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第2节　细胞中的无机物
知识点一　细胞中的水
1.人体中水的含量约占65％，下列选项中能正确说明水对人体重要性的是（　　）
①水和糖类、蛋白质、脂肪一样，为人体提供能量
②没有水，人体内大部分化学反应就根本不会发生
③水的比热容大，有利于维持体温
④体内营养物质的运输离不开水
A.①②③　　　　　　　 B.②③④
C.①②④ D.①③④
2.（2024·江苏五市十一校高一联考）2023年“世界水日”“中国水周”活动的宣传主题为“强化依法治水，携手共护母亲河”。下列关于生物体与水分的关系叙述正确的是（　　）
A.储藏中的种子不含水分，以保持休眠状态
B.水是活细胞中含量最多的有机化合物
C.代谢加快，则植物细胞内自由水/结合水的值会降低
D.水既可以参加某些化学反应，又是某些化学反应的生成物
3.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
4.图甲表示几种生物体内的含水量，图乙表示人体内有关组织或器官的含水量，下列有关叙述错误的是（　　）
A.水生生物的含水量一般比陆生生物多
B.代谢旺盛的组织或器官含水量一般较多
C.生物体内含量最多的化合物是水
D.血液中自由水与结合水之比大于1，而心脏中则相反
5.图示为细胞中水的存在形式及其作用。下列叙述正确的是（　　）
A.从图中可以推测，温度越高，细胞中的自由水越多
B.冬季来临，结合水与自由水的比值增大，细胞代谢水平和抗逆性均增强
C.水在低温下结冰，利于细胞处于休眠状态从而度过不利环境条件
D.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
知识点二　细胞中的无机盐
6.苹果含有微量元素锌，而锌是构成与记忆力息息相关的核酸和蛋白质不可缺少的元素，儿童缺锌就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
7.（2024·云南云天化教研联盟高一期中）俗话说“庄稼一枝花，全靠肥当家”，有经验的农民还总结出一套科学的追肥方法“一追尺把高，二追齐齐腰，三追刚露毛”，由此可见，适时适量地施肥，补充无机盐是农作物高产、稳产的保障。下列有关无机盐的叙述，正确的是（　　）
A.细胞中无机盐含量很多，且大多数是以离子形式存在的
B.施肥能增产是因为无机盐可以为植物的生命活动提供能量
C.Fe是叶绿素分子的组成元素，缺Fe影响叶绿素的合成
D.在种植庄稼时应根据植物不同生长时期的需肥规律，适时适量施肥
8.关于验证Mg是小麦生长发育必需的元素的实验，表中对照组和实验组的相关处理，正确的是（　　）
选项 对照组 实验组
A 适量的蒸馏水 等量的用蒸馏水配制的含Mg营养液
B 适量的完全营养液 等量的缺Mg完全营养液
C 适量的蒸馏水＋沙土 等量的用蒸馏水配制的含Mg营养液＋沙土
D 适量的完全营养液＋沙土 等量的缺Mg完全营养液＋沙土
9.下列关于水和无机盐的说法，错误的有几项（　　）
①血液中Ca2＋含量过低，人体易出现肌肉抽搐
②缺Fe会影响血红素生成，导致贫血
③Mg是叶绿素的组成元素
④无机盐可以直接为生物体提供能量
⑤水是组成细胞的化合物中含量最多的
⑥水分子是极性分子，所以水分子具有流动性，是良好的溶剂
⑦水分子间形成的氢键易形成也易断裂，使水的比热容大，适于调节温度
⑧休眠种子与萌发种子相比，结合水与自由水的比值更小
A.5项 B.4项
C.3项 D.2项
10.（2024·天津第四十五中高一月考）互花米草是一种滩涂草本盐沼植物，对水淹的生态环境有很强的适应能力，曾被称为“保滩护堤、促淤造陆的最佳植物”。互花米草引入我国后，出现了生长蔓延、破坏生态环境的严重问题。为了探究互花米草对水淹生态环境的适应机制，为进一步调控措施的研究提供依据，某科研小组以“探究互花米草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选取同一海滩的互花米草幼苗分别栽种于多个沙盆中。
②将长势相同、生长良好的互花米草幼苗平均分成5组，分别在每天进行0 h、3 h、6 h、12 h和24 h的水淹处理。
③在处理50 d后，收集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，回答下列问题。
水淹时间/（h·d－1） 0 3 6 12 24
自由水与结合水的比值 15 7.5 12.5 11 10
（1）在该实验中，　　　　　　是自变量。请结合表格数据在下图中绘出折线图。
（2）为了能最大程度地模拟互花米草水淹的生态环境，在进行水淹处理时，实验用水应为　　　水，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，互花米草在水淹时间为　　　　h/d的环境下，抗逆性最强。在进行水淹处理时间为　　　h/d的环境下，代谢活动最强。
11.水在植物的生命活动中具有重要作用。风干的种子只有吸收足够的水才能进行旺盛的代谢活动，使胚生长。小麦种子萌发过程中吸水量随时间变化的趋势如图所示。下列叙述错误的是（　　）
A.水是小麦胚细胞中含量最多的化合物
B.风干的小麦种子中只有结合水，没有自由水
C.胚生长过程中，结合水/自由水的值较风干种子中小
D.一定时间内，随着小麦种子萌发时间的延长，吸水量不断增加
12.（2024·重庆渝南田家炳中学高一期中）如图表示对刚收获的种子的处理过程，序号表示不同的结构或物质，下列相关叙述不正确的是（　　）
A.①中的成分主要是无机盐，在细胞内大多数是以稳定化合物的形式存在的
B.经晒干和烘干得到的①②生活力具有差异，前者具有萌发能力
C.在上述处理过程中，⑤的来源中包含一定量的自由水和结合水
D.无机盐在细胞内的种类和含量会影响生物的生命活动
13.如图是小麦种子成熟过程中干物质和水分的变化，据图分析，下列叙述错误的是（　　）
A.随着种子的成熟，种子的生命活动由代谢活跃状态转入休眠状态
B.种子的鲜重随着种子的成熟而逐渐减少
C.种子中水分减少的主要原因是植物吸收的水分减少
D.种子成熟期间这两种物质的变化与种子萌发时相反
14.为探究种植番茄时施用锌肥的最佳浓度范围，科研人员将多株长势相同的番茄幼苗均分为8组，分别喷施不同浓度的硫酸锌溶液，结果如图所示（不考虑S对实验结果的影响）。下列有关叙述错误的是（　　）
A.锌元素属于番茄生长所必需的微量元素
B.硫酸锌溶液浓度过高会降低番茄植株的果实产量
C.实验中栽培各组番茄幼苗时所使用的土壤基质应相同
D.由实验结果分析，施用硫酸锌溶液的最佳浓度范围是12～16 mg/L
15.（2024·河南中州联盟高一期中）某生物兴趣小组的同学在学习了“细胞中的无机盐”这一节的内容后，了解到无机盐虽在细胞内含量很少，但在生物的生长发育过程中发挥着重要的作用。如表为在课堂上老师讲到的两个有关无机盐的重要结论，兴趣小组的同学想通过实验对其进行拓展和验证，请用所学知识对他们的实验进行完善：
结论 内容
一 锌是植物必需的元素之一，缺锌会导致植物出现相应的锌元素缺乏症
二 哺乳动物的血液中钙离子含量太低，动物会出现抽搐的症状
（1）甲组同学结合结论一欲探究“植物体内锌的作用能否被镍所代替”，相关实验设计如下：（材料中的缺锌的完全培养液中不含有镍，且本实验浓度范围内的镍对植物无毒害作用）
第一步：材料准备：足量长势良好且相同的小麦幼苗、缺锌的完全培养液、蒸馏水、含锌溶液和含镍溶液等，可根据需要选择或补充实验材料。
第二步：获得锌元素缺乏症的小麦幼苗：选取若干小麦幼苗，在适宜的条件下用　　　　　　　　　　　　培养一段时间，获得足量锌元素缺乏症的小麦幼苗。
第三步：在上述锌元素缺乏症的小麦幼苗中挑取若干长势相同的幼苗，均分为A、B两组，A组补充　　　　溶液，B组补充等量　　　　溶液，在相同且适宜条件下培养一段时间后，观察两组幼苗生长状况。
第四步：预期的结果与结论：若　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，则说明植物体内锌的作用不能被镍所代替。
