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第2练　细胞中的元素及无机化合物
A级·大概念对点练
概念点1　组成细胞的元素和化合物
1．图Ⅰ是细胞中几种化合物含量的扇形图，图Ⅱ是活细胞中元素含量的柱形图，下列说法错误的是(　　)
A．若细胞代谢正常，则图Ⅰ中的甲化合物是水
B．若细胞代谢正常，则图Ⅰ中的乙化合物是蛋白质
C．若细胞代谢正常，则图Ⅱ中的b元素是氢
D．若细胞完全脱水，则含量最多的元素不是图Ⅱ中的a
2．同位素标记法可用于研究物质的组成。以下各组物质中，均能用15N标记的是(　　)
A．核糖核酸和氨基酸 B．脂肪和脱氧核糖核酸
C．葡萄糖和氨基酸 D．脱氧核糖核酸和淀粉
3．如图是构成细胞的某些化合物的元素组成情况。则对①②③所表示的物质及其所能表现的生理功能推测错误的是(　　)
A．①可能是叶绿素，能吸收光能用于光合作用
B．②可能是血红蛋白，有运输氧的作用
C．③可能是磷脂，是细胞膜的主要成分
D．①②③必为同一类物质
概念点2　细胞中的无机物
4．下列有关水和无机盐的叙述，正确的是(　　)
A．植物秸秆燃烧的灰烬主要是无机盐，无机盐在细胞中都以离子形式存在
B．植物细胞吸收的磷酸盐，可参与细胞膜、细胞核和核糖体的形成
C．植物体缺镁，则光合作用和呼吸作用随之减弱，有机物积累不变
D．植物中蛋白质形成过程产生的H2O中的H来自氨基
5.
植物组织培养的培养基中应含有植物生长所需的全部养分。如图所示的培养基中含有NH4NO3、KNO3、CaCl2·2H2O、MgSO4·7H2O、螯合铁溶液、微量元素溶液，但缺少一种必需元素，为补充这种元素，应添加的化合物是(　　)
A．Ca(NO3)2 B．KCl C．KH2PO4 D．K2SO4
6．[2024·福州联考]科学家发现，一种被称为GFAJ 1的细菌在环境中缺少磷元素时能以砷代替磷构建生命分子。下列相关叙述错误的是(　　)
A．CFAJ 1的遗传物质含有4种脱氧核苷酸
B．CFAJ 1的内质网可利用砷元素合成磷脂等脂质
C.CFAJ 1的核酸和核糖体中都可能含有砷元素
D．CFAJ 1中砷元素组成的化合物可能具有运输功能
探究点　检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
7．关于还原糖、淀粉、脂肪和蛋白质的鉴定实验，下列叙述正确的是(　　)
A．在葡萄匀浆中加入双缩脲试剂，溶液由蓝色变成砖红色
B．在小麦种子匀浆中滴加碘液，需经水浴加热才有蓝色反应
C．花生子叶细胞经苏丹Ⅲ染色，显微镜下可见橘黄色颗粒
D．在大豆种子匀浆中加入斐林试剂，溶液由蓝色变成紫色
8．斐林试剂和双缩脲试剂能够分别使还原糖、蛋白质产生特定的颜色反应。下列关于斐林试剂和双缩脲试剂的叙述，正确的是(　　)
A．为了节约实验时间，可提前将斐林试剂配好备用
B．与双缩脲试剂发生紫色反应的物质不一定是蛋白质
C．验证高温可导致蛋白质变性失活时，可用双缩脲试剂进行检测
D．加入斐林试剂后组织样液未出现砖红色沉淀，该样液不可能含还原糖
9．下图为鉴定蛋白质的流程图，其中甲、乙、丙、丁的含义分别是(　　)
A．黄豆浆、双缩脲、1 mL、4滴 B．花生种子研磨液、双缩脲、4滴、1 mL
C．黄豆浆、双缩脲、4滴、1 mL D．花生种子研磨液、斐林试剂、1 mL、4滴
B级·素养提能练
10.[2024·宁夏联考]结合下列曲线，分析有关无机物在生物体内含量的说法，错误的是(　　)
A．图甲曲线可表示人一生中体内自由水与结合水含量的比值随年龄的变化
B．图乙曲线可表示细胞由休眠转入旺盛代谢过程中自由水与结合水含量比值的变化
C．图乙曲线可以表示一粒新鲜的玉米种子在烘箱中被烘干的过程中，其内无机盐的相对含量变化
D．图丙曲线可以表示人从幼年到成年体内相对含水量的变化
11．叶绿素在植物的光合作用过程中发挥着重要作用，血红素是血红蛋白的重要组成成分，二者的部分合成途径如图所示，下列相关叙述错误的是(　　)
A．铁和锌都是叶绿素的组成元素，二者缺一都会导致叶片失绿
B．光是叶绿素合成过程中必不可少的外界条件
C．叶绿素和血红素的生物合成均是在一系列酶催化下进行的
D．这两大动植物色素同出一源可为研究生物进化提供依据
12．从一动物细胞中得到两类大分子有机物x、y，已知细胞中x的含量大于y，用胃液处理，x被分解而y不变。x含有化学元素N，有的还含有元素S，y含有化学元素N和P，它们与苏丹Ⅲ染液都不会发生颜色反应，细胞膜上有x而无y。下列有关x、y的叙述，错误的是(　　)
A．x可能是蛋白质 B．y的基本组成单位可能是核苷酸
C．细胞膜上的x可能是胆固醇 D．y一般存在于细胞核和细胞质中
13.
