高中生物第2节 细胞中的无机物复习练习题

第2节　细胞中的无机物

知识点一　细胞中的水

1．2020年“世界水日”的主题是“Water and climate change”。下列关于水的叙述，不正确的是(　　)

A．生物种类不同，生物体的含水量不同

B．水在细胞中的两种存在形式是不能相互转化的

C．生化反应必须在水中进行，所以任何生命体都离不开水

D．同一个体在不同的生长发育期，体内含水量不同

答案　B

2．下列关于水在生物体内的主要作用的叙述中，错误的是(　　)

A．水是细胞内化学反应的介质

B．水是某些复杂化合物的组成成分

C．水使细胞内温度的变化比较缓和

D．水是生物体内物质运输的主要介质

答案　B

解析　结合水是细胞结构的重要组成成分，但水不是复杂化合物的组成成分，B错误。

3．下列有关水的说法错误的是(　　)

A．水是良好溶剂的原因之一是水为极性分子

B．水的温度相对不容易发生改变是因为由于氢键的存在，水的比热容较低

C．水分子之间形成的氢键易被破坏，只能维持极短时间

D．水具有流动性是由于氢键的不断地断裂和形成

答案　B

解析　水的比热容较高，B错误。

4．下列有关水的叙述错误的是(　　)

A．晒干种子细胞中还含有水

B．水是细胞中某些化学反应的原料

C．细胞中的所有物质都能溶解在水中

D．水能调节体温的生理作用与其比热容高有关

答案　C

解析　并不是细胞中的所有物质都能溶解于水中，如细胞中的脂肪等脂溶性物质。

5．秋天刚收获的玉米先后经晾晒和烘干处理，均可失去水，则下列相关叙述正确的是(　　)

A．晾晒和烘干失去的水都主要是自由水

B．晾晒和烘干失去的水都主要是结合水

C．晾晒失去的主要是自由水，烘干失去的主要是结合水

D．晾晒失去的水主要是结合水，烘干失去的水主要是自由水

答案　C

解析　刚收获的玉米种子代谢活动较强，自由水多，因此，晾晒处理失去的主要是自由水；晾晒之后的玉米就成了干种子，此时，细胞中的自由水少，因此，经烘干处理后失去的主要是结合水。

6．“绵绵的春雨润醒了小草，润绿了杨树，润开了报春花。”如图表示植物在复苏过程中细胞内自由水与结合水相对含量变化的曲线图，其中正确的是(　　)

答案　B

解析　分析题图可知，纵坐标为相对含量。植物在复苏过程中自由水相对含量上升，结合水相对含量下降，细胞新陈代谢增强，B正确。

7．美国Paul C. Lauterbur和英国Peter Mansfield发明了磁共振成像技术(MRI)，MRI可应用于临床疾病诊断，因此两人被授予诺贝尔生理学或医学奖。因为许多疾病会导致组织和器官内水分发生变化，这种变化恰好能在磁共振图像中反映出来。下列有关叙述错误的是(　　)

A．构成人体的不同组织和器官的含水量是不一样的

B．水在细胞中的存在形式及功能是不改变的

C．组织发生病变，会影响组织内的化学变化

D．发生病变的器官，新陈代谢速率往往会发生改变

答案　B

解析　水在细胞中有自由水和结合水两种存在形式，而且自由水与结合水之间可以相互转化。因此，水的功能也可以改变。

8．图示为细胞中水的存在形式及其作用。下列叙述不正确的是(　　)

A．冬季来临，结合水/自由水的比例增大，细胞代谢水平减弱，抗逆性增强

B．乙的含义为水可以作为反应物参与许多生物化学反应

C．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

D．从图中可以推测，温度越高，细胞中的自由水越多

答案　D

解析　冬季来临时，结合水/自由水的比例增大，细胞代谢水平减弱，但抗逆性增强，A正确；由自由水四个功能可知，乙为水可以参与许多化学反应，B正确；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，C正确；温度升高，结合水可以转化为自由水，但是细胞生存需要适宜的温度，温度过高细胞结构会遭到破坏而死亡，D错误。

知识点二　细胞中的无机盐

9．下列关于无机盐的功能的叙述，不正确的是(　　)

