高中生物人教版 (新课标)必修1《分子与细胞》第5节 细胞中的无机物随堂练习题

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目标导航 1.说出水在生物体存在的形态和功能。2.说出无机盐在生物体内的分布、功能以及在不同生物体内分布的情况。3.了解化合物和元素与生命系统的关系。
一、细胞中的水
1．水的含量
(1)水在细胞的各种化学成分中含量最多。
(2)生物种类不同，含水量________。
(3)生物体在不同的生长发育期，含水量________。
2．水的存在形式与功能
二、细胞中的无机盐
1．存在形式
细胞中大多数无机盐以________的形式存在。
2．功能
(1)维持细胞和生物体的____________，如哺乳动物的血液中若钙离子含量太低，会出现________等症状。
(2)维持细胞的____________。
三、构成细胞的物质基础
1．化学元素
____________等化学元素在细胞内含量丰富，是构成细胞中主要化合物的基础。
2．化合物
(1)以________为骨架的糖类、脂质、蛋白质、核酸等有机化合物构成________生命大厦的基本框架。
(2)________和________是提供生命活动能源的主要物质。
(3)水和__________与其他物质一道，共同承担起构建细胞、参与细胞生命活动等重要功能。
知识点一 细胞中的水
1．幼小植物体内自由水与结合水的比值不断增大时，植物体内新陈代谢活跃，生长迅速；自由水与结合水的比值不断减小时，植物体内新陈代谢减弱，生长缓慢。下面解释正确的是
( )
①结合水是植物细胞结构的一部分，不参与代谢反应 ②结合水参与某些代谢反应 ③自由水是各种代谢活动的介质 ④自由水参与某些代谢反应
A．①②B．②③C．①③④D．①④
2．刚刚收获的小麦种子经曝晒，失去了大量的水分，这些水属于________，再将晒干的种子放在试管内用酒精灯加热，试管壁上将出现小水珠，这些水属于________。经曝晒的种子易储存，是因为________减少后，细胞内生命活动的重要__________受到抑制的结果。
知识点二 细胞中的无机盐
3．医生给病人输液，常把药剂溶解于生理盐水(0.9%的NaCl溶液)中，而不是溶解于蒸馏水中。这是因为 ( )
A．无机盐在生物体内的生命活动中是不可缺少的
B．蒸馏水不含营养物质
C．蒸馏水可增大细胞中自由水比例，使细胞代谢加快，加剧病情
D．生理盐水能维持人体内环境渗透压的稳定，防止细胞过度吸水
4．下列关于无机盐的叙述，错误的是 ( )
A．缺铁性贫血是因为体内缺少铁，血红蛋白不能合成
B．Mg2＋是叶绿素的组成成分之一，缺少Mg2＋影响光合作用
C．细胞中的无机盐大多数以化合物的形式存在，如碳酸钙构成骨骼、牙齿
D．碘是合成甲状腺激素的原料，所以常在食盐中加碘
知识点三 生命系统的物质基础
5．下列有关细胞中元素和化合物的叙述，正确的是 ( )
A．细胞中所有的有机化合物中必定含有C、H、O、N四种基本元素
B．蛋白质和核酸是重要的能源物质，为生命活动供能
C．晒干的种子因缺少自由水而不能萌发
D．调节生命活动的激素均为蛋白质
6．为验证“镁是植物生活的必需元素”，三位同学进行了实验设计，下列是实验的基本思路。请分别指出三个实验思路能否达到实验目的，为什么？再写出你的设计思路。
(1)实验一：取生长状况一致的大豆幼苗，用符合实验要求的容器培养。对照组容器内只盛有蒸馏水，实验组盛有蒸馏水配置的镁盐溶液。两组置于相同的适宜条件下培养，并对溶液通气，观察比较两组植物的生长发育情况。
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(2)实验二：取生长状况一致的大豆幼苗，栽培在盛有沙性土壤的容器中(沙性土壤肥力均匀，容器符合实验要求)，对照组浇以蒸馏水配制的镁盐溶液。两组置于相同的适宜条件下培养，观察比较两组植物的生长发育情况。
