1、第一节细胞中的元素和无机化合物题组一概念结论速判1.基于细胞中的元素和化合物的理解,判断下列说法的正误:(1)大量元素和微量元素的划分依据是其发挥生理作用的大小。()分析:大量元素和微量元素是根据细胞中含量的多少划分的。(2)玉米细胞和人体细胞中含量较多的元素均为C、H、O、N。()(3)不同生物组织的细胞中所含化合物的种类和含量是有差别的。()(4)细胞内含量最多的化合物是蛋白质。()分析:细胞内含量最多的化合物是水,含量最多的有机化合物是蛋白质。题组二构成细胞的元素2.(2021柳州高一检测)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
2、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、MgB.Zn、Cu、Mn、FeC.Zn、Cu、B、MgD.K、Mn、Cu、Mo【解析】选B。Mg、K属于大量元素,Zn、Cu、Mn、Fe都属于微量元素,B正确。3.(2021新乡高一检测)“天苍苍,野茫茫,风吹草低见牛羊。”羊吃草后,从草中获得化合物和元素。那么,羊和草体内的各种化学元素()A.种类差异很大,含量大体相同B.种类和含量差异都很大C.种类和含量都是大体相同的D.种类大体相同,含量差异很大【解析】选D。各种生物所含的化学元素的种类基本相同,但是含量差异较大。题组三细胞中的水4.水是生物体内
3、含量最多的化合物,当生物体新陈代谢旺盛时,生物体内()A.结合水/自由水的比值不变B.结合水/自由水的比值会升高C.结合水/自由水的比值降低D.结合水/自由水的比值与此无关【解析】选C。当生物新陈代谢旺盛,生长迅速时,结合水与自由水的比值会降低,A错误;结合水/自由水的比值升高,生物新陈代谢减弱,生长缓慢,B错误;结合水/自由水的比值降低,生物新陈代谢旺盛,生长迅速,C正确;结合水/自由水的比值与细胞新陈代谢强弱密切相关,D错误。5.下列关于植物体内水分的叙述,错误的是()A.植物体内的水分参与营养物质的运输B.水是构成叶肉细胞的重要化合物之一C.自由水可作为细胞内化学反应的反应物D.同种植物
4、的种子,在萌发时和休眠时自由水含量相同【解析】选D。水可以把营养物质运送到各个细胞,A正确;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,B正确;细胞内的许多生物化学反应都需要水的参与,如水作为光合作用的原料,C正确;种子萌发需要水分,种子萌发过程中自由水含量会增加。休眠的种子代谢不活跃,自由水含量较少,D错误。6.科学家曾在火星上发现了流动水的痕迹。科学家据此推测,火星上曾经或者现在存在着生命。做出这一推测的理由是()A.水是细胞含量最多的化合物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.代谢旺盛的细胞水的含量高【解析】选C。水是细胞内含量最多的化合物,没有说明水的作
5、用,A不符合题意;结合水是细胞和生物体的成分,没有说明水分的重要作用,B不符合题意;一切生命活动离不开水,可推测火星上可能存在过生命,C符合题意;代谢旺盛的细胞水的含量高,是从含量方面分析,没有表明水对生命活动的意义,D不符合题意。题组四细胞中的无机盐7.(2021扬州高一检测)人体内缺少钠盐时,会四肢无力,恶心呕吐甚至胸闷。这个事实说明无机盐的作用是()A.组成生物体的重要结构B.调节细胞的pHC.维持生物体的生命活动D.是人体重要的能源物质【解析】选C。无机盐可以组成细胞中复杂的有机化合物,如:Mg是叶绿素的组成成分、Fe是组成血红蛋白的元素、I是甲状腺激素的组成元素,但该作用和题中现象无
