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第2节　细胞中的无机物
课时学习目标　(1)指出生物体的含水量一般为60%～95%，以自由水和结合水的形式存在，赋予了细胞许多特性，在生命活动中具有重要作用(结构与功能观)。
(2)举例说出无机盐在细胞内含量虽少，但与生命活动密切相关(物质与能量观)。
一、细胞中的水
1.水的含量
(1)水是构成细胞的重要成分，也是活细胞中含量最多的化合物。
(2)生物体的含水量随着生物种类的不同有所差别。
2.水的特点
(1)水分子是极性分子，因此水是良好的溶剂。
(2)水分子具有氢键，易于断裂和形成，使水具有流动性和较高的比热容。
3.水的存在形式和作用
[微思考]
水为什么能成为细胞内良好的溶剂？
提示：水分子的空间结构及电子的不对称分布，使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。
4.水的含量与细胞代谢和抗逆性的关系
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；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。
[辨正误]
(1)生物种类不同，含水量不同，如陆生生物含水量多于水生生物。(×)
提示：陆生生物含水量少于水生生物。
(2)新鲜幼嫩的植物细胞中只含有自由水，代谢旺盛。(×)
提示：新鲜幼嫩的植物细胞中也含有结合水，只是结合水所占的比例小。
(3)水分在细胞内不参与细胞结构的组成。(×)
提示：结合水参与细胞结构的组成。
(4)细胞内结合水与自由水的比值，种子萌发时比休眠时高。(×)
提示：细胞内结合水与自由水的比值，种子萌发时比休眠时低。
阅读材料，回答问题：
材料1　水是生命之源。
下图中A、B表示水在细胞中的两种存在形式及在不同状态下的转化情况。
AB
材料2　农业生产中，需要将种子晒干后进行储存，这样能保存较长时间。如果将晒干后的种子放入试管中进行加热，会发现试管壁上有水珠出现。晒干后的小麦种子不能萌发，浸泡处理后的小麦种子却可以萌发。
(1)结合材料1图示，归纳自由水、结合水的相对含量与细胞代谢强度的关系？
提示：细胞中自由水/结合水的值大，代谢活动旺盛；细胞中自由水/结合水的值小，代谢活动缓慢。
(2)据材料2分析：
①种子晒干后重量减轻，此时种子失去的主要是哪种形式的水？干种子用水浸泡后仍能萌发，这说明了什么？
提示：自由水。失去大部分自由水的种子仍能保持其生理活性。
②种子需晒干后进行储存的原因是什么？
提示：种子晒干后自由水含量减少，细胞代谢减弱，储存时可减少有机物的消耗。
(3)“绵绵的春雨润醒了小草，润绿了杨树，润开了报春花。”绘出植物在复苏过程中，细胞中自由水与结合水相对含量变化的曲线图。
提示：
(4)越冬的植物、干旱地区植物细胞中，结合水含量升高，这表明自由水和结合水的含量与生物的抗逆性有什么关系？
提示：在一般情况下，结合水/自由水的值越大，细胞抗逆性越强。
1.水分子的结构及氢键示意图及理化特性的解读
2.自由水和结合水的比值关系
(1)图示
(2)曲线
(3)在生产中的应用
①种子萌发时，需要吸收水分增加自由水含量。
②种子储存前晒干是为了降低自由水含量，降低代谢速率，以延长储存时间。
③越冬作物减少灌溉，可提高作物对低温的抗性。
【学以致用】
1.(2024·安阳一中高一质检)人们普遍认为，地球上最早的生命孕育在海洋中，生命从一开始就离不开水。下列关于水的说法，错误的是(　　)
A.水分子是极性分子，带电分子(或离子)易与水结合，因此水是一种良好的溶剂
B.由于氢键的存在，使水可以缓解温度的变化，有利于维持生命系统的稳定性
C.结合水与蛋白质、多糖等物质结合，是细胞中水的主要存在形式
D.种子萌发时结合水与自由水的比值减小，细胞代谢增强
答案　C
解析　水分子是极性分子，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；氢键的存在使水温不易改变，可以缓解温度的变化，有利于维持生命系统的稳定性，B正确；自由水是细胞中水的主要存在形式，C错误；种子萌发时自由水增多，结合水与自由水的比值减小，细胞代谢增强，D正确。
2.(2024·襄阳四中高一月考)2023年3月22日是第三十一届“世界水日”。下列有关生物体中水的叙述，错误的是(　　)
A.沙漠地区的仙人掌细胞内含量最多的化合物是水
B.细胞内自由水所占比例越大，抵抗寒冷能力越弱
C.结合水失去流动性和溶解性，成为生物体的构成成分
D.水在细胞中的两种存在形式不能相互转化
答案　D
解析　沙漠地区的仙人掌细胞内含量最多的化合物是水，A正确；细胞内自由水所占比例越大，抵抗寒冷能力越弱，B正确；结合水失去流动性和溶解性，成为生物体的构成成分，C正确；一定条件下，水在细胞中的两种存在形式可相互转化，D错误。
二、细胞中的无机盐
1.存在形式和含量
2.无机盐的生理功能
生理功能 举例
组成某些复杂化合物 ①Mg是构成叶绿素的元素； ②Fe是构成血红素的元素； ③P是组成细胞膜、细胞核的重要成分，也是细胞必不可少的许多化合物的成分
维持细胞和生物体的生命活动 ①Na＋缺乏会引发肌肉酸痛、无力等； ②哺乳动物血液中Ca2＋的含量太低，会出现抽搐等症状
维持生物体内的平衡 ①渗透压的平衡；②酸碱平衡
[微思考]
医用生理盐水是质量分数为0.9%的氯化钠溶液。生理盐水的使用体现了无机盐的什么功能？
提示：维持生物体内的渗透压平衡。
[辨正误]
(1)无机盐是细胞中含量很少的有机物。(×)
提示：无机物。
(2)细胞中的无机盐全部以离子的形式存在。(×)
提示：无机盐并不都是以离子的形式存在。如骨骼中的钙以CaCO3的形式存在。
(3)血钙过高会引起抽搐。(×)
提示：血钙含量太低，动物会出现抽搐等症状。
(4)细胞中的无机盐为细胞的生命活动提供物质和能量。(×)
提示：无机盐不能为细胞的生命活动提供能量。
1.下图是一种叶绿素分子和血红素分子的局部结构简图，据图回答相关问题：
(1)叶绿素分子的基本组成元素有C、H、O、N、Mg，血红素分子的基本组成元素有C、H、O、N、Fe。
(2)缺Mg植物叶子会变黄的原因是缺Mg会使叶绿素形成受阻，叶子缺乏叶绿素导致变黄；缺Fe会导致人体表现出贫血症状的原因是缺Fe会导致血红素的合成障碍，从而表现贫血症状。
(3)由此说明无机盐有什么作用？
提示：无机盐是某些化合物的重要组成成分。
2.阅读下列材料，回答问题：
材料1　足球运动员在激烈比赛中有时会出现肌肉抽搐的现象，这是随着汗液丢失了大量Ca2＋引起的；硼能促进花粉的萌发和花粉管的伸长，植物缺硼往往“花而不实”。
材料2　生理盐水是指与哺乳动物血浆和淋巴液等渗的无机盐溶液，常用的是质量分数为0.9%的氯化钠溶液。人体的红细胞在生理盐水中会保持原有的形态，如果放到清水中，会吸水涨破。
材料3　人体代谢过程中产生的一些代谢物质会改变体液的酸碱度，人体血液中存在的H2CO3/NaHCO3和NaH2PO4/Na2HPO4等酸碱缓冲物质，可以中和人体代谢产生的或酸或碱的代谢物质。
(1)材料1说明：无机盐对于维持细胞和生物体正常生命活动有重要作用。细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。
(2)材料2说明：无机盐能调节人体的渗透压，维持细胞的正常形态。
(3)材料3说明：无机盐对于维持人体内环境酸碱平衡的相对稳定具有重要作用。
(4)人体剧烈运动或高温作业时，会导致大量出汗，此时宜补充清水还是淡盐水？为什么？
提示：宜补充淡盐水。因大量流汗时许多无机盐离子会随水分流失，补水时必须同时补适量盐方可维持体内水盐的相对稳定状态。
【学以致用】
3.(2024·辽宁葫芦岛协作体联考)无机盐对于维持生物体的生命活动有重要作用。下列相关叙述错误的是(　　)
