第2节 细胞中的无机物
【学习目标】
1．说出水在细胞中的存在形式和作用，认同其在生命活动中具有重要作用； 2.举例说出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用。
聚焦·学案一 细胞中的水
[学案设计]
(一)识记细胞中水的含量和水的特性
1．细胞中水的含量
(1)生物体的含水量随着生物 的不同有所差别，一般为60%～95%。
(2)水是构成 的重要成分，也是活细胞中含量 的化合物。
微点拨：生物体在不同的生长发育期，含水量不同，幼年个体含水量通常大于老年个体。
2．水的特性
(1)水分子是 分子，因此水是良好的溶剂。
(2)水分子具有 ，易于断裂和形成，使水在常温下能够维持液体状态，具有 ；由于氢键的存在，水具有较高的 。
(二)辨清两类水的概念和功能
1．自由水
概念 细胞中呈 状态，可以自由流动的水
功能 ①细胞内 ； ②参与 ； ③为细胞提供液体环境； ④运送营养物质和代谢废物
2．结合水
概念 与细胞内的其他物质 的水
功能 是细胞结构的
微点拨：结合水的存在形式主要是水与蛋白质、多糖等物质结合，结合水没有流动性和溶解性。
(三)理解自由水和结合水的相互转化
|探|究|学|习|
农业生产中，需要将种子晒干后进行储存，这样能保存较长时间。如果将晒干后的种子放入试管中进行加热，会发现试管壁上有水珠出现。晒干后的小麦种子不能萌发，浸泡处理后的小麦种子却可以萌发。
(1)上述材料中将种子晾晒后重量减少是因为失去 ，种子烘烤后失去 。浸泡后的种子因为含有较多的 ，而代谢较为旺盛。烘烤后的种子用水浸泡后 (填“能”或“不能”)萌发，这说明 是细胞结构的重要组成部分。
(2)越冬的植物、干旱地区植物的细胞中，结合水含量相对较高，这表明自由水和结合水的含量与生物的抗逆性有什么关系？
|认|知|生|成|
1．自由水与结合水的相互转化
2．自由水和结合水的比值关系
图解 曲线
在生产中的应用：种子萌发时，需要吸收水分增加自由水含量；种子储存前晒干是为了降低自由水含量，降低代谢速率，以延长储存时间；越冬作物减少灌溉，可提高作物对低温的抗性
[迁移训练]
1．概念理解判断
(1)水分子在细胞内不参与细胞结构的组成。( )
(2)晒干的种子不含自由水。( )
(3)结合水没有流动性和溶解性。( )
(4)正常情况下，自由水所占比例越大，细胞代谢越旺盛。( )
2.(教材P21“示意图”改编)如图是水分子及水分子间靠氢键结合的示意图，下列相关叙述正确的是( )
A．水分子间的氢键使水的温度相对不容易发生改变
B．细胞内的结合水是多种离子良好的溶剂
C．细胞内的自由水和结合水都参与物质运输
D．种子晒干和烘干过程中减少的都是自由水
3．下列关于水的叙述，不正确的是( )
A．自由水是生物化学反应的介质，不直接参与生物化学反应
B．水是活细胞中含量最高的化合物
C．北方冬小麦在冬季自由水比例逐渐降低，结合水比例逐渐上升，以适应低温环境
D．水在细胞中的存在形式及功能并不是一成不变的
4．分步冷冻保存种子技术可用于长期保存植物种子。具体方法：将种子装入冻存管，先在4 ℃冰箱中存放30 min；立刻移入－20 ℃冰箱中存放1 h；随即投入液氮(－196 ℃)中保存。该过程使种子中的水分有充足的时间流出细胞，从而增加种子的抗逆性，减少冷冻伤害。据此分析，上述过程中种子细胞中的自由水/结合水的值的变化情况是( )
A．逐渐增大至稳定 B．逐渐减小至稳定
C．先增大后减小 D．先减小后增大
聚焦·学案二 细胞中的无机盐
[学案设计]
(一)熟知细胞中无机盐的存在形式和含量
(二)举例分析无机盐的生理功能
|探|究|学|习|
材料一 一种叶绿素分子和血红素分子局部结构简图如下：
材料二 足球运动员在激烈比赛中有时会出现肌肉抽搐的现象，这是随着汗液丢失了大量钙离子引起的；硼能促进花粉的萌发和花粉管的生长，缺少硼时常导致“花而不实”。
材料三 医用生理盐水是质量分数为0.9%的氯化钠溶液。人体的红细胞在生理盐水中会保持原有的形态，如果放到清水里，会吸水涨破。
材料四 人体代谢过程中产生的一些代谢物质会改变体液的酸碱度，人体血液中存在H2CO3/NaHCO3和NaH2PO4/Na2HPO4等物质，可以中和这些变化。
(1)由材料一可以看出无机盐是 。
(2)材料二说明无机盐对 有着重要的意义。
(3)材料三说明无机盐能调节人体的 ，维持细胞的 。
(4)材料四说明无机盐对于维持生物体 的相对稳定具有重要作用。
|认|知|生|成| 归纳无机盐的生理功能
生理功能 举例
组成某些复杂化合物 ①Mg是构成 的元素； ②Fe是构成 的元素； ③P是组成细胞膜、细胞核的重要成分，也是细胞必不可少的许多化合物的成分
维持细胞和生物体的生命活动 ① 缺乏会引发肌肉酸痛、无力等； ②哺乳动物血液中 的含量太低，会出现抽搐等症状
维持生物体内的平衡 ①渗透压的平衡；②酸碱平衡
微点拨：无机盐在调节渗透压中的作用
渗透压是衡量溶液中溶质浓度的一种方法，溶液中渗透压的高低取决于溶液中溶质粒子的浓度。在机体内无机盐提供的渗透压最大，而有机物提供的渗透压很小。只有当机体细胞内外的渗透压维持在一定水平时，组织细胞的形态和机能才能维持正常。
(三)掌握“对照法”探究植物生长必需的无机盐的设计思路
1．实验设计
2．实验中的对照
[迁移训练]
1．概念理解判断
(1)生物体内，无机盐均以离子的形式存在。( )
(2)无机盐含量过多或过少都会影响生物体的正常生命活动。( )
(3)植物种子燃烧产生的灰烬中含有丰富的无机盐。( )
(4)Mg是构成叶绿素的必需成分，植物缺乏Mg时会导致叶片发黄。( )
2．苹果含有微量元素锌，而锌是构成与记忆力息息相关的有机物不可缺少的元素，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
3．已发现人体有20余种必需的无机盐，其中人体需要较多而在饮食中又容易供给不足的有钙、磷、铁。下面关于无机盐的叙述，不合理的是( )
A．缺铁性贫血是因为人体对铁的摄入量不足，影响到血红素的合成
B．人体血液中Ca2＋的含量过高会出现抽搐的症状
C．镁是叶绿素的组成成分之一，缺镁会影响植物的光合作用
D．细胞中无机盐的主要存在形式是离子
4．探究某种元素是否为植物生长的必需元素，一般利用溶液培养法。下图为探究X元素是否为植物生长的必需元素的实验设计流程图，下列相关说法正确的是( )
A．该实验只须设置前后对照，无须再另设对照组实验
B．通过检测叶片中X元素的含量，可验证该实验目的
C．通过对比X元素的有无对植物生长的影响，可获得实验结论
D．若X元素为P，则缺P会导致植物叶片出现黄化现象
5．“焦边”是由缺钾所引起的植物叶片边缘出现枯黄色的现象。某同学欲探究钾对植物叶片生长情况的影响，配制了两种培养液进行实验，培养液主要成分的配方如下表所示。以下说法错误的是( )
A．实验检测指标是叶片边缘是否出现枯黄色
B．该实验不能证明镁是合成叶绿素的必需元素
C．乙组实验结果可以证明缺钾会导致植物出现“焦边”现象
D．可以增加一组二次对照实验，即在缺钾培养液中加入钾，观察植物叶片生长是否恢复正常
一、建构概念体系
二、融通科学思维
1．秋季，农民收获的玉米需经晾晒后才能入库储存。结合所学知识，试分析其中的生物学原理：
。
2．植物体缺Mg会影响光合作用的原因是
。
3．缺Fe会导致贫血的原因是
。
三、综合检测反馈
1．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．氢键是水分子间的一种弱的引力，氢键不稳定，使水具有流动性
B．氢键的存在使水具有较高的比热容，对于维持生命系统的稳定性十分重要
C．将种子烘干并用水浸泡后，可作为播种用的种子
D．冬季对农田灌溉不利于农作物越冬
2．某研究机构报告称，水分子约占木星大气分子的0.25%，这个占比几乎是太阳的三倍，进一步为外星生命体存在的可能性提供了证据，这与水的性质和功能相关。下列有关叙述错误的是( )
A．水是一种良好的溶剂，几乎所有带极性基团的分子或带电离子都能溶解于水中
B．结合水能结合许多亲水大分子，干旱环境中植物的结合水/自由水比值升高
