2022-2023学年苏教版2019高中生物必修1 第一章 第一节 细胞中的元素和无机化合物（学案+课时对点练 word版含解析）
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| 名称 | 2022-2023学年苏教版2019高中生物必修1 第一章 第一节 细胞中的元素和无机化合物（学案+课时对点练 word版含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 2.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2022-07-22 17:08:14 | ||
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文档简介
第一节 细胞中的元素和无机化合物
[学习目标] 1.说出组成生物体的大量元素和微量元素。2.指出水大约占细胞重量的2/3，以自由水和结合水的形式存在，赋予了细胞许多特性，在生命中具有重要作用。3.举例说出无机盐在细胞内含量虽少，但与生命活动密切相关。
一、构成细胞的元素
1．生物体(鲜重)和地壳所含的元素
项目 含量最多的元素 比例 其次
生物体(鲜重) O 约65% C、H、N
地壳(含大气) O 约48.6% Si、Al、Fe
2.组成生物体的元素
(1)常见的元素有20多种
(2)不同生物体内所含的元素种类基本相同，但每种元素的含量存在一定的差异。
(3)生物体会因环境中缺乏某种元素而发生该元素的缺乏症。例如，我国一些地区的居民患有克山病，该病与缺硒有明显关系，该元素在人体内含量虽然很少，但在生命活动中发挥着重要的作用。
判断正误
(1)Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo、Co、Se等是组成细胞的微量元素( )
(2)细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要( )
(3)牛和草体内的各种元素种类差异很大，但含量大体相同( )
答案 (1)× (2)× (3)×
关键点拨 (1)大量元素和微量元素都是生物体所必需的，缺乏某种元素会发生该元素的缺乏症。
(2)不同生物所含元素种类相似，但含量有一定差别。
分析组成生物体的大量元素和微量元素
1．微量元素这么重要，是不是摄入量越多越好？
提示 不是。如硒每天的摄入量最高为400微克，摄入过多，会导致人体中毒甚至有生命危险。
2．细胞的大量元素其原子序数均在20以内，这对构建生命物质有何意义？
提示 分子量比较小的元素稳定性比较强，结合形成的化合物比较稳定，有利于构成复杂的生物体。
3．如何确定一种元素是生物体的必需元素？
提示 缺乏该种元素的生物会出现相应的症状，补充该种元素后相应的症状消失。
元素的包含关系图
1．(2022·江苏金湖中学高一阶段练习)下列关于生物体内化学元素的说法正确的是( )
A．组成生物体的化学元素常见的约30种
B．生物体内的化学元素在非生物界都可以找到，说明生物界和非生物界具有统一性
C．生物体内的C元素是最基本的元素，含量总是最多的
D．微量元素在生物体内的含量很少，所以对人体来说不需要补充
答案 B
解析 组成生物体的化学元素常见的约20种，A错误；生物体内的化学元素在非生物界都可以找到，没有一种是生物所特有的，这说明生物界和非生物界具有统一性，B正确；生物体内的C元素是最基本的元素，但不是含量最多的元素，活细胞中含量最多的元素是O，C错误；微量元素在生物体内含量很少，但它们的作用不可缺少，缺乏微量元素时，人体会患相应的疾病，因此需要及时补充，D错误。
2.温泉水质清澈，富含多种对人体有益的化学元素，对治疗皮肤病、色斑、关节炎及神经衰弱等有特殊的疗效。下列元素在生物体内含量很少，但对维持生物体正常生命活动必不可少的元素是( )
A．Fe、Mn、Zn、Mg B．Zn、Cu、Mn、Fe
C．Zn、Cu、B、Mg D．K、Mn、Cu、Mo
答案 B
解析 Mg、K属于大量元素，Zn、Cu、Mn、Fe都属于微量元素，只有B项符合题意。
二、水和无机盐是细胞中的无机化合物
1．组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在。化合物分为无机化合物和有机化合物。活细胞中含量最多的无机化合物是水，含量最多的有机化合物是蛋白质。
2．水赋予细胞许多特性
(1)水的含量和性质
在活细胞中，水是含量最多的物质，约占细胞重量的2/3。水分子之间形成氢键，使水分子具有许多特殊的理化性质。
(2)水的存在形式和作用
①细胞中的水分子以自由水和结合水两种形式存在。
②自由水以游离的形式存在，参与细胞中各种代谢活动。自由水是良好的溶剂；自由水可运输各种营养物质和代谢产生的废物；细胞中几乎所有的生化反应都是以自由水为介质进行的，有些水还直接作为反应物参与生化反应。
③结合水是被细胞内其他物质(如蛋白质)束缚而不易自由流动的水，是组成细胞的重要成分。
3．细胞中的无机盐与生命活动关系密切
(1)含量：约占细胞重量的1%。
(2)存在形式：常以离子形式存在。
(3)作用
①维持细胞的渗透压和生物体液的酸碱平衡，如磷酸氢二钾、磷酸二氢钾等参与维持生物体液的酸碱平衡。
②参与物质组成，维持细胞正常的代谢活动。
(4)含量异常的病症(连线)
判断正误
(1)自由水可以用来运输营养物质和代谢废物( )
(2)休眠种子细胞中自由水减少，种子失去活性( )
(3)叶绿素分子中含有Mg，血红蛋白中含有Fe，说明无机盐在细胞中常以化合物形式存在
( )
(4)食盐加碘时，碘含量越多越好( )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)×
一、分析细胞中的水