A.缺乏Na＋，神经细胞兴奋性会降低
B.缺Fe，会造成缺铁性贫血
C.缺乏K＋，会导致肌肉抽搐
D.缺P，会导致植物叶片呈暗绿偏紫色
答案　C
解析　缺乏Ca2＋会导致肌肉抽搐，C错误。
4.(2024·广东汕头期中)下列关于无机盐的叙述，错误的是 (　　)
A.缺铁性贫血是由于体内缺乏铁，不能合成血红素引起的
B.镁是构成叶绿素的成分之一，缺镁会影响光合作用的进行
C.患急性肠胃炎的病人脱水时只需要补充体内丢失的水分
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
解析　患急性肠胃炎的病人脱水时，不仅需要补充水分，还需要补充体内丢失的无机盐，C错误。
常见元素功能及缺乏症
　　　
随堂检测
1.(2024·许昌高中检测)患急性肠胃炎的人要及时补充生理盐水，其主要目的是(　　)
A.降温 B.提供能量
C.消毒 D.维持水和无机盐代谢的平衡
答案　D
解析　患急性肠胃炎时要及时补充生理盐水的目的是补充水和无机盐，以维持水和无机盐代谢的平衡，D正确。
2.(2024·浙江湖州期中改编)科学家推测，液态水是存在生命的前提。下列关于水的叙述，错误的是(　　)
A.是良好的溶剂
B.细胞中的水分子都以结合水的形式存在
C.是细胞结构的重要组成部分
D.其功能之一是运送营养和排出代谢废物
答案　B
解析　细胞中的水分子有自由水和结合水两种形式，B错误。
3.(2024·广东中山调研)碳酸酐酶(蛋白质类化合物)中含有一个锌离子。该酶能催化反应：H2CO3→CO2＋H2O。从而可使人免于酸中毒。以上实例不能体现无机盐的哪一功能(　　)
A.维持细胞的正常形态
B.合成某些重要化合物的原料
C.维持细胞的酸碱平衡
D.维持人体正常的生命活动
答案　A
解析　该实例中没有提到细胞形态，故不能体现无机盐维持细胞正常形态的功能，A符合题意；碳酸酐酶中含有锌离子，说明无机盐是合成某些重要化合物的原料，B不符合题意；该酶催化的结果是H2CO3分解，使人免于酸中毒，表明无机盐能维持酸碱平衡，维持人体正常的生命活动，C、D不符合题意。
4.(2024·江西九江质检)无机盐对生物体的生命活动起着重要作用。下列叙述正确的是(　　)
A.血液中Ca2＋含量太低，动物会出现抽搐等症状，说明无机盐对于维持细胞酸碱平衡非常重要
B.人输液时用生理盐水而不是蒸馏水，这说明无机盐在维持细胞的正常形态和功能中具有重要作用
C.无机盐在细胞中含量很少，所以属于微量元素
D.哺乳动物体内Na＋含量增加，会导致肌肉酸痛、无力
答案　B
解析　血液中Ca2＋含量太低，会出现抽搐等症状，说明无机盐对于维持生物体的生命活动具有重要作用，A错误；无机盐中也包含大量元素，如N、P、Mg等，C错误；哺乳动物体内Na＋缺乏，会导致肌肉酸痛、无力等，D错误。
5.(2024·大连高一期中)如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.③在生物体内主要以化合物的形式存在
C.④和⑤可以相互转化，北方冬小麦在冬季来临前⑤含量降低
D.④和⑤均为水，但是在细胞中的存在形式和含量不同
答案　D
解析　①→②为种子烘干的过程，结合水散失，故②不能萌发形成幼苗，A错误；③为无机盐，在生物体内主要以离子形式存在，B错误；④和⑤分别为自由水和结合水，可以相互转化，北方冬小麦在冬季来临前④含量降低，抵抗寒冷环境，C错误；④为自由水，⑤为结合水，是同一种物质，但是在细胞中的存在形式不同，含量也不同，D正确。
(时间：30分钟　分值：60分)
【基础对点】
知识点1　细胞中的水
1.春回大地，万物复苏。此过程中，植物细胞中自由水与结合水的相对含量变化分别是(　　)
A.增加，增加 B.增加，减少
C.减少，增加 D.减少，减少
答案　B
解析　春季到来，万物复苏，各种生物的代谢活动变得旺盛起来。在此过程中，植物细胞中的自由水增加，结合水减少，B正确。
2.(2024·江苏南通期中)下列有关人体内水的叙述，错误的是 (　　)
A.人体肝细胞中的水有自由水和结合水两种形式
B.植物体内的水分可参与营养物质的运输
C.冬季，植物体内结合水含量相对减少，抗寒能力提高
D.水在生物体内的化学反应中可充当反应物
答案　C
解析　细胞中水的存在形式有自由水和结合水，A正确；植物体内的水分可参与营养物质的运输，B正确；冬季，植物体内结合水含量相对增多，抗寒能力提高，C错误；水在生物体内的化学反应中可充当反应物，D正确。
3.(2024·郑州一中期末)对刚收获的小麦种子进行如图所示的处理，下列说法错误的是(　　)
刚收获的种子甲乙残留物丙
A.与刚收获的种子相比，甲的代谢减弱
B.甲在适宜条件仍可以萌发
C.晒干和烘烤过程中失去的主要化合物的本质相同
D.残留物丙在种子中大多数以化合物的形式存在
答案　D
解析　种子被晒干，自由水含量减少，故与刚收获的种子相比，甲的代谢减弱，A正确；种子在晒干过程中，失去的是自由水，晒干的种子在适宜条件仍可以萌发；干种子在烘烤过程中，失去的水是由结合水转化而来的， 晒干、烘烤过程中小麦种子失去的化合物本质相同，都是水，B、C正确；残留物丙为无机盐，细胞中的无机盐大多数以离子的形式存在，D错误。
4.(2024·成都期中)如图为水分子之间靠氢键结合的示意图，下列相关叙述错误的是 (　　)
A.水分子由2个氢原子和1个氧原子通过共用电子对而结合
B.水是极性分子，能结合带正电荷或负电荷的分子(或离子)
C.水分子之间的氢键能长时间维持，使水在常温下呈液态
D.水的比热容较高，使得水的温度相对不容易发生改变
答案　C
解析　水分子由2个氢原子和1个氧原子通过共用电子对而结合，A正确；水是极性分子，能结合带正电荷或负电荷的分子(或离子)，因此水是良好的溶剂，B正确；水分子之间易形成氢键，氢键易断裂和形成，使水在常温下呈液体状态，具有流动性，C错误；由于氢键的存在，使水有较高的比热容，使水的温度相对不容易发生改变，有利于维持生命系统的稳定性，D正确。
5.(2024·哈尔滨师大附中)2022年3月22日～28日是第三十五届“中国水周”。活动主题为“推进地下水超采综合治理，复苏河湖生态环境”。下列有关水对生命活动影响的叙述正确的是(　　)
A.晒干的小麦种子不含自由水，代谢强度低，便于储藏
B.植物幼嫩部位比衰老部位代谢旺盛是因为幼嫩部位自由水含量占比较高
C.与未萌发的小麦种子相比，正在萌发的小麦种子中自由水与结合水的比值下降
D.越冬的植物体内自由水与结合水的比值升高，有利于植物抵抗寒冷的环境
答案　B
解析　细胞内的水以自由水和结合水的形式存在，种子晾晒过程中失去的水主要是自由水，但晾晒后种子中仍含有自由水，晒干后的种子中自由水与结合水的比值下降，代谢强度降低，便于储藏，也可以延长种子的保存时间，A错误；自由水含量高，代谢旺盛，幼嫩部位比衰老部位自由水的含量高，B正确；与未萌发的种子相比，正在萌发的小麦种子细胞代谢活动旺盛，自由水含量增加，则自由水与结合水的比值升高，C错误；越冬的植物体内自由水向结合水转化，自由水所占的比例逐渐降低，结合水所占的比例逐渐升高，有利于植物抵抗寒冷的环境，D错误。
6.(2024·福建漳州期末)如图所示为细胞中水的两种存在形式及其作用，下列相关叙述错误的是(　　)
A.图中甲表示细胞结构的重要组成部分，乙可表示运输营养物质和代谢废物
B.①为结合水，含量较少，其丢失不会导致细胞死亡
C.②为自由水，细胞代谢旺盛时②所占比例较高
D.①与②的比值上升时，有利于提高植物的抗逆性
答案　B
解析　①为结合水，其功能为甲(细胞结构的重要组成部分)；②为自由水，是良好的溶剂、能运输营养物质和代谢废物、参与多种生化反应、为细胞提供液体环境等，故乙可表示运输营养物质和代谢废物，A正确；结合水是细胞结构的重要组成成分，如果这部分水丢失会导致细胞死亡，B错误；细胞代谢旺盛时②(自由水)所占比例较高，C正确；结合水/自由水的值升高时，细胞代谢水平减弱，但抗逆性增强，D正确。
