第2节 细胞中的无机物
课时作业
(时间:30分钟 分值:48分)
第1～8题每题3分,第9～10题每题6分,共计36分。
基础对点练
知识点1 组成细胞的水
1.(2025·梧州期中)在自然界中,小麦、玉米等在即将成熟时,如果持续经历一段时间的干热天气之后又遇到大雨天气,其种子就容易在穗上发芽。下列有关叙述错误的是( )
[A] 发芽的种子细胞中自由水的含量高于结合水的
[B] 水在常温下呈液态与水分子间的氢键不易形成和断裂有关
[C] 小麦发芽的代谢速率与水含量有关
[D] 进入冬季的植物细胞中结合水/自由水的值通常增大
【答案】 B
【解析】 发芽的种子代谢旺盛,细胞中自由水的含量高于结合水的;水在常温下呈液态与水分子间的氢键容易形成和断裂有关,水具有流动性;自由水含量越高,代谢越旺盛,因此小麦发芽的代谢速率与水含量有关;当细胞内结合水与自由水比例相对增高时,细胞的代谢减慢,抗性增强,因此进入冬季的植物细胞中结合水/自由水的值通常增大。
2.(2025·清远月考)“有收无收在于水,收多收少在于肥。”这句谚语形象地说明了植物的生长发育离不开水和无机盐。下列关于水和无机盐的叙述,错误的是( )
[A] 自由水是细胞内良好的溶剂,参与细胞内多种生化反应
[B] 结合水比例越小,细胞抵抗干旱和寒冷等逆境的能力就越强
[C] 无机盐必须以离子的形式溶解在水中,才能被根吸收
[D] 许多无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用
【答案】 B
【解析】 结合水比例越大,细胞抵抗干旱和寒冷等逆境的能力越强。
3.(2025·商洛期末)右图为水分子结构示意图,根据所学知识判断,下列说法正确的是( )
[A] 水之所以是良好的溶剂,是因为结构①这种弱引力的存在
[B] 结构②使水分子成为极性分子,从而使水具有较高的比热容
[C] 水在细胞中多以自由水形式存在,在生命活动中承担重要作用
[D] 细胞中结合水的含量是不断变化的,结合水越多,细胞代谢越旺盛
【答案】 C
【解析】 ①是氢键,由于氢键这种弱引力的存在,使得水在常温下具有流动性,具有较高的比热容;水之所以是良好的溶剂,是因为水分子是极性分子,即与②共价键有关;结合水所占的比例越大,细胞代谢越缓慢。
4.(2025·保山月考)《氾胜之书》是西汉晚期的一部农学著作,书中提到收获的粮食要“曝使极燥”,降低粮食的含水量后才入仓储存。下列说法正确的是( )
[A] “曝使极燥”后,种子抗寒能力降低
[B] “曝使极燥”过程中,种子细胞中自由水含量大幅度减少
[C] “曝使极燥”后,种子细胞中的结合水全部丧失
[D] 经过“曝使极燥”的种子给予适宜条件不能再萌发
【答案】 B
【解析】 “曝使极燥”后,种子失去较多的自由水,种子抗寒能力提高;“曝使极燥”后,种子细胞的结合水不会丧失,自由水部分丧失;经过“曝使极燥”的种子仍有活性,给予适宜条件能萌发。
知识点2 组成细胞的无机盐
5.(2025·佛山月考)研究发现,心肌细胞缺铁会导致线粒体功能障碍、氧化应激和细胞凋亡等,进而导致心脏衰竭的发生。该实例体现的无机盐的功能是( )
[A] 维持细胞的酸碱平衡
[B] 维持细胞内外溶液浓度的平衡
[C] 组成某些复杂的化合物
[D] 维持细胞和生物体的生命活动
【答案】 D
【解析】 由题意可知,心肌细胞缺铁会导致线粒体功能障碍、氧化应激和细胞凋亡等,进而导致心脏衰竭的发生,该实例说明无机盐具有维持细胞和生物体正常生命活动的功能。
6.(2025·北京期中)植物缺钾会引起叶片边缘出现枯黄的现象。某课外小组探究钾对植物生长影响的培养液配方如下表所示。下列相关叙述正确的是( )
组 别 培养液 类型 培养液所含主要成分的 质量浓度/(mg·L-1)
KNO3 CaCl2· 2H2O MgSO4· 7H2O (NH4)2 SO4
甲 完全 培养液 25 000 150 150 134
乙 缺素 培养液 0 150 250 134
[A] K+是合成叶绿素必需的无机离子
[B] 设置甲组的目的是作为实验的实验组
[C] 若培养液的浓度过高会导致植物萎蔫
[D] 该方案能达到探究钾对植物生长影响的目的
【答案】 C
【解析】 Mg2+是合成叶绿素必需的无机离子;设置甲组的目的是作为实验的对照组;分析题表可知,两组培养液中MgSO4·7H2O用量不同,且缺素培养液缺K+也缺N,无法排除N对实验结果的影响,故该方案不能达到实验目的。
7.(2025·常德期中)春天里百花争艳,花卉能美化环境,使人心情愉悦。有人总结了日常养花秘诀:无氧不生根,无氮不长叶,无磷不开花,无镁下叶黄。下列有关分析错误的是( )
[A] 无机盐在细胞中主要以化合物的形式存在
[B] Mg为叶绿素分子的组成元素,缺乏Mg影响叶绿素的合成
[C] 无机盐对维持细胞的酸碱平衡和细胞的形态有重要作用
[D] 种植花卉时应根据其不同器官的需肥规律,适时适量施肥
【答案】 A
【解析】 无机盐在细胞中主要以离子的形式存在;叶绿素的组成元素是C、H、O、N、Mg,Mg为叶绿素分子的组成元素,缺乏Mg影响叶绿素的合成;无机盐对维持细胞的酸碱平衡(如HC)和细胞的形态有重要作用;同一植物的不同器官对无机盐的需求不同,在种植花卉时应根据其不同器官的需肥规律,适时适量施肥。
8.(2025·安徽期中)为了让航天员在太空吃到蔬菜,补充维生素,人们发明了冷冻脱水蔬菜技术。现在,脱水蔬菜已成为方便面的“标配”。方便面中脱水蔬菜的加工过程主要如下:原料挑选→切削、烫漂→冷却、沥水→烘干。烘干的过程需要注意温度,否则容易烤焦。下列有关叙述正确的是( )
[A] 沥水后新鲜蔬菜直接烘干过程中失去的水主要是结合水
[B] 方便面中的脱水蔬菜烤焦后剩余的物质主要是淀粉
[C] 方便面的干牛肉中含量最多的化合物为蛋白质
[D] 脱水蔬菜方便好吃,可以完全替代新鲜蔬菜
【答案】 C
【解析】 沥水后新鲜蔬菜直接烘干,在此过程中失去的水主要是自由水;方便面中的脱水蔬菜烤焦后,剩余的物质主要是无机盐;细胞中含量最多的有机物是蛋白质,故方便面的干牛肉中含量最多的化合物是蛋白质;脱水蔬菜的加工过程中,会导致一部分水溶性维生素和矿物质的流失,一些对热不稳定的物质也会被破坏,因此脱水蔬菜不能完全替代新鲜
蔬菜。
综合提升练
