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第二章 细胞的化学组成
第1节 细胞中的原子和分子
(时间：50分钟 满分：100分)
一、选择题(每小题5分，共60分)
1．《科学》杂志上宣告世界上首例人造生命——人造细胞诞生，并将其
命名为“辛西娅”(意为“人造儿”)。该细胞是一种由人工合成的基因组所控制的单细胞生物，是地球上第一个由人类制造的能够自我复制的新物种。其基本思路是：人工合成含有特定基因的DNA分子，并用膜将其与其他成分包裹后，放在一定培养基中培养。下列有关说法错误的是 ( )
A．辛西娅一定含有C、H、O、N、P、S等6种元素
B．辛西娅至少含有水、无机盐、糖类、蛋白质、脂质、核酸等6种化合物
C．辛西娅的诞生说明基因能够直接控制生命活动
D．膜的作用是将辛西娅构成一个相对独立的系统，维持细胞内部环境的相对稳定
解析：C、H、O、N、P、S等6种元素是主要元素，任何细胞都含有水、无机盐、糖类、蛋白质、脂质、核酸等化合物，这些化合物是生命活动的基本物质；基因能够控制蛋白质的合成，由蛋白质直接控制生命活动；膜能够维持细胞内部环境的相对稳定，但不能完全保证。
答案：C
2．(精选考题·南通调研)右图表示人体细胞中四种主要元素占细胞鲜重的
百分比，其中表示碳元素的是 ( )
A．甲 B．乙
C．丙 D．丁
解析：组成细胞的化学元素中，占鲜重含量前四位的元素由高到低依次是O、C、H、N。
答案：B
▲某生物兴趣小组对某一物质进行测定，发现其中C、H、N三种元素的质量分数仅占1%，该物质可能是 ( )
A．蔬菜 B．干种子 C．骨组织 D．岩石
解析：仅C元素在生物体内的含量就比较高，故该物质不可能是生物成分。
答案：D
3．(精选考题浙江临海白云中学测试)如图，容器底部是培养基，其中含有植物生
长所需的全部养分，如果有人在配制培养基的矿质元素中使用了NH4NO3、
KNO3、CaCl2·2H2O、MgSO4·7H2O、螯合铁溶液、微量元素溶液，但缺少
了一种必需元素，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
解析：依题意，培养基中不缺乏微量元素，大量元素中除C、H、O外，应有N、P、S、K、Ca、Mg，从培养基的成分分析，培养基中缺少P，KH2PO4能提供P，故C正确。
答案：C
4．下面摘录了某同学“检验生物体的元素组成”的实验报告内容，你认为没有问题的是 ( )
A．把生物组织放在灯焰上燃烧，将产生的气体导入澄清石灰水中，有沉淀产生，说明生物组织中含C、O元素
B．生物组织燃烧后的灰分，能促使植物生长，说明生物组织含N、P元素
C．生物组织燃烧时发光发热，说明生物组织中含有组成ATP的几种元素
D．干燥种子在密闭试管中加热，试管壁上出现水珠，说明种子中含有H、O元素
解析：生物组织燃烧产生气体使澄清石灰水产生沉淀，说明产生的气体为CO2，但CO2中的O可以来自大气，所以不能说明组织中含O元素。
答案：D
5．(常考易错题)科学家在利用无土栽培法培养一些名贵花卉时，培养液中添加了多种必需化学元素。其配方如下：
离 子
K＋
Na＋
Mg2＋
Ca2＋
NO
H2PO
SO
Zn2＋
培养液浓度/mol·L－1
1
1
0.25
1
2
1
0.25
1
其中花卉根细胞吸收最少的离子是 ( )
A．Ca2＋ B．SO C．Zn2＋ D．H2PO
解析：根据组成生物体的化学元素在生物体内的含量不同，分成大量元素和微量元素。大量元素包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等；微量元素包括Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo等。由于植物体内含有大量的Ca、S、P等元素，这些元素只能靠根从培养液中吸取，而培养液能为花卉提供Ca、S、P的离子分别是Ca2＋、SO、H2PO，因此花卉对这些离子的吸收量较大。而Zn属于微量元素，因此花卉对Zn2＋的吸收量较少。
答案：C
6．(知识应用题)在治疗创伤的中药方剂中，雄性羚羊角或犀牛角的用量极少，但是缺少这味药，疗效将大大下降甚至无效。已知动物的角主要是由死亡细胞的角化(变性)蛋白质组成的，则羚羊角等的有效成分最可能是 ( )
A．特殊活性蛋白质 B．DNA
C．微量元素类 D．大量元素类
解析：有效成分是生物组织中的某些物质，因其用量极少，所以最可能是微量元素类。羚羊或犀牛为野生食草动物，取食范围广，角化蛋白质中含丰富的微量元素。
答案：C
7．(能力题)科学工作者研究了钙和硼对某种植物花粉粒萌发和花粉管生长的影响，结果如图所示。下列结论与结果不相符的是 ( )
A．钙或硼对花粉粒萌发和花粉管生长都有同样的影响
B．适宜浓度的硼或钙明显有利于花粉粒萌发或花粉管生长
C．钙对花粉管生长有明显影响，而一定范围内几乎不影响花粉粒的萌发
D．硼对花粉粒萌发有明显影响，而一定范围内几乎不影响花粉管的生长
