水和无机盐是构成细胞的重要无机物(解析版)(浙科版2019必修1).docx

1.1 水和无机盐是构成细胞的重要无机物

1．下列有关组成生物体细胞的化学元素的叙述，正确的是（    ）
A．占细胞鲜重和干重百分比最高的元素分别是C和O
B．组成细胞的化学元素依据重要性分为大量元素和微量元素
C．在不同生物体内，各种化学元素的含量相同
D．组成生物体细胞的化学元素，在无机自然界中都能找到
【答案】D
【分析】组成生物体的化学元素根据含量可以分为大量元素和微量元素，大量元素包括氧、碳、氢、氮、钙、磷、钾、硫、镁等。其中C为最基本元素，C、H、O、N为基本元素。微量元素包括：Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu；组成生物体的化学元素，在自然界中都可以找到，没有一种是生物界所特有的。这个事实说明生物界与非生物界具有统一性；组成生物体的化学元素，在生物体内和在无机自然界中的含量相差很大。这个事实说明生物界与非生物界具有差异性。
【详解】A、占细胞鲜重和干重百分比最高的元素分别是O和C，A错误；
B、组成生物体的化学元素根据含量可以分为大量元素和微量元素，不是根据重要性进行区分，B错误；
C、在不同的生物体内，组成它们的化学元素种类大体相同，含量不同，C错误；
D、构成细胞的各种化学元素在无机自然界中都能找到，没有一种元素是生物特有的，这说明生物界和非生物界具有统一性，D正确。
故选D。
2．下列有关细胞中元素与化合物的叙述，错误的是（    ）
A．细胞失去水分后，碳元素所占的比例最大
B．细胞中的元素在无机自然界中都可以找到
C．人体内缺乏大量元素Fe会导致贫血
D．新鲜叶肉细胞中含量最多的化合物是水
【答案】C
【分析】组成生物体的化学元素根据其含量不同分为大量元素和微量元素两大类：（1）大量元素是指含量占生物总重量万分之一以上的元素，包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等，其中C、H、O、N为基本元素，C为最基本元素。（2）微量元素是指含量占生物总重量万分之一以下的元素，包括Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。
【详解】A、细胞失去水分后，细胞中含量最多的化合物是蛋白质，此时碳元素所占的比例最大，A正确；
B、组成细胞的化学元素在无机自然界中都存在，没有一种是细胞特有的，B正确；
C、Fe是构成人体内的微量元素，C错误；
D、活细胞中含量最多的化合物是水，D正确。
故选C。
3．北方的冬小麦在冬天来临之前，细胞内自由水与结合水含量的比值会发生变化。下列分析错误的是（    ）
A．淀粉、蛋白质等物质与水结合形成结合水
B．细胞内自由水的含量降低使该比值增大
C．降低了细胞液结冰造成质膜损害的可能性
D．细胞的代谢速率降低，营养物质消耗减少
【答案】B
【分析】细胞中的水包括结合水和自由水，结合水是细胞结构的重要组成成分；自由水：①良好的溶剂，②运送营养物质和代谢的废物，③参与许多化学反应，④为细胞提供液体环境，⑤维持细胞形态。
【详解】A、淀粉、蛋白质等物质与水结合形成结合水，结合水是细胞结构的重要组成成分，A正确；
B、冬天来临时，植物细胞中的自由水含量下降，结合水含量上升，因此自由水与结合水的比值会降低，B错误；
C、冬天来临，细胞内自由水含量下降，细胞液浓度上升，可以防止细胞液结冰造成质膜损害的可能性，C正确；
D、冬天来临时，植物细胞中的自由水含量下降，细胞的代谢速率降低，营养物质消耗减少，D正确。
故选B。
4．下列与元素和化合物相关的叙述，错误的是（    ）
A．细胞中不存在无机自然界没有的特殊元素
B．组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在
C．叶片缺Mg会失绿，是因为Mg是构成叶绿素的微量元素
D．人体缺Fe会贫血，是因为Fe是构成血红蛋白的微量元素
