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第2节　细胞中的无机物
1．校运会上参加长跑的运动员大量出汗，导致身体丢失很多的水和部分无机盐，可能引起电解质失衡，此时最宜饮用的是（）
A．热咖啡 B．淡盐水
C．温茶水 D．酸牛奶
2．下列对自由水和结合水的描述，错误的是（）
A．风干种子细胞中的水主要以结合水的形式存在
B．自由水与结合水的比例随个体代谢强弱而变化
C．储藏中的种子不含自由水，以保持休眠状态
D．自由水参与体内营养物质和代谢废物的运输
3．(2025·江门期末)硒是GSH－Px酶的组成部分，这种酶可以保护细胞免受过氧化物损害。对硒在细胞内作用的叙述，正确的是（）
A．参与重要化合物的组成 B．提供能量
C．构成细胞的重要结构 D．调节渗透作用
4．(2025·东莞期末)“庄稼一枝花，全靠肥当家”，合理施肥和灌溉是农作物高产的保障。下列相关叙述错误的是（）
A．肥料中的矿质元素需溶解在水中才能被农作物根系吸收
B．适当增施镁肥，能够促进叶绿素的合成，防止叶片发黄
C．农作物的秸秆充分晒干后，剩余物质的主要成分是无机盐
D．冬季小麦细胞中自由水与结合水的比值降低，以适应低温环境
5．香蕉是公认的“补钾高手”，低钾血症是指由于摄入钾过少，或通过汗液、尿液、胃肠道排出钾过多等原因，造成乏力、腹胀、心律失常等症状。这说明无机盐离子（）
A．对维持细胞酸碱平衡起重要作用
B．对维持细胞形态有重要作用
C．对维持细胞内外水分平衡有重要作用
D．对生物体正常生命活动是必不可少的
6．(2025·云南期末)玉米植株缺钾时，茎秆软弱容易倒伏，叶片边缘和尖端呈褐色，并逐渐焦枯。下表是兴趣小组探究钾对植物生长影响的培养液配方，下列相关叙述错误的是（）
组别 培养液 类型 培养液所含主要成分的质量浓度/(mg·L－1)
KNO3 (NH4)2SO4 CaCl2· 2H2O MgSO4· 7H2O
① 完全培养液 25 000 134 150 150
② 缺素培养液 0 134 150 250
A．设置①组的目的是作为实验的对照组
B．该方案能达到探究钾对植物生长影响的目的
C．培养液中的无机盐以离子形式被植物细胞吸收
D．Mg2+是合成叶绿素必需的无机盐离子
7．无机盐对于维持生物体的生命活动具有重要作用。下列有关生物体内无机盐的叙述，不正确的是（）
A．细胞中的无机盐大多数以化合物的形式存在，如CaCO3参与构成骨骼、牙齿等
B．生理盐水可用于清洗外伤伤口，因为它可维持细胞正常的渗透压且有清洁作用
C．患急性肠炎的病人脱水时输入葡萄糖盐水是常见的治疗方法
D．缺铁会导致哺乳动物血液运输O2的能力下降
8．威尔逊氏症是铜在体内积累而导致的疾病。铜在人体内肝、肾、大脑等处过度积累，最终导致肝、肾衰竭，甚至大脑损伤。下列叙述正确的是（）
A．铜是人体生命活动所需的大量元素，但积累过多时会对身体造成伤害
B．人体内Cu均以离子形式存在，参与维持机体正常的渗透压
C．细胞中的结合水既能结合和溶解Cu2+，又在Cu2+的运输中发挥重要作用
D．威尔逊氏症患者可能出现行动迟缓等症状，可使用排铜药物治疗
9．(2025·江苏期末)下图为对刚收获的种子所做的一系列处理，据图分析，下列叙述正确的是（）
A．①和②均能够萌发形成幼苗
B．④是自由水，⑤是结合水
C．③为无机盐，在生物体内主要以化合物形式存在
D．通常自由水比例高，植物抗逆性强
10．下列有关茶叶中元素和化合物的叙述，错误的是（）
A．茶叶和人体所含的元素种类大体上是相同的
B．新鲜茶叶在炒制过程中主要失去的水主要是自由水
C．晒干后的茶叶中含量最高的化合物是无机盐
D．茶水含有茶多酚，适量饮用有利于人体健康
11．冬小麦一般在9月中下旬至10月上旬播种，翌年5月底至6月中下旬成熟。在越冬时，细胞内的生理代谢会发生改变以提高抗寒能力。翌年，农民在储存小麦种子前，需将刚收获的小麦种子晒干后，才收进粮仓存放。下图表示冬小麦在不同时期含水量和呼吸速率的变化。请回答下列问题：
(1)在10～12月，植物的自由水与结合水含量的比值逐渐减小，原因是__ __。据此推测，植物的抗寒能力的大小与该比值大小的关系是__ __(填“呈正相关”“呈负相关”或“无关”)。
(2)农民晒种时小麦种子失去的主要是以__ __的形式存在于细胞中的水，当把种子晒干后放在试管中点燃，直至燃成灰烬，此过程中失去的水分主要是__ __，灰烬的主要成分是__ __。
12．为了探究某种植物A(滩涂草本盐沼植物)对水淹生态环境的适应机制，某科研小组以“探究某种植物A体内自由水和结合水的比值与潮汐水淹时间的关系”为课题，设计了如下实验：
①选取同一海滩的植物A幼苗分别栽种于多个沙盆中。
②将长势相同、生长良好的植物A幼苗平均分成5组，每天分别进行0 h、3 h、6 h、12 h和24 h的水淹处理。
③在处理50 d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，分析实验过程及实验结果，回答以下问题：
水淹时间/(h·d－1) 0 3 6 12 24
自由水与结合水的比值 1.5 0.75 1.25 1.1 1.0