如图表示某农作物产量和甲、乙两种无机盐离子浓度之间的关系。下列相关叙述错误的是(　　)
A．甲、乙两种无机盐离子都是该作物生长必需的元素
B．该图可说明植物对不同无机盐离子的需求量是不同的
C．当甲的浓度为a、乙的浓度为d时，作物产量为2A
D．甲、乙被吸收后在该作物体内主要以离子的形式存在
14．无土栽培技术被广泛应用到农业生产上。无土栽培中最常用的是水培法，即植物根系直接与营养液接触，不用基质的栽培方法。而通常的农作物种植，是将种子播种在土壤中。下列分析错误的是(　　)
A．土壤和培养液中只要包含植物生长发育所需的大量元素即可正常生长
B．无论培养同一种植物还是不同种植物，培养液的配方都可能不同
C．土壤松土和培养液中通入空气均能避免植物缺氧引起的无机盐吸收障碍
D．若要证明某种元素为植物生长发育的必需元素，最好用水培法
15．C、H、O、N、P、S在玉米细胞(干)、人细胞(干)以及活细胞中的含量(%)如下表，请分析回答问题：
元素 O C H N P S
玉米细胞(干) 44.43 43.57 6.24 1.46 0.20 0.17
人细胞(干) 14.62 55.99 7.46 9.33 3.11 0.78
活细胞 65.0 18.0 10.0 3.0 1.40 0.30
(1)以上元素在活细胞中的含量明显比人细胞(干)多的是O和H，发生这种差异的原因是活细胞中含量最多的化合物是________。玉米细胞和人细胞中所具有的蛋白质种类有所不同，其根本原因是__________________________________________________________________
________________________________________________。
(2)由表中数据可以看出在玉米细胞(干)中所占比例明显高于人细胞(干)的元素是O，发生这种差异的一个主要原因是组成玉米细胞的化合物中________较多，此类化合物由________元素组成。
(3)水在生命活动中具有极其重要的作用，细胞内含水量的多少直接影响细胞的代谢。晒干的种子吸水后，自由水比例大幅度增加，会导致细胞的新陈代谢速率明显增大，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(至少答两点)。
16．植物的生长若缺乏某种矿质元素会表现出相应的缺素症，一批在相同条件下培养出的盆栽黄瓜幼苗表现出叶片发黄的缺素症状。甲同学认为，这批盆栽黄瓜幼苗叶片发黄的原因可能是缺少N，叶绿素合成不足，而乙同学认为可能是缺少________元素，导致叶绿素合成不足。欲判断甲、乙同学的观点哪个正确，丙同学利用适宜浓度的NH4NO3溶液、MgSO4溶液和Mg(NO3)2溶液等试剂和器材进行了如下实验，完成实验设计并得出实验结论。
实验设计：取若干株叶片发黄的盆栽黄瓜幼苗随机分为A、B、C三组，分别施用等量的适宜浓度的NH4NO3溶液、MgSO4溶液和Mg(NO3)2溶液，一段时间后观察并比较________________________________________________________________________
______________________。
实验结论：
(1)若________________________________________________，则支持甲同学的观点；
(2)若________________________________________________，则支持乙同学的观点；
(3)若________________________________________________，则同时支持甲、乙同学的观点。
C级·真题实战练
17.[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
18．[2022·全国甲卷]钙在骨骼生长和肌肉收缩等过程中发挥重要作用。晒太阳有助于青少年骨骼生长，预防老年人骨质疏松。下列叙述错误的是(　　)
A．细胞中有以无机离子形式存在的钙
B．人体内Ca2＋可自由通过细胞膜的磷脂双分子层
