《第一节 水和无机盐是构成细胞的重要无机物》（同步训练）高中生物必修 1 分子与细胞

《第一节水和无机盐是构成细胞的重要无机物》同步训练(答案在后面)一、单项选择题（本大题有12小题，每小题2分，共24分）1、下列关于水的描述，不正确的是：A.水是细胞内含量最多的化合物B.水在细胞内以自由水和结合水两种形式存在C.水在细胞内可以自由流动，参与许多生物化学反应D.水的存在形式和比例可以影响细胞的生命活动2、下列无机盐中，与维持细胞酸碱平衡密切相关的是：A.钙离子（Ca2+）B.镁离子（Mg2+）C.钾离子（K+）D.磷酸根离子（HPO42-）3、在细胞中，自由水的主要功能不包括以下哪一项？A.作为良好溶剂B.参与多种生化反应C.运输营养物质和代谢废物D.维持细胞的形态4、关于细胞中的无机盐，下列说法错误的是：A.无机盐大多以离子形式存在于细胞中B.无机盐对于维持细胞的酸碱平衡至关重要C.无机盐可以为细胞的生命活动直接提供能量D.无机盐对维持细胞和生物体的生命活动有重要作用5、下列关于水在细胞中的存在形式和作用的描述，错误的是：A.细胞内的水以自由水和结合水的形式存在，自由水是细胞内的良好溶剂B.自由水参与细胞内的许多化学反应C.结合水是细胞结构的重要组成成分D.细胞内的自由水含量与细胞代谢强度成正比，自由水含量越高，细胞代谢越弱6、下列关于无机盐在细胞中作用的描述，不正确的是：A.无机盐是细胞内某些复杂化合物的重要组成成分B.无机盐可以维持细胞内的酸碱平衡C.无机盐可以维持细胞的渗透压D.无机盐对细胞的形态和功能没有直接影响7、细胞中的水主要以哪种形式存在？A.结合水B.自由水C.水蒸气D.冰8、下列哪一项不是无机盐在细胞中的作用？A.维持细胞的渗透压B.作为能量储存物质C.参与构建复杂的有机分子D.维持生物体的生命活动9、细胞中的水主要以哪种形式存在？A.结合水B.游离水C.蒸汽D.冰晶10、下列哪一项不是无机盐在细胞中的功能？A.维持细胞内外渗透压平衡B.作为细胞内某些酶的激活剂C.构成细胞结构的一部分D.直接提供能量给细胞11、下列关于水的存在形式及其作用的描述，不正确的是：A.细胞中的水主要以自由水的形式存在，参与细胞内的生化反应。B.结合水是细胞结构的重要组成成分。C.水在细胞内可以形成氢键，参与细胞内蛋白质的折叠和稳定。D.水分子的极性使其在细胞膜两侧形成水分子的跨膜运输，但不是通过自由扩散。12、以下关于无机盐在细胞中的作用，错误的是：A.无机盐是细胞内某些化合物的组成成分。B.无机盐参与维持细胞的酸碱平衡和渗透压。C.无机盐可以影响细胞膜的通透性。D.无机盐中的某些离子，如钠离子和钾离子，是神经冲动传导的必需物质。二、多项选择题（本大题有4小题，每小题4分，共16分）1、下列关于水和无机盐在细胞中的作用，描述正确的是（）A.水是细胞结构的重要组成成分B.无机盐参与维持细胞的酸碱平衡C.无机盐是细胞内酶的活性中心D.水和无机盐均参与细胞膜的构成2、以下无机盐中，哪些在细胞内具有维持渗透压的作用？（）A.K⁺B.Na⁺C.Cl⁻D.SO₄²⁻3、以下哪些物质属于细胞中的无机盐？A.蛋白质B.水分C.钙离子（Ca²⁺）D.磷酸根离子（PO₄³⁻）4、下列关于无机盐在细胞中的作用的描述，正确的是：A.无机盐是构成细胞结构的基本物质B.无机盐参与维持细胞的酸碱平衡和渗透压C.无机盐是细胞内酶的活性中心D.