第2章 2.细胞中的无机物（分层评价）（Word版）-【未来密码】2026-2027学年高中生物必修1 分子与细胞关键能力提升同步学案（人教版）

**基本信息** 本同步练习通过基础巩固、综合运用、拓广探索三层设计，实现从单一知识点到实验探究的进阶，强化生命观念与科学思维，适配新授课知识巩固与能力提升需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础巩固|水的存在形式、无机盐功能等核心概念|教材改编选择题，如自由水与结合水作用辨析| |综合运用|水和无机盐的跨情境应用|图表分析题（如钙硼对花粉影响）、实验设计分析| |拓广探索|实验变量控制与结果分析|完整实验探究题（如Mg重复利用实验），培养探究实践能力|

2. 细胞中的无机物 基础巩固 1. (教材改编题)下列关于细胞中水的叙述，正确的是 ( ) A. 细胞内的水都是自由水，能自由流动 B. 自由水与结合水的比例越大，细胞代谢越缓慢 C. 结合水是细胞结构的重要组成部分，不能转化为自由水 D. 水可以作为细胞内良好的溶剂，与水分子是极性分子有关 【答案】D 【解析】细胞内的水包括自由水和结合水, A 错误; 自由水与结合水比例越大, 细胞代谢越旺盛, B 错误; 结合水和自由水可以相互转化, C 错误; 水分子属于极性分子, 带电荷的离子或分子易溶于水, 自由水是细胞内良好的溶剂, D 正确。 2. 水在植物的生命活动中具有重要作用。风干的种子只有吸收足够的水才能进行旺盛的代谢活动，使胚生长。小麦种子萌发过程中吸水量随时间变化的趋势如图所示。下列叙述错误的是 ( ) 第 2 题 A. 水是小麦胚细胞中含量最多的化合物 B. 风干的小麦种子中只有结合水，没有自由水 C. 胚生长过程中,结合水与自由水的比值较风干种子中小 D. 一定时间内，随着小麦种子萌发时间的延长，吸水量不断增加 【答案】 B 【解析】水是小麦胚细胞中含量最多的化合物, A 正确; 风干的小麦种子中既有结合水又有自由水，B错误；胚生长过程中, 自由水的含量会增加, 结合水与自由水的比值较风干种子中小, C 正确; 一定时间内, 随着小麦种子萌发时间的延长, 吸水量不断增加, D 正确。 3. (教材改编题)如图所示是一种叶绿素分子 (左)和血红素分子(右)的局部结构简图，下列叙述错误的是 ( ) 第 3 题 A. 合成叶绿素和血红素分别需要 和 B. 植物体缺 Mg 会影响光合作用 C. 人体缺 Fe 会影响血红蛋白 (由血红素等构成)对氧的运输 D. 和 分别存在于植物细胞和动物细胞中 【答案】D 【解析】Mg 是构成叶绿素的元素, Fe 是构成血红素的元素，A 正确；植物体缺 Mg 会影响叶绿素的合成，进而影响光合作用，B正确；人体缺 Fe 会影响血红素的合成，由血红素等构成的血红蛋白具有运输氧的功能，因此人体缺 Fe 会影响血红蛋白对氧的运输，C 正确；Mg 和 Fe 都是组成细胞的元素, 普遍存在于植物细胞和动物细胞中, D 错误。 4. (教材改编题)一位农民种植的某块农田中的小麦产量总是比邻近地块的低。他怀疑该农田可能缺少某种元素, 为此他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 ( ) 地块 施肥情况 小麦收获量(kg) 甲 尿素 55.56 乙 磷酸二氢钾 65.26 丙 磷酸二氢铵 56.88 丁 硫酸铵 55.44 戊 不施肥 55.11 A. P B. K C. N D. S 【答案】 B 【解析】甲、乙、丙、丁、戊除施肥不同外，其他田间处理措施相同，由小麦收获量可看出，施用尿素、磷酸二氢铵、硫酸铵、不施肥时产量均在 55 左右，只有施用磷酸二氢钾的情况下小麦产量最高为 65.26 , 而其他四个地块的产量无明显区别，说明该地块产量低是因缺少钾元素引起的，B 正确。 5. 为探究某种子的保存条件, 科研人员做了相关实验，数据如下表。下列关于该实验分析错误的是 ( ) 第 5 题 A. 未经冷冻的某种子发芽率随着含水量的下降而降低 B. 超低温保存该种子的最适含水量在 14.38%左右 C. 含水量越低，种子的抗逆性越强，发芽率越低 D. 