2.2细胞中的无机物高一生物学案（人教版2019必修1分子与细胞）

学习目标2.2细胞中的无机物学习目标1.说出水在细胞中的存在形式和作用，认同其在生命活动中具有重要作用。2.举例说出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用。学习重难点学习重难点1.说出水在细胞中的存在形式及作用。(重点)2．说出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用。(重点)3．了解元素和化合物与生命系统的关系。预习新知预习新知（一）细胞中的水1.结合以下资料，总结水的含量的特点。资料1：生物水母藻类鱼类青蛙高等植物哺乳动物含水量（%）979080—857860—8065资料2：发育时期婴儿幼儿成人老人含水量（%）91726050资料3：组织器官牙齿骨骼骨骼肌心肌血液含水量（%）1022767983（1）不同，含水量不同。（水生生物陆生生物）（2）同种生物，不同，含水量不同。（动物：幼儿成人老人；植物：幼嫩部位成熟部位）（3）同种生物，不同，含水量不同。2.阅读教材20页第二段和21页正文第一段，说出水的存在形式，各自的定义、含量，以及各自作用。种类自由水结合水存在形式以状态存在与相结合含量约占约占作用细胞内的良好（2）参与细胞内的许多（3）为细胞提供（4）运送（1）是的重要组成成分（2）主要与蛋白质、多糖等物质结合，成为的构成成分思考：以下实例中水以什么形式存在：A.咬开水蜜桃时冒出来的汁水B.新鲜小麦种子晒干丢失的水（种子是否还有活性？）C.晒干小麦种子放在试管中用火烘烤，试管壁上的水（种子是否还有活性？）D.鸡蛋清里的水3.阅读教材21页正文第一段的后半部分，说出水的含量与细胞代谢、抵抗不良环境的能力的关系。细胞内自由水所占比例越大，细胞的就越旺盛而结合水越多，细胞能力越强思考：以下做法的原因：A种子储藏前，先晒干B种子萌发前，先在水中浸泡C越冬植物，减少灌溉4.阅读教材21页小字部分，说出水分子的结构特点和水分子之间的结合方式，思考：（1）为什么说水是一种良好的溶剂？（2）为什么在常温下水是液体状态？（3）为什么说水对维持生命系统的稳定性十分重要？（二）细胞中的无机盐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%。2．存在形式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。易错提示(3)维持细胞的酸碱平衡。易错提示判断自由水、结合水比例变化的方法(1)看环境条件是否恶化，若环境条件恶化，则自由水含量下降，结合水含量上升。(2)看生命活动强度或状态的变化，若生命活动增强，则自由水含量上升，结合水含量下降。关于生物体中水的误解①水是生命之源，但并不是水分越多越好，如长期浸泡在水中的陆生植物会死亡。②晒干种子失去自由水，并不是不含有自由水，而是自由水含量大幅降低。1．水在细胞中以自由水和结合水两种形式存在。2．细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。3．无机盐对维持细胞和生物体的生命活动有非常重要的作用。4．一些无机盐是细胞内某些复杂化合物的重要组成成分。5．糖类、蛋白质、核酸、脂质等是构成细胞生命大厦的基本框架。深化探究深化探究（一）深化探究1．鲜种子在晒干过程中失去的水和干种子放在试管中加热时失去的水在细胞中的存在形式相同吗？提示：不同。前者失去的是自由水，而后者失去的主要是结合水。2．为什么观察动物和人的细胞时，要将其放入相应浓度的生理盐水中。提示：无机盐对维持细胞的正常形态起重要作用。3．不同种类的细胞中，化合物的种类和含量有区别吗？请举例说明。提示：有。如淀粉只存在于植物细胞内，糖原只存在于动物细胞内；又如肌细胞中蛋白质含量较高，脂肪细胞中脂肪含量较高。4．在探索外星球是否存在生命的过程中，科学家始终把寻找水作为最关键的环节。想一想这是为什么？提示：生命活动离不开水。生命活动是通过生物化学反应完成的，生物化学反应在水环境中进行。5．将少量干燥种子放入干燥的试管内，放在酒精灯火焰上烘烤，试管内壁上出现少量水珠。该水分在细胞中以哪种形式存在？如果用上述烘烤后的种子播种，种子能否萌发？提示：以结合水形式存在。如果将烘烤后的种子播种下去，种子不能萌发，因为结合水是细胞内的结构物质，失掉结合水，细胞结构被破坏，细胞死亡，导致种子失去活性。6．粮食收获以后，为什么要晒干后储存？播种前为什么要浸种？课后作业提示：粮食晒干后，细胞内的自由水含量降低，代谢强度降低，利于粮食的长期储存；播种前浸种可以使细胞内自由水含量增加，使代谢强度增加，从而促进种子萌发。课后作业1．植物在生长发育过程中，需要不断地从外界环境中吸收水分和无机盐。下列关于植物体内水和无机盐的叙述，错误的是（）A．叶肉细胞中参与光合作用光反应的水分子属于自由水B．干旱胁迫下，植物细胞中自由水与结合水的比值降低C．植物吸收的Mg2+参与叶绿体类囊体薄膜上叶绿素的合成D．N主要以离子形式进入植物细胞，并参与合成蛋白质、磷脂等大分子物质【答案】D【分析】1、细胞内的水的存在形式是自由水和结合水，结合水是细胞结构的重要组成成分；自由水是良好的溶剂，是许多化学反应的介质，自由水还参与许多化学反应，自由水对于营养物质和代谢废物的运输具有重要作用；自由水与结合水不是一成不变的，可以相互转化，自由水与结合水的比值越高，细胞代谢越旺盛，抗逆性越低，反之亦然。2、无机盐主要以离子的形式存在，其生理作用有：（1）细胞中某些复杂化合物的重要组成成分，如Fe2+是血红蛋白的主要成分；Mg2+是叶绿素的必要成分。（2）维持细胞的生命活动，如Ca2+可调节肌肉收缩和血液凝固，血钙过高会造成肌无力，血钙过低会引起抽搐。【详解】A、细胞中的水有两种存在形式：自由水和结合水。自由水参与生物体内的许多化学反应，而结合水主要参与构成细胞结构，A正确；B、在干旱胁迫下，植物细胞中结合水的比例会有所上升，以增强植物的抗逆性，B正确；C、Mg2+参与构成叶绿素，C正确；D、N是组成蛋白质、磷脂、ATP、核酸的必需元素，但磷脂不属于大分子，D错误。故选D。2．不同条件下源赤皮青冈松幼苗叶片中自由水和结合水的含量变化如表所示（CK：对照组；T1：轻度干旱胁迫；T2：中度干旱胁迫；T3：重度干旱胁迫）。下列叙述错误的是（

