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考点1 组成细胞的元素和无机物
一、元素的分类和存在形式
1. 来源及存在
（1）来源：从无机自然界
有选择
地吸收。
（2）存在：大多以
化合物
形式存在。
2. 种类与含量
（1）按含量分：
①大量元素：如
C 、
H 、
O 、
N 、
P 、
S 、
K 、
Ca
、
Mg
等。
②微量元素：含量少，但不可缺少，和大量元素一样重要，如
Zn
、
Fe
、
B 、
Cu
、
Mo
、
Mn
等。
（2）按作用分：
①主要元素：
C 、
H 、
O 、
N 、
P 、
S
6 种。
②基本元素(细胞中含量最多的元素)：
C 、
H 、
O 、
N 4 种。
鲜重下含量高低依次为：
O ＞
C ＞
H ＞
N ；干重下含量高低依次为：
C ＞
O ＞
N ＞
H 。
活细胞中含量最多的元素是
O
，但数量最多的是
H
。
③最基本元素（生命的核心元素）：
C ，因为生物大分子都以
碳链
为基本骨架。
3. 生物界和非生物界的统一性和差异性
（1）从元素种类上，组成细胞的化学元素在无机自然界中都能找到，体现了生物界与非生物界的
统一
性。
（2）从元素含量上，细胞与非生物相比，各种元素的相对含量大不相同，体现了生物界与非生物界的
差异
性。
二、细胞中的无机物
1. 水
（1）存在形式和生理作用
形式
自由水
结合水
定义
细胞中绝大部分的水以 游离
的形式存在,可与细胞内的其他物质相结合的水，失
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以 自由流动
。
去了 流动性 和 溶解性
生理
功能
①细胞内的 良好溶剂
;
②参与细胞内的 生化反应
;
③为细胞提供 液体
环境;
④运送 营养物质
和 代谢废物
细胞结构
的重要组成成分
联系
在
活细胞
内，受温度的影响，自由水和结合水可
相互转化
：温度升高时，自
由水增多，反之，结合水增多。原因：当温度升高时，与蛋白质、多糖等结合的水分
子动能增加，会挣脱氢键的束缚，成为自由水。
（2）水的结构特性与理化性质
结构特性
理化性质
水是极性分子
水是良好的溶剂
能形成分子间氢键
具有流动性、具有高比热容
（3）自由水与结合水含量比值与细胞或生物体的代谢强度及抗逆性的关系
水在细胞鲜重中含量最多。
衰老的细胞内水分含量减少，细胞萎缩，体积变小，细胞代谢速率减慢。
2. 无机盐
（1）存在形式
①大多数以 离子
形式存在,如Na+、Fe2+、Ca2+、Mg2+、HCO3
-、Cl-等。
②少数与其他化合物结合,如磷酸是核苷酸、核酸、ATP 等的组成成分。
（2）含量：细胞中的无机盐含量很少，仅占细胞鲜重的 1%~1.5%
。
（3）吸收方式：主要是 主动运输 。
（4）生理功能
细胞中无机盐的功能
实例
组成复杂的化合物
Mg2+
构成 叶绿素 的元素，与某些酶的活性有关
Fe2+
构成 血红素 的元素
PO4
3-
组成 细胞膜、细胞核 的重要成分
I-
甲状腺激素 的组成元素
对于维持细胞和生物体
的生命活动有重要作用
Na+
体液的组成成分，参与形成 膜电位
Ca2+
促进牙齿和骨骼生长，凝血作用，调节神经、肌肉的敏感性等
2
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维持细胞的渗透压，从
而维持细胞的正常形态
K+
维持 细胞内液渗透压
Na+
维持 细胞外液渗透压
维持细胞的酸碱平衡
HCO3
-
维持血浆
pH
的重要离子
PO4
3-
参与维持血浆
pH
当大量出汗排出过多的无机盐后，应多喝淡盐水。
考法1 细胞中的元素
1. 根据元素组成及化合物的功能推断化合物的种类
1 看元素组成
2 看功能
3 定化合物
C、H、O 等
细胞内最重要的能源物质
葡萄糖
高等植物细胞壁的主要成分
纤维素
植物细胞的储能物质
淀粉
人和动物细胞的储能物质
糖原
C、H、O
细胞内良好的储能物质
脂肪
促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成
性激素
主要含C、H、O、N
催化、免疫、运输、调节、结构蛋白等
蛋白质
C、H、O、N、P
绝大多数生物的遗传物质
DNA
部分病毒的遗传物质、翻译的模板、转运氨基酸的工具、核糖体
的组成成分
RNA
直接能源物质
ATP
生物膜的重要组成成分
磷脂
