人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第2节 细胞中的无机物同步练习题

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1．细胞中水的含量、分类及生理作用
(1)存在形式：含量是95.5%的自由水和含量是4.5%的结合水。其中结合水与其他物质(如蛋白质)结合在一起。
(2)功能：
①结合水：是细胞结构的重要组成成分
②自由水：a.细胞内良好溶剂；
b．参与许多化学反应；
c．为细胞提供液体环境；
d．运送营养物质和代谢废物。
2．细胞中无机盐的生理功能
(1)根据实例推断无机盐的功能：
(2)补充完善验证某无机盐是否必需的实验：
①对照组：植物＋完全培养液→正常生长
②实验组：
正常生长 X不是必需无机盐
植物+缺X的培养液
正常生长 加入X盐 X不是必需无机盐

【考法/题型一览】
细胞中的无机物
细胞中水的存在形式及功能
无机盐辨析
水与无机盐综合分析

【考法/题型精析】
考法1 细胞中水的存在形式及功能
1．组成细胞的元素大多以化合物的形式存在。下列有关组成细胞的元素和化合物的叙述，错误的是（ ）
A．RNA、DNA、ATP的组成元素相同
B．糖类是主要的能源物质，也可构成细胞的结构成分
C．自由水与结合水的比值越大细胞代谢越旺盛，抗逆性越强
D．氨基酸是蛋白质的基本单位，进出细胞可能不需要载体蛋白的协助
【答案】C
【分析】糖类分为单糖、二糖和多糖，是生命活动的主要能源物质，其组成元素是C、H、O。纤维素是多糖，是细胞壁的成分，一般不提供能量。自由水与结合水的比值越高，细胞代谢越旺盛，抗逆性越差，自由水与结合水的比值越低，细胞代谢越微弱，抗逆性越强。
【详解】A、RNA、DNA、ATP的组成元素都是C、H、O、N、P，A正确；
B、糖类是主要的能源物质，也可构成细胞的结构成分，如纤维素是细胞壁的成分，五碳糖是核酸的成分等，B正确；
C、自由水与结合水的比值越大，细胞代谢越旺盛，抗逆性越弱，C错误；
D、氨基酸是蛋白质的基本单位，进出细胞一般需要载体蛋白的协助，但也可能不需要载体蛋白的协助，如甘氨酸作为神经递质通过胞吐出细胞，D正确。
故选C。
2．无机化合物可以参与组成细胞，也可以对细胞生命活动产生影响。下列相关叙述正确的是（ ）
A．冬季的植物体内自由水/结合水的值会增大，以增强抗寒能力
B．干种子仍具有活性但不能萌发的原因是细胞内的结合水少
C．细胞中的水在一定条件下产生的自由基会延缓细胞衰老
D．许多无机化合物可以作为化学致癌因子引起细胞癌变
【答案】D
【分析】细胞内自由水增多时，细胞新陈代谢增强，结合水增多时，细胞抗逆性增强。
【详解】A、越冬的植物体代谢减慢，自由水向结合水转化，植物体内自由水/结合水的值会减小，抗寒性增强，从而有利于抵抗不利的环境条件，A错误；
B、干种子仍具有活性但不能萌发的原因是细胞内的自由水少，B错误；
C、自由基攻击细胞中的物质，会加快细胞的衰老，C错误；
D、许多无机化合物可以作为化学致癌因子引起细胞癌变，如带有放射性元素的化合物，D正确。
故选D。
考法2 无机盐辨析
3．下列关于水与无机盐的叙述错误的是（ ）
A．干旱环境生长的仙人掌细胞中的自由水含量多于结合水
B．自由水能参与光合作用、呼吸作用、ATP 的水解等化学反应
C．Mg2+可参与绿叶中叶绿素和胡萝卜素等复杂化合物的合成
D．植物从土壤中吸收的磷酸盐可以用于合成核酸
【答案】C
【分析】1、结合水：与细胞内其它物质结合是细胞结构的组成成分。自由水：（占大多数）以游离形式存在，可以自由流动；生理功能：①良好的溶剂；②运送营养物质和代谢的废物；③参与许多化学反应；④为细胞提供液体环境。
2、无机盐的存在形式：主要以离子形式存在的；作用：细胞中某些复杂化合物的重要组成成分；维持细胞的生命活动；维持细胞的酸碱度。