无机盐可以作为细胞内的能量来源三、非选择题（本大题有5小题，每小题12分，共60分）第一题：分析下列关于水和无机盐在细胞中作用的描述，判断其正误，并简述理由。题目描述：水在细胞中主要以自由水形式存在，对于细胞代谢具有重要作用。无机盐在细胞中主要以离子形式存在，其作用主要体现在维持细胞渗透压和酸碱平衡。细胞内自由水含量与结合水含量之比越高，细胞代谢越旺盛。某些无机盐离子可以参与细胞信号传递过程。第二题：某研究小组对植物细胞内的水分和无机盐的生理作用进行了如下实验：实验一：将植物细胞置于高渗溶液中，观察到细胞失水收缩。实验二：将植物细胞置于低渗溶液中，观察到细胞吸水膨胀。实验三：向植物细胞溶液中加入一定浓度的NaCl溶液，观察到细胞形态基本不变。请回答以下问题：（1）实验一中，植物细胞失水收缩的原因是什么？（2）实验二中，植物细胞吸水膨胀的原因是什么？（3）实验三中，植物细胞形态基本不变的原因是什么？（4）请简述无机盐在植物细胞内的作用。第三题：实验探究题：某研究小组为了探究无机盐对细胞形态的影响，设计了以下实验：实验材料：洋葱鳞片叶、紫色洋葱的叶片、蒸馏水、0.9%生理盐水、不同浓度的NaCl溶液。实验步骤：将洋葱鳞片叶和紫色洋葱的叶片分别浸泡在不同浓度的NaCl溶液中。经过一段时间后，观察并记录洋葱叶片的形态变化。将浸泡过的洋葱叶片与浸泡在蒸馏水和0.9%生理盐水中的洋葱叶片进行比较。问题：（1）请提出两个假设，一个假设是支持实验的，另一个假设是质疑实验的。（2）根据实验结果，分析不同浓度的NaCl溶液对洋葱叶片形态的影响，并解释原因。第四题：题目：请根据所学知识，分析以下几种无机盐在细胞中的作用及其对细胞功能的影响。A.钾离子（K+）B.钠离子（Na+）C.镁离子（Mg2+）D.钙离子（Ca2+）第五题在细胞中，水不仅是生物化学反应的介质，还参与了多种代谢过程。请回答下列问题：试述水在细胞内的三种存在形式，并简要说明每种形式的特点。解释为什么水分子具有极性，并描述这种极性对水作为良好溶剂的意义。水分子之间的氢键对细胞内水的行为有何影响？举例说明。无机盐在细胞中以何种形式存在？它们对于维持细胞内外渗透压和酸碱平衡有什么作用？如果将一个成熟的植物细胞置于高渗溶液中，会发生什么现象？解释这一现象背后的原理。《第一节水和无机盐是构成细胞的重要无机物》同步训练及答案解析一、单项选择题（本大题有12小题，每小题2分，共24分）1、下列关于水的描述，不正确的是：A.水是细胞内含量最多的化合物B.水在细胞内以自由水和结合水两种形式存在C.水在细胞内可以自由流动，参与许多生物化学反应D.水的存在形式和比例可以影响细胞的生命活动答案：D解析：水在细胞内的存在形式和比例确实可以影响细胞的生命活动，但选项D中的描述是“不正确”的，因为水在细胞内以自由水和结合水两种形式存在，它们都是细胞生命活动所必需的。其他选项都是关于水在细胞内作用的正确描述。2、下列无机盐中，与维持细胞酸碱平衡密切相关的是：A.钙离子（Ca2+）B.镁离子（Mg2+）C.钾离子（K+）D.磷酸根离子（HPO42-）答案：D解析：磷酸根离子（HPO42-）是细胞内重要的酸碱平衡缓冲物质，可以与H+结合或释放，从而维持细胞内的酸碱平衡。选项A、B和C中的钙离子、镁离子和钾离子虽然也是细胞内重要的无机盐，但与维持酸碱平衡的关系不如磷酸根离子密切。3、在细胞中，自由水的主要功能不包括以下哪一项？A.作为良好溶剂B.参与多种生化反应C.运输营养物质和代谢废物D.