C、H、O、N、Mg
吸收、传递、转化光能
叶绿素
C、H、O、N、I
促进新陈代谢、提高神经系统兴奋性
甲状腺激素
快速定位法
（1）元素组成分析法
注：糖类中的几丁质（壳多糖）也含有N 元素。
（2）特征元素提示法
注：血红蛋白的元素组成C、H、O、N、Fe。
3
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（3）代谢产物推理法
2. 研究化合物中元素转移方向的常用方法——同位素标记法
（1）分泌蛋白：3H 标记亮氨酸
（2）细胞呼吸：14C 标记CO2、18O 标记O2，探究碳、氧原子的去向
（3）光合作用：18O 分别标记CO2和H2O、14C 标记CO2，探究碳、氧原子的去向
（4）DNA 是遗传物质：用32P 或35S 标记的噬菌体分别侵染细菌的实验
（5）DNA 复制方式：15N 标记的大肠杆菌在含14N 的普通培养液中培养
【典例1】 （2023•通许县三模）下列关于细胞内元素和化合物的叙述，正确的是（ ）
A．占细胞干重最多的化学元素是O 元素
B．细胞中的脂质只含有C、H、O 三种元素
C．构成蛋白质的单体的基本骨架是碳链
D．腺苷三磷酸水解后会产生DNA 的基本单位
【分析】细胞的鲜重中元素含量由多到少分别是O、C、H、N，干重中元素含量由多到少分别是C、
O、N、H；组成细胞的化合物包括无机物和有机物，无机物包括水和无机盐，有机物包括蛋白质、脂
质、糖类和核酸，鲜重含量最多的化合物是水，干重含量最多的有机物是蛋白质。
【解答】解：A、不同生物细胞干重最多的元素有差异，如玉米细胞干重含量最多的是O 元素，人体细
胞干重含量最多的是C 元素，A 错误；
B、细胞中的磷脂除了含有C、H、O 外，还含有P、N，B 错误；
C、构成蛋白质的单体是氨基酸，氨基酸的基本骨架是碳链，C 正确；
D、腺苷三磷酸水解的产物腺嘌呤核糖核苷酸是RNA 的基本单位，D 错误。
故选：C。
【点评】本题考查组成细胞元素的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合
分析问题的能力是解答本题的关键。
【典例2】 （2022 秋•沙坪坝区校级期末）如图①②③④表示由不同化学元素组成的化合物，以下说法
不正确的是（ ）
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A．若①为某生物大分子，则①可能与双缩脲试剂反应，产生紫色反应
B．若②是动物细胞中的主要能源物质，则②可被动植物分解供能
C．若③是新冠病毒的遗传物质，则③可以在病毒体内自主合成
D．若④是植物细胞壁的主要成分之一，则④的合成可能与高尔基体有关
【分析】题图分析，①的组成元素是C、H、O，N，①可能是蛋白质（或多肽或氨基酸）等；②①
的组成元素只有C、H、O，可能是脂肪或者糖类，③的组成元素是C、H、O、N，P，可能是核酸或
磷脂、ATP 等。
【解答】解：A、①的组成元素是C，H、O、N，可能是蛋白质，可与双缩脲试剂发生紫色反应，A 正
确；
B、②的元素组成只有C、H、O，若②是细胞内的主要能源物质，则②是葡萄糖，可被动植物分解供
能，B 正确；
C、③的组成元素是C、H，O、N、P，若③是新冠病毒的遗传物质，则③是RNA，只能在宿主细胞
内合成，因为病毒无独立的代谢系统，C 错误；
D、④的元素组成只有C、H、O，若④是植物细胞壁的主要成分之一，则④可能是纤维素，是植物细
胞壁的主要成分，其合成与高尔基体有关，D 正确。
故选：C。
【点评】本题考查生物大分子元素组成的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知
识综合分析问题的能力。
【变式1】 （2023 春•唐县校级月考）如图1 是细胞中3 种化合物含量的扇形图，图2 是活细胞中元素含量
的柱形图。下列说法不正确的是（ ）
A．若图1 表示活细胞，则A 为水
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B．若图1 表示细胞干重，则A 为蛋白质
C．图2 中a 是氧元素
D．图2 中数量最多的元素是a
【分析】根据题意和图示分析可知，若图1 表示活细胞，则A、B 化合物分别是水和蛋白质，若图1 表
示细胞干重，则A 是蛋白质；图2 是活细胞中，则a、b、c 分别是O、C、H。
【解答】解：A、若图1 表示活细胞，含量最多的化合物是水，故A 为水，A 正确；
