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第2节　细胞中的无机物
必备知识基础练
知识点1细胞中的水
1.(2分)下列有关细胞内水的功能的叙述中，不正确的是(　　)
A．参与新陈代谢，运输代谢废物
B．储存能量
C．是细胞结构的重要组成成分
D．作为良好的溶剂
答案：B
解析：水属于无机物，不能储存能量，B错误。
2．(2分)豌豆的种子有圆粒和皱粒。圆粒种子含淀粉多，成熟时能有效地保留水分。而皱粒种子含蔗糖多，在成熟时由于失水而皱缩。下列有关叙述错误的是(　　)
A．细胞内的水有自由水和结合水两种形式
B．圆粒种子保留的水分主要是结合水
C．皱粒种子失去的水分主要是自由水
D．种子储存前要晒干的主要目的是防止霉变
答案：D
解析：细胞内的水有自由水和结合水两种形式，其中绝大部分以自由水的形式存在，A正确；圆粒种子保留的水分主要是与化合物相结合的结合水，B正确；皱粒种子失去的水分主要是自由水，故其仍然具有生物活性，C正确；新鲜种子中含水量越高，细胞的代谢越旺盛，种子越不容易储存，故在入仓前要晒干，主要目的是抑制种子的代谢，并防止霉变，D错误。
3．(2分)如图所示为水分子结构示意图，根据所学知识判断，下列说法正确的是(　　)
A．水之所以是良好的溶剂，是因为结构①这种弱引力的存在
B．结构②使水分子成为极性分子，从而使水具有较高的比热容
C．水在细胞中多以自由水形式存在，在生命活动中承担重要作用
D．细胞中结合水的含量是不断变化的，结合水越多，细胞代谢越旺盛
答案：C
解析：①是氢键，由于氢键这种弱引力的存在，使得水在常温下具有流动性、具有较高比热容，水之所以是良好的溶剂是因为水分子是极性分子，A错误；②是共价键，氢、氧原子对电子的吸引能力不同，使得水分子具有不对称性，成为极性分子，带有正电荷或负电荷的分子(或离子)都容易与水结合，使水成为良好的溶剂，B错误；细胞中绝大部分水是自由水，水的作用至关重要，各种生物体的一切生命活动都离不开水，C正确；细胞中自由水的含量是不断变化的，自由水所占比例越大，细胞代谢越旺盛，D错误。
4．(2分)磁共振技术可应用于临床疾病诊断。因为许多疾病会导致组织和器官内水分发生变化，这种变化恰好能在磁共振图像中反映出来。下列有关叙述错误的是(　　)
A．构成人体的不同组织和器官含水量不同
B．水是细胞内良好的溶剂
C．水分子的化学性质与其结构无关
D．发生病变的器官，代谢强度可能会发生改变
答案：C
解析：若水分子与其他亲水性物质结合形成结合水，其结构与自由水相比，肯定会有所变化，进而导致化学性质也发生变化，C错误。
知识点2细胞中的无机盐
5.(2分)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。
6．(2分)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项功能(　　)
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；该酶催化的结果是使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。
7．(2分)含羞草被触碰时，叶枕细胞中钙离子迅速使钾离子通道开放，钾离子流出细胞，导致细胞失水。细胞失水后叶枕(如图)的支撑力量减弱，叶片闭合。这说明无机盐离子的作用是(　　)
A．构成重要化合物的成分
B．调节生命活动
C．氧化分解释放能量
D．作为载体蛋白运输水分
答案：B
解析：题中的事实不能说明无机盐是构成细胞中重要化合物的成分，A错误；题中显示，叶枕细胞中钙离子能使钾离子通道开放，钾离子流出细胞，导致细胞液浓度下降，进而表现失水。细胞失水后叶枕(如图)的支撑力量减弱，叶片闭合，该事实说明无机盐能调节生命活动，B正确；无机盐不能氧化分解释放能量，C错误；无机盐不能作为载体蛋白运输水分，运输水分的转运蛋白是通道蛋白，D错误。