（2）乙组同学以小鼠为实验材料，请帮他们设计实验对结论二进行验证：
①实验步骤：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②预期实验现象：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
第2节　细胞中的无机物
1.B　水属于无机物，不能提供能量，糖类、脂肪和蛋白质等氧化分解能提供能量，①错误；水是化学反应的介质和原料，没有水，人体内大部分化学反应就根本不会发生，②正确；水的比热容大，有利于维持体温，③正确；自由水在生物体内流动，能把营养物质运输到机体的各个细胞，④正确。
2.D　储藏中的种子含水分，且主要是结合水，因而代谢微弱，可以保持休眠状态，A错误；蛋白质是活细胞中含量最多的有机化合物，水是活细胞中含量最多的化合物，但水属于无机物，B错误；代谢旺盛的细胞中，自由水所占比例增加，代谢加快，细胞内自由水与结合水的比值增大，C错误；水既可以参加某些化学反应，又是某些化学反应的生成物，D正确。
3.C　水分子由2个氢原子和1个氧原子通过共用电子而结合，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；水分子之间的氢键易断裂和形成，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，使水的温度不易发生改变，有利于维持生命系统的稳定，D正确。
4.D　通过图示无法得出各器官中自由水与结合水的比例关系，但在生物体中自由水的含量一般要高于结合水的含量。
5.D　由图分析可知，升温会使自由水含量增加，但并不是温度越高细胞中的自由水含量越多，温度过高会导致细胞死亡，细胞中的水分会因蒸发减少，A错误；冬季来临，结合水与自由水的比值增大，此时自由水含量下降，细胞代谢水平减弱，结合水含量增加，抗逆性增强，B错误；水在低温下结冰，不利于细胞度过不利环境条件，结冰会导致细胞遭到破坏，从而导致细胞死亡，C错误；甲的含义是“组成细胞的结构”，结合水是细胞结构的重要组成成分，如果这部分水失去会导致细胞死亡，D正确。
6.D　由儿童缺锌会导致大脑发育不良可知，锌对于生物体的生命活动有重要影响，该事实与酸碱平衡、维持细胞形态和渗透压的调节无直接关系。
7.D　细胞中的无机盐含量很少，大多数无机盐以离子形式存在，A错误；施肥能为植物生长提供无机盐，但无机盐不能为植物的生命活动提供能量，B错误；Mg是叶绿素分子的组成元素，缺Mg影响叶绿素的合成，C错误；植物在不同的生长发育阶段，所需无机盐的种类和含量有所不同，在种植庄稼时应根据植物不同生长时期的需肥规律，适时适量施肥，D正确。
8.B　蒸馏水中不仅缺少Mg元素，还缺少其他元素，若以此作为培养液进行实验，会影响实验结论，A错误；对照组采用适量的完全营养液，能够保证小麦的正常生长，而实验组采用等量的缺Mg完全营养液，能够观察到小麦缺Mg发生的变化，B正确；沙土中可能会含有Mg，从而影响实验结论，C、D错误。
9.C　血液中Ca2＋含量过低，人体易出现肌肉抽搐，①正确；Fe2＋是血红蛋白的主要成分，缺Fe会影响血红素生成，导致贫血，②正确；Mg是叶绿素的组成元素，③正确；无机盐不可以直接为生物体提供能量，④错误；水是组成细胞的化合物中含量最多的，⑤正确；水分子是极性分子，易与带正电荷或负电荷的分子结合，所以水分子具有流动性，是良好的溶剂，⑥正确；水分子间形成的氢键易形成也易断裂，使水在常温下呈液体状态，具有流动性，⑦错误；休眠种子与萌发种子相比，代谢缓慢，结合水与自由水的比值更大，⑧错误。
10.（1）水淹时间
（2）海　互花米草采样地点　（3）3　0
解析：（1）由实验目的“探究互花米草体内自由水和结合水的比值与潮汐水淹时间的关系”可知，本实验的自变量是水淹时间；按照表格中的数据，画出折线图见答案。（2）为了能最大程度地模拟互花米草水淹的生态环境，在进行水淹处理时，实验用水应为互花米草自然生存环境中的海水。（3）由表可知，互花米草在水淹时间为3时，自由水和结合水的比值最小，结合水含量最高，植物的抗逆性最强；在水淹时间为0时，自由水和结合水的比值最大，自由水含量最高，植物代谢活动最强。
11.B　水是小麦胚细胞中含量最多的化合物，A正确；风干的小麦种子中既有结合水又有自由水，B错误；胚生长过程中，自由水的含量会增加，结合水/自由水的值较风干种子中小，C正确；一定时间内，随着小麦种子萌发时间的延长，吸水量不断增加，D正确。
12.A　①表示晒干后的种子，主要成分是有机物，无机盐在细胞中多数以离子形式存在，A错误；①表示晒干后的种子，②表示烘干后的种子，经晒干和烘干得到的①②生活力具有差异，前者具有萌发能力，而②因为失去结合水而失去活性，B正确；⑤表示烘干丢失的水，烘干主要丢失的是结合水，还有少量自由水，C正确；无机盐具有维持细胞和生物体生命活动的作用，无机盐在细胞内的种类和含量会影响生物的生命活动，D正确。
13.C　由题图可知，在小麦种子成熟过程中，种子的生命活动由代谢活跃状态转入休眠状态，A正确；种子的鲜重在成熟过程中由于含水量降低的幅度大于干物质增加的幅度，因此种子的鲜重随着种子的成熟而逐渐减少，B正确；种子成熟过程中，自由水大量减少，从而增强种子的抗性，这是种子水分减少的主要原因，C错误；种子成熟期间干物质相对含量升高，水分的相对含量下降，而种子萌发期间含水量增加，干物质逐渐分解消耗，两种物质的变化相反，D正确。
14.D　锌元素影响番茄果实的产量，属于番茄生长所必需的微量元素，A正确；与硫酸锌溶液的浓度为0 mg/L时相比，硫酸锌溶液浓度过高会降低番茄植株的果实产量，B正确；实验中栽培各组番茄幼苗时所使用的土壤基质属于本实验的无关变量，各组要相同，C正确；由实验结果可知，施用硫酸锌的浓度在16 mg/L时，果实产量最高，施用硫酸锌溶液的最佳浓度范围是12～20 mg/L，D错误。
15.（1）缺锌的完全培养液　含锌（或镍）　含镍（或锌）　只有A（或B）组的幼苗锌元素缺乏症减轻或消失　（2）①选取生长发育状况相同的小鼠若干只，随机均分成甲、乙两组；甲组小鼠饲喂适量含钙的饲料，乙组小鼠饲喂等量的不含钙的饲料；将甲、乙两组小鼠放在相同且适宜的环境中饲养一段时间，并随时观察记录小鼠的生活状态　②甲组小鼠表现正常，乙组小鼠出现抽搐现象
解析：（1）该实验为验证性实验，实验的自变量为培养液中是否含锌元素（是含锌元素还是含镍元素），因变量是小麦幼苗生长发育状况，设计实验时，利用完全培养液作为对照，设置缺锌的完全培养液为实验组，其他培养条件都相同（获得锌元素缺乏症的小麦幼苗），通过比较小麦幼苗的生长发育状况，再给缺素植物分别补充锌元素或镍元素，观察小麦的生长的状况，若只有补充锌元素一组的幼苗锌元素缺乏症减轻或消失，则说明植物体内锌的作用不能被镍所代替。（2）该实验的自变量是小鼠血液中钙的含量，因变量为小鼠是否发生抽搐。所以可选取生长发育状况相同的小鼠若干只，随机均分成甲、乙两组；甲组小鼠饲喂适量含钙的饲料，乙组小鼠饲喂等量的不含钙的饲料；将甲、乙两组小鼠放在相同且适宜的环境中饲养一段时间，并随时观察记录小鼠的生活状态。由于血钙过低会导致抽搐，所以预期结果为：甲组小鼠表现正常，乙组小鼠出现抽搐现象。
5 / 5第2节　细胞中的无机物
导学 聚焦 1.通过对水结构与功能的分析，形成结构与功能相适应的生命观念。 2.通过探究无机盐的功能的技能训练，培养科学探究能力。 3.通过学习无机盐与人体健康的关系，关注人体健康
知识点（一）　细胞中的水
1.细胞中水的含量
2.水的特性
（1）水分子是　　　　分子，因此水是细胞内良好的溶剂。
（2）水分子具有　　　　，易于断裂和形成，使水具有　　　　和较高的　　　　。
3.水的存在形式及作用
小提醒：结合水主要是与蛋白质、多糖等物质结合的水，结合水没有流动性和溶解性。
4.自由水和结合水的比例与细胞代谢的关系
（1）自由水/结合水越大，　　　　就越旺盛。