B、若图1 表示细胞干重，含量最多的化合物是蛋白质，故A 为蛋白质，B 正确；
C、图2 是有活性的细胞，含量最高的元素是O，故元素a 是O，C 正确；
D、在活细胞中含量最多的物质是水H2O，因此数量最多的元素是氢元素，而不是a 氧元素，D 错误。
故选：D。
【点评】本题考查细胞中元素和化合物的相关知识，要求学生熟记相关知识，能结合题图信息完成作答。
【变式2】 （2023•河南一模）N 元素是各种生物进行生命活动的必需元素，下列有关叙述正确的是（
）
A．细菌吸收的N 元素可以合成蛋白质、脂肪、核酸和ATP 等物质
B．根瘤菌可以将N2转化为NH3，并利用此过程中获得的能量来合成有机物
C．小麦从土壤中吸收有机肥中的N 元素，在此过程中有机肥中的能量流向小麦
D．动物线粒体内膜N 元素含量高于外膜
【分析】化合物的元素组成：（1）蛋白质的组成元素有C、H、O、N 元素构成，有些还含有S、Fe；
（2）核酸的组成元素为C、H、O、N、P；（3）脂质的组成元素有C、H、O，有些还含有N、P；
（4）糖类的组成元素为C、H、O。
【解答】解：A、脂肪的元素组成为C、H、O，不含N 元素，因此细菌吸收的N 元素不能合成脂肪，A
错误；
B、根瘤菌是固氮菌，能将N2转化为NH3，被植物体利用，根瘤菌是异养微生物，不能利用此过程中获
得的能量来合成有机物，B 错误；
C、小麦是自养型生物，能进行光合作用，利用光能转变形成有机物中的能量被利用，不能利用有机肥
中的能量，C 错误；
D、与线粒体外膜相比，线粒体内膜功能复杂，因此线粒体内膜含有的蛋白质种类和数量较多，故N 元
素含量较高，D 正确。
故选：D。
【点评】本题是对微生物的代谢类型进行的考查，结合微生物的结构特点、代谢过程和代谢特点，完成
作答。
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【变式3】 （2022 秋•济南期末）比较组成玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量，如图所示。下列说法
正确的是（ ）
玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量（干重、质量分数）
元素
C
H
O
N
K
Ca
P
Mg
S
玉米细胞
43.57
6.24
44.43
1.46
0.92
0.23
0.20
0.18
0.17
人体细胞
55.99
7.46
14.62
9.33
1.09
4.67
3.11
0.16
0.78
注：其他元素占细胞干重的质量分数总计小于3%
A．组成玉米细胞中的O 元素的含量明显要高于人体细胞，这是因为玉米细胞的水含量比人体的要高
B．玉米细胞中的元素组成与人体细胞的完全一样，吃玉米可以补充人体细胞所必需的各种元素
C．玉米和人体中的Ca 元素都是以离子的形式存在，但是Ca 在细胞中的含量、功能有所不同
D．玉米细胞和人体细胞中含量较多的四种元素都是C、H、O、N，因为组成生物体的主要有机成分是
糖类、脂质和蛋白质
【分析】1、细胞鲜重中含量最高的元素氧，细胞干重中含量最高的元素的碳。
2、组成生物体的化学元素根据其含量不同分为大量元素和微量元素两大类：
（1）大量元素是指含量占生物总重量万分之一以上的元素，包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg 等，
其中C、H、O、N 为基本元素，C 为最基本元素，O 是含量最多的元素。
（2）微量元素是指含量占生物总重量万分之一以下的元素，包括Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo 等。
【解答】解：A、玉米细胞中的氧元素含量明显高于人体细胞，推测玉米细胞中糖类（淀粉）要多一些，
而人体细胞中脂质（脂肪）要多一些，A 错误；
B、由于表格只展示了一部分元素，故不能得出“玉米细胞中的元素组成与人体细胞的完全一样”的说
法，另外玉米所含营养物质单一，不能满足人体的需求，B 错误；
C、钙参与骨骼的形成，Ca 在细胞中可以以化合物的形式存在，C 错误；
D、细胞中的基本组成元素是C、H、O、N，含量较多的四种元素基本一致，这与主要有机成分都是糖
类、脂质和蛋白质等物质有关，D 正确。
故选：D。
【点评】本题主要考查组成细胞的元素种类，要求学生有一定的理解分析能力，能够结合题干信息和所
