资源简介

1.1细胞中的元素和无机化合物
基础巩固
一、细胞中的元素
1.元素的种类
组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能找到，没有一种化学元素为细胞所特有，这体现了生物界与非生物界具有________。但是，细胞与非生物相比，各种元素的相对含量又________，这体现了生物界与非生物界具有________。
组成细胞的元素根据含量不同分为大量元素和微量元素。大量元素包括________________等，微量元素包括____________等。无论是大量元素还是微量元素，都是细胞生命活动所必需的。
2.元素的作用
组成细胞的元素大多以________的形式存在。不同的元素在细胞中发挥着不同的作用，例如，C 是构成细胞的最基本元素，因为生物大分子都是以________为骨架；N 是构成蛋白质、核酸等重要化合物的元素；P 是构成________、ATP 等化合物的元素，参与细胞内的能量转换和遗传信息传递等过程。
细胞中的无机化合物
细胞中的水
水在细胞中的存在形式有________和________。________是细胞内的良好溶剂，许多物质能溶解在其中；细胞内的许多________也都需要水的参与；水在生物体内的流动，可以把营养物质运送到各个细胞，同时也把各个细胞在新陈代谢中产生的废物运送到排泄器官或直接排出体外。________是细胞结构的重要组成成分。
细胞内自由水与结合水的含量比值越大，细胞的代谢就越________，但抗逆性（如抗寒、抗旱能力）就越________；反之，细胞的代谢就越________，但抗逆性就越________。例如，种子在晒干过程中，________大量减少，代谢水平降低，便于储存；而当种子萌发时，________含量增加，代谢旺盛。
2.细胞中的无机盐
无机盐在细胞中主要以________形式存在。虽然无机盐在细胞中的含量很少，但对维持细胞和生物体的生命活动有着重要作用。例如，哺乳动物血液中 Ca 含量太低，会出现抽搐等症状；植物缺 Mg，会影响________的合成，从而影响光合作用。
无机盐还能维持细胞的酸碱平衡。例如，人体血液中含有 H CO /NaHCO 等缓冲物质，当酸性或碱性物质进入血液时，这些缓冲物质可以与它们发生反应，使血液的 pH 维持在________的范围内。
强化提升
1.人体内含量最多的化合物是( )
A.蛋白质 B.脂肪 C.水 D.无机盐
2.在生物体内含量极少，但必不可少的化学元素有( )
A.Fe、Mn、Zn、Mg B.Zn、Cu、Mn、Ca
C.H、O、Na、Mg D.Zn、Cu、B、Mo
3.小麦活细胞中，含量最多的元素和化合物分别是( )
A.H和水 B.O和水 C.H和蛋白质 D.O和蛋白质
4.某儿童患佝偻病，发烧时就会抽搐，医生建议他平时应补充( )
A.新鲜的水果和蔬菜 B.蛋白质和糖类
C.谷物种皮和胡萝卜 D.钙片和维生素D
5.某同学经常头晕，经检查发现血红蛋白含量偏低，医生建议该同学补充Fe2+，其原因是( )
A.Fe2+是血红蛋白的重要成分 B.Fe2+能维持血细胞内pH的稳定
C.Fe2+具有调节血浆浓度的作用 D.Fe2+能维持正常生命活动
6.下列生理状态下，细胞内结合水与自由水之比变小的是( )
A.细胞衰老 B.种子萌发
C.冬小麦越冬 D.缺水的庄稼
7.成年人体内的水量大约是体重的60%。下列有关人体内水的叙述，正确的是( )
A.人体内的水有自由水和结晶水两种存在形式
B.自由水是一种良好的溶剂，其不具有流动性
C.和糖类与脂肪一样，水也能为人体提供能量
D.推测婴儿体内的水量很可能大于体重的60%
8.C、H、O、N、P、S在玉米和人细胞（干重）以及活细胞（鲜重）中的含量（%）如表，请分析回答下列问题：
元素 O C H N P S
玉米细胞（干重） 44.43 43.57 6.24 1.46 0.20 0.17
人细胞（干重） 14.62 55.99 7.46 9.33 3.11 0.78
活细胞（鲜重） 65.0 18.0 10.0 3.0 1.40 0.30
