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2.2细胞中的无机物——2024-2025学年高一生物学人教版（2019）必修一同步训练
一、单选题
1．秋天刚收获的玉米先后经晾晒和烘干处理，均可失去水，则下列相关叙述正确的是( )
A.晾晒和烘干失去的水都主要是自由水
B.晾晒和烘干失去的水都主要是结合水
C.晾晒失去的主要是自由水，烘干失去的主要是结合水
D.晾晒失去的水主要是结合水，烘干失去的水主要是自由水
2．下列关于生物体内水的叙述，错误的是( )
A.参与运输营养物质和代谢废物的水为自由水
B.水是细胞结构的组成成分之一
C.人体细胞内水的存在形式是自由水和结合水
D.自由水与结合水的比例与新陈代谢强弱关系不大
3．当细胞新陈代谢旺盛、生长迅速时，自由水与结合水的比值将( )
A.保持不变 B.降低 C.升高 D.不能确定
4．生物离不开水，这是因为水的许多特性符合生物生存的需要。下列不属于水分子特殊性质的是( )
A.具有极性 B.以离子形式存在
C.水分子之间可形成氢键 D.水分子具有缔合现象
5．苹果含有微量元素Zn，而Zn是构成与记忆力息息相关的物质不可缺少的元素，儿童缺锌会导致大脑发育不良，因此苹果又被称为“记忆之果”。这说明无机盐离子( )
A.对维持酸碱平衡有重要作用
B.对维持细胞形态有重要作用
C.对调节细胞内的渗透压有重要作用
D.对维持生物体的生命活动有重要作用
6．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.④和⑤是同一种物质，但是在细胞中存在形式不同
B.①和②均能够萌发形成幼苗
C.③在生物体内主要以化合物形式存在
D.点燃后产生CO2中的C只来自种子中的糖类
7．无机盐在生物体内的含量不高。细胞中大多数无机盐的存在状态是( )
A.与蛋白质结合 B.离子形式 C.与糖结合 D.与水结合
8．下列关于无机盐在生物体中功能的叙述，错误的是( )
A.镁是叶绿体中参与光合作用的各种色素的组成元素
B.人体缺铁会影响正常的需氧呼吸功能
C.人体血液中Ca2+浓度太低，会出现抽搐症状
D.细胞中的某些无机盐离子对维持细胞的酸碱平衡具有一定作用
9．N、P等元素在植物体内形成的化合物往往不稳定，在逆境中可从老叶转移至幼叶，而Ca、Mn等元素形成稳定的化合物不易转移。某植株成熟叶正常，部分幼叶出现病态，用Ca（NO3）2根部施肥后幼叶恢复正常。下面是施肥后根尖成熟区细胞吸收Ca2＋、NO3－和H2O的示意图，正确的是( )
A. B.
C. D.
10．在农业增产的诸多影响因素中，农业灌溉是最主要的因素之一。为探究不同的节水灌溉方式对玉米植株生物量的影响，选择低压管灌、膜下滴灌和喷灌这3种节水灌溉方式进行实验，在整个生长期内灌溉定额水分，在其他条件相同且适宜的环境下培养并测定3种灌溉方式下玉米生物量的变化情况，结果如图所示。下列有关叙述错误的是( )
注：生物量是指某一时刻单位面积内的有机物质总量
A.植株在不同生长期，膜下滴灌方式均是使作物生长的最有效灌溉方式
B.玉米植株在抽雄期到灌浆期生物量增长速度最快，细胞中自由水/结合水的比值最大
C.成熟期玉米生物量最多与植株所有细胞都吸收了大量水分有关
D.灌浆期吸收的水分只有一小部分用于细胞代谢
11．下列关于细胞中水的含量的叙述错误的是( )
A.抗冻的植物细胞内自由水含量多 B.老年人细胞中的含水量比婴儿的少
C.水是人体细胞中含量最多的化合物 D.自由水和结合水在一定条件下可以相互转换
12．随着新生儿疾病筛查工作的广泛开展，越来越多的苯丙酮尿症患者被早期确诊，并可及时对其进行低苯丙氨酸饮食治疗，严格限制高蛋白食物摄入。对患者在治疗过程中体内主要矿物元素的含量进行检测，结果如下表，下列分析正确的是( )
组别 人数（人） 锌（μmol/L） 铁（μmol/L） 钙（mmol/L） 镁（mmol/L） 铜（μmo/L）
患者组 42 70.58±1.53 7.38±1.20 1.68±0.17 1.65±0.17 21.77±3.97
对照组 42 78.61±0.90 7.75±0.95 1.72±0.17 1.48±0.20 20.04±5.29
A.这是对5种微量元素的检测
B.铁是构成血红蛋白的元素，只要身体出现贫血都是缺铁导致的
C.患者组锌含量显著低于对照组，可能是饮食治疗导致锌摄入不足引起的