C．适当补充维生素D可以促进肠道对钙的吸收
D．人体血液中钙离子浓度过低易出现抽搐现象
第2练　细胞中的元素及无机化合物
1．答案：C
解析：若细胞代谢正常，说明是正常的活细胞，活细胞中含量最多的化合物是水，其次是蛋白质；图Ⅱ中的b元素占18%，应为碳，不是氢；活细胞中含量最多的元素是氧，但如果细胞完全脱水，则含量最多的元素是碳（即图Ⅱ中的b）。
2．答案：A
解析：核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）的组成元素为C、H、O、N、P，氨基酸的组成元素为C、H、O、N，脂肪、葡萄糖和淀粉只含C、H、O，核糖核酸和氨基酸都含有N，均能用15N标记，A正确。
3．答案：D
解析：叶绿素中含有Mg，所以①可能是叶绿素，能吸收光能用于光合作用，A正确；血红蛋白中含有Fe，所以②可能是血红蛋白，有运输氧的作用，B正确；磷脂含有的元素是C、H、O、N、P，所以③可能是磷脂，是细胞膜的主要成分，C正确；①②③为不同类物质，D错误。
4．答案：B
解析：植物秸秆燃烧的灰烬主要是无机盐，无机盐在细胞中主要以离子形式存在，A错误；细胞核含有核膜，核糖体含有RNA，生物膜和RNA均含有P，因此植物细胞吸收的磷酸盐，可参与细胞膜、细胞核和核糖体的形成，B正确；镁是合成叶绿素的必需元素，叶绿素与光合作用密切相关，若植物体缺镁，则光合作用强度降低，有机物积累减少，C错误；植物中蛋白质形成过程产生的H2O中的H来自氨基和羧基，D错误。
5．答案：C
解析：由培养基成分分析，该培养基缺少大量元素P，KH2PO4能提供P元素。
6．答案：B
解析：任何细胞生物的遗传物质都是DNA，DNA含有4种脱氧核苷酸，A正确；GFAJ 1为原核生物，原核细胞的细胞器只有核糖体，没有内质网，B错误；核酸中含有磷元素，核糖体由rRNA和蛋白质构成，rRNA含有磷元素，由题干可知，在CFAJ 1中砷元素可代替磷元素，因此在其核酸和核糖体中可能含有砷元素，C正确；由砷元素组成的化合物可能是tRNA，具有运输氨基酸的功能，蛋白质R基中的磷元素也可能被砷元素取代，载体蛋白也可以运输物质，D正确。
7．答案：C
解析：在葡萄匀浆中加入斐林试剂，水浴加热，溶液从蓝色变为砖红色，A错误；小麦种子匀浆富含淀粉，加入碘液后不需水浴加热就变为蓝色，B错误；苏丹Ⅲ能将脂肪染成橘黄色，花生子叶细胞中含有脂肪，经苏丹Ⅲ染色后，在显微镜下可以看到橘黄色的脂肪颗粒，C正确；大豆种子匀浆富含蛋白质，加入双缩脲试剂后，溶液由蓝色变为紫色，D错误。
8．答案：B
解析：斐林试剂需要现配现用，不能提前配好备用，A错误；双缩脲试剂检测蛋白质的原理为在碱性环境中，肽键与双缩脲试剂发生紫色反应，故能与双缩脲试剂发生紫色反应的物质不一定是蛋白质，可能是多肽，B正确；蛋白质变性指其空间结构被破坏，但肽键并未断裂，故蛋白质变性后仍可与双缩脲试剂发生紫色反应，C错误；用斐林试剂检测还原糖需水浴加热，若组织样液中含还原糖，但加入斐林试剂后未水浴加热，仍不会出现砖红色沉淀，D错误。
9．答案：A
解析：鉴定蛋白质既可以用蛋清稀释液，也可以用黄豆浆滤液；鉴定蛋白质所用的试剂是双缩脲试剂，先加A液1 mL，再加B液4滴，故选A。
10．答案：D
解析：自由水与结合水含量的比值与新陈代谢旺盛程度有关，一般来说，该比值越大，新陈代谢越旺盛，而随着人年龄的增长，人体的新陈代谢速率逐渐减慢，自由水与结合水含量的比值降低，这与题中图甲曲线相符，A正确；自由水与结合水含量的比值可影响细胞代谢的旺盛程度，该比值越大，细胞代谢越强，这与题中图乙曲线相符，B正确；一粒新鲜的玉米种子在烘箱中被烘干的过程中，水分减少，故无机盐的相对含量增加，后期玉米种子的总质量不再发生变化，即后期无机盐的相对含量会保持稳定，这与题中图乙曲线相符，C正确；人从幼年到成年体内相对含水量逐渐降低，这与题中图丙曲线不符，D错误。
11．答案：A
解析：铁和锌是叶绿素合成过程中酶的激活剂，不是组成叶绿素的元素，但缺乏也会导致叶片失绿，A错误。
12．答案：C
