子中的糖类、脂肪、蛋白质等有机物【答案】D【解析】A、②为种子烘干的过程，结合水被破坏，故②不能够能萌发形成幼苗，A错误；B、③为无机盐，不能为生物体的生命活动提供能量，B错误；C、④自由水和⑤结合水是同一种物质水，但是在细胞中存在形式和量不同，C错误；D、种子中含有糖类、脂质、蛋白质等有机物，这些有机物中都含有C，点燃后产生CO2中的C来自于种子的糖类、脂质、蛋白质等有机物，D正确。故选D。9．下列关于水和无机盐的叙述，错误的是（

）A．人体细胞中大多数水以自由水的形式存在B．细胞中大多数无机盐以离子形式存在C．血液中钙的含量太低会导致肌肉收缩无力D．结合水是细胞结构的重要组成成分【答案】C【解析】A、人体细胞中大多数水以自由水的形式存在，约占95%，A正确；B、细胞中无机盐大多数以离子形式存在，少数以化合物的形式存在，B正确；C、血液中钙的含量太低会引起抽搐，血钙含量高会导致肌肉收缩无力，C错误；D、细胞中含有结合水和自由水，其中结合水是物细胞结构的重要组成部分，D正确。故选C。10．水是构成细胞的重要成分，生命活动的进行离不开水。下列有关叙述错误的是（

）A．细胞内的自由水与结合水能相互转换 B．自由水能使无机盐成为离子状态C．冬天小麦细胞中结合水的比例降低 D．结合水失去了流动性和溶解性【答案】C【解析】A、细胞中的水有两种存在形式，自由水和结合水，二者在一定条件下，可以相互转换，A正确；B、无机盐只有溶解到水中才能变成离子状态，即自由水能使无机盐成为离子状态，B正确；C、冬天小麦细胞中结合水的比例升高，抗逆性增强，有利于度过寒冷的冬天，C错误；D、结合水与蛋白质、多糖、磷脂等固体物质相结合，这部分水不蒸发，失去了流动性和溶解性，是生物体的重要组成部分，D正确。故选C。11．下列有关图所示曲线的说法，错误的是（

）A．该曲线可以表示人从幼年到成年的过程中，其体内水含量所占比例的变化B．该曲线可以表示种子成熟过程中，其细胞内自由水与结合水比值的变化C．该曲线可以表示种子晒干过程中，其细胞内自由水与结合水比值的变化D．该曲线可以表示新鲜的种子在被烘干的过程中，其细胞内无机盐的相对含量变化【答案】D【解析】A、人从幼年到成年的过程中，体内水的含量逐渐减少，该曲线可以表示人从幼年到成年的过程中，其体内水含量所占比例的变化，A正确；B、种子成熟过程中，自由水含量减少，结合水的含量增多，该曲线可以表示种子成熟过程中，其细胞内自由水与结合水比值的变化，B正确；C、种子晒干过程中，自由水含量逐渐减少，自由水与结合水的比值也逐渐降低，C正确；D、新鲜的种子被烘干的过程中所含水分越来越少，其内的无机盐相对含量逐渐增加，最后达到一恒定值，D错误。故选D。12．下列关于生物体内的水和无机盐的叙述，错误的是（

）A．细胞内的温度变化比较缓和与水分子间的氢键有关B．哺乳动物的血液中钙离子含量过高，会出现抽等症状C．细胞中无机盐含量很少且大多数是以离子形式存在D．水能溶解、运输营养物质和代谢废物【答案】B【解析】A、由于水分子间的氢键，使得细胞中的水具有缓和温度变化的作用，A正确；B、哺乳动物的血液中钙离子含量过低，会出现抽等症状，钙离子含量过高，会出现肌无力，B错误；C、细胞中无机盐含量很少且大多数是以离子形式存在，C正确；D、自由水能溶解、运输营养物质和代谢废物，D正确。故选B。13．“有收无收在于水，收多收少在于肥。”这句农谚形象地说明了植物的生长和发育过程离不开水和无机盐，适时适量地灌溉和追施各种肥料是农作物高产、稳产的保障。下列关于水和无机盐的叙述，错误的是（