解析：从题图中可看出钙或硼对花粉粒萌发率和花粉管生长的速度影响是不同的。钙的浓度变化影响花粉管的生长速度，但几乎不影响花粉粒的萌发率；硼的浓度变化影响花粉粒萌发率，但对花粉管的生长速度几乎没影响。
答案：A
8．(生活应用题)人们经常食用的牛、羊、猪等肉类和白菜、土豆等蔬菜，经消化吸收后，其中的成分大多被转化为人体自身的一部分，其根本原因是 ( )
A．组成生物体细胞的化学元素在无机自然界都能找到
B．在不同生物的细胞内，组成它们的化学元素和化合物种类大体相同
C．组成生物体细胞的基本元素是碳
D．不同生物的细胞内，组成它们的化学元素的含量大体相同
解析：生物体总是不断地和外界环境进行着物质交换，有选择地从自然界获取各种物质来满足自身的需要，不管相同生物还是不同生物，组成它们细胞的化学元素和化合物种类大体是相同的，因此不同生物间可进行物质转化；但是组成它们的各种元素的含量是不同的，组成生物体细胞的化学元素都来自无机自然界，组成生物体细胞的化学元素在无机自然界都能找到，据研究组成生物体细胞的基本元素是碳，即A、C两项本身正确，但不符合题干所问。
答案：B
▲(情景分析题)“嫦娥”二号卫星顺利进入月球卫星轨道至今进行了大量科学探索。科学家始终把寻找水作为外星球是否存在生命最关键的环节。水可以作为生命存在的依据是 ( )
A．水是细胞鲜重中含量最多的化合物
B．水在生物体内可以流动
C．蛋白质是亲水性的物质
D．生化反应必须在水中进行
解析：细胞内进行的生化反应是新陈代谢的基础，新陈代谢是生物最重要的特征，故没有水就没有生命。
答案：D
9．(情境题)广告语“聪明的妈妈会用心(锌)”道出了锌的重要性，研究发现生物体内有七十多种酶的活性与Zn2＋有关，这说明无机盐 ( )
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．对维持生物体的生命活动有重要作用
D．对调节细胞内溶液的浓度有重要作用
解析：新陈代谢需要酶的催化，有七十多种酶的活性与Zn2＋有关，所以说明无机盐有维持生物体生命活动的重要作用。
答案：C
10．(重组易错题)近日，美国国家航空航天局的科学家首次证实，月球上存在大量的水，这是航天史上仅次于火星生命探测的重大发现。月球上的冰态水可供未来的定居者饮用，而且为建立月球基地提供可能。下列有关水对生命活动影响的叙述中，正确的是
( )
A．细菌必须在有水的环境中才能繁殖
B．当人体缺水时，下丘脑会产生渴觉
C．生活在干燥米中的“米虫”，获得水分的主要来源是消化淀粉
D．在休眠的种子内自由水与结合水的比值较高，有利于提高种子的新陈代谢，以适应不利的环境条件
解析：任何生命都需要在有水的环境中才能生存繁殖，水是生命之源，所以细菌也不例外；当人体缺水时，细胞外液渗透压会升高，刺激下丘脑渗透压感受器产生兴奋，兴奋传入大脑皮层的渴觉神经中枢产生渴觉；生活在干燥米中的“米虫”，获得水分的主要来源是细胞代谢，不是消化淀粉；在休眠的种子内自由水与结合水的比值较低，细胞新陈代谢速率慢，以适应不利的环境条件。
答案：A
11．(原创)精选考题年精选考题运会期间，某运动员午餐吃了青椒炒肉和油饼，饭后吃了一个苹果和一个桔子，2小时后，在他的血液中不可能被发现的是 ( )
A．果糖和葡萄糖 B．纤维素
C．氨基酸和核苷酸 D．脂肪酸
解析：食物只有被消化为小分子物质才能被吸收，糖类被分解为葡萄糖和果糖等，脂肪被分解为甘油和脂肪酸，蛋白质被分解为氨基酸。而人类无法消化纤维素，所以纤维素不可能出现在人的血液中。
答案：B
12．(生活应用题)篮球运动员姚明的“佳得乐”运动饮料广告词：“解口渴，更解体渴，佳得乐”。其中的“解体渴”主要是指 ( )
A．佳得乐饮料中含有大量水，补充剧烈运动散失的水分
B．佳得乐饮料中含有葡萄糖，补充剧烈运动散失的能量
C．佳得乐饮料中含有大量水和少量无机盐，补充剧烈运动散失的水分和无机盐
D．佳得乐饮料中添加的葡萄糖和无机盐，能补充剧烈运动散失的能量和无机盐
解析：口渴主要是指剧烈运动时人体散失大量水分导致的，而体渴主要是指剧烈运动时体内无机盐散失和能源物质不足导致的，因此解体渴是指饮料中含有葡萄糖和无机盐，能补充剧烈运动散失的能量和无机盐。
答案：D
二、非选择题(共40分)
13．(8分)(精选考题·三亚模拟)含水量不同的玉米种子的呼吸速率(mg/100 g·h)
是不同的，如右图所示。
(1)玉米种子的呼吸速率与含水量的关系是___________________________________。
(2)为了使种子能安全贮存，种子的含水量应控制在______________________以下精选考题
)精选考题高的粮仓会出现发潮现象，原因是____________________________。
