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2024届人教版高中生物一轮复习细胞中的元素及无机化合物学案
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这是一份2024届人教版高中生物一轮复习细胞中的元素及无机化合物学案，共21页。
第2讲 细胞中的元素及无机化合物
1．水和无机盐的作用
2．实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1．大量元素与微量元素(生命观念)
2．水和无机盐的存在形式与作用(科学思维)
3．检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质(科学探究)
考点1 组成细胞的元素和化合物
1．组成细胞的元素
2．组成细胞的化合物
(1)图中①表示水，②表示蛋白质，③表示脂质，④表示糖类和核酸，⑤表示无机盐。
(2)化合物的种类(填序号)
(3)化合物的含量(填序号)
1．生物界和非生物界在元素组成上具有统一性，因此地壳中的元素在生物体内都能找到。 (×)
提示：组成生物体的元素在地壳中都能找到。
2．在人体活细胞中氢原子的数目最多。 (√)
3．细胞中的一种元素的作用能被其他元素替代。 (×)
提示：细胞中每种元素的作用是不相同的。
4．细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要。 (×)
提示：微量元素对维持生命活动是不可缺少的。
5．在沙漠植物仙人掌的活细胞中含量最多的化合物是蛋白质。 (×)
提示：仙人掌的活细胞中含量最多的化合物是水。
1．植物体缺Mg会影响光合作用的原因是什么？(必修1 P35“思考与讨论”)________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：光合作用的正常进行不能缺少叶绿素，而Mg是叶绿素的组成元素之一，缺Mg使叶绿素的形成受到阻碍，进而影响光合作用
2．缺Fe会导致贫血的原因是什么？(必修1 P35“思考与讨论”)________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：血红蛋白的分子结构不能缺少的一种元素就是Fe，缺Fe会导致血红蛋白的合成障碍，从而引起贫血
1．组成细胞的元素追根溯源来自无机环境，但细胞内各种元素的比例与无机环境大不相同，原因是_______________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：细胞是有生命的，它可以主动地有选择地从无机环境中获取生命活动需要的元素
2．生物体内含量很少的元素就是微量元素吗？_______________________
____________________________________________________________________。
提示：不一定，生物体细胞中，不可缺少的且含量很少的元素才是微量元素，某些元素如Pb含量少，但又是不必需的，不属于微量元素
1．细胞中含量最多的两种化合物是水和蛋白质，这对细胞的生命活动有什么意义？
提示：水是生命之源，生命活动离不开水，离开水生命活动就无法进行。蛋白质是生命活动的主要承担者。两种化合物含量高有利于保证细胞生命活动的正常进行。
2．镁是叶绿素的重要组成元素，植物体缺少镁元素会导致叶片发黄，影响光合作用。请设计实验证明镁是植物必需的矿质元素。
实验材料：某种植物幼苗若干、完全培养液、缺镁培养液。
请写出该实验的设计思路并预测实验结果。
设置对照实验并分组编号→控制自变量→检测因变量。
提示：选择生理状况相同的植物幼苗若干，平均分成A、B两组；A组用完全培养液培养、B组用缺镁培养液培养；一段时间后，观察两组叶片是否变黄；若B组叶片发黄，再补充镁离子，一段时间叶片恢复绿色，则证明镁是植物必需的矿质元素。
考查组成细胞和生物体的化学元素
1．(2022·河北衡水中学一模)下列说法正确的是( )
A．生物界和非生物界的统一性表现在自然界中的化学元素都能在生物体中找到
B．Cu、Mg、Zn、Mo是组成细胞的微量元素
C．沙漠中的仙人掌细胞中含量最多的元素是C
D．HIV和桃树共有的元素是C、H、O、N、P
D [生物界和非生物界的统一性表现在生物体中的化学元素在自然界中都能找到，A错误；Cu、Zn、Mo是组成细胞的微量元素，而Mg是组成细胞的大量元素，B错误；活细胞中含量最多的化合物是水，因此沙漠中的仙人掌细胞中含量最多的元素是O，C错误；HIV由蛋白质和核酸构成，桃树含有蛋白质、核酸等多种有机物，它们共有的元素是C、H、O、N、P，D正确。]
2．(2022·河北石家庄模拟)C、H、O、N、P、S在玉米和人细胞(干)以及活细胞中的含量(%)如表所示。下列分析错误的是( )
元素
O
C
H
N
P
S
玉米细胞(干)
44.43
43.57
6.24
1.46
0.20
0.17
人细胞(干)
14.62
55.99
7.46
9.33
3.11
0.78
活细胞
65.0
18.0
10.0
3.0
1.40
0.30
A．据表分析活细胞中O含量最多，主要原因是活细胞中水含量最高
B．人体细胞干重中N的含量高于玉米，与人体细胞中蛋白质含量比玉米高有关
C．C、H、O、N、P是组成生物体的基本元素
D．人和玉米细胞内化学元素种类大体相同
C [活细胞中含量最多的化合物是水，而水中O的分子量较大，所以活细胞中O含量最高，A正确；干重中含量最多的是蛋白质，玉米细胞比人细胞蛋白质含量相对较低，蛋白质的基本元素是C、H、O、N，所以人体细胞N的相对含量较玉米多，B正确；组成生物体的最基本元素是C，基本元素是C、H、O、N，C错误；根据表格数据，玉米细胞和人细胞的元素种类大体相同，含量上有所不同，D正确。]
考查细胞内化合物的组成元素
3．(2022·郑州调研)用含32P磷酸盐的营养液培养醋酸杆菌，一段时间后，下列化合物或结构在醋酸杆菌细胞中均能检测出放射性的一组是( )
A．腺苷和细胞膜 B．ATP和核糖体
C．甘氨酸和拟核 D．脱氧核糖和细胞壁
