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高中生物学苏教版2019必修一同步练习1.1 细胞中的元素和无机化合物
一、单选题
1．（2022高二下·新郑期末）下列有关元素的叙述，错误的是（ ）
A．Mn是许多酶的激活剂，含量较Mg多
B．组成人体细胞（鲜重）的主要元素中，O含量最多
C．在细胞干重中C含量最多
D．细胞与地壳中元素种类相近，说明生物界与非生物界具有统一性
【答案】A
【知识点】组成细胞的元素和化合物
【解析】【解答】A、Mn是微量元素，Mg是大量元素，Mn含量较Mg少，A错误；
B、鲜重细胞中的物质，含量最多是水，所以组成人体细胞（鲜重）的主要的元素中，O的含量最多，B正确；
C、细胞干重中含量最多的化合物是蛋白质，所以细胞干重中C元素含量最多，C正确；
D、细胞与地壳中元素种类相近，没有一种化学元素是细胞特有的，这一事实说明生物界与非生物界具有统一性，D正确。
故答案为：A。
【分析】(1 )元素组成看生物界和非生物界的统一性和差异性：
①生物界与非生物界的统一性：组成细胞的化学元素在非生物界都可以找到。
②生物界与非生物界的差异性：组成生物体的化学元素在细胞内的含量与在非生物界中的含量明显不同。
③生物界内不同生物的统一性：组成细胞的化学元素种类大体相同。
④生物界内不同生物的差异性：组成不同生物体的化学元素在细胞内的含量明显不同。
(2)大量元素指含量占生物总重量万分之一以上的元素。生物体内的大量元素有：C，H，O，N，P，S，K，Ca，Mg。
微量元素通常指生物体生命活动所必需的，但需要量却很少的一些元素。生物体内的微量元素有：Fe，Mn，Zn，Cu，B，Mo。
2．（2022高二下·南阳期中）下表是组成玉米细胞与人体细胞中含量较多的化学元素的种类及其含量（占细胞干重的质量分数/%）。据表分析错误的是（ ）
元素 C H O N P S
玉米细胞 43.57 6.24 44.43 1.46 0.20 0.17
人体细胞 55.99 7.46 14.62 9.33 3.11 0.78
A．玉米细胞和人体细胞中含量最多的四种元素种类相同
B．玉米细胞中O含量最多的重要原因是玉米细胞含糖量高
C．细胞中S和C的含量取决于它们在生命活动中的重要性
D．表中的化学元素在无机自然界中都能够找到
【答案】C
【知识点】组成细胞的元素和化合物
【解析】【解答】A、由图可知，玉米细胞和人体细胞中含量最多的四种元素种类相同，都是C、H、O、N，A正确；
B、玉米细胞中氧元素的含量远高于人体，是因为玉米细胞中糖类含量高，B正确；
C、细胞中元素的含量主要与机体的需求量有关，不管元素含量多少，它们在生命活动中都很重要，C错误；
D、构成生物体的元素在无机自然界都可以找到，没有一种是生物所特有的，D正确。
故答案为：C。
【分析】组成细胞的元素从含量的角度分为大量元素和微量元素，大量元素包括C、H、O、N、S、P、K、Ca、Mg等，其中C、H、O、N这四种元素的含量最多，是细胞的基本元素C是最基本元素，细胞鲜重含量最多的化合物是H2O，含量最多的元素是O、C、H、N，细胞干重中含量最多的化合物是蛋白质，含量最多的元素是C、O、N、H；微量元素Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu含量少，但是对于生物体的生长发育具有重要作用。组成细胞的元素在无机自然界中都能找到，没有一种是细胞所特有的，这体现了生物界与非生物界具有统一性。不同生物体内的化学元素种类大体相同，含量差别很大，体现了生物界与生物界的统一性和多样性。
3．（2022高二下·新郑期末）下列有关无机盐的作用的叙述，错误的是（ ）
A．缺铁使血红蛋白合成减少引起贫血，说明无机盐可以参与重要化合物的合成
B．血浆中钙的含量太低会引起抽搐，说明无机盐对维持生物体的生命活动有重要作用
C．血浆中H2CO3/HCO3-含量相对稳定对于维持细胞酸碱平衡具有重要作用
D．无机盐可以参与细胞呼吸，为生命活动提供能量
【答案】D
【知识点】无机盐的主要存在形式和作用
【解析】【解答】A、血红蛋白含有铁，缺铁使血红蛋白合成减少引起贫血，说明无机盐可以参与重要化合物的合成，A正确；
B、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，说明无机盐对维持细胞和生物体正常生命活动有重要作用，B正确；
C、血浆中H2CO3/HCO3-含量相对稳定对于维持细胞酸碱平衡具有重要作用，C正确；
D、无机盐不能为生命活动提供能量，D错误。
故答案为：D。
【分析】无机盐的生理功能：①是细胞中化合物的重要成分；②维持细胞和生物体的生命活动；③维持细胞酸碱平衡；④维持细胞的正常形态（维持细胞的渗透压平衡）。
4．（2022高二下·新郑期末）小麦种子收获后要经过晒干、烘干处理之后才能入仓贮存。下列有关叙述错误的是（ ）
A．①②的本质相同，都是水
B．晒干的作用主要是使种子中有机物的消耗减慢
C．经烘干的种子不能萌发形成幼苗是因为蛋白质高温变性
D．③在生物体内主要以化合物的形式存在
【答案】D
【知识点】水在细胞中的存在形式和作用；无机盐的主要存在形式和作用；水和无机盐的作用的综合
【解析】【解答】A、①表示自由水，②表示结合水，所以本质相同都是水，A正确；
B、风干种子含水量下降，代谢减慢，有机物的消耗减慢，B正确；
C、经烘干的种子不能萌发形成幼苗是因为蛋白质高温变性，C正确；
D、③表示无机盐，无机盐在生物体内主要以离子的形式存在，D错误。
故答案为：D。
【分析】（1）水：
（2）无机盐：
5．2022年3月22日是第三十届“世界水日”，我国确定“中国水周”的宣传主题是“推进地下水超采综合治理复苏河湖生态环境”。水是生命之源，生态环境和生物体都离不开水，下列有关生物体内水的叙述，错误的是（ ）
A．种子储存前晒干是为了减少自由水的含量，降低种子的代谢速率
B．夏季与冬季相比，人体细胞内自由水与结合水的比值基本不变
C．人体细胞内蛋白质的合成伴随着水的产生
D．冬季，植物体内结合水含量高于自由水含量，以增强植物的抗寒能力
【答案】D
【知识点】水在细胞中的存在形式和作用
【解析】【解答】A、自由水与结合水的比值与新陈代谢有关，比值越高，细胞新陈代谢越旺盛，故种子储存前晒干，减少了自由水的含量，降低种子的代谢速率，A正确；
B、人是恒温动物，无论是夏季还是冬季，人体细胞代谢基本不变，因此人体细胞内自由水与结合水的比值基本不变，B正确；
C、蛋白质合成也是氨基酸脱水缩合过程，因此人体细胞内蛋白质的合成伴随着水的产生，C正确；
D、冬季植物体内结合水含量相对增加，细胞代谢减弱，但抗寒能力增强，但细胞内仍然是自由水多于结合水，D错误。
故答案为：D。
【分析】细胞中水的存在形式：
（1）自由水：细胞内良好的溶剂，维持体液环境，参与许多生化反应，运送营养物质和代谢废物。
（2）结合水：细胞结构的重要组成部分。
二者的关系：自由水与结合水的比值越大，新陈代谢旺盛，但抗逆性较差；自由水与结合水的比值越小，新陈代谢缓慢，但抗逆性较强。
6．无机盐是构成细胞的重要成分，对维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用，下列解释不正确是（ ）