D.哺乳动物血液中必须含有一定量的Ca2+，但是Ca2+的含量太高会引起抽搐
13．无机盐能维持生物体正常的生命活动。下面列出了若干确定无机盐X是否是植物必需的实验方案，其中正确的设计是( )
①以土壤为基质盆栽，浇缺少无机盐X的“完全培养液”
②以土壤为基质盆栽，浇“完全培养液”
③不用基质，只用缺少无机盐X的“完全培养液”
④不用基质，只用完全培养液
⑤不用基质，只用含无机盐X的培养液
A.以①为实验组，②为对照组 B.以③为实验组，④为对照组
C.以③为实验组，⑤为对照组 D.以④为实验组，⑤为对照组
14．“茶园养鸡”是一种新型的生态养殖模式，为探究鸡粪对土壤肥力的影响，研究人员将C、N、P作为计量土壤肥力的元素进行了调查，结果下图所示。下列分析不正确的是( )
A.土壤中碳与氮的含量比值与鸡粪添加量呈正相关
B.通过添加鸡粪可增加氮的相对含量来提高茶园土壤肥力
C.氮是叶绿素的组成元素，缺氮会使叶片变黄且影响产量
D.组成细胞的元素在无机环境中都能找到体现了生物界与无机自然界具有统一性
15．方便面中脱水蔬菜的加工过程主要如下：原料挑选→切削、烫漂→冷却、沥水→烘干。烘干的过程得注意温度，否则容易烤焦。下列叙述正确的是( )
A.蔬菜烘干的过程中主要是失去结合水
B.脱水蔬菜细胞中数量最多的元素为O
C.方便面中的干牛肉中含量最多的化合物为蛋白质
D. 烤焦后形成的物质能给细胞提供能量
二、多选题
16．下列有关水和无机盐的叙述，不正确的是( )
①参与运输营养物质和代谢废物的水为自由水
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、血红素等分子的组成成分
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度关系不大
⑥缺碘会引起儿童佝偻病
A.①④⑤ B.①④⑤⑥ C.③⑤⑥ D.②③④⑤⑥
17．农谚有云：“有收无收在于水，收多收少在于肥。”水和无机盐在农作物的生长发育过程中发挥着重要的作用。下列关于水和无机盐的说法，错误的是( )
A.无机盐只有溶解在水中才能被农作物吸收，但水和无机盐的吸收过程相对独立
B.“收多收少在于肥”是因为无机盐能够为植物的生长和发育过程提供能量
C.活性蛋白失去结合水后会改变空间结构，重新得到结合水后不能恢复其活性
D.由于氢键的存在，水具有较低的比热容，有利于维持生命系统的稳定性
三、读图填空题
18．在冬季来临过程中，冬小麦体内会发生一系列适应低温的生理变化。如图为冬小麦在不同时期含水量变化关系图。请回答下列问题。
（1）9月至12月，随着气温下降，冬小麦细胞中自由水含量____________（填“升高”、“不变”或“下降”），出现这种变化的重要意义是________________________。
（2）冬天来临前，冬小麦细胞中的游离状态的水分子通过与________________________等物质结合，转化为结合水，流动性与溶解性降低，不易结冰，从而增强了抗寒能力。
（3）有研究表明，提高细胞液的浓度能使植物的结冰温度降低，因此随着气温下降，冬小麦细胞中可能出现淀粉水解为可溶性糖____________（填“增多”、“减少”或“不变”），与此同时细胞内呼吸作用消耗的糖分____________（填“增多”、“减少”或“不变”），从而提高冬小麦的抗寒能力。
（1）等量亲水性不同的两种物质分散在甲、乙两个含有等量水的容器中，如图所示。容器甲中的自由水含量比容器乙的_____（选填“多”或“少”）。
（2）相同质量的花生种子（含油脂多）和大豆种子（含蛋白质多），当它们含水量相同时，自由水含量较多的是_____种子。
（3）以占种子干重的百分比计算，种子萌发时干燥大豆种子的吸水量要比干燥花生种子的吸水量_____。
（4）现在已进入深秋，随着温度下降，植物吸水减少，自由水和结合水比值变_____，有利于植物抗逆性的加强，原因是_____水不易结冰，不会因发生蒸腾作用而散失。
（5）种子入库前必须对其进行干燥处理，以降低种子中的含水量，目的是_____。
19．生物有各种各样的越冬方法。植物在冬季来临过程中，随着气温的逐渐降低，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。图一为冬小麦在不同时期含水量变化关系图。请回答下列问题：
（1）冬小麦的含水量从9月至12月处于______（填“上升”“不变”或“下降”）趋势，原因是______。