维持细胞的形态答案：D解析：自由水在细胞内扮演着多重角色。它是细胞内的良好溶剂，能够溶解许多物质，因此选项A正确。自由水还参与了许多生化反应，如水解反应等，所以选项B也是正确的。此外，它负责运输营养物质和代谢废物，确保了细胞内外物质交换的顺畅，故选项C同样正确。然而，维持细胞形态主要是结合水的功能，而非自由水，因此正确答案是D。4、关于细胞中的无机盐，下列说法错误的是：A.无机盐大多以离子形式存在于细胞中B.无机盐对于维持细胞的酸碱平衡至关重要C.无机盐可以为细胞的生命活动直接提供能量D.无机盐对维持细胞和生物体的生命活动有重要作用答案：C解析：细胞中的无机盐主要以离子状态存在，这些离子对于调节细胞内外环境的渗透压、维持pH值稳定（即酸碱平衡）非常重要，因此选项A和B都是正确的描述。无机盐对于维持细胞和整个生物体的生命活动不可或缺，比如钙离子对于肌肉收缩和神经信号传导的作用，这表明选项D也是正确的。但是，无机盐并不直接为细胞的生命活动提供能量；能量主要来源于有机化合物，如糖类、脂肪和蛋白质的分解。因此，选项C的说法是错误的，故为正确答案。5、下列关于水在细胞中的存在形式和作用的描述，错误的是：A.细胞内的水以自由水和结合水的形式存在，自由水是细胞内的良好溶剂B.自由水参与细胞内的许多化学反应C.结合水是细胞结构的重要组成成分D.细胞内的自由水含量与细胞代谢强度成正比，自由水含量越高，细胞代谢越弱答案：D解析：选项D的描述错误。实际上，细胞内的自由水含量与细胞代谢强度成正比，自由水含量越高，细胞代谢越活跃。自由水是细胞内化学反应的介质，参与许多生化反应，同时也是细胞内物质的运输媒介。因此，选项D的描述“自由水含量越高，细胞代谢越弱”是不正确的。其他选项A、B、C的描述都是正确的。6、下列关于无机盐在细胞中作用的描述，不正确的是：A.无机盐是细胞内某些复杂化合物的重要组成成分B.无机盐可以维持细胞内的酸碱平衡C.无机盐可以维持细胞的渗透压D.无机盐对细胞的形态和功能没有直接影响答案：D解析：选项D的描述不正确。无机盐对细胞的形态和功能有直接影响。例如，钙离子（Ca2+）在细胞信号传递中起重要作用，镁离子（Mg2+）是许多酶的辅因子，参与细胞的能量代谢，钾离子（K+）则对维持细胞的静息电位至关重要。此外，无机盐还参与维持细胞的渗透压和酸碱平衡。因此，选项D的描述“无机盐对细胞的形态和功能没有直接影响”是不正确的。其他选项A、B、C的描述都是正确的。7、细胞中的水主要以哪种形式存在？A.结合水B.自由水C.水蒸气D.冰答案：B.自由水解析：在细胞中，水主要以自由水的形式存在，它能够自由流动，并参与各种代谢活动。结合水是与细胞内其他物质紧密结合的水，不能自由流动。水蒸气和冰不是细胞内的常态水形态。8、下列哪一项不是无机盐在细胞中的作用？A.维持细胞的渗透压B.作为能量储存物质C.参与构建复杂的有机分子D.维持生物体的生命活动答案：B.作为能量储存物质解析：无机盐在细胞中扮演着多种重要角色，包括维持细胞内外的渗透平衡、参与构成某些复杂的有机分子（如磷酸盐是ATP等核苷酸的组成部分）、以及对于生命活动至关重要，比如钙离子在肌肉收缩和神经传导中的作用。但是，无机盐并不作为能量储存物质；细胞通常使用碳水化合物、脂肪和蛋白质等有机物来储存能量。9、细胞中的水主要以哪种形式存在？A.结合水B.游离水C.蒸汽D.冰晶答案：B.游离水解析：在细胞中，水主要以游离水的形式存在，这种水不与其它分子结合，可以自由移动。