A．光合作用需要叶绿素的参与，植物缺Mg会影响光合作用
B．Fe是构成血红素的元素，缺Fe会使红细胞运氧能力下降，造成缺铁性贫血症
C．P是组成细胞膜、细胞核的重要成分，也是细胞许多重要化合物的成分
D．N元素不仅参与叶绿素组成，也是核酸、纤维素等多种物质的构成元素
【答案】D
【知识点】无机盐的主要存在形式和作用
【解析】【解答】A、Mg是叶绿素的成分，缺Mg不能合成叶绿素，也就不能进行光合作用，A正确；
B、Fe是构成血红素的元素，缺铁造成血红素不能合成，从而使红细胞运氧能力下降，从而出现缺铁性贫血，B正确；
C、细胞膜、细胞核中的核膜，染色质等成分都含有P元素，P是构成磷脂和核酸等化合物的组成元素，植物缺P影响生长发育，C正确；
D、N元素不仅参与叶绿素组成，也是核酸等多种物质的构成元素，但纤维素是糖类，元素组成为C、H、O，没有N元素，D错误。
故答案为：D。
【分析】无机盐的存在形式及作用：
（1）存在：主要是离子形式。
（2）吸收方式：主要是主动运输。
（3）作用：①组成复杂化合物， Fe是构成血红素的元素，Mg是构成叶绿素的元素，I是构成甲状腺激素的元素。②可维持细胞和生物体的生命活动。③对维持细胞和生物体正常的渗透压、酸碱平衡非常重要。
7．（2022高一下·衢州期末）水和无机盐在生命活动中发挥重要作用，下列叙述错误的是（ ）
A．水是良好的溶剂
B．水可直接参与细胞代谢
C．人体中缺Fe2+会影响红细胞功能
D．哺乳动物血钙含量过高容易导致抽搐
【答案】D
【知识点】水和无机盐的作用的综合
【解析】【解答】A、水包括自由水和结合水，其中自由水是细胞内良好的溶剂，A正确；
B、水包括自由水和结合水，其中自由水可直接参与细胞代谢，例如水参与光合作用的光反应，参与有氧呼吸第二阶段，B正确；
C、Fe2+参与血红蛋白的合成，人体缺Fe2+会影响血红蛋白的合成，会影响红细胞运输氧气的功能，C正确；
D、哺乳动物血液中Ca2+含量过低易引起肌肉抽搐，血液中Ca2+含量过高易引起肌无力，D错误。
故答案为：D。
【分析】1、细胞中水的存在形式：
（1）自由水：细胞内良好的溶剂，维持体液环境，参与许多生化反应，运送营养物质和代谢废物。
（2）结合水：细胞结构的重要组成部分。
二者的关系：自由水与结合水的比值越大，新陈代谢旺盛，但抗逆性较差；自由水与结合水的比值越小，新陈代谢缓慢，但抗逆性较强。
2、 无机盐的存在形式及作用：
（1）存在：主要是离子形式。
（2）吸收方式：主要是主动运输。
（3）作用：①组成复杂化合物， Fe是构成血红素的元素，Mg是构成叶绿素的元素，I是构成甲状腺激素的元素。②可维持细胞和生物体的生命活动。③对维持细胞和生物体正常的渗透压、酸碱平衡非常重要。
8．（2022高二下·郑州期末）下列关于生物体内水的叙述，错误的是（ ）
A．植物吸收的水分，大部分用于光合作用和其他细胞代谢
B．在干旱、寒冷的环境中，植物细胞中结合水和自由水的比例会升高
C．植物体内的水分，有利于维持植物的正常形态
D．水是细胞内的良好溶剂，参与许多生物化学反应，细胞的一切生命活动都离不开水
【答案】A
【知识点】水在细胞中的存在形式和作用
【解析】【解答】A、植物体通过根从土壤中吸收的水分，只有约1%被植物体利用，99%以上的水都通过蒸腾作用以水蒸气的形式从叶片的气孔散发到大气中去了，这不是对水的浪费，蒸腾作用有其重要的意义。因此，植物吸收的水分大部分用于蒸腾作用，只有很少一部分用于光合作用，A错误；
B、结合水和自由水的比例升高，细胞的抗逆性越强，植物处于干旱、寒冷环境中，细胞内的自由水含量相对减少，结合水的含量变多，B正确；
C、水是组成植物细胞的主要成分，植物体内的水分，有利于维持植物的正常形态，C正确；
D、自由水是细胞内良好的溶剂，也可参与许多化学反应（如呼吸作用等），水是细胞结构的重要组成成分，还具有物质运输等多种功能，细胞的一切生命活动都离不开水，D正确。
故答案为：A。
【分析】细胞中水的存在形式：
（1）自由水：细胞内良好的溶剂，维持体液环境，参与许多生化反应，运送营养物质和代谢废物。
（2）结合水：细胞结构的重要组成部分。
二者的关系：自由水与结合水的比值越大，新陈代谢旺盛，但抗逆性较差；自由水与结合水的比值越小，新陈代谢缓慢，但抗逆性较强。
9．（2022高二下·郑州期末）下列关于细胞中元素的说法，正确的是（ ）
A．细胞中不存在无机自然界没有的特殊元素
B．鲜重中氧元素的含量最高，这表明氧是构成细胞的最基本元素
C．细胞中的元素大多以离子的形式存在
D．细胞内各种元素的比例与无机环境基本相同
【答案】A
【知识点】组成细胞的元素和化合物
【解析】【解答】A、组成细胞的元素在无机自然界中都能找到，细胞中不存在无机自然界没有的特殊元素，A正确；
B、构成细胞的大量元素中氧元素在细胞鲜重中的含量最高，但构成细胞最基本的元素是碳元素，B错误；
C、细胞中的元素大多以化合物的形式存在，C错误；
D、组成生物体的元素在非生物界中都存在，说明生物界和非生物界具有统一性，但细胞内各种元素的比例与无机环境的大不相同，这体现了生物界和非生物界的差异性，D错误。
故答案为：A。
【分析】组成细胞的元素：
（1）来源：从无机环境中有选择地吸收。
（2）存在：大多以化合物的形式存在。
（3）分类：①大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg。②微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu。
（4）组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到，没有一种化学元素为细胞所特有。
10．（2022·乌鲁木齐模拟）下列关于生命系统中N元素的叙述，错误的是（ ）
A．N元素组成生物大分子基本骨架
B．N元素是构成细胞骨架的重要元素
C．N元素是生物催化剂的组成元素
D．N元素参与了生态系统的物质循环
【答案】A
【知识点】组成细胞的元素和化合物
【解析】【解答】A、C元素组成生物大分子基本骨架，A错误；
B、细胞骨架是真核细胞中由蛋白质聚合而成的三维的纤维状网架体系，而蛋白质的主要组成元素为C、H、O、N，因此N元素是构成细胞骨架的重要元素，B正确；
C、生物催化剂是酶，酶的化学本质是蛋白质（主要组成元素为C、H、O、N）或RNA（组成元素为C、H、O、N、P），C正确；
D、根据分析中有关物质循环的概念可知，N元素参与了生态系统的物质循环，D正确。
故答案为：A。
【分析】化合物的元素组成：（1）蛋白质的组成元素有C、H、O、N元素构成，有些还含有S；（2）核酸的组成元素为C、H、O、N、P；（3）脂质的组成元素有C、H、O，磷脂还含有N、P；（4）糖类的组成元素为C、H、O。
11．（2022高二下·南阳期中）图1是活细胞中元素含量的扇形图，图2是细胞中化合物含量的柱形图。下列说法正确的是（ ）
A．若图1表示组成玉米细胞干重的元素的含量，则A、B依次是氧元素和碳元素
B．若图2表示水稻细胞的鲜重，则a、b和c化合物依次是蛋白质，淀粉和脂质
C．若图2表示动物细胞完全脱水后的化合物的含量，则a化合物至少含有C、H、O、N