B [组成细胞膜的主要是磷脂和蛋白质，其元素组成主要有C、H、O、N、P，含有P，能检测到放射性；腺苷由腺嘌呤和核糖构成，含C、H、O、N，不含P，检测不到放射性，A错误。核糖体中含有核糖体RNA，ATP和RNA的元素组成都是C、H、O、N、P，含有P，能检测到放射性，B正确。拟核的组成成分为DNA，其元素组成有C、H、O、N、P，含有P，能检测到放射性；甘氨酸的元素组成是C、H、O、N，不含有P，检测不到放射性，C错误。脱氧核糖和细胞壁的元素组成都是C、H、O，不含有P，检测不到放射性，D错误。]
4．下列各组化合物中，由相同元素组成的是( )
A．叶绿素、类胡萝卜素 B．胰岛素、性激素
C．脂肪、核苷酸 D．纤维素、丙酮酸
D [叶绿素中含有镁元素，与类胡萝卜素的元素组成不完全相同，A错误；性激素只含有C、H、O，胰岛素含有C、H、O、N、S，B错误；脂肪只含有C、H、O，核苷酸含有C、H、O、N、P，C错误；纤维素和丙酮酸都只含有C、H、O，D正确。]
根据特征元素推测化合物的种类
考点2 水和无机盐的作用
1．细胞中的水
(1)细胞中水的存在形式和功能
(2)自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系
2．无机盐的存在形式及功能
1．晒干的种子细胞内不含有水分，导致细胞代谢停止，种子能长时间储存。 (×)
提示：晒干的种子自由水与结合水的比值很低，代谢很弱，以保持休眠状态，并非不含水分。
2．水影响光合作用强度的主要原因是水影响气孔的开闭。 (√)
3．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。 (×)
提示：细胞中的无机盐大多数以离子形式存在。
4．镁是叶绿体中参与光合作用的各种色素的组成元素。 (×)
提示：类胡萝卜素中不含镁。
患急性肠炎的病人脱水时需要及时补充________，同时也需要补充体内________________，因此，输入_______________是常见的治疗方法。(必修1 P36“与生活的联系”)
提示：水分 丢失的无机盐 葡萄糖盐水
1．植物根系既能从土壤中吸收水分也能吸收无机盐。根细胞内水分的作用有___________________________________________________________________
_____________________________________________________________________(答两点即可)。
提示：根细胞的组成成分；参与细胞内的生化反应；运送营养和代谢废物等
2．大量出汗后，应喝淡盐水，原因是________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：大量出汗时会排出过多的无机盐，会导致体内水盐平衡和酸碱平衡失调
1．衍射法归纳细胞中的水
2．无机盐功能归纳整合
1．为什么植物缺少N、Mg、P会影响植物的光合作用？
提示：N、Mg是组成叶绿素的成分，N、P是组成叶绿体类囊体薄膜和ATP的成分，N也是组成光合酶的成分，因此植物缺少N、Mg、P会影响植物的光合作用。
2．在冬季来临过程中，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。
(1)冬小麦的含水量从9月至12月处于下降趋势，请解释原因。
(2)冬小麦的自由水下降非常快，而结合水则上升比较多，这是为什么？
寒冷环境中，自由水能结冰，结冰伤害细胞。
提示：(1)冬小麦的含水量从9月至12月处于下降趋势，因为随着冬季来临，气温下降，细胞中自由水的含量显著下降，细胞代谢强度降低，有助于抵抗低温冻害。
(2)在寒冷的情况下，自由水可以结成冰而伤害植物，结合水则不会结冰。因此，冬季来临时，冬小麦细胞内自由水的比例逐渐降低，而结合水的比例逐渐上升，可以避免气温下降时自由水过多导致容易结冰而损害自身，这是植物适应环境的一种表现，是生物进化的结果。
考查水的存在形式、作用及与代谢的关系
1．(2022·重庆一中模拟)下列关于人体内水的叙述，正确的是( )
A．水可参与细胞中的代谢活动并提供能量
B．细胞外液中水的存在形式主要为自由水
C．各组织与器官形态结构的差异与水存在形式无关
D．线粒体与核糖体既能产生水也能消耗水
B [水可参与细胞中的代谢活动，但不能提供能量，A错误。细胞外液中水的存在形式主要为自由水，B正确。结合水能构成细胞结构，各组织与器官形态结构的差异与水存在形式有关，C错误。核糖体不能消耗水，D错误。]
2．(2022·重庆一诊)《氾胜之书》是西汉晚期一部农学著作，一般认为是中国现存最早的一部农学著作，书中提到收获的粮食要“曝使极燥”，降低粮食的含水量后才入仓储存。下列说法错误的是( )
A．“曝使极燥”后，细胞中自由水含量大幅度减少，细胞的代谢降低
B．种子生长发育的不同时期，细胞内自由水与结合水的比值可能不同
C．“曝使极燥”后，种子细胞的结合水全部丧失，新陈代谢停止，不能萌发
D．“曝使极燥”后，种子放入试管中高温烘烤，管壁上的水珠主要是细胞中的结合水
C [自由水含量越高，细胞代谢越旺盛，“曝使极燥”后，细胞中自由水含量大幅度减少，则细胞的代谢降低，A正确；种子生长发育的不同时期，细胞内自由水与结合水的比值可能不同，生长旺盛的时候，自由水与结合水的比值较高，反之自由水与结合水的比值较低，B正确；“曝使极燥”后，种子细胞的结合水不会丧失，自由水部分丧失，新陈代谢减慢，C错误；高温烘烤会使种子丢失自由水和结合水，主要是结合水，故管壁上的水珠主要是细胞中的结合水，D正确。]
考查无机盐的作用
3．(2022·成都石室中学期中)钙加锌口服液是由葡萄糖酸钙、乳酸钙和乳酸锌为主要原料制成的保健食品。钙参与骨骼的形成，锌为体内许多酶的重要组成成分。下列有关组成人体细胞元素的叙述，正确的是( )
A．Ca是人体大量元素，Zn是微量元素，Ca在人体生命活动中更重要
B．Ca、Zn在人体不同细胞中含量可能不同，但都是以离子形式存在
C．服用后，小肠吸收葡萄糖酸钙、乳酸钙、乳酸锌化合物进入血液
D．Ca、Zn等无机盐对于维持细胞和生物体生命活动有非常重要的作用