）指标CKT1T2T3自由水含量（g/cm2）51.6149.7939.1731.08结合水含量（g/cm2）19.7524.2626.2332.43自由水/结合水2.612.051.490.96A．源赤皮青冈松细胞中的自由水是细胞内良好的溶剂B．源赤皮青冈松细胞中的结合水失去了流动性和溶解性C．源赤皮青冈松细胞中的结合水增加利于抵抗干旱环境D．T3组源赤皮青冈松细胞代谢最旺盛，自由水占比最小【答案】D【分析】分析表中信息可知：随着干旱胁迫程度的增加，自由水含量逐渐降低，结合水含量逐渐升高，自由水与结合水的比值也在逐渐降低。【详解】A、细胞中的自由水呈游离状态，可以自由流动，是细胞内良好的溶剂，A正确；B、细胞中的结合水与细胞内的其他物质相结合，失去了流动性和溶解性，B正确；C、在正常情况下，细胞内的结合水越多，细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越强，因此细胞中的结合水增加利于抵抗干旱环境，C正确；D、在正常情况下，细胞内自由水所占的比例越大，细胞的代谢就越旺盛。T3组源赤皮青冈松细胞内的自由水占比最小，细胞代谢弱，D错误。故选D。3．一般来讲，水是活细胞中含量最多的化合物，不同生物含水量不同，同种生物在不同的组织、器官和不同的生长发育时期含水量也不同。下列说法正确的是（）A．水是良好的溶剂，主要是因为水分子是极性分子，带正电荷或负电荷的分子都容易与水结合B．正常情况下，结合水与自由水比值越小，细胞代谢越缓慢，但抗逆性越强C．晒干的种子细胞内不含水分，导致细胞代谢停止，因而有利于种子长时间储存D．水分子内的氢键易断裂也易形成，可以保证水分子具有流动性【答案】A【分析】1、水在细胞中以两种形式存在，绝大部分的水呈游离状态，可以自由流动，叫作自由水。自由水功能主要有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。一部分水与细胞内的其他物质相结合，叫作结合水。结合水是细胞结构的重要组成部分。2、自由水和结合水在一定条件下可以相互转化。自由水/结合水的数值大小与代谢速率有关。自由水比例高，细胞代谢快。结合水比例高，细胞抗性强。【详解】A、水分子的空间结构及电子的不对称分布，使得水分子成为一个极性分子。带有正电荷或负电荷的分子（或离子）都容易与水结合，因此，水是良好的溶剂，A正确；B、正常情况下，结合水与自由水比值越大，细胞代谢越缓慢，但抗逆性越强，B错误；C、种子晒干过程中丢失的是自由水，种子中还有结合水，细胞代谢减弱，但是没有完全停止，C错误；D、水分子内的氢键易断裂也易形成，可以保证水在常温下能够维持液体状态，具有流动性，固态的水不具有流动性，D错误。故选A。4．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；用不含Ca2+任氏液灌注离体蛙心，发现蛙心会很快停止跳动，这两种实验的结果表明Ca2+（）A．对维持蛙心细胞PH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【分析】许多无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用，有的无机盐还参与维持酸碱平衡和渗透压。【详解】A、Ca2+不能维持蛙心细胞的酸碱平衡，A错误；B、由题意知，Ca2+对于维持离体的蛙的心脏跳动具有重要作用，这说明Ca2+对于维持生物体的生命活动具有重要作用，B正确；C、钙是组成细胞的大量元素，不能维持蛙心形态，C错误；D、钙离子是钙盐的一种存在形式，无机盐不能为蛙心的跳动直接提供能量，D错误。故选B。5．开心果已成为世界第五大坚果作物，它具有耐旱、抗热等特性，含有丰富的有机物、无机盐(如钾、钠、铁、钙)等。下列关于开心果的元素与物质组成的叙述，正确的是（

