（素能提升训练）第2节 细胞中的无机物-【勤径学升·同步练测】2024-2025学年高中生物必修1 分子与细胞（人教版2019）

训练四　细胞中的无机物 1．下列关于氢键的说法，正确的是 （　　） A．在水分子的内部可形成氢键 B．由于氢键的存在，水具有较高的比热容 C．1个水分子最多可通过氢键与另外2个水分子相连 D．氢键的形成与水分子的极性无关 解析　在水分子之间可形成氢键，A错误；由于氢键的存在，水具有较高的比热容，B正确；1个水分子最多可通过氢键与另外4个水分子相连，C错误；氢键的形成与水分子的极性有关，D错误。 答案　B 2．在细胞内水的主要功能是 （　　） ①生命活动的良好溶剂　②运输营养物质和代谢废物　③维持细胞形态　④只能和蛋白质结合 A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④ 解析　细胞内的水以自由水与结合水的形式存在，结合水是细胞结构的主要组成部分，自由水是良好的溶剂，是许多化学反应的介质，①正确；细胞内的水使细胞充盈，对维持细胞形态具有重要作用，自由水能自由流动，对运输营养物质和代谢废物等具有重要作用，②③正确；水分子可与蛋白质、多糖等物质结合，是细胞结构的重要组成部分，④错误。综上所述，A正确。 答案　A 3．某医生在对离体蛙心进行实验中发现，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溶液灌注时，蛙心可持续跳动数小时，实验说明钙盐和钾盐(　　) A．是细胞中某些复杂化合物的重要组成部分 B．对维持生物体的生命活动有重要作用 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 解析　该实验不能说明钙盐和钾盐是细胞中某些复杂化合物的重要组成部分，A错误；无机盐具有维持细胞渗透压、保持细胞形态的重要作用，但是本实验未体现，C错误；钙盐和钾盐不具有提供能量的作用，D错误。 答案　B 4．下列与生产、生活实际相关的叙述，错误的是 （　　） A．沙漠地区的植物细胞内结合水的含量高于自由水的含量 B．新鲜的植物种子比干种子的新陈代谢更旺盛 C．在一定条件下结合水和自由水可以相互转化 D．结合水含量高的生物抗旱、抗寒能力强 解析　沙漠地区的植物为了抵御干旱等不良条件，结合水所占比例高于一些内陆地区的植物，但是沙漠地区的植物细胞内自由水含量仍高于结合水，A错误；与干种子相比，新鲜的植物种子中自由水与结合水的比值较高，细胞代谢更旺盛，B正确；在一定条件下结合水和自由水可以相互转化，C正确；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，D正确。 答案　A 5．如图分别表示一种叶绿素分子和血红蛋白分子的局部结构示意图，相关说法错误的是 （　　） A．血红蛋白和叶绿素共有的元素是C、H、O和N B．植物缺镁会使叶片失绿而呈黄色 C．血红蛋白是含铁的蛋白质，叶绿素是含镁的蛋白质 D．人体缺铁会导致贫血，细胞运输氧的能力降低 解析　通过图中两种物质的结构图可以看出，血红蛋白和叶绿素共有的元素是C、H、O和N，A正确；Mg是构成叶绿素的元素，植物缺镁，叶绿素合成减少，会使叶片失绿而呈黄色，B正确；叶绿素不属于蛋白质，C错误；Fe是构成血红蛋白的元素，人体缺铁会导致贫血，即红细胞中血红蛋白含量下降，细胞运输氧的能力降低，D正确。 答案　C 6．如图是小麦种子成熟过程中干物质和水分的变化。据图分析下列叙述不正确的是（　　） A．随着种子的成熟，种子的生命活动由代谢活跃状态转入休眠状态 B．种子中水分减少的主要原因是植物吸收的水分减少 C．种子中自由水和结合水之间可以相互转化 D．种子成熟期间的这两种物质的变化和种子萌发时相反 解析　由图可知：小麦种子成熟阶段水分减少、干物质（有机物）增多，种子的生命活动由代谢活跃状态转入休眠状态，A正确；种子成熟过程中，小麦为了降低种子活性，通过自身调节降低种子水分，其从外界吸收的水分并没有减少，大部分通过蒸腾作用散失到外界，B错误；自由水与结合水并不是一成不变的，可以相互转化，C正确；种子成熟期间干物质相对含量增加，水分的相对含量下降，种子萌发时干物质的相对含量降低，水的相对含量增加，D正确。 答案　B 7．如图表示甲、乙两种无机盐离子处于不同浓度时与作物产量的关系。有关叙述正确的是 （　　） A．乙的浓度为c时，对提高产量最有利 B．乙无机盐离子浓度越高作物产量越高 C．作物对乙无机盐离子浓度的变化更敏感 D．同一种作物对甲、乙两种无机盐离子的需求量不同 解析　作物产量达到峰值时对应的乙无机盐离子浓度对提高产量最有利，A错误；随着乙无机盐离子浓度增加，作物产量逐渐提高后又降低，B错误；作物对较低浓度的甲无机盐离子更敏感，C错误；由题图可知，同一种作物对甲、乙两种无机盐离子的需求量不同，D正确。 