(1)在该实验中，__ __是自变量。请结合表格数据在图中绘出折线图。
(2)为了能最大限度地模拟植物A水淹的生态环境，在进行水淹处理时，实验用水应为__ __，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，植物A在水淹时间为__ __h·d－1的环境下，抗逆性最强。在进行水淹处理时间为__ __h·d－1的环境下，代谢活动最强。
第2节　细胞中的无机物
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B C A C D B A D B C
1．B　解析：皮肤中的汗腺能够分泌汗液，汗液中的主要成分是水，还有少量的尿素和无机盐(氯化钠)等物质。因此，大量出汗后，人最好饮用淡盐水，这样可以补充体内水分，还可以补充体内电解质，有利于维持人体正常的水盐代谢。
2．C　解析：风干的种子自由水大量蒸发而减少，此时细胞中的水主要以结合水的形式存在，A正确；自由水与结合水的比值大小和新陈代谢的强弱有关系，自由水与结合水的比值越大，新陈代谢越旺盛，B正确；储藏的晒干种子中自由水含量减少，但仍含有自由水，C错误；参与运输营养物质和代谢废物的水为自由水，D正确。
3．A　解析：硒是GSH Px酶的组成部分，若缺乏硒，则GSH Px酶无法完成相应的功能，体现了硒参与重要化合物的组成这一功能。
4．C　解析：自由水是良好的溶剂，肥料中的矿质元素需要溶解在水中才能被农作物根系吸收，A正确；镁离子是叶绿素的组成成分，适当添加镁肥，能促进叶绿素的合成，防止植物发黄，B正确；将农作物秸秆充分晒干后，其体内剩余的物质主要是有机物，C错误；冬季小麦细胞中自由水与结合水的比值降低，细胞的抗逆性增强，有利于适应低温环境，D正确。
5．D　6.B
7．A　解析：细胞中的无机盐大多数以离子的形式存在。
8．D　解析：铜是人体生命活动所需的微量元素，A错误；人体内Cu一般以离子形式存在于细胞外，参与维持机体正常的渗透压，在细胞内往往以化合态形式存在，B错误；细胞中的自由水既能溶解Cu2＋，又在Cu2＋的运输中发挥重要作用，结合水是细胞结构的一部分，不能作为溶剂，也不能参与物质的运输，C错误；据题可知，铜在人体内肝、肾、大脑等处过度积累，最终导致肝、肾衰竭，甚至大脑损伤，所以威尔逊氏症患者可能出现行动迟缓等症状，可使用排铜药物治疗，D正确。
9．B　解析：据图分析，①为晒干的种子，②为种子烘干的过程，③为种子燃烧后剩下的灰分，即无机盐，④为自由水，⑤为结合水。
10．C　解析：细胞鲜重中水的含量最多，其次是蛋白质，所以晒干后的茶叶中含量最高的化合物是蛋白质，C错误。
11．(1)越冬期间，植物的自由水含量减少而结合水含量增加　呈负相关　(2)自由水　结合水　无机盐
12．(1)水淹时间　如下图所示：
(2)海水　植物A采样地点　(3)3　0
解析：(1)由实验目的可确定该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。绘制曲线时应对照表中数据先画点，后连线。(2)为了确保实验结果的可靠性，该实验应选取植物A采样点的海水进行水淹处理。(3)结合(1)所画的曲线分析，水淹3 h·d－1时，自由水与结合水的比值最低，植物A的抗逆性最强；而在没有水淹时，自由水与结合水比值最高，代谢最旺盛。第2节　细胞中的无机物
目标一　细胞中的水
一、生物体的含水量及水分子的结构
1．生物体的含水量的特点(教材P20)
2．水具有流动性及其原因(教材P21)
3．水对维持生命系统的稳定性十分重要的原因(教材P21)
二、水的存在形式及作用(教材P21)
三、自由水与结合水的转化
1．种子晒干后，细胞内的__ __含量降低，代谢水平__ __，有利于种子或粮食长期储藏。干种子吸水后可以萌发，说明__ __含量会上升，代谢水平__ __。种子烘干失去的是__ __，而后吸水也不能萌发，说明__ __影响细胞的生命活动，失去__ __会影响细胞的生命力。
2．新鲜鸡蛋蛋白中水的主要存在形式为__ __，变质鸡蛋蛋白中水的主要存在形式为__ __，说明__ __。
3．冬天来临前，北方冬小麦自由水比例会逐渐__ __，结合水比例会逐渐__ __，以增强抗寒性。
结论：
冬小麦经过严寒的冬季，春季分蘖，夏季收获。下列关于冬小麦细胞中水的叙述，错误的是（）
A．冬小麦种子萌发时，细胞中结合水与自由水的比值增大，细胞代谢增强
B．冬小麦在冬季自由水与结合水的比值会下降，从而适应寒冷环境
C．冬小麦植株细胞内的结合水主要与蛋白质、多糖等物质结合
D．冬小麦种子晾晒过程中失去的水主要是自由水
目标二　无机盐的作用
无机盐的存在形式(教材P21)
二、无机盐的作用
1．无机盐对构成细胞有重要作用(教材P22)
(1)缺乏N、Mg，植物的光合作用受影响，原因是N、Mg是组成__ __的成分。
(2)P是组成__ __的重要成分，植物缺P会影响生长发育。
2．无机盐对维持生命活动很重要(教材P22)
3．无机盐对维持生物体的渗透压和酸碱平衡很重要