（2）结合水/自由水越大，细胞　　　　　　　　　　　　的能力就越强。
【思考】　自由水与结合水能相互转化吗？请举例说明。
5.判断下列相关表述的正误
（1）沙漠中的仙人掌细胞中含量最多的化合物是水。（　　）
（2）晒干的种子不含自由水。（　　）
（3）结合水没有流动性和溶解性。（　　）
（4）人体心肌组织形态相对坚固是因为其细胞中结合水多于自由水。（　　）
（5）自由水含量相对越多，细胞代谢越旺盛。（　　）
探讨一　分析水的特性，理解水的功能
1.结合教材P21的图示和内容回答：
（1）水为什么能成为细胞内良好的溶剂呢？
（2）水为什么具有流动性？水的温度为什么相对不容易发生改变？
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）上述材料中种子晾晒后重量减少是因为失去　　　　，种子烘烤后失去　　　　。（2）浸泡后的种子因为含有较多的　　　　，而代谢较为旺盛。
（3）烘烤后的种子用水浸泡后　　　　（填“能”或“不能”）萌发，这说明　　　　是细胞结构的重要组成部分。
探讨二　分析水与细胞代谢和抗逆性的关系，提高模型构建能力
3.在冬季来临过程中，随着气温的逐渐降低，植物体内发生了一系列适应低温的变化，抗寒能力逐渐增强，如图表示某种植物在不同时期含水量的变化。
（1）在9月初期自由水含量远高于结合水，这对植物的生长发育有什么影响？
（2）9～12月，植物的自由水与结合水含量的比值如何变化？试分析植物体内发生的这一变化是怎样与低温相适应的。
1.自由水与结合水的相互转化
（1）条件：自由水结合水。
（2）实例
①烘干种子时，部分结合水转化为自由水散失掉。
②水果放入冰箱冷藏时，部分自由水转化为结合水。
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。
　　
1.（2024·四川成都五中高一期中）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.水分子之间的氢键能不断地断裂和重新形成，因此水具有流动性
C.结合水主要是水与蛋白质、多糖等物质结合，是细胞中水的主要存在形式
D.水具有较高的比热容，为细胞创造舒适的液体环境
2.生物体内水的含量与其生存能力的强弱有重要关系，两条曲线代表代谢强度或抗逆性。下列说法错误的是（　　）
A.图中①代表代谢强度，②代表抗逆性
B.越冬作物通过增加灌溉可对②进行加强
C.种子萌发前吸收水分可使①增强
D.在种子干燥过程中②增强
知识点（二）　细胞中的无机盐
1.存在形式和含量
2.无机盐主要功能
3.判断下列相关表述的正误
（1）生物体内，无机盐均以离子形式存在。（　　）
（2）植物秸秆燃烧产生的灰烬中含有丰富的无机盐。（　　）
（3）镁是构成叶绿素的必需成分，植物缺乏镁时会导致叶片发黄。（　　）
（4）血钙过高会引起抽搐。（　　）
（5）缺铁性贫血是因为体内缺乏铁，血红素不能正常合成。（　　）
探讨　根据材料分析无机盐的功能，培养信息获取能力
（1）材料1　一种叶绿素分子和血红素分子局部结构简图如下：
由材料可以看出无机盐是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）材料2　足球运动员在激烈比赛中有时会出现肌肉抽搐的现象，这是随着大量出汗丢失了大量钙离子引起的；硼能促进花粉的萌发和花粉管的生长，缺少硼时常导致“花而不实”。
由材料说明无机盐对　　　　　　　　　　有着重要的意义。
（3）材料3　生理盐水是指与哺乳动物血液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，如果放到清水里，会吸水涨破。
由材料说明无机盐能调节人体的　　　　，维持细胞的　　　　　　。
（4）材料4　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H2CO3/NaHCO3和NaH2PO4/Na2HPO4等物质，可以中和这些变化。
上述材料说明，无机盐对于维持人体内环境　　　　　　具有重要作用。
常见无机盐功能及缺乏症
1.研究发现用不含Ca2＋和K＋的生理盐水灌注离体蛙心时，蛙心收缩不能维持，而用含有少量Ca2＋和K＋的生理盐水灌注离体蛙心时，心脏能持续跳动数小时。在正常人的血浆中，NaHCO3的含量约为H2CO3含量的20倍，当血浆中NaHCO3的含量减少时，会形成酸中毒，当血浆中H2CO3含量减少时，会形成碱中毒。医用生理盐水是质量分数为0.9％的氯化钠溶液，临床上可用来补液和洗涤伤口。上面一系列事实依次说明（　　）
①无机盐是细胞内许多重要化合物的组成成分　②许多无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用　③无机盐对于维持细胞的酸碱平衡非常重要　④无机盐可维持细胞渗透压，从而维持细胞正常形态
A.②④③　B.②③④　C.①③④　D.①②③
2.（2024·湖北黄冈高一期中）Zn2＋是色氨酸合成酶的激活剂（又称“辅酶”），色氨酸是合成植物生长素的前体，所以缺Zn2＋植物会出现节间缩短，叶片变小呈簇生状，俗称“小叶病”。某兴趣小组为了研究Zn2＋是否是植物生长所必需的，设计了实验进行探究，下面有关叙述错误的是（　　）
A.“小叶病”说明Zn2＋对维持细胞和生物体的生命活动有重要作用
B.植物体内含Zn2＋的生长素能促进植物节间伸长、促进叶的生长
C.可设计完全培养液和缺Zn2＋的培养液作对照来进行探究
D.可用缺Zn2＋培养液培养植物出现症状后补充Zn2＋进行对照探究
方法技巧
“对照法”探究植物生长必需的无机盐
1.实验设计
2.实验中的对照
（1）空白对照
（2）自身对照
（1）秋季，农民收获的玉米需经晾晒后才能入库储存。结合所学知识，试分析其中的生物学道理。
（2）植物缺Mg叶子会变黄的原因是　　　　　　　　　　　　　　　；人缺Fe会导致人体表现出贫血症状的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
　　
1.水污染、水资源短缺导致的水危机日趋严重，研究表明，80％的疾病是由水污染引起的。下列有关生物体内水的叙述，错误的是（　　）
A.结合水是组成细胞结构的一部分，约占细胞内全部水分的4.5％
B.自由水是良好的溶剂，是各种代谢活动的介质
C.同种植物冬天结合水所占比例比夏天高
D.心肌坚韧，血液呈液态，但它们的含水量相差无几，原因是心肌内全是结合水
2.（2024·福建南安市侨光中学高一联考）苏轼在《何公桥》中写道“天壤之间，水居其多”。地球表面约3/4的部分都覆盖着水。下列有关水的叙述，错误的是（　　）
A.人体可通过血液中的水运输营养物质和代谢废物
B.氢键不断地断裂和形成，使水在常温下具有流动性
C.水分子是极性分子，决定了水可成为良好的溶剂
D.沙漠中仙人掌的肉质茎中结合水含量大于自由水
3.（2024·湖南永州高一月考）下列有关生物体内无机盐的叙述，错误的是（　　）
A.细胞中的无机盐都以离子的形式存在
B.哺乳动物血钙含量偏低，会出现抽搐等症状
C.某些无机盐对维持细胞的酸碱平衡有一定作用
D.作物秸秆燃烧后剩余的灰烬中含有丰富的无机盐
4.人体缺钠会引起神经、肌肉细胞兴奋性下降，引起肌肉酸痛。该事实说明钠离子（　　）
A.对维持细胞的形态有着重要作用
B.是细胞中某些化合物的重要组成部分
C.为肌肉收缩提供大量能量
D.对维持生物体的生命活动有重要作用
5. “焦边”是由缺钾所引起的植物叶片边缘出现枯黄色的现象。某同学欲探究钾对植物叶片生长情况的影响，配制了两种培养液进行实验，培养液主要成分的配方如下表所示。以下说法错误的是（　　）
组别 培养液类别 培养液所含主要成分的质量浓度/（mg·L－1）
KNO3 CaCl2·2H2O MgSO4·7H2O （NH4）2SO4
甲组 完全培养液 25 000 150 250 134
乙组 缺钾培养液 0 150 250 134
A.实验检测指标是叶片边缘是否出现枯黄色
B.该实验不能证明镁是合成叶绿素的必需元素