1．水为什么是细胞中良好的溶剂？
提示 水分子的空间结构与电荷的不对称分布，使得水分子具有极性，这让几乎所有带电荷的或具有极性基团的分子都能溶解在水中。因此，水是良好的溶剂。
2．水域生态系统10 m深的净水层，冬夏季节水温变化幅度很小，为什么水温不会随气温大幅度改变呢？为什么水能维持生命系统的稳态呢？
提示 环境温度升高时，氢键断裂，吸收大量能量；环境温度降低时，氢键形成，释放大量热量。水中具有较多的氢键，使水具有较高的比热容和蒸发热。高的比热容使水的相对温度不易发生变化，以水为介质的生命系统可以维持在相对稳定状态。高的蒸发热可以使生物体借助水分蒸发达到温度调节的目的。
3．阅读资料回答下列问题。
资料 在冬季来临时，随着气温的逐渐降低，植物体内发生了一系列适应低温的变化，如可溶性糖含量增加、细胞代谢减弱等。研究表明，细胞内溶液浓度升高，冰点降低。
(1)结合所学知识及上述信息，解释“霜打的茄子——蔫儿了”。
提示 当外界温度降低时，茄子中的自由水含量减少，导致表皮皱缩。
(2)有些蔬菜富含淀粉，但“霜打”后的蔬菜格外“甜”。请结合所学知识解释其原因。
提示 温度降低，蔬菜中的淀粉分解为可溶性糖，增大了细胞内溶液浓度，降低了细胞内溶液的冰点，使细胞不容易冻坏，可溶性糖主要是葡萄糖，因此蔬菜变甜了。
1．自由水与结合水相互转化的原因
(1)水分子与细胞内的亲水性物质如蛋白质、淀粉、纤维素等以氢键相结合。
(2)温度升高，水分子的动能增加，会逃脱氢键的束缚成为自由水。
2．自由水与结合水的比值与代谢、抗逆性的关系
3．水在生产实际中的应用
生活中的现象 对此现象的解释
种子在储存时需将种子晒干 减少自由水含量，降低种子的代谢，延长种子寿命
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
低温环境下减少花卉浇水 提高花卉对低温的抗性
鲜种子放在阳光下暴晒，重量减轻 自由水散失，代谢减弱
干种子放在试管中，用酒精灯加热，试管壁上有水珠 种子晒干后，仍含有结合水，用酒精灯加热会失去结合水
炒熟的种子浸泡后不萌发 失去结合水的细胞失去其生理活性
1．图甲表示几种生物体内的含水量，图乙表示人体内有关组织或器官的含水量，下列有关叙述错误的是( )
A．水生生物的含水量一般比陆生生物多
B．代谢旺盛的组织或器官含水量一般较多
C．生物体内含量最多的物质是水
D．血液中自由水与结合水之比大于1，而心脏中则相反
答案 D
解析 通过图示无法得出各器官中自由水与结合水的比例关系，但在生物体中自由水的含量一般要高于结合水的含量，D错误。
2．(多选)下图为对刚收获的种子所做的一系列处理，据图分析有关说法正确的是( )
A．①和②均能萌发形成幼苗
B．③在生物体内主要以离子形式存在
C．④和⑤是同一种物质，但是在细胞中存在形式不同
D．④是一种非极性分子，是一种良好的溶剂
答案 BC
解析 ②中已经不含结合水，细胞的结构已经破坏，细胞死亡，因此不能萌发，A错误；③表示无机盐，无机盐在生物体内主要以离子形式存在，B正确；据图分析，④为自由水，⑤为结合水，都为水，但在细胞中存在形式不同，C正确；④为自由水，水是极性分子，自由水是一种良好的溶剂，D错误。
二、分析细胞中的无机盐
1．人缺铁会患贫血，植物缺镁叶片会发黄，请分析其中的原因，由此说明无机盐具有什么生理作用？
提示 铁是血红蛋白的组成成分，镁是叶绿素的组成成分；说明无机盐可参与物质组成，维持细胞正常的生命活动。
2．某人生病到医院输液，你知道医生用的生理盐水的浓度吗？为什么用该浓度？
提示 生理盐水的浓度是0.9%，该浓度与血浆的渗透压相等，能维持血细胞的正常形态。
3．细胞代谢产物会改变内环境的pH吗？这体现了无机盐的什么作用？
提示 一般不会，内环境中的磷酸氢二钾、磷酸二氢钾等作为缓冲物质维持pH相对稳定。说明无机盐具有维持生物体液酸碱平衡的作用。
4．为什么要在运动员喝的饮料中添加无机盐？为什么青少年生长发育期容易腿抽筋？上述事例体现了无机盐的什么作用？
提示 运动员剧烈运动过程中大量出汗会导致无机盐的流失，需适当补充无机盐。血液中
Ca2＋的含量过低会出现肌肉抽搐现象。上述事例体现了无机盐能维持细胞正常的代谢活动。
1．常见无机盐的作用与缺乏症
种类 作用 缺乏时引起的症状
Fe 构成血红蛋白的元素 缺铁性贫血症
Mg 构成叶绿素的元素 植物叶绿素合成受阻，影响光合作用
Zn 很多酶的组成成分 生长发育不良，生殖腺功能受影响
Ca 骨骼、牙齿的重要组成成分 骨骼畸形；肌肉抽搐等
I 甲状腺激素的重要组成成分 甲状腺肿大；呆小症
B 促进花粉的萌发和花粉管的伸长 油菜缺B时，“花而不实”
Na 维持动物细胞的渗透压 动物细胞渗透压降低；过低时不能维持正常的细胞形态
2.无机盐功能的实验验证方法
(1)实验目的：探究无机盐X是否是植物生长发育所必需的。
(2)实验设计
(3)实验中的对照
①空白对照
②自身对照
3．2021年8月6日东京奥运会田径比赛中，某运动员腿部肌肉突然抽搐，经查是血液中某无机盐离子含量过低所致，这种无机盐最可能是( )
A．铁离子 B．钙离子
C．锰离子 D．锌离子
答案 B
解析 人的腿部肌肉抽搐，血液中含量偏低的离子最可能是钙离子，B正确。
4．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：mmol/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( )
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
A．①⑤ B．②③ C．②④ D．③⑤
答案 C
解析 根据单一变量原则，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。