(1)质量分数为0.9%的氯化钠溶液的渗透压，与人体细胞所处液体环境的相似，也称__ __。(教材P22“拓展应用”)
(2)人体代谢过程中产生的一些物质会改变体液的酸碱度，人体血液中存在H2CO3/NaHCO3和NaH2PO4/Na2HPO4等物质，可以中和这些变化。
(2025·广州期末)细胞中的无机盐大多以离子的形式存在，无机盐对维持细胞和生物体的生命活动有重要作用。下列相关叙述错误的是（）
A．植物缺锌影响叶绿素的含量，导致叶片发黄
B．植物缺磷常表现为植株矮小、根系发育差
C．人体缺铁影响血红蛋白的合成，导致贫血
D．人血液中钙离子含量太低导致抽搐
理性思维、科学探究
设计一个实验证明镁盐是植物生活所必需的无机盐，请根据提供的实验材料用品，完成实验步骤，并得出相应的结论。
(1)材料用品：完全培养液甲，缺镁的完全培养液乙，适当的固定材料，广口瓶若干，长势相似的玉米幼苗，含镁的无机盐。
(2)方法步骤
①取两个洁净的广口瓶编号A、B，并向A中加入一定量的完全培养液甲，向B中加入__ __。
②取__ __平均分为两组，将其中一组放入A瓶中，另一组放入B瓶中。
③将两广口瓶置于__ __的条件下培养一段时间，观察__ __。
(3)实验结果及结论
A瓶中玉米幼苗生长正常；B瓶中__ __。说明__ __。
(4)为进一步验证镁盐一定是必需的无机盐，还应增加的实验步骤是__ __，观察玉米幼苗的生长状况。
方法规律 探究植物必需无机盐的实验设计思路
探究某一种无机盐X是否为植物必需无机盐，一般利用溶液培养法，具体设计思路如下：
(1)对照组
植物＋完全培养液→正常生长。
(2)实验组
实验组加入X盐的目的是二次对照，使实验组前后对照，以增强说服力。
一、知识构建评价
二、概念诊断评价
1．不同生物的含水量不同，但同一生物的含水量始终相同。　 （）
2．新鲜幼嫩的植物细胞中只含有自由水。（）
3．降温时，部分自由水可以转化为结合水，使得此时结合水含量大于自由水含量。（）
4．大量出汗时应多喝白开水。　 （）
5．细胞中的无机盐主要以化合物的形式存在。（）
6．有的无机盐游离在水中，维持细胞的渗透压和pH。（）
7．Mg是合成叶绿素分子的原料，Fe是合成血红素的原料。（）
三、学情随堂评价
1． (2022·湖北卷)水是生命的源泉，节约用水是每个人应尽的责任，下列有关水在生命活动中作用的叙述，错误的是（）
A．水是酶促反应(细胞内生化反应)的环境
B．参与血液中缓冲体系的形成
C．可作为维生素D等物质的溶剂
D．可作为反应物参与生物氧化过程
2．在探索外星空间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一环，这是因为“水是生命之源”。下列关于水的说法错误的是（）
A．自由水是一种良好的溶剂
B．水可以缓解温度的变化，有利于维持生命系统的稳定性
C．结合水越多，抗逆性越强
D．种子休眠时，结合水与自由水的比值降低，细胞代谢减弱
3．下图为细胞中水的存在形式及其作用，下列叙述正确的是（）
A．冬季来临，结合水/自由水的比例增大，细胞代谢水平和抗逆性均减弱
B．若乙的含义是“运送营养物质和代谢废物”，则主要是参与氧气的运输
C．甲的含义是“组成细胞的结构”，如果这部分水失去会导致细胞死亡
D．从图中可以推测，温度越高，细胞中的自由水越多
4．(2021·浙江选考改编)无机盐是生物体的组成成分，对维持生命活动有重要作用。下列叙述错误的是（）
A．Mg2+存在于叶绿素、胡萝卜素等各种色素中
B．HCO对生物体pH起着重要的调节作用
C．血液中Ca2+含量过低，人体易出现肌肉抽搐
D．适当补充I－可预防缺碘引起的甲状腺功能减退症
5．(2025·深圳宝安区期末)玉米从外界吸收硝酸盐和磷酸盐，可以用于细胞内合成核酸。据此说明硝酸盐和磷酸盐的作用是（）
A．能够为玉米细胞提供能量
B．对调节细胞的渗透压有重要作用
C．对于维持细胞的正常形态有着重要作用
D．是细胞中某些复杂化合物的重要组成成分
第2节　细胞中的无机物
新知导学
目标一　细胞中的水
三、 1.自由水　降低　自由水　增强　结合水　结合水　结合水
2．结合水　自由水　自由水和结合水在一定条件下可以转化
3．降低　上升　自由水　结合水
例1　A　解析：自由水含量越高，代谢越旺盛，冬小麦种子萌发时，细胞中结合水与自由水的比值减小，细胞代谢增强，A错误。
目标二　无机盐的作用
1．(1)叶绿素　(2)细胞膜、细胞核
3．(1)生理盐水
例2　A　解析：植物缺镁影响叶绿素的含量，导致叶片发黄，A错误。
素养养成　(2)①等量缺镁的完全培养液乙　②长势相似的玉米幼苗　③相同且适宜　玉米幼苗的生长状况　(3)玉米幼苗不能正常生长　镁盐是植物生活所必需的无机盐　(4)向B瓶中添加适量镁盐
解析：根据实验目的，本实验的自变量是营养液中镁的有无，其他条件均应相同且适宜。溶液培养法可以用来判定某元素是否为必需元素，运用对照原则，将玉米幼苗随机分为两组，分别放在含镁和不含镁的完全培养液中培养，观察实验结果，对结果进行分析，得出结论。
随堂内化
一、①自由水　②结合水　③离子　④维持细胞的酸碱平衡和渗透压
二、 1.?　提示：同一生物的不同生长阶段含水量也不相同。
2．?