C.乙组实验结果可以证明缺钾会导致植物出现“焦边”现象
D.可以增加一组二次对照实验，即在缺素培养液中加入钾，观察植物叶片生长是否恢复正常
第2节　细胞中的无机物
【核心要点·巧突破】
知识点（一）
自主学习
1.种类　细胞　最多
2.（1）极性　（2）氢键　流动性　比热容
3. 游离　 相结合　 良好的溶剂　 生物化学反应　 营养物质　 代谢废物　 重要组成部分
4.（1）细胞的代谢　（2）抵抗干旱和寒冷等不良环境
思考：一定条件下自由水和结合水可以相互转化。如血液凝固时，部分自由水转化成结合水；干燥的种子萌发过程中，结合水转化为自由水。
5.（1）√　（2）×　（3）√
（4）×　提示：人体心肌细胞中的水主要以自由水形式存在。
（5）√
互动探究
1.（1）提示：水分子的空间结构及电子的不对称分布，使得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，因此，水是良好的溶剂。
（2）提示：水分子具有氢键，氢键比较弱，易被破坏，只能维持极短时间，这样氢键不断地断裂，又不断地形成，使水在常温下能够维持液体状态，具有流动性。同时，由于氢键的存在，水具有较高的比热容，这就意味着水的温度相对不容易发生改变，水的这种特性，对于维持生命系统的稳定性十分重要。
2.（1）自由水　结合水　（2）自由水　（3）不能　结合水
3.（1）提示：自由水含量高，细胞代谢旺盛，有利于植物生长发育。
（2）提示：自由水与结合水含量的比值逐渐减小；植物体内的自由水含量下降、结合水含量上升可防止结冰而损害自身，使植物抗寒能力逐渐增强，有利于植物度过不良环境。
学以致用
1.C　水分子是极性分子，带有正电荷或负电荷的分子（或离子）都容易与水结合，因此，水是一种良好的溶剂，A正确；每个水分子可以与周围水分子靠氢键相互作用在一起，氢键能不断地断裂和重新形成，因此水具有流动性，B正确；自由水是细胞中水的主要存在形式，C错误；每个水分子可以与周围水分子靠氢键相互作用在一起，使水具有较高的比热容，这就意味着水的温度相对不容易发生改变，水的这种特性，为细胞创造舒适的液体环境，对于维持生命系统的稳定性十分重要，D正确。
2.B　分析图可知，①代表代谢强度，②代表抗逆性，A正确；越冬作物通过增加灌溉，自由水增多，可对①进行加强，B错误；种子萌发前吸收水，增加自由水的含量，可使①增强，C正确；在种子干燥过程中，自由水减少，可使②增强，D正确。
知识点（二）
自主学习
1.离子　很少
2. Mg　 Fe　 结构　 P
3.（1）×　（2）√　（3）√
（4）×　提示：血钙含量太低，动物会出现抽搐等症状。
（5）√
互动探究
　（1）某些复杂化合物的重要组成成分
（2）维持生物体的正常生命活动
（3）渗透压　正常形态　（4）酸碱平衡
学以致用
1.B　结合题干信息分析可知，不含Ca2＋和K＋的生理盐水灌注离体蛙心时，蛙心收缩不能维持，而含有Ca2＋和K＋的生理盐水灌注离体蛙心时，心脏能持续跳动数小时，这说明Ca2＋和K＋具有维持生物体正常生命活动的作用；当血浆中的NaHCO3含量减少时，会形成酸中毒，当血浆中H2CO3含量减少时，则形成碱中毒，这表明无机盐具有维持细胞的酸碱平衡的作用；医用生理盐水是质量分数为0.9％的氯化钠溶液，临床上可用来补液和洗涤伤口，这是因为其渗透压与细胞内液相同，利于维持细胞正常形态，从而维持人体细胞活性。
2.B　“小叶病”是植物缺Zn2＋导致的，说明Zn2＋对维持细胞和生物体的生命活动有重要作用，A正确；Zn2＋是色氨酸合成酶的激活剂，色氨酸是合成植物生长素的前体，说明植物体内的生长素不含Zn2＋，B错误；研究Zn2＋是否是植物生长所必需的，自变量为是否缺锌，可设计完全培养液（对照组）和缺Zn2＋完全培养液（实验组）来培养植物作对照来进行探究，C正确；当用缺Zn2＋培养液培养的植物出现症状后，可在培养液中补充Zn2＋后继续培养，一段时间后观察植物出现的症状是否得到缓解或消失，D正确。
【过程评价·勤检测】
网络构建
（1）提示：自由水含量降低，细胞代谢减弱，可减少有机物消耗，同时能防止种子发芽、霉变。
（2）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
课堂演练
1.D　结合水是细胞结构的重要组成部分，其含量约占细胞内全部水分的4.5％，A正确；自由水是良好的溶剂，是各种代谢活动的介质，B正确；同种植物在冬天的结合水含量相比夏天较高，以增强其抗寒能力，C正确；心肌与血液的含水量相差不大，但心肌中的结合水含量相对较高，血液中的自由水含量相对较高，所以心肌呈固态而血液呈液态，D正确。
2.D　自由水具有运输营养物质和代谢废物的作用，人体血液中含有大量的自由水，因而可通过血液中的水运输营养物质和代谢废物，A正确；氢键不断地断裂和形成，使水在常温下具有流动性，因而能运输养料和代谢废物，B正确；水分子是极性分子，使得带有正电荷和带有负电荷的物质都容易与水结合，从而使水成为良好的溶剂，C正确；沙漠中仙人掌的肉质茎中结合水与自由水的比值大于正常环境中的植物，但其自由水的含量依然是大于结合水的，D错误。
3.A　细胞中的无机盐大多数以离子的形式存在，如氯离子和钠离子等，A错误；哺乳动物血钙偏低，会出现抽搐等症状，B正确；某些无机盐具有维持人体血浆酸碱平衡的作用，如HC/H2CO3、HP/H2P等，C正确；作物秸秆燃烧后剩余的灰烬中主要成分是无机盐，D正确。
4.D　人体缺钠会引起神经、肌肉细胞兴奋性下降，引起肌肉酸痛，这些现象都是强调的钠和生命活动的关系，该事实说明钠离子对维持生物体的生命活动有重要作用。
5.C　实验的单一变量是培养液的种类，检测指标是叶片边缘是否出现枯黄色，A正确；A、B两组培养液均含有Mg，不能得出镁是合成叶绿素的必需元素的结论，B正确；通过甲、乙两组的对比，该实验能证明缺钾会导致植物出现“焦边”现象，C错误；本实验可以增加一组二次对照实验（自身对照实验），即在缺素培养液中加入钾，观察植物叶片生长是否恢复正常，D正确。
7 / 7(共90张PPT)
第2节　细胞中的无机物
导
学 聚
焦 1.通过对水结构与功能的分析，形成结构与功能相适应的生命
观念。
2.通过探究无机盐的功能的技能训练，培养科学探究能力。
3.通过学习无机盐与人体健康的关系，关注人体健康
核心要点·巧突破
01
过程评价·勤检测
02
课时训练·提素能
03
目录
CONTENTS
核心要点·巧突破
01
精准出击 高效学习
知识点（一）　细胞中的水
1. 细胞中水的含量
2. 水的特性
（1）水分子是 分子，因此水是细胞内良好的溶剂。
（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. 水的存在形式及作用
小提醒：结合水主要是与蛋白质、多糖等物质结合的水，结合水没
有流动性和溶解性。
4. 自由水和结合水的比例与细胞代谢的关系
（1）自由水/结合水越大， 就越旺盛。
（2）结合水/自由水越大，细胞 的
能力就越强。
【思考】　自由水与结合水能相互转化吗？请举例说明。
提示：一定条件下自由水和结合水可以相互转化。如血液凝
固时，部分自由水转化成结合水；干燥的种子萌发过程中，
结合水转化为自由水。
细胞的代谢　
抵抗干旱和寒冷等不良环境　
5. 判断下列相关表述的正误
（1）沙漠中的仙人掌细胞中含量最多的化合物是水。 （　√　）
（2）晒干的种子不含自由水。 （　×　）
（3）结合水没有流动性和溶解性。 （　√　）
（4）人体心肌组织形态相对坚固是因为其细胞中结合水多于自由
水。 （　×　）
提示：人体心肌细胞中的水主要以自由水形式存在。
（5）自由水含量相对越多，细胞代谢越旺盛。 （　√　）
√
×
√
×
√
探讨一　分析水的特性，理解水的功能
1. 结合教材P21的图示和内容回答：
（1）水为什么能成为细胞内良好的溶剂呢？
提示：水分子的空间结构及电子的不对称分布，使得水分子
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，因此，水是良好的溶剂。