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(3)实验三：取生长状况一致的大豆幼苗，栽培在盛有沙性土壤的容器中(沙性土壤肥力均匀，容器符合实验要求)，对照组浇以含有植物必需的各种元素的完全营养液，实验组浇以不含镁离子的营养液，两组置于相同的适应条件下培养，观察比较两组植物的生长发育情况。
________________________________________________________________________
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(4)下面由你进行实验设计，请写出你的设计思路。
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基础落实
1．下面关于细胞中含水量的叙述，不正确的是 ( )
A．是人体细胞中含量最多的化合物
B．新陈代谢旺盛的植物细胞含水量高
C．越冬植物同其他植物相比，细胞内自由水的含量较高
D．老年人细胞中的含水量比婴儿少
2．下列植物细胞中结合水的相对含量最大的是 ( )
A．休眠的蚕豆子叶细胞B．玉米的胚乳细胞
C．洋葱根尖分生区细胞D．成熟柑橘的果肉细胞
3．米虫能够在干燥的大米中生活是因为 ( )
A．米虫的生活不需要水
B．米虫可以利用空气中的水
C．米虫可以利用氧化有机物产生的水
D．米虫不向外排水，自身细胞液即可满足需要
4．某乳酸亚铁口服液可以有效地治疗人类缺铁性贫血症，这是因为其中的Fe2＋进入人体后能 ( )
A．维持细胞内酸碱平衡
B．维持细胞正常的渗透压
C．构成红细胞中的血红蛋白
D．促进产生更多的红细胞
5．已知Mn2＋是许多酶的活化剂，例如，Mn2＋能激活硝酸还原酶，缺Mn2＋的植物无法利用硝酸盐。这说明无机盐离子 ( )
A．对维持细胞的形态和功能有重要作用
B．对维持细胞的生命活动有重要作用
C．对维持细胞的酸碱平衡有重要作用
D．对调节细胞的渗透压有重要作用
6．卷柏干枯后，如得到充足的水仍能成活，其原因是 ( )
A．失去的水为自由水
B．虽失去结合水，但有特殊酶
C．此生物有特殊的结构
D ．以上都不正确
7．某人经常抽搐，医生建议他补充某种化学物质(矿物质)，但他补充了该物质后，病情并没有缓解，你认为可能的原因是 ( )
A．缺乏维生素AB．缺乏维生素D
C．缺乏维生素BD．缺乏胆固醇
能力提升
8．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．①②B．②③C．②④D．③④
9．英国医生塞达尼·任格在对离体蛙心进行实验的过程中发现，用不含钙的生理盐水灌注蛙心，蛙心收缩不能维持，用含有少量钙和钾的钠盐溶液灌注时，蛙心可持续跳动数小时。实验说明钙盐 ( )
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
10．下列关于无机盐在生物体内所起作用的叙述，错误的是 ( )
A．合成DNA、RNA、脂肪等物质时，都需要磷酸盐作原料
B．根瘤菌的固氮酶中含有钼、铁，说明某些金属元素可以成为一些复杂化合物的构成元素
C．观察人的口腔上皮细胞时要用浓度为0.9%的生理盐水，这说明无机盐在维持细胞的形态和功能中有重要作用
D．人缺碘会患大脖子病，是因为碘是合成甲状腺激素的重要原料
11．某植物培养液中含有甲、乙、丙3种离子，它们对植物的生长都有影响。下表列出的5种培养液中，甲、乙、丙3种离子的浓度(单位：mml/L)不同。为了研究丙离子的浓度大小对植物生长的影响，进行实验时可以选用的两种培养液是 ( )
A.①⑤B．②③C．②④ D．③⑤
12．下列有关构成细胞的化合物的种类和鉴别方法的叙述中，正确的一项是 ( )