（1）大豆种子收获后，要进行晾晒才能入仓储存，所除去的水分主要是细胞中的_______。这种类型的水分的功能有___________；___________（答两种即可）。
（2）浸泡约一周时间，黄豆芽已长得又白又粗，1kg的黄豆能长出约5kg的黄豆芽。在这个过程中，黄豆细胞内的含水量____________________（填“上升”或“下降”），有机物含量____________________（填“上升”或“下降”）。
（3）牛奶、奶粉中都含有Ca、Fe等元素。碳酸钙是人体骨骼和牙齿中的重要组成部分，Fe是血红蛋白的主要成分，说明无机盐的生理作用是_______________。
拓展拔高
1.如图表示细胞中各种化合物或主要元素占细胞鲜重的含量，以下按①②③④顺序排列，正确的是( )
A.水、蛋白质、糖类、脂质；N、H、O、C
B.蛋白质、糖类、脂质、水；O、C、N、H
C.水、蛋白质、脂质、糖类；H、O、C、N
D.蛋白质、水、脂质、糖类；C、O、H、N
2.研究组成细胞的分子，实际上就是在探寻生命的物质基础，帮助我们建立科学的生命观。下列关于生物体内化学元素的叙述正确的是( )
A.组成生物体的化学元素的种类和含量大体相同
B.微量元素在生物体内含量很少，缺少时对人体影响不大
C.生物体内的C元素是最基本的元素
D.非生物界的化学元素在生物体内都可以找到，生物界和非生物界具有统一性
3.下列有关组成生物体细胞化学元素的叙述中，正确的是( )
A.组成生物的大量元素中，最基本的是C，因为其作用最大
B.细胞中各种化合物的共有元素是C、H、O
C.Cu、Mn、Mo、B都是组成生物体的微量元素，其含量微小但却是生命活动所必需的
D.所有的占生物体总重量万分之一以下的元素都是微量元素
4.下列关于无机盐功能的叙述，正确的是( )
A.蛋白质结合Mg2+形成的血红蛋白参与O2运输
B.人体血液中钙含量不足会影响肌肉细胞的收缩功能，出现肌肉乏力
C.H2CO3/对维持生物体液的酸碱平衡有非常重要的作用
D.Mg和Fe分别存在于植物细胞和动物细胞中
5.下列有关细胞中的无机物的叙述，不正确的是( )
A.植物中自由水的含量相对降低时，代谢减弱
B.处于休眠状态的水稻种子中，通常不含有自由水
C.缺铁性贫血是因为体内缺乏铁元素，血红蛋白合成减少
D.生物体中的无机盐多以离子的形式存在
6.无机盐与生命活动密切相关。下列实例不能体现无机盐功能的是( )
A.在缺镁环境中，植物叶片会发黄
B.长期碘摄入不足，人容易出现甲状腺肿大
C.同一植株中，幼叶细胞的新陈代谢比老叶细胞旺盛
D.医生给病人输液时，常把药剂溶解于生理盐水中
7.水分子具有的结构决定了它多种多样的功能。下列叙述错误的是( )
A.一个水分子的氧端靠近另一个水分子的氢端形成的一种弱的引力称为氢键
B.氢键使水具有较高的比热容，因此，水有助于维持生命系统的稳定性
C.结合水与细胞中的其他物质相结合，失去流动性，占细胞中水的绝大部分
D.自由水与结合水的比例处于动态变化中,有利于生物体适应环境的多种变化
8.新收获的谷物种子需要晒干，干种子中水的含量约为13%~15%，下列相关说法不正确的是( )
A.晒干脱去的主要是细胞中的自由水
B.水分散失有助于减少种子的代谢损失
C.晒干的种子细胞中结合水比例将减少
D.晒干的种子比鲜活的种子抗逆能力更强
9.水和无机盐是细胞中重要的化合物。生命从一开始就离不开水，无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动都有重要作用。下列有关水和无机盐的说法正确的是( )
A.无机盐离子参与构成复杂化合物，如Fe2+参与合成叶绿素，Mg2+参与合成血红蛋白
B.氢键比较弱，不断地断裂又不断地形成，所以水在常温下呈液态，具有流动性
C.人体血液中缺乏钙离子会出现抽搐等症状，所以钙是不可或缺的微量元素
D.将作物秸秆充分晒干后，其体内剩余的物质主要是无机盐
10.生物有各种各样的过冬方法。植物在冬季来临过程中，随着气温的逐渐降低，植物体内发生了一系列适应低温的生理生化变化，抗寒能力逐渐增强。如图一为冬小麦在不同时期含水量变化关系图。请据图一回答下列问题：