题组一 构成细胞的元素
1．下列关于细胞中元素的叙述，正确的是( )
A．细胞中一种元素的作用能被其他元素替代
B．细胞内各种元素的比例与无机环境的基本相同
C．不同生物细胞的元素含量是不同的
D．细胞中的微量元素只有6种：Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu
答案 C
解析 不同的元素有不同的作用，在细胞内一种元素不能被别的元素替代，A错误；细胞是有生命的，可选择性地吸收或排出与自己生命活动相关的物质，细胞内各种元素与无机环境中的元素比例差别很大，B错误；微量元素包括Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu、Co、Se等，D错误。
2．下列有关组成生物体细胞的化学元素的叙述中，正确的是( )
A．锌元素是人体中200多种酶的组成成分，这说明锌元素是人体内的大量元素
B．人体活细胞中含量最多的元素是O
C．常吸入汽车尾气，可能在体内积累Pb等元素，因此Pb是人体需要的元素
D．组成细胞的元素中，C、H、O、B的含量很高
答案 B
解析 锌元素是人体中200多种酶的组成成分，说明锌是生物体重要化合物的组成成分，不能说明锌是人体内的大量元素，A错误；人体细胞鲜重中含量最多的元素是O，B正确；常吸入汽车尾气，可能在体内积累Pb等元素，但Pb不是人体需要的元素，C错误；B是微量元素，在细胞内的含量很少，D错误。
3．(2022·江苏沛县高一检测)微量元素在生物体内虽然很少，却是维持正常生命活动不可缺少的，可以通过下面哪一实例得到证明( )
A．Mg是叶绿素的组成成分
B．人体缺乏I会出现甲状腺肿
C．动物血液中Ca2＋含量太低，会引起肌肉抽搐
D．缺P会影响ATP的合成
答案 B
解析 I是微量元素，Mg、Ca、P是大量元素。
题组二 水和无机盐是细胞中的无机化合物
4．下列有关水的特性与水的生理功能相互对应关系的叙述错误的是( )
A．水具有较高的比热容，为细胞创造舒适的液体环境
B．水在低温下结冰，利于细胞处于休眠状态从而度过不利环境
C．水是极性分子决定其是细胞内良好溶剂，为生物化学反应所必需
D．水分子间弱吸引力氢键决定其在常温下能够维持液体状态，具有流动性
答案 B
解析 水一旦结冰，冰晶会破坏细胞的结构，不利于细胞处于休眠状态从而度过不利环境，B错误。
5．科学家们确认在当今的火星地表仍然有液态水体存在。这一发现增加了这颗行星上存在生命的可能性，这一推测的理由是( )
A．水是细胞中含量最多的化合物
B．结合水是细胞和生物体的成分
C．一切生命活动都离不开水
D．代谢旺盛的细胞中水的含量高
答案 C
解析 一切生命活动都离不开水，水是细胞的重要结构物质，是良好的溶剂，最重要的是能参与生命各项生化反应，因此通过火星上具有水推测其上可能存在生命。
6．(2022·淮安高一期末)水和无机盐是细胞的重要组成成分，下列相关叙述正确的是( )
A．将作物秸秆充分晒干后，其体内剩余的物质主要是无机盐
B．为保持细胞的正常形态，应将细胞置于清水中
C．细胞内自由水和结合水是良好的溶剂，都能参与物质运输和化学反应
D．一定范围内，植物体内自由水和结合水的比值越大，细胞代谢越旺盛
答案 D
解析 将作物秸秆充分晒干后，其体内剩余的物质主要是有机化合物，燃烧后剩余的物质主要是无机盐，A错误；为保持细胞正常形态，应将细胞置于质量分数为0.9%的NaCl溶液中，B错误；细胞内自由水是良好的溶剂，能参与物质运输和化学反应，而结合水是细胞结构的重要组成成分，C错误；自由水含量越高，代谢越旺盛，一定范围内，植物体内自由水和结合水的比值越大，细胞代谢越旺盛，D正确。
7．苹果含有微量元素锌，而锌是构成与记忆力息息相关的核酸和蛋白质不可缺少的元素，儿童缺锌就会导致大脑发育不良，因此苹果又被称为“记忆之果”。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．对调节细胞内的渗透压有重要作用
D．对维持生物体的生命活动有重要作用
答案 D
解析 由缺锌会导致大脑发育不良可知，锌对于生物体的生命活动有重要影响，该事实与酸碱平衡、维持细胞形态和渗透压的调节无直接关系。
8．(2022·江苏金湖中学高一阶段练习)下列关于细胞中无机盐的叙述，正确的是( )
A．人大量出汗会排出过多无机盐，导致体内细胞的代谢平衡失调，这时应多喝淡盐水
B．不同生物体内无机盐的种类和含量大体相同
C．哺乳动物血液中钙离子含量太低，会出现抽搐等症状，说明无机盐对于维持细胞酸碱平衡非常重要
D．无机盐在细胞中含量很少，所含元素都属于微量元素
答案 A
解析 大量出汗，丢失大量水分，同时丢失大量无机盐，因此会导致人体水盐和酸碱平衡失调，这时应多喝淡盐水来补充，A正确；不同生物体内的细胞中无机盐的种类大体相同，含量差异很大，B错误；哺乳动物血液中钙离子含量太低，会出现抽搐等症状，说明无机盐对于维持生物体的生命活动具有重要作用，C错误；无机盐所含元素不都属于微量元素，如钙、镁都是大量元素，D错误。
选择题9～10题为单选题，11～13题为多选题。
9．下列有关水和无机盐的叙述，不正确的有( )
①水能溶解、运输营养物质和代谢废物
②细胞中无机盐含量很少且大多数是以化合物的形式存在
③哺乳动物的血液中钙离子含量过高，会出现肌肉抽搐等症状
④无机盐可以为人体生命活动提供能量
⑤休眠种子与萌发种子相比，结合水与自由水的比值更小
⑥缺碘会引起儿童佝偻病
A．六项 B．五项 C．四项 D．三项
答案 B
解析 自由水能自由流动，能溶解、运输营养物质和代谢废物，①正确；细胞中无机盐含量很少且大多数是以离子的形式存在，②错误；血液中钙离子含量过低，会出现肌肉抽搐等症状，含量过高则会引起肌肉乏力现象，③错误；无机盐不能为人体生命活动提供能量，④错误；休眠种子与萌发种子相比，结合水与自由水的比值更大，⑤错误；当碘缺乏时，会造成甲状腺肿大或呆小症，⑥错误。