同一含水量时, 冷冻前的种子发芽率显著高于冷冻后的种子发芽率 【答案】C 【解析】对照组未经冷冻处理, 由图可知含水量下降, 发芽率也降低，A正确；在超低温条件下，含水量在 14.38% 左右时发芽率最高，此含水量最适宜保存种子，B 正确；自由水与结合水的比值越低，抗逆性越强；且在超低温条件下，随着含水量的下降, 发芽率先上升后下降, C 错误; 由图可知, 实验组的发芽率均低于对照组, D 正确。 6. 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；观点二认为是土壤中缺镁引起的。有同学利用三组长势相同的冬小麦幼苗完成下列实验，探究哪种观点是正确的。下列说法错误的是 ( ) 组别 培养液 实验处理 观察指标 A 全素培养液 相同且适宜条件下培育相同的一段时间 幼苗的生长发育状况 B 缺锌培养液 C 缺镁培养液 A. 观点二的理由可能为镁是构成叶绿素的元素, 缺镁会导致叶绿素无法形成 B. 若 C 组冬小麦幼苗表现出白苗病，而 A 组、B 组正常生长，则观点二正确 C. 若 B、C 两组冬小麦幼苗均能正常生长，则观点一和观点二都不正确 D. 在已出现白苗病的 C 组加入含锌培养液， 可进一步判断观点一是否正确 【答案】 D 【解析】镁是叶绿素的重要组成元素, 缺镁会导致叶绿素无法合成，导致叶片失绿(出现白苗病类似症状)，A 正确；若 C 组(缺镁)出现白苗病，而 A 组(全素)、 B 组(缺锌)正常，说明缺镁是白苗病病因，与观点二一致，B 正确；若 B 组(缺 锌) 和 C 组(缺镁)均正常生长，说明白苗病既不是缺钾也不是缺镁引起的，两种观点均不成立，C正确；若C组(缺镁)已出现白苗病，补充锌无法解决缺镁问题，变量不对应，实验设计不符合单一变量原则。正确做法应为对 B 组(缺锌)补充锌后观察是否恢复，D 错误。 7.《齐民要术》中指出“谷田必须岁易”，农谚有云“谷连谷，坐着哭”，均指在同一块土地上连续多年只种谷子，其产量会逐年下降。下列相关叙述错误的是 ( ) A. 谷子在生长期间从环境中吸收的 、 0、N 较多 B. “谷连谷，坐着哭”可能与土壤缺乏某些矿质元素有关 C. 根细胞吸收的无机盐主要以离子的形式存在于细胞中 D. 不同的农作物对矿质元素的需求量相同 【答案】 【解析】 、 、 、 是细胞中含量最多的元素，因此谷子在生长期间从环境中吸收的 、 、 、 较多， 正确；“谷连谷, 坐着哭”, 均指在同一块土地上连续多年只种谷子, 可能造成土壤中缺乏某种元素,导致其产量会逐年下降, B 正确; 无机盐主要以离子的形式存在细胞中, C 正确; 不同的农作物细胞内元素的含量相差较大，因此对土壤矿质元素的需求是有差异的，D 错误。 8. 如图所示为细胞中水的两种存在形式及其作用。下列相关叙述错误的是 ( ) 第 8 题 A. 图中①指的是结合水，该部分水较少，丢失后对细胞的影响不大 B. 图中②指的是自由水，细胞代谢旺盛时该部分水的含量会增多 C. 存在形式由②转变成①有利于提高植物的抗寒性、抗旱性等抗逆性 D. 图中甲可表示“组成细胞结构”，乙可表示运输营养物质和代谢废物 【答案】 A 【解析】① 为结合水，其功能为甲 “组成细胞结构”，结合水是细胞结构的重要组成成分, 如果这部分水失去会导致细胞死亡，A错误； ② 有多种功能，故为自由水，自由水含量高， 细胞代谢旺盛，故细胞代谢旺盛时该部分水的含量会增多，B 正确；②自由水转化为①结合水，可降低代谢水平，提高植物抗寒性、抗旱性等抗逆能力，C正确；①为结合水，其功能为组成细胞结构；②为自由水，是良好的溶剂、能运送营养物质和代谢的废物、参与生化反应，为细胞提供液体环境等功能， 故乙可表示运输营养物质和代谢废物, D 正确。 9. “有收无收在于水，收多收少在于肥”。某生物兴趣小组以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 ( ) 第 9 题 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. 步骤三产生的灰分主要为无机盐, 其中含有的大量元素有 N、P、S、Ca、Mg、Fe 等 D. 