（1）冬小麦的含水量从9月至12月处于__________（上升、不变、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，通过定生化方法测定种子萌发过程中胚的鲜重变化，得到了如图二曲线数据。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，待它烧尽时可见到灰白色的灰烬，灰烬的成分是__________。
答案以及解析
基础巩固
一、1. 统一性；大不相同；差异性；C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg；Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo
2. 化合物；碳链；核酸
二、1. 自由水；结合水；自由水；生物化学反应；结合水；旺盛；弱；缓慢；强；自由水；自由水 2. 离子；叶绿素；7.35 - 7.45
强化提升
1.答案：C
解析：A、蛋白质是含量最多的有机物，A错误；
B、人体内脂肪不是含量最多的化合物，B错误；
C、人体内含量最多的化合物是水，C正确；
D、无机盐在生物体内的含量较少，D错误。
故选C。
2.答案：D
解析：A、在生物体内含量极少，但必不可少的化学元素属于微量元素。Mg属于大量元素，A错误；
B、Ca属于大量元素，B错误；
C、H、O、Mg属于大量元素，C错误；
D、Zn、Cu、B、Mo均属于微量元素，D正确。
故选D。
3.答案：B
解析：组成生物体的元素包括大量元素和微量元素，其中C是最基本的元素，而活细胞中含量最多元素是O元素；组成细胞的化合物中，含量最多的是水，其次是蛋白质，ACD错误，B正确。
故选B。
4.答案：D
解析：A、新鲜水果和蔬菜主要补充维生素，A不符合题意；
B、蛋白质和糖类不含钙片和维生素D，B不符合题意；
C、谷物的种皮与胡萝卜补充的是维生素B和纤维素，C不符合题意；
D、某儿童患佝偻病，发烧时就会抽搐，是由于体内缺少钙盐，要补充钙盐和维生素D，D符合题意；
故选D。
5.答案：A
解析：血红蛋白是红细胞中负责运输氧气的蛋白质，其结构中包含一个铁离子(Fe2+)。当血红蛋白含量偏低时，氧气运输能力下降，导致头晕等症状。补充Fe2+可以提高血红蛋白含量，改善氧气运输能力，因此，医生建议补充Fe2+的原因是其为血红蛋白的重要成分。
6.答案：B
解析：A、细胞衰老，新陈代谢降低，自由水的含量降低，结合水与自由水之比变大，A错误；
B、种子萌发时，新陈代谢旺盛，自由水的含量升高，结合水与自由水之比变小，B正确；
C、越冬作物体内的结合水的含量会上升，故结合水与自由水之比变大，C错误；
D、缺水的庄稼主要是自由水缺乏，故结合水与自由水之比变大，D错误。
故选B。
7.答案：D
解析：A、人体内的水有自由水和结合水(而非结晶水)两种存在形式，A错误；
B、自由水是是一种良好的溶剂，具有流动性，B错误；
C、水是无机物，不能为人体提供能量，C错误；
D、婴儿代谢旺盛，细胞含水量高于成年人，其的水量很可能大于体重的60%,D正确，
故选D。
8.答案：（1）自由水；细胞内良好的溶剂、参与细胞中许多的化学反应；运输营养物质和代谢废物、为细胞提供液体环境
（2）上升；下降
（3）细胞中某些复杂化合物的重要组成成分
解析：（1）大豆种子收获后，要进行晾晒才能入仓储存，主要除去自由水，自由水是细胞内良好的溶剂，能够参与细胞内许多化学反应，对于营养物质和代谢废物的运输也具有十分重要的作用，为细胞提供液体的环境等功能。
（2）1kg的黄豆能长出约5kg的黄豆芽。在这个过程中，黄豆细胞内的含水量上升，有机物为萌发提供了能量，其含量下降。
（3）牛奶、奶粉中都添加Ca、Fe等元素。如碳酸钙是人体骨骼和牙齿中的重要组成部分，Fe是血红蛋白的主要成分，说明无机盐的生理作用是细胞中某些复杂化合物的重要组成成分。
拓展拔高
1.答案：D
解析：四种化合物在细胞中的含量由多到少依次为水、蛋白质、脂质、糖类，四种元素在细胞鲜重中含量由多到少依次为O、C、H、N。
故选D。
2.答案：C
解析：A、组成生物体的化学元素的种类大体相同，含量差别很大，A错误；