（2）水为什么具有流动性？水的温度为什么相对不容易发生改
变？
提示：水分子具有氢键，氢键比较弱，易被破坏，只能维持
极短时间，这样氢键不断地断裂，又不断地形成，使水在常
温下能够维持液体状态，具有流动性。同时，由于氢键的存
在，水具有较高的比热容，这就意味着水的温度相对不容易
发生改变，水的这种特性，对于维持生命系统的稳定性十分
重要。
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）上述材料中种子晾晒后重量减少是因为失去 ，种
子烘烤后失去 。
（2）浸泡后的种子因为含有较多的 ，而代谢较为旺
盛。
（3）烘烤后的种子用水浸泡后 （填“能”或“不能”）
萌发，这说明 是细胞结构的重要组成部分。
自由水　
结合水　
自由水　
不能　
结合水　
探讨二　分析水与细胞代谢和抗逆性的关系，提高模型构建能力
3. 在冬季来临过程中，随着气温的逐渐降低，植物体内发生了一系列
适应低温的变化，抗寒能力逐渐增强，如图表示某种植物在不同时
期含水量的变化。
（1）在9月初期自由水含量远高于结合水，这对植物的生长发育有
什么影响？
提示：自由水含量高，细胞代谢旺盛，有利于植物生长 发育。
（2）9～12月，植物的自由水与结合水含量的比值如何变化？试分
析植物体内发生的这一变化是怎样与低温相适应的。
提示：自由水与结合水含量的比值逐渐减小；植物体内的自
由水含量下降、结合水含量上升可防止结冰而损害自身，使
植物抗寒能力逐渐增强，有利于植物度过不良环境。
1. 自由水与结合水的相互转化
（1）条件：自由水 结合水。
（2）实例
①烘干种子时，部分结合水转化为自由水散失掉。
②水果放入冰箱冷藏时，部分自由水转化为结合水。
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。
1. （2024·四川成都五中高一期中）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. 水分子之间的氢键能不断地断裂和重新形成，因此水具有流动性
C. 结合水主要是水与蛋白质、多糖等物质结合，是细胞中水的主要
存在形式
D. 水具有较高的比热容，为细胞创造舒适的液体环境
解析：　水分子是极性分子，带有正电荷或负电荷的分子（或离
子）都容易与水结合，因此，水是一种良好的溶剂，A正确；每个
水分子可以与周围水分子靠氢键相互作用在一起，氢键能不断地断
裂和重新形成，因此水具有流动性，B正确；自由水是细胞中水的
主要存在形式，C错误；每个水分子可以与周围水分子靠氢键相互
作用在一起，使水具有较高的比热容，这就意味着水的温度相对不
容易发生改变，水的这种特性，为细胞创造舒适的液体环境，对于
维持生命系统的稳定性十分重要，D正确。
2. 生物体内水的含量与其生存能力的强弱有重要关系，两条曲线代表
代谢强度或抗逆性。下列说法错误的是（　　）
A. 图中①代表代谢强度，②代表抗逆性
B. 越冬作物通过增加灌溉可对②进行加强
C. 种子萌发前吸收水分可使①增强
D. 在种子干燥过程中②增强
解析：　分析图可知，①代表代谢强度，②代表抗逆性，A正
确；越冬作物通过增加灌溉，自由水增多，可对①进行加强，B错
误；种子萌发前吸收水，增加自由水的含量，可使①增强，C正
确；在种子干燥过程中，自由水减少，可使②增强，D正确。
知识点（二）　细胞中的无机盐
1. 存在形式和含量
2. 无机盐主要功能
3. 判断下列相关表述的正误
（1）生物体内，无机盐均以离子形式存在。 （　×　）
（2）植物秸秆燃烧产生的灰烬中含有丰富的无机盐。 （　√　）
（3）镁是构成叶绿素的必需成分，植物缺乏镁时会导致叶片发
黄。 （　√　）
（4）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。
（5）缺铁性贫血是因为体内缺乏铁，血红素不能正常合成。
（　√　）
×
√
√
×
√
探讨　根据材料分析无机盐的功能，培养信息获取能力
（1）材料1　一种叶绿素分子和血红素分子局部结构简图如下：
由材料可以看出无机盐是 。
某些复杂化合物的重要组成成分　
（2）材料2　足球运动员在激烈比赛中有时会出现肌肉抽搐的现象，
这是随着大量出汗丢失了大量钙离子引起的；硼能促进花粉的
萌发和花粉管的生长，缺少硼时常导致“花而不实”。
由材料说明无机盐对 有着重要
的意义。
维持生物体的正常生命活动　
（3）材料3　生理盐水是指与哺乳动物血液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，如果放到清水里，
会吸水涨破。
由材料说明无机盐能调节人体的 ，维持细胞的
。
渗透压　
正
常形态　
（4）材料4　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H2CO3/NaHCO3和NaH2PO4/Na2HPO4等物
质，可以中和这些变化。
上述材料说明，无机盐对于维持人体内环境 具有
重要作用。
酸碱平衡　
常见无机盐功能及缺乏症
1. 研究发现用不含Ca2＋和K＋的生理盐水灌注离体蛙心时，蛙心收缩
不能维持，而用含有少量Ca2＋和K＋的生理盐水灌注离体蛙心时，
心脏能持续跳动数小时。在正常人的血浆中，NaHCO3的含量约为
H2CO3含量的20倍，当血浆中NaHCO3的含量减少时，会形成酸中
毒，当血浆中H2CO3含量减少时，会形成碱中毒。医用生理盐水是
质量分数为0.9％的氯化钠溶液，临床上可用来补液和洗涤伤口。
上面一系列事实依次说明（　　）
①无机盐是细胞内许多重要化合物的组成成分
②许多无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用
③无机盐对于维持细胞的酸碱平衡非常重要
④无机盐可维持细胞渗透压，从而维持细胞正常形态
A. ②④③ B. ②③④
C. ①③④ D. ①②③
解析：　结合题干信息分析可知，不含Ca2＋和K＋的生理盐水灌
注离体蛙心时，蛙心收缩不能维持，而含有Ca2＋和K＋的生理盐水
灌注离体蛙心时，心脏能持续跳动数小时，这说明Ca2＋和K＋具有
维持生物体正常生命活动的作用；当血浆中的NaHCO3含量减少
时，会形成酸中毒，当血浆中H2CO3含量减少时，则形成碱中毒，
这表明无机盐具有维持细胞的酸碱平衡的作用；医用生理盐水是质
量分数为0.9％的氯化钠溶液，临床上可用来补液和洗涤伤口，这
是因为其渗透压与细胞内液相同，利于维持细胞正常形态，从而维
持人体细胞活性。
2. （2024·湖北黄冈高一期中）Zn2＋是色氨酸合成酶的激活剂（又称
“辅酶”），色氨酸是合成植物生长素的前体，所以缺Zn2＋植物
会出现节间缩短，叶片变小呈簇生状，俗称“小叶病”。某兴趣小
组为了研究Zn2＋是否是植物生长所必需的，设计了实验进行探
究，下面有关叙述错误的是（　　）
A. “小叶病”说明Zn2＋对维持细胞和生物体的生命活动有重要作用
B. 植物体内含Zn2＋的生长素能促进植物节间伸长、促进叶的生长
C. 可设计完全培养液和缺Zn2＋的培养液作对照来进行探究
D. 可用缺Zn2＋培养液培养植物出现症状后补充Zn2＋进行对照探究
解析：　“小叶病”是植物缺Zn2＋导致的，说明Zn2＋对维持
细胞和生物体的生命活动有重要作用，A正确；Zn2＋是色氨酸
合成酶的激活剂，色氨酸是合成植物生长素的前体，说明植物
体内的生长素不含Zn2＋，B错误；研究Zn2＋是否是植物生长所
必需的，自变量为是否缺锌，可设计完全培养液（对照组）和
缺Zn2＋完全培养液（实验组）来培养植物作对照来进行探究，
C正确；当用缺Zn2＋培养液培养的植物出现症状后，可在培养
液中补充Zn2＋后继续培养，一段时间后观察植物出现的症状是
否得到缓解或消失，D正确。
方法技巧
“对照法”探究植物生长必需的无机盐
1. 实验设计
2. 实验中的对照
（1）空白对照
（2）自身对照
过程评价·勤检测
02
反馈效果 筑牢基础
（1）秋季，农民收获的玉米需经晾晒后才能入库储存。结合所学知