　核心素养提升练
8．(3分)英国医生塞达尼·任格在对离体蛙心进行实验中发现，用不含钙和钾的生理盐水灌注蛙心，收缩不能维持。用含少量钙和钾的生理盐水溶液灌注时，蛙心可持续跳动数小时，实验说明钙盐和钾盐(　　)
A．是细胞中某些复杂化合物的重要组成部分
B．对维持生物体的生命活动有重要作用
C．对维持细胞的形态有重要作用
D．为蛙心的持续跳动提供能量
答案：B
解析：实验不能说明钙盐和钾盐是细胞中某些复杂化合物的重要组成部分，A错误；用不含钙和钾的生理盐水灌注蛙的心脏，收缩不能维持；用含有少量钙和钾的生理盐水灌注时，蛙的心脏可持续跳动数小时，说明钙盐和钾盐对维持生物体的生命活动有重要作用，B正确；无机盐具有维持细胞渗透压、保持细胞形态的重要作用，但是本实验未体现，C错误；钙盐和钾盐不具有提供能量的作用，D错误。
9．(3分)“有收无收在于水，收多收少在于肥。”某生物兴趣小组以玉米幼苗为实验材料进行了如下探究实验。下列叙述中，错误的是(　　)
风干幼苗干物质灰分
A．步骤一损失的水在细胞中主要以游离形式存在，是细胞内的良好溶剂
B．步骤二损失的水主要与细胞内其他物质相结合，在细胞内的含量相对稳定
C．步骤三损失的主要是无机盐，它们在细胞中主要以离子形式存在
D．干旱环境中生长的玉米，其细胞中结合水与自由水的比值相对较高
答案：C
解析：构成细胞的有机物容易燃烧，步骤三损失的是构成细胞的有机物，步骤三剩余的灰分为无机盐，C错误。
10．(3分)下表分别是生物体及人体组织、器官的含水量。对表中数据分析可得出的结论是(　　)
表1　生物体的含水量
生物 水母 鱼类 蛙 哺乳动物 藻类 高等植物
含水量/% 97 80～85 78 65 90 60～80
表2　人体组织、器官的含水量
组织器官 牙齿 骨骼 骨骼肌 心脏 血液 脑
含水量/% 10 22 76 79 83 84
①构成生物体的成分中水的含量最多　②生物体的含水量与生物的生活环境密切相关　③代谢旺盛的组织器官含水较多　④组织器官的形态结构差异与水的存在形式相关
A．①②③④ B．仅①②③
C．仅①② D．仅①
答案：A
解析：由表1可知，构成生物体的成分中水的含量最多，①正确；由表1可知，水生生物的含水量高于陆生生物，说明生物体的含水量与其生活环境密切相关，②正确；由表2可知，代谢旺盛的组织或器官中含水量较多，③正确；由表2可知，血液和心脏的含水量相差无几，但心脏呈固态，而血液呈液态，说明组织或器官的形态差异与水的存在形式相关，④正确。
11．(3分)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．曲线①可表示植物越冬过程中，体内水相对含量的变化
B．曲线②可表示细胞代谢速率随自由水与结合水比值的变化
C．曲线①可表示人一生中体内自由水与结合水的比值随年龄变化的曲线
D．曲线③可表示一粒新鲜的玉米种子在烘箱中被烘干的过程中，其内无机盐相对含量的变化
答案：D
解析：植物越冬过程中，体内细胞代谢逐渐减弱，推测体内水含量逐渐减少，所以曲线①可以表示植物越冬过程中，体内水相对含量的变化，A正确；在一定范围内，自由水与结合水的比值越大，细胞代谢越旺盛，B正确；人的一生中，随年龄增长，细胞代谢活动逐渐降低，因此曲线①可表示人一生中体内自由水与结合水的比值随年龄的变化，C正确；玉米种子被烘干的过程中所含水分越来越少，其内的无机盐相对含量逐渐增加，最后达到一恒定值，D错误。
12．(3分)图甲表示A、B两种无机盐离子处于不同浓度时与作物产量的关系；图乙表示钙对某种植物花粉管生长的影响。下列相关叙述中，不正确的是(　　)
A．据图甲可知，B的浓度为b时，对提高作物的产量最有利
B．据图甲可知，B的浓度为d时，虽然对提高产量有利，但会造成肥料的浪费
C．据图乙可知，适宜浓度的钙有利于花粉管的生长
D．据图乙可知，钙对花粉管生长速率的影响随浓度变化而变化
答案：A
