第1单元第2讲细胞中的元素及无机化合物讲解.docx
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第1单元第2讲细胞中的元素及无机化合物讲解
第2讲 细胞中的元素及无机化合物
考纲解读
考情播报
最新考纲
核心内容
1.水和无机盐的作用（Ⅰ）
2．实验：
检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质
1.组成细胞的元素的种类和功能水的存在形式、生理作用及其运输方式，无机盐的生理作用
2．糖类、脂肪与蛋白质检测原理及检测方法比较
1.考查方式：
（1）往往直接考查水的特点及代谢过程，有时会结合具体的情境与细胞代谢过程综合考查水的代谢特点和功能。
（2）无机盐的作用通常结合具体实例分析其在代谢中的作用。
2．考查题型：
以选择题为主，偶尔出现在非选择题中，属中低档题。
知识点一 组成细胞的元素和化合物
1．组成细胞的元素
2．组成细胞的化合物
知识点二 细胞中的无机物
1．细胞中的水
（1）存在形式：
自由水和结合水。
（3）与代谢、抗逆性的关系
①自由水/结合水比值与代谢、抗逆性的关系。
②细胞衰老与水含量：
衰老的细胞内水分含量减少，细胞萎缩，体积减小，细胞代谢速率减慢。
2．无机盐的存在形式及功能
（1）细胞中产生水的结构有哪些？
提示：
细胞质基质、线粒体、叶绿体、核糖体、细胞核、高尔基体等。
（2）Na＋、K＋对细胞内外渗透压大小所起的作用一样吗？
提示：
Na＋主要维持细胞外液的渗透压，K＋主要维持细胞内液的渗透压
1．判断有关细胞中元素和化合物说法的正误
（1）淀粉、脂肪、蛋白质和核酸4种生物分子都含C、H、O、N这4种元素（2015·江苏卷）（×）
（2）核苷酸中同时含有磷和氮元素（2014·上海卷）（√）
（3）在人体活细胞中氢原子的数目最多（经典再现）（√）
（4）细胞中一种元素的作用能被其他元素替代（经典再现）（×）
（5）细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要（经典再现）（×）
（6）脂肪酸和磷脂含有相同的元素组成（经典再现）（×）
（7）主动运输机制有助于维持细胞内元素组成的相对稳定（经典再现）（√）
（8）Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等是组成细胞的微量元素（×）
2．判断下列有关水和无机盐说法的正误
（1）植物体内的水分参与营养物质的运输（2014·海南卷）（√）
（2）自由水可作为细胞内化学反应的反应物（2014·海南卷）（√）
（3）水是细胞中含量最多的化合物（2015·济南模拟）（√）
（4）结合水是细胞和生物体的组成成分（2015·南京模拟）（√）
（5）缺铁性贫血是因为体内缺乏铁，血红蛋白不能合成（2015·潍坊模拟）（√）
（6）细胞中的无机盐多以化合物形式存在，如CaCO3构成牙齿、骨骼（2015·烟台模拟）（×）
3．无机盐的功能和实例（连线）
一、选择题
1．（2015·湖南名校联考）关于生物体内水和无机盐的叙述，不正确的是（ ）
A．体内参与运输营养物质和代谢废物的水是自由水
B．某些无机盐是组成ATP、RNA和纤维素的必需成分
C．生物体内无机盐浓度的大小会影响细胞的吸水或失水
D．自由水与结合水的比例随生物个体代谢的强弱而变化
解析：
自由水是良好的溶剂，也可以自由流动，对于运输营养物质和代谢废物具有重要作用，A正确；纤维素是多糖，组成元素为C、H、O，不含有无机盐，B错误；生物体内无机盐对于维持渗透压具有重要作用，无机盐浓度的大小会影响细胞的渗透压，进而影响细胞吸水或失水，C正确；自由水与结合水可以相互转化，自由水与结合水比值越高细胞代谢越旺盛，抗逆性越弱，反之亦然，D正确。
答案：
B
2．下图中能正确反映某植物种子含水量与呼吸作用强度之间关系的曲线是（ ）
A．Ⅰ B．Ⅱ
C．ⅢD．Ⅳ
解析：
细胞呼吸需要水分，种子萌发时要先吸收水分。
在一定范围内，种子含水量相对越高，呼吸作用相对越旺盛。
答案：
A
3．水在生物体内是一种良好的溶剂，是各种化学反应的介质，在代谢中有重要作用。
下列有关水的说法中，正确的是（ ）
A．只有成熟的植物细胞才可以通过渗透作用吸水，而动物细胞则不能