D [大量元素、微量元素是根据元素的含量划分的。无论是大量元素还是微量元素，都是生物体必需的元素，对于维持生物体的生命活动都起着非常重要的作用，A错误；Ca可以CaCO3的形式参与骨骼的形成，Zn为体内许多酶的重要组成成分，说明Ca、Zn在细胞中可以化合物的形式存在，B错误；钙加锌口服液的原料是葡萄糖酸钙、乳酸钙和乳酸锌，但小肠以离子形式吸收，C错误；许多种无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动有非常重要的作用，D正确。]
4．(2022·内江模拟)农作物苗期缺氮往往表现出生长缓慢、植株矮小、叶片薄而小、叶色缺绿发黄等症状。下列相关说法错误的是( )
A．氮既是细胞中的大量元素，又是组成细胞的主要元素之一
B．农作物苗期缺氮症状可通过及时补充适量氮肥来得到缓解
C．氮在细胞中可用于合成蛋白质、核酸、ATP、叶绿素等化合物
D．氮肥施用过量，会导致作物根系吸收氮素过多出现“烧苗”现象
D [氮肥施用过量，会导致土壤溶液的浓度过高，作物的根细胞失水，出现“烧苗”现象。]
考点3 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质(实验)
1．糖类的检测
(1)原理
①还原糖＋斐林试剂砖红色沉淀。
②淀粉＋碘液―→蓝色。
(2)检测步骤
①还原糖
②淀粉
2 mL待测组织样液＋2滴碘液―→呈蓝色
2．脂肪的检测
(1)检测原理：脂肪＋
(2)检测步骤
方法一：花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ(Ⅳ)染液―→橘黄色(红色)
方法二：
3．蛋白质的检测
(1)检测原理：蛋白质＋双缩脲试剂―→紫色。
(2)检测步骤
1．区分斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同”
2．三类有机物检测在操作步骤上的“三个唯一”
(1)唯一需要加热——还原糖检测，且必须水浴加热，不能用酒精灯直接加热。若不加热，则无砖红色沉淀出现。
(2)唯一需要显微镜——脂肪检测。
(3)唯一使用酒精——脂肪的检测，实验用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色。
3．实验中的三个注意点
(1)三个实验中都不宜选取有颜色的材料，否则会干扰实验结果的颜色变化。
(2)脂肪鉴定的过程中滴加1～2滴体积分数为50%的酒精溶液的目的是洗去浮色，原因是苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液易溶于酒精。
(3)物质鉴定实验一般不设立对照实验，若需设立对照实验，对照组应加入成分已知的物质，如验证唾液淀粉酶是蛋白质，对照组可加入稀释的鸡蛋清。
1．(2022·四川内江六中月考)下列关于“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”实验操作步骤的叙述中，正确的是( )
A．用于鉴定还原糖的斐林试剂甲液和乙液，可直接用于蛋白质的鉴定
B．若要检测植物体中是否含有脂肪，一定需要用显微镜观察
C．鉴定还原糖时，将斐林试剂的甲液和乙液等量混合均匀再加入
D．用双缩脲试剂鉴定蛋白质时，需水浴加热2 min才能看到紫色
C [斐林试剂的甲液是质量浓度为0.1 g/mL氢氧化钠溶液、乙液是质量浓度为0.05 g/mL硫酸铜溶液；双缩脲试剂的A液是质量浓度为0.1 g/mL氢氧化钠溶液、B液是质量浓度为0.01 g/mL硫酸铜溶液，所以斐林试剂的乙液浓度较大，不可直接用于蛋白质鉴定，A错误。鉴定植物细胞中是否含有脂肪，一般需要用显微镜观察，但也可用组织样液直接加入试剂进行鉴定，不需要用显微镜观察，B错误。鉴定可溶性还原糖时，首先将斐林试剂的甲液和乙液等量混合均匀后再加入，并水浴加热，C正确。用双缩脲试剂鉴定蛋白质时，不需要水浴加热，D错误。]
2．现有甲和乙两种物质，物质甲遇双缩脲试剂呈紫色，物质乙与斐林试剂在水浴状态下不出现砖红色沉淀，但物质甲与物质乙混合后可与斐林试剂反应产生砖红色沉淀。下列关于物质甲和物质乙及相关试剂的叙述中，错误的是( )
A．物质甲可能是麦芽糖酶，物质乙可能是麦芽糖
B．物质甲一定是蛋白质，物质乙一定不是还原糖
C．物质甲可能是纤维素酶，物质乙可能是纤维素
D．组成双缩脲试剂和斐林试剂的两种溶液种类相同但浓度不完全相同
A [由于物质甲与双缩脲试剂反应呈紫色，所以物质甲一定是蛋白质，物质乙不能与斐林试剂在水浴状态下反应生成砖红色沉淀，但与物质甲混合后能产生，说明物质乙本身不是还原糖，但可以在物质甲的作用下分解产生还原糖。麦芽糖是还原糖，与斐林试剂在水浴状态下可产生砖红色沉淀，故物质乙不可能是麦芽糖，A项错误、B项正确；纤维素可在纤维素酶的作用下产生葡萄糖，C项正确；双缩脲试剂和斐林试剂均由氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液组成，但二者硫酸铜溶液的浓度不同，D项正确。]
3．(2022·四川成都高三阶段练习)将某油料作物种子置于适宜温度、充足水分和通气的黑暗环境中培养，此过程中干重的变化情况如图。下列分析正确的是( )
A．用苏丹Ⅲ染液检测种子中的脂肪可观察到橘黄色颗粒
B．第0～7天，种子长出幼叶进行光合作用导致干重增加
C．第8天后，种子干重减少是因为细胞中无机盐含量减少
D．第8～10天中，种子呼吸等代谢过程减弱导致干重下降
A [油料作物种子富含脂肪，苏丹Ⅲ染液可将脂肪染成橘黄色，A正确。第0～7天一直是黑暗环境，干重增加不是来自光合作用，而是来自种子萌发初期吸收了水分，水分参与化学反应，如脂肪转化为糖类过程中的氧元素比例增加，B错误。第8天后，种子干重减少，是由于细胞呼吸分解有机物释放能量用于种子萌发，C错误。第8～10天中，曲线斜率不变，细胞呼吸速率不变，D错误。]
1．活细胞中含量最多的元素是氧元素。
2．干种子中不是不含自由水，而是自由水的比例很低，结合水的比例较高。
3．水既是细胞代谢的原料，参与有氧呼吸、光合作用、化合物的水解；也是细胞代谢的产物，有氧呼吸、光合作用、蛋白质的合成等过程都有水的生成。