冬天北方的冬小麦幼苗，其细胞中结合水与自由水比值相对较高 【答案】C 【解析】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；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, 正确; 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；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。 10. 威尔逊氏症是铜在人体内过度积累引起的疾病，可导致肝、肾衰竭，甚至大脑损伤。下列叙述错误的是 ( ) A. 铜在人体内可以以离子形式存在, 参与维持机体的渗透压 B. 威尔逊氏症患者可能出现行动迟缓等症状，可使用排铜药物治疗 C. 铜是人体生命活动所需的微量元素, 积累过多会对身体造成伤害 D. 细胞中的结合水既能溶解 ，又能在 的运输中发挥作用 【答案】 D 【解析】人体内 可以以离子形式存在，参与维持机体正常的渗透压， 正确；据题可知，铜在人体内肝、肾、大脑等处过度积累，最终导致肝、肾衰竭，甚至大脑损伤，所以威尔逊氏症患者可能出现行动迟缓等症状，可使用排铜药物治疗，B正确；铜是人体生命活动所需的微量元素，可以参与维持机体的渗透压，但积累过多会对身体造成伤害，C正确；细胞中的自由水既能结合和溶解 ，又在 的运输中发挥重要作用，结合水是细胞结构的一部分，不能作为溶剂，也不能参与物质的运输，D 错误。 综合运用 11. 科学工作者研究了钙和硼对某种植物花粉萌发和花粉管生长的影响，结果如图所示。下列结论与结果不相符的是 ( ) 第 11 题 A. 钙和硼对花粉萌发和花粉管生长都有同样的影响 B. 适宜浓度的钙或硼分别有利于花粉管的生长或花粉萌发 C. 硼对花粉萌发有明显影响, 而在一定浓度范围内几乎不影响花粉管的生长 D. 钙对花粉管生长有明显影响, 而在一定浓度范围内几乎不影响花粉的萌发 【答案】A 【解析】分析题图曲线可知, 钙浓度对花粉管生长有影响, 但不影响花粉萌发速率, 硼对花粉萌发有影响, 但对于花粉管生长速率无影响, A 错误; 分析题图可知, 适宜浓度的钙有利于花粉管的生长, 适宜浓度的硼有利于花粉的萌发, B 正确；分析题图曲线可知，硼浓度对花粉粒萌发在一定浓度范围内有促进作用，超过一定的范围就是抑制作用，在一定范围内几乎不影响花粉管生长速率，C 正确；分析题图曲线可知，钙浓度对花粉管生长是在一定浓度范围内有促进作用, 超过一定的范围就是抑制作用, 而一定浓度范围内几乎不影响花粉粒萌发，D 正确。 12. 如图所示为土壤中甲、乙两种无机盐离子浓度与某作物生长速率的关系。据图分析，下列叙述错误的是 ( ) 第 12 题 A. 作物生长速率受甲和乙的浓度影响 B. 土壤中甲的浓度不同时, 作物生长速率可能相同 C. 乙的浓度为 时追加乙肥可以提高作物生长速率 D. 作物生长速率达到最大时所需甲的浓度低于乙的浓度 【答案】C 【解析】从图中可以看出,作物生长速率随甲、乙两种无机盐离子浓度的变化而变化, 所以作物生长速率受甲和乙的浓度影响, A 正确; 对于甲来说, 在一定的范围内, 随无机盐浓度升高, 农作物生长速率升高, 超过一定的浓度, 随无机盐浓度升高，农作物生长速率降低。故在农作物最高生长速率的两侧,土壤中甲的浓度不同,作物生长速率可能相同, 正确；乙的浓度为 时，农作物生长速率已达到最大，甚至有下降趋势，再追加乙肥不能提高作物生长速率，C错误；从图中可以看出，作物生长速率达到最大时，所需甲的浓度低于乙的浓度，D 正确。 13. 设计实验探究 是否属于植物生长所必需的无机盐，某同学的构思大致如图所示，两次对照实验中属于实验组的依次是 ( ) 第 13 题 A. 甲组、乙组实验前 B. 甲组、乙组实验后 C. 乙组、乙组实验前 D. 乙组、乙组实验后 【答案】D 【解析】实验必须遵守的原则: ①设置对照原则; ②单一变量原则; ③平行重复原则。所谓实验组, 是接受实验变量处理的对象组, 乙组和乙组实验后进行了实验变量的改变, 故两次对照中属于实验组的依次是乙组、乙组实验后, D 正确，A、B、C错误。 14. (多选)生命的物质基础是组成细胞的元素和化合物，图中序号代表活细胞中几类化合物。 面积不同代表含量不同，其中 I 和 II 代表两大类化合物。下列叙述错误的有 ( ) 第 14 题 A. 组成 I 的元素, 在无机自然界不一定能找到 B. 