【答案】C
【分析】组成生物体的化学元素根据其含量不同分为大量元素和微量元素两大类：（1）大量元素是指含量占生物总重量万分之一以上的元素，包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等，其中C、H、O、N为基本元素，C为最基本元素，O是含量最多的元素。（2）微量元素是指含量占生物总重量万分之一以下的元素，包括Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。（3）细胞的鲜重中元素含量由多到少分别是O、C、H、N，干重中元素含量由多到少分别是C、O、N、H；组成细胞的化合物包括无机物和有机物，无机物包括水和无机盐，有机物包括蛋白质、脂质、糖类和核酸，鲜重含量最多的化合物是水，干重含量最多的有机物是蛋白质。
【详解】A、组成生物体的化学元素在无机自然界中都存在，没有一种是生物所特有的，A正确；
B、组成细胞的元素大多以化合物的形式存在，少数以离子形式存在，B正确；
C、Mg是大量元素，C错误；
D、Fe属于微量元素，Fe2+是血红蛋白的必要成分，人体缺铁会影响血红蛋白的合成进而造成缺铁性贫血，D正确。
故选C。
5．农谚“水是庄稼血，肥是庄稼粮”，说明水和无机盐在农业生产中的重要性。下列相关叙述错误的是（    ）
A．水分子之间存在氢键，从而使水具有较高比热容，温度相对不容易发生改变
B．春暖花开，植物体内结合水和自由水的比值增大，细胞代谢旺盛，生长迅速
C．镁是叶绿素的重要组成成分，缺镁会使叶绿素不能合成，从而导致叶片变黄
D．点燃一粒小麦种子，待其烧尽时见到的灰白色灰烬就是小麦种子里的无机盐
【答案】B
【分析】无机盐主要以离子的形式存在，其生理作用有：（1）细胞中某些复杂化合物的重要组成成分，如Mg2+是叶绿素的必要成分。（2）维持细胞的生命活动，如Ca2+可调节肌肉收缩和血液凝固，血钙过高会造成肌无力，血钙过低会引起抽搐。（3）维持细胞的酸碱平衡和细胞的形态。
【详解】A、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，A正确；
B、春暖花开，细胞代谢旺盛，生长迅速，此时植物体内结合水和自由水的比值降低，B错误；
C、镁是构成植物叶绿素的重要成分，植物缺镁会使叶绿素不能合成，从而导致叶片变黄，影响光合作用，最终甚至会导致植物死亡，C正确；
D、小麦种子燃烧掉的是有机物，剩下的是无机物，无机物主要指水和无机盐，水在燃烧过程中已经蒸发，只剩下无机盐，D正确。
故选B。
6．有一种贫血症，是因为人体缺少了构成血红素的微量元素（    ）
A．铁 B．氢 C．氮 D．铜
【答案】A
【分析】无机盐主要以离子的形式存在，其生理作用有：
（1）细胞中某些复杂化合物的重要组成成分，如Fe2+是血红蛋白的必要成分；Mg2+是叶绿素的必要成分。
（2）维持细胞的生命活动，如Ca2+可调节肌肉收缩和血液凝固，血钙过高会造成肌无力，血钙过低会引起抽搐。
（3）维持细胞的酸碱平衡和细胞的形态。
【详解】Fe是构成血红素的元素，有一种贫血症，是因为人体缺少了构成血红素的微量元素铁，A正确，BCD错误。
故选A。
7．水是生命之源，生命离不开水。水在生物体中的主要作用是（　　）
参与新陈代谢参与营养物质、代谢废物的运输良好的溶剂贮藏能量。
A．、、 B．、、
C．、、 D．、、
【答案】D
【分析】水在细胞内以自由水与结合水的形式存在：结合水是细胞的重要组成成分；自由水是细胞内良好的溶剂，许多化学反应必须溶解在水中才能进行，自由水是化学反应的介质，自由水还参与细胞内的化学反应，自由水的自由流动，对于运输营养物质和代谢废物具有重要作用。自由水与结合水的比值越高，细胞新陈代谢越旺盛。
【详解】①自由水是细胞内许多化学反应的生成物或反应物，参与细胞新陈代谢，①正确；
②自由水能自由移动，对于营养物质、代谢废物的运输具有重要作用，②正确；
③自由水是细胞内良好的溶剂，许多化学反应都必须在以水为基质的液体环境中进行，③正确；
