2.2细胞中的无机物（导学案）生物人教版必修1

该高中生物学导学案聚焦“细胞中的无机物”，引导学生掌握水的含量特点、存在形式及功能，理解自由水与结合水比值对代谢的影响，明确无机盐的存在形式和主要功能。课前通过填空预习衔接教材内容，课堂以表格分析和讨论为支架，从水的含量差异到功能实例逐步深入，构建知识脉络。 导学案以生命观念为统领，通过科学思维设计实验探究（如矿质元素必需性验证），结合探究实践开展课堂讨论，培养学生分析问题能力。分层检测题联系生活实际（如运动员饮料、种子处理），落实态度责任，助力学生自主学习与核心素养提升。

2.2细胞中的无机物（导学案） (1)说出细胞中水的含量特点，理解水的存在形式及功能。 (2)阐明自由水与结合水的比值与细胞代谢的关系。 (3)说出无机盐的存在形式及主要功能，列举实例说明。 (4)认同水与无机盐是细胞生命活动的物质基础，形成合理膳食的健康意识。 【学习重点】 (1)水的含量特点及其存在形式（自由水和结合水）。 (2)自由水和结合水的功能及其比值与代谢的关系。 (3)无机盐的存在形式及其四大功能。 【学习难点】 (1)水分子结构与其理化特性（极性、高比热容）的因果关系。 (2)自由水与结合水的比值变化对细胞代谢的影响机制。 (3)验证矿质元素必需性的实验设计逻辑。 请阅读教材P20-22，以下横线中已填好正确答案。 (1)细胞中含量最多的化合物是 。不同生物种类的含水量 ，水生生物含水量比陆生生物 。同种生物在不同的组织、器官中及不同的生长发育时期含水量也 。 (2)水的存在形式有 和 两种。自由水以 的形式存在，可以 ；结合水与细胞内 （如蛋白质、多糖等）相结合。 (3)自由水的功能包括：① ；② ；③ ；④ 。 结合水的功能是 。 (4)自由水与结合水的比值与细胞代谢密切相关：比值 ，细胞代谢越 ；比值 ，细胞代谢越 ，但抗逆性 。 (5)细胞中的无机盐大多数以 的形式存在。阳离子主要有 等；阴离子主要有 等。 (6)无机盐的主要功能：① （如Mg是叶绿素的组成元素，Fe是血红蛋白的组成元素）；② （如Ca²⁺浓度过低会导致抽搐）； ③ （如HCO₃⁻/H₂CO₃缓冲对）；④ （如Na⁺、Cl⁻等）。 (7)种子在成熟过程中，自由水/结合水的比值 ，代谢 ；种子萌发时，自由水/结合水的比值 ，代谢 。 (8)验证某种矿质元素是否为植物必需元素的实验中，对照组使用 培养液，实验组使用 的培养液。实验组出现异常后，再添加 元素，若恢复正常，则证明 是必需元素。 一、实验探究→、一、细胞中的水 阅读分析下列表格，归纳概括出水的含量特点 细胞中化合物 水 无机盐 蛋白质 脂质 糖类 核酸 所占比例% 85-90 1-1.5 7-10 1-2 1-1.5 结论1: 几种不同生物体水的含量 生物 水母 鱼类 蛙 哺乳动物 藻类 高等植物 含水量（%） 97 80-85 78 65 90 60-80 结论2: 人体几种不同组织器官中含水量 组织器官 牙齿 骨骼 骨骼肌 心脏 血液 质量分数/% 10% 22% 76% 79% 83% 结论3: 人体的几种不同年龄阶段水的含量 年龄阶段 胎儿 婴儿 成年 壮年 老年 所占比例（%） 95 75 65 60 50 结论4: 阅读教材P20-21，完成以下任务。 【讨论】1水具有哪些理化特性及其原因为？ 【讨论】2.水的存在形式及其实例为？ 【讨论】3.水具有哪些功能？ 【讨论】4.自由水与结合水的比值与细胞代谢间具有怎样的关系? 二、实验探究→二、细胞中的无机物 阅读教材P22，完成以下任务。 【讨论】1.细胞中的无机盐的含量、存在形式及种类分别为？ 阅读课本P22思考·讨论，完成以下问题: 【讨论】2.植物体缺镁会影响光合作用，为什么？ 【讨论】3有一种贫血症叫缺铁性贫血症，为什么缺Fe会导致贫血? 【讨论】4..植物体缺P常表现为生长发育不正常，这说明什么？分析为什么植物体缺P会影响其生长发育。 【讨论】5.细胞中的无机盐的作用及其实例为？ 【筑基·必备知识通关】 1．水是细胞中含量最多的化合物，参与细胞代谢、物质的运输等；无机盐在细胞内一般只占鲜重的1%-1.5%，参与构成化合物并维持生命活动等。下列相关叙述正确的是（） A．由于氢键的存在，水是良好的溶剂 B．冬天来临前，冬小麦体内的自由水会增多 C．玉米根系发育差可能是土壤中缺乏P D．细胞中的无机盐均以离子形式存在 2．农谚“有水无肥一半收，有肥无水看着丢”形象地说明了水和无机盐对农作物稳产、增产的重要性。下列叙述错误的是（） A．水既参与代谢也参与组成细胞结构 B．氢键的不断形成和断裂使水具有流动性 C．