D．若图2中a、b和c表示玉米细胞中的三种有机物，则有机物结构都相同，但含量存在差异
【答案】C
【知识点】组成细胞的元素和化合物
【解析】【解答】A、若图1表示组成玉米细胞干重的元素的含量，则A、B依次是碳元素和氧元素，A错误；
B、若图2表示水稻细胞的鲜重，鲜重中含量最多的是水，则a是水，B错误；
C、若图2表示动物细胞完全脱水后的化合物的含量，则a表示蛋白质，蛋白质至少含有C、H、O、N，C正确；
D、若图2中a、b和c表示玉米细胞中的三种有机物，有机物结构不同，含量也存在差异，D错误。
故答案为：C。
【分析】1、活细胞鲜重元素含量：O>C>H>N；细胞干重元素含量：C>O>H>N。
2、细胞鲜重含量最多的化合物为水，鲜重含量最多的有机物是蛋白质，占细胞干重最多的有机物为蛋白质。
3、各化合物的元素组成：蛋白质是C、H、O、N，糖类是C、H、O，脂肪是C、H、O，固醇是C、H、O，磷脂是C、H、O、N、P，核酸是C、H、O、N、P。
12．（2022·梅州模拟）在我国南方，芥菜等蔬菜在霜冻后食用品质更佳。研究发现，植物在低温时将细胞中的淀粉水解成葡萄糖，产生抗逆反应。下列分析错误的是（ ）
A．抗逆反应体现了植物对低温环境的适应
B．该变化导致细胞液浓度升高，细胞液不易结冰
C．该抗逆反应引起细胞膜流动性增强、酶活性升高
D．该抗逆反应导致细胞中结合水与自由水比值增大
【答案】C
【知识点】水在细胞中的存在形式和作用
【解析】【解答】A、低温下荠菜细胞中的淀粉水解成葡萄糖，使溶液浓度升高，冰点降低。该现象为荠菜对低温环境的一种适应能力，A正确；
B、低温下荠菜细胞中的淀粉水解成葡萄糖，使溶液浓度升高，细胞液不易结冰，B正确；
C、糖分子不仅可以降低冰点，还有巨大的表面活力，可以吸附在细胞器表面降低水分进出的速度，从而减弱它们的生命能力。故抗逆反应引起细胞膜流动性减弱、酶活降低，C错误；
D、植物在低温环境下，结合水含量上升，自由水含量下降，从而减少细胞结冰的机会。故抗逆反应导致细胞中结合水与自由水比值增大，D正确。
故答案为：C。
【分析】水的存在形式是自由水和结合水，主要是自由水。（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）。生物代谢旺盛，结合水可转化为自由水，使结合水与自由水的比例降低，当生物代谢缓慢，自由水可转换为结合水，使结合水与自由水比例上升。即自由水越多，代谢越旺盛，结合水越多抗逆性越强。
13．（2022高一下·浙江期中）下列关于水和无机盐的叙述错误的是（ ）
A．水不能作为细胞的能源物质
B．水是生物体内物质运输的唯一介质
C．细胞中的无机盐多数以离子形式存在
D．哺乳动物血液中Ca2+含量过低会出现肌肉抽搐现象
【答案】B
【知识点】水和无机盐的作用的综合
【解析】【解答】A、水为无机物，不能作为细胞的能源物质，A正确；
B、水是生物体内主要的物质运输质，但不是唯一的，B错误；
C、细胞中的无机盐多数以离子形式存在，少部分以化合物的形式存在，C正确；
D、哺乳动物血液中Ca2+含量过低会出现肌肉抽搐现象，D正确。
故答案为：B。
【分析】（1）水的存在形式：水在细胞中以结合水和自由水两种形式存在。
①结合水：与细胞中的某些物质结合，是细胞结构的重要组成成分。
②自由水：以游离的形式存在，可以自由流动，自由水作用：细胞内的良好溶剂；参与生化反应；提供液体环境；运送营养物质和代谢废物 。
（2）细胞中大多数无机盐以离子的形式存在，少数以化合物形成存在(如CaCO3)。
无机盐的作用：
①某些复杂化合物的重要组成成分。如Mg是叶绿素的组成元素，Fe 是血红蛋白的组成元素， I 是甲状腺激素的组成元素，CaCO3 是动物骨和牙齿的重要成分。
②维持细胞和生物体正常的生命活动。如哺乳动物血Ca2＋低会抽搐，血Ca2＋高会肌无力 。
③维持细胞的渗透压和酸碱平衡。0.9%NaCl溶液(生理盐水)能维持动物细胞正常的形态和生理功能 。
14．（2022高一下·玉溪月考）下列有关生物体内无机盐的叙述，错误的是（ ）
A．无机盐可以为细胞的生命活动提供物质和能量
B．某些无机盐离子具有维持细胞酸碱平衡的功能
C．急性肠炎病人脱水时需要及时补充水和无机盐
D．不同生物维持生命活动所需的无机盐种类不同
【答案】A
【知识点】无机盐的主要存在形式和作用
【解析】【解答】A、无机盐不能作为能源物质，不能为细胞的生命活动提供能量，A错误；
B、某些无机盐离子如HCO3-具有维持细胞酸碱平衡的功能，B正确；
C、急性肠炎病人脱水时丢失了水和无机盐，故需要及时补充水和无机盐，C正确；
D、由分析知，不同生物维持生命活动所需的无机盐种类不同，D正确。
故答案为：A。
【分析】无机盐主要以离子的形式存在，其功能：（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，如血液钙含量低会抽搐。（3）维持细胞的形态、酸碱度、渗透压。
15．（2022高二下·南阳期中）据《自然》杂志报道，美国科学家发现了世界上最大的生物是一株巨型真菌，重约100吨。澳大利亚的科学家发现了一种单细胞浮游生物，它的身长只有十亿分之二十米到十亿分之一百五十米，比已知的最小细菌还要小。下列有关这两种奇特生物的叙述，正确的是（ ）
A．这些特殊生物的有些组成元素在无机自然界中找不到
B．C、O是两种生物体内含量最多的两种化合物共有的元素
C．微量元素也是维持这两种生物生命活动不可缺少的元素
D．这两种生物的组成元素种类相差很大，但含量基本相同
【答案】C
【知识点】组成细胞的元素和化合物
【解析】【解答】A、生物界和非生物界具有统一性，组成生物体的元素在无机自然界中都能够找到，A错误；
B、活细胞中含量最多的两种化合物是水和蛋白质，共有的元素是H、O，B错误；
C、大量元素和微量元素都是维持生物生命活动不可缺少的元素，C正确；
D、组成不同生物体的化学元素种类基本相同，但含量相差很大，D错误。
故答案为：C。
【分析】组成细胞的元素从含量的角度分为大量元素和微量元素，大量元素包括C、H、O、N、S、P、K、Ca、Mg等，其中C、H、O、N这四种元素的含量最多，是细胞的基本元素C是最基本元素，细胞鲜重含量最多的化合物是H2O，含量最多的元素是O、C、H、N，细胞干重中含量最多的化合物是蛋白质，含量最多的元素是C、O、N、H；微量元素Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu含量少，但是对于生物体的生长发育具有重要作用。组成细胞的元素在无机自然界中都能找到，没有一种是细胞所特有的，这体现了生物界与非生物界具有统一性。不同生物体内的化学元素种类大体相同，含量差别很大，体现了生物界与生物界的统一性和多样性。
二、综合题
16．（2021高一上·深圳月考）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藏时间。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。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）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，细胞内自由水与结合水的比值会 (填“升高”或“降低”)。