A．参与生物体内某些复杂化合物的构成

B．对维持细胞和生物体的生命活动具有重要意义

C．维持生物体内的渗透压和酸碱平衡，使细胞维持正常的形态与功能

D．为细胞的生命活动提供物质和能量

答案　D

解析　叶绿素、血红素等复杂化合物中含有无机盐离子，A正确；许多无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要意义，如血钙过高会造成肌无力，血钙过低会引起抽搐，B正确；无机盐能够维持生物体内的渗透压和酸碱平衡，从而使细胞维持正常的形态与功能，C正确；无机盐不能为细胞的生命活动提供能量，细胞生命活动的能量来源为糖类等有机物，D错误。

10．在炎热的夏季，人们要经常多喝一些盐汽水，其原因主要是(　　)

A．夏季排汗失水较多，因此需要补充水分

B．喝盐汽水可以补充水分

C．人在排汗时会失去部分盐，因此要补充盐

D．对于人体而言，水的作用远大于无机盐

答案　C

解析　在炎热夏季，人们出汗较多，在排汗时会失去水和部分无机盐，因此，需要通过饮用一些盐汽水来补充水和无机盐，而盐汽水特别强调“盐”，因此，其主要目的是补充无机盐，C正确。

11．医生常给脱水病人注射生理盐水(质量分数为0.9%的氯化钠溶液)，而不注射蒸馏水或浓度更高的浓盐水，这是因为红细胞在蒸馏水中会因吸水过多而涨破；而在浓盐水中，红细胞会因为失水而皱缩，从而丧失输送氧气的功能。这个事例说明(　　)

A．无机盐对维持细胞的形态和功能有重要作用

B．只有红细胞有这种特征

C．水分子容易进出细胞

D．无机盐离子容易进出细胞

答案　A

解析　由题意知，氯化钠溶液的浓度过大或过小均会导致细胞形态发生改变，影响其生理功能，这说明一定浓度的无机盐对维持细胞的形态和功能具有重要作用。

12．如图是一种叶绿素分子(左)和血红素分子(右)的局部结构简图，下列说法错误的是(　　)

A．合成叶绿素和血红素分别需要Mg和Fe

B．植物体缺Mg会影响光合作用

C．人体缺Fe会影响血红蛋白对氧的运输

D．Mg和Fe分别存在于植物细胞和动物细胞中

答案　D

解析　植物细胞和动物细胞中都存在Mg和Fe。

13．苹果被誉为益智水果，含有元素Zn，Zn是形成与记忆力息息相关的蛋白质不可缺少的元素，儿童缺Zn会导致大脑发育不完善，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．对调节细胞渗透压有重要作用

D．对维持生物体生命活动有重要作用

答案　D

解析　由题意可知，Zn是形成与记忆力息息相关的蛋白质不可缺少的元素，儿童缺Zn会导致大脑发育不完善，这说明Zn对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用。

14．第31届夏季奥林匹克运动会在巴西里约热内卢举行，一名马拉松比赛参赛者在跑完全程时，下肢肌肉突然发生抽搐，这是因为大量排汗而向外排出了过量的________所致。(　　)

A．水    B．钙盐    C．钠盐    D．尿素

答案　B

解析　运动员比赛过程中，排出大量汗液，随汗液排出大量无机盐，如果排出过量的钙盐，血浆中的钙离子浓度过低，会导致抽搐。

15．随着人们生活水平的不断提高和环境保护意识的不断增强，家庭绿化日益普及。对绿色观叶植物适当补充镁元素，有利于其正常生长，其原因是(　　)

A．镁是合成蛋白质的原料

B．镁是合成核酸的原料

C．镁能够促进植物对水分的吸收

D．镁是组成叶绿素的重要元素

答案　D

解析　由于镁是叶绿素的组成成分，因此适时补充镁元素可促进叶绿素的合成而有利于绿色观叶植物正常生长。

16．水在生命活动中有极其重要的作用，细胞内含水量的多少直接影响新陈代谢。试回答下列问题。

(1)相同质量的花生种子(含油脂多)和大豆种子(含蛋白质多)，当它们含水量相同时，自由水含量较多的是________种子。

(2)种子入库前必须在阳光下晒干，重量减轻，这个过程种子损失的主要是____________，这样的种子在适宜条件下仍能萌发成幼苗；把晒干的种子放在一支洁净的试管中加热，试管壁上有水珠出现，这些水在细胞内时主要是__________，这样的种子不能萌发成幼苗。条件恶劣时，细胞内________会转化为________。(填“自由水”或“结合水”)