④水分不能储存能量，④错误。
综上所述，正确的为①②③，ABC错误，D正确。
故选D。
8．下列与细胞内无机物相关的叙述，错误的是（    ）
A．水分子是极性分子，所以水是良好的溶剂
B．贮藏中的种子不含水分，以保持休眠状态
C．小麦种子烧尽后留下的灰白色灰烬是无机盐
D．无机盐对维持细胞的酸碱平衡有着重要作用
【答案】B
【分析】无机盐主要以离子的形式存在，其生理作用有：（1）细胞中某些复杂化合物的重要组成成分，如Fe2+是血红蛋白的主要成分，Mg2+是叶绿素的必要成分。（2）维持细胞的生命活动，如钙离子可调节肌肉收缩和血液凝固，血钙过高会造成肌无力，血钙过低会引起抽搐。（3）维持细胞的酸碱平衡和细胞的形态。
【详解】A、每个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成，氢原子以共用电子对与氧原子结合，由于氧具有比氢更强的吸引共用电子对的能力，使氧的一端稍带负电荷，氢的一端稍带正电荷，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，因此水是细胞内良好的溶剂，A正确；
B、贮藏中的种子含水分，只是结合水所占比例较高，代谢较慢，以保持休眠状态，B错误；
C、小麦种子充分燃烧后的灰烬的主要成分是小麦种子中的无机盐，因为种子中的有机物一般都有可燃性，剩下不可燃的物质是无机盐，C正确；
D、无机盐离子可以维持细胞的酸碱平衡，如碳酸氢根离子、磷酸氢根离子，D正确。
故选B。
9．在探索外星球是否存在生命的过程中，科学家始终把寻找水作为最关键的环节。下列关于细胞中水的说法错误的是（    ）
A．水是细胞中含量最多的化合物
B．细胞内的水分参与营养物质和代谢废物的运输
C．细胞中的水分为自由水和结合水，二者比例相差不大
D．细胞内自由水和结合水可相互转化，以适应环境变化
【答案】C
【分析】1.自由水：细胞中绝大部分以自由水形式存在的，可以自由流动的水。其主要功能：
（1）细胞内的良好溶剂；
（2）细胞内的生化反应需要水的参与；
（3）多细胞生物体的绝大部分细胞必须浸润在以水为基础的液体环境中；
（4）运送营养物质和新陈代谢中产生的废物。
2.结合水：细胞内的一部分与其他物质相结合的水，它是组成细胞结构的重要成分；
3.代谢旺盛的细胞中，自由水所占比例增加．若细胞中结合水所占比例增大，有利于抵抗不良环境（高温、干旱、寒冷等。）
【详解】A、水是细胞中含量最多的化合物，占70%-90%，A正确；
B、细胞内的水主要以自由水的形式存在，其中自由水可参与营养物质和代谢废物的运输，B正确；
C、细胞中的水分为自由水和结合水，其中自由水是主要的存在形式，而结合水是细胞的构成成分，大约占细胞中全部水分的4.5%，C错误；
D、细胞内自由水和结合水可相互转化，以适应环境变化，自由水含量上升有利于细胞代谢，而结合水含量上升有利于细胞度过不良环境，D正确。
故选C。
10．《齐民要术》中指出“谷田必须岁易”，农谚有云“谷连谷，坐着哭”，均指在同一块土地上连续多年只种谷子，其产量会逐年下降。下列相关叙述错误的是（　　）
A．谷子在生长期间从环境中吸收的C、H、O、N较多
B．“谷连谷，坐着哭”可能与土壤缺乏某些矿质元素有关
C．根细胞吸收的无机盐主要以离子的形式存在细胞中
D．不同的农作物对矿质元素的需求量相同
【答案】D
【分析】1、细胞中含量最多的四种元素为C、H、O、N，主要元素是C、H、O、N、P、S。不同作物细胞内元素种类大体相同，体现生物界的统一性，但元素含量相差较大，体现生物界的差异性。
2、细胞内含量最多的化合物是水，存在形式有自由水和结合水，自由水与细胞代谢强度有关，结合水与抗逆性有关。
【详解】A、C、H、O、N是细胞中含量最多的元素，因此谷子在生长期间从环境中吸收的C、H、O、N较多，A正确；
B、“谷连谷，坐着哭”，均指在同一块土地上连续多年只种谷子，可能造成土壤中缺乏某种元素，导致其产量会逐年下降，B正确；