无机盐只有溶于水才能被植物体吸收利用 D．无机盐可以为细胞代谢提供物质和能量 3．“有收无收在于水，收多收少在于肥”。某生物兴趣小组以北方冬小麦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．步骤一主要损失的水在细胞中呈游离状态，可参与细胞内的许多化学反应 B．步骤二主要损失的水在细胞中与蛋白质、多糖等物质结合，失去了流动性 C．步骤三主要损失的是无机盐，它们在细胞中主要以离子形式存在 D．冬季的北方冬小麦幼苗细胞中结合水与自由水比值相对其春季更高 4．2024年巴黎奥运会中，东鹏饮料成为中央广播电视总台2024年巴黎奥运会转播黄金合作伙伴。功能型饮料可为运动员补充水、能量、无机盐等营养。下列有关水和无机盐叙述错误的是（） A．霜降后植物细胞内自由水与结合水比值下降，有利于提高细胞抗寒能力 B．功能型饮料含有多种无机盐，能有效补充人体运动时消耗的能量 C．体内缺Na+会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，肌肉酸痛、无力等 D．某些无机盐离子对于维持细胞的酸碱平衡有重要作用 5．水和无机盐在农业生产中都有着重要作用，下列有关叙述错误的是（） A．缺水会影响农作物体内营养物质的运输和分配 B．农作物中幼嫩叶片细胞比老叶细胞的自由水含量高 C．无机盐能维持农作物的酸碱平衡并为其生命活动提供能量 D．施肥时常要浇水是因为无机盐只有溶解于水中才能被根吸收 【拓能·关键能力进阶】 6．“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、步骤二、步骤三主要损失的成分分别是自由水、结合水、有机物 B．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 C．无机盐是灰分的主要成分，必须溶解在水中才能被植物根系吸收 D．结合水能参与细胞内许多的生物化学反应，是细胞内良好的溶剂 7．水和无机盐是细胞的重要组成成分，下列判断正确的是（） A．细胞内的自由水和结合水都是良好的溶剂，都能参与物质运输和化学反应 B．同一株植物中，老叶细胞比幼叶细胞中自由水的含量高 C．将作物秸秆充分晒干后，其体内剩余的物质主要是无机盐 D．自由水能够维持生命系统的稳定性，这是水具有较高的比热容决定的 8．下列关于细胞中无机物的叙述，错误的是（） A．氢键的存在使得水具有较高的比热容，水的这种特性对于维持生命系统的稳定性十分重要 B．细胞内结合水的存在形式主要是水与蛋白质、多糖等物质结合，这样水就失去了流动性和溶解性，成为生物体的构成成分 C．玉米在生长过程中缺乏镁，植株就会特别矮小，根系发育差，叶片小且呈暗绿、偏紫色 D．人体内钠离子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 9．根据生物体内无机物含量变化特点，推测以下说法正确的是（） A．曲线①可以表示植物越冬过程中，体内结合水/自由水含量的变化 B．曲线②可以表示一粒新鲜的玉米种子在烘箱中被烘干的过程中，其内无机盐的相对含量变化 C．曲线③可以表示人从幼年到老年体内含水比例的变化 D．曲线①可以表示细胞代谢速率随自由水与结合水比值的变化 【答案】B 【详解】A、植物越冬时，为增强抗逆性，自由水含量减少，结合水含量增加，即结合水/自由水的比值增大。曲线①呈下降趋势，无法表示这一变化，A错误； B、新鲜玉米种子被烘干时，水分不断减少，无机盐的相对含量（占种子干重的比例）会逐渐增加，最终趋于稳定。曲线②呈上升后趋于平缓的趋势，符合这一变化，B正确； C、人从幼年到老年，体内含水比例逐渐降低，呈单调下降趋势，而曲线③是先升后降，不符合这一变化，C错误； D、自由水与结合水的比值越高，细胞代谢速率越快。若曲线①表示细胞代谢速率随该比值的变化，应呈上升趋势（比值越大，代谢越快），但曲线①是下降的，D错误。 故选B。 10．下列关于生物体内水分和无机盐的叙述，错误的是（） A．自由水既是细胞内良好的溶剂，又可以参与细胞内的许多化学反应 B．冬季来临时，植物体内结合水与自由水的比值减小导致抗寒性增强 C．细胞中大多数无机盐以离子的形式存在，有维持细胞渗透压平衡的作用 D．无机盐不能为生物体提供能量，但可以维持细胞正常的生命活动 【答案】B 【分析】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重要组成成分，自由水是良好的溶剂，是许多化学反应的介质，自由水还参与许多化学反应，自由水对于运输营养物质和代谢废物具有重要作用，自由水与结合水比值越高，细胞代谢越旺盛，抗逆性越差，反之亦然。 