2020版一轮复习生物通用版学案：第一单元第二讲组成细胞的元素及化合物

第二讲组成细胞的元素及化合物
知识体系——定内容
核心素养——定能力

生命观念
通过分析水与细胞代谢及抗逆性的关系，建立起普遍联系的观点
科学思维
通过识图推断细胞中元素和化合物的含量及化合物的元素组成，培养图文转换能力和判断能力
科学探究
通过探究植物生长必需无机盐的作用，掌握实验设计的对照原则和单一变量原则

考点一　组成细胞的元素和化合物[重难深化类]


1．组成细胞的元素

图中：①是最基本元素，②是基本元素，③是主要元素。
2．归类组成细胞的化合物

3．区分元素和化合物含量的鲜重、干重

[基础自测]
1．判断下列叙述的正误
(1)细胞的核膜、内质网膜和细胞膜中都含有磷元素(√)
(2018·全国卷Ⅲ，T2B)
(2)硒是人体必需的微量元素，但不宜摄入过多(√)
(2017·全国卷Ⅱ，T7D)
(3)在人体活细胞中氢原子的数目最多(√)
(2013·重庆卷，T1A)
(4)细胞中一种元素的作用能被其他元素替代(×)
(2012·江苏卷，T1A)
(5)细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要(2012·江苏卷，T1D)(×)
(6)生物界和非生物界在元素组成的种类和含量上都相同(×)
(7)Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等是组成细胞的微量元素(×)
2．据下面无土栽培营养液的主要配方表回答问题
成分
Ca(NO3)2
MgSO4
KH2PO4
KHCO3
Fe(NO3)3
H2O
含量(g)
1.0
0.25
0.25
0.12
0.005
1 000

(1)表中属于大量元素的是C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg，属于微量元素的是，除此之外，微量元素还包括Mn、Zn、Cu、B、Mo等。
(2)上述元素中，是最基本元素，C、H、O、N是基本元素，C、H、O、N、P、S是主要元素。
(3)表中化合物属于组成细胞的无机物(水和无机盐)，除此之外，细胞中还含有糖类、脂质、蛋白质、核酸等有机物。
(4)上述元素在非生物界中都能找到，其原因是生物界和非生物界在元素种类上具有统一性。


细胞中元素与化合物的种类及含量的扇形图和柱状图
[典型图示]

[问题设计]
(1)若图1表示组成人体活细胞的元素含量比例，则甲～丁依次是O、C、H、N，但占人体细胞干重百分比最高的元素是图1中的，其原因是人体细胞鲜重含量最多的化合物是H2O，而干重含量最多的化合物是蛋白质。
(2)若图2表示细胞干重中化合物的含量，则②为蛋白质，其标志性元素是图1中的(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)，若按鲜重计②应为。
(3)图1所示元素在非生物界中一定能(填“一定能”“一定不能”或“不一定能”)找到，这说明生物界和非生物界具有统一性。
(4)C、H、N三种元素在人体的化学成分中，质量分数共占73%左右(占细胞干重的百分比)，而在岩石圈的化学成分中，质量分数不到1%，这一事实说明生物界与非生物界具有差异性。
[对点落实]
1．图1是细胞中化合物含量的扇形图，图2是有活性的细胞中元素含量的柱形图，下列说法错误的是(　　)

A．若图1表示细胞鲜重，则甲、乙化合物依次是H2O、蛋白质
B．若图2表示组成人体细胞的元素含量，则a、b、c依次是O、C、H
C．地壳与活细胞中含量最多的元素都是a，因此说明生物界与非生物界具有统一性
D．若图1表示细胞完全脱水后的化合物含量，则甲化合物具有多样性，其必含的元素为C、H、O、N
解析：选C　若图1表示细胞鲜重，含量最多的化合物是H2O，其次是蛋白质；若图2表示组成人体活细胞的元素含量，则最多的元素是O，其次是C、H；组成生物界的元素在无机自然界中都能找到，说明生物界与非生物界具有统一性；细胞干重中含量最多的是蛋白质，其具有多样性，必含的元素为C、H、O、N。
2．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，请分析回答下列问题：
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