6、关,A错误;无机盐可调节细胞的pH,是指维持细胞的酸碱度,如HC等离子,但该作用和题中现象无关,B错误;无机盐可维持细胞和生物体的生命活动,如血钙偏低导致抽搐、幼年缺碘导致呆小症、成年缺碘导致甲状腺肿、缺铁导致缺铁性贫血、缺锌导致生长发育不良,人体内缺少钠盐时,会四肢无力,恶心呕吐甚至胸闷,C正确;糖类是人体重要的能源物质,无机盐不提供能量,D错误。8.人体所需要的营养物质主要有水、无机盐、维生素、糖类、脂质和蛋白质等,这些营养物质在人体细胞中有着重要的作用。(1)一切生命活动离不开水,水在人体内的存在形式有结合水和,后者在人体内的生理作用:(至少写两点)。(2)牛奶、奶粉中都添加钙、铁等元素
7、。其中钙是人体骨骼和牙齿中的重要组成部分,铁是血红蛋白的主要成分,这说明无机盐的生理作用是;输液中的医用生理盐水是0.9%的NaCl溶液,它是用来维持细胞内外的。参与救灾的某战士发生了肌肉抽搐的现象,可能是随汗液流失了大量的。(3)俗话说,“一方水土养一方人”,饮水是提供人体必需的矿物质和微量元素的重要途径之一。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,其中属于大量元素的是。【解析】(1)细胞中的水包括自由水和结合水,其中自由水具有多种功能:细胞内的良好溶剂;参与多种生物化学反应;运送营养物质和代谢废物;为细胞提供液体环境。(2)无机盐是细胞必不可少的许多化
8、合物的成分,如钙是人体骨骼和牙齿中的重要组成部分,铁是血红蛋白的主要成分。质量分数为0.9%的生理盐水,对维持细胞内外渗透压非常重要,可以维持生物体的生命活动。血液中钙含量过低会导致抽搐,故发生了肌肉抽搐的现象,可能是随汗液流失了大量的Ca2+。(3)题干信息中, K、Ca、P、Mg属于大量元素,Cu、Zn、Fe属于微量元素。答案:(1)自由水运送营养物质和代谢废物,良好的溶剂,参与生物化学反应(2)是细胞必不可少的许多化合物的成分渗透压Ca2+ (3)K、Ca、P、Mg 答案速填:自由水和结合水良好的溶剂参与生物化学反应提供液体环境运送营养物质和代谢废物离子和化合物维持细胞的渗透压和生物体液
9、的酸碱平衡维持细胞正常的代谢活动一、选择题(共8题,每题3分,共24分)1.(2021扬州高一检测)苹果中含有Zn等元素,Zn是形成与记忆力息息相关的蛋白质不可缺少的元素,儿童缺Zn就会导致大脑发育不完善,因此,苹果又被称为“记忆之果”。下列有关说法正确的是 ()A.Zn是人体内的大量元素B.Zn是蛋白质、核酸等重要化合物的组成成分C.Zn对于调节细胞的酸碱平衡有重要作用D.Zn对维持生物体的生命活动有重要作用【解析】选D。Zn是微量元素,A错误;核酸中不含Zn,B错误;题目中没有体现Zn对调节细胞的酸碱平衡有重要作用,C错误;儿童缺Zn就会导致大脑发育不完善,说明Zn对生物体的生命活动有重要
10、作用,D正确。2.如图标注了植物所处的大气和土壤环境中的部分元素组成,相关叙述正确的是()A.图中所标出的元素均为大量元素B.镁是合成叶黄素的必需化学元素C.从土壤中吸收的元素为微量元素D.植物缺氮时叶色暗绿,开花较多【解析】选A。图中所标示了C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S九种元素,它们均为大量元素,A正确;镁是合成叶绿素的必需化学元素,B错误;从土壤中吸收的N、P、S、K、Ca、Mg元素均为大量元素,吸收的Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu等是微量元素,C错误;植物缺氮时,植株浅绿、基部老叶变黄,干燥时呈褐色,严重缺氮时甚至导致生长停滞,不能抽穗开花,导致繁殖器官分化受阻,D错误。3.