答案　D 8．某生物兴趣小组为验证硼是植物必需的矿质元素，设计了如下几组实验，你认为较科学的一组是 （　　） A．对照组：植物＋完全培养液＋沙土；实验组：植物＋缺硼的完全培养液＋沙土 B．对照组：植物＋蒸馏水＋沙土；实验组：植物＋蒸馏水配置的含硼的培养液＋沙土 C．对照组：植物＋完全培养液；实验组：植物＋缺硼的完全培养液 D．对照组：植物＋蒸馏水；实验组：植物＋蒸馏水配置的含硼的培养液 解析　实验设计应遵循单一变量原则，排除无关变量对实验结果的影响，因此在验证“硼是植物必需的矿质元素”实验中，自变量为是否含有硼，因变量为植物的生长发育情况。对照组应选用含有植物生长必需的各种元素的完全培养液，实验组用缺硼的完全培养液，但植物不能栽在沙土中，因为沙土可能含有硼，C选项符合题意。 答案　C 9．冬季来临，随着气温的逐渐降低，植物体内发生了一系列适应低温的生理生化变化，抗寒能力逐渐增强。如图为冬小麦在不同时期含水量变化关系图。 回答下列问题： （1）据图分析，冬小麦的含水量从9月至12月处于下降趋势，原因是　　　　。  （2）冬小麦的自由水的含量下降非常快，而结合水的含量则上升比较快，原因是　　　　。  （3）请阐述自由水在细胞中的重要作用　　　　。  解析　（1）据题图分析，冬小麦9月至12月份自由水相对质量分数下降，结合水相对质量分数上升，故冬小麦的含水量从9月至12月处于下降趋势，原因主要与自由水含量减少有关。（2）据题图分析，冬小麦的自由水的含量下降非常快，而结合水的含量则上升比较快，原因是随气温降低，自由水含量降低，可防止自由水过多导致结冰而损伤自身，结合水含量升高，植物抗寒能力逐渐增强，有利于植物渡过不良环境。（3）自由水是细胞中良好的溶剂，是许多化学反应的介质，参与细胞内的许多化学反应，运输营养物质和代谢废物等。 答案　（1）主要与自由水含量减少有关 （2）冬季随气温降低，植物体内的自由水含量下降，可防止自由水过多导致结冰而损害自身；结合水含量升高使植物抗寒能力逐渐增强，有利于植物渡过不良环境 （3）自由水是细胞内的良好溶剂，参与细胞内的化学反应，运输营养物质和代谢废物等 10．植物生长需要从外界环境中吸收水分和矿质元素，缺乏水和某种矿质元素会影响植物的代谢和功能。请回答下列问题： (1)植物细胞吸收的水在细胞中的存在形式是________________，水在细胞中功能主要有：①____________________；②____________________；③运输营养物质和代谢废物；④细胞内良好的溶剂；⑤维持生命系统稳定性；⑥细胞结构的重要组成部分。 (2)无机盐在植物细胞内含量很少，但是作用很大。植物从土壤吸收的无机盐，除构成化合物的成分和维持生物体的生命活动外，还具有的功能是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)营养液培养法是研究某种元素是否为植物生长所必需的重要方法。为了研究镍(Ni)是否为植物A生长的必需元素，某同学用下图所示的装置进行实验。(培养液除镍元素外，其他元素能够保证生物体生命活动的需要) ①气泵和气泡石的作用是满足根部有氧呼吸对氧气的需求。 ②实验步骤：将多株长势相同的植物A均分为两组，分别编号甲、乙。甲组置于____________的培养液中培养作为对照组；乙组置于____________的培养液中培养作为实验组。相同条件下培养一段时间后，测量并记录两组植物A的高度或质量。 解析　(1)水在细胞中的存在形式有自由水和结合水，结合水是细胞结构的重要组成部分；自由水可参与细胞中的生物化学反应，为细胞提供液体环境，运输营养物质和代谢废物，是细胞内良好的溶剂等。(2)无机盐在细胞中主要以离子形式存在，除构成化合物的成分和维持生物体的生命活动外，还可维持细胞的(渗透压和)酸碱平衡。(3)对照实验应遵循单一变量原则，实验需要分为甲、乙两组，甲组营养液中含有镍元素，作为对照组，乙组营养液中不含镍元素，作为实验组，相同条件下培养一段时间后，观察两组植物的生长情况，测量并记录两组植物的高度或质量。 答案　(1)自由水和结合水　参与细胞中的生物化学反应　为细胞提供液体环境 (2)维持细胞(渗透压和)酸碱平衡 (3)含有镍元素　不含镍元素 11．(不定项)如图所示为对刚收获的种子进行的一系列处理，据图分析，下列有关叙述正确的是(　　) A．①和②均有生命活力，但是含水量不同 B．①→②的过程中没有发生水存在形式之间的转化 C．③和④是同一种物质，但是在细胞中的存在形式不同 D．