）A．有氧呼吸产生的H2O中的氢来自于丙酮酸B．磷在维持叶绿体膜的结构和功能上具有重要作用C．叶绿素含有Mg，分布在类囊体的薄膜上，可以吸收、传递和转化光能D．细胞中的水大部分是以游离的形式存在，可以自由流动、运输营养物质等【答案】A【解析】A、有氧呼吸产生的H2O中的氢来自于丙酮酸和反应物水，A错误；B、磷脂含有P元素，磷脂是生物膜的重要组成，故磷在维持叶绿体膜的结构和功能上具有重要作用，B正确；C、叶绿素含有Mg，分布在类囊体的薄膜上，可以吸收、传递和转化光能，C正确；D、细胞中的水大部分是以游离的形式存在，称为自由水，可以自由流动、运输营养物质等，D正确。故选A。14．生物有各种各样的过冬方法。植物在冬季来临过程中，随着气温的逐渐降低，植物体内发生了一系列适应低温的生理生化变化，抗寒能力逐渐增强。如图为冬小麦在不同时期含水量变化关系图。请据图回答下列问题：(1)冬小麦的含水量从9月至12月处于下降趋势，请解释原因________________________。(2)水在冬小麦根细胞内的主要作用有________________________________（答出两点即可）。(3)农业上种子晒干便于储藏，理由是_____________________________________________。(4)科学家研究冬小麦的种子萌发过程，通过定生化方法测定种子萌发过程中胚的鲜重变化，得到了如图曲线数据。通过不休眠的种子与休眠的种子胚的鲜重比较，得出结合水与自由水比值低的是___________种子；将一粒冬小麦种子点燃，待它烧尽时可见到灰白色的灰烬，灰烬就是______________________。【答案】(1)冬小麦的含水量从9月至12月处于下降趋势，因为随着冬季来临，气温下降，细胞中自由水的含量显著下降有助于抵抗低温冻害(2)水是冬小麦根细胞的重要组成成分；水是冬小麦根细胞内良好的溶剂；水参与冬小麦根细胞内的生化反应(3)将种子晒干就是减少了其中自由水的含量而使其代谢水平降低，便于储藏(4)

不休眠的

无机盐【解析】(1)冬小麦的含水量从9月至12月处于下降趋势，因为随着冬季来临，气温下降，细胞中自由水含量显著下降有助于抵抗低温冻害。(2)水在冬小麦根细胞内的主要作用有：水是冬小麦根细胞的重要组成成分；水是冬小麦根细胞内良好的溶剂；水参与冬小麦根细胞内的生化反应。(3)农业上将种子晒干就是减少了其中自由水的含量而使其代谢水平降低，便于储藏。(4)据曲线数据，通过不休眠种子与休眠种子胚的鲜重比较，自由水跟代谢程度有关，代谢旺盛的细胞中，自由水相对含量多，结合水相对含量少，因此得出结合水与自由水比值低的是不休眠的种子；将一粒冬小麦种子点燃烧尽时可见到灰白色的灰烬，灰烬就是无机盐。题组C培优拔尖练15．下列关于生物体内水的叙述，错误的是（

）A．肌细胞中的水绝大部分是结合水B．在氨基酸形成多肽的过程中伴随着水的生成C．体内参与运输营养物质和代谢废物的水是自由水D．自由水与结合水的比例随生物体代谢的强弱而变化【答案】A【解析】A、肌细胞中的水绝大部分是自由水，A错误；B、氨基酸之间脱水缩合形成肽键，所以在氨基酸形成多肽的过程中伴随着水的生成，B正确；C、体内参与运输营养物质和代谢废物的水是自由水，C正确；D、自由水含量与细胞代谢有关，自由水与结合水的比例随生物个体代谢的强弱而变化，D正确。故选A。16．结合下列曲线，有关无机物在生物体内含量的说法，错误的是（）A．曲线①可表示人一生中体内自由水与结合水的比值随年龄变化的曲线B．曲线③可以表示一粒新鲜的玉米种子在烘箱中被烘干的过程中，其内无机盐的相对含量变化C．曲线②可表示细胞代谢强度随自由水与结合水比值的变化D．曲线①可以表示人从幼年到成年体内水含量的变化【答案】B【解析】A、衰老的细胞中自由水含量减少，细胞内自由水与结合水的比值也将减小，可用曲线①表示，A正确；B、玉米种子被烘干的过程中所含水分越来越少，其内的无机盐相对含量逐渐增加，最后达到一恒定值，B错误；C、细胞内自由水比值升高后，代谢增强，细胞呼吸速率应加强，当超过一定的比值时，细胞呼吸速率达到相对稳定，C正确；D、幼儿水的含量约为77%，随年龄增加，体内水所占比例逐渐减小，幼儿体内的含水量高于成年人身体内水的含量，D正确。故选B。17．为探究矿质元素对玉米幼苗生长状况的影响，将两组生长状况相同的玉米幼苗，分别放在盛有等量的蒸馏水（甲组）和土壤浸出液（乙组）的玻璃器皿中进行培养，一段时间后，观察并比较两组幼苗的生长状况。下列说法错误的是（）A．该实验甲组为对照组，乙组为实验组B．根系吸收的水能与蛋白质、多糖等结合，成为生物体的构成成分C．将乙组玉米秸秆充分晒干后，其体内剩余的物质主要是无机盐D．乙组幼苗长得好，因为无机盐对细胞和生物体的生命活动有重要作用【答案】C【解析】A、甲玉米放在盛有等量的蒸馏水，乙组土壤浸出液。故该实验组为对照组，乙组为实验组，A正确；B、根系吸收的水能与蛋白质、多糖等结合，成为生物体的构成成分，B正确；C、将乙组玉米秸秆充分晒干玉米丢失的是水分，其体内剩余的物质主要是有机物和无机盐，C错误；D、乙组幼苗长得好，因为无机盐对细胞和生物体的生命活动有重要作用，D正确。故选C。18．每年3月22日是“世界水日”，2020年世界水日中国主题为“坚持节水优先，建设幸福河湖”。下列有关水对生命活动影响的叙述，不正确的是（