【冲刺·核心素养拓展】 11．在冬季来临过程中植株含水量总体呈下降趋势。我国东北某品种冬小麦在不同时期自由水和结合水含量变化如图所示。下列叙述正确的是（） A．图中植物体含水量变化利于增强冬小麦抗寒能力 B．图中曲线①代表自由水，曲线②代表结合水 C．从9月至12月冬小麦代谢旺盛、体内水的流动性增强 D．从9月到12月，植物体内自由水与结合水比值逐渐升高 12．水蒸气从叶片扩散到大气的过程中，叶片表面的静止空气层对水分扩散产生的阻力，称为叶片界面层阻力。界面层的厚度主要受风速和叶片大小决定。当围绕叶片的空气稳定时，叶片表面的静止空气层较厚，从而成为水气从叶片散失时的主要阻力。此时增加气孔的开度对蒸腾速率的影响很小。吊竹梅的蒸腾流量与气孔开度的关系如图所示。以下相关说法错误的是（） A．在静止空气中，气孔开度对蒸腾作用的控制能力较小 B．当风速高时，气孔开度是叶片散失水分的主要调控因子 C．有些植物的叶片生有茸毛，会增强植物的蒸腾作用，有利于植物对无机盐的运输 D．在流动空气中，为了减少蒸腾作用，有些植物可能会调节叶片的方向与日光平行 13．近期，中国科研人员对于火星探究有了新发现。据消息称，“祝融号”火星车在火星低纬度地区，发现了液态水。沙丘表面富含含水硫酸盐、蛋白石、含水铁氧化物等物质成分。那里的土壤中含有生命必需的K、Na、Mg等元素。下列说法正确的是（） A．无机盐离子参与构成复杂化合物，如Fe2+参与合成叶绿素，Mg2+参与合成血红蛋白 B．细胞中的自由水和结合水都能参与物质运输 C．人体血液中缺乏钙离子会出现抽搐等症状 D．水是活细胞中含量最多的有机化合物 14．无花果是一种开花植物，是无公害绿色食品，具有促进排便、增强消化功能、保护心血管等功效。下列有关组成无花果细胞的分子的叙述，正确的是（） A．无花果体内含有大量的自由水，有利于其进行新陈代谢 B．无机盐在无花果细胞中大多数以化合物形式存在，少数以离子形式存在 C．将无花果种子晒干储存可减少细胞内结合水含量，降低种子的代谢速率 D．无花果叶中叶绿素分子式是C55HxOyN4Mg，其中含有大量元素和微量元素 【答案】A 【分析】生物体内的无机盐主要以离子的形式存在，有些无机盐是细胞内某些复杂化合物的组成成分，许多无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用，有些无机盐对于维持酸碱平衡和渗透压具有重要的功能。 15．下列关于水和无机盐的叙述中，错误的是（） A．水作为良好的溶剂是因为水分子空间结构及电子的不对称分布使其具有极性 B．储藏农作物的种子时应减少其自由水，使种子保持休眠状态，以达到长时间留种的目的 C．人体内钠离子缺乏会引起神经、肌肉细胞兴奋性降低，可能引发肌肉无力，说明无机盐对维持正常生命活动有重要作用 D．血液中Ca2+含量太低，动物会出现抽搐等症状，说明无机盐对于维持细胞酸碱平衡非常重要 (1)种子发育与处理过程中水的变化规律： ①种子成熟过程：自由水/结合水比值下降，代谢减弱，进入休眠状态； ②种子风干过程：丧失的主要是自由水，种子仍保持生命活性，可萌发； ③种子萌发过程：吸收水分，自由水/结合水比值上升，代谢旺盛； ④种子烘干过程：丧失结合水，细胞结构破坏，种子失去生命活性。 (2)验证某种矿质元素是否为植物必需元素的实验设计： ①对照组：植物+完全培养液→正常生长； ②实验组：植物+缺X的培养液→观察生长状况； ③若实验组生长不正常，再补充X元素→若恢复正常，则证明X是必需元素。 关键点：实验组与对照组使用的植物材料应种类、生长状况一致；不能用蒸馏水作对照。 (3)水的比热容的生物学意义：水的比热容大，吸收或释放较多热量时温度变化较小，有利于维持细胞和生物体温度的相对稳定，保证生命活动的正常进行。 (4)联系实际：为什么在高温环境下工作的人要补充淡盐水？ (5)拓展思考：为什么干燥的种子在萌发前需要先吸水？ / 学科网（北京）股份有限公司 $ 2.2细胞中的无机物（导学案） (1)说出细胞中水的含量特点，理解水的存在形式及功能。 (2)阐明自由水与结合水的比值与细胞代谢的关系。 (3)说出无机盐的存在形式及主要功能，列举实例说明。 (4)认同水与无机盐是细胞生命活动的物质基础，形成合理膳食的健康意识。 【学习重点】 (1)水的含量特点及其存在形式（自由水和结合水）。 (2)自由水和结合水的功能及其比值与代谢的关系。 (3)无机盐的存在形式及其四大功能。 【学习难点】 (1)水分子结构与其理化特性（极性、高比热容）的因果关系。 (2)自由水与结合水的比值变化对细胞代谢的影响机制。 (3)验证矿质元素必需性的实验设计逻辑。 请阅读教材P20-22，以下横线中已填好正确答案。 (1)细胞中含量最多的化合物是水。不同生物种类的含水量不同，水生生物含水量比陆生生物高。同种生物在不同的组织、器官中及不同的生长发育时期含水量也不同。 (2)水的存在形式有自由水和结合水两种。自由水以游离的形式存在，可以自由流动；结合水与细胞内其他物质（如蛋白质、多糖等）相结合。 (3)自由水的功能包括：①细胞内良好的溶剂；②参与许多生物化学反应；③运送营养物质和代谢废物；④为细胞提供液体环境。结合水的功能是细胞结构的重要组成部分。 (4)自由水与结合水的比值与细胞代谢密切相关：比值越大，细胞代谢越旺盛；比值越小，细胞代谢越缓慢，但抗逆性越强。 (5)细胞中的无机盐大多数以离子的形式存在。阳离子主要有Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺等；阴离子主要有Cl⁻、SO₄²⁻、PO₄³⁻、HCO₃⁻等。 (6)无机盐的主要功能：①细胞内某些复杂化合物的组成成分（如Mg是叶绿素的组成元素，Fe是血红蛋白的组成元素）；②维持细胞和生物体的生命活动（如Ca²⁺浓度过低会导致抽搐）；③维持细胞的酸碱平衡（如HCO₃⁻/H₂CO₃缓冲对）；④维持细胞的渗透压平衡（如Na⁺、Cl⁻等）。 (7)种子在成熟过程中，自由水/结合水的比值下降，代谢减弱；种子萌发时，自由水/结合水的比值上升，代谢旺盛。 (8)验证某种矿质元素是否为植物必需元素的实验中，对照组使用完全培养液，实验组使用缺X的培养液。实验组出现异常后，再添加X元素，若恢复正常，则证明X是必需元素。 一、实验探究→、一、细胞中的水 阅读分析下列表格，归纳概括出水的含量特点 细胞中化合物 水 无机盐 蛋白质 脂质 糖类 核酸 所占比例% 85-90 1-1.5 7-10 1-2 1-1.5 结论1:细胞中含量最多的化合物是水 几种不同生物体水的含量 生物 水母 鱼类 蛙 哺乳动物 藻类 高等植物 含水量（%） 97 80-85 78 65 90 60-80 结论2:不同生物种类的含水量不同，并且水生生物含水量比陆生生物高 人体几种不同组织器官中含水量 组织器官 牙齿 骨骼 骨骼肌 心脏 血液 质量分数/% 10% 22% 76% 79% 83% 结论3:同种生物，在不同的组织、器官中的含水量不同 人体的几种不同年龄阶段水的含量 年龄阶段 胎儿 婴儿 成年 壮年 老年 所占比例（%） 95 75 65 60 50 结论4:生物体在不同的生长发育期，含水量也不同 阅读教材P20-21，完成以下任务。 【讨论】1水具有哪些理化特性及其原因？ ①水是良好的溶剂。水是极性分子。 ②水具有流动性。氢键易被破坏。 ③水具有较高的比热容。氢键的存在。 【讨论】2.水的存在形式及其实例？ 自由水。实例:血液 结合水:鸡蛋清 【讨论】3.水具有哪些功能？ 水是细胞内良好的溶剂，许多种物质能够在水中溶解； 细胞内的许多生物化学反应也都需要水的参与。 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。 水在生物体内的流动，可以把营养物质运送到各个细胞，同时也把各个细胞在新陈代谢中产生的废物运送到排泄器官或者直接排出体外。 【讨论】4.自由水与结合水的比值与细胞代谢间具有怎样的关系? 二、实验探究→二、细胞中的无机物 阅读教材P22，完成以下任务。 【讨论】1.细胞中的无机盐的含量、存在形式及种类分别？ 含量➡含量很少，仅占细胞鲜重的1%～1.5%。 存在形式➡大多数无机盐以离子的形式存在。 种类 阳离子：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等； 阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等； 阅读课本P22思考·讨论，完成以下问题: 【讨论】2.植物体缺镁会影响光合作用，为什么？ Mg是叶绿素分子的组成元素之一，对于光合作用具有重要意义。缺Mg使叶绿素的形成受到阻碍，进而影响光合作用。 【讨论】3.有一种贫血症叫缺铁性贫血症，为什么缺Fe会导致贫血? 铁是血红蛋白的重要成分 【讨论】 4.植物体缺P常表现为生长发育不正常，这说明什么？分析为什么植物体缺P会影响其生长发育。 P作为植物生长发育所必需的大量元素之一，是细胞膜、细胞核等的重要成分，也是细胞许多重要化合物的成分。 当P供应不足时，核酸的合成会受到影响，并会波及蛋白质的合成，还会影响体内糖类的代谢。