学知识进行分析应用。
考法2 细胞中的水及其代谢
1. 水的吸收
（1）方式：自由扩散和协助扩散
（2）验证：质壁分离和复原
2. 水的存在形式：自由水和结合水
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3. 水的产生与利用
产生
利用
生理过程
部位
生理过程
部位
氨基酸脱水缩合
核糖体
多糖、蛋白质、核酸
等大分子水解
细胞质基质、消化道
合成纤维素
高尔基体
DNA 的复制和转录
真核细胞：细胞核、叶绿体、线粒
体
原核细胞：拟核、质粒
有氧呼吸第三阶段
线粒体内膜
有氧呼吸第二阶段
线粒体基质
光合作用暗反应
叶绿体基质
光合作用光反应
叶绿体类囊体薄膜
ATP 的合成
细胞质基质、叶绿体类囊体薄膜、
线粒体基质、线粒体内膜
ATP 的水解
通常在细胞内的需能
部位
4. 与水相关的调节
（1）动物
①下丘脑渗透压感受器→大脑皮层→产生渴感→主动饮水
②下丘脑渗透压感受器→下丘脑合成分泌、垂体释放抗利尿激素→作用于肾小管、集合管重吸收水
（2）植物
①失水：蒸腾作用
②吸水：渗透压差、蒸腾拉力
③保水：叶面上有可以开合的气孔，其他地方则有可以保持水分的角质层。
④影响气孔开合的外因：土壤和空气湿度、光照强度
⑤气孔导度的变化也会通过影响CO2的吸收速率影响光合作用速率。
【典例1】 （2023 春•湖北月考）气温过低会影响水稻花粉母细胞的减数分裂，进而影响水稻的花粉数量
和质量，导致稻谷减产。对此，农业生产上可以采用灌深水的措施来预防，但灌深水时间不宜过长。下列
有关说法正确的是（ ）
A．细胞内自由水和结合水都可参与物质运输和化学反应
B．由于水的比热容较高，当气温过低时灌深水后稻田温度不会降低太多
C．若灌深水时间过长，水稻根部细胞会进行无氧呼吸产生乳酸，导致烂根
D．若灌深水时间过长，会导致水稻细胞结合水含量升高，细胞代谢活动减慢
【分析】细胞内的水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，自由水是良好
的溶剂，是细胞内许多化学反应的介质，自由水还参与细胞内的化学反应，自由水自由移动对于运输营
养物质和代谢废物具有重要作用。
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【解答】解：A、细胞内自由水可参与物质运输和化学反应，结合水是细胞结构的重要组成成分，不能
参与物质运输和化学反应，A 错误；
B、水的比热容较高，故其温度不容易发生改变，当气温过低时灌水后稻田温度不会降低太多，B 正确；
C、若灌水时间过长，水稻根部细胞因为缺氧进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，导致烂根，C 错误；
D、若灌水时间过长，由于根部细胞吸水，会导致水稻细胞自由水含量升高，D 错误。
故选：B。
【点评】本题主要考查细胞中的水、无氧呼吸的内容，要求考生识记相关知识，并结合所学知识准确答
题。
【典例2】 （2022 秋•重庆期末）下列有关水的叙述正确的是（ ）
A．进入冬季，结合水含量会上升
B．同一株植物中，老叶细胞比幼叶细胞中自由水含量高
C．晒干和烘干过程中减少的都是结合水
D．在无土栽培技术中，配制的培养液浓度越高，越有利于植物根对无机盐离子的吸收
【分析】自由水与结合水的关系：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，细胞内自由水含量高；代谢活动下降，细胞中结合水水含量高。
【解答】解：A、结合水与抗逆性有关，冬季到来时，气温下降，细胞代谢减弱，通常植物体内的结合
水含量会上升，A 正确；
B、代谢越旺盛的细胞内含有的自由水越多，同一株植物中，幼叶细胞比老叶细胞中自由水含量高，B
错误；
C、种子细胞中含有自由水和结合水，在晒干过程中，失去的是自由水，在烘干的过程中已经失去了生
命活性，不能再发芽，失去的是结合水，C 错误；
D、在无土栽培技术中，配制的培养液浓度过高，可能会导致植物根细胞失水，出现“烧苗”现象，不
利于植物根对无机盐离子的吸收，D 错误。
故选：A。
【点评】本题考查水在细胞中的存在形式和作用的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运
用所学知识综合分析问题的能力。