知识点2　细胞中的无机盐
7.(2024·广东广州市质检)下列关于生物体内无机盐的相关叙述，错误的是(　　)
A.细胞中的无机盐主要以离子形式存在
B.Mg是叶绿体中参与光合作用的各种色素的组成元素
C.人体血液中Ca2＋浓度太低会出现抽搐症状
D.在探究小麦生长发育是否需要Mg2＋的实验中必须设置对照实验
答案　B
解析　Mg是叶绿素的组成元素，叶绿体中不仅有叶绿素一种色素参与光合作用，B错误。
8.(2024·武汉二中期中)临床上抢救危重病人时，常常要给病人输入生理盐水。下列有关输入生理盐水的理由正确的是(　　)
A.无机盐离子能够调节人体的生命活动
B.0.09%的NaCl溶液能够补充水分，维持体液平衡
C.无机盐离子通过维持细胞的渗透压来维持细胞的形态和功能
D.无机盐能为细胞提供能量
答案　C
解析　无机盐离子能调节人体的生命活动，但是这并不是临床上输入生理盐水的作用，A错误；生理盐水是0.9%的NaCl溶液，其能够补充水分，维持细胞的渗透压，从而维持细胞的形态和功能，B错误，C正确；无机盐不能为细胞提供能量，D错误。
9.“有收无收在于水，收多收少在于肥”，说明水和无机盐对植物生长的重要性。下列有关说法错误的是(　　)
A.结合水是细胞结构的重要组成成分
B.细胞中自由水的比例越小，细胞的代谢就越旺盛
C.细胞中无机盐大多数以离子形式存在
D.无机盐是细胞中许多化合物的重要组成成分
答案　B
解析　结合水是细胞结构的重要组成成分，A正确；细胞中自由水的比例越大，细胞的代谢就越旺盛，B错误；细胞中无机盐大多数以离子的形式存在，C正确；无机盐是细胞中许多化合物的重要组成成分，如Fe是构成血红素的元素，Mg是构成叶绿素的元素，D正确。
10.与完全营养液培养的植物相比，缺镁元素的营养液培养的植物显出缺绿症状。当补充镁盐时，上述症状得以缓解。这说明(　　)
A.镁是叶绿素合成代谢的必需元素
B.缺绿病症是细胞不能吸收镁离子引起的
C.镁是构成叶绿素分子的微量元素
D.镁仅参与植物细胞内叶绿素的合成
答案　A
解析　植物体的绿色是叶绿体中的叶绿素所表现出的颜色，缺镁影响叶绿素的含量，所以镁与叶绿素的合成有关，A正确。
11.(2024·广州市高一期中)下列有关水和无机盐的叙述，错误的是(　　)
①当大量出汗时应多喝淡盐水　②生物体内许多化学反应需要水的参与，结合水是细胞结构的组成成分之一　③Mg2＋是叶绿素、血红蛋白等分子的组成成分　④无机盐有维持细胞内酸碱平衡的作用　⑤自由水与结合水的比例与新陈代谢的强弱关系不大
A.①③④⑤ B.①④⑤
C.③⑤ D.②③④⑤
答案　C
解析　当大量出汗时会排出水和无机盐，应多喝淡盐水，①正确；生物体内许多生物化学反应需要水的参与，结合水是细胞结构的组成成分之一，②正确；Mg2＋是叶绿素的组成成分，Fe2＋是血红蛋白的组成成分，③错误；有些无机盐有维持细胞内酸碱平衡的作用，④正确；自由水与结合水的比例与新陈代谢的强弱有关，自由水与结合水的比值高，代谢活动旺盛；自由水与结合水的比值低，代谢活动下降，⑤错误。综上分析，C符合题意。
【综合提升】
12.(2024·兰州一中质检)“水是生命之源”，这是因为水具有支持生命的独特性质。下列叙述错误的是 (　　)
A.水分子的空间结构和电子的不对称分布决定其是极性分子
B.带有正电荷或负电荷的分子(或离子)都容易与水结合
C.细胞内的大部分水与其他物质结合失去溶解性和流动性
D.氢键的存在和特点使水呈液态和具有较高的比热容
答案　C
解析　细胞内小部分水与蛋白质、多糖等物质结合，失去流动性和溶解性，成为生物体的构成成分，C错误。
13.(2024·河南名校高一联考)水和无机盐是细胞的重要组成成分。下列相关叙述正确的是(　　)
A.Mg参与构成叶绿素，Fe参与构成血红素
B.“爆米花”“炸熟的花生”中仍含有大量的结合水和自由水
C.将作物秸秆充分晒干后，剩余的物质主要是无机盐
D.Zn在人体中含量较少，与生命活动关系不大
答案　A
解析　叶绿素分子中含有Mg，血红素分子中含有Fe，A正确；“爆米花”和“炸熟的花生”中的细胞已死亡，几乎不含自由水和结合水，B错误；作物秸秆充分晒干后，失去的主要是自由水，剩余的物质除了含少量无机盐外，还含有结合水、有机物，C错误；Zn在人体中属于微量元素，但对于生命活动必不可少，D错误。
14.(2024·长沙雅礼中学高一期中)下列是某同学在校园内看到的几种状况和他做出的处理办法，其中不太恰当的是 (　　)
A.学校桂花树叶片泛黄，他告诉学校管理人员需施用一定浓度的Mg2＋溶液
B.室友最近视力下降了，他告诉室友可以多吃点鱼眼，吃什么补什么
C.学校女贞树越冬，他告诉学校管理人员减少灌溉以抵抗寒冷
D.学校运动会上运动员大量流汗时，他告诉运动员要喝淡盐水
答案　B
解析　镁是叶绿素的重要组成成分，缺镁会使叶片发黄，故学校桂花树叶片泛黄，需施用一定浓度的Mg2＋溶液，A正确；视力下降的原因有很多，可能是缺乏维生素，吃鱼眼不能提供维生素，B错误；减少灌溉，减少自由水的含量，有利于提高植物的抗寒能力，C正确；汗液中含有水和无机盐，故运动员运动后要喝淡盐水，补充水和无机盐，D正确。
15.(2024·广东肇庆期末)运动员剧烈运动，大量出汗后，往往需要饮用含有特定成分的“功能饮料”，如表是某“功能饮料”的主要成分表，下列相关叙述错误的是(　　)
成分 蔗糖 柠檬酸 氯化钠 氯化钾 磷酸二 氢钠 磷酸二 氢钾 碳酸氢钠
质量浓度/(g·L－1) 30 10 1 0.1 0.1 0.1 0.1
A.饮料中添加无机盐主要是因为无机盐具有维持人体生命活动的重要作用
B.人体内Na＋缺乏会引发肌肉酸痛、无力
C.人体内P缺乏会影响许多化合物的合成
D.运动员喝饮料的主要目的是补充各种无机盐
答案　D
解析　无机盐具有维持人体生命活动的重要作用，故饮料中需要添加无机盐，A正确；人体内Na＋缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最终引发肌肉酸痛、无力等，B正确；P是组成细胞膜、细胞核的重要成分，也是细胞必不可少的许多化合物的成分，因此人体内P缺乏会影响许多化合物的合成，C正确；运动时出汗流失了大量水分和无机盐，故喝饮料主要是给运动后的身体补充水和无机盐，D错误。
16.(2024·西安高新一中高一月考)研究表明，在小麦种子萌发过程中种子内储存的淀粉开始大量消耗，提供能量促使种子萌发；若土壤中镁的含量较低，萌发后的小麦幼苗叶片会变黄，当严重缺镁时幼苗会死亡。回答下列问题：
(1)晒干的小麦种子充分燃烧剩余的灰烬主要成分是________。小麦细胞中水的存在形式有两种，萌发过程中小麦种子吸水主要是增加________水的含量；北方冬小麦在冬天来临前，________水的比例逐渐上升，以避免气温下降对细胞的损伤。
(2)小麦种子萌发过程中淀粉的分解需要水的参与，说明水具有________________的作用；土壤中镁的含量较低，萌发后的小麦幼苗叶片会变黄的原因是_____________________________________________________________________。
为探究Mg是否为小麦生长所必需的元素，实验组应设置为_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)探究小麦种子细胞含水量分别为1%、6%、10%、15%、20%时，储存一年后的种子发芽率，实验结果如表所示。
含水量 1% 6% 10% 15% 20%
发芽率 0 25% 96% 85% 0
含水量为1%的种子发芽率为零，试分析可能原因。_____________________________________________________________________