解析：据图甲可知，B的浓度在c～d范围内时，对提高作物的产量最有利，A错误；据图甲可知，当B的浓度为c左右时(曲线峰值之前)，提高作物产量的效果与浓度为d时相同，而d>c，因此在B的浓度为d时，虽然对提高产量有利，但会造成肥料的浪费，B正确；据图乙可知，植物花粉管生长速率随着钙离子浓度的增大，表现为先增大后减小，因此适宜浓度的钙有利于花粉管的生长，C正确；据图乙可知，钙的浓度对花粉管的生长有影响，花粉管生长速率随钙的浓度的变化而变化，D正确。
13．(3分)《氾胜之书》是西汉晚期的一部农学著作，书中提到收获的粮食要“曝使极燥”，降低粮食的含水量后才入仓储存。下列说法不正确的是(　　)
A．“曝使极燥”后，细胞中自由水含量大幅度减少，细胞的代谢降低
B．种子生长发育的不同时期，细胞内自由水与结合水的比值可能不同
C．“曝使极燥”使种子细胞丧失全部水，从而抑制种子代谢
D．种子萌发形成根系后，能吸收溶于水的无机盐离子
答案：C
解析：自由水与结合水的比值在一定范围内增大，细胞代谢变旺盛，“曝使极燥”后，细胞中自由水含量大幅度减少，则细胞的代谢降低，A正确；种子生长发育的不同时期，细胞内自由水与结合水的比值可能不同，生长旺盛的时候，自由水与结合水的比值较高，反之，自由水与结合水的比值较低，B正确； “曝使极燥”后，种子细胞的结合水不会丧失，自由水部分丧失，新陈代谢减慢，便于储存，C错误；细胞中无机盐主要以离子形式存在，因此无机盐必须溶解在水中，形成离子后才能被根细胞吸收，D正确。
14．(10分)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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
青萝卜有助于消化，原因是其含有较多的膳食纤维。
(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
15．(15分)植物生长需要从外界环境中吸收水分和矿质元素，缺乏水和某种矿质元素会影响植物的代谢和功能。请回答下列问题：
(1)植物细胞吸收的水在细胞中的存在形式是____________________，水在细胞中的功能主要有：①________________；②________________；③运输营养物质和代谢废物；④细胞内良好的溶剂；⑤维持生命系统稳定性；⑥细胞结构的重要组成部分。
(2)无机盐在植物细胞内含量很少，但是作用很大。植物从土壤吸收的无机盐，除构成化合物的成分和维持生物体的生命活动外，还具有的功能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)营养液培养法是研究某种元素是否为植物生长所必需的重要方法。为了研究镍(Ni)是否为植物A生长的必需元素，某同学用下图所示的装置进行实验。(培养液除镍元素外，其他元素能够保证生物体生命活动的需要)
①气泵和气泡石的作用是满足根部有氧呼吸对氧气的需求。
②实验步骤：将多株长势相同的植物A均分为两组，分别编号甲、乙。甲组置于____________的培养液中培养作为对照组；乙组置于________的培养液中培养作为实验组。相同条件下培养一段时间后，测量并记录两组植物A的高度或质量。
答案：(1)自由水和结合水　参与细胞中的生物化学反应　为细胞提供液体环境　(2)维持细胞(渗透压和)酸碱平衡　(3)含有镍元素　不含镍元素(两空顺序可颠倒)
解析：(1)水在细胞中的存在形式有自由水和结合水，结合水是细胞结构的重要组成部分；自由水可参与细胞中的生物化学反应，为细胞提供液体环境，运输营养物质和代谢废物，是细胞内良好的溶剂等。(2)无机盐在细胞中主要以离子形式存在，除构成化合物的成分和维持生物体的生命活动外，还可维持细胞的(渗透压和)酸碱平衡。(3)对照实验应遵循单一变量原则，实验需要分为甲、乙两组，甲组营养液中含有镍元素，作为对照组，乙组营养液中不含镍元素，作为实验组，相同条件下培养一段时间后，观察两组植物的生长情况，测量并记录两组植物的高度或质量。