C．与风干前相比，风干种子中自由水/结合水比值升高
D．自由水能运输营养物质和代谢废物，代谢旺盛的细胞自由水/结合水比值升高
3．“有收无收在于水，收多收少在于肥”。某生物兴趣小组以玉米幼苗为实验材料进行了如下探究实验。下列叙述错误的是( )
A．步骤一损失的水在细胞中主要以游离形式存在，是细胞内的良好溶剂
B．步骤二损失的水能与细胞内其他物质相结合，在细胞内的含量相对稳定
C．步骤三损失的主要是无机盐，它们在细胞中主要以离子的形式存在
D．干旱环境中生长的玉米，其细胞中结合水与自由水的比值相对较高
4. 如图表示某植物生长速率与培养液中A、B两种矿质元素的含量关系，下列分析错误的是( )
A．组成植物细胞的各种元素大多以化合物形式存在
B．A、B为植物生长的必需矿质元素
C．该植物生长所需B元素多于A元素
D．当元素A的含量高于a时，随该元素含量升高植物生长速率增大
5．在一些地区种植的冬小麦经常出现白苗病。患病植株的叶片逐渐变为白色，使得小麦无法正常进行光合作用。关于冬小麦白苗病产生的原因，有人认为与缺镁有关，有人认为与缺锌有关。某同学利用长势相同的冬小麦幼苗完成下列实验，探究冬小麦白苗病产生的原因。回答下列问题：
组别 培养液 实验处理 观察指标 实验现象
A ①________ ③______ 幼苗的生长状况 正常生长
B ②________
C 缺镁的完全培养液
(1)补充上表中实验步骤：①______________，②______________，③_________________
____________________________________________。
(2)预测实验结果与结论：
A组的冬小麦幼苗正常生长，若________________________，则冬小麦的白苗病仅与缺锌有关；
A组的冬小麦幼苗正常生长，若________________________，则冬小麦的白苗病与缺锌和缺镁都有关。
(3)若实验证明冬小麦白苗病只与缺锌有关，从科学研究的严谨角度出发，为进一步证明该观点正确，还应增加的实验步骤是____________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
增加步骤后预期的实验结果是_______________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
第2节 细胞中的无机物
[学案设计]
(一)1.(1)种类 (2)细胞 最多
2．(1)极性 (2)氢键 流动性 比热容
(二)1.游离 良好的溶剂 生物化学反应
2．相结合 重要组成部分
(三)(1)自由水 自由水和结合水 自由水 不能 结合水
(2)提示：一般情况下，结合水和自由水的比值越大，生物的抗逆性越强。
[迁移训练]
1．(1)× (2)× (3)√ (4)√
2．选A 氢键使水分子具有一定的稳定性，破坏氢键需要能量，水分子间的氢键使水的温度相对不容易发生改变，A正确；自由水是多种离子良好的溶剂，B错误；自由水参与物质运输，C错误；种子晒干过程中减少的是自由水，烘干过程中减少的是自由水和结合水，D错误。
3．选A 自由水可以直接参与细胞中的生物化学反应，A错误；活细胞中含量最多的化合物是水，B正确；降温时作物体内自由水含量降低，而结合水的比例逐渐上升，以避免气温下降时自由水过多导致结冰而损伤自身，即北方冬小麦在冬季自由水比例逐渐降低，结合水比例逐渐上升，因而能适应低温环境，C正确；水在细胞中的存在形式及功能并不是一成不变的，一定条件下自由水和结合水可以相互转化，D正确。
4．选B 细胞中自由水呈游离状态，可以自由流动；结合水是指与细胞内的其他物质相结合的水，不可自由流动。依题意，分步冷冻过程中，种子中的水分流出细胞，则流出细胞的应该是自由水。因此，上述过程中种子细胞中的自由水/结合水的值的变化情况是逐渐减小至稳定，B符合题意。
[学案设计]
(一)离子 很少
(二)探究学习：(1)某些复杂化合物的重要组成成分
(2)维持生物体的正常生命活动 (3)渗透压 正常形态
(4)酸碱平衡
认知生成：叶绿素 血红素 Na＋ Ca2＋
[迁移训练]
1．(1)× (2)√ (3)√ (4)√
2．选D 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，D正确。
3．选B 缺铁性贫血是因为人体对铁的摄入量不足，影响到血红素的合成，A正确；人体血液中Ca2＋的含量过低会出现抽搐等症状，过高会出现肌无力，B错误；镁是叶绿素的成分之一，缺镁会影响植物的光合作用，C正确；细胞中无机盐大部分以离子的形式存在，D正确。
4．选C 该实验须设置“植物＋完全培养液”的对照组，以判断植物的生长是否正常，实验中向生长不正常的植物培养液中加入X盐的目的是进行二次对照(即前后对照)，以增强说服力，A错误；对比X元素的有无对植物生长是否有影响，可以确定X元素是否为植物生长的必需元素，检测叶片中X元素的含量，并不能判断其是否为植物生长的必需元素，B错误，C正确；若X元素为P，则缺P会导致植物叶片偏小且呈暗绿偏紫色，D错误。
5．选C 实验的单一变量是培养液的种类，检测指标是叶片边缘是否出现枯黄色，A正确；甲、乙两组培养液均含有镁，不能得出镁是合成叶绿素的必需元素的结论，B正确；通过两组的对比，该实验能证明缺钾会导致植物出现“焦边”现象，C错误；本实验可以增加一组二次对照实验(自身对照实验)，即在缺钾的完全培养液中加入钾，观察植物叶片生长是否恢复正常，D正确。
二、融通科学思维
1．玉米晾晒后自由水含量降低，细胞代谢减弱，可减少有机物消耗，同时能防止种子发芽、霉变
2．Mg是叶绿素的组成元素之一，缺Mg使叶绿素的形成受到阻碍，进而影响光合作用
3．血红素的分子结构不能缺少的一种元素就是Fe，缺Fe会导致血红素的合成受阻，从而引起贫血
三、综合检测反馈
1．选C 水分子间弱的引力(氢键)不断地断裂，又不断地形成，这决定了其具有流动性，是物质运输所必需的，A正确；水具有较高的比热容，吸收相同的热量，温度变化小，有利于维持生命系统的稳定性，B正确；结合水是细胞结构的重要组成部分，将种子烘干后失去了结合水，细胞结构被破坏，则用水浸泡后，不能作为播种用的种子，C错误；自由水在低温下结冰，冰晶会破坏细胞的结构，因此冬季对农田灌溉，植物细胞的自由水含量高，结冰后会破坏细胞结构，不利于农作物越冬，D正确。
2．选C 与风干前相比，风干种子中自由水/结合水比值降低，C错误。
3．选C 步骤一是晾晒幼苗，此时失去的是自由水，自由水在细胞中以游离的形式存在，是细胞内的良好溶剂，A正确；步骤二是烘干幼苗，此时细胞结构遭到破坏，失去结合水，结合水能与细胞内其他物质相结合，在细胞内的含量稳定，B正确；步骤三损失的主要是有机物，剩下的灰烬是无机盐，C错误；细胞中的结合水含量与植物抗逆能力有关，干旱环境中生长的玉米，其细胞中结合水的含量相对较高，自由水的含量相对较低，D正确。
4．选D 构成细胞的元素绝大多数以化合物的形式存在，A正确；据图可知，分别添加了A、B元素后，植物生长速率增大，因此A、B为植物生长的必需矿质元素，B正确；B含量较多时(略大于b)生长速率达到最大，A含量较少时(a)生长速率就达到最大，因此，该植物生长所需B元素多于A元素，C正确；A矿质元素浓度在a时生长速率最大，当元素A含量高于a时，随该元素含量升高植物生长速率减小，D错误。
5．解析：(1)本实验的目的是探究冬小麦出现白苗病是缺镁还是缺锌引起的，自变量是培养液中矿质元素的不同，A组是完全培养液，C组是缺镁的完全培养液，则B组应是缺锌的完全培养液。实验处理是在相同且适宜条件下培育相同的一段时间，观察幼苗的生长发育状况。(2)若冬小麦的白苗病仅与缺锌有关，则A组中的冬小麦幼苗正常生长，B组冬小麦幼苗都表现为白苗病，C组冬小麦幼苗正常生长；镁是叶绿素的组成元素，缺镁可能会引起白苗病，若冬小麦白苗病是由缺镁引起的，则C组冬小麦幼苗表现出白苗病，A、B两组冬小麦幼苗正常生长；若冬小麦的白苗病与缺锌和缺镁都有关，则A组冬小麦幼苗正常生长，B、C两组冬小麦幼苗都表现为白苗病。(3)若实验证明冬小麦白苗病是由缺锌引起的，从科学研究的严谨角度出发，要进一步证明该观点正确，可在已出现白苗病的B组内加入含锌的培养液，相同条件培养一段时间，若B组冬小麦幼苗白苗病病症消失，正常生长，则可进一步证明冬小麦白苗病是由缺锌引起的。