（3）淀粉的消化过程需要水的参与，说明水的生理作用是 。
【答案】（1）自由水和结合水；自由水
（2）结合水；降低
（3）参与生物化学反应
【知识点】水在细胞中的存在形式和作用
【解析】【解答】（1）种子细胞中水的存在形式有自由水和结合水两种；萌发过程中种子吸水主要是增加自由水的含量。
（2）晒干的种子已经失去了自由水，再经过加热，结合水则会失去。条件恶劣时，细胞内自由水与结合水的比值会降低，以提高细胞的抗逆性。
（3）淀粉的消化过程需要水的参与，说明水可以参与生物化学反应。
【分析】水的存在形式是自由水和结合水，主要是自由水。（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）。生物代谢旺盛，结合水可转化为自由水，使结合水与自由水的比例降低，当生物代谢缓慢，自由水可转换为结合水，使结合水与自由水比例上升。即自由水越多，代谢越旺盛，结合水越多抗逆性越强。
17．（2022高一上·白山期末）细胞中的无机物占活细胞相对含量的70%以上，对细胞的生命活动发挥着重要作用。回答下列问题：
（1）细胞中的水有两种存在形式，绝大多数的水呈 ，可以自由流动，叫作自由水；一部分水与细胞内其他物质结合，叫作结合水。春天种子萌发时，自由水含量/结合水含量的值逐渐 ，以提高其代谢速率。
（2）俗话说“一方水土养一方人”。在天然无污染的泉水中，含有Cu、K、Ca、Zn、P、Mg、Fe等人体必需元素，其中属于微量元素的有 。
（3）无机盐在细胞中大多数以 的形式存在。Mg是构成叶绿素的元素，Fe是构成血红素的元素，这说明无机盐是细胞 。人体内缺Na+会使神经兴奋性降低，缺Ca2+会引发肌肉抽搐，这说明无机盐对 都有重要作用。
（4）生理盐水是质量分数为 的氯化钠水溶液，因为它的浓度约 （填“大于”、“等于”或“小于”）人的血浆浓度，临床上一般多用于治疗脱水或术后补液等。
【答案】（1）游离状态；升高
（2）Cu、Zn、Fe
（3）离子；必不可少的化合物的成分；维持细胞和生物体的生命活动
（4）0.9%；等于
【知识点】水和无机盐的作用的综合
【解析】【解答】(1)细胞内水以自由水和结合水的形式存在，与细胞内的其他物质相结合，这样的水是结合水；以游离的状态存在，可以自由流动的水是自由水。自由水与结合水的比值越高，细胞代谢越旺盛，抗逆性越低，春天种子萌发时，自由水含量/结合水含量的值逐渐升高，以提高其代谢速率。
(2)微量元素包括Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等，故在泉水中，属于微量元素的有Cu、Zn、Fe。
(3)无机盐在细胞中大多数以离子的形式存在，少数以化合物形式存在。Mg2+是构成叶绿素的元素，Fe2+是构成血红素的元素，这说明无机盐是细胞必不可少的化合物的成分；人体内缺Na+会使神经兴奋性降低，缺Ca2+会引发肌肉抽搐，这说明无机盐对维持细胞和生物体的生命活动。
(4)0.9%的氯化钠溶液的浓度与人体血浆的浓度相当，因此生理盐水是质量分数为0.9%的氯化钠溶液，在给病人输液时，使用质量分数为0.9%的NaCl溶液（生理盐水），可以维持细胞正常的渗透压。
【分析】1、水的两种存在形式及功能：
（1）结合水：与细胞内其他化合物相结合的水，（占全部水的4.5%）。
特点：不易散失、失去流动性和溶解性
生理功能：是细胞结构的重要成分
（2）自由水：绝大部分以游离的形式存在，可以自由流动，（占全部水的95.5%）
特点：容易流动，容易蒸发，有溶解性
生理功能：①是细胞内的良好溶剂②参与细胞内生化反应③运送养料和代谢废物④为细胞提供液体生活环境
（3）结合水和自由水的关系
①在一定条件下可以相互转
②两者的相对含量(自由水/结合水)影响生物组织细胞的代谢速率
自由水的比例高——代谢活跃，但抗逆性差
结合水的比例高——代谢下降，抗旱抗寒抗热等抗逆性增强
2、大量元素指含量占生物总重量万分之一以上的元素。生物体内的大量元素有：C，H，O，N，P，S，K，Ca，Mg。
微量元素通常指生物体生命活动所必需的，但需要量却很少的一些元素。生物体内的微量元素有：Fe，Mn，Zn，Cu，B，Mo。
3、无机盐的存在形式与作用：
三、实验探究题
18．（2022高一下·广南月考）华北某地区经常出现苹果小叶病，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。
材料用具：30株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。
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影响的比较，判断小叶病的病因。
方法步骤：
（1）首先配制全素培养液和相应的缺锌培养液和 培养液，分别放入3个培养缸并编号为A、B、C。
（2）将30株长势相同的苹果幼苗均分为3组，分别栽培在上述3个培养缸中。
（3）放在适宜的条件下培养一段时间， 。
（4）结果预测和分析：
①A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缸中的没有，则说明 。
③若 ，则说明苹果小叶病是由缺镁引起的。
④若 ，则说明苹果小叶病既与缺镁有关，又与缺锌有关。
⑤若 ，则说明苹果小叶病与缺镁、缺锌都无关。
【答案】缺镁；观察苹果幼苗的生长发育状况；苹果小叶病是由缺锌引起的；B缸中的没有，而C缸内苹果幼苗表现出小叶病；B、C两缸内苹果幼苗都表现出小叶病；B、C两缸内苹果幼苗都未表现出小叶病
【知识点】组成细胞的元素和化合物
【解析】【解答】（1）由实验目的分析出实验的自变量是培养液中否含有锌元素和是否含有镁元素，实验还应遵循对照原则，因此实验分为三组，一组是全营养液作为对照，一组是缺锌的营养液，一组是缺镁的营养液。
（3）该实验的因变量为苹果幼苗的生长发育状况，所以放在适宜的条件下培养一段时间后，应观察苹果幼苗的生长发育状况。
（4）①A缸是完全营养液，因此A中的苹果幼苗长成生长。
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；
③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。
④若B、C两缸内的幼苗都表现为小叶病，则说明苹果小叶病与缺锌和缺镁都有关；
⑤若B、C两缸内幼苗都不表现为小叶病，则说明苹果小叶病与缺锌和缺镁都无关。
【分析】 该实验为探究性实验，实验目的是苹果小叶病，有人认为是土壤中缺锌引起的，有人认为是二壤中缺镁引起的。实验的自变量是培养液中矿质元素的不同，因变量是苹果幼苗生长发育状况，设计实验时，利用全素培养液作为对照，设置缺锌和缺镁的培养液为实验组，其他培养条件都相同，通过比较苹果幼苗的生长发育状况即可得出结论；实验过程中要注意单一变量原则、等量原则、对照原则及科学性原则等。探究实验的结果和结论是开放的，要根据所学习的理论知识正确预测所有可能的实验结果并得出相应的实验结论。
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高中生物学苏教版2019必修一同步练习1.1 细胞中的元素和无机化合物