9.(2025·重庆期中)水和无机盐对动植物的生命活动影响非常大。下列叙述正确的是( )
[A] 水分子易与带正电荷或负电荷的分子结合,因此可作为细胞内所有物质的良好溶剂
[B] 细胞中的血红素由于含大量元素铁而呈红色
[C] 哺乳动物的骨骼中必须含有一定量的Ca2+,若Ca2+含量太低,动物会出现抽搐等症状
[D] 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、无力等
【答案】 D
【解析】 细胞内有些物质不溶于水,如脂肪等;铁是微量元素;血液中缺钙会引起抽搐,骨骼中缺钙会引起骨质疏松;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、无力等。
10.(2025·沧州期末)磁共振技术可应用于临床疾病诊断。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含水量不同
[B] 水是细胞内良好的溶剂与水分子是极性分子有关
[C] 水分子的化学性质与其结构无关
[D] 发生病变的器官,代谢强度可能会发生改变
【答案】 C
【解析】 若水与其他亲水性物质结合形成结合水,其结构与自由水相比,会有所变化,进而化学性质也会发生变化。
11.(12分)(2025·梅州期中)水和无机盐是生物体不可缺少的组成成分,对维持生物体的生命活动具有重要的作用。请回答下列问题。
(1)在冬季来临过程中,随着气温的逐渐降低,冬小麦体内发生了一系列适应低温的生理变化,下图为冬小麦在不同时期含水量变化关系图。
①由于水分子具有极性,带正负电荷的分子(或离子)都容易与之结合,这体现了自由水的作用是 。
②从9月到12月,冬小麦细胞中自由水与结合水含量的比值 (填“上升”“不变”或“下降”),抗寒能力 (填“增强”“不变”或“减弱”)。
(2)在某地区种植的冬小麦经常出现白苗病,观点一认为是土壤中缺锌引起的,理由是锌是许多酶的活化剂,缺锌导致与叶绿素合成有关酶的活性降低,使叶片失绿;观点二认为是土壤中缺镁引起的,理由是 ,
缺镁导致叶绿素无法形成。有同学利用三组长势相同的冬小麦幼苗完成下列实验,探究哪种观点正确。
组别 培养液 实验处理 观察指标
A 完全培养液 相同且适宜条件下培育相同的一段时间 幼苗的叶片颜色情况
B
C 只缺镁的“完全培养液”
①补全实验:B组“ ”处应填写 。
②预测实验结果与结论:A组的冬小麦幼苗叶片呈绿色。
若B组冬小麦幼苗表现出白苗病,而C组叶片呈绿色,则观点一正确;
若 ,
则观点二正确;
若B、C两组冬小麦幼苗叶片均呈绿色,则观点一和观点二都错误;
若B、C两组冬小麦幼苗都表现为白苗病,则观点一和观点二都正确。
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,进一步证明该观点正确,还应增加的实验操作是 。
预期的实验结果是 。
【答案】 (除标注外,每空2分)
(1)①作为良好的溶剂(1分) ②下降(1分) 增强(1分)
(2)镁是构成叶绿素的元素(1分) ①只缺锌的“完全培养液” ②B组冬小麦幼苗叶片呈绿色,C组冬小麦幼苗表现出白苗病 ③在已出现白苗病的B组内加入含锌的培养液,相同条件下培养一段时间 B组冬小麦幼苗白苗病症状消失,正常生长
【解析】 (1)由于水分子具有极性,带正负电荷的分子(或离子)都容易与之结合,因此,自由水是良好的溶剂。从9月到12月,温度降低,冬小麦细胞中自由水与结合水含量的比值下降,抗寒能力增强。
(2)镁是构成叶绿素的元素,缺镁导致叶绿素无法形成,从而导致植物失绿,出现白苗病。本实验是探究冬小麦出现白苗病的原因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组是只缺镁的“完全培养液”,那么B组应该为只缺锌的“完全培养液”。A组是完全培养液,因此A组中的冬小麦幼苗叶片呈绿色。如果冬小麦白苗病是由缺锌引起的,则B组冬小麦幼苗表现出白苗病,而C组冬小麦幼苗叶片呈绿色;如果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,而B组冬小麦幼苗叶片呈绿色;如果冬小麦白苗病与缺锌和缺镁都无关,则B、C两组冬小麦幼苗叶片均呈绿色;如果冬小麦白苗病与缺锌和缺镁都有关,则B、C两组冬小麦幼苗都表现为白苗病。若实验证明冬小麦白苗病是由缺锌引起的,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(适量的锌离子),相同条件下培养一段时间。若B组冬小麦幼苗白苗病病症消失,叶片呈绿色,则可进一步证明冬小麦白苗病是由缺锌引起的。(共51张PPT)
第2节 细胞中的无机物
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。
[学习目标]
预习案·自主学习
一、细胞中的水
1.水的含量
水是构成 的重要成分,也是活细胞中含量 的化合物。
2.特性及成因
细胞
最多
带电荷
液态
流动性
比热容
温度
3.水的存在形式及作用
项目 自由水 结合水
形式 在细胞中以 的形式存在 与 相结合
作用 ①细胞内良好的溶剂; ②参与 反应; ③为细胞提供 ; ④运送营养物质和 是 的重要组成部分
游离
细胞内的其他物质
生化
液体环境
代谢废物
细胞结构
4.水的含量与细胞代谢和抗逆性的关系
(1)细胞代谢方面:在正常情况下,细胞内 所占的比例越大,细胞的 就越旺盛。
(2)抗逆性方面: 越多,细胞抵抗 等不良环境的能力就越强。
自由水
代谢
结合水
干旱和寒冷
二、细胞中的无机盐
1.存在形式和含量
离子
很少
2.无机盐的生理功能及实例
生理功能 实例
组成某些结构和化合物 Mg是构成 的元素;Fe是构成 的元素;
P是组成 、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
维持生命活动 如果哺乳动物的血液中 含量过低就会出现抽搐等症状;人体内 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、无力等
维持酸碱平衡
叶绿素
血红素
细胞膜
Ca2+
Na+
判断正误