【详解】A、干旱环境生长的仙人掌细胞中结合水相对于其他植物而言含量较高，但其含量仍少于自由水的含量，自由水的含量多于结合水，A正确；
B、自由水能参与许多化学反应中，如光合作用、呼吸作用、ATP 的水解等，B正确；
C、Mg2+是叶绿素的成分之一，胡萝卜素不含镁，C错误；
D、植物的根系从土壤中吸收的磷酸盐可用于合成核酸（含有磷元素），D正确。
故选C。
4．下列有关组成生物体的化学元素的说法，正确的是（ ）
A．相对于K＋来说，Na＋对于维持细胞内液的渗透压具有更重要的作用
B．由Fe参与组成的血红蛋白，是内环境的成分之一
C．血液中钙离子含量太低，会出现抽搐现象
D．P是磷脂、ATP、核糖及脱氧核糖等多种化合物的组成元素
【答案】C
【分析】无机盐中，K+维持细胞内液渗透压，Na+维持细胞外液的渗透压。
【详解】A、K＋对于维持细胞内液的渗透压具有重要的作用，Na+维持细胞外液的渗透压，A错误；
B、由Fe参与组成的血红蛋白，存在于红细胞中，不是内环境的成分，B错误；
C、血液中的钙离子能促进肌肉舒张，因此血液中钙离子含量太低，会出现抽搐现象，C正确；
D、磷脂、ATP中含有P，核糖和脱氧核糖由C、H、O三种元素组成，不含P，D错误。
故选C。
考法3 水与无机盐综合分析
5．关于生物体内水和无机盐的叙述，错误的是（ ）
A．自由水参与细胞的代谢活动B．在冬季植物细胞中自由水含量上升
C．细胞内的无机盐常以离子形式存在D．饮食中长期缺铁容易导致贫血
【答案】B
【分析】细胞中绝大部分以自由水形式存在的；水的存在形式与代谢的关系：若细胞内自由水比例升高，则代谢旺盛，反之代谢缓慢。
【详解】A、自由水参与细胞中各种代谢作用，如光合作用和呼吸作用，A正确；
B、冬季，细胞代谢减慢，自由水含量降低，抗寒能力增强，B错误；
C、细胞内的无机盐常以离子形式存在，少数以化合物形式存在，C正确；
D、铁参与构成血红蛋白，饮食中长期缺铁容易导致贫血，D正确。
故选B。
6．下列关于水和无机盐的叙述，错误的是（ ）
A．在冬天减少对植物的灌溉可以提高植物对低温的抗性
B．细胞中的自由水和结合水都能参与消耗水的代谢反应
C．细胞中的元素主要以化合物形式存在，大多数无机盐以离子形式存在
D．探究X是否属于植物生长所必需的无机盐时，只缺X的完全营养液作实验组
【答案】B
【分析】1、细胞中的水包括结合水和自由水，结合水是细胞结构的重要组成成分；自由水：①良好的溶剂，②运送营养物质和代谢的废物，③参与许多化学反应，④为细胞提供液体环境，⑤维持细胞形态。
2、无机盐主要以离子的形式存在，其生理作用有：细胞中某些复杂化合物的重要组成成分，维持细胞的生命活动，维持细胞的酸碱平衡和细胞的形态。
【详解】A、在冬天减少对植物的灌溉，植物体内自由水含量相对减少，抗逆性强，可以提高植物对低温的抗性，A正确；
B、结合水不能参与消耗水的代谢反应，B错误；
C、细胞中的元素主要以化合物形式存在，大多数无机盐以离子形式存在，C正确；
D、探究X是否属于植物生长所必需的无机盐时，用完全培养液做对照组，只缺X的完全营养液作实验组，D正确。
故选B。
【好题一览】
1．下表是部分生物体中水分的含量，表中数据说明（ ）
①代谢旺盛的组织器官含水量较多
②生物体中水分的含量超过了50％，是各种化学成分中最多的
③水生生物体内的含水量比陆生生物体多
④同一生物体不同的器官组织含有水的含量差异很大A．①②③④B．②③C．②③④D．①③
【答案】B
【分析】分析表格信息可知，水是生物体含量最多的化合物，且不同生物体内水含量不同，水生生物的水含量多于陆生生物。
【详解】①该表格没有对不同组织器官的新陈代谢和含水量的关系进行统计，不能体现代谢旺盛的组织器官含水量最多，①错误；
②表格中几种生物水的含量都超过了50%，是各种化学成分中最多的化合物，②正确；
③分析表格信息可知，不同生物体内水含量不同，水生生物的水含量多于陆生生物，③正确；