3．?　提示：降温时虽然自由水可以转化为结合水，但只是自由水与结合水的比值降低了，总量还是自由水更多。
4．?　提示：大量出汗后为维持渗透压平衡，应该补充适量盐水(或电解质水)。
5．?　提示：细胞中的无机盐主要以离子的形式存在。
6．√　7.√
三、 1.C　解析：自由水是化学反应的介质，故水是酶促反应的环境，A正确；血液中的缓冲物质溶解在水中才能形成缓冲体系，B正确；维生素D属于脂质，脂质通常不溶于水，C错误；水可作为反应物参与生物氧化过程，D正确。
2．D　3.C
4．A　解析：Mg2＋是叶绿素的主要成分，胡萝卜素等色素中无Mg2＋，A错误。
5．D　解析：玉米从外界吸收硝酸盐和磷酸盐，可以用于细胞内合成核酸，核酸是一种重要的生物大分子，说明硝酸盐和磷酸盐的作用是细胞中某些复杂化合物的重要组成成分。(共55张PPT)
第2章
第2节　细胞中的无机物
组成细胞的分子
知识目标 素养目标
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(重点)； 2．举例说出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用(重难点)； 3．结合水的概念(难点) 生命观念：从结构与功能相适应的视角，说明细胞中水的存在形式及作用，深入理解生命的本质；
科学思维：根据实例探究结论，培养总结形成概念的能力；
社会责任：①培养保护水资源，善待、保护生命的社会责任感；②形成健康的生活态度
新知导学
一、生物体的含水量及水分子的结构
1．生物体的含水量有什么特点？(教材P20)
______________________________________________________________。
细胞中的水
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%
目标
一
2．水为什么具有流动性？(教材P21)
____________________________________________________________________。
3．为什么说水对维持生命系统的稳定性十分重要？(教材P21)
________________________________________________________________________________________________。
水分子之间容易形成氢键，也容易断裂，常温下水维持液体形态，具有流动性
由于氢键的存在，水分子具有较大的比热容，水的温度相对不容易发生改变，可以维持生命系统的稳定性
二、水的存在形式及作用(教材P21)
1．水蜜桃香甜多汁，当你咬开水蜜桃时，冒出的汁水主要是什么形式的水？
__________。
汁水香甜，很多物质溶解其中，说明自由水有什么功能？
____________________。
2．回忆初中知识，植物光合作用需要水的参与！这说明自由水有什么功能？
______________________________。
自由水
细胞内良好的溶剂
参与细胞内许多生物化学反应
3．血液中含自由水较多，根据血液的功能推断，自由水有什么功能？ __________________________。
离开血浆的血细胞很快会死亡，这说明自由水可以为细胞提供什么环境？ ________________。
4．心肌细胞含水量达79%，从心肌的状态推断，所含的是什么形式的水？ __________。
说明这种形式的水有什么功能？ __________________________。
运输营养物质和代谢废物
提供液体环境
结合水
细胞结构的重要组成成分
三、自由水与结合水的转化
1．种子晒干后，细胞内的_________含量降低，代谢水平_______，有利于种子或粮食长期储藏。干种子吸水后可以萌发，说明_________含量会上升，代谢水平_______。种子烘干失去的是_________，而后吸水也不能萌发，说明_________影响细胞的生命活动，失去__________会影响细胞的生命力。
2．新鲜鸡蛋蛋白中水的主要存在形式为__________，变质鸡蛋蛋白中水的主要存在形式为__________，说明______________________________________。
3．冬天来临前，北方冬小麦自由水比例会逐渐________，结合水比例会逐渐________，以增强抗寒性。
自由水
降低
自由水
增强
结合水
结合水
结合水
结合水
自由水
自由水和结合水在一定条件下可以转化
降低
上升
结论：
自由水
结合水
总结
形式 自由水 结合水
定义 以游离的形式存在 与细胞内的其他物质相结合
含量 约占95.5% 约占4.5%
特点 可以自由流动 失去流动性和溶解性
作用 ①细胞内的良好溶剂； ②参与细胞内的化学反应； ③为细胞提供液体环境； ④运送营养物质和代谢废物 细胞结构的重要组成