因此，缺乏P的植株会由于糖类代谢障碍而出现叶片颜色异常，并且长得矮小、结实率低。 【讨论】5.细胞中的无机盐的作用及其实例？ ①细胞内某些重要化合物的组成成分；②维持细胞和生物体的生命活动； ③维持细胞的酸碱平衡；④维持细胞内外的渗透压平衡（维持生物体的水盐平衡）。 【筑基·必备知识通关】 1．水是细胞中含量最多的化合物，参与细胞代谢、物质的运输等；无机盐在细胞内一般只占鲜重的1%-1.5%，参与构成化合物并维持生命活动等。下列相关叙述正确的是（） A．由于氢键的存在，水是良好的溶剂 B．冬天来临前，冬小麦体内的自由水会增多 C．玉米根系发育差可能是土壤中缺乏P D．细胞中的无机盐均以离子形式存在 【答案】C 【详解】A、由于水分子是极性分子，使得水是良好的溶剂，A错误； B、冬天来临前，冬小麦体内的自由水含量会下降，以增强其抗寒性，B错误； C、玉米缺乏P，植株会特别矮小，根系发育差等，C正确； D、细胞中的无机盐大多数以离子形式存在，D错误。 故选C。 2．农谚“有水无肥一半收，有肥无水看着丢”形象地说明了水和无机盐对农作物稳产、增产的重要性。下列叙述错误的是（） A．水既参与代谢也参与组成细胞结构 B．氢键的不断形成和断裂使水具有流动性 C．无机盐只有溶于水才能被植物体吸收利用 D．无机盐可以为细胞代谢提供物质和能量 【答案】D 【详解】A、水是细胞内的良好溶剂，参与多种生化反应（如光合作用、水解反应），同时也是细胞结构的重要组成部分（如结合水维持细胞形态），A正确； B、水分子间通过氢键相互吸引，氢键的不断断裂与重组使水分子得以相对流动，这是水具有流动性的分子基础，B正确； C、植物主要通过根系以离子形式（如K⁺、NO₃⁻）吸收无机盐，离子需溶解于土壤溶液中才能被运输，C正确； D、无机盐可参与构成化合物（如Mg²⁺构成叶绿素、Fe²⁺构成血红蛋白），或维持渗透压和酸碱平衡，但作为无机物不能氧化分解提供能量（供能物质为糖类、脂肪等有机物），D错误。 故选D。 3．“有收无收在于水，收多收少在于肥”。某生物兴趣小组以北方冬小麦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．步骤一主要损失的水在细胞中呈游离状态，可参与细胞内的许多化学反应 B．步骤二主要损失的水在细胞中与蛋白质、多糖等物质结合，失去了流动性 C．步骤三主要损失的是无机盐，它们在细胞中主要以离子形式存在 D．冬季的北方冬小麦幼苗细胞中结合水与自由水比值相对其春季更高 【答案】C 【详解】A、步骤一晾晒使幼苗失去的水主要是自由水，在细胞中呈游离状态，可参与细胞内化学反应，A正确； B、步骤二烘干使幼苗失去的水主要是结合水，通常与蛋白质、多糖等物质结合，B正确； C、步骤三燃烧掉幼苗中的有机物，故步骤三损失的主要是有机物，剩下的灰分主要是无机盐，在细胞中主要以离子形式存在，C错误； D、北方冬小麦幼苗在冬天为了增强抗寒性，结合水相对含量增多，其细胞中结合水与自由水比值相对较高，D正确。 故选C。 4．2024年巴黎奥运会中，东鹏饮料成为中央广播电视总台2024年巴黎奥运会转播黄金合作伙伴。功能型饮料可为运动员补充水、能量、无机盐等营养。下列有关水和无机盐叙述错误的是（） A．霜降后植物细胞内自由水与结合水比值下降，有利于提高细胞抗寒能力 B．功能型饮料含有多种无机盐，能有效补充人体运动时消耗的能量 C．体内缺Na+会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，肌肉酸痛、无力等 D．某些无机盐离子对于维持细胞的酸碱平衡有重要作用 【答案】B 【详解】A、自由水比例下降时，细胞代谢减弱，抗逆性增强，有利于植物适应低温环境，A正确； B、无机盐不能直接为人体提供能量，只能维持渗透压、酸碱平衡等生理功能，B错误； C、Na+缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，引发人体肌肉酸痛、无力等，无机盐具有维持细胞和生物体的生命活动的重要作用，C正确； D、某些无机盐离子对于维持细胞的酸碱平衡有重要作用，如HCO3-和HPO42-，D正确。 故选B。 5．水和无机盐在农业生产中都有着重要作用，下列有关叙述错误的是（） A．缺水会影响农作物体内营养物质的运输和分配 B．农作物中幼嫩叶片细胞比老叶细胞的自由水含量高 C．无机盐能维持农作物的酸碱平衡并为其生命活动提供能量 D．