答案　(1)无机盐　自由　结合　(2)参与生物化学反应　镁是构成叶绿素的元素　将生长状态良好的小麦幼苗种植在只缺Mg的培养液中
(3)种子含水量过低，细胞(胚细胞)缺水死亡，种子失去活性
解析　(1)晒干的小麦种子充分燃烧剩余的灰烬主要成分是无机盐。自由水含量越大，细胞代谢越旺盛，小麦种子萌发过程中细胞代谢加快，此时小麦种子吸水主要是增加自由水的含量；结合水的含量与植物抗逆性有关，结合水含量越多，植物耐寒能力越强，故北方冬小麦在冬天来临前，结合水的比例逐渐上升，以避免气温过低对细胞造成损伤。(2)小麦种子萌发过程中淀粉的分解需要水的参与，这说明水能参与生物化学反应；镁是组成叶绿素的重要元素，若土壤中镁的含量较低，萌发后的小麦幼苗叶片会变黄。为探究Mg是否为小麦生长所必需的元素，则实验的自变量是有无Mg，实验组应设置为将生长状态良好的小麦幼苗种植在只缺Mg的培养液中，对照组为将生长状态良好的等量小麦幼苗种植在等量的完全培养液中。(3)含水量为1%的种子发芽率为零，可能的原因是种子含水量过低，细胞(胚细胞)缺水死亡，种子失去活性。
17.清朝扬州八怪之一的郑板桥有诗云：“东北人参凤阳梨，难及潍县萝卜皮”。潍县青萝卜甜脆多汁，稍有辣味，膳食纤维丰富，具有较高的营养价值和保健功能。请回答下列问题：
(1)青萝卜细胞中含量最多的化合物是________，青萝卜种子萌发初期，结合水与自由水的比值________(填“上升”“不变”或“下降”)。
(2)青萝卜甜脆多汁，是由于含水量较高，糖等多种物质溶解于水中。水作为良好溶剂的原因是_________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)在青萝卜生长发育过程中，需要供给足够的营养，如果钾供应不足，叶片边缘变褐色，肉质根不能正常膨大，这说明无机盐具有________________的功能。
答案　(1)水　下降　(2)水是极性分子，带有正电荷或负电荷的分子(或离子)都容易与水结合　(3)维持细胞和生物体的正常生命活动(共42张PPT)
第2章　组成细胞的分子
第2节　
细胞中的无机物　
课时学习目标
(1)指出生物体的含水量一般为60%～95%，以自由水和结合水的形式存在，赋予了细胞许多特性，在生命活动中具有重要作用(结构与功能观)。
(2)举例说出无机盐在细胞内含量虽少，但与生命活动密切相关(物质与能量观)。
目录 CONTENTS
1.细胞中的水
2.细胞中的无机盐
3.随堂检测
自主梳理
合作探究
合作探究
思维导图
自主梳理
最多
1.水的含量
(1)水是构成细胞的重要成分，也是活细胞中含量 的化合物。
(2)生物体的含水量随着 的不同有所差别。
生物种类
2.水的特点
(1)水分子是 分子，因此水是良好的溶剂。
(2)水分子具有 ，易于断裂和形成，使水具有 和较高的 。
极性
氢键
流动性
比热容
3.水的存在形式和作用
游离
细胞内其他
物质
化学
液体环境
代谢
废物
细胞结构
[微思考]
水为什么能成为细胞内良好的溶剂？
提示：水分子的空间结构及电子的不对称分布，使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。
4.水的含量与细胞代谢和抗逆性的关系
正常情况下，细胞内 所占的比例越大，细胞的 就越旺盛；而__________越多，细胞抵抗 等不良环境的能力就越强。
自由水
代谢
结合水
干旱和寒冷
×
[辨正误]
(1)生物种类不同，含水量不同，如陆生生物含水量多于水生生物。( )
提示：陆生生物含水量少于水生生物。
(2)新鲜幼嫩的植物细胞中只含有自由水，代谢旺盛。( )
提示：新鲜幼嫩的植物细胞中也含有结合水，只是结合水所占的比例小。
(3)水分在细胞内不参与细胞结构的组成。( )
提示：结合水参与细胞结构的组成。
(4)细胞内结合水与自由水的比值，种子萌发时比休眠时高。( )
提示：细胞内结合水与自由水的比值，种子萌发时比休眠时低。
×
×
×
阅读材料，回答问题：
材料1　水是生命之源。
下图中A、B表示水在细胞中的两种存在形式及在不同状态下的转化情况。
材料2　农业生产中，需要将种子晒干后进行储存，这样能保存较长时间。如果将晒干后的种子放入试管中进行加热，会发现试管壁上有水珠出现。晒干后的小麦种子不能萌发，浸泡处理后的小麦种子却可以萌发。
(1)结合材料1图示，归纳自由水、结合水的相对含量与细胞代谢强度的关系？
提示：细胞中自由水/结合水的值大，代谢活动旺盛；细胞中自由水/结合水的值小，代谢活动缓慢。
(2)据材料2分析：
①种子晒干后重量减轻，此时种子失去的主要是哪种形式的水？干种子用水浸泡后仍能萌发，这说明了什么？
提示：自由水。失去大部分自由水的种子仍能保持其生理活性。
②种子需晒干后进行储存的原因是什么？
提示：种子晒干后自由水含量减少，细胞代谢减弱，储存时可减少有机物的消耗。
(3)“绵绵的春雨润醒了小草，润绿了杨树，润开了报春花。”绘出植物在复苏过程中，细胞中自由水与结合水相对含量变化的曲线图。
提示：
(4)越冬的植物、干旱地区植物细胞中，结合水含量升高，这表明自由水和结合水的含量与生物的抗逆性有什么关系？
提示：在一般情况下，结合水/自由水的值越大，细胞抗逆性越强。
1.水分子的结构及氢键示意图及理化特性的解读
2.自由水和结合水的比值关系
(1)图示
(2)曲线
(3)在生产中的应用
①种子萌发时，需要吸收水分增加自由水含量。
②种子储存前晒干是为了降低自由水含量，降低代谢速率，以延长储存时间。
③越冬作物减少灌溉，可提高作物对低温的抗性。
【 学以致用 】
C
1.(2024·安阳一中高一质检)人们普遍认为，地球上最早的生命孕育在海洋中，生命从一开始就离不开水。下列关于水的说法，错误的是(　　)
A.水分子是极性分子，带电分子(或离子)易与水结合，因此水是一种良好的溶剂
B.由于氢键的存在，使水可以缓解温度的变化，有利于维持生命系统的稳定性
C.结合水与蛋白质、多糖等物质结合，是细胞中水的主要存在形式
D.种子萌发时结合水与自由水的比值减小，细胞代谢增强
解析:水分子是极性分子，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；
氢键的存在使水温不易改变，可以缓解温度的变化，有利于维持生命系统的稳定性，B正确；
自由水是细胞中水的主要存在形式，C错误；
种子萌发时自由水增多，结合水与自由水的比值减小，细胞代谢增强，D正确。
D
2.(2024·襄阳四中高一月考)2023年3月22日是第三十一届“世界水日”。下列有关生物体中水的叙述，错误的是(　　)
A.沙漠地区的仙人掌细胞内含量最多的化合物是水
B.细胞内自由水所占比例越大，抵抗寒冷能力越弱
C.结合水失去流动性和溶解性，成为生物体的构成成分
D.水在细胞中的两种存在形式不能相互转化
解析:沙漠地区的仙人掌细胞内含量最多的化合物是水，A正确；
细胞内自由水所占比例越大，抵抗寒冷能力越弱，B正确；
结合水失去流动性和溶解性，成为生物体的构成成分，C正确；
一定条件下，水在细胞中的两种存在形式可相互转化，D错误。
1.存在形式和含量
离子
很少
2.无机盐的生理功能
生理功能 举例
组成某些复杂化合物 ①Mg是构成 的元素；
②Fe是构成 的元素；
③P是组成细胞膜、细胞核的重要成分，也是细胞必不可少的许多化合物的成分
_________________________ ①Na＋缺乏会引发肌肉酸痛、无力等；
②哺乳动物血液中Ca2＋的含量太低，会出现抽搐等症状
维持生物体内的平衡 ①渗透压的平衡；②酸碱平衡
叶绿素
血红素
维持细胞和生物体的生命活动
[微思考]
医用生理盐水是质量分数为0.9%的氯化钠溶液。生理盐水的使用体现了无机盐的什么功能？
提示：维持生物体内的渗透压平衡。
×
[辨正误]
(1)无机盐是细胞中含量很少的有机物。( )
提示：无机物。
(2)细胞中的无机盐全部以离子的形式存在。( )