（2）水在冬小麦根细胞内的主要作用有：______（答出两点即可）。
（3）农业上将种子晒干便于储藏，理由是______。
（4）科学家研究冬小麦的种子萌发过程，通过生化方法测定种子萌发过程中胚的鲜重变化，得到了如图二曲线。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，待它烧尽后可见到灰白色的灰烬，灰烬的成分主要是______。
参考答案
1．答案：C
解析：刚收获的玉米种子代谢活动较强，自由水多，因此，晾晒处理失去的主要是自由水；晾晒之后的玉米就成了干种子，此时，细胞中的自由水少，因此，经烘干处理后失去的主要是结合水。
2．答案：D
解析：A、自由水的自由流动，对于运输营养物质和代谢废物具有重要作用，A正确；
B、结合水是细胞结构的组成成分之一，B正确；
C、水在人体细胞内以自由水与结合水的形式存在，C正确；
D、自由水与结合水的比值与代谢强度有关，比值越高，细胞新陈代谢越旺盛，D错误。
故选D。
3．答案：B
解析：当细胞新陈代谢旺盛，生长迅速时，细胞内自由水与结合水的比值高，即结合水与自由水的比值低，故选B。
4．答案：B
解析：A、水是极性分子，A正确；
B、水以分子形式存在，B错误；
C、水分子之间可形成氢键，C正确；
D、水分子间具有很强的缔合作用，D正确。
故选B。
5．答案：D
解析：由题意知，锌是构成与记忆力息息相关的物质不可缺少的元素，儿童缺锌就会导致大脑发育不良，这说明无机盐对于维持生物体的生命活动有重要作用。综上所述，D正确，ABC错误。
故选D。
6．答案：A
解析：A、据分析可知,④为自由水,⑤为结合水,故④和⑤是同一种物质,但是在细胞中存在形式不同,A正确;B、②中已经不含结合水,细胞的结构已经破坏,细胞死亡,因此不能萌发,B错误; C、③为无机盐,在生物体内主要以离子形式存在,C错误;D、点燃后产生CO2中的C可来自于种子的糖类、脂质、蛋白质等有机物,D错误。故选:A。
7．答案：B
解析：细胞中大多数无机盐以离子形式存在，B正确。
故选B。
8．答案：A
解析：
9．答案：C
解析：由题图可知，用Ca（NO3）2根部施肥后幼叶恢复正常说明部分幼叶出现病态可能是缺乏Ca2+或NO3-，又由题干信息知，成熟叶正常，这说明缺乏的是不能再被利用的元素Ca2+；用Ca（NO3）2根部施肥后，土壤溶液浓度升高，根细胞吸水能力下降，吸收Ca2+量增加，吸收NO3-不变，随细胞吸收Ca2+量增加，细胞液浓度升高，细胞吸水的能力又逐渐增强，C正确，ABD错误。故选C。
10．答案：C
解析：A、由图可知，植株在不同生长期时，膜下滴灌方式生物量最多，所以是使作物生长的最有效灌溉方式，A正确；B、玉米植株在抽雄期到灌浆期时间段内生物量增长速度最快，由于自由水越多，代谢越旺盛，因此，此时间段内细胞中自由水/结合水的比值最大，B正确；C、生物量可以较好地反映作物生长期内的植株生长状况，代表的应该是有机物（干重）的量，成熟期玉米生物量最多与植株所有细胞都吸收了大量水分无关，C错误；D、灌浆期吸收的水分绝大多数在蒸腾作用过程中散失，只有一小部分用于有机物合成，D正确。故选C。
11．答案：A
解析：A、抗冻的植物细胞因为要提高抗逆性，所以结合水含量多，A错误；
B、老年人新陈代谢较婴儿弱，所以老年人细胞中的含水量比婴儿的少，B正确；
C、水是人体细胞中含量最多的化合物，在细胞内水占80%-90%，C正确；
D、自由水和结合水在一定条件下可以相互转换，如血液凝固时，部分自由水转变成结合水，D正确。
12．答案：C
解析：A、钙、镁不是微量元素，是大量元素，A错误；B、铁是合成血红蛋白的主要元素，所以缺铁会导致贫血，但贫血不都是缺铁造成的，比如基因突变引起的镰刀型贫血症不是缺铁造成的，B错误；C、对患者进行低苯丙氨酸饮食治疗，严格限制高蛋白食物摄入，由表中数据可知，患者组锌含量显著低于对照组，可能是饮食治疗导致锌摄入不足导致，C正确；D、哺乳动物血液中必须含有一定量的Ca2+，但是Ca2+的含量太低会引起抽搐，D错误。故选C。
13．答案：B
解析：该实验的目的是确定无机盐X是否是植物生长发育所必需的，自变量是培养液中是否有X，因变量是“某植物生长发育”的状况，其它对实验结果有影响的因素均为无关变量，应控制相同且适宜，据此依据实验设计应遵循的原则可知，为了排除土壤中可能含有无机盐X对实验结果产生干扰，不应使用基质；实验组为不用基质，只用缺少无机盐X的“完全培养液”；对照组是不用基质，只用完全培养液。综上分析，B正确，A、C、D均错误。