联系 自由水和结合水可以相互转化，正常情况下，细胞内自由水所占比例越大，细胞的代谢就越旺盛；而结合水越多，细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越强 　　　冬小麦经过严寒的冬季，春季分蘖，夏季收获。下列关于冬小麦细胞中水的叙述，错误的是 (　　)
A．冬小麦种子萌发时，细胞中结合水与自由水的比值增大，细胞代谢增强
B．冬小麦在冬季自由水与结合水的比值会下降，从而适应寒冷环境
C．冬小麦植株细胞内的结合水主要与蛋白质、多糖等物质结合
D．冬小麦种子晾晒过程中失去的水主要是自由水
1
A
解析：自由水含量越高，代谢越旺盛，冬小麦种子萌发时，细胞中结合水与自由水的比值减小，细胞代谢增强，A错误。
一、无机盐的存在形式(教材P21)：主要是离子形式。
二、无机盐的作用
1．无机盐对构成细胞有重要作用(教材P22)
(1)缺乏N、Mg，植物的光合作用受影响，原因是N、Mg是组成__________的成分。
(2)P是组成__________________的重要成分，植物缺P会影响生长发育。
无机盐的作用
叶绿素
细胞膜、细胞核
目标
二
2．无机盐对维持生命活动很重要(教材P22)
血液中___________________会出现________等症状，含量过高会引发肌无力。
3．无机盐对维持生物体的渗透压和酸碱平衡很重要
(1)质量分数为0.9%的氯化钠溶液的渗透压，与人体细胞所处液体环境的相似，也称____________。(教材P22“拓展应用”)
(2)人体代谢过程中产生的一些物质会改变体液的酸碱度，人体血液中存在H2CO3/NaHCO3和NaH2PO4/Na2HPO4等物质，可以中和这些变化。
Ca2+的含量过低
抽搐
生理盐水
小结 无机盐的生理功能
功能 举例
细胞内某些复杂的化合物的重要组成成分 Mg——叶绿素，Fe——血红素，P——细胞膜等结构，N——蛋白质等，I——甲状腺激素
参与并维持生物体的生命活动 血液中Ca2+的含量过低会出现抽搐等症状，含量过高会引发肌无力
维持生 物体内 的平衡 渗透压的平衡 Na＋、Cl－对细胞外液渗透压起重要作用，K＋则对细胞内液渗透压起重要作用
酸碱平衡 (即pH平衡) 人血浆中的 等对血浆pH的稳定起重要作用
　　　(2025·广州期末)细胞中的无机盐大多以离子的形式存在，无机盐对维持细胞和生物体的生命活动有重要作用。下列相关叙述错误的是 (　　)
A．植物缺锌影响叶绿素的含量，导致叶片发黄
B．植物缺磷常表现为植株矮小、根系发育差
C．人体缺铁影响血红蛋白的合成，导致贫血
D．人血液中钙离子含量太低导致抽搐
2
A
解析：植物缺镁影响叶绿素的含量，导致叶片发黄，A错误。
设计一个实验证明镁盐是植物生活所必需的无机盐，请根据提供的实验材料用品，完成实验步骤，并得出相应的结论。
(1)材料用品：完全培养液甲，缺镁的完全培养液乙，适当的固定材料，广口瓶若干，长势相似的玉米幼苗，含镁的无机盐。
(2)方法步骤
①取两个洁净的广口瓶编号A、B，并向A中加入一定量的完全培养液甲，向B中加入__________________________。
②取______________________平均分为两组，将其中一组放入A瓶中，另一组放入B瓶中。
③将两广口瓶置于______________的条件下培养一段时间，观察___________ _____________。
等量缺镁的完全培养液乙
　　　　　　　理性思维、科学探究
长势相似的玉米幼苗
相同且适宜
玉米幼苗
的生长状况
(3)实验结果及结论
A瓶中玉米幼苗生长正常；B瓶中________________________。说明_________ _______________________。
(4)为进一步验证镁盐一定是必需的无机盐，还应增加的实验步骤是________ _______________，观察玉米幼苗的生长状况。
玉米幼苗不能正常生长
镁盐是
植物生活所必需的无机盐
向B瓶中
添加适量镁盐
解析：根据实验目的，本实验的自变量是营养液中镁的有无，其他条件均应相同且适宜。溶液培养法可以用来判定某元素是否为必需元素，运用对照原则，将玉米幼苗随机分为两组，分别放在含镁和不含镁的完全培养液中培养，观察实验结果，对结果进行分析，得出结论。
方法规律 探究植物必需无机盐的实验设计思路
探究某一种无机盐X是否为植物必需无机盐，一般利用溶液培养法，具体设计思路如下：
(1)对照组
植物＋完全培养液→正常生长。
(2)实验组
实验组加入X盐的目的是二次对照，使实验组前后对照，以增强说服力。
随堂内化
一、知识构建评价
自由水
结合水
离子
　维持细胞的酸碱平衡和渗透压
二、概念诊断评价
1．不同生物的含水量不同，但同一生物的含水量始终相同。 (　　)
提示：同一生物的不同生长阶段含水量也不相同。
2．新鲜幼嫩的植物细胞中只含有自由水。 (　　)
3．降温时，部分自由水可以转化为结合水，使得此时结合水含量大于自由水含量。 (　　)