识，试分析其中的生物学道理。
提示：自由水含量降低，细胞代谢减弱，可减少有机物消耗，
同时能防止种子发芽、霉变。
（2）植物缺Mg叶子会变黄的原因是
；人缺Fe会导致人体表现出贫血症状
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会导致血红素的合成障碍，从而表现贫血症
状　
　　
1. 水污染、水资源短缺导致的水危机日趋严重，研究表明，80％的疾
病是由水污染引起的。下列有关生物体内水的叙述，错误的是
（　　）
A. 结合水是组成细胞结构的一部分，约占细胞内全部水分的4.5％
B. 自由水是良好的溶剂，是各种代谢活动的介质
C. 同种植物冬天结合水所占比例比夏天高
D. 心肌坚韧，血液呈液态，但它们的含水量相差无几，原因是心肌
内全是结合水
解析：　结合水是细胞结构的重要组成部分，其含量约占细胞内
全部水分的4.5％，A正确；自由水是良好的溶剂，是各种代谢活
动的介质，B正确；同种植物在冬天的结合水含量相比夏天较高，
以增强其抗寒能力，C正确；心肌与血液的含水量相差不大，但心
肌中的结合水含量相对较高，血液中的自由水含量相对较高，所以
心肌呈固态而血液呈液态，D正确。
2. （2024·福建南安市侨光中学高一联考）苏轼在《何公桥》中写道
“天壤之间，水居其多”。地球表面约3/4的部分都覆盖着水。下
列有关水的叙述，错误的是（　　）
A. 人体可通过血液中的水运输营养物质和代谢废物
B. 氢键不断地断裂和形成，使水在常温下具有流动性
C. 水分子是极性分子，决定了水可成为良好的溶剂
D. 沙漠中仙人掌的肉质茎中结合水含量大于自由水
解析：　自由水具有运输营养物质和代谢废物的作用，人体血液
中含有大量的自由水，因而可通过血液中的水运输营养物质和代谢
废物，A正确；氢键不断地断裂和形成，使水在常温下具有流动
性，因而能运输养料和代谢废物，B正确；水分子是极性分子，使
得带有正电荷和带有负电荷的物质都容易与水结合，从而使水成为
良好的溶剂，C正确；沙漠中仙人掌的肉质茎中结合水与自由水的
比值大于正常环境中的植物，但其自由水的含量依然是大于结合水
的，D错误。
3. （2024·湖南永州高一月考）下列有关生物体内无机盐的叙述，错
误的是（　　）
A. 细胞中的无机盐都以离子的形式存在
B. 哺乳动物血钙含量偏低，会出现抽搐等症状
C. 某些无机盐对维持细胞的酸碱平衡有一定作用
D. 作物秸秆燃烧后剩余的灰烬中含有丰富的无机盐
解析：　细胞中的无机盐大多数以离子的形式存在，如氯离子和
钠离子等，A错误；哺乳动物血钙偏低，会出现抽搐等症状，B正
确；某些无机盐具有维持人体血浆酸碱平衡的作用，如HC
/H2CO3、HP /H2P 等，C正确；作物秸秆燃烧后剩余的灰烬
中主要成分是无机盐，D正确。
4. 人体缺钠会引起神经、肌肉细胞兴奋性下降，引起肌肉酸痛。该事
实说明钠离子（　　）
A. 对维持细胞的形态有着重要作用
B. 是细胞中某些化合物的重要组成部分
C. 为肌肉收缩提供大量能量
D. 对维持生物体的生命活动有重要作用
解析：　人体缺钠会引起神经、肌肉细胞兴奋性下降，引起肌肉
酸痛，这些现象都是强调的钠和生命活动的关系，该事实说明钠离
子对维持生物体的生命活动有重要作用。
5. “焦边”是由缺钾所引起的植物叶片边缘出现枯黄色的现象。某同
学欲探究钾对植物叶片生长情况的影响，配制了两种培养液进行实
验，培养液主要成分的配方如下表所示。以下说法错误的是（　　）
组
别 培养液 类别 培养液所含主要成分的质量浓度/（mg·L－1） KNO3 CaCl2·2H2O MgSO4·7H2O （NH4）2SO4
甲组 完全培 养液 25 000 150 250 134
乙组 缺钾培 养液 0 150 250 134
A. 实验检测指标是叶片边缘是否出现枯黄色
B. 该实验不能证明镁是合成叶绿素的必需元素
C. 乙组实验结果可以证明缺钾会导致植物出现“焦边”现象
D. 可以增加一组二次对照实验，即在缺素培养液中加入钾，观察植
物叶片生长是否恢复正常
解析：　实验的单一变量是培养液的种类，检测指标是叶片边缘
是否出现枯黄色，A正确；A、B两组培养液均含有Mg，不能得出
镁是合成叶绿素的必需元素的结论，B正确；通过甲、乙两组的对
比，该实验能证明缺钾会导致植物出现“焦边”现象，C错误；本
实验可以增加一组二次对照实验（自身对照实验），即在缺素培养
液中加入钾，观察植物叶片生长是否恢复正常，D正确。
课时训练·提素能
03
分级练习 巩固提升
知识点一　细胞中的水
1. 人体中水的含量约占65％，下列选项中能正确说明水对人体重要性
的是（　　）
①水和糖类、蛋白质、脂肪一样，为人体提供能量　②没有水，人
体内大部分化学反应就根本不会发生 ③水的比热容大，有利于维持体温　④体内营养物质的运输离不开水
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A. ①②③ B. ②③④
C. ①②④ D. ①③④
解析：　水属于无机物，不能提供能量，糖类、脂肪和蛋白质等
氧化分解能提供能量，①错误；水是化学反应的介质和原料，没有
水，人体内大部分化学反应就根本不会发生，②正确；水的比热容
大，有利于维持体温，③正确；自由水在生物体内流动，能把营养
物质运输到机体的各个细胞，④正确。
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2. （2024·江苏五市十一校高一联考）2023年“世界水日”“中国水
周”活动的宣传主题为“强化依法治水，携手共护母亲河”。下列
关于生物体与水分的关系叙述正确的是（　　）
A. 储藏中的种子不含水分，以保持休眠状态
B. 水是活细胞中含量最多的有机化合物
C. 代谢加快，则植物细胞内自由水/结合水的值会降低
D. 水既可以参加某些化学反应，又是某些化学反应的生成物
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解析：　储藏中的种子含水分，且主要是结合水，因而代谢微
弱，可以保持休眠状态，A错误；蛋白质是活细胞中含量最多的有
机化合物，水是活细胞中含量最多的化合物，但水属于无机物，B
错误；代谢旺盛的细胞中，自由水所占比例增加，代谢加快，细胞
内自由水与结合水的比值增大，C错误；水既可以参加某些化学反
应，又是某些化学反应的生成物，D正确。
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3. 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
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解析：　水分子由2个氢原子和1个氧原子通过共用电子而结合，
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；水分子之间的氢键易断裂和
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，使水的温度不易发生改变，有利于
维持生命系统的稳定，D正确。
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4. 图甲表示几种生物体内的含水量，图乙表示人体内有关组织或器官
的含水量，下列有关叙述错误的是（　　）
A. 水生生物的含水量一般比陆生生物多
B. 代谢旺盛的组织或器官含水量一般较多
C. 生物体内含量最多的化合物是水
D. 血液中自由水与结合水之比大于1，而心脏中则相反
解析：　通过图示无法得出各器官中自由水与结合水的比例关系，但在生物体中自由水的含量一般要高于结合水的含量。
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5. 图示为细胞中水的存在形式及其作用。下列叙述正确的是（　　）
A. 从图中可以推测，温度越高，细胞中的自由水越多