施肥时常要浇水是因为无机盐只有溶解于水中才能被根吸收 【答案】C 【详解】A、植物体内营养物质的运输依赖水分的参与（如通过蒸腾作用运输矿质元素），缺水会导致运输受阻，A正确； B、幼嫩细胞代谢旺盛，自由水含量高于衰老细胞（如老叶细胞），B正确； C、无机盐可维持酸碱平衡，但不能提供能量（能量由糖类、脂肪等有机物提供），C错误； D、无机盐需溶解在水中形成离子，才能被根尖细胞通过主动运输吸收，D正确。 故选C。 【拓能·关键能力进阶】 6．“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、步骤二、步骤三主要损失的成分分别是自由水、结合水、有机物 B．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 C．无机盐是灰分的主要成分，必须溶解在水中才能被植物根系吸收 D．结合水能参与细胞内许多的生物化学反应，是细胞内良好的溶剂 【答案】D 【详解】A、步骤一晾晒使幼苗失去的水主要是自由水，步骤二烘干使幼苗失去的水主要是结合水，步骤三燃烧掉幼苗中的有机物，故步骤三损失的主要是有机物，剩下的灰分主要是无机盐，A正确； B、结合水和自由水的比值与生物的抗逆性有关，在干旱环境中生活的玉米结合水与自由水的比值相对较高，抗逆性强，B正确； C、无机盐是灰分的主要成分，必须溶解在水中成为离子状态才能被植物根系吸收，C正确； D、自由水能参与细胞内许多的生物化学反应，是细胞内良好的溶剂，结合水是细胞的重要组成成分，D错误。 7．水和无机盐是细胞的重要组成成分，下列判断正确的是（） A．细胞内的自由水和结合水都是良好的溶剂，都能参与物质运输和化学反应 B．同一株植物中，老叶细胞比幼叶细胞中自由水的含量高 C．将作物秸秆充分晒干后，其体内剩余的物质主要是无机盐 D．自由水能够维持生命系统的稳定性，这是水具有较高的比热容决定的 【答案】D 【详解】A、自由水是良好的溶剂，参与物质运输和化学反应；但结合水是细胞结构的重要组成成分，不参与化学反应，也不具有流动性，A错误； B、幼叶细胞代谢旺盛，自由水含量高；老叶细胞代谢减弱，自由水含量低，B错误； C、晒干后的作物秸秆主要失去自由水，剩余物质以有机物为主，无机盐占比极少，C错误； D、自由水通过较高的比热容（使水温不易剧烈变化）维持细胞温度相对稳定，进而保障生命系统稳定性，D正确。 故选D。 8．下列关于细胞中无机物的叙述，错误的是（） A．氢键的存在使得水具有较高的比热容，水的这种特性对于维持生命系统的稳定性十分重要 B．细胞内结合水的存在形式主要是水与蛋白质、多糖等物质结合，这样水就失去了流动性和溶解性，成为生物体的构成成分 C．玉米在生长过程中缺乏镁，植株就会特别矮小，根系发育差，叶片小且呈暗绿、偏紫色 D．人体内钠离子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】C 【详解】A、水分子间的氢键使水具有较高的比热容，可缓冲温度变化，维持生命系统稳定，A正确； B、结合水与蛋白质、多糖等结合，失去流动性和溶解性，成为细胞结构的一部分，B正确； C、镁是叶绿素的组成元素，缺镁会导致叶片发黄，而非暗绿、偏紫色（此症状与缺磷相关），C错误； D、钠离子参与神经冲动的形成，缺乏时神经肌肉细胞兴奋性降低，导致肌肉无力，D正确。 故选C。 9．根据生物体内无机物含量变化特点，推测以下说法正确的是（） A．曲线①可以表示植物越冬过程中，体内结合水/自由水含量的变化 B．曲线②可以表示一粒新鲜的玉米种子在烘箱中被烘干的过程中，其内无机盐的相对含量变化 C．曲线③可以表示人从幼年到老年体内含水比例的变化 D．曲线①可以表示细胞代谢速率随自由水与结合水比值的变化 【答案】B 【详解】A、植物越冬时，为增强抗逆性，自由水含量减少，结合水含量增加，即结合水/自由水的比值增大。曲线①呈下降趋势，无法表示这一变化，A错误； B、新鲜玉米种子被烘干时，水分不断减少，无机盐的相对含量（占种子干重的比例）会逐渐增加，最终趋于稳定。曲线②呈上升后趋于平缓的趋势，符合这一变化，B正确； C、人从幼年到老年，体内含水比例逐渐降低，呈单调下降趋势，而曲线③是先升后降，不符合这一变化，C错误； D、自由水与结合水的比值越高，细胞代谢速率越快。若曲线①表示细胞代谢速率随该比值的变化，应呈上升趋势（比值越大，代谢越快），但曲线①是下降的，D错误。 故选B。 10．下列关于生物体内水分和无机盐的叙述，错误的是（） A．自由水既是细胞内良好的溶剂，又可以参与细胞内的许多化学反应 B．冬季来临时，植物体内结合水与自由水的比值减小导致抗寒性增强 C．细胞中大多数无机盐以离子的形式存在，有维持细胞渗透压平衡的作用 D．