提示：降温时虽然自由水可以转化为结合水，但只是自由水与结合水的比值降低了，总量还是自由水更多。
×
×
×
4．大量出汗时应多喝白开水。 (　　)
提示：大量出汗后为维持渗透压平衡，应该补充适量盐水(或电解质水)。
5．细胞中的无机盐主要以化合物的形式存在。 (　　)
提示：细胞中的无机盐主要以离子的形式存在。
6．有的无机盐游离在水中，维持细胞的渗透压和pH。 (　　)
7．Mg是合成叶绿素分子的原料，Fe是合成血红素的原料。 (　　)
×
×
√
√
三、学情随堂评价
1．(2022·湖北卷)水是生命的源泉，节约用水是每个人应尽的责任，下列有关水在生命活动中作用的叙述，错误的是 (　　)
A．水是酶促反应(细胞内生化反应)的环境
B．参与血液中缓冲体系的形成
C．可作为维生素D等物质的溶剂
D．可作为反应物参与生物氧化过程
C
解析：自由水是化学反应的介质，故水是酶促反应的环境，A正确；血液中的缓冲物质溶解在水中才能形成缓冲体系，B正确；维生素D属于脂质，脂质通常不溶于水，C错误；水可作为反应物参与生物氧化过程，D正确。
2．在探索外星空间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一环，这是因为“水是生命之源”。下列关于水的说法错误的是 (　　)
A．自由水是一种良好的溶剂
B．水可以缓解温度的变化，有利于维持生命系统的稳定性
C．结合水越多，抗逆性越强
D．种子休眠时，结合水与自由水的比值降低，细胞代谢减弱
D
3．下图为细胞中水的存在形式及其作用，下列叙述正确的是 (　　)



A．冬季来临，结合水/自由水的比例增大，细胞代谢水平和抗逆性均减弱
B．若乙的含义是“运送营养物质和代谢废物”，则主要是参与氧气的运输
C．甲的含义是“组成细胞的结构”，如果这部分水失去会导致细胞死亡
D．从图中可以推测，温度越高，细胞中的自由水越多
C
4．(2021·浙江选考改编)无机盐是生物体的组成成分，对维持生命活动有重要作用。下列叙述错误的是 (　　)
A．Mg2+存在于叶绿素、胡萝卜素等各种色素中
C．血液中Ca2+含量过低，人体易出现肌肉抽搐
D．适当补充I－可预防缺碘引起的甲状腺功能减退症
A
解析：Mg2+是叶绿素的主要成分，胡萝卜素等中无Mg2+，A错误。
5．(2025·深圳宝安区期末)玉米从外界吸收硝酸盐和磷酸盐，可以用于细胞内合成核酸。据此说明硝酸盐和磷酸盐的作用是 (　　)
A．能够为玉米细胞提供能量
B．对调节细胞的渗透压有重要作用
C．对于维持细胞的正常形态有着重要作用
D．是细胞中某些复杂化合物的重要组成成分
D
解析：玉米从外界吸收硝酸盐和磷酸盐，可以用于细胞内合成核酸，核酸是一种重要的生物大分子，说明硝酸盐和磷酸盐的作用是细胞中某些复杂化合物的重要组成成分。
教材参考答案及详解
问题探讨(P20)
1．水在细胞中的作用主要表现在以下几个方面：水是细胞结构的重要组成成分；水是细胞内的良好溶剂，许多物质必须溶解在水中，细胞内的许多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础的液体环境中；通过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，也把各个细胞在代谢中产生的废物运送到排泄器官或者直接排出体外。总之，各种生物体的一切生命活动都离不开水。
2．表中的氯化钠、氯化钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、碳酸氢钠都属于无机盐，它们在饮料中以离子的形式存在。运动员在运动中会大量出汗，出汗时人体会排出大量无机盐，所以要补充无机盐。无机盐可以调节细胞的生命活动，也是许多有机物的重要组成成分。
旁栏思考题(P21)
部分离子的作用参考下表：
离子 在人体或植物体中的功能
Na＋ 人体体液的组成成分，调节体液渗透压；参与形成膜电位，维持神经和肌肉的正常兴奋性
K＋ 人体体液的组成成分，维持离子浓度平衡、调节体液渗透压；参与形成膜电位，维持神经和肌肉的正常兴奋性
Ca2+ 促进牙齿和骨骼生长；调节神经、肌肉的敏感性等
Mg2+ 参与构成叶绿素，与某些酶的活性有关
Fe2+/Fe3+ Fe3+和Fe2+在人体内可以相互转化，其中Fe2+是血红蛋白及某些含铁酶类的成分
思考·讨论(P22)
1．光合作用的正常进行不能缺少叶绿素，而叶绿素的分子结构中不能缺少的元素之一就是Mg，Mg对于光合作用具有重要意义。缺Mg使叶绿素的形成受到阻碍，进而影响光合作用。
2．人体内血红蛋白和红细胞的减少都可以导致贫血。血红蛋白的分子结构不能缺少的一种元素就是Fe。缺Fe会导致血红蛋白的合成障碍，从而引起贫血。
3．这说明了P对于植物正常的生长发育是必不可少的。P作为植物生长发育所必需的大量元素之一，是许多重要化合物(如核酸、ATP等)和生物膜等的重要组成成分，也在光合作用和呼吸作用等与能量代谢有关的反应中扮演重要角色。当P供应不足时，核酸的合成会受到影响，不仅会波及蛋白质的合成，还会影响体内糖类的代谢。因此，缺乏P的植株会由于糖类代谢障碍而出现叶片颜色异常，并且长得矮小、结实率低。