(1)以上元素在活细胞中含量明显比人细胞(干)含量多的是氧元素和氢元素，发生差异的原因是活细胞中的各种化合物中含量最多的是________。这两种元素在人体细胞(干)物质中主要存在于________中。
(2)由表中数据可以看出在玉米细胞(干)中所占比例明显高于人细胞(干)的元素是氧，发生这种差异的一个主要原因是组成玉米细胞的化合物中________较多，此类化合物由____________(填元素符号)组成。
(3)植物吸收的NH4NO3可用于合成________(填编号)。
A．脂肪和RNA　　　　 B．蛋白质和DNA
C．核苷酸和纤维素 D．淀粉和酶
解析：(1)水是活细胞中含量最多的化合物。氧元素和氢元素在人体细胞(干)物质中主要存在于蛋白质中。(2)由表中数据可以看出，在玉米细胞(干)中所占比例明显高于人细胞(干)的元素是氧，发生这种差异的一个主要原因是组成玉米细胞的化合物中糖类较多，此类化合物由C、H、O组成。(3)植物吸收的NH4NO3可用于合成蛋白质和DNA，而脂肪、纤维素和淀粉中不含氮元素。
答案：(1)水　蛋白质　(2)糖类　C、H、O　(3)B
[类题通法]
判断元素与化合物的四个“明确”


1．归纳总结常见有机化合物的元素组成

2．组成细胞元素与化合物的相关推断
(1)根据特征元素推断化合物的种类

(2)根据代谢产物推断化合物的元素组成
代谢产物

化合物元素组成
实例
CO2和H2O
→
C、H、O
糖类、脂肪
CO2、H2O和尿素
→
C、H、O、N
蛋白质

(3)根据化合物中元素含量推断氧化分解时放能多少
⇒
[对点落实]
3．(2019·衡水模拟)下列哪一组结构或物质的元素组成可能不相同(　　)
A．细菌体内的基因与细胞膜
B．蓝藻细胞内的核糖体与细菌的细胞壁
C．骨骼肌细胞内的线粒体与染色体
D．植物细胞中的纤维素与动物细胞中的糖原
解析：选B　基因是有遗传效应的DNA片段，其元素组成为C、H、O、N、P，细胞膜主要是由磷脂和蛋白质构成的，所以其元素组成也含有C、H、O、N、P；核糖体是由蛋白质和RNA构成的(至少含有C、H、O、N、P)，细菌的细胞壁主要由多肽和多糖构成(至少含有C、H、O、N)，所以二者的元素组成可能不同；染色体主要是由蛋白质和DNA构成的，线粒体中也含有蛋白质和DNA；植物细胞的纤维素与动物细胞中的糖原都属于多糖。
4．根据下表信息，对于同质量的脂肪和糖类在氧化分解时出现差异的分析，错误的是(　　)
物质
各元素比例
氧化分解时
C
O
耗氧量
释放能量
产生的水
脂肪
75%
13%
较多
较多
X
糖类
44%
50%
较少
较少
Y

A．脂肪和糖类中的H的比例分别是12%和6%
B．相同质量条件下，脂肪比糖类在氧化分解时耗氧量多
C．糖类中O的比例高，因此氧化分解时产生的水为X D．脂肪中H的比例较高，所以释放的能量较多
解析：选C　根据表格信息可知，脂肪中C＝75%，O＝13%，因此H＝12%；糖类中C＝44%，O＝50%，因此H＝6%。糖类和脂肪氧化分解的最终产物都是CO2和水，耗氧量的多少取决于有机物中H、C所占的比例，而脂肪中H、C的含量高，氧化分解时耗氧量多，释放的能量多，形成的CO2和水也多，故X>Y。
考点二　细胞中的水和无机盐[重难深化类]

1．细胞中水的存在形式和作用

2．细胞中的无机盐

[基础自测]
1．判断下列叙述的正误
(1)风干种子中结合水与自由水的比值大(√)
(2018·全国卷Ⅱ，T4D)
(2)在最基本生命系统中，H2O有自由水和结合水两种存在形式(2014·四川卷，T2A)(√)
(3)水是活细胞中含量最多的化合物(√)
(4)结合水是细胞和生物体的组成成分(√)
(5)细胞内结合水/自由水的比值，种子萌发时比休眠时高(2015·山东卷，T4B)(×)
(6)植物体内的水分参与营养物质的运输(√)
(2014·海南卷，T5A)
(7)自由水可作为细胞内化学反应的反应物(√)
(2014·海南卷，T5C)
(8)贮藏中的种子不含水分，以保持休眠状态(×)
(2013·江苏卷，T16A)
(9)缺铁性贫血是因为体内缺乏铁，血红蛋白不能合成(√)
(10)细胞中的无机盐多以化合物形式存在，如CaCO3构成牙齿、骨骼(×)
2．据下面水的存在形式及生理作用图回答问题