10．小麦是我国北方地区的主要粮食作物。对刚收获的小麦种子进行处理，如图所示。下列说法正确的是( )
刚收获的种子甲乙残留物丙
A．甲的抗寒能力弱，新陈代谢旺盛
B．乙中含有的最多的元素是氧，在适宜条件下也不能萌发
C．晒干和烘烤过程中小麦种子失去的化合物不相同
D．残留物丙在刚收获的小麦种子里主要以离子的形式存在
答案 D
解析 甲为晒干的种子，自由水含量减少，新陈代谢减弱，抗寒能力增强，A错误；乙为烘烤的种子，含有的最多的元素是碳，由于结合水丧失，在适宜条件下也不能萌发，B错误；晒干、烘烤过程使小麦种子失去了相同化合物水，种子在晒干过程中，主要失去的是自由水，晒干的种子在烘烤过程中，主要失去的是结合水，C错误；残留物丙为无机盐，在刚收获的小麦种子里主要以离子的形式存在，D正确。
11．结合下列曲线，分析有关无机物在生物体内含量的说法，正确的是( )
A．曲线①可表示种子萌发过程中体内自由水与结合水的比值随时间变化的曲线
B．曲线②可表示细胞新陈代谢速率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含水量的变化
答案 BD
解析 种子萌发过程中体内自由水与结合水的比值随时间不断增加，A错误；细胞内自由水与结合水的比值升高后，新陈代谢速率增强，当超过一定的比值时，新陈代谢速率达到相对稳定，曲线②可表示新陈代谢速率随自由水与结合水比值的变化，B正确；新鲜的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，最后达到某一恒定值，不能用曲线③表示，C错误；幼儿体内的含水量高于成年人体内水的含量，随年龄增加，人体内含水量逐渐减小，曲线①可以表示人从幼年到成年体内含水量的变化，D正确。
12．(2022·常州礼嘉中学高一专题练习)下列关于无机盐的叙述，正确的是( )
A．缺铁性贫血是由于体内缺乏铁，不能合成血红蛋白引起的
B．Mg2＋是构成叶绿素的成分之一，缺Mg2＋会使叶脉之间变黄，叶脉周围呈现绿色
C．细胞中的无机盐大多数以化合物的形式存在，如CaCO3是骨骼、牙齿的主要成分
D．碘是合成甲状腺激素的原料，缺碘影响甲状腺激素的合成
答案 ABD
解析 缺铁性贫血是因为体内缺乏铁，血红蛋白合成减少，因为Fe2＋是血红蛋白的主要成分，A正确；细胞中的无机盐大多数以离子的形式存在，C错误；甲状腺激素是含碘的氨基酸衍生物，碘是合成甲状腺激素的原料，缺碘影响甲状腺激素的合成，D正确。
13．下表列举了部分元素在无机自然界和人体细胞内的质量分数(%)，下列有关说法不正确的是( )
元素 C H O Fe Ca
地壳 0.19 0.22 47 4.5 3.5
人体 9.4 63 25.5 0.01 0.31
A.上表体现了生物界与无机自然界的统一性
B．上表体现了生物界与无机自然界的差异性
C．上表中列举的化学元素都是生命所必需的大量元素
D．上表中列举的化学元素，在细胞中都以离子形式存在
答案 CD
解析 人体细胞中的元素在无机自然界中都能找到，体现了生物界与无机自然界的统一性，A项正确；组成人体细胞和无机自然界的元素含量相差很大，体现了生物界与无机自然界的差异性，B项正确；上表中列举的C、H、O、Ca都是生命所必需的大量元素，Fe是生命所必需的微量元素，C项错误；上表中列举的化学元素，在细胞中以离子或化合物的形式存在，如HCO由C、H、O元素构成，Fe是血红蛋白的组成元素，D项错误。
14．植物的种子都有一定的寿命，种子要安全储存，首先要晒干，在低温、低湿、低氧的环境下可适当延长种子的储存时间。植物种子需要浸润在水中或者潮湿的土壤中，以及提供一定浓度的氧气才能够萌发。研究发现在种子萌发过程中种子内储存的淀粉开始大量消耗，提供能量促使种子萌发；若土壤中镁的含量低，萌发的幼苗叶片变黄，当严重缺镁时幼苗死亡。请回答下列问题：
(1)种子细胞中水的存在形式是 ，萌发过程中种子吸水主要是增加 的含量。
(2)淀粉的消耗过程需要水的参与，说明水的生理作用是 ；
镁在幼苗发育过程中的生理作用是 。
(3)探究种子细胞含水量分别为1%、5%、9%、13%、19%时，储存一年后的种子发芽率，实验结果如表所示。
含水量 1% 5% 9% 13% 19%
发芽率 0 30% 95% 88% 0
①在适宜的温度条件下测定五组实验种子的发芽率，还应提供的条件是 。
②含水量为1%的水稻种子发芽率为零，可能的原因是 。
答案 (1)自由水和结合水 自由水 (2)直接作为反应物参与生化反应 镁元素是某些复杂化合物(如叶绿素)的重要组成物质 (3)①适宜通风 ②含水量过低，胚细胞缺水死亡，种子失去活力
15．(2022·盐城新丰中学高一期中)科学施肥可使作物接近最高产量而又不会造成肥料浪费。实验表明锌肥的施用量与番茄的果实产量密切相关，下图为实验结果曲线图。请完善探究实验的相关问题：
实验目的：探究种植番茄时施用锌肥的最佳浓度范围。
材料用具：不同浓度的硫酸锌溶液(本实验SO对实验结果的影响可忽略)，用相同的杉木糠和土壤浸出液栽培的240株长势基本相同的番茄幼苗。
(1)实验步骤：
第一步：将240株番茄幼苗随机平均分成 组并编号。
第二步：在相同且适宜条件下将幼苗培养至花蕾期，实验组喷施适量且等体积的 ，对照组喷施 。
第三步：继续培养至果实成熟， 。
第四步：绘制实验结果曲线图。
(2)实验分析与讨论：结果表明，施用锌肥的最佳浓度范围是 。
答案 (1)8 不同浓度的硫酸锌溶液 等体积的蒸馏水 称量每组番茄所结果实的质量
(2)12～16 mg/L