）A．无机盐在细胞中多以化合物形式存在，少数以离子形式存在B．坚果细胞中结合水的含量远远多于自由水，以利于其耐受干旱C．细胞中钾、钙、镁元素含量远多于铁元素，铁在细胞中含量较少，属于微量元素D．糖类是主要的能源物质，在开心果植株中含量最多的化合物是糖类【答案】C【分析】1、组成生物体的化学元素分为大量元素和微量元素两大类：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、细胞内的水的存在形式是自由水和结合水，结合水是细胞结构的重要组成成分；自由水是良好的溶剂，是许多化学反应的介质，自由水还参与许多化学反应，自由水对于营养物质和代谢废物的运输具有重要作用；自由水与结合水不是一成不变的，可以相互转化，自由水与结合水的比值越高，细胞代谢越旺盛，抗逆性越低，反之亦然。3、细胞内无机盐主要以离子形式存在，有的无机盐是某些复杂化合物的组成成分，许多无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用，有的无机盐还参与维持酸碱平衡和渗透压。【详解】A、矿物质也就是细胞中存在的无机盐，在细胞中大多数以离子的形式存在，少数以化合物的形式存在，A错误；B、一般细胞中自由水的含量远远多于结合水，而结合水与自由水的比值越大，抗旱性越好，而不是结合水远远多于自由水，B错误；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正确；D、糖类是主要的能源物质，含量最多的化合物是水，D错误。故选C。6．植物在越冬时，细胞内的生理代谢会发生改变以提高抗寒能力。下图表示某种植物在不同时期含水量变化，正确的是（

）

A．活细胞中含量最多的化合物是蛋白质B．10～12月，植物的自由水与结合水含量的比值逐渐增大C．农民晒种时小麦种子失去的主要是以结合水的形式存在于细胞中的水D．植物的抗寒能力的大小与结合水与自由水的比值呈正相关【答案】D【分析】细胞内的水的存在形式是自由水和结合水，结合水是细胞结构的重要组成成分；自由水是良好的溶剂，是许多化学反应的介质，自由水还参与许多化学反应，自由水对于营养物质和代谢废物的运输具有重要作用；自由水与结合水不是一成不变的，可以相互转化，自由水与结合水的比值越高，细胞代谢越旺盛，抗逆性越低，反之亦然。【详解】A、活细胞中含量最多的化合物是水，A错误；B、由图分析可知，10～12月结合水含量增加，自由水含量降低，此时植物的自由水与结合水含量的比值逐渐减小，B错误；C、农民晒种时小麦种子失去的主要是以自由水的形式存在于细胞中的水，这样能够减弱细胞的代谢，有利于储存，C错误；D、结合水含量越高，植物抗逆性越强，自由水含量越高，植物代谢越强，抗逆性越弱，故植物的抗寒能力的大小与结合水与自由水的比值呈正相关，D正确。故选D。7．玉米种子在黑暗中萌发成幼苗，下表是种子经过处理后测得的数据，据表格回答，下面说法正确的是（