【变式1】 （2022 秋•济南期末）水是组成细胞的重要化合物，有关叙述错误的是（ ）
A．水分子是非极性分子，带正电荷和负电荷的分子（或离子）都容易与水结合
B．水是豌豆根毛细胞中含量最多的物质，该细胞通过渗透作用从外界吸收水分
C．北方冬小麦在冬天来临前，细胞中结合水与自由水的比值上升避免结冰而损害自身
D．水的比热容高，在环境温度变化较快的时候，帮助生物体将体温维持在相对稳定状态
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【分析】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。
【解答】解：A、水分子是极性分子，带正电荷和负电荷的分子（或离子）都容易与水结合，水是良好
的溶剂，A 错误；
B、水是活细胞内含量最多的化合物，植物细胞通过渗透作用从外界吸水，以保证细胞内含有充足的水
分，维持细胞的正常生命活动，B 正确；
C、北方冬小麦在冬天来临前，细胞中结合水与自由水的比值上升，细胞代谢速率下井，提高抗逆性，
避免结冰而损害自身，C 正确；
D、比热容是指单位质量的某种物质升高（ 或下降）单位温度所吸收（或放出）的热量，水的比热容
高，在环境温度变化较快的时候，可以帮助生物体将体温维持在相对稳定状态，以维持细胞正常生命活
动，D 正确。
故选：A。
【点评】本题考查自由水和结合水的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综
合分析问题的能力是解答本题的关键。
【变式2】 （2022 秋•市中区校级期末）如图表示细胞中水的存在形式及其作用。下列叙述中正确的是（
）
A．冬季来临，结合水/自由水的比值增大，细胞代谢水平降低和抗逆性增强
B．如果乙的含义是“运输物质”，则结合水比值升高物质运输速度快
C．甲的含义是“组成细胞结构”，如果这部分水失去，则细胞的代谢速度减慢
D．从图中可以推测，温度越高则细胞中的自由水越多
【分析】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。
【解答】解：A、细胞中结合水含量越多，抗逆能力越强，自由水含量越多，代谢越旺盛，故冬季来临，
结合水与自由水的比值增大，细胞代谢水平降低和抗逆性增强，A 正确；
B、如果乙的含义是“运输物质”，则自由水比值升高物质运输速度快，B 错误；
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C、甲的含义是“组成细胞结构”，如果这部分水失去，则会导致细胞死亡，C 错误；
D、在一定温度范围内，温度升高，结合水可以转化为自由水，但温度过高，可能导致细胞脱水死亡，
细胞内水分因蒸发减少，D 错误。
故选：A。
【点评】本题考查水在细胞中的存在形式和作用，要求考生识记相关知识，意在考查考生的识记能力和
信息获取能力。
【变式3】 （2022 秋•历下区校级期末）豌豆的种子有圆粒和皱粒。圆粒种子含淀粉多，成熟时能有效地
保留水分。而皱粒种子含蔗糖多，在成熟时由于失水而皱缩。上述圆粒种子保留的水分和皱粒种子失去的
水分（ ）
A．前者主要是自由水，后者是结合水
B．两者主要都是结合水
C．前者主要是结合水，后者是自由水
D．两者主要都是自由水
【分析】1、水的存在形式及生理功能：
形式
自由水
结合水
定义
细胞中绝大部分的水以游离
的形式存在，可以自由流动
与细胞内的其他物质相结合
的水
含量
约占细胞内全部水分的95% 约占细胞内全部水分的4.5%
功能
①细胞内良好的溶剂
②参与生化反应
③为细胞提供液体环境
④运送营养物质和代谢废物
是细胞结构的重要组成成分
联系
自由水和结合水能够随新陈代谢的进行而相互转化
2、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）。
【解答】解：（1）因为结合水是水在生物体和细胞内的存在状态之一，是吸附和结合在有机固体物质
上的水，则圆粒种子中保留的是与淀粉结合在一起的水，即结合水。
（2）自由水不被植物细胞内胶体颗粒或大分子所吸附，能自由移动，容易蒸发，因此皱粒种子失去的
水分为自由水。
故选：C。
【点评】本题主要考查水的存在形式，要求考生识记水的存在形式及功能，能根据题干信息做出准确的
判断。
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考法3 无机盐的功能及实验探究