11、(2021徐州高一检测)图中甲、乙代表细胞中水的存在形式。有关叙述错误的是()A.甲表示结合水,乙表示自由水B.代谢旺盛的细胞中甲的含量相对较多C.细胞内的乙参与营养物质的运输D.乙是细胞内的良好溶剂【解析】选B。温度降低,自由水可以转化为结合水,温度升高,结合水转化为自由水,A正确;代谢旺盛的细胞中乙(自由水)的含量相对较多,B错误;乙(自由水)可以把营养物质运送到各个细胞,C正确;乙(自由水)是细胞内的良好溶剂,许多种物质溶解在自由水中,D正确。4.(2021合肥高一检测)如图是组成人体细胞的主要元素所占比例,下列叙述错误的是()A.图中所示为细胞鲜重中元素的比重B.图中含有的元素在非生物
12、界也可以找到C.细胞失去大部分水分后,碳元素所占比例最大D.氧元素含量最多,所以氧最重要【解析】选D。氧元素含量最高,故图中数据是该元素占细胞鲜重百分比,A正确;图中含有的元素在非生物界也可以找到,这体现了生物界和非生物界的统一性,B正确;细胞失去大部分水分后,碳元素所占比例最大,C正确;氧元素的含量与其重要程度没有必然联系,D错误。【误区警示】辨析大量元素和微量元素(1)细胞中的化学元素中,含量较多的称为大量元素,如C、H、O、Mg、Ca、S、N、P、K等;(2)含量较少的称为微量元素,如B、Zn、Cu、Fe、Mo、Mn等。微量元素含量较少,并不意味着它们不重要。【补偿训练】“绵绵的春雨,是
13、她润醒了小草,润绿了杨树,润开了报春花。”此过程中,细胞中自由水与结合水的相对含量变化表示正确的是()【解析】选B。春天生物复苏过程中,细胞中自由水与结合水的比值变大(自由水相对含量增大,结合水相对含量减小),细胞代谢水平提高,故B正确。5.为了确定某种矿质元素是否是植物的必需元素,应采用的方法是()A.检测正常叶片中该矿质元素的含量B.分析根系对该矿质元素的吸收过程C.分析环境条件对该矿质元素吸收的影响D.观察在完全培养液中去掉该矿质元素前后植株生长发育状况【解析】选D。判断元素是否是必需元素通常用溶液培养法,在人工配制的完全培养液中,除去某种矿质元素,然后观察植物的生长发育情况:如果植物的
14、生长发育仍正常,说明该元素不是植物所必需的;如果植物的生长发育不正常(出现特定的缺乏症状),且只有补充了该种元素(其他元素无效)后,植物的生长发育又恢复正常(症状消失),说明该元素是植物生长必需的矿质元素。【归纳总结】探究A是否属于植物生长所必需的无机盐的实验操作对照组:植物+完全培养液正常生长实验组:6.(2021潍坊高一检测)为探究矿质元素对玉米幼苗生长状况的影响,将两组生长状况相同的玉米幼苗,分别放在盛有等量的蒸馏水(甲组)和土壤浸出液(乙组)的玻璃器皿中进行培养,一段时间后,观察并比较两组幼苗的生长状况。下列说法错误的是()A.该实验甲组为对照组,乙组为实验组B.根系吸收的水能与蛋白质
15、、多糖等结合,成为生物体的构成成分C.将乙组玉米秸秆充分晒干后,其体内剩余的物质主要是无机盐D.乙组幼苗长得好,因为无机盐对细胞和生物体的生命活动有重要作用【解析】选C。将甲组玉米幼苗放在盛有蒸馏水的玻璃器皿中,将乙组玉米幼苗放在等量的土壤浸出液中,故该实验甲组为对照组,乙组为实验组,A正确;根系吸收的水能与蛋白质、多糖等结合,失去流动性成为生物体的构成成分,B正确;将乙组玉米秸秆充分燃烧,玉米丢失的物质主要是水分和有机物,剩余的物质主要是无机盐,C错误;乙组幼苗长得好,因为无机盐对维持细胞和生物体的生命活动有重要作用,D正确。7.(2021成都高一检测)小军有点挑食,近来不良反应引起了父母的
16、担忧:口腔溃疡反复发作,面色苍白,头昏,免疫力低下。比起同龄儿童,小军身体偏矮,偏瘦。去医院后,经检查发现血液中锌的含量过低,同时有缺铁性贫血症状,医生建议治疗同时多吃一些含锌、铁的食物。对上述材料的解释,不正确的是()A.锌是微量元素且是人体必需的化学元素B.锌在人体生长发育过程中的作用不可替代C.铁是组成血红蛋白的大量元素,缺铁会使细胞合成血红蛋白少,导致缺铁性贫血D.通过缺铁性贫血症状,也证实铁元素是维持正常生命活动的必需元素【解析】选C。锌的含量少,但是作用大,属于微量元素,A正确;由题意知,锌在人体的生长发育过程中具有不可或缺的作用,B正确;铁是构成人体细胞的微量元素,C错误;缺铁会