提示：无机盐并不都是以离子的形式存在。如骨骼中的钙以CaCO3的形式存在。
(3)血钙过高会引起抽搐。( )
提示：血钙含量太低，动物会出现抽搐等症状。
(4)细胞中的无机盐为细胞的生命活动提供物质和能量。( )
提示：无机盐不能为细胞的生命活动提供能量。
×
×
×
1.下图是一种叶绿素分子和血红素分子
的局部结构简图，据图回答相关问题：
(1)叶绿素分子的基本组成元素有 ，血红素分子的基本组成元素有 。
(2)缺Mg植物叶子会变黄的原因是________________________________________
_____________；缺Fe会导致人体表现出贫血症状的原因是__________________
__________________________________。
(3)由此说明无机盐有什么作用？
提示：无机盐是某些化合物的重要组成成分。
C、H、O、N、Mg
C、H、O、N、Fe
缺Mg会使叶绿素形成受阻，叶子缺乏叶绿素
导致变黄
缺Fe会导致血红素的
合成障碍，从而表现贫血症状
2.阅读下列材料，回答问题：
材料1　足球运动员在激烈比赛中有时会出现肌肉抽搐的现象，这是随着汗液丢失了大量Ca2＋引起的；硼能促进花粉的萌发和花粉管的伸长，植物缺硼往往“花而不实”。
材料2　生理盐水是指与哺乳动物血浆和淋巴液等渗的无机盐溶液，常用的是质量分数为0.9%的氯化钠溶液。人体的红细胞在生理盐水中会保持原有的形态，如果放到清水中，会吸水涨破。
材料3　人体代谢过程中产生的一些代谢物质会改变体液的酸碱度，人体血液中存在的H2CO3/NaHCO3和NaH2PO4/Na2HPO4等酸碱缓冲物质，可以中和人体代谢产生的或酸或碱的代谢物质。
(1)材料1说明：无机盐对于_____________________________有重要作用。细胞中大多数无机盐以_____的形式存在。
(2)材料2说明：无机盐能调节人体的 ，维持细胞的 。
(3)材料3说明：无机盐对于维持人体内环境__________的相对稳定具有重要作用。
维持细胞和生物体正常生命活动
离子
渗透压
正常形态
酸碱平衡
(4)人体剧烈运动或高温作业时，会导致大量出汗，此时宜补充清水还是淡盐水？为什么？
提示：宜补充淡盐水。因大量流汗时许多无机盐离子会随水分流失，补水时必须同时补适量盐方可维持体内水盐的相对稳定状态。
【 学以致用 】
C
3.(2024·辽宁葫芦岛协作体联考)无机盐对于维持生物体的生命活动有重要作用。下列相关叙述错误的是(　　)
A.缺乏Na＋，神经细胞兴奋性会降低
B.缺Fe，会造成缺铁性贫血
C.缺乏K＋，会导致肌肉抽搐
D.缺P，会导致植物叶片呈暗绿偏紫色
解析:缺乏Ca2＋会导致肌肉抽搐，C错误。
C
4.(2024·广东汕头期中)下列关于无机盐的叙述，错误的是 (　　)
A.缺铁性贫血是由于体内缺乏铁，不能合成血红素引起的
B.镁是构成叶绿素的成分之一，缺镁会影响光合作用的进行
C.患急性肠胃炎的病人脱水时只需要补充体内丢失的水分
D.碘是合成甲状腺激素的原料，所以常在食盐中加碘
解析:患急性肠胃炎的病人脱水时，不仅需要补充水分，还需要补充体内丢失的无机盐，C错误。
常见元素功能及缺乏症
D
1.(2024·许昌高中检测)患急性肠胃炎的人要及时补充生理盐水，其主要目的是(　　)
A.降温 B.提供能量
C.消毒 D.维持水和无机盐代谢的平衡
解析:患急性肠胃炎时要及时补充生理盐水的目的是补充水和无机盐，以维持水和无机盐代谢的平衡，D正确。
B
2.(2024·浙江湖州期中改编)科学家推测，液态水是存在生命的前提。下列关于水的叙述，错误的是(　　)
A.是良好的溶剂
B.细胞中的水分子都以结合水的形式存在
C.是细胞结构的重要组成部分
D.其功能之一是运送营养和排出代谢废物
解析:细胞中的水分子有自由水和结合水两种形式，B错误。
A
3.(2024·广东中山调研)碳酸酐酶(蛋白质类化合物)中含有一个锌离子。该酶能催化反应：H2CO3→CO2＋H2O。从而可使人免于酸中毒。以上实例不能体现无机盐的哪一功能(　　)
A.维持细胞的正常形态
B.合成某些重要化合物的原料
C.维持细胞的酸碱平衡
D.维持人体正常的生命活动
解析:该实例中没有提到细胞形态，故不能体现无机盐维持细胞正常形态的功能，A符合题意；
碳酸酐酶中含有锌离子，说明无机盐是合成某些重要化合物的原料，B不符合题意；
该酶催化的结果是H2CO3分解，使人免于酸中毒，表明无机盐能维持酸碱平衡，维持人体正常的生命活动，C、D不符合题意。
B
4.(2024·江西九江质检)无机盐对生物体的生命活动起着重要作用。下列叙述正确的是(　　)
A.血液中Ca2＋含量太低，动物会出现抽搐等症状，说明无机盐对于维持细胞酸碱平衡非常重要
B.人输液时用生理盐水而不是蒸馏水，这说明无机盐在维持细胞的正常形态和功能中具有重要作用
C.无机盐在细胞中含量很少，所以属于微量元素
D.哺乳动物体内Na＋含量增加，会导致肌肉酸痛、无力
解析:血液中Ca2＋含量太低，会出现抽搐等症状，说明无机盐对于维持生物体的生命活动具有重要作用，A错误；
无机盐中也包含大量元素，如N、P、Mg等，C错误；
哺乳动物体内Na＋缺乏，会导致肌肉酸痛、无力等，D错误。
D
5.(2024·大连高一期中)如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.③在生物体内主要以化合物的形式存在
C.④和⑤可以相互转化，北方冬小麦在冬季来临前⑤含量降低
D.④和⑤均为水，但是在细胞中的存在形式和含量不同
解析:①→②为种子烘干的过程，结合水散失，故②不能萌发形成幼苗，A错误；
③为无机盐，在生物体内主要以离子形式存在，B错误；
④和⑤分别为自由水和结合水，可以相互转化，北方冬小麦在冬季来临前④含量降低，抵抗寒冷环境，C错误；
④为自由水，⑤为结合水，是同一种物质，但是在细胞中的存在形式不同，含量也不同，D正确。第2节　细胞中的无机物
课时学习目标　(1)指出生物体的含水量一般为60%～95%，以自由水和结合水的形式存在，赋予了细胞许多特性，在生命活动中具有重要作用(结构与功能观)。
(2)举例说出无机盐在细胞内含量虽少，但与生命活动密切相关(物质与能量观)。
一、细胞中的水
1.水的含量
(1)水是构成细胞的重要成分，也是活细胞中含量最多的化合物。
(2)生物体的含水量随着生物种类的不同有所差别。
2.水的特点
(1)水分子是极性分子，因此水是良好的溶剂。
(2)水分子具有氢键，易于断裂和形成，使水具有流动性和较高的比热容。
3.水的存在形式和作用
[微思考]
水为什么能成为细胞内良好的溶剂？
提示：水分子的空间结构及电子的不对称分布，使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。
4.水的含量与细胞代谢和抗逆性的关系
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；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。
[辨正误]
(1)生物种类不同，含水量不同，如陆生生物含水量多于水生生物。(×)
提示：陆生生物含水量少于水生生物。
(2)新鲜幼嫩的植物细胞中只含有自由水，代谢旺盛。(×)
提示：新鲜幼嫩的植物细胞中也含有结合水，只是结合水所占的比例小。
(3)水分在细胞内不参与细胞结构的组成。(×)
提示：结合水参与细胞结构的组成。
(4)细胞内结合水与自由水的比值，种子萌发时比休眠时高。(×)
提示：细胞内结合水与自由水的比值，种子萌发时比休眠时低。
阅读材料，回答问题：
材料1　水是生命之源。
下图中A、B表示水在细胞中的两种存在形式及在不同状态下的转化情况。
AB
材料2　农业生产中，需要将种子晒干后进行储存，这样能保存较长时间。如果将晒干后的种子放入试管中进行加热，会发现试管壁上有水珠出现。晒干后的小麦种子不能萌发，浸泡处理后的小麦种子却可以萌发。