A．细胞中的糖分为单糖、二糖和多糖，可以用斐林试剂鉴别
B．细胞中的脂质具有多种功能，如储存能量；脂质能被苏丹Ⅲ染成橘黄色
C．细胞内蛋白质种类众多，但都能与双缩脲试剂发生紫色颜色反应
D．细胞的遗传物质是DNA或RNA，用甲基绿—吡罗红可以鉴定其存在和分布
13．人的红细胞必须生活在含有氯化钠的0.9%的血浆中，若将红细胞置于浓盐水中，红细胞则会失水皱缩，从而丧失输送氧气的功能。这些事实说明 ( )
A．无机盐对维持生物体的新陈代谢有重要作用
B．无机盐对维持细胞的形态和功能有重要作用
C．无机盐离子容易进出细胞
D．水分子容易进出细胞
综合拓展
14．探究镍为植物生活所必需的无机盐。
材料用具：完全营养液甲、缺镍的营养液乙、适当的容器和固定材料、长势相似的玉米幼苗、含镍的无机盐。
(1)方法步骤
①将长势相似的玉米幼苗分成数量相同的两组；
②________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)实验预期：甲营养液中玉米幼苗正常生长，_______________________________
________________________________________________________________________。
(3)为进一步验证镍一定是必需的无机盐，还应增加的实验步骤是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
结论是_________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 知识清单
一、1.(2)不同 (3)不同 2.游离 细胞内的其他物质 溶剂 生物化学反应 营养物质
二、1.离子 2.(1)生命活动 抽搐 (2)酸碱平衡
三、1.C、H、O、N 2.(1)碳链 细胞 (2)糖类 脂肪 (3)无机盐
对点训练
1．C [本题考查自由水的生理作用。自由水是良好的溶剂，营养物质和代谢废物通过自由水运输，自由水又参与一些代谢过程，因此自由水与结合水的比值增大时，代谢加快。]
思路导引 解题时首先要区分涉及的是细胞内水的生理作用还是仅是自由水的生理作用。水的生理作用既包括自由水的作用又包括结合水的作用。结合水的作用是维持生物体内大分子物质的空间结构，是细胞内的结构成分，而自由水的生理功能较多。
知识链接 自由水与结合水的比值与新陈代谢的关系
(1)结合水的含量高低与植物的抗逆性呈正相关。在干种子、越冬的植物、干旱地区植物的细胞中，结合水含量高，从而使植物的抗旱性、抗寒性增加，以适应不良的环境条件。
(2)生物体的代谢水平与自由水和结合水的比值有关。一般情况下，当自由水和结合水的比值增大时，生物体的新陈代谢活跃，生长迅速；当自由水和结合水的比值减小时，生物体的新陈代谢减弱，生长缓慢。
2．自由水 结合水 自由水 化学反应
解析 自由水可以流动，易蒸发，所以在曝晒中易散失；而结合水一般情况下不易散失，但在用酒精灯加热时，这些水分子就被迫与其结合的物质分离而散失出去。自由水的功能之一是细胞生命活动的重要化学反应的场所。所以当自由水散失后，其化学反应受到了抑制，特别是细胞呼吸受到了抑制，所以种子就不容易发热、发霉、变质。
方法点拨 (1)鲜种子放在阳光下曝晒，重量减轻自由水散失。
(2)干种子用水浸泡后仍能萌发失去自由水的种子仍保持其生理活性。
(3)干种子不浸泡则不萌发自由水越多，代谢越旺盛。
(4)干种子放在试管中，用酒精灯加热，则试管壁上有水珠结合水散失。
(5)失去结合水的种子浸泡后不萌发失去结合水的细胞失去生理活性。
3．D [人体细胞外液渗透压为0.9%，因此将药剂溶解于生理盐水中注射能维持细胞的正常形态和功能。若溶于蒸馏水中注射，会使细胞过度吸水而涨破。]
思路导引 无机盐能够维持细胞渗透压平衡，维持细胞正常形态和正常的生理功能。