答案：(1)完全培养液 缺锌的完全培养液 相同且适宜条件下培育相同的一段时间 (2)B组冬小麦幼苗都表现为白苗病，C组正常 B、C两组冬小麦幼苗都表现为白苗病 (3)在已出现白苗病的B组内加入含锌的培养液，相同条件培养一段时间 B组冬小麦幼苗白苗病病症消失，正常生长(共88张PPT)
第2节
细胞中的无机物
学习目标
1．说出水在细胞中的存在形式和作用，认同其在生命活动中具有重要作用；
2．举例说出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用。
CONTENTS
目录
1
2
3
4
聚焦·学案一 细胞中的水
聚焦·学案二 细胞中的无机盐
课时跟踪检测
随堂小结 ——即时回顾与评价
NO.1
聚焦·学案一 细胞中的水
学案设计
(一)识记细胞中水的含量和水的特性
1．细胞中水的含量
(1)生物体的含水量随着生物_____的不同有所差别，一般为60%～95%。
(2)水是构成_____的重要成分，也是活细胞中含量_____的化合物。
微点拨：生物体在不同的生长发育期，含水量不同，幼年个体含水量通常大于老年个体。
种类
细胞
最多
2．水的特性
(1)水分子是_____分子，因此水是良好的溶剂。
(2)水分子具有_____，易于断裂和形成，使水在常温下能够维持液体状态，具有_______；由于氢键的存在，水具有较高的_______ 。
种类
氢键
流动性
比热容
(二)辨清两类水的概念和功能
1．自由水
概念 细胞中呈______状态，可以自由流动的水
功能 ①细胞内_______________；
②参与______________；
③为细胞提供液体环境；
④运送营养物质和代谢废物
游离
良好的溶剂
生物化学反应
2.结合水
概念 与细胞内的其他物质________的水
功能 是细胞结构的_______________
相结合
重要组成部分
微点拨：结合水的存在形式主要是水与蛋白质、多糖等物质结合，结合水没有流动性和溶解性。
(三)理解自由水和结合水的相互转化
|探|究|学|习|
农业生产中，需要将种子晒干后进行储存，这样能保存较长时间。如果将晒干后的种子放入试管中进行加热，会发现试管壁上有水珠出现。晒干后的小麦种子不能萌发，浸泡处理后的小麦种子却可以萌发。
(1)上述材料中将种子晾晒后重量减少是因为失去________，种子烘烤后失去________________。浸泡后的种子因为含有较多的_______，而代谢较为旺盛。烘烤后的种子用水浸泡后________(填“能”或“不能”)萌发，这说明_______是细胞结构的重要组成部分。
自由水
自由水和结合水
自由水
不能
结合水
(2)越冬的植物、干旱地区植物的细胞中，结合水含量相对较高，这表明自由水和结合水的含量与生物的抗逆性有什么关系？
提示：一般情况下，结合水和自由水的比值越大，生物的抗逆性越强。
|认|知|生|成|
1．自由水与结合水的相互转化
2．自由水和结合水的比值关系
图解 曲线
在生产中的应用：种子萌发时，需要吸收水分增加自由水含量；种子储存前晒干是为了降低自由水含量，降低代谢速率，以延长储存时间；越冬作物减少灌溉，可提高作物对低温的抗性 1．概念理解判断
(1)水分子在细胞内不参与细胞结构的组成。 ( )
(2)晒干的种子不含自由水。 ( )
(3)结合水没有流动性和溶解性。 ( )
(4)正常情况下，自由水所占比例越大，细胞代谢越旺盛。 ( )
迁移训练
×
×
√
√
2.(教材P21“示意图”改编)如图是水分子及水分子间靠氢键结合的示意图，下列相关叙述正确的是( )
A．水分子间的氢键使水的温度相对不容易
发生改变
B．细胞内的结合水是多种离子良好的溶剂
C．细胞内的自由水和结合水都参与物质运输
D．种子晒干和烘干过程中减少的都是自由水
√
解析：氢键使水分子具有一定的稳定性，破坏氢键需要能量，水分子间的氢键使水的温度相对不容易发生改变，A正确；自由水是多种离子良好的溶剂，B错误；自由水参与物质运输，C错误；种子晒干过程中减少的是自由水，烘干过程中减少的是自由水和结合水，D错误。
3．下列关于水的叙述，不正确的是( )
A．自由水是生物化学反应的介质，不直接参与生物化学反应
B．水是活细胞中含量最高的化合物
C．北方冬小麦在冬季自由水比例逐渐降低，结合水比例逐渐上升，以适应低温环境
D．水在细胞中的存在形式及功能并不是一成不变的
√
解析：自由水可以直接参与细胞中的生物化学反应，A错误；活细胞中含量最多的化合物是水，B正确；降温时作物体内自由水含量降低，而结合水的比例逐渐上升，以避免气温下降时自由水过多导致结冰而损伤自身，即北方冬小麦在冬季自由水比例逐渐降低，结合水比例逐渐上升，因而能适应低温环境，C正确；水在细胞中的存在形式及功能并不是一成不变的，一定条件下自由水和结合水可以相互转化，D正确。
4．分步冷冻保存种子技术可用于长期保存植物种子。具体方法：将种子装入冻存管，先在4 ℃冰箱中存放30 min；立刻移入－20 ℃冰箱中存放1 h；随即投入液氮(－196 ℃)中保存。该过程使种子中的水分有充足的时间流出细胞，从而增加种子的抗逆性，减少冷冻伤害。据此分析，上述过程中种子细胞中的自由水/结合水的值的变化情况是( )
A．逐渐增大至稳定 B．逐渐减小至稳定
C．先增大后减小 D．先减小后增大
√
解析：细胞中自由水呈游离状态，可以自由流动；结合水是指与细胞内的其他物质相结合的水，不可自由流动。依题意，分步冷冻过程中，种子中的水分流出细胞，则流出细胞的应该是自由水。因此，上述过程中种子细胞中的自由水/结合水的值的变化情况是逐渐减小至稳定，B符合题意。
NO.2
聚焦·学案二 细胞中的无机盐
[学案设计]
(一)熟知细胞中无机盐的存在形式和含量
(二)举例分析无机盐的生理功能
|探|究|学|习|
材料一 一种叶绿素分子和血红素分子局部结构简图如下：
材料二 足球运动员在激烈比赛中有时会出现肌肉抽搐的现象，这是随着汗液丢失了大量钙离子引起的；硼能促进花粉的萌发和花粉管的生长，缺少硼时常导致“花而不实”。
材料三 医用生理盐水是质量分数为0.9%的氯化钠溶液。人体的红细胞在生理盐水中会保持原有的形态，如果放到清水里，会吸水涨破。
材料四 人体代谢过程中产生的一些代谢物质会改变体液的酸碱度，人体血液中存在H2CO3/NaHCO3和NaH2PO4/Na2HPO4等物质，可以中和这些变化。
(1)由材料一可以看出无机盐是______________________________。
(2)材料二说明无机盐对_________________________有着重要的意义。
(3)材料三说明无机盐能调节人体的_______，维持细胞的__________。
(4)材料四说明无机盐对于维持生物体__________的相对稳定具有重要作用。
某些复杂化合物的重要组成成分
维持生物体的正常生命活动
渗透压
正常形态
酸碱平衡
|认|知|生|成| 归纳无机盐的生理功能
生理功能 举例
组成某些复杂化合物 ①Mg是构成_______的元素；
②Fe是构成_______的元素；
③P是组成细胞膜、细胞核的重要成分，也是细胞必不可少的许多化合物的成分
叶绿素
血红素
维持细胞和生物体的生命活动 ①_____缺乏会引发肌肉酸痛、无力等；
②哺乳动物血液中_____的含量太低，会出现抽搐等症状
维持生物体内的平衡 ①渗透压的平衡；②酸碱平衡
Na＋
Ca2＋
续表
微点拨：无机盐在调节渗透压中的作用
渗透压是衡量溶液中溶质浓度的一种方法，溶液中渗透压的高低取决于溶液中溶质粒子的浓度。在机体内无机盐提供的渗透压最大，而有机物提供的渗透压很小。只有当机体细胞内外的渗透压维持在一定水平时，组织细胞的形态和机能才能维持正常。
(三)掌握“对照法”探究植物生长必需的无机盐的设计思路
1．实验设计
2．实验中的对照
空白对照 对照组：植物＋完全培养液
实验组：植物＋缺X的完全培养液
自身对照 对照组：植物＋缺X的完全培养液(加入无机盐X之前)