C、无机盐主要以离子的形式存在细胞中，C正确；
D、不同的农作物细胞内元素的含量相差较大，因此对土壤矿质元素的需求是有差异的，D错误。
故选D。
11．下列关于无机盐的叙述，错误的是（    ）
A．铁是合成血红蛋白不可缺少的成分
B．植物体缺Mg2+会影响光合作用
C．植物体缺P常表现为生长发育不正常
D．细胞中的无机盐大多数以化合物的形式存在
【答案】D
【分析】无机盐主要以离子的形式存在，有些无机盐还是某些大分子化合物的组成成分，许多无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用，有些无机盐对于维持酸碱平衡和渗透压具有重要作用。
【详解】A、铁是血红蛋白的组成成分，因此缺铁会导致缺铁性贫血，A正确；
B、镁是叶绿素的组成成分，缺镁会影响叶绿素的合成进而影响光合作用，B正确；
C、P参与组成细胞的各种结构，如磷脂是构成细胞中所有膜的主要成分，P参与组成光合作用中ATP和NADPH的合成，因此，植物体缺P常表现为生长发育不正常，C正确；
D、细胞中的无机盐主要以离子的形式存在，D错误。
故选D。
12．下列关于水和无机盐的相关叙述中，正确的是（    ）
A．自由水所占比例越大，细胞抵抗不良环境的能力就越强
B．作物秸秆充分晒干，体内剩余的物质主要是无机盐
C．急性肠炎病人脱水时，输入葡萄糖盐水是常见的治疗方法
D．哺乳动物血液中钙离子的含量过高，会出现抽搐等症状
【答案】C
【分析】细胞内的无机物包括水和无机盐；水的存在形式是自由水和结合水，主要是自由水，自由水是良好的溶剂，是许多化学反应的介质，自由水对于营养物质和代谢废物的运输具有重要作用，结合水是细胞结构的重要组成成分。
【详解】A、自由水所占比例越大，细胞代谢越强，细胞抵抗不良环境的能力越弱，A错误;
B、晒干的过程中，种子只是失去了自由水，剩余的物质中有结合水、有机物、无机盐等，B错误;
C、患急性肠炎的病人会丢失大量的消化液，包括水分和无机盐，所以脱水时需要及时补充水分，同时也需要补充体内丢失的无机盐，输入葡萄糖盐水是常见的治疗方法，C正确；
D、哺乳动物的血液中钙离子过低，动物会出现抽搐等症状，D错误。
故选C。
13．下表中各元素的数据代表该元素占原子总量的百分比。请据表回答问题。
岩石圈成分%
氧
硅
铝
铁
钙
钠
钾
镁
钛
氢
碳
所有其他成分<0.1
47
28
7.9
4.5
3.5
25
2.5
2.2
0.46
0.22
0.19
人体成分%
氢
氧
碳
氮
钙
磷
氯
锌
硫
钠
镁
所有其他成分<0.1
63
25.5
9.5
1.4
0.31
0.22
0.03
0.06
0.05
0.03
0.01
(1)生物从非生物环境中获得的那些元素与环境中的这些元素的比例相差甚远。如岩石圈中，氢、碳、氮加在一起占总原子数不到1%，而在生物体中占总原子数的74%左右。这个事实说明_________。
(2)从此表看，人体成分中没有铁的含量，是否人体不含铁？ ________（举一化合物为例）。
(3)所列举的人体成分中，构成人体细胞的大量元素有：_________，微量元素有________，细胞干重中最多元素是：_____________；细胞鲜重中的主要元素是：____________。
【答案】(1)生物界和非生物界具有差异性
(2)不是，因为含量<0.1%，如血红蛋白中就含铁
(3) C、H、O、N、P、S、Ca、Mg Zn、Cl C/碳 C、H、O、N、P、S
【分析】组成生物体的化学元素根据其含量不同分为大量元素和微量元素两大类：(1)大量元素是指含量占生物总重量万分之一以上的元素，包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg，其中C、H、O、N为基本元素，C为最基本元素；(2)微量元素是指含量占生物总重量万分之一以下的元素，包括Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。