4．C [细胞中的无机盐大多以离子形式存在，如Na＋，K＋等，有些无机盐是以化合物的形式存在，如碳酸钙。]
知识链接 常见无机盐在细胞中的作用
N：是构成蛋白质、核酸等物质的主要元素，能促进植物的细胞分裂。植物缺氮时叶片发黄。
P：是构成核酸、磷脂、ATP、NADP＋或NADPH等物质的重要元素。缺磷时叶片暗绿，并出现紫色。
K：提高神经系统兴奋性，维持细胞内液渗透压。人体缺钾，反应迟钝，心律失常。
Ca：是牙齿、骨骼的组成元素。人体缺钙，儿童患佝偻病，成年人患骨质疏松症。
S：构成甲硫氨酸和半胱氨酸等含硫蛋白质的重要元素。
Mg：是叶绿素的主要成分。缺镁，植物的叶片发黄。
Fe：是血红蛋白的主要成分。人体缺铁会患缺铁性贫血症。
B：促进花粉的萌发和花粉管的伸长，有利于受精作用顺利进行。缺硼，花药和花丝萎缩，花粉发育不良。
I：甲状腺激素的合成原料。成年人缺碘时，患地方性甲状腺肿。
Na：维持细胞外液渗透压。缺钠，细胞外液渗透压下降，心率加快，严重时昏迷。
5．C [细胞中的糖类和脂肪只含C、H、O，不含N。蛋白质是生命活动的主要承担者，核酸是遗传信息的携带者，糖类和脂肪才是细胞内的重要能源物质。自由水含量与代谢密切相关，晒干的种子只有吸收了大量水后，自由水含量增加，代谢加快，才会萌发。调节生命活动的激素有的是蛋白质，有的不是，如性激素属于脂质。]
知识链接 细胞中的各种元素和化合物构成生命系统的物质基础
(1)元素基础：C、H、O、N等化学元素是构成细胞中主要化合物的基础。
(2)化合物基础：以碳链为骨架的糖类、脂质、蛋白质、核酸等有机化合物，构成细胞生命大厦的基本框架。
(3)能源基础：糖类和脂肪是生命活动的重要能源。
(4)构建调节基础：水和无机盐与其他物质共同构建细胞并参与细胞生命活动的调节。
6．(1)不能。因为蒸馏水和镁盐溶液均缺乏植物必需的矿质元素而使两组植物生长均不正常
(2)不能。因为两组容器内的沙性土壤中都可能含有镁离子
(3)不能。因为两组容器内的沙性土壤中都可能含有镁离子
(4)取生长状况一致的大豆幼苗，用符合实验要求的容器，对照组盛有含植物必需各种矿质元素的完全营养液，实验组盛有不含镁离子的营养液，两组置于相同的适宜条件下培养，并对溶液通气，观察比较两组植物的生长发育情况
解析 植物是否需要某种矿质元素可以通过“溶液培养法”进行测定，具体地说，就是在人工配制的营养液中除去或加入某一种矿质元素，然后观察植物在营养液中生长发育的状况。如果除去某一矿质元素后，植物的生长发育仍然正常，就说明这种矿质元素不是植物必需的矿质元素，如果除去某一种元素后，植物的生长发育不正常了，而补充这种元素后，植物的生长发育又恢复正常状态，就说明这种矿质元素是植物必需的矿质元素。我们可以设置两组实验，一组用完全培养液，一组用只缺少镁的培养液培养植物，观察比较两组植物的生长发育情况，即可断定镁是否为必需矿质元素。对溶液进行通气的目的是增加水中氧气的含量，促进根细胞的呼吸作用，有利于根对矿质元素离子的吸收。在题目给出的3个实验设计中，(1)组实验因为蒸馏水和镁盐溶液均缺乏植物必需的矿质元素，所以两组植物生长均不正常；(2)和(3)因为两组容器内的沙性土壤中都可能含有镁离子，实验设计都存在缺陷。
实验链接 实验纠错应该把握的几个环节
(1)分析实验步骤的设计是否遵循实验原理，没有遵循实验原理设计的实验步骤肯定是错误的。
(2)实验步骤的设计是否遵循对照原则、等量原则、单一变量原则等等。违背了这些原则设计的实验步骤肯定是错误的。
(3)对实验结果的预测应该是自由变量引起的结果，如果是无关变量引起的结果，实验预测肯定是错误的。
(4)实验结论的预测应该根据自变量引起的结果比较分析，得出相应的结论。
课后作业
1．C [如果越冬植物细胞内自由水的含量较高，则容易结冰而冻伤。]
2．A [休眠的蚕豆子叶细胞生命活动弱，结合水的含量相对高，自由水的含量相对低。]