易错辨析：水和无机盐的特点比较
16．(3分)下列有关水和无机盐的说法正确的是(　　)
A．水分子之间易形成氢键，因此水具有较高的比热容
B．干旱条件下，结合水不易丢失，所以此时植物细胞中水的主要存在形式是结合水
C．无机盐在细胞中含量很少，所含元素都属于微量元素
D．人们每天都要摄入一定量的无机盐原因之一是，无机盐可为人体提供一定的能量
答案：A
解析：水分子之间易形成氢键，因此水具有较高的比热容，A项正确；干旱条件下，植物细胞内结合水比例会上升，但主要存在形式仍是自由水，B项错误；无机盐所含元素不都是微量元素，如K、Ca、Mg等属于大量元素，C项错误；无机盐不能为人体提供能量，D项错误。第2节　细胞中的无机物
必备知识基础练
知识点1细胞中的水
1.(2分)下列有关细胞内水的功能的叙述中，不正确的是(　　)
A．参与新陈代谢，运输代谢废物
B．储存能量
C．是细胞结构的重要组成成分
D．作为良好的溶剂
2．(2分)豌豆的种子有圆粒和皱粒。圆粒种子含淀粉多，成熟时能有效地保留水分。而皱粒种子含蔗糖多，在成熟时由于失水而皱缩。下列有关叙述错误的是(　　)
A．细胞内的水有自由水和结合水两种形式
B．圆粒种子保留的水分主要是结合水
C．皱粒种子失去的水分主要是自由水
D．种子储存前要晒干的主要目的是防止霉变
3．(2分)如图所示为水分子结构示意图，根据所学知识判断，下列说法正确的是(　　)
A．水之所以是良好的溶剂，是因为结构①这种弱引力的存在
B．结构②使水分子成为极性分子，从而使水具有较高的比热容
C．水在细胞中多以自由水形式存在，在生命活动中承担重要作用
D．细胞中结合水的含量是不断变化的，结合水越多，细胞代谢越旺盛
4．(2分)磁共振技术可应用于临床疾病诊断。因为许多疾病会导致组织和器官内水分发生变化，这种变化恰好能在磁共振图像中反映出来。下列有关叙述错误的是(　　)
A．构成人体的不同组织和器官含水量不同
B．水是细胞内良好的溶剂
C．水分子的化学性质与其结构无关
D．发生病变的器官，代谢强度可能会发生改变
知识点2细胞中的无机盐
5.(2分)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
6．(2分)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项功能(　　)
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
7．(2分)含羞草被触碰时，叶枕细胞中钙离子迅速使钾离子通道开放，钾离子流出细胞，导致细胞失水。细胞失水后叶枕(如图)的支撑力量减弱，叶片闭合。这说明无机盐离子的作用是(　　)
A．构成重要化合物的成分
B．调节生命活动
C．氧化分解释放能量
D．作为载体蛋白运输水分
　核心素养提升练
8．(3分)英国医生塞达尼·任格在对离体蛙心进行实验中发现，用不含钙和钾的生理盐水灌注蛙心，收缩不能维持。用含少量钙和钾的生理盐水溶液灌注时，蛙心可持续跳动数小时，实验说明钙盐和钾盐(　　)
A．是细胞中某些复杂化合物的重要组成部分
B．对维持生物体的生命活动有重要作用
C．对维持细胞的形态有重要作用
D．为蛙心的持续跳动提供能量
9．(3分)“有收无收在于水，收多收少在于肥。”某生物兴趣小组以玉米幼苗为实验材料进行了如下探究实验。下列叙述中，错误的是(　　)
风干幼苗干物质灰分
A．步骤一损失的水在细胞中主要以游离形式存在，是细胞内的良好溶剂
B．步骤二损失的水主要与细胞内其他物质相结合，在细胞内的含量相对稳定
C．步骤三损失的主要是无机盐，它们在细胞中主要以离子形式存在
D．干旱环境中生长的玉米，其细胞中结合水与自由水的比值相对较高
10．(3分)下表分别是生物体及人体组织、器官的含水量。对表中数据分析可得出的结论是(　　)
表1　生物体的含水量
生物 水母 鱼类 蛙 哺乳动物 藻类 高等植物
含水量/% 97 80～85 78 65 90 60～80
表2　人体组织、器官的含水量