1. 无机盐含量异常的症状
无机盐
含量异常时的症状
I-
成年人缺乏时患地方性甲状腺肿大；
婴幼儿缺乏时患呆小症
Fe2+
缺乏时患缺铁性贫血
Ca2+
血钙过低时，会出现抽搐现象；
血钙过高时，会患肌无力
Mg2+
缺乏会导致叶片发黄
K+
缺乏时植物抗逆性减弱，易受病害侵袭
Na+
缺乏时会导致细胞外液渗透压下降；
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
2. 无机盐生理功能的验证方法
（1）对照组：植物+完全培养液→正常生长；
（2）实验组：
实验中应保证实验材料的统一性，即材料的种类、生长状况等相同。
实验组加入X 盐的目的是形成二次对照，使实验组形成前后对照，以增强实验结果的说服力。
【典例1】 （2023 春•余干县校级月考）无机盐对生物体的生命活动起着重要作用。下列叙述不正确的是
（ ）
A．HCO3
﹣、HPO4
2﹣对于维持细胞酸碱平衡非常重要
B．哺乳动物血液中Ca2+含量过低，动物会出现抽搐症状
C．Mg 是构成叶绿素的成分，Fe 是构成血红素的必要成分，说明无机盐在细胞内主要以化合物的形式
存在
D．观察人口腔上皮细胞要用到质量分数为0.9%的氯化钠溶液，说明无机盐对维持细胞形态有重要作用
【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+是血红蛋白的必要成分；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
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引起抽搐。
（3）维持细胞的酸碱平衡和细胞的形态。
【解答】解：A、血浆中的HCO3
﹣、HPO4
2﹣等物质是缓冲物质，对于维持细胞的酸碱平衡具有重要作
用，A 正确；
B、Ca2+可调节肌肉收缩和血液凝固，哺乳动物血液中血钙过高会造成肌无力，血钙过低会引起抽搐，
B 正确；
C、无机盐主要以离子的形式存在，C 错误；
D、0.9%的氯化钠溶液是人体细胞内液的等渗溶液，观察人口腔上皮细胞要用到质量分数为0.9%的氯化
钠溶液，说明无机盐对维持细胞形态有重要作用，D 正确。
故选：C。
【点评】本题考查无机盐的存在形式及作用，要求考生识记相关知识，意在考查考生的识记能力和分析
能力。
【典例2】 （2023 春•南阳期中）人体每天需要摄入一定量的钙，钙可促进牙齿和骨骼的生长，具有凝血
作用，可调节神经、肌肉的敏感性等，若缺乏，会出现骨骼畸形、肌肉抽搐等现象，过量则会导致胆结石
等疾病。当老年人缺钙时易出现骨质疏松等症状，原因是老年人的钙吸收能力下降。下列相关叙述正确的
是（ ）
A．钙在人体内都以离子的形式存在，且只有溶于水中才能被人体吸收
B．儿童迅速生长期和老年人均容易出现缺钙症状，但缺钙的原因不同
C．儿童在补钙的同时补充适量维生素A，可有效促进肠道对钙的吸收
D．细胞中的钙属于微量元素，缺乏或过量均会导致人体生命活动异常
【分析】无机盐主要以离子的形式存在，有的无机盐是细胞结构的组成成分，如Mg 是叶绿素的组成成
分，Fe 是血红蛋白的组成成分，钙是骨骼、牙齿的重要组成成分等，此时Ca 以化合物的形式存在；许
多无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要功能，如人体血液中钙离子浓度降低，会出现抽搐，
有些无机盐还参与维持酸碱平衡和渗透压．
【解答】解：A、钙离子的存在形式有的以离子形式存在，在牙齿、骨骼种以化合物的形式存在，A 错
误；
B、儿童迅速成长期对钙的需求量大，容易出现缺钙的现象，而老年人容易出现骨质疏松等症状，原因
是对钙的吸收能力下降，容易出现缺钙，故两者缺钙的原因不同，B 正确；
C、儿童在补钙的同时补充维生素D，可有效促进肠道对钙的吸收，C 错误；
D、Ca 属于大量元素，缺乏或过量均会导致人体生命活动异常，D 错误。
故选：B。
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【点评】本题以钙的生理作用为情景，考查组成细胞的水和无机盐，旨在考查学生的理解能力和获取信
息的能力，以及生命观念、科学思维的核心素养。
【典例3】 （2022 春•张店区校级期中）科学家用水培法培养甜瓜幼苗，每天K+和Mg2+初始状态均为