【详解】（1）生物从非生物环境中获得的那些元素与环境中的这些元素的比例相差甚远，这个事实说明生物界与非生物界具有差异性。
（2）人体含铁，铁离子是构成血红蛋白分子的重要元素，只是铁是微量元素，因为含量<0.1%，生物体中含量少，所以表中没有出现铁。
（3）量元素是指含量占生物总重量万分之一以上的元素，所列举的人体成分中，构成人体细胞的大量元素有C、H、O、N、P、S、Ca、Mg；微量元素是指含量占生物总重量万分之一以下的元素，所列举的人体成分中，微量元素有Zn、Cl；细胞干重中最多元素是C；细胞鲜重中的主要元素是C、H、O、N、P、S。

14．水是生命之源，请回答下列问题：
(1)农民将新收获的种子放在阳光下晒干，重量减轻，这个过程损失的主要是__________，这样的种子在条件适宜时，仍能萌发成幼苗。如果将晒过的种子再用火烘烤，仍会有水份散失，这些水主要是______________，这样的种子将不能萌发。
(2)代谢旺盛的细胞内____________的含量相对高些，越冬作物减少灌溉，降低___________的含量，提高对低温的抗性。
(3)细胞含水量为：结合水/自由水＝1/8，在水分总量不变的情况下，适当降低温度，结合水/自由水将 ____________。
【答案】(1) 自由水 结合水
(2) 自由水 自由水
(3)增大
【分析】细胞中的水存在形式有自由水和结合水两种。自由水含量越高，细胞新陈代谢越旺盛，结合水含量越高，细胞的抗逆性越强。
【详解】（1）农民将新收获的种子放在阳光下晒干，自由水蒸发，使重量减轻，故该过程中损失的主要是自由水。如果将晒过的种子再用火烘烤，失去的水主要是结合水，结合水与某些化合物结合形成细胞结构，若结合水失去，细胞结构被破坏，这样的种子将不能萌发。
（2）自由水含量越高，细胞新陈代谢越旺盛，结合水含量越高，细胞的抗逆性越强，越冬作物减少灌溉，降低自由水的的含量，提高对低温的抗性。
（3）结合水和自由水可以相互转化，结合水在低温下能转化为自由水，故适当降低温度，结合水/自由水将增大。
15．按要求回答下列问题：
(1)水在生命活动中具有极其重要的作用，水分子可以作为良好的溶剂是因为___________________________,水分子具有调节温度的作用是因为_________________。
(2)细胞中无机盐多以_______的形式存在。无机盐在细胞中含量很少，但是对细胞有非常重要的作用，一些无机盐是细胞内复杂化合物的成分，如Fe是组成______的重要成分;哺乳动物的血液中_______的含量太低会出现抽搐等症状，许多种无机盐对于维持_______________________________________________有非常重要的作用。
(3)生物界和非生物界具有统一性是因为__________________________________________________________。
【答案】(1) 水分子具有极性 水分子之间存在氢键
(2) 离子 血红蛋白 钙 细胞的形态、酸碱度、渗透压
(3) 构成细胞的各种化学元素在无机自然界中都能找到

【分析】1、自由水的作用： ①细胞内良好的溶剂；②参与生化反应；③为细胞提供液体环境；④运送营养物质和代谢废物
2、 无机盐的功能：①细胞中某些复杂化合物的重要组成成分；②维持细胞的生命活动；③维持细胞的形态、酸碱度、渗透压。
3、 构成细胞的各种化学元素在无机自然界中都能找到
【详解】（1）水分子具有极性，凡是有极性分子或离子都容易溶于水；水分子之间的氢键使水具有调节温度变化的作用。
（2） 细胞中大多数无机盐以离子形式存在，少数以化合物形式存在；无机盐的功能：细胞中某些复杂化合物的重要组成成分，如：Fe2+是血红蛋白的主要成分；Mg2+是叶绿素的必要成分；维持细胞的生命活动，如血液钙含量低会抽搐；许多种无机盐对于维持细胞的形态、酸碱度、渗透压。
(4) 构成细胞的各种化学元素在无机自然界中都能找到