B、微量元素在生物体内含量很少，却是维持生命活动不可或缺的，缺少时对人体影响大，如缺铁可能会导致贫血，B错误；
C、由于组成生物体的生物大分子均以碳链为骨架，因此碳元素是最基本元素，被科学家称为“生命的核心元素”，C正确；
D、构成生物体的元素在无机自然界都可以找到，没有一种是生物所特有的，生物界和非生物界具有统一性，但非生物界的化学元素不一定都能在生物体内找到，D错误。
故选C。
3.答案：C
解析：A、组成生物体的大量元素中，C是最基本的元素，因为它是构成有机大分子的基本骨架，A错误；
B.水的组成元素中不含C元素，B错误；
C.Cu、Mn、Mo、B都是组成生物体的微量元素，其含量微小但却是生命活动所必需的，C正确；
D.占生物体总量万分之一以下的必需元素是微量元素，有些体内含有，但不一定是必需元素，D错误。
故选：C。
4.答案：C
解析：A、蛋白质结合Fe2+形成的血红蛋白参与O2运输，A错误；
B、人体血液中钙含量过高会影响肌肉细胞的收缩功能，出现肌肉乏力，B错误；
C、H2CO3/对维持生物体液的酸碱平衡有非常重要的作用，C正确；
D、合成叶绿素和血红蛋白分别需要镁和铁，但不能说明Mg和Fe分别存在于植物和动物细胞中，Mg和Fe是组成细胞的元素，动植物细胞中两种元素都存在，D错误。
故选C。
5.答案：B
解析：A、自由水的含量与细胞的代谢水平相关，通常植物中自由水的含量相对降低时，代谢减弱，A正确；
B、处于休眠状态的水稻种子中，自由水所占比例下降，但仍含有自由水，B错误；
C、铁是血红蛋白的重要组成成分，缺铁血红蛋白合成减少，会造成缺铁性贫血，C正确；
D、生物体中的无机盐主要以离子的形式存在，D正确。
故选B。
6.答案：C
解析：镁是构成叶绿素的元素，缺镁会导致叶片发黄，A正确；碘是合成甲状腺激素的元素，缺碘使甲状腺激素分泌不足，TRH和TSH分泌增加，进而导致甲状腺肿大，B正确；同一植株中，幼叶细胞的新陈代谢比老叶细胞旺盛与自由水含量等有关，不能体现无机盐功能，C错误；生理盐水能维持细胞的渗透压平衡，故输液时常把药剂溶解于生理盐水中， D正确。
7.答案：C
解析：结合水与细胞中的其他物质相结合，失去流动性，约占细胞中水的4.5%，C错误。
8.答案：C
解析：种子晒干脱去的主要是自由水,A正确;水分散失可以降低细胞代谢速率,有助于减少种子的代谢损失,B正确;晒干的种子中结合水所占比例增加,故其比鲜活的种子抗逆能力强,C错误,D正确。
9.答案：B
解析：A、无机盐离子参与构成复杂化合物，如Mg 参与合成叶绿素，Fe 参与合成血红蛋白，A错误；
B、水是极性分子，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，B正确；
C、人体血液中缺乏钙离子会出现抽搐等症状，钙是不可或缺的大量元素，C错误；
D、将作物秸秆充分晒干后，其体内剩余的物质主要是有机物，D错误。
故选B。
10.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下降有助于抵抗低温冻害
（2）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
（3）将种子晒干就是减少了其中自由水的含量而使其代谢水平降低，便于储藏
（4）不休眠的；无机盐
解析：（1）结合图示可以看出，冬小麦的含水量从9月至12月处于下降趋势，其中下降的是自由水，因为随着冬季来临，气温下降，细胞中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，如参与有氧呼吸过程。
（3）农业上将种子晒干就是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）据曲线数据，通过不休眠种子与休眠种子胚的鲜重比较，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时可见到灰白色的灰烬，灰烬就是无机盐。

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