B．给黑暗中的植物浇灌含18O的水，最先出现放射性的物质是二氧化碳
C．人由30℃的环境走进10℃的环境后，排尿量会增加
D．越冬的植物体内自由水与结合水的比值上升，利于越冬
解析：
渗透作用是指水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜由低浓度溶液向高浓度溶液的扩散，动物细胞也能发生渗透作用；进入植物体内的水，多数通过蒸腾作用散失，最先出现放射性的物质是空气中的水蒸气；人进入到低温环境中后，汗液量减少，所以排尿量会增加；越冬时，植物细胞代谢活动减弱，所以自由水与结合水的比值下降。
答案：
C
4．（2015·黄冈模拟）人体红细胞呈两面凹的圆饼状，具有运输氧气的功能。
下面是将人体红细胞分别放在三种不同的液体环境中，如图为一段时间内的变化示意图，请分析该图说明的问题是（ ）
A．水分容易进出细胞
B．无机盐离子容易进出细胞
C．红细胞有运输氧气的功能
D．水分和无机盐对于维持细胞的形态和功能有重要作用
解析：
生物膜有选择透过性，水分可以自由出入，无机盐不可以。
人体红细胞的渗透压是0.9%左右，当外界溶液为低渗溶液时，会吸水涨破；而当红细胞在高渗溶液中时，会失水皱缩，并导致细胞失去功能。
所以该图说明了水分和无机盐对于维持细胞的形态和功能有重要作用。
答案：
D
5．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．无机盐在生物体内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自由水比例，使细胞代谢加快，加剧病情
D．生理盐水能维持人体内环境渗透压的稳定，防止细胞过度吸水
解析：
人体细胞外液渗透压与0.9%的NaCl溶液渗透压相同，因此将药剂溶解于生理盐水中注射能维持细胞的正常形态和功能。
若溶于蒸馏水中注射，会导致细胞过度吸水。
答案：
D
6．一位农民种植的某块农田小麦产量总是比邻近地块的低。
他怀疑该农田可能是缺少某种元素，为此将该块肥力均匀的农田分成面积相等的五小块，进行田间实验。
除施肥不同外，其他田间处理措施相同，实验结果如下表。
从表中可判断，该农田最可能缺少的元素是（ ）
A.KB．N
C．PD．S
解析：
题中的信息“某块农田小麦产量总是比邻近地块的低”，说明已经出现缺乏症，把该地分成五小块，分别施以不同的化肥，“肥力均匀”的农田“分成面积相等的五小块”“田间管理措施相同”充分保证了单一变量，这种情况下，戊组属于空白对照，甲、乙、丙、丁属于相互对照，实验结果是甲、丙、丁与戊组差异不显著，说明缺乏的元素不是甲、丙、丁中的元素，而乙组增产显著，说明其中含有该元素，通过比较，不难看出乙中特有的元素是K。
答案：
A
7．研究发现，冬小麦在秋冬受低温袭击时，呼吸速率先升高后降低；持续的冷害使根生长迟缓，吸收能力下降，但细胞内可溶性糖的含量有明显的提高。
下列有关水对生命活动影响的叙述，合理的是（ ）
A．冷害初期呼吸作用增强，不利于抵御寒冷
B．持续低温使线粒体内氧化酶活性减弱，影响可溶性糖合成淀粉
C．低温使细胞内结合水含量降低，自由水含量增加，以适应低温环境
D．在休眠的植物体内自由水与结合水的比值降低，有利于降低植物的细胞代谢
解析：
冷害初期呼吸作用增强，产热增加，有利于抵御寒冷；持续低温使线粒体内氧化酶活性减弱，导致葡萄糖（可溶性还原糖）氧化分解减少，细胞内可溶性还原糖含量增加，可溶性糖合成淀粉需要的是淀粉合成酶，而不是线粒体内的氧化酶；低温时细胞内结合水含量上升，自由水含量减少；休眠的植物体内自由水与结合水的比值降低，代谢减慢，D项正确。
答案：
D
8．小明同学感冒频繁，口腔溃疡反复发作，伤口不易愈合，食欲不振，免疫力低下。
比起同龄儿童，他的身体偏矮、偏瘦。
去医院后，经检查发现小明血清中锌的含量过低。
对上述材料的解释，不正确的是（ ）
A．锌能增强人体免疫力
B．锌在人体的生长发育过程中的作用不可替代
C．锌是人体必需的微量元素
D．锌的作用极大，只要有锌，人就能正常生长
解析：
锌是微量元素，含量少但不能缺少，D选项中说法太绝对，因为生物体包含很多种元素，并且功能各不相同。
人能正常生长是多种元素综合作用的结果。
答案：
D