解析：动物细胞中的大分子有机物一般有蛋白质、糖原、核酸等。胃液中有胃蛋白酶，可将蛋白质水解为多肽，结合“x含有化学元素N，有的还含有元素S”可推测x可能是蛋白质，A正确；由题意可知，y含有化学元素N和P，与苏丹Ⅲ染液不会发生颜色反应，且细胞膜上有x而无y，推测y可能是核酸，其基本组成单位是核苷酸，B正确；胆固醇是小分子物质，且只由C、H、O三种元素组成，所以x不可能是胆固醇，C错误；y可能是核酸，其中DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中，D正确。
13．答案：C
解析：分析题图可知，甲、乙两种无机盐离子的浓度都影响该农作物的产量，说明两者都是该作物生长必需的元素，A正确；据图可知，该作物对甲、乙两种无机盐离子的需求量不同，B正确；当甲的浓度为a、乙的浓度为d时，作物产量无法判断，C错误；无机盐在细胞中主要以离子形式存在，D正确。
14．答案：A
解析：植物的正常生长不仅需要大量元素，还需要微量元素等，A错误；不同种植物可能对无机盐的需求不同，同一种植物在生长发育的不同阶段对无机盐的需求也可能不同，故无论培养同一种植物还是不同种植物，培养液的配方都可能不同，B正确；植物吸收无机盐主要是根系细胞通过主动运输的方式进行，这需要有氧呼吸为其提供能量，而土壤松土和培养液中通入空气均能增大其中的溶氧量，故两者均能避免植物缺氧引起的无机盐吸收障碍，C正确；土壤中无机盐的种类较多，不同土壤中的无机盐含量差异较大，且去除土壤中的某种无机盐难度较大、耗时较长，而水培法使用人工配制的培养液，无机盐的种类和含量明确，故最好用水培法来证明某种元素为植物生长发育的必需元素，D正确。
15．答案：（1）水　两种生物细胞（核）中所贮存的遗传信息不同　（2）糖类　C、H、O　（3）自由水是细胞内的良好溶剂，许多生物化学反应需要水的参与，自由水还参与生物体内的物质运输
解析：（1）活细胞中含量最多的化合物是水；DNA指导蛋白质的合成，玉米细胞和人细胞中所具有的蛋白质种类有所不同，其根本原因是玉米细胞和人细胞中所贮存的遗传信息不同。（2）由表中数据可以看出在玉米细胞（干）中所占比例明显高于人细胞（干）的元素是O，发生这种差异的一个主要原因是组成玉米细胞的化合物中糖类较多，糖类由C、H、O组成。（3）晒干的种子吸水后，自由水比例大幅度增加，会导致细胞的新陈代谢速率明显增大，原因是自由水是细胞内的良好溶剂；许多生物化学反应需要水的参与；水还可参与生物体内的物质运输等。
16．答案：镁　盆栽黄瓜幼苗叶片的颜色变化　（1）A、C两组叶片变绿，B组叶片发黄　（2）A组叶片发黄，B、C两组叶片变绿　（3）A、B两组叶片浅黄，C组叶片绿色
解析：植物缺Mg也会导致叶绿素合成不足。根据实验目的和给出的实验材料，设计如下实验，取若干株叶片发黄的盆栽黄瓜幼苗随机分为A、B、C三组，分别施用等量的适宜浓度的NH4NO3溶液、MgSO4溶液和Mg（NO3）2溶液，一段时间后观察并比较盆栽黄瓜幼苗叶片的颜色变化。实验结论：（1）若A、C两组叶片变绿，B组叶片发黄，则说明该批盆栽黄瓜幼苗叶片发黄的原因是缺N，支持甲同学的观点。（2）若A组叶片发黄，B、C两组叶片变绿，则说明该批盆栽黄瓜幼苗叶片发黄的原因是缺Mg，支持乙同学的观点。（3）若A、B两组叶片浅黄，C组叶片绿色，则说明该批盆栽黄瓜幼苗叶片发黄的原因是缺少N、Mg，支持甲、乙同学的观点。
17．答案：C
解析：水是细胞内良好的溶剂，许多种物质能够在水中溶解，细胞内的许多生物化学反应都需要水的参与，故水是酶促反应的环境，A、D正确；血液中的缓冲物质溶解在水中形成缓冲体系，B正确；维生素D属于脂质，脂质通常不溶于水，C错误。
18．答案：B
解析：细胞中大多数无机盐以离子的形式存在，少数以化合物的形式存在，细胞中的钙有的以离子形式存在，有的以化合物的形式存在，A正确；人体内的Ca2＋不可自由通过细胞膜的磷脂双分子层，B错误；维生素D能有效地促进人和动物肠道对钙、磷的吸收，C正确；钙离子浓度过低，会使神经肌肉兴奋性增强，从而使肌肉出现抽搐现象，D正确。

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