(3)新鲜的鸡蛋清呈液态胶状，而臭鸡蛋清则是相对更“稀”的液体，呈水状，这是因为在新鲜的鸡蛋清中的水与蛋白质结合在一起，形成液态胶体，这时的水为________，是细胞和生物体的________________；而臭鸡蛋中的蛋白质被微生物分解成小分子物质，使这部分水释放出来，转变为________。

答案　(1)花生　(2)自由水　结合水　自由水　结合水　(3)结合水　组成成分　自由水

解析　(1)由于花生种子含油脂多，与水结合的量少，而大豆种子含蛋白质多，与水结合的量较多，因此，当它们含水量相同时，自由水含量较多的是花生种子。

　　易错题型　有关无机物含量变化的曲线分析

17．结合下列曲线，有关无机物在生物体内含量的说法，错误的是(　　)

A．曲线①可表示人一生中体内自由水与结合水的比值随年龄变化的曲线

B．曲线②可表示细胞代谢强度随自由水与结合水比值的变化

C．曲线③可以表示一粒新鲜的玉米种子在烘箱中被烘干的过程中，其内无机盐的相对含量变化

D．曲线①可以表示人从幼年到成年体内水含量的变化

答案　C

解析　人一生中体内自由水与结合水的比值随年龄增大而减小，A正确；一般来说，细胞内自由水与结合水比值升高后，细胞代谢增强，当超过一定比值后，细胞代谢趋于相对稳定，B正确；玉米种子被烘干的过程中所含水分越来越少，其内的无机盐相对含量逐渐增加，最后达到一恒定值，C错误；人体衰老的特征之一就是水的含量减少，幼儿体内水的含量高于成年人体内水的含量，D正确。

一、单项选择题

1．下列植物细胞中，结合水相对含量最大的是(　　)

A．萌发的玉米种子    B．洋葱根尖细胞

C．休眠的大豆种子    D．苹果果肉细胞

答案　C

解析　休眠种子中已丧失大部分自由水，结合水相对含量最高。

2．下列关于耐旱植物细胞的叙述中正确的是(　　)

A．细胞液浓度高，自由水多，代谢旺盛

B．细胞液浓度高，自由水少，代谢缓慢

C．细胞液浓度低，自由水少，代谢缓慢

D．细胞液浓度低，自由水多，代谢旺盛

答案　B

解析　耐旱植物为了在干旱环境下生存，其细胞液浓度高，结合水相对含量多，自由水相对含量少，因此代谢缓慢。

3．以下有关水的说法，错误的是(　　)

A．饺子馅出汁较多可以放入虾仁减少出汁

B．由于水中存在氢键，比热容较大，则水能缓和温度的变化

C．结合水可构成生物体的组成成分

D．水分子的空间结构及电子的不对称分布，使水成为一个非极性分子

答案　D

解析　虾仁中含较多蛋白质，可以与水结合，A正确；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，从而可以缓和周围温度的变化，B正确；结合水可构成生物体的组成成分，C正确；水分子为极性分子，D错误。

4．英国医生塞达尼·任格在对离体蛙心进行的实验中发现，用不含钙的生理盐水灌注蛙心，其收缩不能维持；用含有少量钙和钾的生理盐水灌注时，蛙心可持续跳动数小时。实验说明钙盐和钾盐(　　)

A．是细胞中某些复杂化合物的重要组成成分

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着重要作用

D．为蛙心的持续跳动提供能量

答案　B

5．下列有关水和无机盐的叙述，不正确的是(　　)

①参与运输营养物质和代谢废物的水为自由水　②生物体内许多化学反应需要水的参与，结合水是细胞结构的组成成分之一　③Mg2＋是叶绿素、血红素等分子的组成成分　④无机盐有维持细胞内酸碱平衡的作用　⑤自由水与结合水的比例与新陈代谢的强度关系不大

⑥缺碘会引起儿童佝偻病

A．①④⑤    B．①④⑤⑥

C．③⑤⑥    D．②③④⑤⑥

答案　C

解析　参与运输营养物质和代谢废物的水为自由水，①正确；生物体内许多化学反应需要水的参与，结合水是细胞结构的组成成分之一，②正确；Mg2＋是叶绿素的组成成分，Fe2＋是血红素的组成成分，③错误；有些无机盐为缓冲物质，有维持细胞内酸碱平衡的作用，④正确；自由水与结合水的比例与新陈代谢的强度有关，细胞中自由水含量高，细胞代谢活动旺盛，细胞中结合水含量高，细胞代谢活动减弱，⑤错误；缺钙会引起儿童佝偻病，⑥错误。