(1)生物种类不同,含水量不同,如陆生生物含水量少于水生生物。( )
(2)因为水分子电子的不对称分布,为极性分子,所以具有流动性。( )
√
×
【提示】 水分子的空间结构及电子的不对称分布,使水分子成为一个极性分子;而水分子之间的氢键比较弱,氢键不断地断裂,又不断地形成,使水在常温下能够维持液体状态,具有流动性。
(3)水有较高的比热容,其温度相对容易发生改变。( )
【提示】 水具有较高的比热容,其温度相对不容易发生改变。
×
(4)休眠的种子比萌发的种子结合水比例高。( )
(5)植物缺乏N和Mg,将导致叶绿素不能合成,叶片颜色变黄。( )
(6)人长期缺铁会导致血红蛋白合成障碍,进而引起贫血。( )
√
√
√
探究案·互动探究
任务一 分析细胞中水的存在形式及功能
在农业生产中,农民常常将收获的种子晒干进行保存,并且种子在播种前,一般需要浸种催芽,浸种的做法是在常温下,用水浸泡,确保水面淹没所有种子。如果将晒干后的粮食放入试管中进行加热,会发现试管壁上有水珠出现。
(1)水是细胞内良好溶剂的原因是什么
【提示】 水分子的空间结构及电子的不对称分布,使水分子成为一个极性分子,带有正电荷或负电荷的分子(或离子)都容易与水结合。
(2)种子晒干过程中失去的水分,在细胞中主要以哪种形式存在 这样做在生产实践中有什么用处
【提示】 主要以自由水形式存在。将种子晒干减少了其中自由水的含量而使其代谢水平降低,减少有机物消耗,同时便于储藏。
(3)晒干后的小麦种子在试管中加热,试管壁上出现的水珠在细胞中主要以什么形式存在 此时的种子还能萌发吗 试从细胞中水的角度说明理由。
【提示】 试管壁上出现的水珠在细胞中主要是以结合水的形式存在。不能萌发。结合水是细胞结构的重要组成部分,结合水散失,细胞结构被破坏,种子死亡,不能再萌发。
(4)越冬植物、干旱地区植物的细胞中,结合水含量升高,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】 在正常情况下,结合水和自由水的比值越大,细胞抗逆性越强。
(5)种子播种前要浸种的原因是什么
【提示】 播种前浸种可以使细胞内自由水含量增加,使代谢强度增加,从而促进种子萌发。
「核心归纳」
1.种子代谢与水的关系
种子晒干时减少的是自由水,但种子仍保持生命活性,可以萌发;种子萌发吸水使细胞内自由水含量增加,新陈代谢加快;晒干的种子烘干后丧失结合水,种子死亡不萌发。
2.自由水/结合水的值与细胞代谢和抗逆性的关系
3.自由水与结合水在一定条件下可以相互转化
(1)细胞内结合水主要以氢键的形式与蛋白质、多糖等物质结合,当温度升高时,水分子动能增加,会挣脱氢键的束缚成为自由水。
(2)降温时,部分自由水转化为结合水,避免自由水过多结冰损害自身,可以提高抗寒性。
「典型例题」
1.(2025·衡水期中)下列关于水的叙述,错误的是( )
[A] 鸡蛋清中存在水与蛋白质结合而形成的结合水
[B] 同一株植物中,老叶细胞比幼叶细胞中自由水含量高
[C] 水有较高的比热容,有利于维持生命系统的稳定性
[D] 自由水可将体内代谢废物排出,防止有害物质在体内慢性蓄积而引发中毒
B
【解析】 在正常情况下,细胞内自由水所占的比例越大,细胞的代谢就越旺盛;而结合水越多,细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越强。幼叶细胞代谢旺盛,自由水含量要高于老叶细胞。
2.(2025·重庆期中)2024年夏天,重庆遭遇了持续的高温干旱天气,部分植物因过度缺水而枯死,但这样的环境却有利于水稻种子的晾晒。下列有关水的叙述错误的是( )
[A] 枯死的植物失去自由水和结合水,晒干的种子失去大量自由水
[B] 自由水是细胞内良好的溶剂,这与水分子的极性有关
[C] 水分子间氢键不断形成与断裂,使水在常温下具有流动性
[D] 一般而言,细胞内结合水含量越低,抵抗不良环境的能力越强
D
【解析】 结合水是细胞结构物质,枯死的植物失去自由水和结合水,晒干的种子失去大量自由水;水分子属于极性分子,使得自由水是细胞内良好的溶剂;水分子之间易形成氢键,并且水分子间氢键处于不断地断裂与形成过程中,这使得水在常温环境下呈现出液体状态,具有流动性;一般而言,细胞内结合水含量越高,抵抗不良环境的能力越强。
【方法技巧】
判断自由水、结合水比例变化的方法
(1)看环境条件是否恶化,若环境条件恶化,则自由水相对含量下降,结合水相对含量上升。
(2)看生命活动强度或状态的变化,若生命活动增强,则自由水相对含量上升,结合水相对含量下降。
任务二 分析细胞中无机盐的功能
无机盐在细胞(鲜重)中的含量仅为1%～1.5%,却有着重要的作用,请结合下列资料分析无机盐的有关知识。
资料1 一种叶绿素分子和血红素分子局部结构简图如下:
(1)由资料1可以看出无机盐的作用是 。
某些复杂化合物的重要组成成分
资料2 足球运动员在激烈比赛中有时会出现肌肉抽搐的现象,这是因为随着汗液丢失了大量钙离子;硼能促进花粉的萌发和花粉管的生长,缺少硼时会导致“花而不实”。
(2)资料2说明无机盐对 有着重要的意义。
维持生物体的正常生命活动
资料3 生理盐水是指与哺乳动物血浆和淋巴液等渗的无机盐溶液,常用的是质量分数为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。
(3)资料3说明无机盐能调节人体的 ,维持细胞的 。
渗透压
正常形态
资料4 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,可以中和这种变化。
(4)资料4说明无机盐对于维持人体内环境 的相对稳定具有重要作用。
酸碱平衡
「核心归纳」
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
Fe2+ 构成血红素的元素 缺铁性贫血
Mg2+ 构成叶绿素的元素 植物叶绿素合成受阻,影响光合作用
Ca2+ 骨骼、牙齿及血液的成分 骨骼畸形、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,会导致“花而不实”
Na+ 维持神经、肌肉细胞的兴奋性等 神经、肌肉细胞的兴奋性降低,肌肉酸痛、无力等
2.对照法探究植物生长必需的无机盐