旁栏思考题(P22)
盐是日常生活中不可缺少的调味品，它的主要成分是NaCl。虽然Na和Cl在细胞的代谢中发挥重要的作用，但它们并不是越多越好。世界卫生组织(WHO)推荐每人每天食盐摄入量以5 g为宜。摄入盐过多对人类健康的危害很大。例如，有大量证据表明，增加盐的摄入会增加高血压及其他心血管疾病的患病风险；高盐饮食与骨质疏松症、糖尿病等相关。但是，并不是所有的人群都适合低盐饮食，某些疾病患者可能要维持相当水平的盐摄入。(该思考题可以让学生体会到适度与平衡的重要性。)
练习与应用(P22)
一、概念检测
(1)×　(2)×　(3)×
二、拓展应用
1．质量分数为0.9%的氯化钠溶液的浓度，正是人体细胞所处液体环境中溶质的浓度，所以叫生理盐水。当人体需要补充盐溶液或输入药物时，应输入生理盐水或用生理盐水作为药物的溶剂，以保证人体细胞的生活环境维持在稳定的状态。
2．水是生命之源，地球上最早的生命就是起源于水中的。科学家在火星上发现了流动水的痕迹，说明那里可能有自由流动的水。同时，那里的土壤中还含有生命必需的一些元素，所以科学家才会作出这样的推测。
课时作业
1．校运会上参加长跑的运动员大量出汗，导致身体丢失很多的水和部分无机盐，可能引起电解质失衡，此时最宜饮用的是 (　　)
A．热咖啡 B．淡盐水
C．温茶水 D．酸牛奶
B
解析：皮肤中的汗腺能够分泌汗液，汗液中的主要成分是水，还有少量的尿素和无机盐(氯化钠)等物质。因此，大量出汗后，人最好饮用淡盐水，这样可以补充体内水分，还可以补充体内电解质，有利于维持人体正常的水盐代谢。
2．下列对自由水和结合水的描述，错误的是 (　　)
A．风干种子细胞中的水主要以结合水的形式存在
B．自由水与结合水的比例随个体代谢强弱而变化
C．储藏中的种子不含自由水，以保持休眠状态
D．自由水参与体内营养物质和代谢废物的运输
C
解析：风干的种子自由水大量蒸发而减少，此时细胞中的水主要以结合水的形式存在，A正确；自由水与结合水的比值大小和新陈代谢的强弱有关系，自由水与结合水的比值越大，新陈代谢越旺盛，B正确；储藏的晒干种子中自由水含量减少，但仍含有自由水，C错误；参与运输营养物质和代谢废物的水为自由水，D正确。
3．(2025·江门期末)硒是GSH－Px酶的组成部分，这种酶可以保护细胞免受过氧化物损害。对硒在细胞内作用的叙述，正确的是 (　　)
A．参与重要化合物的组成 B．提供能量
C．构成细胞的重要结构 D．调节渗透作用
A
解析：硒是GSH－Px酶的组成部分，若缺乏硒，则GSH－Px酶无法完成相应的功能，体现了硒参与重要化合物的组成这一功能。
4．(2025·东莞期末)“庄稼一枝花，全靠肥当家”，合理施肥和灌溉是农作物高产的保障。下列相关叙述错误的是 (　　)
A．肥料中的矿质元素需溶解在水中才能被农作物根系吸收
B．适当增施镁肥，能够促进叶绿素的合成，防止叶片发黄
C．农作物的秸秆充分晒干后，剩余物质的主要成分是无机盐
D．冬季小麦细胞中自由水与结合水的比值降低，以适应低温环境
C
解析：自由水是良好的溶剂，肥料中的矿质元素需要溶解在水中才能被农作物根系吸收，A正确；镁离子是叶绿素的组成成分，适当添加镁肥，能促进叶绿素的合成，防止植物发黄，B正确；将农作物秸秆充分晒干后，其体内剩余的物质主要是有机物，C错误；冬季小麦细胞中自由水与结合水的比值降低，细胞的抗逆性增强，有利于适应低温环境，D正确。
5．香蕉是公认的“补钾高手”，低钾血症是指由于摄入钾过少，或通过汗液、尿液、胃肠道排出钾过多等原因，造成乏力、腹胀、心律失常等症状。这说明无机盐离子 (　　)
A．对维持细胞酸碱平衡起重要作用
B．对维持细胞形态有重要作用
C．对维持细胞内外水分平衡有重要作用
D．对生物体正常生命活动是必不可少的
D
6．(2025·云南期末)玉米植株缺钾时，茎秆软弱容易倒伏，叶片边缘和尖端呈褐色，并逐渐焦枯。下表是兴趣小组探究钾对植物生长影响的培养液配方，下列相关叙述错误的是 (　　)
A．设置①组的目的是作为实验的对照组
B．该方案能达到探究钾对植物生长影响的目的
C．培养液中的无机盐以离子形式被植物细胞吸收
D．Mg2+是合成叶绿素必需的无机盐离子
组别 培养液 类型 培养液所含主要成分的质量浓度/(mg·L－1) KNO3 (NH4)2SO4 CaCl2·2H2O MgSO4·7H2O
① 完全培养液 25 000 134 150 150
② 缺素培养液 0 134 150 250
B
7．无机盐对于维持生物体的生命活动具有重要作用。下列有关生物体内无机盐的叙述，不正确的是 (　　)
A．细胞中的无机盐大多数以化合物的形式存在，如CaCO3参与构成骨骼、牙齿等
B．生理盐水可用于清洗外伤伤口，因为它可维持细胞正常的渗透压且有清洁作用
C．患急性肠炎的病人脱水时输入葡萄糖盐水是常见的治疗方法
D．缺铁会导致哺乳动物血液运输O2的能力下降
A