它对于维持细胞的形态、运输物质和参与生化反应至关重要。而结合水是指与蛋白质等生物大分子紧密结合的水分，这部分水在细胞中的比例相对较小。10、下列哪一项不是无机盐在细胞中的功能？A.维持细胞内外渗透压平衡B.作为细胞内某些酶的激活剂C.构成细胞结构的一部分D.直接提供能量给细胞答案：D.直接提供能量给细胞解析：无机盐在细胞中有多种重要作用，包括维持渗透压平衡（如钠离子和钾离子）、作为酶活性所需的辅助因子（例如镁离子对ATP酶的作用）以及构成细胞结构成分（比如钙离子在骨骼中的作用）。然而，无机盐并不直接为细胞提供能量；细胞的能量来源主要是通过有机物如葡萄糖的氧化分解来实现的。细胞内的主要能量载体是ATP（腺苷三磷酸），而非无机盐。11、下列关于水的存在形式及其作用的描述，不正确的是：A.细胞中的水主要以自由水的形式存在，参与细胞内的生化反应。B.结合水是细胞结构的重要组成成分。C.水在细胞内可以形成氢键，参与细胞内蛋白质的折叠和稳定。D.水分子的极性使其在细胞膜两侧形成水分子的跨膜运输，但不是通过自由扩散。答案：D解析：选项D中提到的水分子的跨膜运输，实际上是通过自由扩散实现的，而不是形成氢键。自由水分子可以穿过细胞膜，不需要能量输入，因此D选项描述不正确。其他选项中，自由水参与生化反应、结合水是细胞结构的重要组成成分以及水形成氢键参与蛋白质折叠和稳定，都是正确的描述。12、以下关于无机盐在细胞中的作用，错误的是：A.无机盐是细胞内某些化合物的组成成分。B.无机盐参与维持细胞的酸碱平衡和渗透压。C.无机盐可以影响细胞膜的通透性。D.无机盐中的某些离子，如钠离子和钾离子，是神经冲动传导的必需物质。答案：A解析：选项A中提到的无机盐是某些化合物的组成成分，这个描述不完全正确。无机盐确实参与构成细胞内的某些化合物，但它们本身并不是化合物的组成成分，而是以离子的形式存在于细胞内。无机盐的功能更多体现在维持细胞内环境稳定、参与细胞代谢和信号传导等方面。选项B、C和D中提到的无机盐的作用都是正确的。二、多项选择题（本大题有4小题，每小题4分，共16分）1、下列关于水和无机盐在细胞中的作用，描述正确的是（）A.水是细胞结构的重要组成成分B.无机盐参与维持细胞的酸碱平衡C.无机盐是细胞内酶的活性中心D.水和无机盐均参与细胞膜的构成答案：ABD解析：A.正确。水是细胞结构的重要组成部分，如细胞膜、细胞质和细胞器都含有水。B.正确。无机盐如Na⁺、K⁺、HCO₃⁻等参与维持细胞的渗透压和酸碱平衡。C.错误。无机盐并不直接作为酶的活性中心，而是通过参与酶的辅因子或激活剂的作用来间接影响酶的活性。D.正确。无机盐如Ca²⁺、Mg²⁺等参与细胞膜的构成和功能。2、以下无机盐中，哪些在细胞内具有维持渗透压的作用？（）A.K⁺B.Na⁺C.Cl⁻D.SO₄²⁻答案：BC解析：A.错误。虽然K⁺在细胞内维持电荷平衡，但不是维持渗透压的主要无机盐。B.正确。Na⁺是细胞外液中的主要阳离子，参与维持细胞外液的渗透压。C.正确。Cl⁻是细胞外液中的主要阴离子，与Na⁺共同维持细胞外液的渗透压。D.错误。SO₄²⁻虽然存在于细胞内，但不是维持渗透压的主要无机盐。3、以下哪些物质属于细胞中的无机盐？A.蛋白质B.水分C.钙离子（Ca²⁺）D.磷酸根离子（PO₄³⁻）答案：C,D解析：无机盐是指不含碳的化合物，而蛋白质是一种含碳的有机物，因此不属于无机盐。