无机盐不能为生物体提供能量，但可以维持细胞正常的生命活动 【答案】B 【分析】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重要组成成分，自由水是良好的溶剂，是许多化学反应的介质，自由水还参与许多化学反应，自由水对于运输营养物质和代谢废物具有重要作用，自由水与结合水比值越高，细胞代谢越旺盛，抗逆性越差，反之亦然。 【详解】A、自由水的主要功能：细胞内的良好溶剂，细胞内的生化反应需要自由水的参与，多细胞生物体的绝大部分细胞，浸润在以水为基础的液体环境中，运送营养物质和新陈代谢中产生的废物，A正确； B、冬季来临时，植物体内结合水与自由水的比值增大，以提高抗旱能力，B错误； C、无机盐对于维持血浆的渗透压和酸碱平衡有重要的作用，细胞中的无机盐主要以离子形式存在，C正确； D、无机盐不能为生物体提供能量，但可以维持细胞正常的生命活动，如钙离子可调节肌肉收缩和血液凝固，血钙过高会造成肌无力，血钙过低会引起抽搐，D正确。 故选B。 【冲刺·核心素养拓展】 11．在冬季来临过程中植株含水量总体呈下降趋势。我国东北某品种冬小麦在不同时期自由水和结合水含量变化如图所示。下列叙述正确的是（） A．图中植物体含水量变化利于增强冬小麦抗寒能力 B．图中曲线①代表自由水，曲线②代表结合水 C．从9月至12月冬小麦代谢旺盛、体内水的流动性增强 D．从9月到12月，植物体内自由水与结合水比值逐渐升高 【答案】A 【详解】A、结合水与植物的抗逆性有关，结合水越多，抗逆性越强，冬小麦①结合水上升比较多有利于增强冬小麦抗寒能力，故图中植物体含水量变化利于增强冬小麦抗寒能力，A正确； B、9～12月温度降低，细胞中结合水含量升高，细胞抗逆性增强，因此①为结合水，②为自由水，B错误； C、从9月至12月冬小麦代谢减弱，自由水含量降低，结合水含量升高，体内水的流动性减弱，植物体内自由水与结合水比值逐渐降低，C错误； D、从9月至12月冬小麦自由水含量降低，结合水含量升高，植物体内自由水与结合水比值逐渐降低，D错误。 故选A。 12．水蒸气从叶片扩散到大气的过程中，叶片表面的静止空气层对水分扩散产生的阻力，称为叶片界面层阻力。界面层的厚度主要受风速和叶片大小决定。当围绕叶片的空气稳定时，叶片表面的静止空气层较厚，从而成为水气从叶片散失时的主要阻力。此时增加气孔的开度对蒸腾速率的影响很小。吊竹梅的蒸腾流量与气孔开度的关系如图所示。以下相关说法错误的是（） A．在静止空气中，气孔开度对蒸腾作用的控制能力较小 B．当风速高时，气孔开度是叶片散失水分的主要调控因子 C．有些植物的叶片生有茸毛，会增强植物的蒸腾作用，有利于植物对无机盐的运输 D．在流动空气中，为了减少蒸腾作用，有些植物可能会调节叶片的方向与日光平行 【答案】C 【分析】界面层的厚度主要受风速和叶片大小决定。当围绕叶片的空气稳定时，叶片表面的静止空气层较厚，从而成为水气从叶片散失时的主要阻力，此时增加气孔的开度对蒸腾速率的影响很小。 【详解】A、据题意可知：当围绕叶片的空气稳定时，叶片表面的静止空气层较厚，从而成为水气从叶片散失时的主要阻力，此时增加气孔的开度对蒸腾速率的影响很小。故在静止空气中，气孔开度对蒸腾作用的控制能力较小，A正确； B、由图可知，在流动空气中，随气孔开度的增加蒸腾流量增加明显，B正确； C、植物叶片的绒毛会影响水蒸气从叶片扩散到大气的过程，降低了植物的蒸腾作用，不利于植物对无机盐的运输，C错误； D、在流动空气中，植物可通过调节叶片的方向与日光平行来减少蒸腾作用，D正确。 故选C。 13．近期，中国科研人员对于火星探究有了新发现。据消息称，“祝融号”火星车在火星低纬度地区，发现了液态水。沙丘表面富含含水硫酸盐、蛋白石、含水铁氧化物等物质成分。那里的土壤中含有生命必需的K、Na、Mg等元素。下列说法正确的是（） A．无机盐离子参与构成复杂化合物，如Fe2+参与合成叶绿素，Mg2+参与合成血红蛋白 B．细胞中的自由水和结合水都能参与物质运输 C．人体血液中缺乏钙离子会出现抽搐等症状 D．水是活细胞中含量最多的有机化合物 【答案】C 【分析】1、细胞内的水的存在形式是自由水和结合水，结合水是细胞结构的重要组成成分；自由水是良好的溶剂，是许多化学反应的介质，自由水还参与许多化学反应，自由水对于营养物质和代谢废物的运输具有重要作用；自由水与结合水不是一成不变的，可以相互转化，自由水与结合水的比值越高，细胞代谢越旺盛，抗逆性越低，反之亦然。 2、无机盐主要以离子的形式存在，其生理作用有：（1）细胞中某些复杂化合物的重要组成成分，如铁是血红蛋白的必要成分；镁是叶绿素的必要成分。