(4)根据你所学的知识就“如何降低种子的呼吸速率”这个问题提出两条具体措施。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)由图示可知随含水量的增加，呼吸速率增加。但仅局限于一定范围内。(2)因在0～12%范围内种子呼吸速率较低，便于种子安全贮存。(3)种子有氧呼吸过程中产生了水因而粮仓发潮。(4)综合以上分析降低种子内的水分，降低贮存温度均可降低种子的呼吸速率。
答案：(1)在一定范围内随着含水量的增加，呼吸速率增加
(2)12% (3)种子通过有氧呼吸产生了水 (4)将种子晒干，并贮藏于干燥地方；降低贮藏种子的温度
14．(16分)(精选考题·山东威海模块测试)A.水是生命之源，也是细胞内各种化学反应的介质，在细胞中有两种存在形式，即自由水和结合水。在植物细胞中自由水和结合水的比值的变化，是与生命活动相适应的。
(1)农民将新收获的种子放在场院晒，是为了除去部分________，然后再将其储存。这样做有两个目的，一是防止水分过多而霉变；二是精选考题子的________作用，从而减少有机物的消耗。说明________水多代谢旺盛。
(2)如果将晒过的种子再用火烤，失去的主要是________水。
(3)血液凝固时，________水变成________水，说明____________________________
______________精选考题__精选考题________________________________________________。
B．种子在适宜的条件下萌发成幼苗，下面是经过处理后得到的数据，请依据表中的数据回答问题：
处理方法
质量
种子
幼苗
湿重
直接称重
160
750
干重
70℃，72 h
138
118
灰分
550℃，16 h
2
2
(1)和种子相比幼苗湿重增加，增加的主要物质是_______________________________。
(2)和种子相比，幼苗干重减少，减少的物质是________。
(3)灰分代表的物质是________。
(4)种子和幼苗相比较，________的核酸较多。
(5)种子和幼苗相比较，________的脂肪较多。
解析：自由水越多，种子代谢越旺盛。储存种子，要降低自由水的含量，从而降低种子的呼吸作用。晒干的种子丢失了自由水，代谢降低，再烘干，丢失了结合水。结合水是细胞的结构成分，丢失结合水细胞会死亡。血液中含有较多的自由水，能流动，当自由水变为结合水时，血液不能再流动，发生凝固。幼苗比种子重得多，主要是幼苗吸水，细胞中含有大量自由水。而幼苗由于含水多，呼吸作用旺盛，消耗掉大量有机物，其干重减少。灰分主要是无机盐，二者相差不大。幼苗细胞中含核酸多，但由于呼吸作用消耗，脂肪含量少。
答案：A.(1)自由水 呼吸 自由 (2)结合 (3)自由 结合 自由水和结合水是可以相互转化的
B．(1)自由水(或水) (2)有机物 (3)无机盐 (4)幼苗
(5)种子
15．(16分)(精选考题·北京西城区模拟)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适应能力，曾被称为“保滩护堤、促淤造陆的最佳植物”。来自美国东海岸的互花米草在引入我国后，出现生长蔓延、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，采取整株植株并测定自由水与结合水含量，计算自由水与结精选考题值。实验结果如下表所示：
水淹时间h/d
自由水/结合水的比值
0
1.5
3
0.75
6
1.25
12
1.1
24
1.0
分析实验过程及实验结果，回答以下问题：
(1)在该实验中，________是自变量。请结合表格数据在图中绘出折线图。
(2)为了能最大程度地模拟互花米草精选考题态环精选考题行水淹处理时，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。
(4)在实验结束时水淹时间为24 h/d的实验组互花米草长势最差，甚至死亡，导致该现象发生的主要原因是______________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：实验探究的是互花米草体内自由水与结合水的比值和潮汐水淹时间的关系，自变量是水淹时间，因变量是自由水与结合水的比值。若自由水与结合水的比值越大，新陈代谢越旺盛，抗逆性越弱，反之，抗逆性越强；若长期水淹，互花米草进行无氧呼吸，造成供能不足、酒精中毒，所以水淹时间为24 h/d的实验组互花米草长势最差，甚至死亡。为排除无关变量的干扰，为模拟互花米草水淹的生态环境，采用的水样应来源于互花米草生活地的海水。结合表中数据绘制折线时，采用在坐标图中标点连线的方法完成。
答案：(1)水淹时间 下图
(2)海 互花米草采样地点 (3)3 (4)长期水淹互花米草，无氧呼吸造成供能不 足、酒精中毒
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用心 爱心 专心
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