④该表格没有对不同组织器官的含水量进行统计，不能体现同一生物体不同的器官组织含水量的差异，④错误。
故选B。
2．新鲜种子和干种子经烘烤，在干试管壁上均可见小水珠，其水分在鲜种子和干种子中主要分别是
A．自由水和自由水
B．自由水和结合水
C．结合水和自由水
D．结合水和结合水
【答案】B
【详解】试题分析：新鲜种子中的水为自由水，干种子中的水主要是结合水，B正确。
故选B
3．水在生物体内的作用不包括
A．作为良好溶剂B．参与化学反应
C．运输养料和废物D．提供能量
【答案】D
【详解】自由水是细胞内良好的溶剂，许多化学反应必须溶解在水中才能进行，A正确；自由水是化学反应的介质，自由水还参与细胞内的化学反应，B正确；自由水的自由流动，对于运输营养物质和代谢废物具有重要作用，C正确；水在生物体内不能提供能量，D错误．
【分析】水在细胞内以自由水与结合水的形式存在：结合水是细胞的重要组成成分；自由水是细胞内良好的溶剂，许多化学反应必须溶解在水中才能进行，自由水是化学反应的介质，自由水还参与细胞内的化学反应，自由水的自由流动，对于运输营养物质和代谢废物具有重要作用，自由水与结合水的比值越高，细胞新陈代谢越旺盛．
故选D
4．人体内血钙浓度低于0.01g/100mL时，外界只要有轻微刺激，肌肉就会出现强烈的抽搐。这一事例说明钙在人体内的重要作用之一是
A．维持细胞和生物体的生命活动
B．调节内环境的酸碱平衡
C．神经细胞的重要组成成分
D．维持细胞正常渗透压
【答案】A
【分析】细胞内的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Fe2+是血红蛋白的主要成分，Mg2+是叶绿素的必要成分；
（2）维持细胞的生命活动，如Ca2+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】由题意可知，当含钙量过低时，可导致肌肉痉挛，甚至抽搐，这一事例说明无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用。
故选A。
5．下列关于无机盐的叙述，错误的是（ ）
A．缺铁性贫血是因为体内缺乏铁，血红素不能合成
B．Mg2＋是叶绿素的成分之一，缺Mg2＋影响光合作用
C．细胞中的无机盐大多数以化合物形式存在，如CaCO3构成骨骼、牙齿
D．碘是合成甲状腺激素的原料，所以常在食盐中加碘
【答案】C
【分析】细胞内的无机盐绝大多数是以离子形式存在，少量以化合态存在；其功能如下：
①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分；Mg2+是叶绿素的必要成分；
②维持细胞的生命活动，如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渗透压。
【详解】A、铁是血红蛋白的组成成分，缺铁性贫血的原因是体内缺乏Fe2+，血红素不能合成，表现为缺铁性贫血，A正确；
B、镁是叶绿素的组成成分，缺镁会影响叶绿素的合成进而影响光合作用，B正确；
C、细胞中的无机盐主要以离子的形式存在，部分无机盐以化合物的形式存在，C错误；
D、碘是合成甲状腺激素的原料，所以常在食盐中加碘，D正确。
故选C。
6．苹果含有微量元素Zn，而Zn是构成与记忆力息息相关的核酸和蛋白质不可缺少的元素，儿童缺Zn就会导致大脑发育不良，因此苹果又称为记忆之果。这说明无机盐离子（ ）
A．对维持酸碱平衡有重要作用
B．对维持细胞形态有重要作用
C．对调节细胞内的浓度有重要作用
D．对维持生物体的生命活动有重要作用
【答案】D
【解析】无机盐主要以离子的形式存在，有的无机盐是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，有的无机盐还参与维持酸碱平衡和渗透压。