4．无机盐不都以离子形式存在，少数无机盐以化合物的形式存在，如牙齿、骨骼中的CaCO3。
5．斐林试剂实际上是新配制的Cu(OH)2，呈浅蓝色，不是无色，故非还原糖(蔗糖)＋斐林试剂水浴加热后的现象不是无色。
1．大量元素、微量元素是根据元素的含量划分的。无论是大量元素还是微量元素，都是生物体必需的元素，对于维持生物体的生命活动都起着重要的作用。
2．结合水是细胞结构的重要组成成分；自由水是细胞内的良好溶剂，参与生化反应，为细胞提供液体环境，运送营养物质和代谢废物。
3．无机盐是细胞内某些复杂化合物的组成成分，维持细胞和生物体的正常生命活动，维持生物体的酸碱平衡和渗透压。
4．还原糖与斐林试剂水浴加热时生成砖红色沉淀；脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，被苏丹Ⅳ染液染成红色；蛋白质与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应。
1．(2021·重庆选择性考试适应性测试)同位素标记法可用于研究物质的组成。以下各组物质中，均能用15N标记的是( )
A．核糖核酸和氨基酸 B．脂肪和脱氧核糖核酸
C．葡萄糖和氨基酸 D．脱氧核糖核酸和淀粉
A [核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)的组成元素为C、H、O、N、P，氨基酸的组成元素为C、H、O、N，脂肪、葡萄糖和淀粉只含C、H、O，A选项中核糖核酸和氨基酸都含有N，均能用15N标记，A正确。]
2．(2021·全国乙卷)植物在生长发育过程中，需要不断从环境中吸收水。下列有关植物体内水的叙述，错误的是( )
A．根系吸收的水有利于植物保持固有姿态
B．结合水是植物细胞结构的重要组成成分
C．细胞的有氧呼吸过程不消耗水但能产生水
D．自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动
C [植物在生长发育过程中，需要不断地从环境中吸收水，保持其固有的姿态，A正确；细胞中的一部分水是以结合水的形式存在的，结合水是细胞结构的重要组成成分，B正确；细胞在有氧呼吸第二阶段消耗水，在有氧呼吸第三阶段产生水，C错误；自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动，比值越高，细胞的代谢活动越旺盛，D正确。]
3．(2022·全国甲卷)钙在骨骼生长和肌肉收缩等过程中发挥重要作用。晒太阳有助于青少年骨骼生长，预防老年人骨质疏松。下列叙述错误的是( )
A．细胞中有以无机离子形式存在的钙
B．人体内Ca2＋可自由通过细胞膜的磷脂双分子层
C．适当补充维生素D可以促进肠道对钙的吸收
D．人体血液中Ca2＋浓度过低易出现抽搐现象
B [细胞中的钙主要以离子形式存在，也有以化合物形式存在的钙(如CaCO3)，A正确；Ca2＋不能自由通过细胞膜的磷脂双分子层，需要载体蛋白协助，B错误；维生素D能有效地促进人体肠道对钙和磷的吸收，故适当补充维生素D可以促进肠道对钙的吸收，C正确；哺乳动物的血液中必须含有一定量的Ca2＋，Ca2＋的含量太低，会出现抽搐等症状，D正确。]
4．(2022·湖北选择性考试)水是生命的源泉，节约用水是每个人应尽的责任，下列有关水在生命活动中作用的叙述，错误的是( )
A．水是酶促反应的环境
B．参与血液中缓冲体系的形成
C．可作为维生素D等物质的溶剂
D．可作为反应物参与生物氧化过程
C [自由水是化学反应的介质，故水是酶促反应的环境，A正确；血液中的缓冲对是由离子组成的，离子溶解在水中才能形成缓冲体系，B正确；维生素D属于脂质，脂质通常都不溶于水，C错误；自由水能参与化学反应，故水可作为反应物参与生物氧化过程，D正确。]
(教师用书独具)
1．(2019·海南高考)植物细胞中水和矿质元素离子会表现出某些特点。下列叙述错误的是( )
A．根细胞中的K＋不能以自由扩散的方式进入土壤溶液中
B．矿质元素离子在细胞内积累可引起外界溶液中的水进入细胞
C．根细胞吸收的矿质元素能够以离子的形式贮存在液泡中
D．叶肉细胞中参与光合作用光反应阶段的水分子属于结合水
D [根细胞中的K＋不能以自由扩散的方式进入土壤溶液中，因为K＋跨膜运输需要载体蛋白协助，自由扩散不需要载体蛋白协助，A正确；矿质元素离子在细胞内积累会引起细胞液浓度增大，进而发生吸水，故会引起外界溶液中的水进入细胞，B正确；细胞内无机盐大多以离子形式存在，根细胞吸收的矿质元素能够以离子的形式贮存在液泡中，C正确；叶肉细胞中参与光合作用光反应阶段的水分子属于自由水，可以分解成氧气和[H]，D错误。]
2．(2019·全国卷Ⅲ)氮元素是植物生长的必需元素，合理施用氮肥可提高农作物的产量。回答下列问题。
(1)植物细胞内，在核糖体上合成的含氮有机物是______________，在细胞核中合成的含氮有机物是________，叶绿体中含氮的光合色素是________。
(2)农作物吸收氮元素的主要形式有铵态氮(NH)和硝态氮(NO)。已知作物甲对同一种营养液(以硝酸铵为唯一氮源)中NH和NO的吸收具有偏好性(NH和NO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)植物细胞内的含氮有机物有蛋白质、磷脂、ATP、核酸等，其中在核糖体上合成的为蛋白质，在细胞核中合成的是DNA和RNA，植物叶绿体中的光合色素有叶绿素和类胡萝卜素，其中含氮的光合色素是叶绿素。 (2)本实验的目的是验证作物甲对硝酸铵中的NH和NO的吸收具有偏好性，因变量是作物甲对二者的吸收量，因此可将生理状态相同的若干作物甲培养在适宜浓度的以硝酸铵为唯一氮源的营养液中，在适宜条件下培养一段时间，并测定实验后营养液中的NH和NO的浓度，最后进行比较，如果实验后营养液中的NH的浓度低于NO，可说明作物甲对硝酸铵中的NH的吸收具有偏好性；反之，则说明作物甲对硝酸铵中的NO的吸收具有偏好性。
[答案] (1)蛋白质 核酸 叶绿素 (2)实验思路：配制营养液(以硝酸铵为唯一氮源)，用该营养液培养作物甲，一段时间后，检测营养液中NH和NO剩余量。预期结果和结论：若营养液中NO剩余量小于NH剩余量，则说明作物甲偏好吸收NO；若营养液中NH剩余量小于NO剩余量，则说明作物甲偏好吸收NH