（2）维持细胞的生命活动，如钙离子可调节肌肉收缩和血液凝固，血钙过高会造成肌无力，血钙过低会引起抽搐。（3）维持细胞的酸碱平衡和细胞的形态。 【详解】A、无机盐是细胞中某些复杂化合物的重要组成成分，如Fe2+是血红蛋白的主要成，Mg2+是叶绿素的必要成分，A错误； B、细胞中的自由水参与物质运输和某些化学反应，结合水不会参与物质的运输，B错误； C、无机盐可维持细胞的生命活动，如钙可调节肌肉收缩和血液凝固，血钙过高会造成肌无力，血钙过低会引起抽搐，C正确； D、通常活细胞中含量最多的有机化合物是蛋白质，水是活细胞中含量最多的化合物，D错误。 故选C。 14．无花果是一种开花植物，是无公害绿色食品，具有促进排便、增强消化功能、保护心血管等功效。下列有关组成无花果细胞的分子的叙述，正确的是（） A．无花果体内含有大量的自由水，有利于其进行新陈代谢 B．无机盐在无花果细胞中大多数以化合物形式存在，少数以离子形式存在 C．将无花果种子晒干储存可减少细胞内结合水含量，降低种子的代谢速率 D．无花果叶中叶绿素分子式是C55HxOyN4Mg，其中含有大量元素和微量元素 【答案】A 【分析】生物体内的无机盐主要以离子的形式存在，有些无机盐是细胞内某些复杂化合物的组成成分，许多无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用，有些无机盐对于维持酸碱平衡和渗透压具有重要的功能。 【详解】A、自由水与细胞代谢成正比，A正确； B、无机盐在细胞中大多数以离子形式存在，少数以化合物形式存在，B错误； C、将无花果种子晒干储存，是为了减少自由水含量，以降低种子的代谢速率，C错误； D、叶绿素由C、H、O、N、Mg五种元素组成，都为大量元素，D错误。 故选A。 15．下列关于水和无机盐的叙述中，错误的是（） A．水作为良好的溶剂是因为水分子空间结构及电子的不对称分布使其具有极性 B．储藏农作物的种子时应减少其自由水，使种子保持休眠状态，以达到长时间留种的目的 C．人体内钠离子缺乏会引起神经、肌肉细胞兴奋性降低，可能引发肌肉无力，说明无机盐对维持正常生命活动有重要作用 D．血液中Ca2+含量太低，动物会出现抽搐等症状，说明无机盐对于维持细胞酸碱平衡非常重要 【答案】D 【分析】水作为良好的溶剂是因为水分子空间结构及电子的不对称分布使其具有极性，带有正电荷或负电荷的分子或离子都容易与水结合，水分子间靠氢键相互作用具有较高的比热容，使水温不易改变，便于维持生命系统稳定性。无机盐的作用：是细胞内复杂化合物的重要组成成分、对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用、维持细胞的酸碱平衡。 【详解】A、水作为良好的溶剂是因为水分子空间结构及电子的不对称分布使其具有极性，带有正电荷或负电荷的分子或离子都容易与水结合，A正确； B、储藏的植物种子中自由含量极少，使种子保持休眠状态，以达到长时间留种的目的，B正确； C、无机盐对维持正常生命活动有重要作用，例如：人体内钠离子缺乏会引起神经，肌肉细胞兴奋性降低，可能引发肌肉无力，C正确； D、哺乳动物血液中钙离子含量太低，会出现抽搐等症状，说明无机盐对于维持正常的生命活动是必不可少的，D错误。 故选D。 (1)种子发育与处理过程中水的变化规律： ①种子成熟过程：自由水/结合水比值下降，代谢减弱，进入休眠状态； ②种子风干过程：丧失的主要是自由水，种子仍保持生命活性，可萌发； ③种子萌发过程：吸收水分，自由水/结合水比值上升，代谢旺盛； ④种子烘干过程：丧失结合水，细胞结构破坏，种子失去生命活性。 (2)验证某种矿质元素是否为植物必需元素的实验设计： ①对照组：植物+完全培养液→正常生长； ②实验组：植物+缺X的培养液→观察生长状况； ③若实验组生长不正常，再补充X元素→若恢复正常，则证明X是必需元素。 关键点：实验组与对照组使用的植物材料应种类、生长状况一致；不能用蒸馏水作对照。 (3)水的比热容的生物学意义：水的比热容大，吸收或释放较多热量时温度变化较小，有利于维持细胞和生物体温度的相对稳定，保证生命活动的正常进行。 (4)联系实际：为什么在高温环境下工作的人要补充淡盐水？ 答案：高温环境大量出汗，丢失水分和无机盐（特别是Na⁺），导致体内水盐平衡失调。补充淡盐水可同时补充水分和Na⁺，维持细胞外液渗透压稳定和神经肌肉的正常兴奋性。 (5)拓展思考：为什么干燥的种子在萌发前需要先吸水？ 答案：干燥种子中自由水含量很低，代谢缓慢。吸水后自由水含量增加，为细胞代谢提供溶剂、参与化学反应、运输物质，使代谢活动恢复旺盛，种子才能萌发。 / 学科网（北京）股份有限公司 $