6．某校研究性学习小组在进行验证Ni是必需矿质元素的实验时，设计了以下四组实验，你认为其中最恰当的是(　　)

答案　C

解析　A组沙土中也含有Ni元素，缺Ni的营养液加入沙土后也具有Ni元素；植物生长发育的必需矿质元素有很多种，缺一不可，B组该实验中的实验组和对照组都因缺少多种矿质元素无法生长；该实验的对照组是完全营养液，实验组是缺素营养液，C组实验遵循对照原则和单一变量原则。

7．一位农民种植的某块农田小麦产量总是比邻近地块的低。他怀疑该农田可能是缺少某种元素，为此将该块肥力均匀的农田分成面积相等的五小块，进行田间实验。除施肥不同外、其他田间处理措施均相同。实验结果如下表，从表中可判断该农田最可能缺少的元素是(　　)

A．K    B．N    C．P    D．S

答案　A

解析　由表中施肥情况可以看出，甲、乙、丙、丁都进行施肥处理，属于实验组，而戊不施肥，进行空白对照。甲和戊对照，证明植物不缺N；丙和戊对照，证明植物不缺P、N；丁和戊对照，证明植物不缺S、N；乙和戊对照，小麦收获量明显升高，所以，该农田缺少的元素是K。

二、不定项选择题

8．生物体内的含水量可以变化，自由水和结合水可以相互转化，下图所示曲线正确的是(　　)

答案　ABC

解析　生物体内的含水量是可以变化的。生物体不同生长发育阶段水的含量不同，动物的年龄增大时，农作物接近成熟时，植物处于寒冷季节时，生物体内的自由水都会减少。

9．某实验室通过检测来自生物体内不同器官的细胞的水分含量，得到了下面一组数据：

根据上表中的数据，能够分析得到的结论是(　　)

A．水是组成生物体细胞中含量最多的化合物

B．水在生物体中有自由水和结合水两种形式

C．自由水与结合水的比值越高，生物的新陈代谢就越旺盛

D．心肌细胞中自由水的含量比肝细胞中自由水的含量多

答案　A

解析　根据表中的数据，只能推出水是组成生物体细胞中含量最多的化合物，B、C、D中结论不能由表中数据得出。

10．下列关于无机盐的叙述，正确的是(　　)

A．缺铁性贫血是因为体内缺乏铁，血红素不能合成

B．哺乳动物血液中Ca2＋浓度过低会发生抽搐

C．Mg2＋是叶绿素的组成成分，缺Mg2＋会影响光合作用

D．碘是合成甲状腺激素的原料，所以常在食盐中加碘

答案　ABCD

解析　铁是血红素的组成成分，缺铁性贫血的原因是体内缺乏铁，导致血红素不能合成，进而不能合成血红蛋白，A正确；哺乳动物血液中Ca2＋的含量太低，会出现抽搐症状，B正确；镁离子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，C正确；碘是合成甲状腺激素的原料，所以常在食盐中加碘，D正确。

11．进行异体器官移植时，器官在被剥离后必须马上放入一种“特殊液体”中，对这种“特殊液体”的成分及其作用的分析，正确的是(　　)

A．有红细胞，为离体器官提供氧气

B．该液体为蒸馏水，以防感染

C．有氯化钠，保持细胞形态

D．有多种水解酶，为细胞提供生物催化剂

答案　C

解析　进行器官移植前的关键是保护器官正常的生理形态，防止细胞脱水导致器官坏死，因此要将器官放在与其等渗的生理盐水中保存。

12．水和无机盐在生物体的生命活动中发挥着重要作用。下列关于水和无机盐的叙述，错误的是(　　)

A．水不参与血浆正常浓度的维持

B．生物体可以从外界直接获取无机盐

C．在构成生物体的化合物中，水的含量最高

D．生物体内的无机盐必须溶解在水中，才能行使生物学功能

答案　AD

解析　血浆中含有大量的水，参与血浆正常浓度的维持，A错误；生物体内的无机盐不是必须溶解在水中才能行使生物学功能，如骨骼中的钙和磷，D错误。

三、非选择题

13．请根据下表回答问题：

表1　生物体内的含水量

表2　人体组织器官的含水量

(1)由表1、表2中数据可知：不同生物体内的含水量________，水生生物体内的含水量与陆生生物相比____________________，人体代谢旺盛的组织器官的含水量________。