第2讲 细胞中的元素及无机化合物
1．水和无机盐的作用
2．实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1．大量元素与微量元素(生命观念)
2．水和无机盐的存在形式与作用(科学思维)
3．检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质(科学探究)
考点1 组成细胞的元素和化合物
1．组成细胞的元素
2．组成细胞的化合物
(1)图中①表示水，②表示蛋白质，③表示脂质，④表示糖类和核酸，⑤表示无机盐。
(2)化合物的种类(填序号)
(3)化合物的含量(填序号)
1．生物界和非生物界在元素组成上具有统一性，因此地壳中的元素在生物体内都能找到。 (×)
提示：组成生物体的元素在地壳中都能找到。
2．在人体活细胞中氢原子的数目最多。 (√)
3．细胞中的一种元素的作用能被其他元素替代。 (×)
提示：细胞中每种元素的作用是不相同的。
4．细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要。 (×)
提示：微量元素对维持生命活动是不可缺少的。
5．在沙漠植物仙人掌的活细胞中含量最多的化合物是蛋白质。 (×)
提示：仙人掌的活细胞中含量最多的化合物是水。
1．植物体缺Mg会影响光合作用的原因是什么？(必修1 P35“思考与讨论”)________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：光合作用的正常进行不能缺少叶绿素，而Mg是叶绿素的组成元素之一，缺Mg使叶绿素的形成受到阻碍，进而影响光合作用
2．缺Fe会导致贫血的原因是什么？(必修1 P35“思考与讨论”)________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：血红蛋白的分子结构不能缺少的一种元素就是Fe，缺Fe会导致血红蛋白的合成障碍，从而引起贫血
1．组成细胞的元素追根溯源来自无机环境，但细胞内各种元素的比例与无机环境大不相同，原因是_______________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：细胞是有生命的，它可以主动地有选择地从无机环境中获取生命活动需要的元素
2．生物体内含量很少的元素就是微量元素吗？_______________________
____________________________________________________________________。
提示：不一定，生物体细胞中，不可缺少的且含量很少的元素才是微量元素，某些元素如Pb含量少，但又是不必需的，不属于微量元素
1．细胞中含量最多的两种化合物是水和蛋白质，这对细胞的生命活动有什么意义？
提示：水是生命之源，生命活动离不开水，离开水生命活动就无法进行。蛋白质是生命活动的主要承担者。两种化合物含量高有利于保证细胞生命活动的正常进行。
2．镁是叶绿素的重要组成元素，植物体缺少镁元素会导致叶片发黄，影响光合作用。请设计实验证明镁是植物必需的矿质元素。
实验材料：某种植物幼苗若干、完全培养液、缺镁培养液。
请写出该实验的设计思路并预测实验结果。
设置对照实验并分组编号→控制自变量→检测因变量。
提示：选择生理状况相同的植物幼苗若干，平均分成A、B两组；A组用完全培养液培养、B组用缺镁培养液培养；一段时间后，观察两组叶片是否变黄；若B组叶片发黄，再补充镁离子，一段时间叶片恢复绿色，则证明镁是植物必需的矿质元素。
考查组成细胞和生物体的化学元素
1．(2022·河北衡水中学一模)下列说法正确的是( )
A．生物界和非生物界的统一性表现在自然界中的化学元素都能在生物体中找到
B．Cu、Mg、Zn、Mo是组成细胞的微量元素
C．沙漠中的仙人掌细胞中含量最多的元素是C
D．HIV和桃树共有的元素是C、H、O、N、P
D [生物界和非生物界的统一性表现在生物体中的化学元素在自然界中都能找到，A错误；Cu、Zn、Mo是组成细胞的微量元素，而Mg是组成细胞的大量元素，B错误；活细胞中含量最多的化合物是水，因此沙漠中的仙人掌细胞中含量最多的元素是O，C错误；HIV由蛋白质和核酸构成，桃树含有蛋白质、核酸等多种有机物，它们共有的元素是C、H、O、N、P，D正确。]
2．(2022·河北石家庄模拟)C、H、O、N、P、S在玉米和人细胞(干)以及活细胞中的含量(%)如表所示。下列分析错误的是( )
元素
O
C
H
N
P
S
玉米细胞(干)
44.43
43.57
6.24
1.46
0.20
0.17
人细胞(干)
14.62
55.99
7.46
9.33
3.11
0.78
活细胞
65.0
18.0
10.0
3.0
1.40
0.30
A．据表分析活细胞中O含量最多，主要原因是活细胞中水含量最高
B．人体细胞干重中N的含量高于玉米，与人体细胞中蛋白质含量比玉米高有关
C．C、H、O、N、P是组成生物体的基本元素
D．人和玉米细胞内化学元素种类大体相同
C [活细胞中含量最多的化合物是水，而水中O的分子量较大，所以活细胞中O含量最高，A正确；干重中含量最多的是蛋白质，玉米细胞比人细胞蛋白质含量相对较低，蛋白质的基本元素是C、H、O、N，所以人体细胞N的相对含量较玉米多，B正确；组成生物体的最基本元素是C，基本元素是C、H、O、N，C错误；根据表格数据，玉米细胞和人细胞的元素种类大体相同，含量上有所不同，D正确。]
考查细胞内化合物的组成元素
3．(2022·郑州调研)用含32P磷酸盐的营养液培养醋酸杆菌，一段时间后，下列化合物或结构在醋酸杆菌细胞中均能检测出放射性的一组是( )
A．腺苷和细胞膜 B．ATP和核糖体
C．甘氨酸和拟核 D．脱氧核糖和细胞壁