9．鉴定可溶性还原糖、蛋白质、脂肪，所用实验材料均较合理的一组是（ ）
A．韭菜叶、豆浆、大豆B．梨、鸡蛋清、花生子叶
C．苹果、花生子叶、大豆D．番茄、豆浆、花生子叶
解析：
由于韭菜叶和番茄都具有颜色，会干扰实验效果，不能用于鉴定可溶性还原糖，A项和D项错误；花生子叶含脂肪较多而大豆含蛋白质较多，C项错误。
答案：
B
10．实验测得小麦、大豆、花生三种生物干种子中三大类有机物含量如图所示，有关叙述正确的是（ ）
A．用双缩脲试剂检测大豆种子研磨滤液呈紫色
B．蛋白质检测实验最好选用花生作为材料
C．三种种子都常用来做成面粉或榨成食用油
D．萌发时相同质量的三种种子需要的O2量相同
解析：
大豆种子含有蛋白质，用双缩脲试剂检测大豆种子研磨滤液呈紫色；花生富含脂肪，所以蛋白质检测实验不适宜选用花生作为材料；做成面粉或榨成食用油应选用相应富含淀粉或脂肪的种子来制作；花生中富含脂肪，脂肪中C、H比例较高，氧化分解时需要氧气较多，所以萌发时相同质量的三种种子中花生需要的O2量最多。
答案：
A
11．（2015·沈阳模拟）下列关于生物体内水的叙述，不正确的是（ ）
A．结合水是细胞的重要组成成分
B．血细胞中的水大部分是自由水
C．植物抗旱性与细胞内结合水与自由水比值无关
D．水能提供肌肉细胞生活的液体环境
解析：
结合水是构成细胞结构的重要组成成分，A正确；细胞中自由水大约占95.5%，结合水大约占4.5%，B正确；细胞代谢强度与细胞内结合水与自由水的比值有关，结合水与自由水比值越大，植物的抗旱能力就越强，C错误；细胞只有生活在水环境中，才能完成正常的生命活动，D正确。
答案：
C
12．美国航天局科学家在加利福尼亚州东部的莫诺湖里发现了一种被称作GFAJ－1的独特细菌，这种细菌能利用剧毒化合物——砒霜中的砷来代替磷元素构筑生命分子，进行一些关键的生化反应（在元素周期表中，砷排在磷下方，两者属于同族，化学性质相似）。
根据上述材料进行预测，下列说法错误的是（ ）
A．GFAJ－1细菌体内含量较多的六种元素可能是碳、氢、氧、氮、砷、硫
B．砷元素存在于GFAJ－1细菌细胞膜以及脱氧核糖、ATP、DNA和RNA等物质中
C．砷对多数生物有毒是因为砷与磷的化学性质相似，它能够“劫持”磷参与的生化反应，制造混乱
D．该发现使人类对生命的认识发生了重大改变，拓宽了人类在地球极端环境乃至外星球寻找生命的思路
解析：
由于该细菌能利用砷来代替磷，所以细胞含量较多的六种元素可能是碳、氢、氧、氮、砷、硫；脱氧核糖只含有C、H、O元素，所以砷元素不可能存在于脱氧核糖中。
答案：
B
二、非选择题
13．智能温室无土栽培作物，易于管理，优质高产。
该项技术广泛应用于现代农业。
（1）无土栽培所用营养液中的无机盐在植物体内的作用是__________________和__________________。
植物因种类和生长发育阶段不同对无机盐的需求也不同，所以应视具体情况调整______________，供作物________性吸收无机盐离子。
（2）营养液中某些无机盐离子浓度比根细胞内的低，植物仍可通过__________方式吸收。
若栽培池内较长时间通气不畅，作物根部可能出现的症状是________，其生理原因是________________________________________________________________________。
（3）在适宜温度下，采用完全营养液培养黄瓜幼苗，研究营养液中氧含量变化对K＋吸收速率的影响。
实验结果如下图，分析并回答下列问题：
①图中ab段的含义是________________________________________________________________________，
表明该过程需要________。
曲线bc段限制K＋吸收速率的内在因素是________________________________________________________________________。
②植物的生长都有一个最适温度。
在氧含量等条件稳定、适宜的情况下，研究在10～40℃范围内的温度变化对黄瓜幼苗K＋吸收速率的影响，预期K＋吸收速率变化的趋势是________________________________________________________________________。