(1)结合材料1图示，归纳自由水、结合水的相对含量与细胞代谢强度的关系？
提示：细胞中自由水/结合水的值大，代谢活动旺盛；细胞中自由水/结合水的值小，代谢活动缓慢。
(2)据材料2分析：
①种子晒干后重量减轻，此时种子失去的主要是哪种形式的水？干种子用水浸泡后仍能萌发，这说明了什么？
提示：自由水。失去大部分自由水的种子仍能保持其生理活性。
②种子需晒干后进行储存的原因是什么？
提示：种子晒干后自由水含量减少，细胞代谢减弱，储存时可减少有机物的消耗。
(3)“绵绵的春雨润醒了小草，润绿了杨树，润开了报春花。”绘出植物在复苏过程中，细胞中自由水与结合水相对含量变化的曲线图。
提示：
(4)越冬的植物、干旱地区植物细胞中，结合水含量升高，这表明自由水和结合水的含量与生物的抗逆性有什么关系？
提示：在一般情况下，结合水/自由水的值越大，细胞抗逆性越强。
1.水分子的结构及氢键示意图及理化特性的解读
2.自由水和结合水的比值关系
(1)图示
(2)曲线
(3)在生产中的应用
①种子萌发时，需要吸收水分增加自由水含量。
②种子储存前晒干是为了降低自由水含量，降低代谢速率，以延长储存时间。
③越冬作物减少灌溉，可提高作物对低温的抗性。
【学以致用】
1.(2024·安阳一中高一质检)人们普遍认为，地球上最早的生命孕育在海洋中，生命从一开始就离不开水。下列关于水的说法，错误的是(　　)
A.水分子是极性分子，带电分子(或离子)易与水结合，因此水是一种良好的溶剂
B.由于氢键的存在，使水可以缓解温度的变化，有利于维持生命系统的稳定性
C.结合水与蛋白质、多糖等物质结合，是细胞中水的主要存在形式
D.种子萌发时结合水与自由水的比值减小，细胞代谢增强
答案　C
解析　水分子是极性分子，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；氢键的存在使水温不易改变，可以缓解温度的变化，有利于维持生命系统的稳定性，B正确；自由水是细胞中水的主要存在形式，C错误；种子萌发时自由水增多，结合水与自由水的比值减小，细胞代谢增强，D正确。
2.(2024·襄阳四中高一月考)2023年3月22日是第三十一届“世界水日”。下列有关生物体中水的叙述，错误的是(　　)
A.沙漠地区的仙人掌细胞内含量最多的化合物是水
B.细胞内自由水所占比例越大，抵抗寒冷能力越弱
C.结合水失去流动性和溶解性，成为生物体的构成成分
D.水在细胞中的两种存在形式不能相互转化
答案　D
解析　沙漠地区的仙人掌细胞内含量最多的化合物是水，A正确；细胞内自由水所占比例越大，抵抗寒冷能力越弱，B正确；结合水失去流动性和溶解性，成为生物体的构成成分，C正确；一定条件下，水在细胞中的两种存在形式可相互转化，D错误。
二、细胞中的无机盐
1.存在形式和含量
2.无机盐的生理功能
生理功能 举例
组成某些复杂化合物 ①Mg是构成叶绿素的元素； ②Fe是构成血红素的元素； ③P是组成细胞膜、细胞核的重要成分，也是细胞必不可少的许多化合物的成分
维持细胞和生物体的生命活动 ①Na＋缺乏会引发肌肉酸痛、无力等； ②哺乳动物血液中Ca2＋的含量太低，会出现抽搐等症状
维持生物体内的平衡 ①渗透压的平衡；②酸碱平衡
[微思考]
医用生理盐水是质量分数为0.9%的氯化钠溶液。生理盐水的使用体现了无机盐的什么功能？
提示：维持生物体内的渗透压平衡。
[辨正误]
(1)无机盐是细胞中含量很少的有机物。(×)
提示：无机物。
(2)细胞中的无机盐全部以离子的形式存在。(×)
提示：无机盐并不都是以离子的形式存在。如骨骼中的钙以CaCO3的形式存在。
(3)血钙过高会引起抽搐。(×)
提示：血钙含量太低，动物会出现抽搐等症状。
(4)细胞中的无机盐为细胞的生命活动提供物质和能量。(×)
提示：无机盐不能为细胞的生命活动提供能量。
1.下图是一种叶绿素分子和血红素分子的局部结构简图，据图回答相关问题：
(1)叶绿素分子的基本组成元素有C、H、O、N、Mg，血红素分子的基本组成元素有C、H、O、N、Fe。
(2)缺Mg植物叶子会变黄的原因是缺Mg会使叶绿素形成受阻，叶子缺乏叶绿素导致变黄；缺Fe会导致人体表现出贫血症状的原因是缺Fe会导致血红素的合成障碍，从而表现贫血症状。
(3)由此说明无机盐有什么作用？
提示：无机盐是某些化合物的重要组成成分。
2.阅读下列材料，回答问题：
材料1　足球运动员在激烈比赛中有时会出现肌肉抽搐的现象，这是随着汗液丢失了大量Ca2＋引起的；硼能促进花粉的萌发和花粉管的伸长，植物缺硼往往“花而不实”。
材料2　生理盐水是指与哺乳动物血浆和淋巴液等渗的无机盐溶液，常用的是质量分数为0.9%的氯化钠溶液。人体的红细胞在生理盐水中会保持原有的形态，如果放到清水中，会吸水涨破。
材料3　人体代谢过程中产生的一些代谢物质会改变体液的酸碱度，人体血液中存在的H2CO3/NaHCO3和NaH2PO4/Na2HPO4等酸碱缓冲物质，可以中和人体代谢产生的或酸或碱的代谢物质。
(1)材料1说明：无机盐对于维持细胞和生物体正常生命活动有重要作用。细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。
(2)材料2说明：无机盐能调节人体的渗透压，维持细胞的正常形态。
(3)材料3说明：无机盐对于维持人体内环境酸碱平衡的相对稳定具有重要作用。
(4)人体剧烈运动或高温作业时，会导致大量出汗，此时宜补充清水还是淡盐水？为什么？
提示：宜补充淡盐水。因大量流汗时许多无机盐离子会随水分流失，补水时必须同时补适量盐方可维持体内水盐的相对稳定状态。
【学以致用】
3.(2024·辽宁葫芦岛协作体联考)无机盐对于维持生物体的生命活动有重要作用。下列相关叙述错误的是(　　)
A.缺乏Na＋，神经细胞兴奋性会降低
B.缺Fe，会造成缺铁性贫血
C.缺乏K＋，会导致肌肉抽搐
D.缺P，会导致植物叶片呈暗绿偏紫色
答案　C
解析　缺乏Ca2＋会导致肌肉抽搐，C错误。
4.(2024·广东汕头期中)下列关于无机盐的叙述，错误的是 (　　)
A.缺铁性贫血是由于体内缺乏铁，不能合成血红素引起的
B.镁是构成叶绿素的成分之一，缺镁会影响光合作用的进行
C.患急性肠胃炎的病人脱水时只需要补充体内丢失的水分
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
解析　患急性肠胃炎的病人脱水时，不仅需要补充水分，还需要补充体内丢失的无机盐，C错误。
常见元素功能及缺乏症
　　　
随堂检测
1.(2024·许昌高中检测)患急性肠胃炎的人要及时补充生理盐水，其主要目的是(　　)
A.降温 B.提供能量
C.消毒 D.维持水和无机盐代谢的平衡
答案　D
解析　患急性肠胃炎时要及时补充生理盐水的目的是补充水和无机盐，以维持水和无机盐代谢的平衡，D正确。
2.(2024·浙江湖州期中改编)科学家推测，液态水是存在生命的前提。下列关于水的叙述，错误的是(　　)
A.是良好的溶剂
B.细胞中的水分子都以结合水的形式存在
C.是细胞结构的重要组成部分
D.其功能之一是运送营养和排出代谢废物
答案　B
解析　细胞中的水分子有自由水和结合水两种形式，B错误。
3.(2024·广东中山调研)碳酸酐酶(蛋白质类化合物)中含有一个锌离子。该酶能催化反应：H2CO3→CO2＋H2O。从而可使人免于酸中毒。以上实例不能体现无机盐的哪一功能(　　)
A.维持细胞的正常形态
B.合成某些重要化合物的原料
C.维持细胞的酸碱平衡
D.维持人体正常的生命活动
答案　A
解析　该实例中没有提到细胞形态，故不能体现无机盐维持细胞正常形态的功能，A符合题意；碳酸酐酶中含有锌离子，说明无机盐是合成某些重要化合物的原料，B不符合题意；该酶催化的结果是H2CO3分解，使人免于酸中毒，表明无机盐能维持酸碱平衡，维持人体正常的生命活动，C、D不符合题意。