(1)实验原理:若缺乏该种无机盐,植物的生长发育发生障碍,不能完成其正常生命活动。植物在缺乏该种无机盐的环境中表现出某一病症后,可以通过补充该无机盐,使植物恢复正常。
(2)实验设计。
(3)实验中的对照。
③实验中应保证实验材料的统一性,即植物的种类、生长状况等应一致。
④实验组在幼苗生长不正常后加入无机盐X的目的:与实验组加入无机盐X前形成对照,植物恢复正常生长,更能说明无机盐X是必需无机盐,使实验更有说服力。
「典型例题」
3.(2025·柳州月考)对离体蛙心进行实验时发现,用不含钙和钾的生理盐水灌注蛙心,收缩不能维持。用含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] 对维持生物体的生命活动有重要作用
[B] 是细胞中某些复杂化合物的重要组成成分
[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
A
【解析】 用不含钙和钾的生理盐水灌注蛙心,收缩不能维持。用含少量钙和钾的生理盐水灌注时,蛙心可持续跳动数小时。两者对比分析,能说明钙盐和钾盐对维持生物体的生命活动有重要作用。
4.(2025·黄冈期中)与完全营养液培养的植物相比,缺镁元素的营养液培养的植物显出缺绿症状。当补充镁盐后,上述症状得以缓解。这说明( )
[A] 镁是叶绿素合成代谢的必需元素
[B] 缺绿病症是细胞不能吸收镁离子引起的
[C] 镁是构成叶绿素分子的微量元素
[D] 镁仅参与植物细胞内叶绿素的合成
A
【解析】 由题意可知,培养液中不含镁元素时植物呈现出缺绿症状,补充镁盐后,缺绿症状得以缓解,说明镁是叶绿素合成所必需的元素;当补充镁盐时,叶绿素合成,植物缺绿症状得以缓解,说明植物细胞可以吸收镁离子;实验结果无法说明镁是大量元素,还是微量元素;本实验只能说明镁参与叶绿素的合成,但不能说明仅参与植物细胞内叶绿素的合成。
思维导图
随堂检测
1.(2025·昆明期中)每年的3月22日为“世界水日”。联合国确定2025年“世界水日”主题为“冰川保护”。下列关于水的叙述错误的是( )
[A] 生物体中含量最多的化合物是水
[B] 生物体的含水量因生物年龄的不同而有所差别
[C] 小麦和水稻等植物的种子晒干丢失的主要是自由水
[D] 水是人体所需的无机物,可以被人体吸收为人体提供能量
D
【解析】 生物体中含量最多的化合物是水,含量最多的有机化合物是蛋白质;生物体的含水量因生物年龄的不同而有所差别,年幼个体的含水量高于年老个体的含水量;小麦和水稻等植物的种子晒干丢失的主要是自由水;水是人体所需的无机物,但不能为人体提供能量。
2.(2025·海南期中)显微镜下分别观察小麦的叶肉细胞和干种子的胚细胞,发现叶肉细胞的细胞质中有明显的细胞质流动现象,而干种子的胚细胞则无此现象,原因是( )
[A] 叶肉细胞是活细胞,而干种子的胚细胞是死细胞
[B] 叶肉细胞中有自由水,干种子的胚细胞中没有自由水
[C] 叶肉细胞中自由水与结合水的比值大
[D] 干种子的胚细胞中自由水与结合水的比值大
C
【解析】 叶肉细胞和干种子的胚细胞都是活细胞;干种子的胚细胞也含有自由水,只是自由水含量较少;叶肉细胞自由水含量多,自由水与结合水的比值大,有利于细胞质的流动;干种子的胚细胞中结合水含量相对较高,自由水与结合水的比值小。
3.(2025·仙桃期中)下列关于细胞中无机化合物的叙述,正确的是( )
[A] 自由水和结合水都是生物化学反应的介质
[B] 结合水是细胞结构的重要组成成分,主要存在于液泡中
[C] 无机盐参与维持细胞的酸碱平衡,不参与有机物的合成
[D] 无机盐多以离子形式存在,对维持生命活动有重要作用
D
【解析】 自由水是生物化学反应的介质,结合水不能作为生物化学反应的介质;结合水是细胞结构的重要组成部分,主要存在形式是水与蛋白质、多糖等物质结合,而液泡中的水大多属于自由水;细胞中大多数无机盐以离子的形式存在,对维持细胞和生物体的生命活动有重要作用,能参与维持细胞的酸碱平衡,也能参与有机物的合成,如Mg2+是合成叶绿素的原料。
4.(2025·广州期中)人和哺乳动物血液中的红细胞因其血红蛋白上的血红素分子而呈现红色。叶绿素分子与血红素分子具有极为相似的结构,不同之处主要是其中的无机盐离子有差异,两者的结构如下图所示。下列有关叙述正确的是( )
[A] 血红素可能位于哺乳动物成熟红细胞的细胞核中
[B] N是构成叶绿素和血红素的微量元素
[C] 镁参与组成叶绿素,植物体缺镁会影响光合作用
[D] 上述事实说明细胞中无机盐能维持细胞的酸碱平衡
C
【解析】 哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核;N是大量元素;镁是叶绿素的组成成分,而叶绿素参与光合作用,因此植物体缺镁会影响光合作用;题述事实说明细胞内的无机盐是复杂化合物的组成成分。
5.(2025·长沙期末)下图表示对刚收获的种子所做的一系列处理,据图分析下列有关说法错误的是( )
[A] ①和②均能够萌发形成幼苗
[B] ③为种子中的无机盐
[C] ③代表的物质在细胞内主要以离子的形式存在
[D] ④和⑤是同一种物质,但是在细胞中的存在形式和含量不同
A
【解析】 ②为烘干的种子,结合水大量减少,故②不能萌发形成幼苗;③为种子燃烧后剩下的灰分,主要是无机盐,在细胞内无机盐主要以离子的形式存在;④为种子晒干过程中散失的自由水,⑤为种子烘干过程中失去的结合水,可见④和⑤是同一种物质,但是在细胞中的存在形式和含量不同。
联系实际 迁移应用
生物有各种各样的过冬方法。植物在冬季来临过程中,随着气温的逐渐降低,植物体内发生一系列适应低温的生理变化,抗寒能力逐渐增强。下图为冬小麦在不同时期含水量的变化示意图。
(1)水在冬小麦根细胞内的主要作用有
(答出两点即可)。
(2)农业上种子晒干便于储藏,理由是
。
(3)冬季来临过程中,冬小麦的自由水含量下降得非常快,而结合水的含量则上升得比较快,其意义是
。
自由水是细胞内的良好溶剂,参与
细胞内的生物化学反应等
晒干后种子中的自由水减少,新陈
代谢减弱,便于储存
在寒冷的情况下,自由水会结成冰而伤害植物,结合水则不会结冰,冬季来临过程中,冬小麦细胞内自由水的含量快速下降,而结合水的含量快速上升,这样的变化可以避免结冰而损害自身第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。