水分虽然是无机物，但在细胞中它是以水的形式存在，而不是以无机盐的形式。钙离子和磷酸根离子都是细胞中的无机盐，它们在细胞内扮演着重要的生理功能，如钙离子参与细胞信号传导，磷酸根离子是核酸和ATP等分子的组成部分。因此，选项C和D是正确的。4、下列关于无机盐在细胞中的作用的描述，正确的是：A.无机盐是构成细胞结构的基本物质B.无机盐参与维持细胞的酸碱平衡和渗透压C.无机盐是细胞内酶的活性中心D.无机盐可以作为细胞内的能量来源答案：B解析：无机盐在细胞中的作用主要包括：A.错误，无机盐并不是构成细胞结构的基本物质，构成细胞结构的基本物质是蛋白质、脂质、糖类和核酸等有机物。B.正确，无机盐如Na⁺、K⁺等对于维持细胞的酸碱平衡和渗透压至关重要。C.错误，无机盐不是细胞内酶的活性中心，酶的活性中心通常是由氨基酸残基组成的。D.错误，无机盐不能作为细胞内的能量来源，细胞的能量来源主要是通过代谢有机物（如葡萄糖）来获得的。因此，只有选项B是正确的。三、非选择题（本大题有5小题，每小题12分，共60分）第一题：分析下列关于水和无机盐在细胞中作用的描述，判断其正误，并简述理由。题目描述：水在细胞中主要以自由水形式存在，对于细胞代谢具有重要作用。无机盐在细胞中主要以离子形式存在，其作用主要体现在维持细胞渗透压和酸碱平衡。细胞内自由水含量与结合水含量之比越高，细胞代谢越旺盛。某些无机盐离子可以参与细胞信号传递过程。答案及解析：正确。自由水是细胞内化学反应的介质，可以参与物质的溶解、运输和代谢过程。正确。无机盐离子在细胞内维持渗透压和酸碱平衡，对于维持细胞正常的生理功能至关重要。正确。自由水含量与结合水含量之比越高，说明细胞内代谢活动越旺盛，细胞代谢越活跃。正确。某些无机盐离子，如钙离子、钠离子等，可以参与细胞信号传递过程，调控细胞生长、分裂和分化等生理活动。综上所述，以上四个描述均正确。第二题：某研究小组对植物细胞内的水分和无机盐的生理作用进行了如下实验：实验一：将植物细胞置于高渗溶液中，观察到细胞失水收缩。实验二：将植物细胞置于低渗溶液中，观察到细胞吸水膨胀。实验三：向植物细胞溶液中加入一定浓度的NaCl溶液，观察到细胞形态基本不变。请回答以下问题：（1）实验一中，植物细胞失水收缩的原因是什么？（2）实验二中，植物细胞吸水膨胀的原因是什么？（3）实验三中，植物细胞形态基本不变的原因是什么？（4）请简述无机盐在植物细胞内的作用。答案：（1）实验一中，植物细胞失水收缩的原因是细胞外的溶液浓度高于细胞内液的浓度，导致细胞内的水分通过渗透作用流向细胞外，细胞内容物减少，细胞收缩。（2）实验二中，植物细胞吸水膨胀的原因是细胞外的溶液浓度低于细胞内液的浓度，导致细胞外的水分通过渗透作用流向细胞内，细胞内容物增多，细胞膨胀。（3）实验三中，植物细胞形态基本不变的原因是NaCl溶液中的Na+和Cl-能够维持细胞内外的渗透压平衡，使得细胞内外水分的进出达到动态平衡，细胞形态保持不变。（4）无机盐在植物细胞内的作用包括：维持细胞的生命活动、调节细胞渗透压、构成某些重要化合物等。例如，Mg是叶绿素的组成成分，对光合作用至关重要；K+能促进植物细胞吸水，维持细胞的正常形态。第三题：实验探究题：某研究小组为了探究无机盐对细胞形态的影响，设计了以下实验：实验材料：洋葱鳞片叶、紫色洋葱的叶片、蒸馏水、0.9%生理盐水、不同浓度的NaCl溶液。实验步骤：将洋葱鳞片叶和紫色洋葱的叶片分别浸泡在不同浓度的NaCl溶液中。经过一段时间后，观察并记录洋葱叶片的形态变化。