【详解】由题意知，锌是构成与记忆力息息相关的核酸和蛋白质不可缺少的元素，儿童缺锌就会导致大脑发育不良，这说明无机盐对于维持生物体的正常生命活动有重要作用，即D正确，ABC错误。
故选D。
7．下列关于细胞含水量的叙述，不正确的是
A．水是人体细胞含量最多的化合物
B．老年人细胞含水量比婴儿的少
C．生物体新陈代谢旺盛，自由水含量升高
D．植物细胞内自由水含量高，抗干旱能力强
【答案】D
【详解】水是活细胞中含量最多的物质，A正确；老年人细胞中含水量比婴儿的少，B正确；新陈代谢越旺盛，细胞中的含水量越高，C正确；抗旱的植物细胞自由水含量少，结合水含量较多，D错误；
故选D
8．请根据上表格中的数据，能够分析得的结论是：
①水是组成生物体细胞中含量最多的化合物
②水在生物体中有自由水和结合水两种形式
③自由水与结合水比值越高，生物代谢就越旺盛
④同种生物体内不同的细胞含水量不同A．①④
B．①②③④
C．①③④
D．①②④
【答案】A
【详解】试题分析：由题表可知，水是含量最多的化合物，同种生物体不同的细胞含水量不同，A正确。
故选A
9．据推测，火星、木卫二、木卫四、土卫六、土卫二、外部星系等是最有可能发现外星生物的地方，理由是它们大部分被发现存在或曾经存在有水的迹象。由水的存在推测可能存在生命的主要理由是
A．水分子分自由水和结合水两种形式
B．生命物质必须在结合水中运输
C．水是生物体的温度调节剂
D．几乎所有的生物化学反应都是以水为介质或水直接作为反应物参与
【答案】D
【分析】水在细胞内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，自由水是细胞内良好的溶剂，是许多化学反应的介质，自由水还参与细胞内的许多化学反应，自由水能自由移动对于运输营养物质和代谢废物具有重要作用。
【详解】A、水在细胞内以自由水和结合水两种形式存在，与本题无关，A错误；
B、生命物质必须在自由水中运输，B错误；
C、水是生物体的温度调节剂，但和本题无关，C错误；
D、根据水的存在推测可能存在生命的主要理由是自由水参与细胞中各种代谢作用，几乎所有的生物化学反应都是以水为介质或水直接作为反应物参与，D正确。
故选D。
10．下列有关水的叙述中，错误的是（ ）
①自由水参与运输营养物质和代谢废物
②生物体内的化学反应离不开水
③水是组成细胞的成分之一
④细胞内水的存在形式为结合水和自由水
⑤自由水与结合水的比例与细胞代谢的强弱关系不大
⑥不同细胞内自由水与结合水的比例基本相同
A．①④⑤B．①②④C．⑤⑥D．③⑥
【答案】C
【详解】①自由水在生物体内流动，可以把营养物质运送到各个细胞，也把细胞产生的代谢废物运送到排泄器官或直接排除体外，①正确；②生物体内的化学反应需要水的参与或必须溶解在水中才能进行，②正确；③结合水是组成细胞的成分之一，③正确；④细胞内水的存在形式为结合水和自由水，④正确；⑤自由水与结合水的比例越高细胞的新陈代谢越强，⑤错误；⑥不同细胞内自由水与结合水的比例不相同，⑥错误；综上所述①②③④⑤⑥中错误的是⑤⑥。
11．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．同种植物萌发种子的含水量和休眠种子的相同
【答案】D
【详解】A、植物体内的水分参与营养物质的运输，A正确；
B、水是构成叶肉细胞的重要化合物之一，B正确；
C、自由水可作为细胞内化学反应的反应物，C正确；
D、与休眠种子相比，同种植物萌发种子代谢旺盛，含水量大，D错误。
故选D。
12．如果一个正在进行旺盛生命活动的细胞，假定在其生命活动过程中含水量不变，则（ ）
A．温度升高，结合水比例减少，自由水比例增加
B．温度升高，结合水比例增加，自由水比例减少
C．温度降低，结合水比例减小，自由水比例增加
D．温度变化不会改变结合水和自由水原有的比例
【答案】A
【详解】试题解析：细胞中的水包括自由水和结合水，其中二者可以相互转化，一般来说，细胞代谢越旺盛，自由水含量越高，当温度升高时，一部分结合水会转化成自由水，故A正确，B错误；当温度降低时，一部分自由水会变成结合水，故C、D错误。