(1)写出A、B、C、D所反映的以上两种水的功能：
A．组成细胞结构。
B．提供细胞生活的液体环境。
C．作为反应物，参与反应。
D．有利于物质运输。
(2)判断在不同情况下细胞含水量的高低(填“>”或“<”)：
①生物种类：水生生物含水量陆生生物含水量。
②生长发育阶段：幼儿成年；幼嫩部分成熟部分。
③组织器官种类与代谢程度：牙齿骨骼血液。
3．学透教材、理清原因、规范答题用语专练
(1)衰老的细胞自由水含量低，而癌细胞自由水含量相对高，由此说明自由水与细胞代谢的关系是____________________________________________。
提示：自由水相对含量越高，细胞代谢越旺盛
(2)Na＋、K＋对细胞内外渗透压大小所起的作用一样吗，为什么？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
提示：不一样。Na＋主要维持细胞外液的渗透压，K＋主要维持细胞内液的渗透压


1．理清自由水与结合水比值和细胞代谢的关系
(1)关系
自由水/结合水
(2)实例：衰老的细胞内水分含量减少，细胞萎缩，体积减小，细胞代谢速率减慢。
2．归纳总结细胞中水的产生和利用
产生水
利用水
①有氧呼吸第三阶段
②氨基酸脱水缩合
③多糖的合成
④DNA的复制与转录
⑤ADP形成ATP
①多糖、蛋白质、脂肪、核酸的分解(水解)
②光反应中水的分解
③有氧呼吸第二阶段中水的利用
④ATP的水解
3．举例细胞中常见无机盐的作用及含量异常情况
无机盐
作用
含量异常
I－
甲状腺激素的组成成分
缺乏时患地方性甲状腺肿；婴、幼儿缺乏患呆小症
Fe2＋
血红蛋白的组成成分
缺乏时患缺铁性贫血
Ca2＋
降低神经系统的兴奋性
血钙过低时，会出现抽搐现象；血钙过高时，会患肌无力
Mg2＋
叶绿素的组成成分
缺乏会导致叶片发黄
K＋
促进植物体内淀粉的运输；维持动物细胞内液的渗透压
缺乏时植物抗逆能力减弱，易受病害侵袭
Na＋
维持细胞外液的渗透压
缺乏会导致细胞外液渗透压下降
[对点落实]
1．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
解析：选D　植物体内的水分参与营养物质的运输；水是构成叶肉细胞的重要化合物之一；自由水可作为细胞内化学反应的反应物；同种植物萌发种子的含水量大于休眠种子的含水量。
2．下列关于细胞中水的说法错误的是(　　)
A．细胞中的含水量与细胞代谢速率密切相关
B．DNA复制和转录都有水产生，翻译不产生水
C．线粒体中产生大量ATP的同时一定有水生成
D．癌细胞中自由水所占比例比衰老细胞中高
解析：选B　细胞中的含水量与细胞代谢速率密切相关，一般来说，含水量适宜，代谢旺盛。DNA复制和转录过程中，磷酸二酯键的形成产生水；翻译过程中，氨基酸脱水缩合也产生水。有氧呼吸的第三阶段，[H]与氧结合形成水，并生成大量ATP。癌细胞代谢旺盛，自由水所占比例比衰老细胞中高。
3．(2019·南京校级一模)大多数无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用，下列相关叙述正确的是(　　)
A．K＋内流是神经纤维产生静息电位的主要原因
B．Mg2＋参与叶绿素的合成而直接影响光合作用暗反应
C．I－参与组成的甲状腺激素有促进细胞代谢增加产热的作用
D．过量摄入钠盐会导致血浆中抗利尿激素含量降低
解析：选C　K＋外流是神经纤维产生静息电位的主要原因；Mg2＋参与叶绿素的合成而直接影响光合作用的光反应；I－参与组成甲状腺激素，甲状腺激素具有促进细胞代谢增加产热的作用；过量摄入钠盐会导致细胞外液渗透压升高，血浆中抗利尿激素含量升高。