解析 (1)由图示可知，该实验的自变量是锌肥施用量，因变量是番茄产量，因此本实验课题为：探究锌肥施用量对番茄产量的影响。实验步骤：由图示可知，该实验设置了8组(硫酸锌溶液浓度依次为0、4、8、12、16、20、24、28 mg/L)，故第一步：将240株番茄幼苗随机平均分成8组并编号；第二步：单一变量处理，即在相同且适宜条件下将幼苗培养至花蕾期，实验组喷施适量且等体积的不同浓度的硫酸锌溶液，对照组喷施等体积的蒸馏水；第三步：继续培养至果实成熟，称量每组番茄所结果实的质量。第四步：绘制实验结果曲线图。(2)实验分析与讨论：结果表明，施用锌肥的最佳浓度范围是12～16 mg/L，该范围内果实产量最高。
[学习目标] 1.说出组成生物体的大量元素和微量元素。2.指出水大约占细胞重量的2/3，以自由水和结合水的形式存在，赋予了细胞许多特性，在生命中具有重要作用。3.举例说出无机盐在细胞内含量虽少，但与生命活动密切相关。
一、构成细胞的元素
1．生物体(鲜重)和地壳所含的元素
项目 含量最多的元素 比例 其次
生物体(鲜重) O 约65% C、H、N
地壳(含大气) O 约48.6% Si、Al、Fe
2.组成生物体的元素
(1)常见的元素有20多种
(2)不同生物体内所含的元素种类基本相同，但每种元素的含量存在一定的差异。
(3)生物体会因环境中缺乏某种元素而发生该元素的缺乏症。例如，我国一些地区的居民患有克山病，该病与缺硒有明显关系，该元素在人体内含量虽然很少，但在生命活动中发挥着重要的作用。
判断正误
(1)Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo、Co、Se等是组成细胞的微量元素( )
(2)细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要( )
(3)牛和草体内的各种元素种类差异很大，但含量大体相同( )
答案 (1)× (2)× (3)×
关键点拨 (1)大量元素和微量元素都是生物体所必需的，缺乏某种元素会发生该元素的缺乏症。
(2)不同生物所含元素种类相似，但含量有一定差别。
分析组成生物体的大量元素和微量元素
1．微量元素这么重要，是不是摄入量越多越好？
提示 不是。如硒每天的摄入量最高为400微克，摄入过多，会导致人体中毒甚至有生命危险。
2．细胞的大量元素其原子序数均在20以内，这对构建生命物质有何意义？
提示 分子量比较小的元素稳定性比较强，结合形成的化合物比较稳定，有利于构成复杂的生物体。
3．如何确定一种元素是生物体的必需元素？
提示 缺乏该种元素的生物会出现相应的症状，补充该种元素后相应的症状消失。
元素的包含关系图
1．(2022·江苏金湖中学高一阶段练习)下列关于生物体内化学元素的说法正确的是( )
A．组成生物体的化学元素常见的约30种
B．生物体内的化学元素在非生物界都可以找到，说明生物界和非生物界具有统一性
C．生物体内的C元素是最基本的元素，含量总是最多的
D．微量元素在生物体内的含量很少，所以对人体来说不需要补充
答案 B
解析 组成生物体的化学元素常见的约20种，A错误；生物体内的化学元素在非生物界都可以找到，没有一种是生物所特有的，这说明生物界和非生物界具有统一性，B正确；生物体内的C元素是最基本的元素，但不是含量最多的元素，活细胞中含量最多的元素是O，C错误；微量元素在生物体内含量很少，但它们的作用不可缺少，缺乏微量元素时，人体会患相应的疾病，因此需要及时补充，D错误。
2.温泉水质清澈，富含多种对人体有益的化学元素，对治疗皮肤病、色斑、关节炎及神经衰弱等有特殊的疗效。下列元素在生物体内含量很少，但对维持生物体正常生命活动必不可少的元素是( )
A．Fe、Mn、Zn、Mg B．Zn、Cu、Mn、Fe
C．Zn、Cu、B、Mg D．K、Mn、Cu、Mo
答案 B
解析 Mg、K属于大量元素，Zn、Cu、Mn、Fe都属于微量元素，只有B项符合题意。
二、水和无机盐是细胞中的无机化合物
1．组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在。化合物分为无机化合物和有机化合物。活细胞中含量最多的无机化合物是水，含量最多的有机化合物是蛋白质。
2．水赋予细胞许多特性
(1)水的含量和性质
在活细胞中，水是含量最多的物质，约占细胞重量的2/3。水分子之间形成氢键，使水分子具有许多特殊的理化性质。
(2)水的存在形式和作用
①细胞中的水分子以自由水和结合水两种形式存在。
②自由水以游离的形式存在，参与细胞中各种代谢活动。自由水是良好的溶剂；自由水可运输各种营养物质和代谢产生的废物；细胞中几乎所有的生化反应都是以自由水为介质进行的，有些水还直接作为反应物参与生化反应。
③结合水是被细胞内其他物质(如蛋白质)束缚而不易自由流动的水，是组成细胞的重要成分。
3．细胞中的无机盐与生命活动关系密切
(1)含量：约占细胞重量的1%。
(2)存在形式：常以离子形式存在。
(3)作用
①维持细胞的渗透压和生物体液的酸碱平衡，如磷酸氢二钾、磷酸二氢钾等参与维持生物体液的酸碱平衡。
②参与物质组成，维持细胞正常的代谢活动。
(4)含量异常的病症(连线)
判断正误
(1)自由水可以用来运输营养物质和代谢废物( )
(2)休眠种子细胞中自由水减少，种子失去活性( )
(3)叶绿素分子中含有Mg，血红蛋白中含有Fe，说明无机盐在细胞中常以化合物形式存在
( )
(4)食盐加碘时，碘含量越多越好( )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)×
一、分析细胞中的水
1．水为什么是细胞中良好的溶剂？
提示 水分子的空间结构与电荷的不对称分布，使得水分子具有极性，这让几乎所有带电荷的或具有极性基团的分子都能溶解在水中。因此，水是良好的溶剂。
2．水域生态系统10 m深的净水层，冬夏季节水温变化幅度很小，为什么水温不会随气温大幅度改变呢？为什么水能维持生命系统的稳态呢？