实验组：植物＋缺X的完全培养液(加入无机盐X后)
迁移训练
1．概念理解判断
(1)生物体内，无机盐均以离子的形式存在。 ( )
(2)无机盐含量过多或过少都会影响生物体的正常生命活动。 ( )
(3)植物种子燃烧产生的灰烬中含有丰富的无机盐。 ( )
(4)Mg是构成叶绿素的必需成分，植物缺乏Mg时会导致叶片发黄。 ( )
√
√
√
×
2．苹果含有微量元素锌，而锌是构成与记忆力息息相关的有机物不可缺少的元素，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
√
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，D正确。
3．已发现人体有20余种必需的无机盐，其中人体需要较多而在饮食中又容易供给不足的有钙、磷、铁。下面关于无机盐的叙述，不合理的是( )
A．缺铁性贫血是因为人体对铁的摄入量不足，影响到血红素的合成
B．人体血液中Ca2＋的含量过高会出现抽搐的症状
C．镁是叶绿素的组成成分之一，缺镁会影响植物的光合作用
D．细胞中无机盐的主要存在形式是离子
√
解析：缺铁性贫血是因为人体对铁的摄入量不足，影响到血红素的合成，A正确；人体血液中Ca2＋的含量过低会出现抽搐等症状，过高会出现肌无力，B错误；镁是叶绿素的成分之一，缺镁会影响植物的光合作用，C正确；细胞中无机盐大部分以离子的形式存在，D正确。
4．探究某种元素是否为植物生长的必需元素，一般利用溶液培养法。下图为探究X元素是否为植物生长的必需元素的实验设计流程图，下列相关说法正确的是( )
A．该实验只须设置前后对照，无须再另设对照组实验
B．通过检测叶片中X元素的含量，可验证该实验目的
C．通过对比X元素的有无对植物生长的影响，可获得实验结论
D．若X元素为P，则缺P会导致植物叶片出现黄化现象
√
解析：该实验须设置“植物＋完全培养液”的对照组，以判断植物的生长是否正常，实验中向生长不正常的植物培养液中加入X盐的目的是进行二次对照(即前后对照)，以增强说服力，A错误；对比X元素的有无对植物生长是否有影响，可以确定X元素是否为植物生长的必需元素，检测叶片中X元素的含量，并不能判断其是否为植物生长的必需元素，B错误，C正确；若X元素为P，则缺P会导致植物叶片偏小且呈暗绿偏紫色，D错误。
5．“焦边”是由缺钾所引起的植物叶片边缘出现枯黄色的现象。某同学欲探究钾对植物叶片生长情况的影响，配制了两种培养液进行实验，培养液主要成分的配方如下表所示。以下说法错误的是( )
组别 培养液类别 培养液所含主要成分的质量浓度/(mg·L－1) KNO3 CaCl2·2H2O MgSO4·7H2O (NH4)2SO4
甲组 完全培养液 25 000 150 250 134
乙组 缺钾的完全培养液 0 150 250 134
A．实验检测指标是叶片边缘是否出现枯黄色
B．该实验不能证明镁是合成叶绿素的必需元素
C．乙组实验结果可以证明缺钾会导致植物出现“焦边”现象
D．可以增加一组二次对照实验，即在缺钾培养液中加入钾，观察植物叶片生长是否恢复正常
√
解析：实验的单一变量是培养液的种类，检测指标是叶片边缘是否出现枯黄色，A正确；甲、乙两组培养液均含有镁，不能得出镁是合成叶绿素的必需元素的结论，B正确；通过两组的对比，该实验能证明缺钾会导致植物出现“焦边”现象，C错误；本实验可以增加一组二次对照实验(自身对照实验)，即在缺钾的完全培养液中加入钾，观察植物叶片生长是否恢复正常，D正确。
随堂小结 ——即时回顾与评价
NO.3
一、建构概念体系
二、融通科学思维
1．秋季，农民收获的玉米需经晾晒后才能入库储存。结合所学知识，试分析其中的生物学原理：___________________________________
__________________________________________________________。
2．植物体缺Mg会影响光合作用的原因是_______________________
__________________________________________________________。
3．缺Fe会导致贫血的原因是___________________________________
__________________________________________________________。
玉米晾晒后自由水含量降低，细胞代谢
减弱，可减少有机物消耗，同时能防止种子发芽、霉变
Mg是叶绿素的组成元素
之一，缺Mg使叶绿素的形成受到阻碍，进而影响光合作用
血红素的分子结构不能缺少的一种元素
就是Fe，缺Fe会导致血红素的合成受阻，从而引起贫血
三、综合检测反馈
√
1．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．氢键是水分子间的一种弱的引力，氢键不稳定，使水具有流动性
B．氢键的存在使水具有较高的比热容，对于维持生命系统的稳定性十分重要
C．将种子烘干并用水浸泡后，可作为播种用的种子
D．冬季对农田灌溉不利于农作物越冬
解析：水分子间弱的引力(氢键)不断地断裂，又不断地形成，这决定了其具有流动性，是物质运输所必需的，A正确；水具有较高的比热容，吸收相同的热量，温度变化小，有利于维持生命系统的稳定性，B正确；结合水是细胞结构的重要组成部分，将种子烘干后失去了结合水，细胞结构被破坏，则用水浸泡后，不能作为播种用的种子，C错误；自由水在低温下结冰，冰晶会破坏细胞的结构，因此冬季对农田灌溉，植物细胞的自由水含量高，结冰后会破坏细胞结构，不利于农作物越冬，D正确。
2．某研究机构报告称，水分子约占木星大气分子的0.25%，这个占比几乎是太阳的三倍，进一步为外星生命体存在的可能性提供了证据，这与水的性质和功能相关。下列有关叙述错误的是( )
A．水是一种良好的溶剂，几乎所有带极性基团的分子或带电离子都能溶解于水中
B．结合水能结合许多亲水大分子，干旱环境中植物的结合水/自由水比值升高
C．与风干前相比，风干种子中自由水/结合水比值升高
D．自由水能运输营养物质和代谢废物，代谢旺盛的细胞自由水/结合水比值升高
√
解析：与风干前相比，风干种子中自由水/结合水比值降低，C错误。
3．“有收无收在于水，收多收少在于肥”。某生物兴趣小组以玉米幼苗为实验材料进行了如下探究实验。下列叙述错误的是( )
A．步骤一损失的水在细胞中主要以游离形式存在，是细胞内的良好溶剂
B．步骤二损失的水能与细胞内其他物质相结合，在细胞内的含量相对稳定
C．步骤三损失的主要是无机盐，它们在细胞中主要以离子的形式存在
D．干旱环境中生长的玉米，其细胞中结合水与自由水的比值相对较高
√
解析：步骤一是晾晒幼苗，此时失去的是自由水，自由水在细胞中以游离的形式存在，是细胞内的良好溶剂，A正确；步骤二是烘干幼苗，此时细胞结构遭到破坏，失去结合水，结合水能与细胞内其他物质相结合，在细胞内的含量稳定，B正确；步骤三损失的主要是有机物，剩下的灰烬是无机盐，C错误；细胞中的结合水含量与植物抗逆能力有关，干旱环境中生长的玉米，其细胞中结合水的含量相对较高，自由水的含量相对较低，D正确。
4.如图表示某植物生长速率与培养液中A、B两种矿质元素的含量关系，下列分析错误的是( )
A.组成植物细胞的各种元素大多以化合物形式存在
B.A、B为植物生长的必需矿质元素
C.该植物生长所需B元素多于A元素
D.当元素A的含量高于a时，随该元素含量升高植物生长速率增大
√
解析：构成细胞的元素绝大多数以化合物的形式存在，A正确；据图可知，分别添加了A、B元素后，植物生长速率增大，因此A、B为植物生长的必需矿质元素，B正确；B含量较多时(略大于b)生长速率达到最大，A含量较少时(a)生长速率就达到最大，因此，该植物生长所需B元素多于A元素，C正确；A矿质元素浓度在a时生长速率最大，当元素A含量高于a时，随该元素含量升高植物生长速率减小，D错误。
5．在一些地区种植的冬小麦经常出现白苗病。患病植株的叶片逐渐变为白色，使得小麦无法正常进行光合作用。关于冬小麦白苗病产生的原因，有人认为与缺镁有关，有人认为与缺锌有关。某同学利用长势相同的冬小麦幼苗完成下列实验，探究冬小麦白苗病产生的原因。回答下列问题：