4.(2024·江西九江质检)无机盐对生物体的生命活动起着重要作用。下列叙述正确的是(　　)
A.血液中Ca2＋含量太低，动物会出现抽搐等症状，说明无机盐对于维持细胞酸碱平衡非常重要
B.人输液时用生理盐水而不是蒸馏水，这说明无机盐在维持细胞的正常形态和功能中具有重要作用
C.无机盐在细胞中含量很少，所以属于微量元素
D.哺乳动物体内Na＋含量增加，会导致肌肉酸痛、无力
答案　B
解析　血液中Ca2＋含量太低，会出现抽搐等症状，说明无机盐对于维持生物体的生命活动具有重要作用，A错误；无机盐中也包含大量元素，如N、P、Mg等，C错误；哺乳动物体内Na＋缺乏，会导致肌肉酸痛、无力等，D错误。
5.(2024·大连高一期中)如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.③在生物体内主要以化合物的形式存在
C.④和⑤可以相互转化，北方冬小麦在冬季来临前⑤含量降低
D.④和⑤均为水，但是在细胞中的存在形式和含量不同
答案　D
解析　①→②为种子烘干的过程，结合水散失，故②不能萌发形成幼苗，A错误；③为无机盐，在生物体内主要以离子形式存在，B错误；④和⑤分别为自由水和结合水，可以相互转化，北方冬小麦在冬季来临前④含量降低，抵抗寒冷环境，C错误；④为自由水，⑤为结合水，是同一种物质，但是在细胞中的存在形式不同，含量也不同，D正确。
(时间：30分钟　分值：60分)
【基础对点】
知识点1　细胞中的水
1.春回大地，万物复苏。此过程中，植物细胞中自由水与结合水的相对含量变化分别是(　　)
A.增加，增加 B.增加，减少
C.减少，增加 D.减少，减少
答案　B
解析　春季到来，万物复苏，各种生物的代谢活动变得旺盛起来。在此过程中，植物细胞中的自由水增加，结合水减少，B正确。
2.(2024·江苏南通期中)下列有关人体内水的叙述，错误的是 (　　)
A.人体肝细胞中的水有自由水和结合水两种形式
B.植物体内的水分可参与营养物质的运输
C.冬季，植物体内结合水含量相对减少，抗寒能力提高
D.水在生物体内的化学反应中可充当反应物
答案　C
解析　细胞中水的存在形式有自由水和结合水，A正确；植物体内的水分可参与营养物质的运输，B正确；冬季，植物体内结合水含量相对增多，抗寒能力提高，C错误；水在生物体内的化学反应中可充当反应物，D正确。
3.(2024·郑州一中期末)对刚收获的小麦种子进行如图所示的处理，下列说法错误的是(　　)
刚收获的种子甲乙残留物丙
A.与刚收获的种子相比，甲的代谢减弱
B.甲在适宜条件仍可以萌发
C.晒干和烘烤过程中失去的主要化合物的本质相同
D.残留物丙在种子中大多数以化合物的形式存在
答案　D
解析　种子被晒干，自由水含量减少，故与刚收获的种子相比，甲的代谢减弱，A正确；种子在晒干过程中，失去的是自由水，晒干的种子在适宜条件仍可以萌发；干种子在烘烤过程中，失去的水是由结合水转化而来的， 晒干、烘烤过程中小麦种子失去的化合物本质相同，都是水，B、C正确；残留物丙为无机盐，细胞中的无机盐大多数以离子的形式存在，D错误。
4.(2024·成都期中)如图为水分子之间靠氢键结合的示意图，下列相关叙述错误的是 (　　)
A.水分子由2个氢原子和1个氧原子通过共用电子对而结合
B.水是极性分子，能结合带正电荷或负电荷的分子(或离子)
C.水分子之间的氢键能长时间维持，使水在常温下呈液态
D.水的比热容较高，使得水的温度相对不容易发生改变
答案　C
解析　水分子由2个氢原子和1个氧原子通过共用电子对而结合，A正确；水是极性分子，能结合带正电荷或负电荷的分子(或离子)，因此水是良好的溶剂，B正确；水分子之间易形成氢键，氢键易断裂和形成，使水在常温下呈液体状态，具有流动性，C错误；由于氢键的存在，使水有较高的比热容，使水的温度相对不容易发生改变，有利于维持生命系统的稳定性，D正确。
5.(2024·哈尔滨师大附中)2022年3月22日～28日是第三十五届“中国水周”。活动主题为“推进地下水超采综合治理，复苏河湖生态环境”。下列有关水对生命活动影响的叙述正确的是(　　)
A.晒干的小麦种子不含自由水，代谢强度低，便于储藏
B.植物幼嫩部位比衰老部位代谢旺盛是因为幼嫩部位自由水含量占比较高
C.与未萌发的小麦种子相比，正在萌发的小麦种子中自由水与结合水的比值下降
D.越冬的植物体内自由水与结合水的比值升高，有利于植物抵抗寒冷的环境
答案　B
解析　细胞内的水以自由水和结合水的形式存在，种子晾晒过程中失去的水主要是自由水，但晾晒后种子中仍含有自由水，晒干后的种子中自由水与结合水的比值下降，代谢强度降低，便于储藏，也可以延长种子的保存时间，A错误；自由水含量高，代谢旺盛，幼嫩部位比衰老部位自由水的含量高，B正确；与未萌发的种子相比，正在萌发的小麦种子细胞代谢活动旺盛，自由水含量增加，则自由水与结合水的比值升高，C错误；越冬的植物体内自由水向结合水转化，自由水所占的比例逐渐降低，结合水所占的比例逐渐升高，有利于植物抵抗寒冷的环境，D错误。
6.(2024·福建漳州期末)如图所示为细胞中水的两种存在形式及其作用，下列相关叙述错误的是(　　)
A.图中甲表示细胞结构的重要组成部分，乙可表示运输营养物质和代谢废物
B.①为结合水，含量较少，其丢失不会导致细胞死亡
C.②为自由水，细胞代谢旺盛时②所占比例较高
D.①与②的比值上升时，有利于提高植物的抗逆性
答案　B
解析　①为结合水，其功能为甲(细胞结构的重要组成部分)；②为自由水，是良好的溶剂、能运输营养物质和代谢废物、参与多种生化反应、为细胞提供液体环境等，故乙可表示运输营养物质和代谢废物，A正确；结合水是细胞结构的重要组成成分，如果这部分水丢失会导致细胞死亡，B错误；细胞代谢旺盛时②(自由水)所占比例较高，C正确；结合水/自由水的值升高时，细胞代谢水平减弱，但抗逆性增强，D正确。
知识点2　细胞中的无机盐
7.(2024·广东广州市质检)下列关于生物体内无机盐的相关叙述，错误的是(　　)
A.细胞中的无机盐主要以离子形式存在
B.Mg是叶绿体中参与光合作用的各种色素的组成元素
C.人体血液中Ca2＋浓度太低会出现抽搐症状
D.在探究小麦生长发育是否需要Mg2＋的实验中必须设置对照实验
答案　B
解析　Mg是叶绿素的组成元素，叶绿体中不仅有叶绿素一种色素参与光合作用，B错误。
8.(2024·武汉二中期中)临床上抢救危重病人时，常常要给病人输入生理盐水。下列有关输入生理盐水的理由正确的是(　　)
A.无机盐离子能够调节人体的生命活动
B.0.09%的NaCl溶液能够补充水分，维持体液平衡
C.无机盐离子通过维持细胞的渗透压来维持细胞的形态和功能
D.无机盐能为细胞提供能量
答案　C
解析　无机盐离子能调节人体的生命活动，但是这并不是临床上输入生理盐水的作用，A错误；生理盐水是0.9%的NaCl溶液，其能够补充水分，维持细胞的渗透压，从而维持细胞的形态和功能，B错误，C正确；无机盐不能为细胞提供能量，D错误。
9.“有收无收在于水，收多收少在于肥”，说明水和无机盐对植物生长的重要性。下列有关说法错误的是(　　)
A.结合水是细胞结构的重要组成成分
B.细胞中自由水的比例越小，细胞的代谢就越旺盛
C.细胞中无机盐大多数以离子形式存在
D.无机盐是细胞中许多化合物的重要组成成分
答案　B
解析　结合水是细胞结构的重要组成成分，A正确；细胞中自由水的比例越大，细胞的代谢就越旺盛，B错误；细胞中无机盐大多数以离子的形式存在，C正确；无机盐是细胞中许多化合物的重要组成成分，如Fe是构成血红素的元素，Mg是构成叶绿素的元素，D正确。
10.与完全营养液培养的植物相比，缺镁元素的营养液培养的植物显出缺绿症状。当补充镁盐时，上述症状得以缓解。这说明(　　)
A.镁是叶绿素合成代谢的必需元素
B.缺绿病症是细胞不能吸收镁离子引起的
C.镁是构成叶绿素分子的微量元素
D.镁仅参与植物细胞内叶绿素的合成
答案　A