解析：
（1）植物因种类和生长发育阶段不同对无机盐的需求也不同，所以应视具体情况调整无机盐的组成和比例，以便供作物选择性的吸收无机盐离子。
（2）根细胞可通过主动运输的方式吸收无机盐离子；栽培池内较长时间通气不畅，会使根进行无氧呼吸产生酒精而毒害植物，这样作物根部可能出现变黑、腐烂等症状。
（3）通过营养液中氧含量变化对K＋吸收速率的影响的图解可以看出，黄瓜幼苗根系细胞吸收K＋的方式是主动运输，需要载体和能量，图中ab段为此提供的依据是K＋的吸收速率随氧含量的增加而增加，表明该过程需要能量；曲线bc段限制K＋吸收速率的内在因素是根部细胞膜上运输K＋的载体数量。
植物体进行各种生理活动需要酶的参与，酶的活性受到温度的影响，在10～40℃范围内黄瓜幼苗K＋吸收速率随温度的升高而升高；超过最适温度，随温度的升高而降低。
答案：
（1）细胞的组成成分 调节植物的生命活动 营养液中无机盐的组成和比例（营养液的配方） 选择
（2）主动运输 根变黑（烂根） 根进行无氧呼吸，细胞内积累酒精
（3）①K＋的吸收速率随氧含量的增加而增加 能量 根部细胞膜上运输K＋的载体数量 ②10℃到最适温度范围内，随温度的升高而升高；超过最适温度，随温度的升高而降低
14．（2015·桂林模拟）C、H、O、N、P、S在玉米和人细胞（干）以及活细胞中的含量（%）如下表，请分析回答下列问题：
（1）以上元素在活细胞中的含量明显比人细胞（干）多的是氧元素和氢元素，发生差异的原因是活细胞中含量最多的化合物是________。
这两种元素在人体细胞干物质中主要存在于________中。
（2）由表中数据可以看出在玉米细胞（干）中所占比例明显高于人细胞（干）的元素是氧，发生这种差异的一个主要原因是组成玉米细胞的化合物中________较多，此类化合物由________（元素）组成。
（3）水在生命活动中有极其重要的作用，细胞内含水量的多少直接影响细胞的代谢。
①大豆收获后，要进行晾晒才能入仓储存，所除去的水分主要是细胞中的________。
如果大豆细胞内的水分过多，会使细胞的________加强。
②浸泡约一周时间，黄豆芽已长得又白又粗，1kg的黄豆能长出5kg的黄豆芽。
在这个过程中，黄豆细胞内的有机物含量________，种类________，其原因是黄豆
________________________________________________________________________。
解析：
（1）活细胞中含量最多的化合物是水，因此活细胞中氧和氢的含量比人细胞干细胞中高。
人体细胞干物质中含量最多的化合物是蛋白质。
（2）玉米细胞含糖类较多，糖类由C、H、O组成。
（3）①大豆晾晒除去的水分主要是细胞中的自由水。
细胞内的水分过多会使细胞呼吸加强。
②在黄豆芽生长的过程中，因为细胞呼吸消耗有机物，并产生了中间产物，使细胞内有机物的含量减少，种类增多。
答案：
（1）水 蛋白质
（2）糖类 C、H、O
（3）①自由水 细胞呼吸
②减少 增多 进行细胞呼吸，消耗有机物，产生许多代谢中间产物
15．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）________________________________________________________________________。
（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。
解析：
实验的自变量是锌、镁的有无，因变量是植物的生长状况。
对照组应用全素培养液培养，实验组分别用缺锌培养液和缺镁培养液培养，根据苹果幼苗的生长状况判断苹果小叶病与锌和镁的关系。
答案：
（1）缺镁
（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）观察苹果幼苗的生长发育状况
（4）②苹果小叶病是由缺锌引起的
③C缸内苹果幼苗表现出小叶病，而B缸中的没有
④B、C两缸内苹果幼苗都表现出小叶病
⑤B、C两缸内苹果幼苗都未表现出小叶病
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