B [组成细胞膜的主要是磷脂和蛋白质，其元素组成主要有C、H、O、N、P，含有P，能检测到放射性；腺苷由腺嘌呤和核糖构成，含C、H、O、N，不含P，检测不到放射性，A错误。核糖体中含有核糖体RNA，ATP和RNA的元素组成都是C、H、O、N、P，含有P，能检测到放射性，B正确。拟核的组成成分为DNA，其元素组成有C、H、O、N、P，含有P，能检测到放射性；甘氨酸的元素组成是C、H、O、N，不含有P，检测不到放射性，C错误。脱氧核糖和细胞壁的元素组成都是C、H、O，不含有P，检测不到放射性，D错误。]
4．下列各组化合物中，由相同元素组成的是( )
A．叶绿素、类胡萝卜素 B．胰岛素、性激素
C．脂肪、核苷酸 D．纤维素、丙酮酸
D [叶绿素中含有镁元素，与类胡萝卜素的元素组成不完全相同，A错误；性激素只含有C、H、O，胰岛素含有C、H、O、N、S，B错误；脂肪只含有C、H、O，核苷酸含有C、H、O、N、P，C错误；纤维素和丙酮酸都只含有C、H、O，D正确。]
根据特征元素推测化合物的种类
考点2 水和无机盐的作用
1．细胞中的水
(1)细胞中水的存在形式和功能
(2)自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系
2．无机盐的存在形式及功能
1．晒干的种子细胞内不含有水分，导致细胞代谢停止，种子能长时间储存。 (×)
提示：晒干的种子自由水与结合水的比值很低，代谢很弱，以保持休眠状态，并非不含水分。
2．水影响光合作用强度的主要原因是水影响气孔的开闭。 (√)
3．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。 (×)
提示：细胞中的无机盐大多数以离子形式存在。
4．镁是叶绿体中参与光合作用的各种色素的组成元素。 (×)
提示：类胡萝卜素中不含镁。
患急性肠炎的病人脱水时需要及时补充________，同时也需要补充体内________________，因此，输入_______________是常见的治疗方法。(必修1 P36“与生活的联系”)
提示：水分 丢失的无机盐 葡萄糖盐水
1．植物根系既能从土壤中吸收水分也能吸收无机盐。根细胞内水分的作用有___________________________________________________________________
_____________________________________________________________________(答两点即可)。
提示：根细胞的组成成分；参与细胞内的生化反应；运送营养和代谢废物等
2．大量出汗后，应喝淡盐水，原因是________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：大量出汗时会排出过多的无机盐，会导致体内水盐平衡和酸碱平衡失调
1．衍射法归纳细胞中的水
2．无机盐功能归纳整合
1．为什么植物缺少N、Mg、P会影响植物的光合作用？
提示：N、Mg是组成叶绿素的成分，N、P是组成叶绿体类囊体薄膜和ATP的成分，N也是组成光合酶的成分，因此植物缺少N、Mg、P会影响植物的光合作用。
2．在冬季来临过程中，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。
(1)冬小麦的含水量从9月至12月处于下降趋势，请解释原因。
(2)冬小麦的自由水下降非常快，而结合水则上升比较多，这是为什么？
寒冷环境中，自由水能结冰，结冰伤害细胞。
提示：(1)冬小麦的含水量从9月至12月处于下降趋势，因为随着冬季来临，气温下降，细胞中自由水的含量显著下降，细胞代谢强度降低，有助于抵抗低温冻害。
(2)在寒冷的情况下，自由水可以结成冰而伤害植物，结合水则不会结冰。因此，冬季来临时，冬小麦细胞内自由水的比例逐渐降低，而结合水的比例逐渐上升，可以避免气温下降时自由水过多导致容易结冰而损害自身，这是植物适应环境的一种表现，是生物进化的结果。
考查水的存在形式、作用及与代谢的关系
1．(2022·重庆一中模拟)下列关于人体内水的叙述，正确的是( )
A．水可参与细胞中的代谢活动并提供能量
B．细胞外液中水的存在形式主要为自由水
C．各组织与器官形态结构的差异与水存在形式无关
D．线粒体与核糖体既能产生水也能消耗水
B [水可参与细胞中的代谢活动，但不能提供能量，A错误。细胞外液中水的存在形式主要为自由水，B正确。结合水能构成细胞结构，各组织与器官形态结构的差异与水存在形式有关，C错误。核糖体不能消耗水，D错误。]
2．(2022·重庆一诊)《氾胜之书》是西汉晚期一部农学著作，一般认为是中国现存最早的一部农学著作，书中提到收获的粮食要“曝使极燥”，降低粮食的含水量后才入仓储存。下列说法错误的是( )
A．“曝使极燥”后，细胞中自由水含量大幅度减少，细胞的代谢降低
B．种子生长发育的不同时期，细胞内自由水与结合水的比值可能不同
C．“曝使极燥”后，种子细胞的结合水全部丧失，新陈代谢停止，不能萌发
D．“曝使极燥”后，种子放入试管中高温烘烤，管壁上的水珠主要是细胞中的结合水
C [自由水含量越高，细胞代谢越旺盛，“曝使极燥”后，细胞中自由水含量大幅度减少，则细胞的代谢降低，A正确；种子生长发育的不同时期，细胞内自由水与结合水的比值可能不同，生长旺盛的时候，自由水与结合水的比值较高，反之自由水与结合水的比值较低，B正确；“曝使极燥”后，种子细胞的结合水不会丧失，自由水部分丧失，新陈代谢减慢，C错误；高温烘烤会使种子丢失自由水和结合水，主要是结合水，故管壁上的水珠主要是细胞中的结合水，D正确。]
考查无机盐的作用
3．(2022·成都石室中学期中)钙加锌口服液是由葡萄糖酸钙、乳酸钙和乳酸锌为主要原料制成的保健食品。钙参与骨骼的形成，锌为体内许多酶的重要组成成分。下列有关组成人体细胞元素的叙述，正确的是( )
A．Ca是人体大量元素，Zn是微量元素，Ca在人体生命活动中更重要
B．Ca、Zn在人体不同细胞中含量可能不同，但都是以离子形式存在
C．服用后，小肠吸收葡萄糖酸钙、乳酸钙、乳酸锌化合物进入血液
D．Ca、Zn等无机盐对于维持细胞和生物体生命活动有非常重要的作用