对照法探究植物生长必需的无机盐
1．实验目的：探究无机盐X是否是植物生长发育所必需的。
2．实验设计

3．实验中的对照
(1)空白对照
(2)自身对照
[对点落实]
4．设计实验探究X是否属于植物生长所必需的无机盐，某同学的构思大致如下：

本实验中采用甲组、乙组之间的空白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。两次对照中属于实验组的依次是(　　)
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
解析：选D　所谓实验组是接受实验变量处理的对象组，故两次对照中属于实验组的依次为乙组、乙组实验后。
5．有些无机盐离子可重复利用，有的不能重复利用，可重复利用的无机盐离子缺乏时，老叶先表现出缺乏症，不可重复利用的无机盐离子缺乏时，幼叶先表现出缺乏症。请设计实验证明Mg是可重复利用的元素。
实验材料：长势相同的玉米幼苗、蒸馏水、含有植物必需元素的各种化合物。
实验步骤：
(1)配制全素培养液和缺镁培养液，分别放入两组培养瓶中，并编号A、B。
(2)___________________________________________________________________。
(3)放在适宜条件下培养一段时间，_____________________________________。
实验现象：在全素培养液中的玉米幼苗生长正常，___________________________
________________________________________________________________________。
解析：据题干信息可知，可重复利用的元素缺乏时，老叶先表现症状，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。
答案：(2)将长势相同的玉米幼苗分别栽培在上述两种培养液中　(3)观察玉米幼苗的生长情况　在缺镁培养液中生长的玉米幼苗老叶先变黄
[类题通法]
对照实验的类型及实验组、对照组的确认
空白对照
对照组为自然状态下不作处理的对象组，实验组为施加实验变量处理的对象组
自身对照
实验处理前的对象组为对照组，实验处理后的对象组为实验组
相互对照
不单设对照组，而是几个实验组相互对照。如“影响酶活性的条件”的实验中，探究温度对酶活性的影响时，要用热水、正常温度的水、冰水三个实验组来探究温度对酶活性的影响，进行相互对照，以得出相应的实验结论
条件对照
即给对象施加某种实验处理，虽不是检验假设需要的，但更能充分说明实验变量的对照。例如，在动物激素饲喂小动物的实验方案中，饲喂甲状腺激素的为实验组；饲喂甲状腺抑制剂的是条件对照组；不饲喂药剂的是空白对照组

　 　　课堂一刻钟
1.(2016·上海高考)诺贝尔奖得主屠呦呦在抗疟药物研发中，发现了一种药效高于青蒿素的衍生物蒿甲醚，结构如图。下列与蒿甲醚的元素组成完全相同的物质是(　　)
A．纤维素　　　　　 B．胰岛素
C．叶绿素 D．甲状腺素
破题障碍——不明图意
本题结合化学知识考查化合物的元素组成，解答本题的最大障碍是不能正确识别蒿甲醚化学式的元素组成和明确常见化合物的元素组成。　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　
解析：选A　分析蒿甲醚的结构图可知蒿甲醚是由C、H、O三种元素组成的。纤维素的元素组成为C、H、O；胰岛素的元素组成为C、H、O、N等；叶绿素的元素组成为C、H、O、N、Mg；甲状腺(激)素的元素组成为C、H、O、N、I。由此可见，与蒿甲醚的元素组成完全相同的物质是纤维素。
2．(2017·海南高考)无机盐对于维持生物体的生命活动具有重要作用。下列相关叙述错误的是(　　)
A．蔬菜中的草酸不利于机体对食物中钙的吸收
B．缺铁会导致哺乳动物血液运输O2的能力下降
C．和ATP一样，KH2PO4也能为生物体提供能量
D．植物秸秆燃烧产生的灰烬中含有丰富的无机盐
易错提醒——惯性思维
该选项考查的是生物知识与生活的联系，同时需结合化学知识：草酸与食物中钙离子结合形成沉淀物不利于吸收。生活小知识中常说的小葱拌豆腐不利于钙的吸收，也是这个道理。考生往往一看到“不利于”这类绝对化的词语就盲目判定选项错误而导致误选。　　　　 　 　　　　　　　　　　　　 　　
解析：选C　草酸与食物中钙离子结合形成沉淀物不利于钙的吸收；铁是血红蛋白的组成成分，血红蛋白的主要作用是运输O2，缺铁会导致哺乳动物血液运输O2的能力下降；KH2PO4不是能源物质，不能为生物体提供能量；燃烧过程中有机物被分解，剩下的是无机物。
3．(2014·四川高考)生物体的生命活动离不开水。下列关于水的叙述，错误的是(　　)　　
A．在最基本生命系统中，H2O有自由水和结合水两种存在形式
B．由氨基酸形成多肽链时，生成物H2O中的氢来自氨基和羧基
C．有氧呼吸时，生成物H2O中的氢来自线粒体中丙酮酸的分解
D．H2O在光下分解，产生的[H]将固定的CO2还原成(CH2O)
解题关键——归纳总结
本题结合细胞代谢考查细胞中水的存在形式、产生和利用，解题的关键是明确光合作用、细胞呼吸和脱水缩合等与水有关的代谢过程。　　　 　 　　　　
解析：选C　水在最基本的生命系统中有两种存在形式：自由水和结合水；在氨基酸脱水缩合形成多肽链的过程中，生成物H2O中的两个氢原子分别来自两个氨基酸中的氨基和羧基；有氧呼吸第三阶段，O2与第一阶段葡萄糖分解产生的[H]和第二阶段丙酮酸分解产生的[H]结合形成H2O，同时释放出大量能量。线粒体中丙酮酸的分解要利用H2O，产生CO2；光合作用的光反应阶段发生在叶绿体类囊体薄膜上，H2O在光下被分解成O2和[H]，[H]可将叶绿体基质中暗反应固定的CO2还原成(CH2O)。
4．(2016·海南高考)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，呼吸速率______(填“大于”“小于”或“等于”)阶段Ⅰ。
解题关键——信息解读
第(1)(2)小题结合种子萌发过程考查不同阶段水的吸收特点、过程、途径和细胞代谢变化，解题的关键正确审读曲线信息。阶段Ⅰ吸水量迅速增加，造成细胞内的水主要以自由水存在，阶段Ⅱ吸水速率减慢，但自由水含量高，呼吸速率较强。