一、单选题
1．（2022高二下·新郑期末）下列有关元素的叙述，错误的是（ ）
A．Mn是许多酶的激活剂，含量较Mg多
B．组成人体细胞（鲜重）的主要元素中，O含量最多
C．在细胞干重中C含量最多
D．细胞与地壳中元素种类相近，说明生物界与非生物界具有统一性
2．（2022高二下·南阳期中）下表是组成玉米细胞与人体细胞中含量较多的化学元素的种类及其含量（占细胞干重的质量分数/%）。据表分析错误的是（ ）
元素 C H O N P S
玉米细胞 43.57 6.24 44.43 1.46 0.20 0.17
人体细胞 55.99 7.46 14.62 9.33 3.11 0.78
A．玉米细胞和人体细胞中含量最多的四种元素种类相同
B．玉米细胞中O含量最多的重要原因是玉米细胞含糖量高
C．细胞中S和C的含量取决于它们在生命活动中的重要性
D．表中的化学元素在无机自然界中都能够找到
3．（2022高二下·新郑期末）下列有关无机盐的作用的叙述，错误的是（ ）
A．缺铁使血红蛋白合成减少引起贫血，说明无机盐可以参与重要化合物的合成
B．血浆中钙的含量太低会引起抽搐，说明无机盐对维持生物体的生命活动有重要作用
C．血浆中H2CO3/HCO3-含量相对稳定对于维持细胞酸碱平衡具有重要作用
D．无机盐可以参与细胞呼吸，为生命活动提供能量
4．（2022高二下·新郑期末）小麦种子收获后要经过晒干、烘干处理之后才能入仓贮存。下列有关叙述错误的是（ ）
A．①②的本质相同，都是水
B．晒干的作用主要是使种子中有机物的消耗减慢
C．经烘干的种子不能萌发形成幼苗是因为蛋白质高温变性
D．③在生物体内主要以化合物的形式存在
5．2022年3月22日是第三十届“世界水日”，我国确定“中国水周”的宣传主题是“推进地下水超采综合治理复苏河湖生态环境”。水是生命之源，生态环境和生物体都离不开水，下列有关生物体内水的叙述，错误的是（ ）
A．种子储存前晒干是为了减少自由水的含量，降低种子的代谢速率
B．夏季与冬季相比，人体细胞内自由水与结合水的比值基本不变
C．人体细胞内蛋白质的合成伴随着水的产生
D．冬季，植物体内结合水含量高于自由水含量，以增强植物的抗寒能力
6．无机盐是构成细胞的重要成分，对维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用，下列解释不正确是（ ）
A．光合作用需要叶绿素的参与，植物缺Mg会影响光合作用
B．Fe是构成血红素的元素，缺Fe会使红细胞运氧能力下降，造成缺铁性贫血症
C．P是组成细胞膜、细胞核的重要成分，也是细胞许多重要化合物的成分
D．N元素不仅参与叶绿素组成，也是核酸、纤维素等多种物质的构成元素
7．（2022高一下·衢州期末）水和无机盐在生命活动中发挥重要作用，下列叙述错误的是（ ）
A．水是良好的溶剂
B．水可直接参与细胞代谢
C．人体中缺Fe2+会影响红细胞功能
D．哺乳动物血钙含量过高容易导致抽搐
8．（2022高二下·郑州期末）下列关于生物体内水的叙述，错误的是（ ）
A．植物吸收的水分，大部分用于光合作用和其他细胞代谢
B．在干旱、寒冷的环境中，植物细胞中结合水和自由水的比例会升高
C．植物体内的水分，有利于维持植物的正常形态
D．水是细胞内的良好溶剂，参与许多生物化学反应，细胞的一切生命活动都离不开水
9．（2022高二下·郑州期末）下列关于细胞中元素的说法，正确的是（ ）
A．细胞中不存在无机自然界没有的特殊元素
B．鲜重中氧元素的含量最高，这表明氧是构成细胞的最基本元素
C．细胞中的元素大多以离子的形式存在
D．细胞内各种元素的比例与无机环境基本相同
10．（2022·乌鲁木齐模拟）下列关于生命系统中N元素的叙述，错误的是（ ）
A．N元素组成生物大分子基本骨架
B．N元素是构成细胞骨架的重要元素
C．N元素是生物催化剂的组成元素
D．N元素参与了生态系统的物质循环
11．（2022高二下·南阳期中）图1是活细胞中元素含量的扇形图，图2是细胞中化合物含量的柱形图。下列说法正确的是（ ）
A．若图1表示组成玉米细胞干重的元素的含量，则A、B依次是氧元素和碳元素
B．若图2表示水稻细胞的鲜重，则a、b和c化合物依次是蛋白质，淀粉和脂质
C．若图2表示动物细胞完全脱水后的化合物的含量，则a化合物至少含有C、H、O、N
D．若图2中a、b和c表示玉米细胞中的三种有机物，则有机物结构都相同，但含量存在差异
12．（2022·梅州模拟）在我国南方，芥菜等蔬菜在霜冻后食用品质更佳。研究发现，植物在低温时将细胞中的淀粉水解成葡萄糖，产生抗逆反应。下列分析错误的是（ ）
A．抗逆反应体现了植物对低温环境的适应
B．该变化导致细胞液浓度升高，细胞液不易结冰
C．该抗逆反应引起细胞膜流动性增强、酶活性升高
D．该抗逆反应导致细胞中结合水与自由水比值增大
13．（2022高一下·浙江期中）下列关于水和无机盐的叙述错误的是（ ）
A．水不能作为细胞的能源物质
B．水是生物体内物质运输的唯一介质
C．细胞中的无机盐多数以离子形式存在
D．哺乳动物血液中Ca2+含量过低会出现肌肉抽搐现象
14．（2022高一下·玉溪月考）下列有关生物体内无机盐的叙述，错误的是（ ）
A．无机盐可以为细胞的生命活动提供物质和能量
B．某些无机盐离子具有维持细胞酸碱平衡的功能
C．急性肠炎病人脱水时需要及时补充水和无机盐
D．不同生物维持生命活动所需的无机盐种类不同
15．（2022高二下·南阳期中）据《自然》杂志报道，美国科学家发现了世界上最大的生物是一株巨型真菌，重约100吨。澳大利亚的科学家发现了一种单细胞浮游生物，它的身长只有十亿分之二十米到十亿分之一百五十米，比已知的最小细菌还要小。下列有关这两种奇特生物的叙述，正确的是（ ）
A．这些特殊生物的有些组成元素在无机自然界中找不到
B．C、O是两种生物体内含量最多的两种化合物共有的元素
C．微量元素也是维持这两种生物生命活动不可缺少的元素
D．这两种生物的组成元素种类相差很大，但含量基本相同
二、综合题
16．（2021高一上·深圳月考）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藏时间。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。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）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，细胞内自由水与结合水的比值会 (填“升高”或“降低”)。
（3）淀粉的消化过程需要水的参与，说明水的生理作用是 。
17．（2022高一上·白山期末）细胞中的无机物占活细胞相对含量的70%以上，对细胞的生命活动发挥着重要作用。回答下列问题：
（1）细胞中的水有两种存在形式，绝大多数的水呈 ，可以自由流动，叫作自由水；一部分水与细胞内其他物质结合，叫作结合水。春天种子萌发时，自由水含量/结合水含量的值逐渐 ，以提高其代谢速率。
（2）俗话说“一方水土养一方人”。在天然无污染的泉水中，含有Cu、K、Ca、Zn、P、Mg、Fe等人体必需元素，其中属于微量元素的有 。