提示 环境温度升高时，氢键断裂，吸收大量能量；环境温度降低时，氢键形成，释放大量热量。水中具有较多的氢键，使水具有较高的比热容和蒸发热。高的比热容使水的相对温度不易发生变化，以水为介质的生命系统可以维持在相对稳定状态。高的蒸发热可以使生物体借助水分蒸发达到温度调节的目的。
3．阅读资料回答下列问题。
资料 在冬季来临时，随着气温的逐渐降低，植物体内发生了一系列适应低温的变化，如可溶性糖含量增加、细胞代谢减弱等。研究表明，细胞内溶液浓度升高，冰点降低。
(1)结合所学知识及上述信息，解释“霜打的茄子——蔫儿了”。
提示 当外界温度降低时，茄子中的自由水含量减少，导致表皮皱缩。
(2)有些蔬菜富含淀粉，但“霜打”后的蔬菜格外“甜”。请结合所学知识解释其原因。
提示 温度降低，蔬菜中的淀粉分解为可溶性糖，增大了细胞内溶液浓度，降低了细胞内溶液的冰点，使细胞不容易冻坏，可溶性糖主要是葡萄糖，因此蔬菜变甜了。
1．自由水与结合水相互转化的原因
(1)水分子与细胞内的亲水性物质如蛋白质、淀粉、纤维素等以氢键相结合。
(2)温度升高，水分子的动能增加，会逃脱氢键的束缚成为自由水。
2．自由水与结合水的比值与代谢、抗逆性的关系
3．水在生产实际中的应用
生活中的现象 对此现象的解释
种子在储存时需将种子晒干 减少自由水含量，降低种子的代谢，延长种子寿命
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
低温环境下减少花卉浇水 提高花卉对低温的抗性
鲜种子放在阳光下暴晒，重量减轻 自由水散失，代谢减弱
干种子放在试管中，用酒精灯加热，试管壁上有水珠 种子晒干后，仍含有结合水，用酒精灯加热会失去结合水
炒熟的种子浸泡后不萌发 失去结合水的细胞失去其生理活性
1．图甲表示几种生物体内的含水量，图乙表示人体内有关组织或器官的含水量，下列有关叙述错误的是( )
A．水生生物的含水量一般比陆生生物多
B．代谢旺盛的组织或器官含水量一般较多
C．生物体内含量最多的物质是水
D．血液中自由水与结合水之比大于1，而心脏中则相反
答案 D
解析 通过图示无法得出各器官中自由水与结合水的比例关系，但在生物体中自由水的含量一般要高于结合水的含量，D错误。
2．(多选)下图为对刚收获的种子所做的一系列处理，据图分析有关说法正确的是( )
A．①和②均能萌发形成幼苗
B．③在生物体内主要以离子形式存在
C．④和⑤是同一种物质，但是在细胞中存在形式不同
D．④是一种非极性分子，是一种良好的溶剂
答案 BC
解析 ②中已经不含结合水，细胞的结构已经破坏，细胞死亡，因此不能萌发，A错误；③表示无机盐，无机盐在生物体内主要以离子形式存在，B正确；据图分析，④为自由水，⑤为结合水，都为水，但在细胞中存在形式不同，C正确；④为自由水，水是极性分子，自由水是一种良好的溶剂，D错误。
二、分析细胞中的无机盐
1．人缺铁会患贫血，植物缺镁叶片会发黄，请分析其中的原因，由此说明无机盐具有什么生理作用？
提示 铁是血红蛋白的组成成分，镁是叶绿素的组成成分；说明无机盐可参与物质组成，维持细胞正常的生命活动。
2．某人生病到医院输液，你知道医生用的生理盐水的浓度吗？为什么用该浓度？
提示 生理盐水的浓度是0.9%，该浓度与血浆的渗透压相等，能维持血细胞的正常形态。
3．细胞代谢产物会改变内环境的pH吗？这体现了无机盐的什么作用？
提示 一般不会，内环境中的磷酸氢二钾、磷酸二氢钾等作为缓冲物质维持pH相对稳定。说明无机盐具有维持生物体液酸碱平衡的作用。
4．为什么要在运动员喝的饮料中添加无机盐？为什么青少年生长发育期容易腿抽筋？上述事例体现了无机盐的什么作用？
提示 运动员剧烈运动过程中大量出汗会导致无机盐的流失，需适当补充无机盐。血液中
Ca2＋的含量过低会出现肌肉抽搐现象。上述事例体现了无机盐能维持细胞正常的代谢活动。
1．常见无机盐的作用与缺乏症
种类 作用 缺乏时引起的症状
Fe 构成血红蛋白的元素 缺铁性贫血症
Mg 构成叶绿素的元素 植物叶绿素合成受阻，影响光合作用
Zn 很多酶的组成成分 生长发育不良，生殖腺功能受影响
Ca 骨骼、牙齿的重要组成成分 骨骼畸形；肌肉抽搐等
I 甲状腺激素的重要组成成分 甲状腺肿大；呆小症
B 促进花粉的萌发和花粉管的伸长 油菜缺B时，“花而不实”
Na 维持动物细胞的渗透压 动物细胞渗透压降低；过低时不能维持正常的细胞形态
2.无机盐功能的实验验证方法
(1)实验目的：探究无机盐X是否是植物生长发育所必需的。
(2)实验设计
(3)实验中的对照
①空白对照
②自身对照
3．2021年8月6日东京奥运会田径比赛中，某运动员腿部肌肉突然抽搐，经查是血液中某无机盐离子含量过低所致，这种无机盐最可能是( )
A．铁离子 B．钙离子
C．锰离子 D．锌离子
答案 B
解析 人的腿部肌肉抽搐，血液中含量偏低的离子最可能是钙离子，B正确。
4．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：mmol/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( )
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
A．①⑤ B．②③ C．②④ D．③⑤
答案 C
解析 根据单一变量原则，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。
题组一 构成细胞的元素
1．下列关于细胞中元素的叙述，正确的是( )
A．细胞中一种元素的作用能被其他元素替代
B．细胞内各种元素的比例与无机环境的基本相同
C．不同生物细胞的元素含量是不同的
D．细胞中的微量元素只有6种：Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu
答案 C