）处理方法质量/g种子幼苗鲜重直接称重160750干重70℃，72h138116灰分550℃，16h22A．水在细胞中以两种形式存在，植物入冬后，结合水比例上升，抗寒抗旱的能力增强B．和种子相比，幼苗的质量有所增加，增加最多的物质是有机物，种子燃烧后留下灰分，这些灰分代表的物质是无机盐C．若该种子为花生，在鉴定花生子叶细胞中脂肪的实验中，可用苏丹Ⅲ染液将脂肪染成橘黄色颗粒，实验观察时染色后还要用90%的酒精洗去浮色D．该幼苗细胞干重时含量最多的元素一定是C【答案】A【分析】1、组成细胞的化合物分为无机物和有机物无机物包括水和无机盐，有机物包括糖类、脂肪、蛋白质和核酸；表中鲜重与干重之差为水分，灰分元素是无机盐，干重与灰分之差是有机物。种子萌发的过程中，由于吸收水而鲜重增加，由于有机物的消耗而干重减少。2、脂肪可用苏丹Ⅲ染液鉴定，呈橘黄色。【详解】A、水在细胞中以自由水和结合水两种形式存在，结合水可以增强植物的抗逆性，所以植物入冬后结合水比例上升，抗寒抗旱的能力增强，A正确；B、鲜重与干重之差为水分，灰分元素是无机盐，因此和种子相比，幼苗的质量有所增加，增加的物质主要是水，种子燃烧后留下灰分，这些灰分代表的物质是无机盐，B错误；C、若该种子为花生，在鉴定花生子叶细胞中脂肪的实验中，可用苏丹Ⅲ染液将脂肪染成橘黄色颗粒，实验观察时染色后还要用50%的酒精洗去浮色，C错误；D、由于幼苗晒干后主要成分是碳水化合物，该幼苗细胞干重时含量最多的元素可能是O，D错误。故选A。8．生物体内的含水量可以变化，自由水和结合水可以相互转化，下列曲线不正确的是（

）A．

B．

C．

D．

【答案】D【分析】细胞中的水有自由水（以游离的形式存在，可以自由流动的水）和结合水（与细胞内亲水性物质结合，不能流动的水）。自由水的功能：细胞内良好的溶剂；参与细胞内的生化反应；为细胞提供液体环境；运输营养物质和代谢废物。结合水的功能：细胞结构的重要组成成分。自由水与结合水的关系：自由水和结合水可相互转化细胞含水量与代谢的关系：代谢活动旺盛，细胞内自由水水含量高；代谢活动下降，细胞中结合水水含量高，结合水的比例上升时，植物的抗逆性增强，细胞代谢速率降低。【详解】A、随着细胞代谢速率加快，细胞中自由水含量上升，而结合水含量下降，A正确；B、随着生物体年龄的增长，代谢缓慢，此时细胞中自由水和结合水的比值表现的总趋势是有所下降，B正确；C、随着小麦开花后的时间延长，细胞中水分的含量会有所下降，C正确；D、随着时间9~11月的变化，气温逐渐下降，细胞代谢活动减弱，则细胞中结合水和自由水的比值会上升，进而表现为抗寒性增强，D错误。故选D。9．如图是小麦种子成熟过程中干物质和水分的变化示意图。据图分析，下列叙述错误的是（）A．随着种子的成熟，种子的新陈代谢逐渐减慢B．随着种子的成熟，种子细胞中有机物的量/水含量的值增大C．随着种子的成熟，种子的干重逐渐增加D．随着种子的成熟，种子细胞中结合水/自由水的值逐渐减小【答案】D【分析】水是活细胞中含量最多的化合物，细胞的一切生命活动离不开水，一般来说细胞代谢旺盛的细胞含水量多，老熟的器官比幼嫩的器官含水量多；细胞内的水的存在形式是自由水与结合水，自由水与结合水在一定的条件下可以相互转化。题图分析，小麦种子成熟过程中干物质含量逐渐升高，水分的相对含量逐渐下降。【详解】A、分析题图可知，小麦种子成熟过程中水分含量逐渐降低，种子的新陈代谢逐渐减慢，A正确；B、分析题图可知，小麦种子成熟过程中水分含量逐渐降低，干物质含量增加，有机物的量/水含量的值逐渐增大，B正确；C、随着种子的成熟，有机物逐渐转移并在种子中积累，因此，种子的干重逐渐增加，C正确；D、小麦种子成熟过程中水分含量逐渐降低，主要降低的是自由水含量，种子细胞中结合水/自由水的值逐渐增大，D错误。故选D。10．下列关于细胞中的水和无机盐的叙述,正确的是（