17、使细胞合成血红蛋白少,导致缺铁性贫血,可见铁元素是维持正常生命活动不可缺少的必需元素,D正确。8.(2021榆林高一检测)如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.和均有生命活力,但是含水量不同B.和的过程中没有发生水存在形式之间的转化C.和是同一种物质,但是在细胞中的存在形式不同D.不含水分,可作为种子贮藏【解析】选C。失去结合水的不再具有生命活力,A错误;烘干过程中部分结合水转化为自由水散失,B错误;和都是水,但是在细胞中的存在形式不同,是来自细胞中的自由水,主要是来自细胞中的结合水,C正确;不再具有生命活力,不能作为种子贮藏,D错误。二、非选择题(共2题,共2
18、6分)9.(14分)C、H、O、N、P、S在玉米细胞(干)和人细胞(干)以及活细胞中的含量(%)如表,请分析回答下列问题。元素OCHNPS玉米细胞(干)44.4343.576.241.460.200.17人细胞(干)14.6255.997.469.333.110.78活细胞65.018.010.03.01.400.30 (1)玉米细胞(干)和人细胞(干)中含量最多的化合物是。以上元素在活细胞中含量明显比在人细胞(干)中含量多的是O和H,发生差异的原因是活细胞中的各种化合物中含量最多的是。(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,发生这种差异的一个主要原因
19、是组成玉米细胞的化合物中较多。(3)农作物吸收N元素的主要形式有铵态氮(N)和硝态氮(N)。已知作物甲对同一种营养液(以NH4NO3为唯一氮源)中N和N的吸收具有偏好性(N和N同时存在时,对一种离子的吸收量大于另一种)。请设计实验对这种偏好性进行验证,要求简要写出实验思路、预期结果和结论。【解析】(1)玉米细胞(干)和人细胞(干)中含量最多的化合物是蛋白质。由表中数据可知,在活细胞中含量明显比人细胞(干)含量多的是O和H,这两种元素在人体细胞中主要存在于水中,活细胞中的各种化合物中含量最多的是水。(2)与人体细胞相比,玉米中糖类(淀粉和纤维素)较多,玉米细胞(干)中所占比例明显高于人细胞(干)
20、的元素是O。(3)要验证作物甲对N和N吸收具有偏好性,可以把甲放在以NH4NO3为唯一氮源的培养液中进行培养,通过测定培养前后铵态氮和硝态氮的含量变化即可得出结论。因此实验思路为:配制营养液(以NH4NO3为唯一氮源),用该营养液培养作物甲, 一段时间后,检测营养液中N和N剩余量。可用假设法推理,假设作物甲偏好吸收N,则营养液中N的剩余量较少;假设作物甲偏好吸收N,则营养液中N的剩余量较少。因此,预期结果和结论为:若营养液中N剩余量小于N剩余量,则说明作物甲偏好吸收N;若营养液中N剩余量小于N剩余量,则说明作物甲偏好吸收N。答案:(1)蛋白质水(2)O糖类(3)实验思路:配制营养液(以NH4N
21、O3为唯一氮源),用该营养液培养作物甲,一段时间后,检测营养液中N和N剩余量。预期结果和结论:若营养液中N剩余量小于N剩余量,则说明作物甲偏好吸收N;若营养液中N剩余量小于N剩余量,则说明作物甲偏好吸收N10.(12分)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;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
22、子吸水主要是增加的含量。(2)淀粉消耗过程需要水的参与,说明水的生理作用是;种子细胞中无机盐主要以的形式存在,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030%95%88%0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。含水量为1%的种子发芽率为零,可能的原因是。【解析】(1)种子细胞中水的存在形式是自由水和结合水,萌发过程中种子吸水主要是增加自由水的含量。(2)淀粉消耗过程需要水的参与,说明水的生理作用是参与生物化学反应;无机盐在细胞中主要以离