考点：本题考查细胞中化合物水的相关知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，能运用所学知识与观点，分析问题和解决问题的能力。
13．关于生物体内水和无机盐的叙述中，不正确的是
A．水既是细胞内良好的溶剂，又是生物体内物质运输的主要介质
B．某些无机盐是组成叶绿素、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
【答案】B
【分析】本题是对水和无机盐的含量、存在形式和功能的综合性考查，回忆细胞内水和无机盐的含量、存在形式和功能，然后分析各个选项进行解答。
【详解】A、细胞中的水分包括自由水和结合水，其中自由水既是细胞内良好的溶剂，又是生物体内物质运输的主要介质，A正确；
B、纤维素属于糖类，只含有C、H、O三种元素，不含无机盐，B错误；
C、生物体内无机盐浓度的变化会改变细胞内外的浓度差，从而影响细胞吸水或失水，C正确；
D、自由水与结合水的比例越大，代谢越强，反之越弱，D正确。
故选B。
14．下列有关水与生命活动的说法不正确的是
A．癌细胞可无限增殖，其自由水含量较正常细胞高
B．储存中的种子不含水分，以保持休眠状态
C．干旱条件下，作物的结合水与自由水比值较高
D．种子晾晒过程中主要损失的是自由水
【答案】B
【详解】细胞发生癌变新陈代谢旺盛，新陈代谢旺盛自由水含量会较正常细胞高，A正确；储存中的种子也含水分，只是结合水与自由水的比值上升，B错误；干旱条件下，作物为了抵抗干旱，结合水含量上升，自由水减少，C正确，种子晾晒过程中主要损失的是自由水，D正确。
15．下列与生物体内无机盐的功能无关的是
A．维持正常 pHB．维持水盐平衡C．提供能量D．组成体内化合物
【答案】C
【分析】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Fe2+是血红蛋白的主要成分；Mg2+是叶绿素的组成成分。
2、维持细胞的生命活动，如哺乳动物的血液中必须含有一定量的钙离子，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。
【详解】维持细胞的酸碱平衡与碳酸氢根等有关，A不符合题意；生物体内的无机盐离子（如K+和Na+）可以维持水盐平衡，B不符合题意；糖类是细胞中主要能源物质，无机盐不能为细胞的生命活动提供能量，C符合题意；某些无机盐是某些复杂化合物的重要组成成分，如Mg2+是组成叶绿素分子必需的成分，Fe2+是血红蛋白的必需成分，D不符合题意。
16．关于生物体内水和无机盐的叙述，正确的是
A．自由水不参与细胞代谢
B．结合水运输养料和代谢废物
C．生物体内的无机盐大多以化合物形式存在
D．细胞中的无机盐含量比较少，但具有重要生理功能
【答案】D
【详解】A.自由水参与细胞代谢，A错误；
B.自由水运输养料和代谢废物，结合水是细胞结构的重要组成成分，B错误；
C.生物体内的无机盐大多以离子形式存在，少数以化合物形式存在，C错误；
D.细胞中的无机盐含量比较少，但具有重要生理功能，D正确；
故选D。
17．下列关于生物体内水分和无机盐的叙述，错误的是（ ）
A．干种子内结合水的相对含量较低，不能进行旺盛的生命活动
B．旱生植物比水生植物具有较强的抗旱能力，其原因之一是结合水的相对含量较高
C．镁离子是叶绿素的重要成分，缺镁会造成叶片发黄
D．生理盐水能维持人体渗透压的平衡，防止细胞过度吸水而涨破
【答案】A
【分析】自由水和结合水可相互转化细胞含水量与代谢的关系：代谢活动旺盛，细胞内自由水水含量高；代谢活动下降，细胞中结合水水含量高。
【详解】A、代谢活动旺盛，细胞内自由水含量高，干种子内结合水的相对含量较高，不能进行旺盛的生命活动，A错误；