）A．仙人掌细胞中自由水的含量要低于结合水B．骨骼肌细胞中蛋白质的含量多于水的含量C．细胞中的无机盐主要以化合物的形式存在D．无机盐离子对维持细胞的酸碱平衡很重要【答案】D【分析】1、水在细胞中以两种形式存在：（1）一部分水与细胞内的其他物质相结合，叫做结合水。结合水是细胞结构的重要组成成分，大约占细胞内全部水分的4.5%。（2）细胞中绝大部分的水以游离的形式存在，可以自由流动，叫做自由水。自由水是细胞内的良好溶剂，许多种物质溶解在这部分水中，细胞内的许多生物化学反应也都需要有水的参与。多细胞生物体的绝大多数细胞，必须浸润在以水为基确的液体环境中。水在生物体内的流动，可以把营养物质运送到各个细胞，同时也把各个细胞在新陈代谢中产生的废物，运送到排泄器官或者直接排出体外。2、细胞中结合水和自由水比例不同，细胞的代谢和抗逆性不同，当细胞内结合水与自由水比例相对增高时，细胞的代谢减慢，抗性增强；反之代谢快，抗性差。3、代谢旺盛的细胞中，自由水所占比例增加。若细胞中结合水所占比例增大，有利于抵抗不良环境（如高温、干旱、寒冷等）。【详解】A、仙人掌细胞中自由水的含量要高于结合水，A错误；B、骨骼肌细胞中含量最多的化合物是水，其次是蛋白质，B错误；C、细胞中的无机盐主要以离子的形式存在，C错误；D、无机盐对维持细胞的酸碱平衡和细胞正常形态有重要作用，D正确。故选D。11．结合下列曲线，有关水在生物体内含量的说法中，正确的是（

）

A．曲线①可表示人一生中体内结合水和自由水的比值随年龄变化的曲线B．曲线①可以表示生物抗逆性与结合水和自由水的比值的关系曲线C．②可表示细胞代谢速率随结合水与自由水比值的变化D．曲线③不能表示玉米种子在烘干过程自由水的含量变化【答案】D【分析】细胞内的水以自由水和结合水的形式存在，自由水是良好的溶剂，是许多化学反应的介质，自由水还参与许多化学反应，自由水对于营养物质和代谢废物的运输具有重要作用；结合水是细胞结构的重要组成成分；自由水与结合水的比值越大，细胞代谢越旺盛，反之亦然。【详解】A、随年龄增长，细胞代谢缓慢，结合水和自由水的比值增大，不能用曲线①表示，A错误；B、当细胞内结合水与自由水比例相对升高时，抗逆性增强，不可用曲线①表示，B错误；C、细胞内结合水与自由水比值增大时，新陈代谢速率会减慢，当超过一定的比值时，代谢速率达到相对稳定，不可用曲线②表示，C错误；D、玉米种子被烘干的过程中，所含自由水会逐渐减少，不能用曲线③表示，D正确。故选D。12．谚语有云“有收无收在于水，收多收少在于肥”，水和无机盐在玉米等农作物的生长发育过程中发挥着重要的作用。下列说法正确的是（

）A．细胞内结合水/自由水的比值，种子萌发时比休眠时高B．叶绿素含有Mg，分布在液泡膜上，可以捕获光能C．在冬季减少对植物的灌溉可以提高植物对低温的抗性D．新收获的玉米种子含量最多的有机物是水【答案】C【分析】1.细胞内的水的存在形式是自由水和结合水，结合水是细胞结构的重要组成成分；自由水是良好的溶剂，是许多化学反应的介质，自由水还参与许多化学反应，自由水对于营养物质和代谢废物的运输具有重要作用；自由水与结合水不是一成不变的，可以相互转化，自由水与结合水的比值越高，细胞代谢越旺盛，抗逆性越低，反之亦然。2.无机盐主要以离子的形式存在，其生理作用有：（1）细胞中某些复杂化合物的重要组成成分，如Fe2+是血红蛋白的主要成分；Mg2+是叶绿素的必要成分。（2）维持细胞的生命活动，如Ca2+可调节肌肉收缩和血液凝固，血钙过高会造成肌无力，血钙过低会引起抽搐。（3）维持细胞的酸碱平衡和细胞的形态。【详解】A、在玉米种子萌发过程中，自由水所占的比例增加，细胞代谢旺盛，因此，细胞内结合水/自由水的比值，种子萌发时比休眠时低，A错误；B、叶绿素含有Mg，分布在叶绿体类囊体薄膜上，可以捕获光能，因此叶绿体是光合作用的场所，B错误；C、细胞中自由水含量下降，结合水含量上升有利于提高抗逆性，据此推测，在冬季减少对植物的灌溉可以提高植物对低温的抗性，C正确；D、新收获的玉米种子含量最多的化合物是水，水是无机物，D错误。故选C。13．乳酸亚铁口服液可以防治人类缺铁性贫血症，这是因为其中的Fe2＋进入人体后能（）A．调节血液的渗透压 B．调节血液的酸碱平衡C．构成红细胞中的血红蛋白 D．促使更多红细胞的产生【答案】C【分析】无机盐主要以离子的形式存在，其生理作用有：（1）细胞中某些复杂化合物的重要组成成分，如Fe2+是血红蛋白的主要成分；Mg2+是叶绿素的必要成分。（2）维持细胞的生命活动，如钙可调节肌肉收缩和血液凝固，血钙过高会造成肌无力，血钙过低会引起抽搐。（3）维持细胞的酸碱平衡和细胞的形态。【详解】A、血液渗透压主要由血浆蛋白和钠离子和氯离子维持，A错误；B、调节血浆酸碱平衡是血浆中缓冲物质的作用，不是铁离子的作用，B错误；C、Fe2+是血红蛋白的成分，乳酸亚铁进入人体后能构成红细胞中的血红蛋白，C正确；D、Fe2+进入人体后参与血红蛋白的合成，不能促进红细胞的产生，D错误。故选C。14．研究发现用不含Ca2+和K+的生理盐水灌注离体蛙心时，蛙心收缩不能维持；用含有少量Ca2+和K+的生理盐水灌注离体蛙心时，心脏能持续跳动数小时。这说明Ca2+和K+（