）①越冬的植物体内自由水和结合水的比值下降，有利于抵抗不利的环境条件②晒干的小麦种子中含有的化合物主要是无机盐③植物幼嫩部位中自由水含量往往较衰老部位高④正在萌发的种子中自由水与结合水的比值下降A．①④ B．①③ C．③④ D．②④【答案】D【解析】①越冬植物体内结合水相对含量较多，因此自由水和结合水的比值下降，有利于抵抗不利的环境条件，①正确；②晒干的小麦种子中含有的化合物主要是蛋白质，②错误；③植物幼嫩部位代谢旺盛，自由水含量较衰老部位的高，③正确；④正在萌发的种子代谢旺盛，自由水与结合水的比值升高，④错误；综上所述②④错误。故选D。19．下列关于生物体内水分和无机盐的叙述，错误的是（

）A．干种子内结合水的相对含量较低，不能进行旺盛的生命活动B．旱生植物比水生植物具有较强的抗旱能力，其原因之一是结合水的相对含量较高C．镁离子是叶绿素的重要成分，缺镁会造成叶片发黄D．生理盐水能维持人体渗透压的平衡，防止细胞过度吸水而涨破【答案】A【解析】A、代谢活动旺盛，细胞内自由水含量高，干种子内结合水的相对含量较高，不能进行旺盛的生命活动，A错误；B、旱生植物比水生植物具有较强的抗旱能力，其生理原因之一就是结合水含量较高，自由水的含量较低，B正确；C、镁是叶绿素的组成成分，缺镁就无法合成叶绿素。但叶子中的叶黄素和胡萝卜素的含量没有改变，因此缺镁的叶子呈黄色，C正确；D、生理盐渗透压和人体一样，所以不会让细胞脱水或者过度吸水，保持细胞内液浓度的平衡，使细胞不会发生细胞失水或涨破的，D正确；故选A。20．我们如何找到回家的路?荣获2014年诺贝尔生理学或医学奖的三位科学家发现大脑里的神经细胞——“位置细胞”和“网格细胞”起到了重要作用。下列叙述正确的是 ()A.“位置细胞”鲜重中质量百分比最高的元素是CB.“网格细胞”干重中质量百分比最高的元素是OC.上述两种细胞鲜重中原子数量最多的元素均是HD.P和S分别是“位置细胞”中的大量元素和微量元素【答案】C【解析】“位置细胞”鲜重中质量百分比最高的元素是O,A项错误;“网格细胞”干重中质量百分比最高的元素是C,B项错误;两种细胞鲜重中原子数量最多的元素均是H,C项正确;P和S均属于大量元素,D项错误。21．当发生山体塌方，为了救出被掩埋人员，要迅速打通生命通道，向被困人员输送水和营养液。人体所需要的营养物质主要是水、无机盐、维生素、糖类、脂质和蛋白质。这些营养物质在人体细胞中有着重要的作用。(1)被运送的牛奶、奶粉中都添加钙、铁等元素。其中碳酸钙是人体骨骼和牙齿中的重要组成部分，铁是血红蛋白的重要成分，这说明无机盐的生理作用是_________；如果钙离子的含量太低，会出现肌肉抽搐现象，这说明无机盐的生理作用是_________。(2)俗话说，“一方水土养一方人”，饮水是提供人体必需的矿物质和微量元素的重要途径之一。在天然无污染的泉水中，含有Cu、K、Ca、Zn、P、Mg、Fe等人体必需元素，其中属于大量元素的是_________。(3