(3)从细胞膜组成和结构的角度来推测，水分可经过细胞膜中的________、___________从细胞外进入细胞内。
命题探源——以“本”为本
水分进出细胞膜有自由扩散和通过通道蛋白的协助扩散，水通道的问题在人教版必修①教材P74“科学前沿”部分有介绍。这也提醒考生要对教材知识全面掌握。
解析：(1)风干种子失去了大部分自由水，细胞中的水主要以结合水的形式存在。经阶段Ⅰ吸水后，种子中的水主要是以自由水的形式存在。(2)在阶段Ⅱ，种子吸水量变化不大，吸水速率小于阶段Ⅰ，但自由水含量较高，代谢较强，呼吸速率大于阶段Ⅰ。(3)细胞膜由磷脂双分子层构成基本支架，由于磷脂分子的尾部具有疏水性，少量的水可以经磷脂分子间隙进入细胞，大部分水通过水通道进入细胞。
答案：(1)结合水　自由水　(2)小于　大于　(3)磷脂(或脂质)双分子层　水通道
[学情考情·了然于胸]
一、明考情·知能力——找准努力方向
考查知识
1.组成细胞的常见化合物的元素组成，其中蛋白质、核酸、ATP的元素组成是高频考点。
2.无机盐的功能，其中结合实例分析无机盐的功能是常见的命题形式。
3.水在细胞中的存在形式、吸收方式和生理功能以及与细胞代谢的关系。
考查能力
1.识记能力：主要考查对生物体内化合物的元素组成、无机盐的功能和细胞中水的存在形式和生理功能的识记。
2.推理能力：通过细胞中的水与细胞代谢的关系，考查归纳概括、推理等理性思维。
3.迁移能力：通过识别种子萌发过程中不同阶段细胞吸水变化，考查图文转化能力和综合分析能力。