②不可作为播种用的种子 解析　失去结合水的②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；③和④都是水，但是在细胞中的存在形式不同，③是自由水，④主要是结合水，C正确；②不再具有生命活力，不能作为播种用的种子，D正确。 答案　CD 12．（不定项）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： 溶液 NaCl CaCl2 NaCl＋CaCl2 NaCl＋CaCl2＋KCl 根的总长度/cm 59 70 254 324 下列说法正确的是 （　　） A．单盐毒害现象可能与缺乏生长发育的必需元素有关 B．单盐毒害现象可能与外界盐溶液浓度太高导致植物细胞失水有关 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．将海藻放在和海水NaCl浓度相同的NaCl溶液中培养，不会发生单盐毒害 解析　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，A正确；由表格数据可知，将植物培养在浓度不变的NaCl、CaCl2和KCl的混合溶液中时，单盐毒害现象减弱，说明单盐毒害现象与外界盐溶液浓度太高导致植物细胞失水无关，B错误；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，C正确；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溶液中仍会发生单盐毒害，D错误。 答案　AC 13．（不定项）如图所示为钙和硼对某种植物花粉粒萌发和花粉管生长的影响。下列结论与结果相符的是 （　　） A．钙对花粉管生长速度有明显影响，而一定范围内几乎不影响花粉粒的萌发率 B．硼对花粉粒萌发率有明显影响，而一定范围内几乎不影响花粉管的生长速度 C．适宜浓度的硼或钙明显有利于花粉粒萌发或花粉管生长 D．钙或硼对花粉粒萌发率和花粉管生长速度都有同样的影响 解析　分析题图曲线可知，钙的浓度对花粉管生长速度有影响，但在一定范围内几乎不影响花粉粒萌发率，硼的浓度对花粉粒萌发率有影响，但在一定范围内几乎对花粉管生长速度无影响，钙和硼对花粉粒萌发率和花粉管生长速度的作用不同，A、B符合题意，D不符合题意；分析题图可知，钙的浓度为最适值时对花粉管生长速度的促进作用最大，硼的浓度为最适值时对花粉粒萌发率的促进作用最大，故适宜浓度的硼或钙明显有利于花粉粒萌发或花粉管生长，C符合题意。 答案　ABC 14．Mg是合成叶绿素的原料之一，是植物生长所必需的。如果缺少Mg，植物的叶绿素无法合成，叶片会发黄甚至死亡。某同学想用无土栽培的方法，设计一个实验来验证含Mg的无机盐对植物幼苗生长的影响，请你帮他把实验设计填写完整。 实验材料：生长状况相近的健壮小麦幼苗若干，完全培养液，缺Mg的完全培养液。 实验过程： （1）将小麦幼苗平均分成甲、乙两组，测量并记录两组幼苗的初始生长状况（叶色、高度、根系生长状况等）。 （2）将甲组幼苗的根系浸泡在　　　　　，将乙组幼苗的根系浸泡在　　　　。  （3）将两组植物幼苗放置到相同且适宜的环境中培养，观察叶片颜色的变化和植物的生长情况。 （4）请你写出符合科学道理的实验现象及初步得出的结论。 现象：　　　　。  结论：　　　　。  （5）从科学研究的严谨角度出发，为进一步证实甲、乙两组小麦生长状况的差异是由镁离子的供应不同引起的，通常还应增加的实验步骤是：　　　　。  解析　（2）分析题干信息可以知道，该实验目的是验证Mg是小麦的必需元素。实验原理是Mg是叶绿素的组成成分，缺Mg会影响叶绿素的合成，从而影响植物生长。实验的自变量是植物营养液的种类，一种是完全培养液，另一种是缺Mg的完全培养液，因变量是植物的叶片颜色、生长状况，其他属于无关变量，无关变量应保持一致且适宜。因此可以将甲组幼苗放在完全营养液中培养，则乙组小麦幼苗放在等量的缺Mg的完全培养液中培养。（4）实验现象：甲组植物生长旺盛、叶片鲜绿；乙组植物矮小瘦弱、叶片发黄。由此得出结论：植物的生长需要含Mg的无机盐。（5）从科学研究的严谨角度出发，为进一步证实甲、乙两组小麦生长状况的差异是由镁离子供应不同引起的，通常还要向乙组缺Mg的培养液中补充Mg，继续培养，如果一段时间后小麦幼苗生长恢复正常，则说明Mg是小麦幼苗正常生长的必需元素。 答案　（2）完全培养液中　等量的缺Mg的完全培养液中 （4）甲组植物生长旺盛、叶片鲜绿；乙组植物矮小瘦弱、叶片发黄　植物生长需要含Mg的无机盐 （5）在缺Mg的培养液中添加一定量的含Mg的无机盐，观察小麦的叶片颜色和生长状况 学科网（北京）股份有限公司 $$