（3）无机盐在细胞中大多数以 的形式存在。Mg是构成叶绿素的元素，Fe是构成血红素的元素，这说明无机盐是细胞 。人体内缺Na+会使神经兴奋性降低，缺Ca2+会引发肌肉抽搐，这说明无机盐对 都有重要作用。
（4）生理盐水是质量分数为 的氯化钠水溶液，因为它的浓度约 （填“大于”、“等于”或“小于”）人的血浆浓度，临床上一般多用于治疗脱水或术后补液等。
三、实验探究题
18．（2022高一下·广南月考）华北某地区经常出现苹果小叶病，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。
材料用具：30株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。
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影响的比较，判断小叶病的病因。
方法步骤：
（1）首先配制全素培养液和相应的缺锌培养液和 培养液，分别放入3个培养缸并编号为A、B、C。
（2）将30株长势相同的苹果幼苗均分为3组，分别栽培在上述3个培养缸中。
（3）放在适宜的条件下培养一段时间， 。
（4）结果预测和分析：
①A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缸中的没有，则说明 。
③若 ，则说明苹果小叶病是由缺镁引起的。
④若 ，则说明苹果小叶病既与缺镁有关，又与缺锌有关。
⑤若 ，则说明苹果小叶病与缺镁、缺锌都无关。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】组成细胞的元素和化合物
【解析】【解答】A、Mn是微量元素，Mg是大量元素，Mn含量较Mg少，A错误；
B、鲜重细胞中的物质，含量最多是水，所以组成人体细胞（鲜重）的主要的元素中，O的含量最多，B正确；
C、细胞干重中含量最多的化合物是蛋白质，所以细胞干重中C元素含量最多，C正确；
D、细胞与地壳中元素种类相近，没有一种化学元素是细胞特有的，这一事实说明生物界与非生物界具有统一性，D正确。
故答案为：A。
【分析】(1 )元素组成看生物界和非生物界的统一性和差异性：
①生物界与非生物界的统一性：组成细胞的化学元素在非生物界都可以找到。
②生物界与非生物界的差异性：组成生物体的化学元素在细胞内的含量与在非生物界中的含量明显不同。
③生物界内不同生物的统一性：组成细胞的化学元素种类大体相同。
④生物界内不同生物的差异性：组成不同生物体的化学元素在细胞内的含量明显不同。
(2)大量元素指含量占生物总重量万分之一以上的元素。生物体内的大量元素有：C，H，O，N，P，S，K，Ca，Mg。
微量元素通常指生物体生命活动所必需的，但需要量却很少的一些元素。生物体内的微量元素有：Fe，Mn，Zn，Cu，B，Mo。
2．【答案】C
【知识点】组成细胞的元素和化合物
【解析】【解答】A、由图可知，玉米细胞和人体细胞中含量最多的四种元素种类相同，都是C、H、O、N，A正确；
B、玉米细胞中氧元素的含量远高于人体，是因为玉米细胞中糖类含量高，B正确；
C、细胞中元素的含量主要与机体的需求量有关，不管元素含量多少，它们在生命活动中都很重要，C错误；
D、构成生物体的元素在无机自然界都可以找到，没有一种是生物所特有的，D正确。
故答案为：C。
【分析】组成细胞的元素从含量的角度分为大量元素和微量元素，大量元素包括C、H、O、N、S、P、K、Ca、Mg等，其中C、H、O、N这四种元素的含量最多，是细胞的基本元素C是最基本元素，细胞鲜重含量最多的化合物是H2O，含量最多的元素是O、C、H、N，细胞干重中含量最多的化合物是蛋白质，含量最多的元素是C、O、N、H；微量元素Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu含量少，但是对于生物体的生长发育具有重要作用。组成细胞的元素在无机自然界中都能找到，没有一种是细胞所特有的，这体现了生物界与非生物界具有统一性。不同生物体内的化学元素种类大体相同，含量差别很大，体现了生物界与生物界的统一性和多样性。
3．【答案】D
【知识点】无机盐的主要存在形式和作用
【解析】【解答】A、血红蛋白含有铁，缺铁使血红蛋白合成减少引起贫血，说明无机盐可以参与重要化合物的合成，A正确；
B、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，说明无机盐对维持细胞和生物体正常生命活动有重要作用，B正确；
C、血浆中H2CO3/HCO3-含量相对稳定对于维持细胞酸碱平衡具有重要作用，C正确；
D、无机盐不能为生命活动提供能量，D错误。
故答案为：D。
【分析】无机盐的生理功能：①是细胞中化合物的重要成分；②维持细胞和生物体的生命活动；③维持细胞酸碱平衡；④维持细胞的正常形态（维持细胞的渗透压平衡）。
4．【答案】D
【知识点】水在细胞中的存在形式和作用；无机盐的主要存在形式和作用；水和无机盐的作用的综合
【解析】【解答】A、①表示自由水，②表示结合水，所以本质相同都是水，A正确；
B、风干种子含水量下降，代谢减慢，有机物的消耗减慢，B正确；
C、经烘干的种子不能萌发形成幼苗是因为蛋白质高温变性，C正确；
D、③表示无机盐，无机盐在生物体内主要以离子的形式存在，D错误。
故答案为：D。
【分析】（1）水：
（2）无机盐：
5．【答案】D
【知识点】水在细胞中的存在形式和作用
【解析】【解答】A、自由水与结合水的比值与新陈代谢有关，比值越高，细胞新陈代谢越旺盛，故种子储存前晒干，减少了自由水的含量，降低种子的代谢速率，A正确；
B、人是恒温动物，无论是夏季还是冬季，人体细胞代谢基本不变，因此人体细胞内自由水与结合水的比值基本不变，B正确；
C、蛋白质合成也是氨基酸脱水缩合过程，因此人体细胞内蛋白质的合成伴随着水的产生，C正确；
D、冬季植物体内结合水含量相对增加，细胞代谢减弱，但抗寒能力增强，但细胞内仍然是自由水多于结合水，D错误。
故答案为：D。
【分析】细胞中水的存在形式：
（1）自由水：细胞内良好的溶剂，维持体液环境，参与许多生化反应，运送营养物质和代谢废物。
（2）结合水：细胞结构的重要组成部分。
二者的关系：自由水与结合水的比值越大，新陈代谢旺盛，但抗逆性较差；自由水与结合水的比值越小，新陈代谢缓慢，但抗逆性较强。
6．【答案】D
【知识点】无机盐的主要存在形式和作用
【解析】【解答】A、Mg是叶绿素的成分，缺Mg不能合成叶绿素，也就不能进行光合作用，A正确；
B、Fe是构成血红素的元素，缺铁造成血红素不能合成，从而使红细胞运氧能力下降，从而出现缺铁性贫血，B正确；
C、细胞膜、细胞核中的核膜，染色质等成分都含有P元素，P是构成磷脂和核酸等化合物的组成元素，植物缺P影响生长发育，C正确；
D、N元素不仅参与叶绿素组成，也是核酸等多种物质的构成元素，但纤维素是糖类，元素组成为C、H、O，没有N元素，D错误。
故答案为：D。
【分析】无机盐的存在形式及作用：
（1）存在：主要是离子形式。
（2）吸收方式：主要是主动运输。
（3）作用：①组成复杂化合物， Fe是构成血红素的元素，Mg是构成叶绿素的元素，I是构成甲状腺激素的元素。②可维持细胞和生物体的生命活动。③对维持细胞和生物体正常的渗透压、酸碱平衡非常重要。