D [大量元素、微量元素是根据元素的含量划分的。无论是大量元素还是微量元素，都是生物体必需的元素，对于维持生物体的生命活动都起着非常重要的作用，A错误；Ca可以CaCO3的形式参与骨骼的形成，Zn为体内许多酶的重要组成成分，说明Ca、Zn在细胞中可以化合物的形式存在，B错误；钙加锌口服液的原料是葡萄糖酸钙、乳酸钙和乳酸锌，但小肠以离子形式吸收，C错误；许多种无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动有非常重要的作用，D正确。]
4．(2022·内江模拟)农作物苗期缺氮往往表现出生长缓慢、植株矮小、叶片薄而小、叶色缺绿发黄等症状。下列相关说法错误的是( )
A．氮既是细胞中的大量元素，又是组成细胞的主要元素之一
B．农作物苗期缺氮症状可通过及时补充适量氮肥来得到缓解
C．氮在细胞中可用于合成蛋白质、核酸、ATP、叶绿素等化合物
D．氮肥施用过量，会导致作物根系吸收氮素过多出现“烧苗”现象
D [氮肥施用过量，会导致土壤溶液的浓度过高，作物的根细胞失水，出现“烧苗”现象。]
考点3 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质(实验)
1．糖类的检测
(1)原理
①还原糖＋斐林试剂砖红色沉淀。
②淀粉＋碘液―→蓝色。
(2)检测步骤
①还原糖
②淀粉
2 mL待测组织样液＋2滴碘液―→呈蓝色
2．脂肪的检测
(1)检测原理：脂肪＋
(2)检测步骤
方法一：花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ(Ⅳ)染液―→橘黄色(红色)
方法二：
3．蛋白质的检测
(1)检测原理：蛋白质＋双缩脲试剂―→紫色。
(2)检测步骤
1．区分斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同”
2．三类有机物检测在操作步骤上的“三个唯一”
(1)唯一需要加热——还原糖检测，且必须水浴加热，不能用酒精灯直接加热。若不加热，则无砖红色沉淀出现。
(2)唯一需要显微镜——脂肪检测。
(3)唯一使用酒精——脂肪的检测，实验用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色。
3．实验中的三个注意点
(1)三个实验中都不宜选取有颜色的材料，否则会干扰实验结果的颜色变化。
(2)脂肪鉴定的过程中滴加1～2滴体积分数为50%的酒精溶液的目的是洗去浮色，原因是苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液易溶于酒精。
(3)物质鉴定实验一般不设立对照实验，若需设立对照实验，对照组应加入成分已知的物质，如验证唾液淀粉酶是蛋白质，对照组可加入稀释的鸡蛋清。
1．(2022·四川内江六中月考)下列关于“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”实验操作步骤的叙述中，正确的是( )
A．用于鉴定还原糖的斐林试剂甲液和乙液，可直接用于蛋白质的鉴定
B．若要检测植物体中是否含有脂肪，一定需要用显微镜观察
C．鉴定还原糖时，将斐林试剂的甲液和乙液等量混合均匀再加入
D．用双缩脲试剂鉴定蛋白质时，需水浴加热2 min才能看到紫色
C [斐林试剂的甲液是质量浓度为0.1 g/mL氢氧化钠溶液、乙液是质量浓度为0.05 g/mL硫酸铜溶液；双缩脲试剂的A液是质量浓度为0.1 g/mL氢氧化钠溶液、B液是质量浓度为0.01 g/mL硫酸铜溶液，所以斐林试剂的乙液浓度较大，不可直接用于蛋白质鉴定，A错误。鉴定植物细胞中是否含有脂肪，一般需要用显微镜观察，但也可用组织样液直接加入试剂进行鉴定，不需要用显微镜观察，B错误。鉴定可溶性还原糖时，首先将斐林试剂的甲液和乙液等量混合均匀后再加入，并水浴加热，C正确。用双缩脲试剂鉴定蛋白质时，不需要水浴加热，D错误。]
2．现有甲和乙两种物质，物质甲遇双缩脲试剂呈紫色，物质乙与斐林试剂在水浴状态下不出现砖红色沉淀，但物质甲与物质乙混合后可与斐林试剂反应产生砖红色沉淀。下列关于物质甲和物质乙及相关试剂的叙述中，错误的是( )
A．物质甲可能是麦芽糖酶，物质乙可能是麦芽糖
B．物质甲一定是蛋白质，物质乙一定不是还原糖
C．物质甲可能是纤维素酶，物质乙可能是纤维素
D．组成双缩脲试剂和斐林试剂的两种溶液种类相同但浓度不完全相同
A [由于物质甲与双缩脲试剂反应呈紫色，所以物质甲一定是蛋白质，物质乙不能与斐林试剂在水浴状态下反应生成砖红色沉淀，但与物质甲混合后能产生，说明物质乙本身不是还原糖，但可以在物质甲的作用下分解产生还原糖。麦芽糖是还原糖，与斐林试剂在水浴状态下可产生砖红色沉淀，故物质乙不可能是麦芽糖，A项错误、B项正确；纤维素可在纤维素酶的作用下产生葡萄糖，C项正确；双缩脲试剂和斐林试剂均由氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液组成，但二者硫酸铜溶液的浓度不同，D项正确。]
3．(2022·四川成都高三阶段练习)将某油料作物种子置于适宜温度、充足水分和通气的黑暗环境中培养，此过程中干重的变化情况如图。下列分析正确的是( )
A．用苏丹Ⅲ染液检测种子中的脂肪可观察到橘黄色颗粒
B．第0～7天，种子长出幼叶进行光合作用导致干重增加
C．第8天后，种子干重减少是因为细胞中无机盐含量减少
D．第8～10天中，种子呼吸等代谢过程减弱导致干重下降
A [油料作物种子富含脂肪，苏丹Ⅲ染液可将脂肪染成橘黄色，A正确。第0～7天一直是黑暗环境，干重增加不是来自光合作用，而是来自种子萌发初期吸收了水分，水分参与化学反应，如脂肪转化为糖类过程中的氧元素比例增加，B错误。第8天后，种子干重减少，是由于细胞呼吸分解有机物释放能量用于种子萌发，C错误。第8～10天中，曲线斜率不变，细胞呼吸速率不变，D错误。]
1．活细胞中含量最多的元素是氧元素。
2．干种子中不是不含自由水，而是自由水的比例很低，结合水的比例较高。
3．水既是细胞代谢的原料，参与有氧呼吸、光合作用、化合物的水解；也是细胞代谢的产物，有氧呼吸、光合作用、蛋白质的合成等过程都有水的生成。
4．无机盐不都以离子形式存在，少数无机盐以化合物的形式存在，如牙齿、骨骼中的CaCO3。
5．斐林试剂实际上是新配制的Cu(OH)2，呈浅蓝色，不是无色，故非还原糖(蔗糖)＋斐林试剂水浴加热后的现象不是无色。