组别 培养液 实验处理 观察指标 实验现象
A ①________ ③______, 幼苗的 生长状况 正常生长
B ②________
C 缺镁的完全培养液 ？
(1)补充上表中实验步骤：①__________，②________________，③__________________________________________________。
(2)预测实验结果与结论：
A组的冬小麦幼苗正常生长，若________________________，则冬小麦的白苗病仅与缺锌有关；
A组的冬小麦幼苗正常生长，若________________________，则冬小麦的白苗病与缺锌和缺镁都有关。
(3)若实验证明冬小麦白苗病只与缺锌有关，从科学研究的严谨角度出发，为进一步证明该观点正确，还应增加的实验步骤是__________________________________________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________。
增加步骤后预期的实验结果是____________________________
__________________________________________________________。
解析：(1)本实验的目的是探究冬小麦出现白苗病是缺镁还是缺锌引起的，自变量是培养液中矿质元素的不同，A组是完全培养液，C组是缺镁的完全培养液，则B组应是缺锌的完全培养液。实验处理是在相同且适宜条件下培育相同的一段时间，观察幼苗的生长发育状况。(2)若冬小麦的白苗病仅与缺锌有关，则A组中的冬小麦幼苗正常生长，B组冬小麦幼苗都表现为白苗病，C组冬小麦幼苗正常生长；镁是叶绿素的组成元素，缺镁可能会引起白苗病，若冬小麦白苗病是由缺镁引起的，则C组冬小麦幼苗表现出白苗病，A、B两组冬小麦
幼苗正常生长；若冬小麦的白苗病与缺锌和缺镁都有关，则A组冬小麦幼苗正常生长，B、C两组冬小麦幼苗都表现为白苗病。(3)若实验证明冬小麦白苗病是由缺锌引起的，从科学研究的严谨角度出发，要进一步证明该观点正确，可在已出现白苗病的B组内加入含锌的培养液，相同条件培养一段时间，若B组冬小麦幼苗白苗病病症消失，正常生长，则可进一步证明冬小麦白苗病是由缺锌引起的。
答案：(1)完全培养液 缺锌的完全培养液 相同且适宜条件下培育相同的一段时间 (2)B组冬小麦幼苗都表现为白苗病，C组正常 B、C两组冬小麦幼苗都表现为白苗病 (3)在已出现白苗病的B组内加入含锌的培养液，相同条件培养一段时间 B组冬小麦幼苗白苗病病症消失，正常生长
课时跟踪检测
NO.4
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A级 强基固本
1．一般来讲代谢旺盛的细胞中，自由水与结合水的比值( )
A．较小 B．较大
C．基本相同 D．相同
解析：自由水与结合水的比值越大，细胞代谢越旺盛，故一般来讲代谢旺盛的细胞中，自由水与结合水的比值较大，B正确。
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2．生长在含盐量高，干旱土壤中的盐生植物，通过在液泡中储存大量的Na＋而促进细胞吸收水分，该现象说明液泡内的Na＋参与( )
A．维持细胞的渗透压 B．维持正常pH
C．提供能量 D．组成体内的化合物
解析：由题意可知，盐生植物通过在液泡中储存大量的Na＋使细胞液的渗透压升高，促进细胞从高盐、干旱的土壤中吸收水分，这个现象说明液泡内的Na＋参与细胞渗透压的维持，A正确。
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3．水的功能与水的存在形式有关。下列与自由水或结合水的功能描述不匹配的是( )
A．自由水参与细胞代谢
B．自由水运输养料和代谢废物
C．结合水是多种离子良好的溶剂
D．结合水是组成细胞结构的重要组成部分
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解析：自由水可以当作底物参与细胞代谢，A正确；自由水可以当作运输的载体来运输养料和代谢废物，B正确；自由水是多种离子良好的溶剂，C错误；结合水与细胞中一些重要的化合物结合，是组成细胞结构的一部分，D正确。
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4．“天宫课堂”上，我国航天员展示了如何在太空中饮用再生水，太空中的生命活动也离不开水。下列选项中关于细胞和生物体中水的叙述，正确的是( )
A．水分子之间的氢键使得水成为良好的溶剂
B．水不参与血浆正常浓度及酸碱平衡的维持
C．某些代谢过程既有水的消耗又有水的生成
D．同一生物个体的不同细胞中含水量相差不大
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解析：水具有极性，因此水是许多极性分子和离子的良好溶剂，A错误；血浆中的缓冲物质溶解在水中，发挥相应的作用，因此水参与血浆浓度以及酸碱平衡的维持，B错误；一些代谢过程既有水的消耗又有水的生成，C正确；不同细胞中的含水量可能有很大差别，D错误。
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5．下列关于细胞中无机物的叙述，正确的是( )
A．细胞中的无机盐均以离子的形式存在
B．饮料中的水进入细胞，可起到溶剂和运输的作用
C．饮料中无机盐能被人体直接吸收，可以快速提供能量
D．大量出汗后，需要补充无机盐，主要目的是维持人体酸碱平衡
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解析：无机盐主要以离子的形式存在，少数是细胞内某些复杂化合物的组成成分，A错误；饮料中的水进入细胞，属于细胞中的自由水，可起到溶剂和运输的作用，B正确；无机盐不能为细胞提供能量，C错误；大量出汗后，需要补充无机盐，是因为人体内Na＋缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最终引发肌肉酸痛、无力，D错误。
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6．下列关于无机盐在生物体中功能的叙述，错误的是( )
A．无机盐占细胞鲜重的7%～10%
B．玉米在生长过程中缺乏P，会影响根系发育
C．人体血液中Ca2＋浓度太低，会出现抽搐症状
D．在探究小麦生长发育需要Mg2＋的实验中必须设置对照实验
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解析：蛋白质占细胞鲜重的7%～10%，无机盐占细胞鲜重的1%～1.5%，A错误；玉米在生长过程中缺乏P，植株就会特别矮小，根系发育差，B正确；人体血液中Ca2＋浓度太低会出现抽搐症状，C正确；实验设计应遵循对照原则，探究小麦生长发育需要Mg2＋的实验中必须设置对照实验，D正确。
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7．炎炎夏日，高温作业人员大量出汗后要及时补充淡盐水。下列有关水和无机盐的叙述，错误的是( )
A．人体血液中Na＋过多会出现抽搐、肌肉酸痛等症状
B．细胞中无机盐含量很少且大多数是以离子的形式存在
C．人体的绝大多数细胞必须浸润在以水为基础的液体环境中
D．晒干的种子中自由水含量减少，降低了细胞对有机物的消耗
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解析：人体缺Na＋会引发神经、肌肉细胞兴奋性降低，导致肌肉酸痛乏力，人体血液中Ca2＋的含量太低，会出现抽搐等症状，A错误；细胞中无机盐含量很少，大多数以离子的形式存在，B正确；多细胞生物体的绝大多数细胞，必须浸润在以水为基础的液体环境中才能进行新陈代谢，C正确；自由水占比越低，细胞抵抗不良环境的能力越强，晒干的种子中自由水含量减少，降低了代谢水平，D正确。