14．答案：A
解析：A、据图分析可知，随着鸡粪添加量的增加，土壤中碳的相对含量基本不变，氮的相对含量逐渐增加，所以土壤中碳与氮的含量比值与鸡粪添加量没有表现正相关关系，A错误；
B、随着鸡粪添加量的增加，土壤中氮的相对含量逐渐增加，通过添加鸡粪可增加氮的相对含量来提高茶园土壤肥力，B正确；
C、叶绿素的组成元素有C、H、O、N、Mg等，缺氮会使叶片变黄且影响产量，C正确；
D、组成细胞的元素在无机环境中都能找到，没有一种是生物特有的，这体现了生物界与非生物界的统一性，但无机环境中的某些元素不存在生物体内，D正确。
故选A。
15．答案：C
解析：A、蔬菜直接烘干，烘干过程中失去的水主要为自由水，A错误；
B、脱水蔬菜细胞中数量最多的为氢元素，注意是数量而不是含量，B错误；
C、干牛肉细胞失去了水分，故其细胞中含量最多的化合物为蛋白质，C正确；
D、烤焦后形成的物质主要为无机盐，而无机盐不能给细胞提供能量，D错误。
故选C。
16．答案：C
解析：①参与运输营养物质和代谢废物的水能够自由流动，属于自由水，①正确；②生物体内的许多化学反应需要水的参与（如呼吸作用和光合作用），结合水是细胞结构的组成成分之一，②正确；③Mg2+是叶绿素分子的组成成分，Fe2+是血红素分子的组成成分，③错误；④有的无机盐离子在维持细胞的渗透压和酸碱平衡方面起着重要的作用，④正确；⑤自由水与结合水的比例越高，细胞代谢越旺盛，⑤错误；⑥碘是合成甲状腺激素的原料，缺碘会引起儿童患呆小症，缺钙会引起儿童患佝偻病，⑥错误。综上所述，③⑤⑥错误。故选C。
17．答案：BD
解析：A、无机盐只有溶解在水中才能被农作物吸收，根吸收无机盐的方式主要为主动运输，而根吸收水的方式主要为自由扩散，所以水和无机盐的吸收过程相对独立，A正确；B、无机盐不能提供能量，B错误；C、蛋白质失去活性后，其活性不能恢复，故活性蛋白失去结合水后会改变空间结构，重新得到结合水后不能恢复其活性，C正确；D、由于水分子的极性，一个水分子的氧端靠近另一水分子的氢端时，它们之间的静电吸引作用就形成一种弱的引力，这种弱的引力称为氢键；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，D错误。故选BD。
18．答案：
（1）下降；避免气温下降时细胞内自由水过多导致结冰而损害自身，并提高植株抗寒能力
（2）蛋白质和多糖
（3）增多；减少
解析：(1)9月至12月，随着气温下降，冬小麦细胞中自由水含量下降。出现这种变化的重要意义是提高抗旱性，避免被冻伤。
(2)冬天来临前，冬小麦细胞中的游离状态的水分子通过与蛋白质等物质结合，转化为结合水，流动性与溶解性降低，不易结冰，从而增强了抗寒能力。
(3)由于提高细胞液的浓度可使植物的结冰温度降低，因此在抗寒锻炼过程中，淀粉水解为可溶性糖增多，与此同时植物通过呼吸作用消耗的糖分减少，细胞中积累的糖分增多，植物的抗寒能力增强。
19、
20．答案：（1）下降；随着冬季来临，气温下降，细胞中自由水的含量显著减少，有助于抵抗低温冻害
（2）（结合）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等（答两点即可）
（3）将种子晒干减少了自由水的含量而使细胞代谢水平降低，便于储藏
（4）不休眠的；无机盐
解析：（1）结合图一可以看出，冬小麦的含水量从9月至12月处于下降趋势，其中自由水含量显著减少，因为随着冬季来临，气温下降，细胞中总含水量及自由水含量显著下降，而结合水含量上升，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：结合水是冬小麦根细胞的重要组成成分；自由水是冬小麦根细胞内良好的溶剂；自由水参与冬小麦根细胞内的生化反应等。
（3）农业上将种子晒干减少了其中自由水的含量，进而可使其代谢水平降低，便于储藏。
（4）由图二可知，不休眠的种子胚的鲜重增加明显说明其代谢较旺盛，自由水与代谢程度有关，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后可见到灰白色的灰烬，灰烬的成分主要是无机盐。
（1）少（2）花生（3）多（4）小;结合（5）降低自由水含量以降低新陈代谢强度，同时防止霉变

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