二、记要点·背术语——汇总本节重点
1．细胞中的元素
(1)生物界与非生物界在元素组成的种类上具有统一性，而在元素含量上具有差异性。
(2)占细胞鲜重含量最多的元素是氧，占细胞干重含量最多的元素是碳。
2．水和无机盐
(1)占细胞鲜重最多的化合物是水，占细胞干重最多的化合物是蛋白质。
(2)水不仅是细胞代谢所需的原料，也是细胞代谢的产物，如有氧呼吸、光合作用、蛋白质和DNA的合成等过程中都有水的生成。
(3)一些无机盐是细胞内复杂化合物的重要组成成分，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。
[课下达标检测]　
一、选择题
1．下列有关组成物质的化学元素的叙述，正确的是(　　)
A．C、H、O、N、Fe、Cu属于组成细胞的大量元素
B．磷脂分子仅由C、H、O、P四种元素组成
C．线粒体、核糖体和叶绿体中都含有P
D．酶和ATP都含有N，但酶一定不含有P
解析：选C　C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等为大量元素，Fe、Mn、Zn、Cu等为微量元素；磷脂分子由C、H、O、N、P五种元素组成；线粒体、核糖体和叶绿体中都存在RNA，因此都含有P；绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，因此少数酶也含有P。
2．某无土栽培的培养液中含有Mg2＋、K＋、Ca2＋、Fe3＋，其浓度都是0.1 mol·L－1，培养一段时间后，培养液中剩余最多的是(　　)
A．Fe3＋　　　　　　 　 　 B．Mg2＋
C．K＋ D．Ca2＋
解析：选A　Fe属于微量元素，植物需求量较少，故培养一段时间后，培养液中剩余最多。
3．(2018·南通模拟)下列关于细胞中元素和化合物的描述，正确的是(　　)
A．脂肪酸与吲哚乙酸的元素组成相同
B．RNA分子携带大量遗传信息，是绝大多数真核生物的遗传物质
C．与糖类相比，脂肪中C的比率较高，C是活细胞中含量最多的元素
D．蛋白质是活细胞中含量最多的生物大分子，是生命活动的主要承担者
解析：选D　脂肪酸的元素组成是C、H、O，吲哚乙酸的元素组成是C、H、O、N，二者的元素组成不同；只有少数病毒的遗传物质是RNA，真核生物和原核生物的遗传物质均为DNA；活细胞中含量最多的元素是O。
4．下列关于无机盐和水的叙述，错误的是(　　)
A．某些无机盐是组成ATP和RNA的必需成分
B．由氨基酸形成多肽时，生成物H2O中的氢来自氨基和羧基
C．无机盐与神经元接受刺激产生兴奋有关，与传递兴奋无关
D．水既是细胞代谢所需要的原料，同时也是细胞代谢的产物
解析：选C　某些无机盐是组成ATP和RNA的必需成分，如磷酸；氨基酸脱水缩合时，一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基反应脱去1分子水，因此H2O中的氢来自氨基和羧基；无机盐与神经元接受刺激产生兴奋有关，与传递兴奋也有关；水既是细胞代谢所需的原料，同时也是细胞代谢的产物，如在有氧呼吸的第二阶段需要水的参与，而在有氧呼吸的第三阶段能产生水。
5.(2019·淄博五中检测)如图是构成细胞的某些化合物的元素组成情况，下列对甲、乙、丙所表示的物质及其所能表现的生理功能推测错误的是(　　)
A．甲可能是叶绿素，能吸收光能进行光合作用
B．乙可能是血红蛋白，有运输氧的作用
C．丙可能是磷脂，是细胞膜的主要成分
D．若植物培养液中缺微量元素Mg，将导致叶片发黄
解析：选D　叶绿素中含有Mg，所以甲可能是叶绿素，能吸收光能进行光合作用；血红蛋白中含有Fe，所以乙可能是血红蛋白，有运输氧的作用；磷脂含有的元素是C、H、O、N、P，所以丙可能是磷脂，是组成细胞膜的主要成分；Mg属于大量元素，植物缺Mg将导致叶片发黄。
6．用含32P的磷酸盐培养液培养动物细胞，一段时间后，细胞的结构以及化合物中均具有放射性的是(　　)
①脱氧核糖　②核膜　③ATP　④脂肪　⑤转运RNA
A．①③ B．①③⑤
C．②③⑤ D．②③④⑤
解析：选C　脱氧核糖和脂肪，只含C、H、O，不含P元素；核膜、ATP和转运RNA中均含有P元素。
7．(2019·六安模拟)显微镜下分别观察小麦的叶肉细胞和干种子的胚细胞，发现叶肉细胞的细胞质中有明显的细胞质流动现象，而胚细胞则无此现象，原因是(　　)
A．叶肉细胞是活细胞，而胚细胞是死细胞
B．叶肉细胞中有自由水，胚细胞中没有自由水
C．叶肉细胞中自由水与结合水的比值大
D．胚细胞中自由水与结合水的比值大
解析：选C　休眠细胞仍是活细胞，种子在晒干的过程中，自由水大量蒸发，胚细胞中自由水含量较少，结合水的相对比值增大，细胞代谢不活跃，所以细胞质流动不明显。
8．以下反应不能产生水的是(　　)
A．10个氨基酸合成为十肽 B．由葡萄糖合成纤维素
C．肝脏细胞合成糖原 D．ATP生成ADP和Pi
解析：选D　多肽与多糖的合成，都是产生水的反应；ATP生成ADP和Pi的过程中需要水的参与，是消耗水的反应，不产生水。
9．互花米草是一种沿海滩涂草本盐沼植物，对水淹的生态环境有很强适应能力。下图中甲、乙两条曲线分别表示互花米草体内自由水与结合水的比值、K＋吸收速率与潮汐水淹时间的关系。下列叙述正确的是(　　)