1．大量元素、微量元素是根据元素的含量划分的。无论是大量元素还是微量元素，都是生物体必需的元素，对于维持生物体的生命活动都起着重要的作用。
2．结合水是细胞结构的重要组成成分；自由水是细胞内的良好溶剂，参与生化反应，为细胞提供液体环境，运送营养物质和代谢废物。
3．无机盐是细胞内某些复杂化合物的组成成分，维持细胞和生物体的正常生命活动，维持生物体的酸碱平衡和渗透压。
4．还原糖与斐林试剂水浴加热时生成砖红色沉淀；脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，被苏丹Ⅳ染液染成红色；蛋白质与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应。
1．(2021·重庆选择性考试适应性测试)同位素标记法可用于研究物质的组成。以下各组物质中，均能用15N标记的是( )
A．核糖核酸和氨基酸 B．脂肪和脱氧核糖核酸
C．葡萄糖和氨基酸 D．脱氧核糖核酸和淀粉
A [核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)的组成元素为C、H、O、N、P，氨基酸的组成元素为C、H、O、N，脂肪、葡萄糖和淀粉只含C、H、O，A选项中核糖核酸和氨基酸都含有N，均能用15N标记，A正确。]
2．(2021·全国乙卷)植物在生长发育过程中，需要不断从环境中吸收水。下列有关植物体内水的叙述，错误的是( )
A．根系吸收的水有利于植物保持固有姿态
B．结合水是植物细胞结构的重要组成成分
C．细胞的有氧呼吸过程不消耗水但能产生水
D．自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动
C [植物在生长发育过程中，需要不断地从环境中吸收水，保持其固有的姿态，A正确；细胞中的一部分水是以结合水的形式存在的，结合水是细胞结构的重要组成成分，B正确；细胞在有氧呼吸第二阶段消耗水，在有氧呼吸第三阶段产生水，C错误；自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动，比值越高，细胞的代谢活动越旺盛，D正确。]
3．(2022·全国甲卷)钙在骨骼生长和肌肉收缩等过程中发挥重要作用。晒太阳有助于青少年骨骼生长，预防老年人骨质疏松。下列叙述错误的是( )
A．细胞中有以无机离子形式存在的钙
B．人体内Ca2＋可自由通过细胞膜的磷脂双分子层
C．适当补充维生素D可以促进肠道对钙的吸收
D．人体血液中Ca2＋浓度过低易出现抽搐现象
B [细胞中的钙主要以离子形式存在，也有以化合物形式存在的钙(如CaCO3)，A正确；Ca2＋不能自由通过细胞膜的磷脂双分子层，需要载体蛋白协助，B错误；维生素D能有效地促进人体肠道对钙和磷的吸收，故适当补充维生素D可以促进肠道对钙的吸收，C正确；哺乳动物的血液中必须含有一定量的Ca2＋，Ca2＋的含量太低，会出现抽搐等症状，D正确。]
4．(2022·湖北选择性考试)水是生命的源泉，节约用水是每个人应尽的责任，下列有关水在生命活动中作用的叙述，错误的是( )
A．水是酶促反应的环境
B．参与血液中缓冲体系的形成
C．可作为维生素D等物质的溶剂
D．可作为反应物参与生物氧化过程
C [自由水是化学反应的介质，故水是酶促反应的环境，A正确；血液中的缓冲对是由离子组成的，离子溶解在水中才能形成缓冲体系，B正确；维生素D属于脂质，脂质通常都不溶于水，C错误；自由水能参与化学反应，故水可作为反应物参与生物氧化过程，D正确。]
(教师用书独具)
1．(2019·海南高考)植物细胞中水和矿质元素离子会表现出某些特点。下列叙述错误的是( )
A．根细胞中的K＋不能以自由扩散的方式进入土壤溶液中
B．矿质元素离子在细胞内积累可引起外界溶液中的水进入细胞
C．根细胞吸收的矿质元素能够以离子的形式贮存在液泡中
D．叶肉细胞中参与光合作用光反应阶段的水分子属于结合水
D [根细胞中的K＋不能以自由扩散的方式进入土壤溶液中，因为K＋跨膜运输需要载体蛋白协助，自由扩散不需要载体蛋白协助，A正确；矿质元素离子在细胞内积累会引起细胞液浓度增大，进而发生吸水，故会引起外界溶液中的水进入细胞，B正确；细胞内无机盐大多以离子形式存在，根细胞吸收的矿质元素能够以离子的形式贮存在液泡中，C正确；叶肉细胞中参与光合作用光反应阶段的水分子属于自由水，可以分解成氧气和[H]，D错误。]
2．(2019·全国卷Ⅲ)氮元素是植物生长的必需元素，合理施用氮肥可提高农作物的产量。回答下列问题。
(1)植物细胞内，在核糖体上合成的含氮有机物是______________，在细胞核中合成的含氮有机物是________，叶绿体中含氮的光合色素是________。
(2)农作物吸收氮元素的主要形式有铵态氮(NH)和硝态氮(NO)。已知作物甲对同一种营养液(以硝酸铵为唯一氮源)中NH和NO的吸收具有偏好性(NH和NO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)植物细胞内的含氮有机物有蛋白质、磷脂、ATP、核酸等，其中在核糖体上合成的为蛋白质，在细胞核中合成的是DNA和RNA，植物叶绿体中的光合色素有叶绿素和类胡萝卜素，其中含氮的光合色素是叶绿素。 (2)本实验的目的是验证作物甲对硝酸铵中的NH和NO的吸收具有偏好性，因变量是作物甲对二者的吸收量，因此可将生理状态相同的若干作物甲培养在适宜浓度的以硝酸铵为唯一氮源的营养液中，在适宜条件下培养一段时间，并测定实验后营养液中的NH和NO的浓度，最后进行比较，如果实验后营养液中的NH的浓度低于NO，可说明作物甲对硝酸铵中的NH的吸收具有偏好性；反之，则说明作物甲对硝酸铵中的NO的吸收具有偏好性。
[答案] (1)蛋白质 核酸 叶绿素 (2)实验思路：配制营养液(以硝酸铵为唯一氮源)，用该营养液培养作物甲，一段时间后，检测营养液中NH和NO剩余量。预期结果和结论：若营养液中NO剩余量小于NH剩余量，则说明作物甲偏好吸收NO；若营养液中NH剩余量小于NO剩余量，则说明作物甲偏好吸收NH
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