）A．是构成细胞某些复杂化合物的重要成分B．对维持血浆的正常浓度有重要作用C．对维持生物体正常生命活动有重要作用D．为蛙心脏的持续跳动直接提供能量【答案】C【分析】由题意可知，在缺少Ca2+和K+的生理盐水中，心肌收缩不能进行，在含有Ca2+和K+的生理盐水心脏收缩能维持数小时，这说明Ca2+和K+对于维持心脏收缩具有重要功能。【详解】A、题干信息中没有体现Ca2+和K+的作用是构成细胞某些复杂化合物的重要成分，A错误；B、题干信息未提及Ca2+和K+对维持血浆的正常浓度有重要作用，B错误；C、该实验说明说明Ca2+和K+对于维持心肌收缩具有重要功能，即无机盐对于维持生物体正常生命活动有重要作用，C正确；D、无机盐不能为生命活动提供能量，D错误。故选C。15．下列关于无机盐的叙述，错误的是（

）A．若人体内缺少铁，则血红素不能合成B．细胞中缺乏磷会影响核酸等物质的合成C．细胞中的无机盐大多数以化合物形式存在，如碳酸钙是构成骨骼、牙齿的主要成分D．碘是合成甲状腺激素的原料，所以常在食盐中加碘【答案】C【分析】细胞内的无机盐主要以离子的形式存在，有些无机盐是细胞内某些复杂化合物的组成成分，如铁是血红蛋白的组成成分，镁是叶绿素的组成成分；许多无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用，有的无机盐还参与维持细胞酸碱平衡和渗透压。【详解】A、铁是血红素的重要组成元素，缺铁血红蛋白不能合成，导致贫血，A正确；B、核酸的组成元素是C、H、O、N、P，故缺少P会影响其合成，B正确；C、细胞中的无机盐少数以化合物的形式存在，大多数以离子形式存在，C错误；D、碘是合成甲状腺激素的原料，食盐中加碘可预防地方性甲状腺肿，所以常在食盐中加碘，D正确。故选C。16．某科研小组以“探究互花米草体内自由水和结合水的比值与海洋潮汐水淹时间的关系”为课题，设计了如下实验：①选取同一海滩的互花米草幼苗分别栽种于多个沙盆中。②将长势相同生长良好的互花米草幼苗平均分成5组，分别在每天进行0h、3h、6h、12h和24h的水淹处理。③在处理50d后，采取整株植株并测定自由水与结合水含量，计算自由水与结合水的比值，实验结果如下表所示：水淹时间（h/d）0361224自由水/结合水的比值1.50.751.251.11.0分析实验过程及实验结果，回答以下问题：(1)在该实验中，是自变量，请结合表格数据在坐标图中绘出折线图。(2)为了能最大限度地模拟互花米草生态环境，进行水淹处理时，实验用水应为水，来源于。(3)自由水与结合水的比值和植物的代谢能力及抗逆性有着密切的关系，根据实验结果可知，互花米草在水淹时间为h/d的环境下，抗逆性最强。【答案】(1)水淹时间(2)海互花米草采样地点(3)3【分析】根据“探究互花米草体内自由水和结合水的比值与海洋潮汐水淹时间的关系”可知，实验的自变量是水淹时间，因变量是自由水与结合水的比值；自由水与结合水的比值大，新陈代谢旺盛，抗逆性弱，反之，抗逆性强。【详解】（1）实验探究的是“互花米草体内自由水与结合水的比值和潮汐水淹时间的关系”，故实验的自变量是水淹时间，因变量是自由水与结合水的比值；结合表中数据绘制折线时，采用在坐标图中标点连线的方法完成，如下图所示：（2）为排除无关变量对实验结果的干扰，能最大限度地模拟互花米草水淹的生态环境，实验采用的水样应是来源于互花米草采样地点的海水。（3）自由水与结合水的比值大，新陈代谢旺盛，抗逆性弱，反之，抗逆性强。根据实验结果可知，互花米草在水淹时间为3h/d的环境下，抗逆性最强。17．华北某地区经常出现苹果小叶病，有人认为是土壤中缺锌引起的，有人认为是土壤中缺镁引起的。现有如下材料，请你完成下列实验，探究上面的猜测哪个正确。材料用具：30株长势相同的苹果幼苗、蒸馏水、含有植物必需元素的各种化合物。实验原理：任何一种必需元素在植物体内都有一定的作用，一旦缺乏，就会表现出相应的症状，根据全素培养液和相应缺锌、缺镁的培养液对苹果生长发育影响的比较，判断小叶病的病因。方法步骤：(1)首先配制全素培养液（含所有元素）和相应的缺锌培养液和培养液，分别放入3个培养缸并编号为A、B、C。(2)将30株长势相同的苹果幼苗均分为3组，分别栽培在上述3个培养缸中。放在适宜的条件下培养一段时间，。(3)结果预测和分析：①A缸内的苹果幼苗正常生长。②若B缸内苹果幼苗表现出小叶病，而C缸中的没有，则说明。③若，则说明苹果小叶病是由缺镁引起的。④若，则说明苹果小叶病既与缺镁有关，又与缺锌有关。⑤若，则说明苹果小叶病与缺镁、缺锌都无关。