一、细胞中的水
1.水的含量
水是构成细胞的重要成分,也是活细胞中含量最多的化合物。
2.特性及成因
3.水的存在形式及作用
项目 自由水 结合水
形式 在细胞中以游离的形式存在 与细胞内的其他物质相结合
作用 ①细胞内良好的溶剂; ②参与生化反应; ③为细胞提供液体环境; ④运送营养物质和代谢废物 是细胞结构的重要组成部分
4.水的含量与细胞代谢和抗逆性的关系
(1)细胞代谢方面:在正常情况下,细胞内自由水所占的比例越大,细胞的代谢就越旺盛。
(2)抗逆性方面:结合水越多,细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越强。
二、细胞中的无机盐
1.存在形式和含量
2.无机盐的生理功能及实例
生理功能 实例
组成某些结构和化合物 Mg是构成叶绿素的元素;Fe是构成血红素的元素;P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
维持生命活动 如果哺乳动物的血液中Ca2+含量过低就会出现抽搐等症状;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、无力等
维持酸碱平衡 人血浆中的HC等对血浆pH的稳定起重要作用
判断正误
(1)生物种类不同,含水量不同,如陆生生物含水量少于水生生物。( )
【答案】 √
(2)因为水分子电子的不对称分布,为极性分子,所以具有流动性。( )
【答案】 ×
【提示】 水分子的空间结构及电子的不对称分布,使水分子成为一个极性分子;而水分子之间的氢键比较弱,氢键不断地断裂,又不断地形成,使水在常温下能够维持液体状态,具有流动性。
(3)水有较高的比热容,其温度相对容易发生改变。( )
【答案】 ×
【提示】 水具有较高的比热容,其温度相对不容易发生改变。
(4)休眠的种子比萌发的种子结合水比例高。( )
【答案】 √
(5)植物缺乏N和Mg,将导致叶绿素不能合成,叶片颜色变黄。( )
【答案】 √
(6)人长期缺铁会导致血红蛋白合成障碍,进而引起贫血。( )
【答案】 √
任务一 分析细胞中水的存在形式及功能
在农业生产中,农民常常将收获的种子晒干进行保存,并且种子在播种前,一般需要浸种催芽,浸种的做法是在常温下,用水浸泡,确保水面淹没所有种子。如果将晒干后的粮食放入试管中进行加热,会发现试管壁上有水珠出现。
(1)水是细胞内良好溶剂的原因是什么
【提示】 水分子的空间结构及电子的不对称分布,使水分子成为一个极性分子,带有正电荷或负电荷的分子(或离子)都容易与水结合。
(2)种子晒干过程中失去的水分,在细胞中主要以哪种形式存在 这样做在生产实践中有什么用处
【提示】 主要以自由水形式存在。将种子晒干减少了其中自由水的含量而使其代谢水平降低,减少有机物消耗,同时便于储藏。
(3)晒干后的小麦种子在试管中加热,试管壁上出现的水珠在细胞中主要以什么形式存在 此时的种子还能萌发吗 试从细胞中水的角度说明理由。
【提示】 试管壁上出现的水珠在细胞中主要是以结合水的形式存在。不能萌发。结合水是细胞结构的重要组成部分,结合水散失,细胞结构被破坏,种子死亡,不能再萌发。
(4)越冬植物、干旱地区植物的细胞中,结合水含量升高,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】 在正常情况下,结合水和自由水的比值越大,细胞抗逆性越强。
(5)种子播种前要浸种的原因是什么
【提示】 播种前浸种可以使细胞内自由水含量增加,使代谢强度增加,从而促进种子萌发。
核心归纳
1.种子代谢与水的关系
种子晒干时减少的是自由水,但种子仍保持生命活性,可以萌发;种子萌发吸水使细胞内自由水含量增加,新陈代谢加快;晒干的种子烘干后丧失结合水,种子死亡不萌发。
2.自由水/结合水的值与细胞代谢和抗逆性的关系
3.自由水与结合水在一定条件下可以相互转化
自由水结合水
(1)细胞内结合水主要以氢键的形式与蛋白质、多糖等物质结合,当温度升高时,水分子动能增加,会挣脱氢键的束缚成为自由水。
(2)降温时,部分自由水转化为结合水,避免自由水过多结冰损害自身,可以提高抗寒性。
典型例题
1.(2025·衡水期中)下列关于水的叙述,错误的是( )
[A] 鸡蛋清中存在水与蛋白质结合而形成的结合水
[B] 同一株植物中,老叶细胞比幼叶细胞中自由水含量高
[C] 水有较高的比热容,有利于维持生命系统的稳定性
[D] 自由水可将体内代谢废物排出,防止有害物质在体内慢性蓄积而引发中毒
【答案】 B
【解析】 在正常情况下,细胞内自由水所占的比例越大,细胞的代谢就越旺盛;而结合水越多,细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越强。幼叶细胞代谢旺盛,自由水含量要高于老叶细胞。
2.(2025·重庆期中)2024年夏天,重庆遭遇了持续的高温干旱天气,部分植物因过度缺水而枯死,但这样的环境却有利于水稻种子的晾晒。下列有关水的叙述错误的是( )
[A] 枯死的植物失去自由水和结合水,晒干的种子失去大量自由水
[B] 自由水是细胞内良好的溶剂,这与水分子的极性有关
[C] 水分子间氢键不断形成与断裂,使水在常温下具有流动性
[D] 一般而言,细胞内结合水含量越低,抵抗不良环境的能力越强
【答案】 D
【解析】 结合水是细胞结构物质,枯死的植物失去自由水和结合水,晒干的种子失去大量自由水;水分子属于极性分子,使得自由水是细胞内良好的溶剂;水分子之间易形成氢键,并且水分子间氢键处于不断地断裂与形成过程中,这使得水在常温环境下呈现出液体状态,具有流动性;一般而言,细胞内结合水含量越高,抵抗不良环境的能力越强。
【方法技巧】
判断自由水、结合水比例变化的方法
(1)看环境条件是否恶化,若环境条件恶化,则自由水相对含量下降,结合水相对含量上升。
(2)看生命活动强度或状态的变化,若生命活动增强,则自由水相对含量上升,结合水相对含量下降。
任务二 分析细胞中无机盐的功能
无机盐在细胞(鲜重)中的含量仅为1%～1.5%,却有着重要的作用,请结合下列资料分析无机盐的有关知识。