B、旱生植物比水生植物具有较强的抗旱能力，其生理原因之一就是结合水含量较高，自由水的含量较低，B正确；
C、镁是叶绿素的组成成分，缺镁就无法合成叶绿素。但叶子中的叶黄素和胡萝卜素的含量没有改变，因此缺镁的叶子呈黄色，C正确；
D、生理盐渗透压和人体一样，所以不会让细胞脱水或者过度吸水，保持细胞内液浓度的平衡，使细胞不会发生细胞失水或涨破的，D正确；
故选A。
18．“绵绵的春雨润醒了小草，润绿了杨树，润开了报春花。”下图是植物在复苏过程中细胞内自由水与结合水相对含量变化的曲线图，其中正确的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】B
【分析】自由水：细胞中绝大部分以自由水形式存在的，可以自由流动的水。其主要功能：
（1）细胞内的良好溶剂。
（2）细胞内的生化反应需要水的参与。
（3）多细胞生物体的绝大部分细胞必须浸润在以水为基础的液体环境中。
（4）运送营养物质和新陈代谢中产生的废物。
结合水：细胞内的一部分与其他物质相结合的水，它是组成细胞结构的重要成分。
代谢旺盛的细胞中，自由水所占比例增加。若细胞中结合水所占比例增大，有利于抵抗不良环境（高温、干旱、寒冷等）。植物在复苏过程中细胞中自由水含量升高，结合水含量降低。
【详解】春雨润醒了小草，润绿了杨树，润开了报春花的过程中细胞新陈代谢活动逐渐增强，因此自由水含量升高，结合水含量降低，故选B。
19．无机盐能维持生物体正常的生命活动。下面列出了若干确定无机盐X是否是植物必需的实验方案，其中正确的设计是
①以土壤为基质盆栽，浇缺少无机盐X的“完全培养液”
②以土壤为基质盆栽，浇“完全培养液”
③不用基质，只用缺少无机盐X的“完全培养液”
④不用基质，只用完全培养液
⑤不用基质，只用含无机盐X的培养液
A．以①为实验组，②为对照组B．以③为实验组，④为对照组
C．以③为实验组，⑤为对照组D．以④为实验组，⑤为对照组
【答案】B
【分析】本题以“确定无机盐X是否是植物所必需的”对照实验为素材，考查学生是否具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，并能对一些简单的实验方案做出恰当的评价能力。
【详解】该实验的目的是确定无机盐X是否是植物生长发育所必需的，自变量是培养液中是否有X，因变量是“某植物生长发育”的状况，其它对实验结果有影响的因素均为无关变量，应控制相同且适宜，据此依据实验设计应遵循的原则可知，为了排除土壤中可能含有无机盐X对实验结果产生干扰，不应使用基质；实验组为不用基质，只用缺少无机盐X的“完全培养液”；对照组是不用基质，只用完全培养液。综上分析，B正确，A、C、D均错误。
20．医生常给脱水病人静脉注射质量分数为0.9%的生理盐水，而不是蒸馏水，因为红细胞在蒸馏水中会因吸水过多而涨破。该现象主要说明
A．水分子容易进入细胞
B．无机盐离子容易进出细胞
C．红细胞容易破裂
D．无机盐对维持细胞的渗透压平衡和细胞形态有重要作用
【答案】D
【分析】细胞内的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Fe2+是血红蛋白的主要成分，Mg2+是叶绿素的必要成分；
（2）维持细胞的生命活动，如Ca2+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】根据题意分析，红细胞在蒸馏水中会因吸水过多而涨破，而注射生理盐水能维持红细胞的正常形态和功能，因此该实例说明无机盐对维持细胞渗透压平衡和细胞形态具有重要作用。
故选D。
21．设计实验探究X是不是某植物生长所必需的无机盐，某同学的构思大致如下：实验中采用甲组、乙组之间的对照，以及乙组中实验前（无X）与实验后（有X）之间的自身对照。下列叙述正确的是
A．该实验中对照组是甲组、乙组实验后
B．该实验的无关变量只有植物的种类及生长状况