3．C [运用逐项分析排除法。生物的生活离不开水，可以排除A项；一般生物的体表或多或少要散失水分，排除D项；有机物分解的最终产物一般有二氧化碳和水，这种水叫代谢水，米虫的生活很大程度上依赖代谢水，可以少产生尿素从而减少排尿素所需的水分。]
4．C [铁是构成血红蛋白的成分，所以缺铁会导致缺铁性贫血。]
5．B [维持生物体的生命活动是无机盐的功能之一。植物利用硝酸盐是一种生命活动。]
6．A [植物细胞主要通过渗透作用失水或吸水，而这些水是自由水。如果外界溶液浓度过高，失去结合水，细胞则会因结构破坏而死亡，即使再补足水分也不能复活。卷柏属于蕨类植物，适应能力强，干枯时失去大量的自由水。]
7．B [人体缺钙的原因可能有二：当人体缺乏维生素D时，会导致缺钙，因维生素D能促进人体对钙的吸收；当人的食物中缺乏钙时，也会直接导致人体缺钙。本题由题干可知，此人最可能是缺乏维生素D。]
8．C [本题考查水的生理作用。水在人体内不能分解释放能量；水的主要生理作用是生物化学反应的媒介物，可运输营养物质和代谢废物。]
9．B [A、B、C三项都是无机盐的功能，但从题意可看出钙盐有维持心脏持续跳动的功能，而心脏持续跳动显然是生物体的生命活动。]
10．A [脂肪仅由C、H、O三种元素组成，不含有P，因此合成脂肪不需要磷酸盐作原料。]
11．C [根据单因子变量原则，研究丙离子的浓度大小对植物生长的影响，要保持甲、乙离子的浓度相同。]
12．C [蔗糖和多糖不是还原糖；脂质中的脂肪能储能，也能被苏丹Ⅲ染成橘黄色；细胞的遗传物质是DNA，而不是RNA。]
13．B [由题干可知，0.9%的NaCl溶液利于维持细胞的形态；当红细胞大量失水后，丧失输氧功能，说明该无机盐还维持红细胞的功能。]
14．(1)②将一组玉米幼苗放在缺镍的营养液乙中培养，另一组玉米幼苗放在等量的完全营养液甲中培养 ③将两组幼苗放在相同的适宜环境中培养数天，观察实验结果 (2)若乙营养液中玉米幼苗也正常生长，则镍不是植物必需无机盐；若乙营养液中玉米幼苗不能正常生长(或表现出缺素症)，则镍可能是必需无机盐 (3)在缺镍的完全营养液乙中加入一定量的含镍的无机盐，一段时间后，原来异常的玉米幼苗恢复正常生长(或病症消失) 镍是植物生活必需的无机盐
解析 运用对照性原则，将玉米幼苗随机分成两组，分别放在不同的培养液中培养，观察实验结果，对结果进行分析，从而得出结论。要验证镍为植物生活所必需的无机盐，必须理解“必需元素”的概念，会用“溶液培养法”。植物缺少该无机盐表现异常，但添加后又能恢复正常的就是植物所必需的元素。溶液培养法又称水培法，就是在人工配制的营养液(或蒸馏水)中加入或减少某种无机盐来观察植物的生长情况，从而判断植物生长所必需的元素的一种方法。
实验链接 溶液培养法
又称水培法，就是在人工配制的营养液中加入或减少某种无机盐来观察植物的生长情况，从而判断植物生长所必需无机盐的一种方法。若缺少某无机盐后，对植物生长无影响，说明该无机盐并非植物所必需的；若缺少某种无机盐后，影响植物的正常生长，而且当再次添加该无机盐后，植物又能恢复正常生长，则说明该无机盐是植物所必需的。
存在
形式
自由水
结合水
定义
细胞中绝大部分的水以__________的形式存在，可以自由流动
与____________________相结合的水
含量
约占细胞内全部水分的95.5%
约占细胞内全部水分的4.5%
功能
①细胞内的良好________
②参与许多______________
③为细胞提供液体环境
④运送____________和代谢废物
是细胞结构的重要组成成分
培养液编号
①
②
③
④
⑤
甲离子
20
30
50
30
40
乙离子
55
45
60
45
55
丙离子
10
15
20
25
25
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
答案