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8．水和无机盐是生物体不可缺少的成分，对维持生物体的正常生命活动具有重要作用。下列叙述错误的是( )
A．水通过氢键与细胞内的蛋白质、脂肪等物质相结合形成结合水而失去流动性
B．植物组织中的含水量及水的存在状态是植物代谢活动的重要生理指标
C．参与生命活动的无机盐常常需要溶解在水中才能发挥其应有的生理功能
D．急性腹泻患者输入含特定无机盐的生理盐水能维持细胞和生物体的正常生命活动
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解析：脂肪不是亲水性物质，水不与脂肪结合，A错误；植物代谢活动越旺盛，组织中的含水量越多，自由水与结合水的比值就越大，B正确；无机盐常以离子形式存在，自由水是良好的溶剂，参与生命活动的无机盐常常需要溶解在水中才能发挥其应有的生理功能，C正确；急性腹泻患者丢失了大量水和无机盐，输入含特定无机盐的生理盐水能维持细胞和生物体的正常生命活动，D正确。
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9．医生给病人输液时，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水的比例，使细胞代谢加快，加剧病情
D．生理盐水能维持人体细胞生活环境的稳定状态，防止细胞过度吸
水或失水
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解析：医用生理盐水的渗透压正好与人体细胞生活的液体渗透压相等，在此液体环境中细胞不会因失水或吸水而变形。
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10．(9分)清朝扬州八怪之一的郑板桥有诗云：“东北人参凤阳梨，难及潍县萝卜皮”。潍县青萝卜甜脆多汁，稍有辣味，膳食纤维丰富，具有较高的营养价值和保健功能。农民在储存小麦种子前，需将刚收获的小麦种子晒干后，才收进粮仓存放。根据以上材料回答下列问题：
(1)青萝卜细胞中含量最多的化合物是________，青萝卜种子萌发初期，结合水/自由水的值________(填“上升”“不变”或“下降”)。
(2)农民晒种时小麦种子失去的主要是以________的形式存在于细胞中的水，当把种子晒干后放在试管中点燃，直至燃成灰烬，此灰烬主要是________。
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(3)储存小麦种子前，如果暴晒的时间不够长，在粮仓中储存时小麦会产热导致霉烂。通过上述事实可以看出，细胞的代谢强弱与细胞的__________________有密切联系。
(4)青萝卜甜脆多汁，是由于含水量较高，糖等多种物质溶解于水中，说明细胞中的水的功能为______________；在青萝卜生长发育过程中，需要供给足够的营养，如果钾供应不足，叶片边缘变褐色，肉质根不能正常膨大，这说明无机盐具有__________________________的功能。
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解析：(1)青萝卜细胞中含量最多的化合物是水；青萝卜种子萌发初期，细胞代谢加快，自由水含量增加，结合水含量减少，故结合水与自由水的比值下降。(2)农民晒种时小麦种子失去的主要是以自由水的形式存在于细胞中的水。种子晒干的过程中大量的自由水丧失，此后再放在试管中点燃，直至燃成灰烬，此过程中种子中剩余的极少的自由水和所有的结合水也丧失，各种有机物在燃烧中被氧化，所以灰烬主要是无机盐。(3)储存小麦种子前，如果暴晒的时间不够长，在粮仓中储存时小麦会产热导致霉烂。通过上述事实可以看出，细胞的代谢强弱与细胞的自由水与结合水的比例有密切联系。
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(4)青萝卜甜脆多汁，是由于含水量较高，糖等多种物质溶解于水中，说明细胞中的水的功能是一种良好的溶剂。钾供应不足，叶片边缘变褐色，肉质根不能正常膨大，这说明无机盐能够维持细胞和生命体的生命活动。
答案：(1)水 下降 (2)自由水 无机盐 (3)自由水与结合水的比例 (4)作为良好溶剂 维持细胞和生物体的生命活动
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B级 发展提能
11．如果将植物培养在只含一种盐分的溶液中，植物不久将会呈现不正常状态，最后死亡，这种现象即单盐毒害。下表是利用0.12 mol/L NaCl、0.12 mol/L CaCl2、0.12 mol/L KCl溶液进行实验时，小麦根的生长情况，下列说法不正确的是( )
溶液 NaCl CaCl2 NaCl＋CaCl2 NaCl＋CaCl2＋KCl
根的总长度/cm 59 70 154 324
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A．将海藻放在和海水NaCl浓度相同的NaCl溶液中培养，会发生单盐毒害
B．单盐毒害现象可能与缺乏生长发育的必需元素有关
C．据表分析，在发生单盐毒害的溶液中加入含其他盐分的溶液时，会减弱或消除毒害现象
D．单盐毒害现象可能与外界盐溶液浓度太低导致植物细胞无法维持正常形态有关
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解析：将海藻放在和海水NaCl浓度相同的NaCl溶液中培养，由于海水中有很多种盐，而NaCl溶液中只有NaCl一种盐，因此放在NaCl溶液中会发生单盐毒害，A正确；单盐毒害发生在只含有一种盐分的溶液中，植物将很快地积累离子，并呈现出不正常状态，可能是因为缺乏生长发育的必需元素，B正确；由表格数据分析，植物培养在浓度不变的混合溶液中时，根的总长度变长，这说明在发生单盐毒害的溶液中加入含其他盐分的溶液时，会减弱或消除毒害现象，进而说明单盐毒害现象与外界盐溶液浓度太低无关，C正确，D错误。
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12．如图为9～12月份，某农作物细胞内含水量变化的曲线图。下列相关叙述错误的是( )
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A．冬季细胞中结合水/自由水的值与植物的抗寒性呈负相关
B．9月至12月细胞中自由水相对含量逐渐减少导致该农作物细胞代谢水平逐渐降低
C．9月至12月细胞中结合水相对含量逐渐上升,可能是部分自由水转化为结合水导致的
D．冬季细胞中自由水相对含量降低，可防止结冰损伤细胞，有助于植株抵抗低温冻害
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解析：自由水含量高时，细胞的代谢旺盛，抗逆性差，结合水/自由水的值与植物的抗寒性呈正相关，A错误；据图分析，该农作物细胞中的自由水相对含量从9月至12月处于下降趋势，导致该农作物细胞代谢水平逐渐降低，B正确；9月至12月细胞中结合水相对含量逐渐上升，细胞含水量的下降趋势没有自由水的下降趋势大，可以推测该变化可能是部分自由水转化为结合水导致的，C正确；冬季气温低时，细胞中自由水相对含量降低，可防止结冰而损伤自身细胞，有助于植株抵抗低温冻害，D正确。
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13．(14分)下表是某植物无土栽培的一种培养液配方，请据此回答有关问题：
成分 Ca(NO3)2 NaH2PO4 MgSO4 FeCl3 微量元素 H2O
含量 1.0 g 0.20 g 0.25 g 0.005 g 极少量 1 000 mL
(1)无土栽培所用培养液中的无机盐在植物体内大多数以________形式存在；植物缺Mg会导致叶片发黄，不能进行正常的光合作用，说明了无机盐对于维持____________________有重要作用；为使该植物能正常生长，还需补充含________元素的化合物。