7．【答案】D
【知识点】水和无机盐的作用的综合
【解析】【解答】A、水包括自由水和结合水，其中自由水是细胞内良好的溶剂，A正确；
B、水包括自由水和结合水，其中自由水可直接参与细胞代谢，例如水参与光合作用的光反应，参与有氧呼吸第二阶段，B正确；
C、Fe2+参与血红蛋白的合成，人体缺Fe2+会影响血红蛋白的合成，会影响红细胞运输氧气的功能，C正确；
D、哺乳动物血液中Ca2+含量过低易引起肌肉抽搐，血液中Ca2+含量过高易引起肌无力，D错误。
故答案为：D。
【分析】1、细胞中水的存在形式：
（1）自由水：细胞内良好的溶剂，维持体液环境，参与许多生化反应，运送营养物质和代谢废物。
（2）结合水：细胞结构的重要组成部分。
二者的关系：自由水与结合水的比值越大，新陈代谢旺盛，但抗逆性较差；自由水与结合水的比值越小，新陈代谢缓慢，但抗逆性较强。
2、 无机盐的存在形式及作用：
（1）存在：主要是离子形式。
（2）吸收方式：主要是主动运输。
（3）作用：①组成复杂化合物， Fe是构成血红素的元素，Mg是构成叶绿素的元素，I是构成甲状腺激素的元素。②可维持细胞和生物体的生命活动。③对维持细胞和生物体正常的渗透压、酸碱平衡非常重要。
8．【答案】A
【知识点】水在细胞中的存在形式和作用
【解析】【解答】A、植物体通过根从土壤中吸收的水分，只有约1%被植物体利用，99%以上的水都通过蒸腾作用以水蒸气的形式从叶片的气孔散发到大气中去了，这不是对水的浪费，蒸腾作用有其重要的意义。因此，植物吸收的水分大部分用于蒸腾作用，只有很少一部分用于光合作用，A错误；
B、结合水和自由水的比例升高，细胞的抗逆性越强，植物处于干旱、寒冷环境中，细胞内的自由水含量相对减少，结合水的含量变多，B正确；
C、水是组成植物细胞的主要成分，植物体内的水分，有利于维持植物的正常形态，C正确；
D、自由水是细胞内良好的溶剂，也可参与许多化学反应（如呼吸作用等），水是细胞结构的重要组成成分，还具有物质运输等多种功能，细胞的一切生命活动都离不开水，D正确。
故答案为：A。
【分析】细胞中水的存在形式：
（1）自由水：细胞内良好的溶剂，维持体液环境，参与许多生化反应，运送营养物质和代谢废物。
（2）结合水：细胞结构的重要组成部分。
二者的关系：自由水与结合水的比值越大，新陈代谢旺盛，但抗逆性较差；自由水与结合水的比值越小，新陈代谢缓慢，但抗逆性较强。
9．【答案】A
【知识点】组成细胞的元素和化合物
【解析】【解答】A、组成细胞的元素在无机自然界中都能找到，细胞中不存在无机自然界没有的特殊元素，A正确；
B、构成细胞的大量元素中氧元素在细胞鲜重中的含量最高，但构成细胞最基本的元素是碳元素，B错误；
C、细胞中的元素大多以化合物的形式存在，C错误；
D、组成生物体的元素在非生物界中都存在，说明生物界和非生物界具有统一性，但细胞内各种元素的比例与无机环境的大不相同，这体现了生物界和非生物界的差异性，D错误。
故答案为：A。
【分析】组成细胞的元素：
（1）来源：从无机环境中有选择地吸收。
（2）存在：大多以化合物的形式存在。
（3）分类：①大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg。②微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu。
（4）组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到，没有一种化学元素为细胞所特有。
10．【答案】A
【知识点】组成细胞的元素和化合物
【解析】【解答】A、C元素组成生物大分子基本骨架，A错误；
B、细胞骨架是真核细胞中由蛋白质聚合而成的三维的纤维状网架体系，而蛋白质的主要组成元素为C、H、O、N，因此N元素是构成细胞骨架的重要元素，B正确；
C、生物催化剂是酶，酶的化学本质是蛋白质（主要组成元素为C、H、O、N）或RNA（组成元素为C、H、O、N、P），C正确；
D、根据分析中有关物质循环的概念可知，N元素参与了生态系统的物质循环，D正确。
故答案为：A。
【分析】化合物的元素组成：（1）蛋白质的组成元素有C、H、O、N元素构成，有些还含有S；（2）核酸的组成元素为C、H、O、N、P；（3）脂质的组成元素有C、H、O，磷脂还含有N、P；（4）糖类的组成元素为C、H、O。
11．【答案】C
【知识点】组成细胞的元素和化合物
【解析】【解答】A、若图1表示组成玉米细胞干重的元素的含量，则A、B依次是碳元素和氧元素，A错误；
B、若图2表示水稻细胞的鲜重，鲜重中含量最多的是水，则a是水，B错误；
C、若图2表示动物细胞完全脱水后的化合物的含量，则a表示蛋白质，蛋白质至少含有C、H、O、N，C正确；
D、若图2中a、b和c表示玉米细胞中的三种有机物，有机物结构不同，含量也存在差异，D错误。
故答案为：C。
【分析】1、活细胞鲜重元素含量：O>C>H>N；细胞干重元素含量：C>O>H>N。
2、细胞鲜重含量最多的化合物为水，鲜重含量最多的有机物是蛋白质，占细胞干重最多的有机物为蛋白质。
3、各化合物的元素组成：蛋白质是C、H、O、N，糖类是C、H、O，脂肪是C、H、O，固醇是C、H、O，磷脂是C、H、O、N、P，核酸是C、H、O、N、P。
12．【答案】C
【知识点】水在细胞中的存在形式和作用
【解析】【解答】A、低温下荠菜细胞中的淀粉水解成葡萄糖，使溶液浓度升高，冰点降低。该现象为荠菜对低温环境的一种适应能力，A正确；
B、低温下荠菜细胞中的淀粉水解成葡萄糖，使溶液浓度升高，细胞液不易结冰，B正确；
C、糖分子不仅可以降低冰点，还有巨大的表面活力，可以吸附在细胞器表面降低水分进出的速度，从而减弱它们的生命能力。故抗逆反应引起细胞膜流动性减弱、酶活降低，C错误；
D、植物在低温环境下，结合水含量上升，自由水含量下降，从而减少细胞结冰的机会。故抗逆反应导致细胞中结合水与自由水比值增大，D正确。
故答案为：C。
【分析】水的存在形式是自由水和结合水，主要是自由水。（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）。生物代谢旺盛，结合水可转化为自由水，使结合水与自由水的比例降低，当生物代谢缓慢，自由水可转换为结合水，使结合水与自由水比例上升。即自由水越多，代谢越旺盛，结合水越多抗逆性越强。
13．【答案】B
【知识点】水和无机盐的作用的综合
【解析】【解答】A、水为无机物，不能作为细胞的能源物质，A正确；
B、水是生物体内主要的物质运输质，但不是唯一的，B错误；
C、细胞中的无机盐多数以离子形式存在，少部分以化合物的形式存在，C正确；
D、哺乳动物血液中Ca2+含量过低会出现肌肉抽搐现象，D正确。
故答案为：B。
【分析】（1）水的存在形式：水在细胞中以结合水和自由水两种形式存在。
①结合水：与细胞中的某些物质结合，是细胞结构的重要组成成分。
②自由水：以游离的形式存在，可以自由流动，自由水作用：细胞内的良好溶剂；参与生化反应；提供液体环境；运送营养物质和代谢废物 。
（2）细胞中大多数无机盐以离子的形式存在，少数以化合物形成存在(如CaCO3)。
无机盐的作用：