含铁的血红素分子属于IV中的一种类型 C. III的主要存在形式与细胞代谢旺盛程度有关 D. V 在细胞中含量很少, 所含元素为微量元素 【答案】ABD 【解析】由于水是细胞中含量最多的化合物, 因此可确定 III 为水，I 为无机物，组成 I 无机物的元素，在无机自然界中都能找到，体现了生物与非生物的统一性，A 错误；血红素分子不是蛋白质, B 错误; III是水, 水的主要存在形式是自由水，与细胞代谢旺盛程度有关，代谢越旺盛的细胞自由水含量越高，C正确；V 是无机盐，所含元素包括大量元素和微量元素, D 错误。 15. 结合下列曲线, 分析有关无机物在生物体内含量的说法, 错误的是 ( ) 第 15 题 A. 曲线①可表示人一生中体内自由水与结合水的比值随年龄变化的曲线 B. 曲线②可表示冬季植物体内结合水与自由水含量比值的变化 C. 曲线③可表示一粒新鲜的玉米种子在烘箱中被烘干的过程中，其内无机盐相对含量变化 D. 曲线①可以表示人从幼年到成年体内含水量的变化 【答案】 C 【解析】随着年龄增加, 人体内含水量逐渐减少, 新陈代谢速率减慢, 自由水与结合水比值下降, 故曲线 ① 可表示人一生中体内自由水与结合水的比值随年龄变化的曲线, A 正确; 冬季植物体为增强抗寒能力, 自由水比例下降, 结合水比例上升, 故曲线②可表示冬季植物体内结合水与自由水含量比值的变化, B 正确; 玉米种子被烘干的过程中所含水分越来越少, 其内的无机盐相对含量逐渐增加, 最后达到一恒定值, 故曲线③不能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, 错误; 人体衰老的特征之一就是水的含量减少, 幼儿体内水的含量远远高于成年人体内水的含量，故曲线①可以表示人从幼年到成年体内含水量的变化, D 正确。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 题号 13 14 15 答案 拓广探索 16. 智能温室无土栽培番茄已经在一些农业公司和发达地区得到了成功的应用，取得了显著的经济效益和社会效益。植物体所需的无机盐离子进入植物体后, 有些可重复利用, 有些不能重复利用。可重复利用的无机盐离子缺乏时，老叶先表现出缺乏症(叶片变黄)，不可重复利用的无机盐离子缺乏时，幼叶先表现出缺乏症(叶片变黄)。小科设计了探究 是否可被番茄细胞重复利用的实验。 (1)构成番茄植株的细胞中，含量最多的化合物是_____，含量最多的有机化合物是_____。 (2)小科设计了如下实验步骤，其正确顺序应为_____。 ① 配制完全培养液和缺 Mg 的完全培养液，并等量且适量分别装入培养瓶， 并编号组 A、组 B ② 培养一段时间后，观察并记录实验结果 ③ 将两组植物放在其余条件相同且适宜的条件下培养 ④ 将茁壮的、长势相同的番茄幼苗分别栽培在配制好的两种培养液中 A. ①②③④ B. ①④②③ C. ①③④② D. ①④③② (3)本探究实验应观察的指标是_____。 A. 叶片的颜色 B. 叶片的数量 C. 幼苗的重量 D. 幼苗的高度 (4)(多选)能够减少实验误差的操作有_____。 A. 选长势相同的番茄幼苗 B. 每组各选取 20 株番茄幼苗 C. 装入培养瓶，并编号 D. 相同且适宜的条件下培养 【答案】 ( 1 )水 蛋白质 ( 2 )D ( 3 )A ( 4 )ABD 【解析】( 1 )构成番茄植株的细胞中，含量最多的化合物是水，含量最多的有机化合物是蛋白质。 (2)由题意可知，为探究 是否为可重复利用的元素，此实验的自变量是镁的有无，因变量是老叶先变黄, 还是幼叶先变黄。实验设计应该遵循对照原则和单一变量原则。实验步骤设计如下:① 配制定量完全培养液和缺少 的完全培养液,分别装入培养瓶,并编号组 A、组 B。④ 将长势相同的番茄幼苗分别栽培在配制好的两种培养液中。③ 将两组植物放在其余条件相同且适宜的条件下培养。② 培养一段时间后，观察并记录实验结果。 综上所述，其正确顺序应为①④③②，A、B、C 错误，D 正确。(3)此实验的自变量是镁的有无，因变量是老叶先变黄, 还是幼叶先变黄, 本探究实验应观察的指标是叶片的颜色，A 正确，B、C、D 错误。(4)实验设计应该遵循对照原则、单一变量和平行重复原则, 所以能够减少实验误差的操作是选长势相同的番茄幼苗, 且每组选择的番茄植株应尽量多一点,并在相同且适宜的条件下培养, 正确, 错误。 学科网（北京）股份有限公司 $