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(2)研究表明，有些无机盐离子可重复利用，有的不能重复利用，可重复利用的无机盐离子缺乏时，老叶先表现出缺乏症，不可重复利用的无机盐离子缺乏时，幼叶先表现出缺乏症。请设计实验证明Mg是可重复利用的元素。
实验材料：长势相同的玉米幼苗若干、蒸馏水、含有植物必需元素的各种化合物。
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实验步骤：
①配制完全培养液和________________，分别放入两组培养瓶中，并编号A、B。
②_________________________________________________________。
③放在相同且适宜的条件下培养一段时间后，__________________。
预期实验结果：
在完全培养液中的玉米幼苗生长正常，_______________________。
实验结论：Mg是可重复利用的元素。
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解析：(1)无机盐在植物体内大多数以离子的形式存在。植物缺Mg导致叶片发黄，不能进行正常的光合作用，说明无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要的作用。植物可吸收CO2获取C元素，题中配方缺少大量元素K，因此为使该植物能正常生长，还需补充含K元素的化合物。(2)根据实验目的、单一变量和对照原则等设计实验过程。①该实验的自变量为培养液中是否含Mg，因此需要配制完全培养液和等量的缺Mg的完全培养液，配制好后分别放入两组培养瓶中，并编号A、B。②实验中的无关变量要相同，故将长势相同的玉米幼苗均分为两组，分别栽培在上述两种培养液中。
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③将上述两组玉米幼苗放在相同且适宜的条件下培养一段时间后，观察玉米幼苗叶片的颜色变化。根据实验结论(Mg是可重复利用的元素)，预期实验结果应为在完全培养液中的玉米幼苗生长正常，在缺Mg的完全培养液中生长的玉米幼苗老叶先变黄。
答案：(1)离子 细胞和生物体的生命活动 K (2)①等量的缺Mg的完全培养液 ②将长势相同的玉米幼苗随机均分成两组，分别栽培在上述两种培养液中 ③观察玉米幼苗叶片颜色的变化 在缺Mg的完全培养液中生长的玉米幼苗老叶先变黄课时跟踪检测(四) 细胞中的无机物
A级 强基固本
1．一般来讲代谢旺盛的细胞中，自由水与结合水的比值( )
A．较小 B．较大
C．基本相同 D．相同
2．生长在含盐量高，干旱土壤中的盐生植物，通过在液泡中储存大量的Na＋而促进细胞吸收水分，该现象说明液泡内的Na＋参与( )
A．维持细胞的渗透压 B．维持正常pH
C．提供能量 D．组成体内的化合物
3．水的功能与水的存在形式有关。下列与自由水或结合水的功能描述不匹配的是( )
A．自由水参与细胞代谢
B．自由水运输养料和代谢废物
C．结合水是多种离子良好的溶剂
D．结合水是组成细胞结构的重要组成部分
4．“天宫课堂”上，我国航天员展示了如何在太空中饮用再生水，太空中的生命活动也离不开水。下列选项中关于细胞和生物体中水的叙述，正确的是( )
A．水分子之间的氢键使得水成为良好的溶剂
B．水不参与血浆正常浓度及酸碱平衡的维持
C．某些代谢过程既有水的消耗又有水的生成
D．同一生物个体的不同细胞中含水量相差不大P167选C 水具有极性，因此水是许多极性分子和离子的良好溶剂，A错误；血浆中的缓冲物质溶解在水中，发挥相应的作用，因此水参与血浆浓度以及酸碱平衡的维持，B错误；一些代谢过程既有水的消耗又有水的生成，C正确；不同细胞中的含水量可能有很大差别，D错误。
5．下列关于细胞中无机物的叙述，正确的是( )
A．细胞中的无机盐均以离子的形式存在
B．饮料中的水进入细胞，可起到溶剂和运输的作用
C．饮料中无机盐能被人体直接吸收，可以快速提供能量
D．大量出汗后，需要补充无机盐，主要目的是维持人体酸碱平衡
6．下列关于无机盐在生物体中功能的叙述，错误的是( )
A．无机盐占细胞鲜重的7%～10%
B．玉米在生长过程中缺乏P，会影响根系发育
C．人体血液中Ca2＋浓度太低，会出现抽搐症状
D．在探究小麦生长发育需要Mg2＋的实验中必须设置对照实验
7．炎炎夏日，高温作业人员大量出汗后要及时补充淡盐水。下列有关水和无机盐的叙述，错误的是( )
A．人体血液中Na＋过多会出现抽搐、肌肉酸痛等症状
B．细胞中无机盐含量很少且大多数是以离子的形式存在
C．人体的绝大多数细胞必须浸润在以水为基础的液体环境中
D．晒干的种子中自由水含量减少，降低了细胞对有机物的消耗
8．水和无机盐是生物体不可缺少的成分，对维持生物体的正常生命活动具有重要作用。下列叙述错误的是( )
A．水通过氢键与细胞内的蛋白质、脂肪等物质相结合形成结合水而失去流动性
B．植物组织中的含水量及水的存在状态是植物代谢活动的重要生理指标
C．参与生命活动的无机盐常常需要溶解在水中才能发挥其应有的生理功能
D．急性腹泻患者输入含特定无机盐的生理盐水能维持细胞和生物体的正常生命活动
9．医生给病人输液时，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水的比例，使细胞代谢加快，加剧病情
D．生理盐水能维持人体细胞生活环境的稳定状态，防止细胞过度吸水或失水P167
10.
得分
(9分)清朝扬州八怪之一的郑板桥有诗云：“东北人参凤阳梨，难及潍县萝卜皮”。潍县青萝卜甜脆多汁，稍有辣味，膳食纤维丰富，具有较高的营养价值和保健功能。农民在储存小麦种子前，需将刚收获的小麦种子晒干后，才收进粮仓存放。根据以上材料回答下列问题：
(1)青萝卜细胞中含量最多的化合物是________，青萝卜种子萌发初期，结合水/自由水的值________(填“上升”“不变”或“下降”)。
(2)农民晒种时小麦种子失去的主要是以________的形式存在于细胞中的水，当把种子晒干后放在试管中点燃，直至燃成灰烬，此灰烬主要是________。
(3)储存小麦种子前，如果暴晒的时间不够长，在粮仓中储存时小麦会产热导致霉烂。通过上述事实可以看出，细胞的代谢强弱与细胞的__________________有密切联系。
(4)青萝卜甜脆多汁，是由于含水量较高，糖等多种物质溶解于水中，说明细胞中的水的功能为______________；在青萝卜生长发育过程中，需要供给足够的营养，如果钾供应不足，叶片边缘变褐色，肉质根不能正常膨大，这说明无机盐具有__________________________的功能。
B级 发展提能
11．如果将植物培养在只含一种盐分的溶液中，植物不久将会呈现不正常状态，最后死亡，这种现象即单盐毒害。下表是利用0.12 mol/L NaCl、0.12 mol/L CaCl2、0.12 mol/L KCl溶液进行实验时，小麦根的生长情况，下列说法不正确的是( )
溶液 NaCl CaCl2 NaCl＋CaCl2 NaCl＋CaCl2＋KCl
根的总长度/cm 59 70 154 324
A．将海藻放在和海水NaCl浓度相同的NaCl溶液中培养，会发生单盐毒害
B．单盐毒害现象可能与缺乏生长发育的必需元素有关
C．据表分析，在发生单盐毒害的溶液中加入含其他盐分的溶液时，会减弱或消除毒害现象
D．单盐毒害现象可能与外界盐溶液浓度太低导致植物细胞无法维持正常形态有关
12．如图为9～12月份，某农作物细胞内含水量变化的曲线图。下列相关叙述错误的是( )
A．冬季细胞中结合水/自由水的值与植物的抗寒性呈负相关
B．9月至12月细胞中自由水相对含量逐渐减少导致该农作物细胞代谢水平逐渐降低
C．9月至12月细胞中结合水相对含量逐渐上升，可能是部分自由水转化为结合水导致的
D．冬季细胞中自由水相对含量降低，可防止结冰损伤细胞，有助于植株抵抗低温冻害
13.