资料1 一种叶绿素分子和血红素分子局部结构简图如下:
(1)由资料1可以看出无机盐的作用是某些复杂化合物的重要组成成分。
资料2 足球运动员在激烈比赛中有时会出现肌肉抽搐的现象,这是因为随着汗液丢失了大量钙离子;硼能促进花粉的萌发和花粉管的生长,缺少硼时会导致“花而不实”。
(2)资料2说明无机盐对维持生物体的正常生命活动有着重要的意义。
资料3 生理盐水是指与哺乳动物血浆和淋巴液等渗的无机盐溶液,常用的是质量分数为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。
(3)资料3说明无机盐能调节人体的渗透压,维持细胞的正常形态。
资料4 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,可以中和这种变化。
(4)资料4说明无机盐对于维持人体内环境酸碱平衡的相对稳定具有重要作用。
核心归纳
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
Fe2+ 构成血红素的元素 缺铁性贫血
Mg2+ 构成叶绿素的元素 植物叶绿素合成受阻,影响光合作用
Ca2+ 骨骼、牙齿及血液的成分 骨骼畸形、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,会导致“花而不实”
Na+ 维持神经、肌肉细胞的兴奋性等 神经、肌肉细胞的兴奋性降低,肌肉酸痛、无力等
2.对照法探究植物生长必需的无机盐
(1)实验原理:若缺乏该种无机盐,植物的生长发育发生障碍,不能完成其正常生命活动。
植物在缺乏该种无机盐的环境中表现出某一病症后,可以通过补充该无机盐,使植物恢复正常。
(2)实验设计。
(3)实验中的对照。
①空白对照
②自身对照
③实验中应保证实验材料的统一性,即植物的种类、生长状况等应一致。
④实验组在幼苗生长不正常后加入无机盐X的目的:与实验组加入无机盐X前形成对照,植物恢复正常生长,更能说明无机盐X是必需无机盐,使实验更有说服力。
典型例题
3.(2025·柳州月考)对离体蛙心进行实验时发现,用不含钙和钾的生理盐水灌注蛙心,收缩不能维持。用含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] 对维持生物体的生命活动有重要作用
[B] 是细胞中某些复杂化合物的重要组成成分
[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
【答案】 A
【解析】 用不含钙和钾的生理盐水灌注蛙心,收缩不能维持。用含少量钙和钾的生理盐水灌注时,蛙心可持续跳动数小时。两者对比分析,能说明钙盐和钾盐对维持生物体的生命活动有重要作用。
4.(2025·黄冈期中)与完全营养液培养的植物相比,缺镁元素的营养液培养的植物显出缺绿症状。当补充镁盐后,上述症状得以缓解。这说明( )
[A] 镁是叶绿素合成代谢的必需元素
[B] 缺绿病症是细胞不能吸收镁离子引起的
[C] 镁是构成叶绿素分子的微量元素
[D] 镁仅参与植物细胞内叶绿素的合成
【答案】 A
【解析】 由题意可知,培养液中不含镁元素时植物呈现出缺绿症状,补充镁盐后,缺绿症状得以缓解,说明镁是叶绿素合成所必需的元素;当补充镁盐时,叶绿素合成,植物缺绿症状得以缓解,说明植物细胞可以吸收镁离子;实验结果无法说明镁是大量元素,还是微量元素;本实验只能说明镁参与叶绿素的合成,但不能说明仅参与植物细胞内叶绿素的合成。
随堂检测
1.(2025·昆明期中)每年的3月22日为“世界水日”。联合国确定2025年“世界水日”主题为“冰川保护”。下列关于水的叙述错误的是( )
[A] 生物体中含量最多的化合物是水
[B] 生物体的含水量因生物年龄的不同而有所差别
[C] 小麦和水稻等植物的种子晒干丢失的主要是自由水
[D] 水是人体所需的无机物,可以被人体吸收为人体提供能量
【答案】 D
【解析】 生物体中含量最多的化合物是水,含量最多的有机化合物是蛋白质;生物体的含水量因生物年龄的不同而有所差别,年幼个体的含水量高于年老个体的含水量;小麦和水稻等植物的种子晒干丢失的主要是自由水;水是人体所需的无机物,但不能为人体提供
能量。
2.(2025·海南期中)显微镜下分别观察小麦的叶肉细胞和干种子的胚细胞,发现叶肉细胞的细胞质中有明显的细胞质流动现象,而干种子的胚细胞则无此现象,原因是( )
[A] 叶肉细胞是活细胞,而干种子的胚细胞是死细胞
[B] 叶肉细胞中有自由水,干种子的胚细胞中没有自由水
[C] 叶肉细胞中自由水与结合水的比值大
[D] 干种子的胚细胞中自由水与结合水的比值大
【答案】 C
【解析】 叶肉细胞和干种子的胚细胞都是活细胞;干种子的胚细胞也含有自由水,只是自由水含量较少;叶肉细胞自由水含量多,自由水与结合水的比值大,有利于细胞质的流动;干种子的胚细胞中结合水含量相对较高,自由水与结合水的比值小。
3.(2025·仙桃期中)下列关于细胞中无机化合物的叙述,正确的是( )
[A] 自由水和结合水都是生物化学反应的介质
[B] 结合水是细胞结构的重要组成成分,主要存在于液泡中
[C] 无机盐参与维持细胞的酸碱平衡,不参与有机物的合成
[D] 无机盐多以离子形式存在,对维持生命活动有重要作用
【答案】 D
【解析】 自由水是生物化学反应的介质,结合水不能作为生物化学反应的介质;结合水是细胞结构的重要组成部分,主要存在形式是水与蛋白质、多糖等物质结合,而液泡中的水大多属于自由水;细胞中大多数无机盐以离子的形式存在,对维持细胞和生物体的生命活动有重要作用,能参与维持细胞的酸碱平衡,也能参与有机物的合成,如Mg2+是合成叶绿素的原料。
4.(2025·广州期中)人和哺乳动物血液中的红细胞因其血红蛋白上的血红素分子而呈现红色。叶绿素分子与血红素分子具有极为相似的结构,不同之处主要是其中的无机盐离子有差异,两者的结构如下图所示。下列有关叙述正确的是( )
[A] 血红素可能位于哺乳动物成熟红细胞的细胞核中
[B] N是构成叶绿素和血红素的微量元素
[C] 镁参与组成叶绿素,植物体缺镁会影响光合作用
[D] 上述事实说明细胞中无机盐能维持细胞的酸碱平衡
【答案】 C