组织器官 牙齿 骨骼 骨骼肌 心脏 血液 脑
含水量/% 10 22 76 79 83 84
①构成生物体的成分中水的含量最多　②生物体的含水量与生物的生活环境密切相关　③代谢旺盛的组织器官含水较多　④组织器官的形态结构差异与水的存在形式相关
A．①②③④ B．仅①②③
C．仅①② D．仅①
11．(3分)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．曲线①可表示植物越冬过程中，体内水相对含量的变化
B．曲线②可表示细胞代谢速率随自由水与结合水比值的变化
C．曲线①可表示人一生中体内自由水与结合水的比值随年龄变化的曲线
D．曲线③可表示一粒新鲜的玉米种子在烘箱中被烘干的过程中，其内无机盐相对含量的变化
12．(3分)图甲表示A、B两种无机盐离子处于不同浓度时与作物产量的关系；图乙表示钙对某种植物花粉管生长的影响。下列相关叙述中，不正确的是(　　)
A．据图甲可知，B的浓度为b时，对提高作物的产量最有利
B．据图甲可知，B的浓度为d时，虽然对提高产量有利，但会造成肥料的浪费
C．据图乙可知，适宜浓度的钙有利于花粉管的生长
D．据图乙可知，钙对花粉管生长速率的影响随浓度变化而变化
13．(3分)《氾胜之书》是西汉晚期的一部农学著作，书中提到收获的粮食要“曝使极燥”，降低粮食的含水量后才入仓储存。下列说法不正确的是(　　)
A．“曝使极燥”后，细胞中自由水含量大幅度减少，细胞的代谢降低
B．种子生长发育的不同时期，细胞内自由水与结合水的比值可能不同
C．“曝使极燥”使种子细胞丧失全部水，从而抑制种子代谢
D．种子萌发形成根系后，能吸收溶于水的无机盐离子
14．(10分)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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
青萝卜有助于消化，原因是其含有较多的膳食纤维。
(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。
15．(15分)植物生长需要从外界环境中吸收水分和矿质元素，缺乏水和某种矿质元素会影响植物的代谢和功能。请回答下列问题：
(1)植物细胞吸收的水在细胞中的存在形式是____________________，水在细胞中的功能主要有：①________________；②________________；③运输营养物质和代谢废物；④细胞内良好的溶剂；⑤维持生命系统稳定性；⑥细胞结构的重要组成部分。
(2)无机盐在植物细胞内含量很少，但是作用很大。植物从土壤吸收的无机盐，除构成化合物的成分和维持生物体的生命活动外，还具有的功能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)营养液培养法是研究某种元素是否为植物生长所必需的重要方法。为了研究镍(Ni)是否为植物A生长的必需元素，某同学用下图所示的装置进行实验。(培养液除镍元素外，其他元素能够保证生物体生命活动的需要)
①气泵和气泡石的作用是满足根部有氧呼吸对氧气的需求。
②实验步骤：将多株长势相同的植物A均分为两组，分别编号甲、乙。甲组置于____________的培养液中培养作为对照组；乙组置于________的培养液中培养作为实验组。相同条件下培养一段时间后，测量并记录两组植物A的高度或质量。
易错辨析：水和无机盐的特点比较
16．(3分)下列有关水和无机盐的说法正确的是(　　)
A．水分子之间易形成氢键，因此水具有较高的比热容
B．干旱条件下，结合水不易丢失，所以此时植物细胞中水的主要存在形式是结合水
C．无机盐在细胞中含量很少，所含元素都属于微量元素
D．人们每天都要摄入一定量的无机盐原因之一是，无机盐可为人体提供一定的能量

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