得分
(14分)下表是某植物无土栽培的一种培养液配方，请据此回答有关问题：
(1)无土栽培所用培养液中的无机盐在植物体内大多数以________形式存在；植物缺Mg会导致叶片发黄，不能进行正常的光合作用，说明了无机盐对于维持____________________有重要作用；为使该植物能正常生长，还需补充含________元素的化合物。
(2)研究表明，有些无机盐离子可重复利用，有的不能重复利用，可重复利用的无机盐离子缺乏时，老叶先表现出缺乏症，不可重复利用的无机盐离子缺乏时，幼叶先表现出缺乏症。请设计实验证明Mg是可重复利用的元素。
实验材料：长势相同的玉米幼苗若干、蒸馏水、含有植物必需元素的各种化合物。
实验步骤：
①配制完全培养液和________________，分别放入两组培养瓶中，并编号A、B。
②________________________________________________________________________。
③放在相同且适宜的条件下培养一段时间后，________________________。
预期实验结果：
在完全培养液中的玉米幼苗生长正常，_____________________________________。
实验结论：Mg是可重复利用的元素。
课时跟踪检测(四)
1．选B 自由水与结合水的比值越大，细胞代谢越旺盛，故一般来讲代谢旺盛的细胞中，自由水与结合水的比值较大，B正确。
2．选A 由题意可知，盐生植物通过在液泡中储存大量的Na＋使细胞液的渗透压升高，促进细胞从高盐、干旱的土壤中吸收水分，这个现象说明液泡内的Na＋参与细胞渗透压的维持，A正确。
3．选C 自由水可以当作底物参与细胞代谢，A正确；自由水可以当作运输的载体来运输养料和代谢废物，B正确；自由水是多种离子良好的溶剂，C错误；结合水与细胞中一些重要的化合物结合，是组成细胞结构的一部分，D正确。
4．选C 水具有极性，因此水是许多极性分子和离子的良好溶剂，A错误；血浆中的缓冲物质溶解在水中，发挥相应的作用，因此水参与血浆浓度以及酸碱平衡的维持，B错误；一些代谢过程既有水的消耗又有水的生成，C正确；不同细胞中的含水量可能有很大差别，D错误。
5．选B 无机盐主要以离子的形式存在，少数是细胞内某些复杂化合物的组成成分，A错误；饮料中的水进入细胞，属于细胞中的自由水，可起到溶剂和运输的作用，B正确；无机盐不能为细胞提供能量，C错误；大量出汗后，需要补充无机盐，是因为人体内Na＋缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最终引发肌肉酸痛、无力，D错误。
6．选A 蛋白质占细胞鲜重的7%～10%，无机盐占细胞鲜重的1%～1.5%，A错误；玉米在生长过程中缺乏P，植株就会特别矮小，根系发育差，B正确；人体血液中Ca2＋浓度太低会出现抽搐症状，C正确；实验设计应遵循对照原则，探究小麦生长发育需要Mg2＋的实验中必须设置对照实验，D正确。
7．选A 人体缺Na＋会引发神经、肌肉细胞兴奋性降低，导致肌肉酸痛乏力，人体血液中Ca2＋的含量太低，会出现抽搐等症状，A错误；细胞中无机盐含量很少，大多数以离子的形式存在，B正确；多细胞生物体的绝大多数细胞，必须浸润在以水为基础的液体环境中才能进行新陈代谢，C正确；自由水占比越低，细胞抵抗不良环境的能力越强，晒干的种子中自由水含量减少，降低了代谢水平，D正确。
8．选A 脂肪不是亲水性物质，水不与脂肪结合，A错误；植物代谢活动越旺盛，组织中的含水量越多，自由水与结合水的比值就越大，B正确；无机盐常以离子形式存在，自由水是良好的溶剂，参与生命活动的无机盐常常需要溶解在水中才能发挥其应有的生理功能，C正确；急性腹泻患者丢失了大量水和无机盐，输入含特定无机盐的生理盐水能维持细胞和生物体的正常生命活动，D正确。
9．选D 医用生理盐水的渗透压正好与人体细胞生活的液体渗透压相等，在此液体环境中细胞不会因失水或吸水而变形。
10．解析：(1)青萝卜细胞中含量最多的化合物是水；青萝卜种子萌发初期，细胞代谢加快，自由水含量增加，结合水含量减少，故结合水与自由水的比值下降。(2)农民晒种时小麦种子失去的主要是以自由水的形式存在于细胞中的水。种子晒干的过程中大量的自由水丧失，此后再放在试管中点燃，直至燃成灰烬，此过程中种子中剩余的极少的自由水和所有的结合水也丧失，各种有机物在燃烧中被氧化，所以灰烬主要是无机盐。(3)储存小麦种子前，如果暴晒的时间不够长，在粮仓中储存时小麦会产热导致霉烂。通过上述事实可以看出，细胞的代谢强弱与细胞的自由水与结合水的比例有密切联系。(4)青萝卜甜脆多汁，是由于含水量较高，糖等多种物质溶解于水中，说明细胞中的水的功能是一种良好的溶剂。钾供应不足，叶片边缘变褐色，肉质根不能正常膨大，这说明无机盐能够维持细胞和生命体的生命活动。
答案：(1)水 下降 (2)自由水 无机盐 (3)自由水与结合水的比例 (4)作为良好溶剂 维持细胞和生物体的生命活动
11．选D 将海藻放在和海水NaCl浓度相同的NaCl溶液中培养，由于海水中有很多种盐，而NaCl溶液中只有NaCl一种盐，因此放在NaCl溶液中会发生单盐毒害，A正确；单盐毒害发生在只含有一种盐分的溶液中，植物将很快地积累离子，并呈现出不正常状态，可能是因为缺乏生长发育的必需元素，B正确；由表格数据分析，植物培养在浓度不变的混合溶液中时，根的总长度变长，这说明在发生单盐毒害的溶液中加入含其他盐分的溶液时，会减弱或消除毒害现象，进而说明单盐毒害现象与外界盐溶液浓度太低无关，C正确，D错误。
12．选A 自由水含量高时，细胞的代谢旺盛，抗逆性差，结合水/自由水的值与植物的抗寒性呈正相关，A错误；据图分析，该农作物细胞中的自由水相对含量从9月至12月处于下降趋势，导致该农作物细胞代谢水平逐渐降低，B正确；9月至12月细胞中结合水相对含量逐渐上升，细胞含水量的下降趋势没有自由水的下降趋势大，可以推测该变化可能是部分自由水转化为结合水导致的，C正确；冬季气温低时，细胞中自由水相对含量降低，可防止结冰而损伤自身细胞，有助于植株抵抗低温冻害，D正确。
13．解析：(1)无机盐在植物体内大多数以离子的形式存在。植物缺Mg导致叶片发黄，不能进行正常的光合作用，说明无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要的作用。植物可吸收CO2获取C元素，题中配方缺少大量元素K，因此为使该植物能正常生长，还需补充含K元素的化合物。(2)根据实验目的、单一变量和对照原则等设计实验过程。①该实验的自变量为培养液中是否含Mg，因此需要配制完全培养液和等量的缺Mg的完全培养液，配制好后分别放入两组培养瓶中，并编号A、B。②实验中的无关变量要相同，故将长势相同的玉米幼苗均分为两组，分别栽培在上述两种培养液中。③将上述两组玉米幼苗放在相同且适宜的条件下培养一段时间后，观察玉米幼苗叶片的颜色变化。根据实验结论(Mg是可重复利用的元素)，预期实验结果应为在完全培养液中的玉米幼苗生长正常，在缺Mg的完全培养液中生长的玉米幼苗老叶先变黄。
答案：(1)离子 细胞和生物体的生命活动 K (2)①等量的缺Mg的完全培养液 ②将长势相同的玉米幼苗随机均分成两组，分别栽培在上述两种培养液中 ③观察玉米幼苗叶片颜色的变化 在缺Mg的完全培养液中生长的玉米幼苗老叶先变黄