B. 冬季来临，结合水与自由水的比值增大，细胞代谢水平和抗逆性
均增强
C. 水在低温下结冰，利于细胞处于休眠状态从而度过不利环境条件
D. 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
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解析：　由图分析可知，升温会使自由水含量增加，但并不是温
度越高细胞中的自由水含量越多，温度过高会导致细胞死亡，细胞
中的水分会因蒸发减少，A错误；冬季来临，结合水与自由水的比
值增大，此时自由水含量下降，细胞代谢水平减弱，结合水含量增
加，抗逆性增强，B错误；水在低温下结冰，不利于细胞度过不利
环境条件，结冰会导致细胞遭到破坏，从而导致细胞死亡，C错
误；甲的含义是“组成细胞的结构”，结合水是细胞结构的重要组
成成分，如果这部分水失去会导致细胞死亡，D正确。
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知识点二　细胞中的无机盐
6. 苹果含有微量元素锌，而锌是构成与记忆力息息相关的核酸和蛋白
质不可缺少的元素，儿童缺锌就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
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解析：　由儿童缺锌会导致大脑发育不良可知，锌对于生物体的
生命活动有重要影响，该事实与酸碱平衡、维持细胞形态和渗透压
的调节无直接关系。
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7. （2024·云南云天化教研联盟高一期中）俗话说“庄稼一枝花，全
靠肥当家”，有经验的农民还总结出一套科学的追肥方法“一追尺
把高，二追齐齐腰，三追刚露毛”，由此可见，适时适量地施肥，
补充无机盐是农作物高产、稳产的保障。下列有关无机盐的叙述，
正确的是（　　）
A. 细胞中无机盐含量很多，且大多数是以离子形式存在的
B. 施肥能增产是因为无机盐可以为植物的生命活动提供能量
C. Fe是叶绿素分子的组成元素，缺Fe影响叶绿素的合成
D. 在种植庄稼时应根据植物不同生长时期的需肥规律，适时适量施肥
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解析：　细胞中的无机盐含量很少，大多数无机盐以离子形式存
在，A错误；施肥能为植物生长提供无机盐，但无机盐不能为植物
的生命活动提供能量，B错误；Mg是叶绿素分子的组成元素，缺
Mg影响叶绿素的合成，C错误；植物在不同的生长发育阶段，所
需无机盐的种类和含量有所不同，在种植庄稼时应根据植物不同生
长时期的需肥规律，适时适量施肥，D正确。
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8. 关于验证Mg是小麦生长发育必需的元素的实验，表中对照组和实
验组的相关处理，正确的是（　　）
选项 对照组 实验组
A 适量的蒸馏水 等量的用蒸馏水配制的含Mg营养液
B 适量的完全营养液 等量的缺Mg完全营养液
C 适量的蒸馏水＋沙土 等量的用蒸馏水配制的含Mg营养液＋沙土
D 适量的完全营养液＋沙土 等量的缺Mg完全营养液＋沙土
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解析：　蒸馏水中不仅缺少Mg元素，还缺少其他元素，若以此
作为培养液进行实验，会影响实验结论，A错误；对照组采用适量
的完全营养液，能够保证小麦的正常生长，而实验组采用等量的缺
Mg完全营养液，能够观察到小麦缺Mg发生的变化，B正确；沙土
中可能会含有Mg，从而影响实验结论，C、D错误。
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9. 下列关于水和无机盐的说法，错误的有几项（　　）
①血液中Ca2＋含量过低，人体易出现肌肉抽搐
②缺Fe会影响血红素生成，导致贫血
③Mg是叶绿素的组成元素
④无机盐可以直接为生物体提供能量
⑤水是组成细胞的化合物中含量最多的
⑥水分子是极性分子，所以水分子具有流动性，是良好的溶剂
⑦水分子间形成的氢键易形成也易断裂，使水的比热容大，适于调
节温度
⑧休眠种子与萌发种子相比，结合水与自由水的比值更小
A. 5项 B. 4项
C. 3项 D. 2项
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解析：　血液中Ca2＋含量过低，人体易出现肌肉抽搐，①正确；
Fe2＋是血红蛋白的主要成分，缺Fe会影响血红素生成，导致贫血，
②正确；Mg是叶绿素的组成元素，③正确；无机盐不可以直接为
生物体提供能量，④错误；水是组成细胞的化合物中含量最多的，
⑤正确；水分子是极性分子，易与带正电荷或负电荷的分子结合，
所以水分子具有流动性，是良好的溶剂，⑥正确；水分子间形成的
氢键易形成也易断裂，使水在常温下呈液体状态，具有流动性，⑦
错误；休眠种子与萌发种子相比，代谢缓慢，结合水与自由水的比
值更大，⑧错误。
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10. （2024·天津第四十五中高一月考）互花米草是一种滩涂草本盐沼
植物，对水淹的生态环境有很强的适应能力，曾被称为“保滩护
堤、促淤造陆的最佳植物”。互花米草引入我国后，出现了生长
蔓延、破坏生态环境的严重问题。为了探究互花米草对水淹生态
环境的适应机制，为进一步调控措施的研究提供依据，某科研小
组以“探究互花米草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选取同一海滩的互花米草幼苗分别栽种于多个沙盆中。
②将长势相同、生长良好的互花米草幼苗平均分成5组，分别在每
天进行0 h、3 h、6 h、12 h和24 h的水淹处理。
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③在处理50 d后，收集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，回答下列问题。
水淹时间/（h·d－1） 0 3 6 12 24
自由水与结合水的比值 15 7.5 12.5 11 10
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（1）在该实验中， 是自变量。请结合表格数据在下图
中绘出折线图。
答案：
水淹时间　
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解析：由实验目的“探究互花米草体内自由水和结合水的比值与潮汐水淹时间的关系”可知，本实验的自变量是水淹时间；按照表格中的数据，画出折线图见答案。
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（2）为了能最大程度地模拟互花米草水淹的生态环境，在进行水
淹处理时，实验用水应为 水，来源于 。
解析：为了能最大程度地模拟互花米草水淹的生态环境，在进行水淹处理时，实验用水应为互花米草自然生存环境中的海水。
海　
互花米草采样地点　
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（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，互花米草在水淹时间为 h/d
的环境下，抗逆性最强。在进行水淹处理时间为 h/d的环
境下，代谢活动最强。
解析：由表可知，互花米草在水淹时间为3时，自由水和结合水的比值最小，结合水含量最高，植物的抗逆性最强；在水淹时间为0时，自由水和结合水的比值最大，自由水含量最高，植物代谢活动最强。