【解析】 哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核;N是大量元素;镁是叶绿素的组成成分,而叶绿素参与光合作用,因此植物体缺镁会影响光合作用;题述事实说明细胞内的无机盐是复杂化合物的组成成分。
5.(2025·长沙期末)下图表示对刚收获的种子所做的一系列处理,据图分析下列有关说法错误的是( )
[A] ①和②均能够萌发形成幼苗
[B] ③为种子中的无机盐
[C] ③代表的物质在细胞内主要以离子的形式存在
[D] ④和⑤是同一种物质,但是在细胞中的存在形式和含量不同
【答案】 A
【解析】 ②为烘干的种子,结合水大量减少,故②不能萌发形成幼苗;③为种子燃烧后剩下的灰分,主要是无机盐,在细胞内无机盐主要以离子的形式存在;④为种子晒干过程中散失的自由水,⑤为种子烘干过程中失去的结合水,可见④和⑤是同一种物质,但是在细胞中的存在形式和含量不同。
生物有各种各样的过冬方法。植物在冬季来临过程中,随着气温的逐渐降低,植物体内发生一系列适应低温的生理变化,抗寒能力逐渐增强。下图为冬小麦在不同时期含水量的变化示意图。
(1)水在冬小麦根细胞内的主要作用有自由水是细胞内的良好溶剂,参与细胞内的生物化学反应等(答出两点即可)。
(2)农业上种子晒干便于储藏,理由是晒干后种子中的自由水减少,新陈代谢减弱,便于储存。
(3)冬季来临过程中,冬小麦的自由水含量下降得非常快,而结合水的含量则上升得比较快,其意义是在寒冷的情况下,自由水会结成冰而伤害植物,结合水则不会结冰,冬季来临过程中,冬小麦细胞内自由水的含量快速下降,而结合水的含量快速上升,这样的变化可以避免结冰而损害自身。
课时作业
(时间:30分钟 分值:48分)
第1～8题每题3分,第9～10题每题6分,共计36分。
基础对点练
知识点1 组成细胞的水
1.(2025·梧州期中)在自然界中,小麦、玉米等在即将成熟时,如果持续经历一段时间的干热天气之后又遇到大雨天气,其种子就容易在穗上发芽。下列有关叙述错误的是( )
[A] 发芽的种子细胞中自由水的含量高于结合水的
[B] 水在常温下呈液态与水分子间的氢键不易形成和断裂有关
[C] 小麦发芽的代谢速率与水含量有关
[D] 进入冬季的植物细胞中结合水/自由水的值通常增大
【答案】 B
【解析】 发芽的种子代谢旺盛,细胞中自由水的含量高于结合水的;水在常温下呈液态与水分子间的氢键容易形成和断裂有关,水具有流动性;自由水含量越高,代谢越旺盛,因此小麦发芽的代谢速率与水含量有关;当细胞内结合水与自由水比例相对增高时,细胞的代谢减慢,抗性增强,因此进入冬季的植物细胞中结合水/自由水的值通常增大。
2.(2025·清远月考)“有收无收在于水,收多收少在于肥。”这句谚语形象地说明了植物的生长发育离不开水和无机盐。下列关于水和无机盐的叙述,错误的是( )
[A] 自由水是细胞内良好的溶剂,参与细胞内多种生化反应
[B] 结合水比例越小,细胞抵抗干旱和寒冷等逆境的能力就越强
[C] 无机盐必须以离子的形式溶解在水中,才能被根吸收
[D] 许多无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用
【答案】 B
【解析】 结合水比例越大,细胞抵抗干旱和寒冷等逆境的能力越强。
3.(2025·商洛期末)右图为水分子结构示意图,根据所学知识判断,下列说法正确的是( )
[A] 水之所以是良好的溶剂,是因为结构①这种弱引力的存在
[B] 结构②使水分子成为极性分子,从而使水具有较高的比热容
[C] 水在细胞中多以自由水形式存在,在生命活动中承担重要作用
[D] 细胞中结合水的含量是不断变化的,结合水越多,细胞代谢越旺盛
【答案】 C
【解析】 ①是氢键,由于氢键这种弱引力的存在,使得水在常温下具有流动性,具有较高的比热容;水之所以是良好的溶剂,是因为水分子是极性分子,即与②共价键有关;结合水所占的比例越大,细胞代谢越缓慢。
4.(2025·保山月考)《氾胜之书》是西汉晚期的一部农学著作,书中提到收获的粮食要“曝使极燥”,降低粮食的含水量后才入仓储存。下列说法正确的是( )
[A] “曝使极燥”后,种子抗寒能力降低
[B] “曝使极燥”过程中,种子细胞中自由水含量大幅度减少
[C] “曝使极燥”后,种子细胞中的结合水全部丧失
[D] 经过“曝使极燥”的种子给予适宜条件不能再萌发
【答案】 B
【解析】 “曝使极燥”后,种子失去较多的自由水,种子抗寒能力提高;“曝使极燥”后,种子细胞的结合水不会丧失,自由水部分丧失;经过“曝使极燥”的种子仍有活性,给予适宜条件能萌发。
知识点2 组成细胞的无机盐
5.(2025·佛山月考)研究发现,心肌细胞缺铁会导致线粒体功能障碍、氧化应激和细胞凋亡等,进而导致心脏衰竭的发生。该实例体现的无机盐的功能是( )
[A] 维持细胞的酸碱平衡
[B] 维持细胞内外溶液浓度的平衡
[C] 组成某些复杂的化合物
[D] 维持细胞和生物体的生命活动
【答案】 D
【解析】 由题意可知,心肌细胞缺铁会导致线粒体功能障碍、氧化应激和细胞凋亡等,进而导致心脏衰竭的发生,该实例说明无机盐具有维持细胞和生物体正常生命活动的功能。
6.(2025·北京期中)植物缺钾会引起叶片边缘出现枯黄的现象。某课外小组探究钾对植物生长影响的培养液配方如下表所示。下列相关叙述正确的是( )
组 别 培养液 类型 培养液所含主要成分的 质量浓度/(mg·L-1)
KNO3 CaCl2· 2H2O MgSO4· 7H2O (NH4)2 SO4
甲 完全 培养液 25 000 150 150 134
乙 缺素 培养液 0 150 250 134
[A] K+是合成叶绿素必需的无机离子
[B] 设置甲组的目的是作为实验的实验组
[C] 若培养液的浓度过高会导致植物萎蔫
[D] 该方案能达到探究钾对植物生长影响的目的
【答案】 C
【解析】 Mg2+是合成叶绿素必需的无机离子;设置甲组的目的是作为实验的对照组;分析题表可知,两组培养液中MgSO4·7H2O用量不同,且缺素培养液缺K+也缺N,无法排除N对实验结果的影响,故该方案不能达到实验目的。
7.(2025·常德期中)春天里百花争艳,花卉能美化环境,使人心情愉悦。有人总结了日常养花秘诀:无氧不生根,无氮不长叶,无磷不开花,无镁下叶黄。下列有关分析错误的是( )
[A] 无机盐在细胞中主要以化合物的形式存在