23、子形式存在,镁是合成叶绿素的原料,促进幼苗进行光合作用,即镁元素是细胞必不可少的许多化合物(如叶绿素)的成分。(3)种子要进行有氧呼吸,要适宜通风。含水量为1%的种子发芽率为零,原因是含水量过低,胚细胞缺水,种子失去活力而不能萌发。答案:(1)自由水和结合水自由水(2)参与生物化学反应离子镁元素是细胞必不可少的许多化合物(如叶绿素)的成分(3)适宜通风含水量过低,胚细胞缺水,种子失去活力而不能萌发【补偿训练】冬小麦一般在9月中下旬至10月上旬播种,第二年5月底至6月中下旬成熟。在冬季来临过程中,随着气温的逐渐降低,冬小麦体内会发生一系列适应低温的生理变化,抗寒能力逐渐增强。第二年,农民在储存小
24、麦种子前,需要将刚收获的小麦种子晒干后,再收进粮仓存放。请回答下列问题:(1)小麦种子活细胞中含量最多的化合物是,其在细胞中的存在形式是。(2)在冬天来临前,冬小麦中(填“自由水”或“结合水”)的比例会逐渐降低。(3)农民晒种时,小麦种子会失去一部分水,把种子晒干后放在试管中点燃,直至燃成灰烬,该灰烬的成分是。(4)储存小麦种子前,如果暴晒的时间不够长,在粮仓中储存时,小麦种子呼吸作用加强、产热增加,会导致小麦种子霉烂。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。 【解析】(1)活细胞中含量最多的化合物是水,水在细胞中的存在形式是自由水和结合水。(2)冬小麦在冬天来临前,自由水的比
25、例会逐渐降低,而结合水的比例会逐渐上升,原因是避免气温下降时自由水过多导致结冰而损害自身。(3)当把种子晒干后放在试管中点燃,直至燃成灰烬,此时细胞中的水分全部流失,有机物中的C、H、O等元素氧化为CO2和H2O等散失,剩余的灰烬是无机盐。(4)储存小麦种子前,如果暴晒的时间不够长,自由水的含量仍然较高,在粮仓中储存时小麦呼吸作用加强、产热增加,会导致霉烂。通过上述事实可以看出,细胞的代谢强弱与细胞的自由水含量有密切联系。答案:(1)水自由水和结合水(2)自由水(3)无机盐(4)自由水含量(或自由水与结合水的比值)碘缺乏病是一种世界性地方病,我国曾是世界上碘缺乏病高发的国家之一。如何预防碘缺乏
26、病呢?食用加碘盐是最经济有效的方法。我国从1994年开始实施强制食盐加碘制度,大大降低了我国地方性甲状腺肿大发病率。现在人民生活水平提高,对富含碘的食品(如海产品)的摄入量增加,食盐是否还需要加碘又成了新热点。科研人员对不同地区碘含量的调查表明,有些高碘地区碘含量远远超出平均水平。于是,从2012年3月15日起,我国开始执行新的食用盐碘含量标准,食盐平均加碘量由原来统一的35 mg/kg,下调为2030 mg/kg,并提供20、25、30 mg/kg三种标准,允许各省自主加碘。是否食用加碘盐还需考虑实际情况,切忌盲目决定。(1)碘在细胞中的主要存在形式及文中叙述说明无机盐的作用是什么?(2)你
27、认为自己的家庭是否需要食用加碘盐,依据是什么?【解析】(1)碘属于无机物,在细胞中主要以离子的形式存在;碘可以组成细胞或生物体内的化合物。(2)该题属于开放性的答案,若需要,则代表家里日常生活中摄入富含碘食品(海产品)少,需要补充,若不需要,则代表家里日常生活中摄入富含碘食品(海产品)多。答案:(1)离子,组成细胞或生物体内的化合物(合成甲状腺激素的原料)。(2)需要,自己家里日常生活中摄入富含碘食品(海产品)少;不需要,自己家里日常生活中摄入富含碘食品(海产品)多。1.情境分析:(1)社会热点:预防碘缺乏病及家庭是否需要食用加碘盐的观点。(2)真实情境:1994年强制食盐加碘制度及2012年执行新的食用盐碘含量标准。2.解题助手:(1)分析题干信息:食盐是否还需要加碘又成了新热点。(2)分析调查信息:有些高碘地区碘含量远远超出平均水平。(3)综合分析:不同地区碘的含量不同,日常生活中食品碘的含量不同。是否食用加碘盐还需考虑实际情况,切忌盲目决定。