【答案】(1)缺镁(2)观察苹果幼苗的生长发育状况(3)苹果小叶病是由缺锌引起的B缸中的没有，而C缸内苹果幼苗表现出小叶病B、C两缸内苹果幼苗都表现出小叶病B、C两缸内苹果幼苗都未表现出小叶病【分析】题意分析，探究苹果小叶病是土壤中缺锌引起的还是土壤中缺镁引起的，由实验目的分析实验的自变量是培养液中是否含有锌元素和镁元素，因变量是苹果叶片的生长状况。由于该实验是探究实验，预期的结果有多种情况，可能与锌有关、可能与镁有关，可能与二者都有关，也可能与二者都无关。【详解】（1）由实验目的可知，实验的自变量是培养液中是否含有锌元素和是否含有镁元素，因此实验分为三组，一组是全素营养液作为对照，一组是缺锌的营养液，一组是缺镁的营养液。因此实验中首先配制全素培养液和相应的缺锌培养液和缺镁培养液，分别放入3个培养缸并编号为A、B、C。（2）由实验目的可知，该实验的因变量是苹果叶片的生长发育，所以放在适宜的条件下培养一段时间后，观察苹果幼苗的叶片生长发育情况。（3）①A缸是完全营养液，因此A中的苹果幼苗长成生长。②如果苹果小叶病是由缺锌引起的，则B缸内苹果幼苗表现出小叶病，而C缸没有小叶病；③如果苹果小叶病是由缺镁引起的，则C缸内苹果幼苗表现出小叶病，而B缸没有小叶病；④如果苹果小叶病与缺锌和缺镁都有关，B、C两缸内.的幼苗都表现为小叶病；⑤如果苹果小叶病与缺锌和缺镁都无关，则B、C两缸内幼苗与A相同，都不表现为小叶病。18．2022年9月21日，在泸定发生地震17天后，泄洪英雄甘宇被成功营救。医护人员立马给他输送水和营养液。因为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。如下图所示是组成细胞的主要元素及其比例。根据图中所示信息回答下列问题：(1)组成细胞的元素中，含量最高的四种元素为。(2)组成生物体的最基本元素占细胞总量的。(3)O元素在细胞总量中占比例最大，为什么不是最基本元素？。(4)O、H、N三种化学元素在细胞总量中所占比例是，而这3种元素在组成岩石圈的化学成分中，质量分数还不到1%。这个事实说明了。(5)被运送的牛奶、奶粉中都添加钙、铁等元素。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。(6)水在人体内有着重要作用，水在人体细胞中存在形式有自由水和两种，其中自由水的生理作用有①是细胞内良好的溶剂；②；③运输营养物质和代谢废物；④为细胞提供液体环境。(7)处于生长发育期的青少年，夜间睡觉时腿部会出现抽筋现象，这是因为其血液中含量过低；该实例体现了无机盐的作用是。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，铁是血红蛋白的主要成分，这说明无机盐的生理作用是。(8)健康人的尿液中含有极微量的蛋白质，若尿液中的蛋白质过多，则称蛋白尿。健康人在剧烈运动后，可能会出现暂时性的蛋白尿。用双缩脲试剂检测尿中是否含有蛋白质时，若实验结果出现色，则说明尿液中含有蛋白质，且颜色的深浅与尿液中蛋白质的含量成（填正相关或负相关）。(9)研究发现Mg是植物生长所必须的元素，若设计实验来证明，则该实验的设计思路是利用培养液和培养液作对照并得出结论。(10)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。(11)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。(12)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)C、H、O、N(2)18%(3)生物大分子的基本骨架是碳链(4)78%生物界与非生物界存在差异性(5)维持细胞和生物体的生命活动(6)结合水参与许多生化反应(7)Ca2+维持生物体的生命活动构成细胞内某些复杂化合物的重要成分(8)紫正相关(9)完全缺镁(10)某些无机盐有调节酸碱平衡的作用(11)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(12)心肌中多是结合水，血液中多是自由水【分析】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：（1）大量元素是指含量占生物总重量万分之一以上的元素，包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等，其中C、H、O、N为基本元素，C为最基本元素，O是含量最多的元素。