解析 不同的元素有不同的作用，在细胞内一种元素不能被别的元素替代，A错误；细胞是有生命的，可选择性地吸收或排出与自己生命活动相关的物质，细胞内各种元素与无机环境中的元素比例差别很大，B错误；微量元素包括Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu、Co、Se等，D错误。
2．下列有关组成生物体细胞的化学元素的叙述中，正确的是( )
A．锌元素是人体中200多种酶的组成成分，这说明锌元素是人体内的大量元素
B．人体活细胞中含量最多的元素是O
C．常吸入汽车尾气，可能在体内积累Pb等元素，因此Pb是人体需要的元素
D．组成细胞的元素中，C、H、O、B的含量很高
答案 B
解析 锌元素是人体中200多种酶的组成成分，说明锌是生物体重要化合物的组成成分，不能说明锌是人体内的大量元素，A错误；人体细胞鲜重中含量最多的元素是O，B正确；常吸入汽车尾气，可能在体内积累Pb等元素，但Pb不是人体需要的元素，C错误；B是微量元素，在细胞内的含量很少，D错误。
3．(2022·江苏沛县高一检测)微量元素在生物体内虽然很少，却是维持正常生命活动不可缺少的，可以通过下面哪一实例得到证明( )
A．Mg是叶绿素的组成成分
B．人体缺乏I会出现甲状腺肿
C．动物血液中Ca2＋含量太低，会引起肌肉抽搐
D．缺P会影响ATP的合成
答案 B
解析 I是微量元素，Mg、Ca、P是大量元素。
题组二 水和无机盐是细胞中的无机化合物
4．下列有关水的特性与水的生理功能相互对应关系的叙述错误的是( )
A．水具有较高的比热容，为细胞创造舒适的液体环境
B．水在低温下结冰，利于细胞处于休眠状态从而度过不利环境
C．水是极性分子决定其是细胞内良好溶剂，为生物化学反应所必需
D．水分子间弱吸引力氢键决定其在常温下能够维持液体状态，具有流动性
答案 B
解析 水一旦结冰，冰晶会破坏细胞的结构，不利于细胞处于休眠状态从而度过不利环境，B错误。
5．科学家们确认在当今的火星地表仍然有液态水体存在。这一发现增加了这颗行星上存在生命的可能性，这一推测的理由是( )
A．水是细胞中含量最多的化合物
B．结合水是细胞和生物体的成分
C．一切生命活动都离不开水
D．代谢旺盛的细胞中水的含量高
答案 C
解析 一切生命活动都离不开水，水是细胞的重要结构物质，是良好的溶剂，最重要的是能参与生命各项生化反应，因此通过火星上具有水推测其上可能存在生命。
6．(2022·淮安高一期末)水和无机盐是细胞的重要组成成分，下列相关叙述正确的是( )
A．将作物秸秆充分晒干后，其体内剩余的物质主要是无机盐
B．为保持细胞的正常形态，应将细胞置于清水中
C．细胞内自由水和结合水是良好的溶剂，都能参与物质运输和化学反应
D．一定范围内，植物体内自由水和结合水的比值越大，细胞代谢越旺盛
答案 D
解析 将作物秸秆充分晒干后，其体内剩余的物质主要是有机化合物，燃烧后剩余的物质主要是无机盐，A错误；为保持细胞正常形态，应将细胞置于质量分数为0.9%的NaCl溶液中，B错误；细胞内自由水是良好的溶剂，能参与物质运输和化学反应，而结合水是细胞结构的重要组成成分，C错误；自由水含量越高，代谢越旺盛，一定范围内，植物体内自由水和结合水的比值越大，细胞代谢越旺盛，D正确。
7．苹果含有微量元素锌，而锌是构成与记忆力息息相关的核酸和蛋白质不可缺少的元素，儿童缺锌就会导致大脑发育不良，因此苹果又被称为“记忆之果”。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．对调节细胞内的渗透压有重要作用
D．对维持生物体的生命活动有重要作用
答案 D
解析 由缺锌会导致大脑发育不良可知，锌对于生物体的生命活动有重要影响，该事实与酸碱平衡、维持细胞形态和渗透压的调节无直接关系。
8．(2022·江苏金湖中学高一阶段练习)下列关于细胞中无机盐的叙述，正确的是( )
A．人大量出汗会排出过多无机盐，导致体内细胞的代谢平衡失调，这时应多喝淡盐水
B．不同生物体内无机盐的种类和含量大体相同
C．哺乳动物血液中钙离子含量太低，会出现抽搐等症状，说明无机盐对于维持细胞酸碱平衡非常重要
D．无机盐在细胞中含量很少，所含元素都属于微量元素
答案 A
解析 大量出汗，丢失大量水分，同时丢失大量无机盐，因此会导致人体水盐和酸碱平衡失调，这时应多喝淡盐水来补充，A正确；不同生物体内的细胞中无机盐的种类大体相同，含量差异很大，B错误；哺乳动物血液中钙离子含量太低，会出现抽搐等症状，说明无机盐对于维持生物体的生命活动具有重要作用，C错误；无机盐所含元素不都属于微量元素，如钙、镁都是大量元素，D错误。
选择题9～10题为单选题，11～13题为多选题。
9．下列有关水和无机盐的叙述，不正确的有( )
①水能溶解、运输营养物质和代谢废物
②细胞中无机盐含量很少且大多数是以化合物的形式存在
③哺乳动物的血液中钙离子含量过高，会出现肌肉抽搐等症状
④无机盐可以为人体生命活动提供能量
⑤休眠种子与萌发种子相比，结合水与自由水的比值更小
⑥缺碘会引起儿童佝偻病
A．六项 B．五项 C．四项 D．三项
答案 B
解析 自由水能自由流动，能溶解、运输营养物质和代谢废物，①正确；细胞中无机盐含量很少且大多数是以离子的形式存在，②错误；血液中钙离子含量过低，会出现肌肉抽搐等症状，含量过高则会引起肌肉乏力现象，③错误；无机盐不能为人体生命活动提供能量，④错误；休眠种子与萌发种子相比，结合水与自由水的比值更大，⑤错误；当碘缺乏时，会造成甲状腺肿大或呆小症，⑥错误。
10．小麦是我国北方地区的主要粮食作物。对刚收获的小麦种子进行处理，如图所示。下列说法正确的是( )
刚收获的种子甲乙残留物丙
A．甲的抗寒能力弱，新陈代谢旺盛
B．乙中含有的最多的元素是氧，在适宜条件下也不能萌发
C．晒干和烘烤过程中小麦种子失去的化合物不相同
D．残留物丙在刚收获的小麦种子里主要以离子的形式存在
答案 D