解析　植物体的绿色是叶绿体中的叶绿素所表现出的颜色，缺镁影响叶绿素的含量，所以镁与叶绿素的合成有关，A正确。
11.(2024·广州市高一期中)下列有关水和无机盐的叙述，错误的是(　　)
①当大量出汗时应多喝淡盐水　②生物体内许多化学反应需要水的参与，结合水是细胞结构的组成成分之一　③Mg2＋是叶绿素、血红蛋白等分子的组成成分　④无机盐有维持细胞内酸碱平衡的作用　⑤自由水与结合水的比例与新陈代谢的强弱关系不大
A.①③④⑤ B.①④⑤
C.③⑤ D.②③④⑤
答案　C
解析　当大量出汗时会排出水和无机盐，应多喝淡盐水，①正确；生物体内许多生物化学反应需要水的参与，结合水是细胞结构的组成成分之一，②正确；Mg2＋是叶绿素的组成成分，Fe2＋是血红蛋白的组成成分，③错误；有些无机盐有维持细胞内酸碱平衡的作用，④正确；自由水与结合水的比例与新陈代谢的强弱有关，自由水与结合水的比值高，代谢活动旺盛；自由水与结合水的比值低，代谢活动下降，⑤错误。综上分析，C符合题意。
【综合提升】
12.(2024·兰州一中质检)“水是生命之源”，这是因为水具有支持生命的独特性质。下列叙述错误的是 (　　)
A.水分子的空间结构和电子的不对称分布决定其是极性分子
B.带有正电荷或负电荷的分子(或离子)都容易与水结合
C.细胞内的大部分水与其他物质结合失去溶解性和流动性
D.氢键的存在和特点使水呈液态和具有较高的比热容
答案　C
解析　细胞内小部分水与蛋白质、多糖等物质结合，失去流动性和溶解性，成为生物体的构成成分，C错误。
13.(2024·河南名校高一联考)水和无机盐是细胞的重要组成成分。下列相关叙述正确的是(　　)
A.Mg参与构成叶绿素，Fe参与构成血红素
B.“爆米花”“炸熟的花生”中仍含有大量的结合水和自由水
C.将作物秸秆充分晒干后，剩余的物质主要是无机盐
D.Zn在人体中含量较少，与生命活动关系不大
答案　A
解析　叶绿素分子中含有Mg，血红素分子中含有Fe，A正确；“爆米花”和“炸熟的花生”中的细胞已死亡，几乎不含自由水和结合水，B错误；作物秸秆充分晒干后，失去的主要是自由水，剩余的物质除了含少量无机盐外，还含有结合水、有机物，C错误；Zn在人体中属于微量元素，但对于生命活动必不可少，D错误。
14.(2024·长沙雅礼中学高一期中)下列是某同学在校园内看到的几种状况和他做出的处理办法，其中不太恰当的是 (　　)
A.学校桂花树叶片泛黄，他告诉学校管理人员需施用一定浓度的Mg2＋溶液
B.室友最近视力下降了，他告诉室友可以多吃点鱼眼，吃什么补什么
C.学校女贞树越冬，他告诉学校管理人员减少灌溉以抵抗寒冷
D.学校运动会上运动员大量流汗时，他告诉运动员要喝淡盐水
答案　B
解析　镁是叶绿素的重要组成成分，缺镁会使叶片发黄，故学校桂花树叶片泛黄，需施用一定浓度的Mg2＋溶液，A正确；视力下降的原因有很多，可能是缺乏维生素，吃鱼眼不能提供维生素，B错误；减少灌溉，减少自由水的含量，有利于提高植物的抗寒能力，C正确；汗液中含有水和无机盐，故运动员运动后要喝淡盐水，补充水和无机盐，D正确。
15.(2024·广东肇庆期末)运动员剧烈运动，大量出汗后，往往需要饮用含有特定成分的“功能饮料”，如表是某“功能饮料”的主要成分表，下列相关叙述错误的是(　　)
成分 蔗糖 柠檬酸 氯化钠 氯化钾 磷酸二 氢钠 磷酸二 氢钾 碳酸氢钠
质量浓度/(g·L－1) 30 10 1 0.1 0.1 0.1 0.1
A.饮料中添加无机盐主要是因为无机盐具有维持人体生命活动的重要作用
B.人体内Na＋缺乏会引发肌肉酸痛、无力
C.人体内P缺乏会影响许多化合物的合成
D.运动员喝饮料的主要目的是补充各种无机盐
答案　D
解析　无机盐具有维持人体生命活动的重要作用，故饮料中需要添加无机盐，A正确；人体内Na＋缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最终引发肌肉酸痛、无力等，B正确；P是组成细胞膜、细胞核的重要成分，也是细胞必不可少的许多化合物的成分，因此人体内P缺乏会影响许多化合物的合成，C正确；运动时出汗流失了大量水分和无机盐，故喝饮料主要是给运动后的身体补充水和无机盐，D错误。
16.(2024·西安高新一中高一月考)研究表明，在小麦种子萌发过程中种子内储存的淀粉开始大量消耗，提供能量促使种子萌发；若土壤中镁的含量较低，萌发后的小麦幼苗叶片会变黄，当严重缺镁时幼苗会死亡。回答下列问题：
(1)晒干的小麦种子充分燃烧剩余的灰烬主要成分是________。小麦细胞中水的存在形式有两种，萌发过程中小麦种子吸水主要是增加________水的含量；北方冬小麦在冬天来临前，________水的比例逐渐上升，以避免气温下降对细胞的损伤。
(2)小麦种子萌发过程中淀粉的分解需要水的参与，说明水具有________________的作用；土壤中镁的含量较低，萌发后的小麦幼苗叶片会变黄的原因是_____________________________________________________________________。
为探究Mg是否为小麦生长所必需的元素，实验组应设置为_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)探究小麦种子细胞含水量分别为1%、6%、10%、15%、20%时，储存一年后的种子发芽率，实验结果如表所示。
含水量 1% 6% 10% 15% 20%
发芽率 0 25% 96% 85% 0
含水量为1%的种子发芽率为零，试分析可能原因。_____________________________________________________________________
答案　(1)无机盐　自由　结合　(2)参与生物化学反应　镁是构成叶绿素的元素　将生长状态良好的小麦幼苗种植在只缺Mg的培养液中
(3)种子含水量过低，细胞(胚细胞)缺水死亡，种子失去活性
解析　(1)晒干的小麦种子充分燃烧剩余的灰烬主要成分是无机盐。自由水含量越大，细胞代谢越旺盛，小麦种子萌发过程中细胞代谢加快，此时小麦种子吸水主要是增加自由水的含量；结合水的含量与植物抗逆性有关，结合水含量越多，植物耐寒能力越强，故北方冬小麦在冬天来临前，结合水的比例逐渐上升，以避免气温过低对细胞造成损伤。(2)小麦种子萌发过程中淀粉的分解需要水的参与，这说明水能参与生物化学反应；镁是组成叶绿素的重要元素，若土壤中镁的含量较低，萌发后的小麦幼苗叶片会变黄。为探究Mg是否为小麦生长所必需的元素，则实验的自变量是有无Mg，实验组应设置为将生长状态良好的小麦幼苗种植在只缺Mg的培养液中，对照组为将生长状态良好的等量小麦幼苗种植在等量的完全培养液中。(3)含水量为1%的种子发芽率为零，可能的原因是种子含水量过低，细胞(胚细胞)缺水死亡，种子失去活性。
17.清朝扬州八怪之一的郑板桥有诗云：“东北人参凤阳梨，难及潍县萝卜皮”。潍县青萝卜甜脆多汁，稍有辣味，膳食纤维丰富，具有较高的营养价值和保健功能。请回答下列问题：
(1)青萝卜细胞中含量最多的化合物是________，青萝卜种子萌发初期，结合水与自由水的比值________(填“上升”“不变”或“下降”)。
(2)青萝卜甜脆多汁，是由于含水量较高，糖等多种物质溶解于水中。水作为良好溶剂的原因是_________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)在青萝卜生长发育过程中，需要供给足够的营养，如果钾供应不足，叶片边缘变褐色，肉质根不能正常膨大，这说明无机盐具有________________的功能。
答案　(1)水　下降　(2)水是极性分子，带有正电荷或负电荷的分子(或离子)都容易与水结合　(3)维持细胞和生物体的正常生命活动

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