[B] Mg为叶绿素分子的组成元素,缺乏Mg影响叶绿素的合成
[C] 无机盐对维持细胞的酸碱平衡和细胞的形态有重要作用
[D] 种植花卉时应根据其不同器官的需肥规律,适时适量施肥
【答案】 A
【解析】 无机盐在细胞中主要以离子的形式存在;叶绿素的组成元素是C、H、O、N、Mg,Mg为叶绿素分子的组成元素,缺乏Mg影响叶绿素的合成;无机盐对维持细胞的酸碱平衡(如HC)和细胞的形态有重要作用;同一植物的不同器官对无机盐的需求不同,在种植花卉时应根据其不同器官的需肥规律,适时适量施肥。
8.(2025·安徽期中)为了让航天员在太空吃到蔬菜,补充维生素,人们发明了冷冻脱水蔬菜技术。现在,脱水蔬菜已成为方便面的“标配”。方便面中脱水蔬菜的加工过程主要如下:原料挑选→切削、烫漂→冷却、沥水→烘干。烘干的过程需要注意温度,否则容易烤焦。下列有关叙述正确的是( )
[A] 沥水后新鲜蔬菜直接烘干过程中失去的水主要是结合水
[B] 方便面中的脱水蔬菜烤焦后剩余的物质主要是淀粉
[C] 方便面的干牛肉中含量最多的化合物为蛋白质
[D] 脱水蔬菜方便好吃,可以完全替代新鲜蔬菜
【答案】 C
【解析】 沥水后新鲜蔬菜直接烘干,在此过程中失去的水主要是自由水;方便面中的脱水蔬菜烤焦后,剩余的物质主要是无机盐;细胞中含量最多的有机物是蛋白质,故方便面的干牛肉中含量最多的化合物是蛋白质;脱水蔬菜的加工过程中,会导致一部分水溶性维生素和矿物质的流失,一些对热不稳定的物质也会被破坏,因此脱水蔬菜不能完全替代新鲜
蔬菜。
综合提升练
9.(2025·重庆期中)水和无机盐对动植物的生命活动影响非常大。下列叙述正确的是( )
[A] 水分子易与带正电荷或负电荷的分子结合,因此可作为细胞内所有物质的良好溶剂
[B] 细胞中的血红素由于含大量元素铁而呈红色
[C] 哺乳动物的骨骼中必须含有一定量的Ca2+,若Ca2+含量太低,动物会出现抽搐等症状
[D] 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、无力等
【答案】 D
【解析】 细胞内有些物质不溶于水,如脂肪等;铁是微量元素;血液中缺钙会引起抽搐,骨骼中缺钙会引起骨质疏松;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、无力等。
10.(2025·沧州期末)磁共振技术可应用于临床疾病诊断。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含水量不同
[B] 水是细胞内良好的溶剂与水分子是极性分子有关
[C] 水分子的化学性质与其结构无关
[D] 发生病变的器官,代谢强度可能会发生改变
【答案】 C
【解析】 若水与其他亲水性物质结合形成结合水,其结构与自由水相比,会有所变化,进而化学性质也会发生变化。
11.(12分)(2025·梅州期中)水和无机盐是生物体不可缺少的组成成分,对维持生物体的生命活动具有重要的作用。请回答下列问题。
(1)在冬季来临过程中,随着气温的逐渐降低,冬小麦体内发生了一系列适应低温的生理变化,下图为冬小麦在不同时期含水量变化关系图。
①由于水分子具有极性,带正负电荷的分子(或离子)都容易与之结合,这体现了自由水的作用是 。
②从9月到12月,冬小麦细胞中自由水与结合水含量的比值 (填“上升”“不变”或“下降”),抗寒能力 (填“增强”“不变”或“减弱”)。
(2)在某地区种植的冬小麦经常出现白苗病,观点一认为是土壤中缺锌引起的,理由是锌是许多酶的活化剂,缺锌导致与叶绿素合成有关酶的活性降低,使叶片失绿;观点二认为是土壤中缺镁引起的,理由是 ,
缺镁导致叶绿素无法形成。有同学利用三组长势相同的冬小麦幼苗完成下列实验,探究哪种观点正确。
组别 培养液 实验处理 观察指标
A 完全培养液 相同且适宜条件下培育相同的一段时间 幼苗的叶片颜色情况
B
C 只缺镁的“完全培养液”
①补全实验:B组“ ”处应填写 。
②预测实验结果与结论:A组的冬小麦幼苗叶片呈绿色。
若B组冬小麦幼苗表现出白苗病,而C组叶片呈绿色,则观点一正确;
若 ,
则观点二正确;
若B、C两组冬小麦幼苗叶片均呈绿色,则观点一和观点二都错误;
若B、C两组冬小麦幼苗都表现为白苗病,则观点一和观点二都正确。
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,进一步证明该观点正确,还应增加的实验操作是 。
预期的实验结果是 。
【答案】 (除标注外,每空2分)
(1)①作为良好的溶剂(1分) ②下降(1分) 增强(1分)
(2)镁是构成叶绿素的元素(1分) ①只缺锌的“完全培养液” ②B组冬小麦幼苗叶片呈绿色,C组冬小麦幼苗表现出白苗病 ③在已出现白苗病的B组内加入含锌的培养液,相同条件下培养一段时间 B组冬小麦幼苗白苗病症状消失,正常生长
【解析】 (1)由于水分子具有极性,带正负电荷的分子(或离子)都容易与之结合,因此,自由水是良好的溶剂。从9月到12月,温度降低,冬小麦细胞中自由水与结合水含量的比值下降,抗寒能力增强。
(2)镁是构成叶绿素的元素,缺镁导致叶绿素无法形成,从而导致植物失绿,出现白苗病。本实验是探究冬小麦出现白苗病的原因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组是只缺镁的“完全培养液”,那么B组应该为只缺锌的“完全培养液”。A组是完全培养液,因此A组中的冬小麦幼苗叶片呈绿色。如果冬小麦白苗病是由缺锌引起的,则B组冬小麦幼苗表现出白苗病,而C组冬小麦幼苗叶片呈绿色;如果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,而B组冬小麦幼苗叶片呈绿色;如果冬小麦白苗病与缺锌和缺镁都无关,则B、C两组冬小麦幼苗叶片均呈绿色;如果冬小麦白苗病与缺锌和缺镁都有关,则B、C两组冬小麦幼苗都表现为白苗病。若实验证明冬小麦白苗病是由缺锌引起的,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(适量的锌离子),相同条件下培养一段时间。若B组冬小麦幼苗白苗病病症消失,叶片呈绿色,则可进一步证明冬小麦白苗病是由缺锌引起的。