C．该实验如果是在无土栽培条件下进行的，则实验前培养液要进行灭菌
D．为防止外界因素影响，此实验需在黑暗密闭条件下进行
【答案】C
【分析】矿质元素以离子形式被根尖吸收，这些元素的作用：
（1）必需元素参与生命物质的构成，调节酶的活性和细胞的渗透势和水势。
（2）植物对微量元素的需要量虽然很小，但微量元素有着重要的生理功能。
（3）必需营养元素缺乏时出现的症状称为缺素症，是营养元素不足引起的代谢紊乱现象；任何必需元素的缺乏都影响植物的生理活动，并明显地影响生长；患缺素症的植物虚弱、矮小，叶片小而变形，而且往往缺绿；根据缺素症的症状和在植株上发生的部位，可以鉴定所缺营养元素的种类。
【详解】A、该实验中甲组、乙组实验前是对照组，乙组实验前和实验后形成自身对照，A错误；
B、该实验的无关变量有植物的种类及生长状况、培养条件等，B错误；
C、若实验是在无土栽培条件下进行的，则实验前培养液要进行灭菌，C正确；
D、由于实验探究的是X是不是植物生长所必需的无机盐，故需在光照条件下进行，黑暗条件下植物不能正常生长，D错误。
故选C。
22．下列属于无机盐功能的是（ ）
A．是细胞中能源物质之一B．是某些重要复杂化合物的成分
C．能维持生物体的生命活动D．能维持细胞的形态和功能
【答案】BCD
【分析】细胞内的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Fe2+是血红蛋白的主要成分，Mg2+是叶绿素的必要成分；（2）维持细胞的生命活动，如Ca2+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、无机盐不能为细胞的生命活动提供能量，细胞中的能源物质与无机盐无关，A错误；
B、有些无机盐是某些复杂化合物的重要组成成分，如Mg2＋是组成叶绿素分子必需的成分，Fe2＋是血红蛋白的必需成分，B正确；
C、有些无机盐对维持细胞和生物体的正常的生命活动具有重要作用，缺乏时会出现相应的疾病，如Ca调节肌肉收缩，血钙过高会造成肌无力，血钙过低会引起抽搐，C正确；
D、无机盐离子能维持细胞的形态和功能，如放在生理盐水中的口腔上皮细胞，其形态和功能正常，D正确。
故选BCD。
23．科学实验表明：生命活动旺盛的细胞中自由水/结合水的值增大，而处于休眠状态的细胞中自由水/结合水的值减小。请分析回答下列问题。
（1）自由水以_________的形式存在于__________________和_________等部位。自由水占细胞鲜重的绝大部分，是细胞内的良好_________，有利于物质的_________，有利于__________________的顺利进行。生命活动旺盛的细胞内自由水的含量相对_________。
（2）干种子内含的主要是_________水，抗旱性强的植物细胞中结合水的含量_________，处于休眠状态的细胞，自由水含量_________。
（3）结合水和自由水是可以_________的。
【答案】 游离 细胞质基质 液泡 溶剂 运输 生物化学反应 高 结合 高 低 转化
【分析】水是活细胞中含量最多的化合物，在细胞内以自由水和结合水的形式存在，结合水是细胞结构的重要组成成分，自由水是细胞内良好的溶剂，是化学反应的介质，自由水还是许多化学反应的反应物或者产物，自由水能自由移动，对于生物体内的营养物质和代谢废物的运输具有重要作用；自由水与结合水可以相互转化，自由水与结合水比值升高，细胞代谢旺盛，抗逆性差，反之亦然。
【详解】（1）水在细胞内以自由水和结合水两种形式存在，主要存在于细胞质基质和液泡中；自由水是细胞内的良好溶剂，能够参与生化反应，有利于物质的运输和生物化学反应的顺利进行；生命活动旺盛的细胞内自由水的含量相对较高。
（2）结合水是细胞结构的重要组成部分，干种子内含的主要是结合水；结合水与抗逆性有关，因此抗旱性强的植物细胞中结合水的含量较高，处于休眠状态的细胞，自由水含量较低。