解析：细胞中的无机盐大多数以离子的形式存在。
8．威尔逊氏症是铜在体内积累而导致的疾病。铜在人体内肝、肾、大脑等处过度积累，最终导致肝、肾衰竭，甚至大脑损伤。下列叙述正确的是 (　　)
A．铜是人体生命活动所需的大量元素，但积累过多时会对身体造成伤害
B．人体内Cu均以离子形式存在，参与维持机体正常的渗透压
C．细胞中的结合水既能结合和溶解Cu2+，又在Cu2+的运输中发挥重要作用
D．威尔逊氏症患者可能出现行动迟缓等症状，可使用排铜药物治疗
D
解析：铜是人体生命活动所需的微量元素，A错误；人体内Cu一般以离子形式存在于细胞外，参与维持机体正常的渗透压，在细胞内往往以化合态形式存在，B错误；细胞中的自由水既能溶解Cu2+，又在Cu2+的运输中发挥重要作用，结合水是细胞结构的一部分，不能作为溶剂，也不能参与物质的运输，C错误；据题可知，铜在人体内肝、肾、大脑等处过度积累，最终导致肝、肾衰竭，甚至大脑损伤，所以威尔逊氏症患者可能出现行动迟缓等症状，可使用排铜药物治疗，D正确。
9．(2025·江苏期末)下图为对刚收获的种子所做的一系列处理，据图分析，下列叙述正确的是 (　　)

A．①和②均能够萌发形成幼苗
B．④是自由水，⑤是结合水
C．③为无机盐，在生物体内主要以化合物形式存在
D．通常自由水比例高，植物抗逆性强
B
解析：据图分析，①为晒干的种子，②为种子烘干的过程，③为种子燃烧后剩下的灰分，即无机盐，④为自由水，⑤为结合水。
10．下列有关茶叶中元素和化合物的叙述，错误的是 (　　)
A．茶叶和人体所含的元素种类大体上是相同的
B．新鲜茶叶在炒制过程中主要失去的水主要是自由水
C．晒干后的茶叶中含量最高的化合物是无机盐
D．茶水含有茶多酚，适量饮用有利于人体健康
C
解析：细胞鲜重中水的含量最多，其次是蛋白质，所以晒干后的茶叶中含量最高的化合物是蛋白质，C错误。
11．冬小麦一般在9月中下旬至10月上旬播种，翌年5月底至6月中下旬成熟。在越冬时，细胞内的生理代谢会发生改变以提高抗寒能力。翌年，农民在储存小麦种子前，需将刚收获的小麦种子晒干后，才收进粮仓存放。右图表示冬小麦在不同时期含水量和呼吸速率的变化。请回答下列问题：
(1)在10～12月，植物的自由水与结合水含量的比值逐渐减小，原因是__________________________________________________。据此推测，植物的抗寒能力的大小与该比值大小的关系是____________(填“呈正相关”“呈负相关”或“无关”)。
越冬期间，植物的自由水含量减少而结
呈负相关
合水含量增加
(2)农民晒种时小麦种子失去的主要是以__________的形式存在于细胞中的水，当把种子晒干后放在试管中点燃，直至燃成灰烬，此过程中失去的水分主要是_________，灰烬的主要成分是__________。
自由水
结合水
无机盐
12．为了探究某种植物A(滩涂草本盐沼植物)对水淹生态环境的适应机制，某科研小组以“探究某种植物A体内自由水和结合水的比值与潮汐水淹时间的关系”为课题，设计了如下实验：
①选取同一海滩的植物A幼苗分别栽种于多个沙盆中。
②将长势相同、生长良好的植物A幼苗平均分成5组，每天分别进行0 h、3 h、6 h、12 h和24 h的水淹处理。
③在处理50 d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，分析实验过程及实验结果，回答以下问题：
水淹时间/(h·d－1) 0 3 6 12 24
自由水与结合水的比值 1.5 0.75 1.25 1.1 1.0
(1)在该实验中，____________是自变量。请结合表格数据在图中绘出折线图。
水淹时间
答案：如下图所示：
水淹时间/(h·d－1) 0 3 6 12 24
自由水与结合水的比值 1.5 0.75 1.25 1.1 1.0
(2)为了能最大限度地模拟植物A水淹的生态环境，在进行水淹处理时，实验用水应为________，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，植物A在水淹时间为_____h·d－1的环境下，抗逆性最强。在进行水淹处理时间为_____h·d－1的环境下，代谢活动最强。
海水
植物A采样地点
3
0
水淹时间/(h·d－1) 0 3 6 12 24
自由水与结合水的比值 1.5 0.75 1.25 1.1 1.0
解析：(1)由实验目的可确定该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。绘制曲线时应对照表中数据先画点，后连线。(2)为了确保实验结果的可靠性，该实验应选取植物A采样点的海水进行水淹处理。(3)结合(1)所画的曲线分析，水淹3 h·d－1时，自由水与结合水的比值最低，植物A的抗逆性最强；而在没有水淹时，自由水与结合水比值最高，代谢最旺盛。
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