A．在进行水淹处理时，实验用水应为自来水
B．互花米草在水淹时间为3 h/d的环境下，抗逆性最强
C．水淹时间为24 h/d的互花米草长势最差的主要原因是光照不足
D．随水淹时间延长，K＋吸收速率逐渐下降，主要与细胞膜上载体数量不足有关
解析：选B　本实验所选植物互花米草是一种沿海滩涂草本盐沼植物，为保证实验结果的可靠性，实验中选用的水应为采样地点的海水，能更好地模拟植物的生存环境；从图中信息可知，互花米草的水淹时间为3 h/d的环境下，自由水与结合水的比值最小，抗逆性最强；在水淹时间为24 h/d时，植物因缺氧而长时间进行无氧呼吸积累酒精，酒精会对细胞产生毒害作用，从而影响长势；由图中曲线可知，随水淹时间的延长，K＋吸收速率逐渐下降，主要与植物水淹后进行无氧呼吸供能不足有关。
10．(2019·徐州高三检测)研究发现，冬小麦在秋冬受低温袭击时，呼吸速率先升高后降低；持续的冷害使根生长迟缓，吸收能力下降，但细胞内可溶性糖的含量有明显的提高。下列推断错误的是(　　)
A．冷害初期呼吸作用先增强，有利于抵御寒冷
B．持续低温使线粒体内氧化酶活性减弱，直接影响可溶性糖合成淀粉
C．低温时细胞内结合水的比例上升，有利于适应低温环境
D．低温使根细胞呼吸减弱，吸收矿质营养能力下降
解析：选B　冷害初期呼吸作用增强，产热量增加，有利于抵御寒冷；可溶性糖合成淀粉过程需要能量，而持续低温使线粒体内氧化酶活性减弱，影响ATP的合成，从而间接影响可溶性糖合成淀粉；低温使细胞内结合水含量升高，自由水含量降低，以适应低温环境，增强抗寒性；低温使酶活性降低，根细胞呼吸减弱，根细胞吸收矿质营养的方式是主动运输，需要消耗能量，因此低温下根吸收矿质营养能力下降。
11．N、P等元素在植物体内形成的化合物往往不稳定，在逆境中可从老叶转移至幼叶，而Ca、Mn等元素形成的稳定化合物不易转移。某植株成熟叶正常，部分幼叶出现病态，用Ca(NO3)2根部施肥后幼叶恢复正常。下面是施肥后根尖成熟区细胞吸收Ca2＋、NO和H2O的示意图，正确的是(　　)

解析：选C　由题意可知，用Ca(NO3)2根部施肥后幼叶恢复正常，说明部分幼叶出现病态可能是缺乏Ca2＋或NO，又由题干信息知，成熟叶正常，这说明缺乏的是不能再被利用的Ca2＋；用Ca(NO3)2根部施肥后，土壤溶液浓度升高，根细胞吸水能力下降，吸收Ca2＋量增加，吸收NO不变，随细胞吸收Ca2＋量增加，细胞液浓度升高，细胞吸水的能力又逐渐增强。
12．如图为对刚收获的种子所做的一系列处理，据图分析有关说法正确的是(　　)

A．④和⑤是同一种物质，但是在细胞中存在形式不同
B．①和②均能够萌发形成幼苗
C．③在生物体内主要以化合物形式存在
D．点燃后产生CO2中的C只来自种子中的糖类
解析：选A　据分析可知，④为自由水，⑤为结合水，故④和⑤是同一种物质，但是在细胞中存在形式不同；②为烘干后的种子，结合水被破坏，故②不能够萌发形成幼苗；③为无机盐，在生物体内主要以离子形式存在；点燃后产生CO2中的C来自种子中的糖类、脂质、蛋白质等有机物。
二、非选择题
13．人体所需要的营养物质主要是水、无机盐、维生素、糖类、脂质和蛋白质等，这些营养物质在人体细胞中有着重要的作用。
(1)自由水的生理作用：________________________________________________
________________________________________________________________________。(答出2点即可)
(2)牛奶、奶粉中都添加钙、铁等元素，其中碳酸钙是人体骨骼和牙齿的重要组成成分，铁是血红蛋白的组成成分，这说明无机盐的生理作用是__________________________________；生理盐水对维持细胞内外渗透压非常重要，这说明无机盐的生理作用是______________________。
(3)俗话说“一方水土养一方人”，饮水是人体获得必需元素的重要途径之一。在天然无污染的泉水中，含有Cu、K、Ca、Zn、P、Mg、Na、Fe等人体必需元素，其中属于大量元素的是____________________。
答案：(1)①是细胞内的良好溶剂；②参与多种生物化学反应；③运送营养物质和代谢废物；④为多细胞生物体内的细胞提供良好的液体环境(任选2点答题)　(2)构成细胞内某些复杂化合物的重要成分　维持生物体内环境的平衡　(3)K、Ca、P、Mg、Na
14．正常土壤盐分含量约为2 g/kg，土地盐碱化已成为全球性危害，选育耐盐作物有重要意义。某研究小组将粒重相同的A、B两个品种的小麦植株各均分为3组，实验处理及结果如表(各植株生长状况良好且一致，其他培养条件相同且适宜)：
组别
一
二
三
四
五
六
小麦品种
A
A
A
B
B
B
土壤盐分含量(g/kg)
2
5
9
2
5
9
CO2吸收速率[μmol/(m2·s)]
24.4
23.3
17.3
26.1
23.0
16.6
有效穗数(穗/株)
19.8
19.0
17.1
22.6
18.6
12.1
穗粒数(粒/穗)
29.4
27.1
26.4
29.5
29.0
16.6