①某些复杂化合物的重要组成成分。如Mg是叶绿素的组成元素，Fe 是血红蛋白的组成元素， I 是甲状腺激素的组成元素，CaCO3 是动物骨和牙齿的重要成分。
②维持细胞和生物体正常的生命活动。如哺乳动物血Ca2＋低会抽搐，血Ca2＋高会肌无力 。
③维持细胞的渗透压和酸碱平衡。0.9%NaCl溶液(生理盐水)能维持动物细胞正常的形态和生理功能 。
14．【答案】A
【知识点】无机盐的主要存在形式和作用
【解析】【解答】A、无机盐不能作为能源物质，不能为细胞的生命活动提供能量，A错误；
B、某些无机盐离子如HCO3-具有维持细胞酸碱平衡的功能，B正确；
C、急性肠炎病人脱水时丢失了水和无机盐，故需要及时补充水和无机盐，C正确；
D、由分析知，不同生物维持生命活动所需的无机盐种类不同，D正确。
故答案为：A。
【分析】无机盐主要以离子的形式存在，其功能：（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，如血液钙含量低会抽搐。（3）维持细胞的形态、酸碱度、渗透压。
15．【答案】C
【知识点】组成细胞的元素和化合物
【解析】【解答】A、生物界和非生物界具有统一性，组成生物体的元素在无机自然界中都能够找到，A错误；
B、活细胞中含量最多的两种化合物是水和蛋白质，共有的元素是H、O，B错误；
C、大量元素和微量元素都是维持生物生命活动不可缺少的元素，C正确；
D、组成不同生物体的化学元素种类基本相同，但含量相差很大，D错误。
故答案为：C。
【分析】组成细胞的元素从含量的角度分为大量元素和微量元素，大量元素包括C、H、O、N、S、P、K、Ca、Mg等，其中C、H、O、N这四种元素的含量最多，是细胞的基本元素C是最基本元素，细胞鲜重含量最多的化合物是H2O，含量最多的元素是O、C、H、N，细胞干重中含量最多的化合物是蛋白质，含量最多的元素是C、O、N、H；微量元素Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu含量少，但是对于生物体的生长发育具有重要作用。组成细胞的元素在无机自然界中都能找到，没有一种是细胞所特有的，这体现了生物界与非生物界具有统一性。不同生物体内的化学元素种类大体相同，含量差别很大，体现了生物界与生物界的统一性和多样性。
16．【答案】（1）自由水和结合水；自由水
（2）结合水；降低
（3）参与生物化学反应
【知识点】水在细胞中的存在形式和作用
【解析】【解答】（1）种子细胞中水的存在形式有自由水和结合水两种；萌发过程中种子吸水主要是增加自由水的含量。
（2）晒干的种子已经失去了自由水，再经过加热，结合水则会失去。条件恶劣时，细胞内自由水与结合水的比值会降低，以提高细胞的抗逆性。
（3）淀粉的消化过程需要水的参与，说明水可以参与生物化学反应。
【分析】水的存在形式是自由水和结合水，主要是自由水。（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）。生物代谢旺盛，结合水可转化为自由水，使结合水与自由水的比例降低，当生物代谢缓慢，自由水可转换为结合水，使结合水与自由水比例上升。即自由水越多，代谢越旺盛，结合水越多抗逆性越强。
17．【答案】（1）游离状态；升高
（2）Cu、Zn、Fe
（3）离子；必不可少的化合物的成分；维持细胞和生物体的生命活动
（4）0.9%；等于
【知识点】水和无机盐的作用的综合
【解析】【解答】(1)细胞内水以自由水和结合水的形式存在，与细胞内的其他物质相结合，这样的水是结合水；以游离的状态存在，可以自由流动的水是自由水。自由水与结合水的比值越高，细胞代谢越旺盛，抗逆性越低，春天种子萌发时，自由水含量/结合水含量的值逐渐升高，以提高其代谢速率。
(2)微量元素包括Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等，故在泉水中，属于微量元素的有Cu、Zn、Fe。
(3)无机盐在细胞中大多数以离子的形式存在，少数以化合物形式存在。Mg2+是构成叶绿素的元素，Fe2+是构成血红素的元素，这说明无机盐是细胞必不可少的化合物的成分；人体内缺Na+会使神经兴奋性降低，缺Ca2+会引发肌肉抽搐，这说明无机盐对维持细胞和生物体的生命活动。
(4)0.9%的氯化钠溶液的浓度与人体血浆的浓度相当，因此生理盐水是质量分数为0.9%的氯化钠溶液，在给病人输液时，使用质量分数为0.9%的NaCl溶液（生理盐水），可以维持细胞正常的渗透压。
【分析】1、水的两种存在形式及功能：
（1）结合水：与细胞内其他化合物相结合的水，（占全部水的4.5%）。
特点：不易散失、失去流动性和溶解性
生理功能：是细胞结构的重要成分
（2）自由水：绝大部分以游离的形式存在，可以自由流动，（占全部水的95.5%）
特点：容易流动，容易蒸发，有溶解性
生理功能：①是细胞内的良好溶剂②参与细胞内生化反应③运送养料和代谢废物④为细胞提供液体生活环境
（3）结合水和自由水的关系
①在一定条件下可以相互转
②两者的相对含量(自由水/结合水)影响生物组织细胞的代谢速率
自由水的比例高——代谢活跃，但抗逆性差
结合水的比例高——代谢下降，抗旱抗寒抗热等抗逆性增强
2、大量元素指含量占生物总重量万分之一以上的元素。生物体内的大量元素有：C，H，O，N，P，S，K，Ca，Mg。
微量元素通常指生物体生命活动所必需的，但需要量却很少的一些元素。生物体内的微量元素有：Fe，Mn，Zn，Cu，B，Mo。
3、无机盐的存在形式与作用：
18．【答案】缺镁；观察苹果幼苗的生长发育状况；苹果小叶病是由缺锌引起的；B缸中的没有，而C缸内苹果幼苗表现出小叶病；B、C两缸内苹果幼苗都表现出小叶病；B、C两缸内苹果幼苗都未表现出小叶病
【知识点】组成细胞的元素和化合物
【解析】【解答】（1）由实验目的分析出实验的自变量是培养液中否含有锌元素和是否含有镁元素，实验还应遵循对照原则，因此实验分为三组，一组是全营养液作为对照，一组是缺锌的营养液，一组是缺镁的营养液。
（3）该实验的因变量为苹果幼苗的生长发育状况，所以放在适宜的条件下培养一段时间后，应观察苹果幼苗的生长发育状况。
（4）①A缸是完全营养液，因此A中的苹果幼苗长成生长。
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；
③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。
④若B、C两缸内的幼苗都表现为小叶病，则说明苹果小叶病与缺锌和缺镁都有关；
⑤若B、C两缸内幼苗都不表现为小叶病，则说明苹果小叶病与缺锌和缺镁都无关。
【分析】 该实验为探究性实验，实验目的是苹果小叶病，有人认为是土壤中缺锌引起的，有人认为是二壤中缺镁引起的。实验的自变量是培养液中矿质元素的不同，因变量是苹果幼苗生长发育状况，设计实验时，利用全素培养液作为对照，设置缺锌和缺镁的培养液为实验组，其他培养条件都相同，通过比较苹果幼苗的生长发育状况即可得出结论；实验过程中要注意单一变量原则、等量原则、对照原则及科学性原则等。探究实验的结果和结论是开放的，要根据所学习的理论知识正确预测所有可能的实验结果并得出相应的实验结论。
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