500mg/L，定时测定培养液中K+和Mg2+的剩余量，如图所示。请分析回答：
（1）Mg2+是植物生存所必需的，因为
，最终会影响有机物的合成。
（2）该实验的自变量有
。甜瓜对Mg2+的吸收量
对K+的吸收量，甜
瓜对K+和Mg2+的吸收速率差异最可能与
有关。
（3）实验说明，通常情况下，甜瓜对K+和Mg2+的吸收速率在
期最大，因此要注意
施肥。
（4）锌是植物必需的元素之一，缺锌会导致植物出现相应的锌元素缺乏症。现欲设计实验验证植物体
中锌的作用不能被镍所代替。
①材料准备：足量正常黄瓜幼苗、完全培养液、缺锌的完全培养液、蒸馏水、含锌溶液和含镍 溶液等，
可根据需要选择或补充实验材料。（注：黄瓜的完全培养液中不含有镍，且本实验浓度 范围内的镍对
植物无毒副作用）。
②实验思路：
。
③预期结果：
。
【分析】根据曲线图分析，实验的自变量有离子种类和甜瓜生长发育时期，因变量为测定培养液中
K+和Mg2+的剩余量，培养液中K+的剩余量小于Mg2+的剩余量，可推断出甜瓜对Mg2+的吸收量小于对
K+的吸收量。
【解答】解：（1）由于缺Mg2+时，叶绿素无法合成，进而导致光合作用减弱，最终会影响有机物的合
成，所以Mg2+是植物生存所必需的。
（2）据图分析可知：该实验的自变量有离子种类和甜瓜生长发育时期，因变量为测定培养液中K+和
Mg2+的剩余量。培养液中K+的剩余量小于Mg2+的剩余量，可推断出甜瓜对Mg2+的吸收量小于对K+的
吸收量，甜瓜对K+和Mg2+的吸收速率差异最可能与细胞膜上的K+和Mg2+载体数量有关，说明细胞对
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离子的吸收具有选择性。
（3）实验曲线说明，通常情况下，甜瓜对K+和Mg2+的吸收速率在坐果期的前期期最大，因此要注意适
时适量施肥。
（4）为验证植物体中锌的作用不能被镍所代替，实验思路为：将足量正常黄瓜幼苗均分为A、B 两组，
相同且适宜条件下分别用等量完全培养液、缺锌的完全培养液培养。一段时间后A 组正常生长，B 组出
现锌元素缺乏症。将B 均分为B1、B2 两组，分别补充等量含锌溶液、含镍溶液，相同且适宜条件下培
养一段时间后，观察各组幼苗生长状况。
预期结果：只有B1 组锌元素缺乏症减轻或消失。
故答案为：
（1）缺Mg2+时，叶绿素无法合成，进而导致光合作用减弱
（2）离子种类和甜瓜生长发育时期 小于 细胞膜上的K+和Mg2+载体数量
（3）坐果期的前 适时适量
（4）②实验思路：将足量正常黄瓜幼苗均分为A、B 两组，相同且适宜条件下分别用等量完全培养液、
缺锌的完全培养液培养。一段时间后A 组正常生长，B 组出现锌元素缺乏症。将B 均分为B1、B2 两组，
分别补充等量含锌溶液、含镍溶液，相同且适宜条件下培养一段时间后，观察各组幼苗生长状况
③预期结果：只有B1 组锌元素缺乏症减轻或消失
【点评】本题考查物质跨膜运输的相关知识，意在考查学生的识图能力理解自变量和因变量，判断离子
的吸收速率，难度不大。
【变式1】 （2022 秋•张家口期末）关于细胞中的无机盐，下列叙述错误的是（ ）
A．无机盐在细胞中含量很少，大多以离子形式存在
B．将作物秸秆充分晒干后，剩余物质主要是无机盐
C．人体内缺乏Na+会使神经、肌肉细胞的兴奋性降低
D．某些无机盐离子对于维持细胞的酸碱平衡有重要作用
【分析】无机盐大多数以离子的形式存在，有的参与大分子化合物的组成。细胞中无机盐的作用：①
细胞中某些复杂化合物的重要组成成分，如亚铁离子是血红蛋白的主要成分、镁离子是叶绿素的必要成
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。
【解答】解：A、无机盐在细胞中含量很少，大多以离子形式存在，有的参与大分子化合物的组成，A
正确；
B、作物秸秆充分燃烧后，剩余物质主要是无机盐；晒干后，剩余物质主要是有机物和无机盐，B 错误；
C、动作电位主要是钠离子内流形成，故人体内缺乏Na+会使神经、肌肉细胞的兴奋性降低，C 正确；
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D、无机盐具有维持细胞内酸碱平衡的作用，如人体内环境中的碳酸氢根和磷酸氢根等，D 正确。
故选：B。
【点评】本题考查无机盐的主要存在形式和作用，考生识记无机盐在细胞中的主要存在形式和功能是解
题的关键。
【变式2】 （2023 春•南平月考）农业谚语是劳动人民口口相传的生产实践经验，其中蕴藏着丰富的生物