（2）微量元素是指含量占生物总重量万分之一以下的元素，包括Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。（3）细胞的鲜重中元素含量由多到少分别是O、C、H、N，干重中元素含量由多到少分别是C、O、N、H；组成细胞的化合物包括无机物和有机物，无机物包括水和无机盐，有机物包括蛋白质、脂质、糖类和核酸，鲜重含量最多的化合物是水，干重含量最多的有机物是蛋白质。【详解】（1）组成细胞的元素中，含量最高的四种元素为C、H、O、N。（2）组成生物体的最基本元素为C，占细胞总量的18%。（3）因为生物大分子的基本骨架是碳链，因此C是组成细胞的最基本的元素，不是氧元素。（4）O、H、N三种化学元素在细胞中所占比例是65%+10%+3%=78%，而这三种元素在组成岩石圈的化学成分中，质量分数还不到1%，组成地壳和组成细胞的元素含量差异显著，说明了生物界与非生物界存在差异性。（5）碳酸钙是人体骨骼和牙齿中的重要组成部分，如果钙离子的含量太低，会出现抽搐现象，这说明无机盐能维持细胞和生物体的生命活动。（6）水在人体细胞中存在形式有自由水和结合水两种，其中自由水的生理作用有是细胞内良好的溶剂；参与许多生化反应；运输营养物质和代谢废物；为细胞提供液体环境。（7）人体血液中Ca2+含量减少是生长发育期青少年腿部抽筋的主要原因，这体现了有些无机盐对维持生物体的生命活动有重要作用。铁是血红蛋白的主要成分，这说明无机盐是构成细胞内某些复杂化合物的重要成分。（8）蛋白质可与双缩脲试剂发生紫色反应，且颜色的深浅与蛋白质的含量成正相关。（9）若要验证Mg是植物生长所必须的元素，则是否添加Mg是实验的自变量，因此该实验的设计思路是利用培养液和完全缺镁培养液作对照并得出结论。（10）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，这表明无机盐具有维持细胞的酸碱平衡的作用。（11）自由水是良好的溶剂，是许多化学反应的介质，自由水还参与许多化学反应，自由水对于营养物质和代谢废物的运输具有重要作用，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，这说明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。（12）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。19．下表是用于番茄无土栽培的一种培养液配方。据表回答下列问题：Ca（NO3）21．0gKCl1．2gMgSO40．25gFeCl30．005gKH2PO40．20gH2O1000mL(1)构成番茄植株的细胞中，含量最多的有机化合物是。(2)在该培养液配方中，属于微量元素的是。该培养液配方中含有大量的水，水在生物体的许多化学反应中充当。(3)植物体所需的矿质元素进入植物体后，有些可重复利用，有些不能重复利用。可重复利用的矿质元素缺乏时，老叶先表现出缺乏症（叶片变黄），不可重复利用的矿质元素缺乏时，幼叶先表现出缺乏症（叶片变黄）。请设计实验探究Mg是否为可重复利用的元素。实验材料：长势相同的玉米幼苗、蒸馏水、含植物必需元素的各种化合物。实验步骤：第一步：配制适量的完全培养液和，分别装入培养瓶中，并编号A、B。第二步：将长势相同的玉米幼苗分别栽培在上述两种培养液中。第三步：将两组植物放在相同且适宜的条件下培养。第四步：培养一段时间后，观察两组玉米幼苗，并做好记录。预测结果及结论：若A组玉米幼苗正常生长，B组，则说明Mg是可重复利用的元素；若A组玉米幼苗正常生长，B组，则说明Mg是不可重复利用的元素。【答案】(1)蛋白质(2)Fe溶剂(3)等量的缺Mg培养液叶片颜色的变化玉米幼苗老叶先变黄玉米幼苗幼叶先变黄【分析】1、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：（1）大量元素是指含量占生物总重量万分之一以上的元素，包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg，其中C、H、O、N为基本元素，C为最基本元素；（2）微量元素是指含量占生物总重量万分之一以下的元素，包括Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。2、水在细胞中以两种形式存在：（1）一部分水与细胞内的其他物质相结合，叫做结合水。结合水是细胞结构的重要组成成分，大约占细胞内全部水分的4.5%。（2）细胞中绝大部分的水以游离的