将浸泡过的洋葱叶片与浸泡在蒸馏水和0.9%生理盐水中的洋葱叶片进行比较。问题：（1）请提出两个假设，一个假设是支持实验的，另一个假设是质疑实验的。（2）根据实验结果，分析不同浓度的NaCl溶液对洋葱叶片形态的影响，并解释原因。答案：（1）假设1：支持实验的——无机盐的存在对维持细胞正常形态有重要作用。假设2：质疑实验的——洋葱叶片的形态变化可能与实验操作有关，如浸泡时间、溶液浓度控制等。（2）分析：根据实验结果，可以观察到以下现象：在蒸馏水和0.9%生理盐水中浸泡的洋葱叶片形态基本正常。在低浓度NaCl溶液中浸泡的洋葱叶片略有膨胀，但形态基本正常。在高浓度NaCl溶液中浸泡的洋葱叶片出现皱缩现象。原因解释：在蒸馏水和0.9%生理盐水中，洋葱叶片的细胞内外渗透压相等，细胞内外的水分交换平衡，细胞形态保持正常。在低浓度NaCl溶液中，由于细胞外的Na+浓度低于细胞内，水分会从细胞外向细胞内渗透，导致细胞膨胀，但细胞仍能维持正常形态。在高浓度NaCl溶液中，细胞外Na+浓度高于细胞内，水分会从细胞内向细胞外渗透，导致细胞失水、皱缩。这说明高浓度的无机盐对细胞形态有显著的负面影响。第四题：题目：请根据所学知识，分析以下几种无机盐在细胞中的作用及其对细胞功能的影响。A.钾离子（K+）B.钠离子（Na+）C.镁离子（Mg2+）D.钙离子（Ca2+）答案：A.钾离子（K+）在细胞中的作用是维持细胞内外的渗透压平衡，参与细胞膜上的钠-钾泵活动，维持细胞膜的电化学梯度，从而保证神经和肌肉细胞的正常兴奋传导。缺乏钾离子会导致细胞内液体积聚，引起细胞水肿，严重时会导致细胞死亡。B.钠离子（Na+）在细胞中的作用是维持细胞外液的渗透压，参与神经和肌肉细胞的兴奋传导。钠-钾泵活动使得钠离子排出细胞外，维持细胞膜内外电化学梯度。钠离子过多会导致细胞外液渗透压升高，引起细胞脱水。C.镁离子（Mg2+）在细胞中的作用是作为许多酶的辅因子，参与蛋白质合成、能量代谢、DNA复制等生命活动。缺乏镁离子会导致酶活性下降，影响细胞代谢，引起细胞功能紊乱。D.钙离子（Ca2+）在细胞中的作用是参与细胞信号传导、肌肉收缩、神经传导等。钙离子可以作为第二信使，调节细胞内外的物质运输和代谢。缺乏钙离子会导致细胞信号传导障碍，肌肉收缩和神经传导受到影响。解析：本题考查无机盐在细胞中的作用及其对细胞功能的影响。通过对钾离子、钠离子、镁离子和钙离子的作用分析，可以了解它们在细胞内的生理功能。掌握无机盐的作用对理解细胞生理过程具有重要意义。解题关键在于熟悉各类无机盐的功能及其对细胞功能的影响。第五题在细胞中，水不仅是生物化学反应的介质，还参与了多种代谢过程。请回答下列问题：试述水在细胞内的三种存在形式，并简要说明每种形式的特点。解释为什么水分子具有极性，并描述这种极性对水作为良好溶剂的意义。水分子之间的氢键对细胞内水的行为有何影响？举例说明。无机盐在细胞中以何种形式存在？它们对于维持细胞内外渗透压和酸碱平衡有什么作用？如果将一个成熟的植物细胞置于高渗溶液中，会发生什么现象？解释这一现象背后的原理。答案与解析：答案：水在细胞内的存在形式主要有自由水、结合水和结晶水。自由水：指可以自由流动的水，它占据了细胞中水分的大部分，是良好的溶剂，参与营养物质的运输、代谢废物的排出以及各种生化反应。结合水：这部分水与细胞内的大分子（如蛋白质、多糖）或细胞器紧密结合，不易自由流动，是细胞结构的一部分，对维持细胞形态