请分析回答：
(1)土壤盐分含量为2 g/kg时，________(填“能”或“不能”)判断B品种小麦的总光合速率大于A品种，原因是________________________________________________。
(2)随土壤盐分含量升高，小麦光合速率逐渐降低，一方面是由于失水导致叶片部分气孔关闭，供给光合作用的________减少；另一方面是由于叶绿素活性降低，导致用于暗反应的______________减少。
(3)盐分含量为9 g/kg的土壤宜种植A品种小麦，理由是_________________________。
解析：(1)表格中CO2吸收速率代表的是植物的净光合速率，是总光合速率与呼吸速率的差值，而该实验没有测定A、B两品种小麦的呼吸速率，所以无法判断A、B两品种小麦总光合速率的大小。(2)随土壤盐分含量升高，土壤渗透压升高导致植物失水，引起叶片部分气孔关闭，则CO2吸收不足，从而导致植物光合速率下降；同时由于叶绿素活性降低，光反应产生的[H]和ATP减少，导致暗反应变弱。 (3)在盐分含量为9 g/kg的土壤中，A品种穗粒总数比B品种更多，所以A品种小麦更适宜种植在该土壤中。
答案：(1)不能　实验未测定A、B两品种小麦的呼吸速率　(2)CO2　[H]和ATP　(3)与B品种相比，该条件下A品种穗粒总数更多
15．镉(Cd)是一种毒性很大的重金属元素，会对植物的生长造成伤害。现以洋葱为材料探究外源钙(Ca)能否缓解Cd的毒害。
(1)实验步骤：
①在室温(25 ℃)条件下，用自来水培养洋葱鳞茎，待刚长出叶片后选取80棵生长状况一致的洋葱幼苗平均分成________组，依次编号。
②每组镉处理和钙处理的浓度组合如表，其他培养条件相同且适宜。
组别
镉处理(μmol/L)
0
10
100
300
钙处理(mmol/L)
0
A1
B1
C1
D1
0.1
A2
B2
C2
D2
1
A3
B3
C3
D3
10
A4
B4
C4
D4

③两周后，分别_____________________________________________________。
(2)绘制实验结果柱形图如图所示。

(3)实验分析与讨论：
①A1、B1、C1、D1四组实验结果说明：____________________________________
________________________________________________________________________。
②A、B组实验结果说明：在低镉浓度条件下，外源Ca对洋葱的生长无明显的影响；而C、D组实验结果则说明：在中、高镉浓度条件下，_______________________________
________________________________________________________________________。
③进一步研究发现，Ca2＋与Cd2＋竞争细胞表面有限的离子通道，当溶液中Ca2＋和Cd2＋同时存在时，Ca2＋可显著地____________________，从而减轻镉的毒害。
(4)若土壤中过量的镉被洋葱等植物吸收积累，会通过________传递进入人体，使人体骨骼中的钙大量流失，临床上常补充____________来辅助治疗，以促进人体肠道对钙的吸收。临床上补充的此物质能以____________的方式进入细胞。
解析：(1)①由表格及柱形图可知：该实验设置了16组。③通过柱形图的纵坐标可知：该实验的观测指标是各组洋葱幼苗的平均株高，故两周后，分别测量各组洋葱幼苗的株高，算出各组平均值。(3)①A1、B1、C1、D1四组实验的变量是镉(Cd)浓度，实验结果说明：一定范围内，镉浓度升高，对洋葱幼苗生长抑制作用增强。②C、D两组实验结果说明：在中、高镉浓度条件下，外源Ca能部分缓解Cd对洋葱生长的抑制作用，且Ca浓度越高，缓解作用越明显。③Ca2＋与Cd2＋竞争细胞表面有限的离子通道，因此当溶液中Ca2＋和Cd2＋同时存在时，Ca2＋可显著地降低细胞对Cd的吸收。(4)若土壤中过量的镉被洋葱等植物吸收积累，会通过食物链传递进入人体，使人体骨骼中的钙大量流失；维生素D能促进小肠对钙的吸收，故补钙的同时要添加维生素D辅助治疗，以促进人体肠道对钙的吸收。维生素D属于脂质，细胞膜的主要成分是脂质，根据相似相溶原理，维生素D以自由扩散的方式进入细胞。
答案：(1)①16　③测量植株高度，并计算各组的平均值　(3)①镉能抑制洋葱的生长，且随着镉浓度的升高，抑制作用逐渐增强　②外源钙能部分缓解镉对洋葱生长造成的抑制作用，且钙浓度越高，缓解效果越明显　③降低细胞对镉的吸收　(4)食物链　维生素D　自由扩散