学知识，下列分析错误的是（ ）
A．“缺镁后期株叶黄，老叶脉间变褐亡”——镁是构成叶绿素的元素之一，缺镁会导致叶片发黄
B．“寸麦不怕尺水，尺麦但怕寸水”——作物不同时期需水量不同，应合理灌溉
C．“稻子出在犁头上，勤耕深耕长得壮”——中耕松土有利于植物根细胞吸收无机盐
D．“春天粪堆密，秋后粮铺地”——粪肥中的能量直接流向植物，可促进粮食增产
【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提供化学
反应介质，⑥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：（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。（3）维持细胞的酸碱平衡和细胞的
形态。
【解答】解：A、“缺镁后期株叶黄，老叶脉间变褐亡”，镁是构成叶绿素的重要成分，缺镁会造成叶
片发黄，A 正确；
B、“寸麦不怕尺水，尺麦但怕寸水”，寸麦指的是小麦苗期，而尺麦指的是小麦已经拔节了。小麦返
青拔节是需要水，缺水不行，说明作物不同时期需水量不同，应合理灌溉，B 正确；
C、“稻子出在犁头上，勤耕深耕长得壮”，勤耕深耕松土，有利于根细胞呼吸，有利于植物根细胞吸
收无机盐，C 正确；
D、“春天粪堆密，秋后粮铺地”，粪肥中的能量不能流向植物，粪肥中有机物可被微生物分解形成无
机物，无机物可被植物吸收利用，促进粮食增产，D 错误。
故选：D。
【点评】本题考查水和无机盐的存在形式及作用，意在考查考生的识记能力和理解所学知识要点，把握
知识间内在联系。
【变式3】 （2021 秋•临澧县校级期中）镁是合成叶绿素的原料之一，是植物生长所必需的。如果缺少镁，
植物的叶绿素无法合成，叶片会发黄甚至死亡。某同学想用无土栽培的方法，设计一个实验来验证含镁的
无机盐对植物幼苗生长的影响，请你帮他把实验设计填写完整。
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实验材料：生长状况相近的健壮小麦幼苗若干，完全培养液，缺镁的完全培养液。
实验过程：
（1）将小麦幼苗平均分成甲、乙两组，测量并记录两组幼苗的初始生长状况（叶色、高度、根系生长
状况等）。
（2）将甲组幼苗的根系浸泡在
，将乙组幼苗的根系浸泡在
。
（3）将两组植物幼苗放置到相同且适宜的环境中培养，观察叶片颜色的变化和植物的生长情况。
（4）请你写出符合科学道理的实验现象及初步得出的结论：
现象：
。
结论：
。
从科学研究的严谨角度出发，为进一步证实甲乙两组小麦生长状况的差异是由于镁离子的供应不同引起
的，通常还应增加的实验步骤是：
。
（5）细胞中的大多数无机盐以
的形式存在。
【分析】分析题意可知：本实验目的：验证含镁的无机盐对植物幼苗生长的影响，实验的自变量是有无
镁，因变量是幼苗的生长状况，为了实验更加严谨，还可以设置自身对照。
【解答】解：实验过程：
（1）将小麦幼苗平均分成甲、乙两组，测量并记录两组幼苗的初始生长状况（叶色、高度、根系生长
状况等）。
（2）将甲组幼苗的根系浸泡在含镁的完全营养液中，将乙组幼苗的根系浸泡在 等量的不含镁的完全营
养液中。
（3）将两组植物幼苗放置到相同且适宜的环境中培养，观察叶片颜色的变化和植物的生长情况。
（4）镁是构成植物叶绿素的元素，缺镁会影响叶绿素的合成，从而影响植物的光合作用，影响植物的
生长，故实验现象：甲组植物生长旺盛、叶片鲜绿；乙组植物矮小瘦弱、叶片发黄。
结论：植物的生长需要含镁的无机盐。
从科学研究的严谨角度出发，为进一步证实甲乙两组小麦生长状况的差异是由于镁离子的供应不同引起
的，通常还应增加的实验步骤是：在缺镁的培养液中添加一定量的含镁的无机盐，观察小麦的叶片颜色
和生长状况。
（5）细胞中的大多数无机盐以离子的形式存在。
故答案为：
（2）含镁的完全营养液中 等量的不含镁的完全营养液中
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（4）现象：甲组植物生长旺盛、叶片鲜绿；乙组植物矮小瘦弱、叶片发黄
结论：植物的生长需要含镁的无机盐
步骤是：在缺镁的培养液中添加一定量的含镁的无机盐，观察小麦的叶片颜色和生长状况 （2 分）
（5）离子
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