（3）自由水和结合水能进行转化，生命活动旺盛时，自由水和结合水的比例就高，反之则低。
24．无机盐对人体的健康起着重要作用。人体无机盐主要来自于食物，比如海带中含有丰富的碘，无机盐对于维持植物的生命活动也起着重要的作用。结合所学生物学知识，联系日常生活，分析回答下列问题。
（1）铁、钙和锌等无机盐在细胞内主要以_________形式存在，是组成细胞的重要组成成分，如铁是合成______________________不可缺少的成分，人体缺铁可引起贫血症，血液运输_________的能力降低。钙在人体内主要存在于骨骼中，一旦钙离子在血液中的含量明显下降，就会出现__________________症状。
（2）生物体内的无机盐离子，必须保持一定的量。人体内_________缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最终引发肌肉酸疼、无力等。患急性肠胃炎脱水的病人需要及时补充_________和________________。
【答案】 离子 血红蛋白 氧气 抽搐 钠离子 水分 无机盐
【分析】细胞内的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Fe2+是血红蛋白的主要成分，Mg2+是叶绿素的必要成分；
（2）维持细胞的生命活动，如Ca2+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】（1）生物体内的无机盐主要以离子的形式存在，有些无机盐是组成细胞的重要组成成分，如铁参与构成了血红蛋白，缺铁会导致血红蛋白合成不足，进而导致氧气的运输功能降低；血液中钙离子减少会导致肌肉抽搐。
（2）神经调节过程中兴奋的产生与钠离子的内流有关，因此当人体内钠离子时缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最终引发肌肉酸疼、无力等；患急性肠胃炎脱水的病人丢失了大量的水分和无机盐，因此需要及时补充水分和无机盐。
25．水在植物的生命活动中具有重要作用。风干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。回答下列问题：
（1）植物细胞中的水通常以结合水和自由水两种形式存在。风干种子细胞中的水主要是以__________的形式存在。经阶段I吸水后，种子中的水主要是以________________的形式存在。
（2）在阶段Ⅱ，种子吸水速率__________（填“大于”“小于”或“等于”）阶段I。
【答案】 结合水 自由水 小于
【分析】据图分析，阶段Ⅰ吸收量逐渐增加，而Ⅱ吸收量基本不变，阶段Ⅲ胚根突破种皮，细胞吸收量逐渐增加，据此分析答题。
【详解】（1）种子风于过程中大量的自由水散失，而结合水含量基本不变，即风干种子细胞中的水主要是以结合水的形式存在；经阶段干种子吸水后，自由水含量增加。
（2）由图示可知，阶段I小麦种子中水的含量随时间的推移逐渐增加，而阶段Ⅱ小麦种子中水的含量随时间变化基本不变，说明阶段Ⅱ小麦种子的吸水速率小于阶段I小麦种子的吸水速率。
实例
相应功能
如Mg2＋是叶绿素必需的成分，Fe2＋是血红蛋白的主要成分
组成细胞中某些复杂化合物
哺乳动物血液中必须含有一定量的Ca2＋，如果血液中钙盐的含量过低就会出现抽搐现象
维持细胞和生物体的生命活动
Na＋、Cl－对细胞外液渗透压起重要作用，K＋则对细胞内液渗透压起决定作用
维持生物体渗透压平衡
人血浆中的HCOeq \\al(－,3)、HPOeq \\al(2－,4)等对血浆pH的稳定起重要作用
维持生物体酸碱平衡
生物
水母
鱼类
蛙
哺乳动物
藻类
高等动物
含水量（%）
97
80～85
78
65
90
60～80
细胞类型
骨细胞
心肌细胞
肝细胞
肌细胞
表皮细胞
含水量
62%
79%
75%
73%
70%