解析 甲为晒干的种子，自由水含量减少，新陈代谢减弱，抗寒能力增强，A错误；乙为烘烤的种子，含有的最多的元素是碳，由于结合水丧失，在适宜条件下也不能萌发，B错误；晒干、烘烤过程使小麦种子失去了相同化合物水，种子在晒干过程中，主要失去的是自由水，晒干的种子在烘烤过程中，主要失去的是结合水，C错误；残留物丙为无机盐，在刚收获的小麦种子里主要以离子的形式存在，D正确。
11．结合下列曲线，分析有关无机物在生物体内含量的说法，正确的是( )
A．曲线①可表示种子萌发过程中体内自由水与结合水的比值随时间变化的曲线
B．曲线②可表示细胞新陈代谢速率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含水量的变化
答案 BD
解析 种子萌发过程中体内自由水与结合水的比值随时间不断增加，A错误；细胞内自由水与结合水的比值升高后，新陈代谢速率增强，当超过一定的比值时，新陈代谢速率达到相对稳定，曲线②可表示新陈代谢速率随自由水与结合水比值的变化，B正确；新鲜的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，最后达到某一恒定值，不能用曲线③表示，C错误；幼儿体内的含水量高于成年人体内水的含量，随年龄增加，人体内含水量逐渐减小，曲线①可以表示人从幼年到成年体内含水量的变化，D正确。
12．(2022·常州礼嘉中学高一专题练习)下列关于无机盐的叙述，正确的是( )
A．缺铁性贫血是由于体内缺乏铁，不能合成血红蛋白引起的
B．Mg2＋是构成叶绿素的成分之一，缺Mg2＋会使叶脉之间变黄，叶脉周围呈现绿色
C．细胞中的无机盐大多数以化合物的形式存在，如CaCO3是骨骼、牙齿的主要成分
D．碘是合成甲状腺激素的原料，缺碘影响甲状腺激素的合成
答案 ABD
解析 缺铁性贫血是因为体内缺乏铁，血红蛋白合成减少，因为Fe2＋是血红蛋白的主要成分，A正确；细胞中的无机盐大多数以离子的形式存在，C错误；甲状腺激素是含碘的氨基酸衍生物，碘是合成甲状腺激素的原料，缺碘影响甲状腺激素的合成，D正确。
13．下表列举了部分元素在无机自然界和人体细胞内的质量分数(%)，下列有关说法不正确的是( )
元素 C H O Fe Ca
地壳 0.19 0.22 47 4.5 3.5
人体 9.4 63 25.5 0.01 0.31
A.上表体现了生物界与无机自然界的统一性
B．上表体现了生物界与无机自然界的差异性
C．上表中列举的化学元素都是生命所必需的大量元素
D．上表中列举的化学元素，在细胞中都以离子形式存在
答案 CD
解析 人体细胞中的元素在无机自然界中都能找到，体现了生物界与无机自然界的统一性，A项正确；组成人体细胞和无机自然界的元素含量相差很大，体现了生物界与无机自然界的差异性，B项正确；上表中列举的C、H、O、Ca都是生命所必需的大量元素，Fe是生命所必需的微量元素，C项错误；上表中列举的化学元素，在细胞中以离子或化合物的形式存在，如HCO由C、H、O元素构成，Fe是血红蛋白的组成元素，D项错误。
14．植物的种子都有一定的寿命，种子要安全储存，首先要晒干，在低温、低湿、低氧的环境下可适当延长种子的储存时间。植物种子需要浸润在水中或者潮湿的土壤中，以及提供一定浓度的氧气才能够萌发。研究发现在种子萌发过程中种子内储存的淀粉开始大量消耗，提供能量促使种子萌发；若土壤中镁的含量低，萌发的幼苗叶片变黄，当严重缺镁时幼苗死亡。请回答下列问题：
(1)种子细胞中水的存在形式是 ，萌发过程中种子吸水主要是增加 的含量。
(2)淀粉的消耗过程需要水的参与，说明水的生理作用是 ；
镁在幼苗发育过程中的生理作用是 。
(3)探究种子细胞含水量分别为1%、5%、9%、13%、19%时，储存一年后的种子发芽率，实验结果如表所示。
含水量 1% 5% 9% 13% 19%
发芽率 0 30% 95% 88% 0
①在适宜的温度条件下测定五组实验种子的发芽率，还应提供的条件是 。
②含水量为1%的水稻种子发芽率为零，可能的原因是 。
答案 (1)自由水和结合水 自由水 (2)直接作为反应物参与生化反应 镁元素是某些复杂化合物(如叶绿素)的重要组成物质 (3)①适宜通风 ②含水量过低，胚细胞缺水死亡，种子失去活力
15．(2022·盐城新丰中学高一期中)科学施肥可使作物接近最高产量而又不会造成肥料浪费。实验表明锌肥的施用量与番茄的果实产量密切相关，下图为实验结果曲线图。请完善探究实验的相关问题：
实验目的：探究种植番茄时施用锌肥的最佳浓度范围。
材料用具：不同浓度的硫酸锌溶液(本实验SO对实验结果的影响可忽略)，用相同的杉木糠和土壤浸出液栽培的240株长势基本相同的番茄幼苗。
(1)实验步骤：
第一步：将240株番茄幼苗随机平均分成 组并编号。
第二步：在相同且适宜条件下将幼苗培养至花蕾期，实验组喷施适量且等体积的 ，对照组喷施 。
第三步：继续培养至果实成熟， 。
第四步：绘制实验结果曲线图。
(2)实验分析与讨论：结果表明，施用锌肥的最佳浓度范围是 。
答案 (1)8 不同浓度的硫酸锌溶液 等体积的蒸馏水 称量每组番茄所结果实的质量
(2)12～16 mg/L
解析 (1)由图示可知，该实验的自变量是锌肥施用量，因变量是番茄产量，因此本实验课题为：探究锌肥施用量对番茄产量的影响。实验步骤：由图示可知，该实验设置了8组(硫酸锌溶液浓度依次为0、4、8、12、16、20、24、28 mg/L)，故第一步：将240株番茄幼苗随机平均分成8组并编号；第二步：单一变量处理，即在相同且适宜条件下将幼苗培养至花蕾期，实验组喷施适量且等体积的不同浓度的硫酸锌溶液，对照组喷施等体积的蒸馏水；第三步：继续培养至果实成熟，称量每组番茄所结果实的质量。第四步：绘制实验结果曲线图。(2)实验分析与讨论：结果表明，施用锌肥的最佳浓度范围是12～16 mg/L，该范围内果实产量最高。