(2)由于水分子具有极性，它可以和多种极性分子或极性表面结合，这就是水的附着力。在活细胞中，水可以附着在纤维素、淀粉和蛋白质等多种分子上。心肌和血液两种组织形态有明显的差异，但从表2数据可知它们的含水量大体相同，对此现象的解释是______________________________________________。

(3)水在生物体内的重要作用有_____________________________。

答案　(1)不同　水生生物体内含水较多　较多

(2)心肌内的水多与蛋白质等分子结合，血液中的水多是可以自由流动的

(3)水是良好的溶剂；参与细胞内的许多生物化学反应；是细胞结构的重要组成成分；能够运输营养物质和代谢废物

14．对于苹果小叶病，有人认为是土壤中缺锌引起的，有人认为是土壤中缺镁引起的。现有如下材料，请你完成下列实验，探究上面的猜测哪个正确。

(1)材料用具：三组长势相同的苹果幼苗、蒸馏水、含有植物必需元素的各种化合物。

(2)实验原理：任何一种必需元素在植物体内都有一定的作用，一旦缺乏，就会表现出相应的症状。根据全素培养液和相应缺锌、缺镁的培养液对苹果生长发育的比较，判断小叶病的病因。

(3)方法步骤：

①首先配制全素培养液和相应的缺锌培养液、________培养液，分别放入三个培养缸并编号为A、B、C。

②将三组长势相同的幼苗分别培养在上述三种培养液中。

③放在适宜的条件下培养一段时间，观察苹果幼苗的生长发育状况。

(4)结果预测和分析：

①________缸内的苹果幼苗正常生长。

②若B缸内苹果幼苗表现出小叶病，而C缸没有，则说明___________________________________________________________。

若C缸内苹果幼苗表现出小叶病，而B缸没有，则说明

____________________________________________________________。

若B、C两缸内的幼苗都表现为小叶病，则说明_____________________。

若B、C两缸内幼苗都不表现为小叶病，则说明_________________________。

答案　(3)①缺镁

(4)①A　②苹果小叶病是由缺锌引起的　苹果小叶病是由缺镁引起的　苹果小叶病与缺锌和缺镁都有关　苹果小叶病与缺锌、与缺镁都无关

解析　(3)①分析题干信息可知，该实验的目的是探究苹果小叶病是土壤中缺锌引起的还是土壤中缺镁引起的；由实验目的分析出实验的自变量是培养液中是否含有锌元素和是否含有镁元素，因此实验分为三组，一组是全素培养液作为对照，一组是缺锌的培养液，一组是缺镁的培养液。

(4)预期结果和分析：由于该实验是探究实验，预期的结果有多种情况，可能与锌有关、可能与镁有关，可能与二者都有关，也可能与二者都无关。①A缸是完全培养液，因此A中的苹果幼苗正常生长。②如果苹果小叶病是由缺锌引起的，则B缸内苹果幼苗表现出小叶病，而C缸没有小叶病；如果苹果小叶病是由缺镁引

起的，则C缸内苹果幼苗表现出小叶病，而B缸没有小叶病；如果苹果小叶病与缺锌和缺镁都无关，则B、C两缸内幼苗与A相同，都不表现为小叶病；如果苹果小叶病与缺锌和缺镁都有关，则B、C两缸内的幼苗都表现为小叶病。

　核心素养示例

15．某同学发现家里阳台上种植的观叶绿植一段时间后叶片的边缘出现枯黄色，他通过网络查阅相关资料时找到如下图所示的相似图片。资料中介绍该现象叫作“焦边”，是由缺钾所引起的。那么是不是植物缺钾都会出现“焦边”现象呢？该同学欲探究钾对植物生长情况的影响，培养液主要成分的配方如下表所示。

请回答下列问题：

(1)试说明Mg2＋和NH对植物生命活动的作用。

_______________________________________________________________

(2)在配制培养液时，为什么需要注意培养液的浓度不能过高？

______________________________________________________

(3)该实验设计存在什么问题？应该如何完善？

_____________________________________________________________

(4)基于所学知识，尝试为出现缺钾症状的植株提供合理的栽培改善建议。

____________________________________________________________

答案　(1)Mg2＋是构成叶绿素的成分，NH为蛋白质、核酸等物质的合成提供氮元素。

(2)培养液浓度过高，细胞会失水皱缩，影响其正常生长。

(3)缺少与缺K培养液形成的二次对照实验。在缺K的培养液中加入K，看幼苗生长发育恢复情况。

(4)适当补施钾肥等。