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11. 水在植物的生命活动中具有重要作用。风干的种子只有吸收足够
的水才能进行旺盛的代谢活动，使胚生长。小麦种子萌发过程中
吸水量随时间变化的趋势如图所示。下列叙述错误的是（　　）
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A. 水是小麦胚细胞中含量最多的化合物
B. 风干的小麦种子中只有结合水，没有自由水
C. 胚生长过程中，结合水/自由水的值较风干种子中小
D. 一定时间内，随着小麦种子萌发时间的延长，吸水量不断增加
解析：　水是小麦胚细胞中含量最多的化合物，A正确；风干的
小麦种子中既有结合水又有自由水，B错误；胚生长过程中，自
由水的含量会增加，结合水/自由水的值较风干种子中小，C正
确；一定时间内，随着小麦种子萌发时间的延长，吸水量不断增
加，D正确。
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12. （2024·重庆渝南田家炳中学高一期中）如图表示对刚收获的种子
的处理过程，序号表示不同的结构或物质，下列相关叙述不正确
的是（　　）
A. ①中的成分主要是无机盐，在细胞内大多数是以稳定化合物的形
式存在的
B. 经晒干和烘干得到的①②生活力具有差异，前者具有萌发能力
C. 在上述处理过程中，⑤的来源中包含一定量的自由水和结合水
D. 无机盐在细胞内的种类和含量会影响生物的生命活动
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解析：　①表示晒干后的种子，主要成分是有机物，无机盐在
细胞中多数以离子形式存在，A错误；①表示晒干后的种子，②
表示烘干后的种子，经晒干和烘干得到的①②生活力具有差异，
前者具有萌发能力，而②因为失去结合水而失去活性，B正确；
⑤表示烘干丢失的水，烘干主要丢失的是结合水，还有少量自由
水，C正确；无机盐具有维持细胞和生物体生命活动的作用，无
机盐在细胞内的种类和含量会影响生物的生命活动，D正确。
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13.如图是小麦种子成熟过程中干物质和水分的变化，据图分析，下列叙述错误的是（　　）
A. 随着种子的成熟，种子的生命活动由代谢活跃状态转入休眠状态
B. 种子的鲜重随着种子的成熟而逐渐减少
C. 种子中水分减少的主要原因是植物吸收的水分减少
D. 种子成熟期间这两种物质的变化与种子萌发时相反
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解析：　由题图可知，在小麦种子成熟过程中，种子的生命活动由代谢活跃状态转入休眠状态，A正确；种子的鲜重在成熟过程中由于含水量降低的幅度大于干物质增加的幅度，因此种子的鲜重随着种子的成熟而逐渐减少，B正确；种子成熟过程中，自由水大量减少，从而增强种子的抗性，这是种子水分减少的主要原因，C错误；种子成熟期间干物质相对含量升高，水分的相对含量下降，而种子萌发期间含水量增加，干物质逐渐分解消耗，两种物质的变化相反，D正确。
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14.为探究种植番茄时施用锌肥的最佳浓度范围，科研人员将多株长势相同的番茄幼苗均分为8组，分别喷施不同浓度的硫酸锌溶液，结果如图所示（不考虑S对实验结果的影响）。下列有关叙述错误的是（　）
A. 锌元素属于番茄生长所必需的微量元素
B. 硫酸锌溶液浓度过高会降低番茄植株的果实产量
C. 实验中栽培各组番茄幼苗时所使用的土壤基质应相同
D. 由实验结果分析，施用硫酸锌溶液的最佳浓度范围是12～16 mg/L
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解析：　锌元素影响番茄果实的产量，属于番茄生长所必需的微量元素，A正确；与硫酸锌溶液的浓度为0 mg/L时相比，硫酸锌溶液浓度过高会降低番茄植株的果实产量，B正确；实验中栽培各组番茄幼苗时所使用的土壤基质属于本实验的无关变量，各组要相同，C正确；由实验结果可知，施用硫酸锌的浓度在16 mg/L时，果实产量最高，施用硫酸锌溶液的最佳浓度范围是12～20 mg/L，D错误。
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15. （2024·河南中州联盟高一期中）某生物兴趣小组的同学在学习了
“细胞中的无机盐”这一节的内容后，了解到无机盐虽在细胞内
含量很少，但在生物的生长发育过程中发挥着重要的作用。如表
为在课堂上老师讲到的两个有关无机盐的重要结论，兴趣小组的
同学想通过实验对其进行拓展和验证，请用所学知识对他们的实
验进行完善：
结论 内容
一 锌是植物必需的元素之一，缺锌会导致植物出现相应的锌元素缺乏症
二 哺乳动物的血液中钙离子含量太低，动物会出现抽搐的症状
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（1）甲组同学结合结论一欲探究“植物体内锌的作用能否被镍所
代替”，相关实验设计如下：（材料中的缺锌的完全培养液
中不含有镍，且本实验浓度范围内的镍对植物无毒害作用）
第一步：材料准备：足量长势良好且相同的小麦幼苗、缺锌
的完全培养液、蒸馏水、含锌溶液和含镍溶液等，可根据需
要选择或补充实验材料。
第二步：获得锌元素缺乏症的小麦幼苗：选取若干小麦幼
苗，在适宜的条件下用 培养一段时间，
获得足量锌元素缺乏症的小麦幼苗。
缺锌的完全培养液　
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第三步：在上述锌元素缺乏症的小麦幼苗中挑取若干长势相
同的幼苗，均分为A、B两组，A组补充 溶
液，B组补充等量 溶液，在相同且适宜条件
下培养一段时间后，观察两组幼苗生长状况。
第四步：预期的结果与结论：若
，则说明植物体内锌的作用不能被
镍所代替。
含锌（或镍）　
含镍（或锌）　
只有A（或B）组的幼苗锌
元素缺乏症减轻或消失　
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解析：该实验为验证性实验，实验的自变量为培养液中是否含锌元素（是含锌元素还是含镍元素），因变量是小麦幼苗生长发育状况，设计实验时，利用完全培养液作为对照，设置缺锌的完全培养液为实验组，其他培养条件都相同（获得锌元素缺乏症的小麦幼苗），通过比较小麦幼苗的生长发育状况，再给缺素植物分别补充锌元素或镍元素，观察小麦的生长的状况，若只有补充锌元素一组的幼苗锌元素缺乏症减轻或消失，则说明植物体内锌的作用不能被镍所代替。
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（2）乙组同学以小鼠为实验材料，请帮他们设计实验对结论二进
行验证：
①实验步骤：



。
②预期实验现象：
。
选取生长发育状况相同的小鼠若干只，随机
均分成甲、乙两组；甲组小鼠饲喂适量含钙的饲料，乙组小
鼠饲喂等量的不含钙的饲料；将甲、乙两组小鼠放在相同且
适宜的环境中饲养一段时间，并随时观察记录小鼠的生活状
态　
甲组小鼠表现正常，乙组小鼠出现抽搐
现象　
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解析：该实验的自变量是小鼠血液中钙的含量，因变量为小鼠是否发生抽搐。所以可选取生长发育状况相同的小鼠若干只，随机均分成甲、乙两组；甲组小鼠饲喂适量含钙的饲料，乙组小鼠饲喂等量的不含钙的饲料；将甲、乙两组小鼠放在相同且适宜的环境中饲养一段时间，并随时观察记录小鼠的生活状态。由于血钙过低会导致抽搐，所以预期结果为：甲组小鼠表现正常，乙组小鼠出现抽搐现象。
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